JPH1113532A - カバーライナおよびカバーライナを用いた鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】鋳造の際に強化目的で配設される筒状部材が損
傷する懸念を払拭し、また、予熱された前記筒状部材の
温度低下を阻止して溶湯の導入を円滑に行うためのカバ
ーライナおよびカバーライナを用いた鋳造方法を提供す
る。 【解決手段】筒状繊維成形体９０を所定の温度に予熱
し、カバーライナ１０に装着する。次に、カバーライナ
１０を筒状繊維成形体９０とともに第２の成形用ブロッ
ク４６の円柱部４４に装着する。次いで、溶湯を湯道４
２から第１のキャビティ４０、第２のキャビティ４８に
供給する。このとき、溶湯はカバーライナ１０の斜面部
１６によって筒状繊維成形体９０の外周の方向に導か
れ、筒状繊維成形体９０の内周面に直接溶湯が衝突する
ことが阻止される。従って、筒状繊維成形体９０の内周
面が溶湯との衝突による衝撃や溶湯の熱により損傷する
ことがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳造に際し、強化
目的のために配設される筒状部材を保護し、該筒状部材
の温度低下を防止して溶湯の導入を円滑に行うためのカ
バーライナおよびカバーライナを用いた鋳造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、特開昭６１−２４１５６
５号公報に開示されたシリンダライナ付きエンジン及び
その製造方法では、薄肉な円筒を囲繞して無機繊維を巻
回し、該無機繊維にアルミニウム合金を含浸させること
により、シリンダブロックのシリンダライナを形成して
いる。

【０００３】また、特開平２−８４２４７号公報には、
筒状の繊維成形体の表面に強磁性体からなる補強部材を
設け、高周波誘導加熱により繊維成形体に温度勾配を有
する予熱を施し、この繊維成形体を鋳型に配設して鋳造
する繊維強化複合部材の製造方法が開示されている。

【０００４】さらに、特開平３−２６８８５５号公報に
は、筒状の強化材からなる成形体の内周面に離型用固体
潤滑剤を塗布し、前記強化材からなる成形体に中子を嵌
合させ、前記強化材成形体中に溶湯を浸透させる金属基
複合材料部材の製造方法が開示されている。

【０００５】さらにまた、特開平４−６６２５８号公報
には、ライナの上端部まわりと下端部まわりとにそれぞ
れ、鋳ぐるみ時に鋳型のキャビティ内に露出する薄肉部
を形成し、両薄肉部間にウォータジャケット用中子を装
着させた状態で鋳造する鋳鉄製シリンダブロック及びそ
の製造方法が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来技術では、鋳造の際に、薄肉な円筒や筒状の繊維成
形体、筒状の強化材からなる成形体、ライナ等の筒状部
材に高温の溶湯が衝突するため、この衝突の衝撃と溶湯
の熱により筒状部材が損傷する懸念がある。また、筒状
部材に溶湯が容易に入り込むように筒状部材を予熱して
おいても、該筒状部材を鋳造用金型に装着したときに筒
状部材の熱が鋳造用金型に奪われて温度が低下してしま
うおそれがあり、従って、溶湯が円滑且つ迅速に注入さ
れない不都合がある。

【０００７】本発明は前記の課題を解決すべくなされた
ものであって、鋳造の際に強化目的で配設される筒状部
材が損傷する懸念を払拭し、また、予熱された前記筒状
部材の温度低下を阻止して溶湯の導入を円滑に行うため
のカバーライナおよびカバーライナを用いた鋳造方法を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、鋳造用金型に装着される筒状部からな
り、前記筒状部の一端側に形成され、半径方向外方に周
回して突出する突部を有し、前記突部には前記筒状部の
一端側の内側から他端側の外側へと傾斜する斜面部が形
成され、前記筒状部の外周に、非金属で形成された筒状
部材を装着して鋳造されることを特徴とする。

【０００９】本発明によれば、鋳造する際、溶湯は前記
突部の斜面部に導かれて前記筒状部材の内壁に直撃する
ことが阻止され、筒状部材の内壁を損傷させることがな
い。また、筒状部材を予熱して鋳造用金型に装着する
際、筒状部材が鋳造用金型に直接当接することがないた
め、筒状部材の温度が低下する懸念もない。

【００１０】この場合、前記筒状部の他端側の内壁部に
前記鋳造用金型から離間した非接触面が形成され、鋳造
する際に溶湯から発生したガスが前記非接触面と前記鋳
造用金型との間隙に導かれると、前記ガスによって成形
品に巣が発生することが防止され、好適である。

【００１１】また、この場合、前記突部に切欠部が形成
され、前記筒状部材に形成された突起部が前記切欠部に
係合すると、鋳造後、カバーライナを切削加工等により
取り除く際、カバーライナが前記筒状部材に対して回り
止めされ、好ましい。

【００１２】また、本発明は、カバーライナの筒状部に
予熱された非金属の筒状部材を装着する工程と、鋳造用
金型に前記カバーライナを前記筒状部材とともに装着す
る工程と、前記鋳造用金型のキャビティに溶湯を供給す
る工程と、前記溶湯が冷却、固化されて鋳造品を得る工
程と、を有することを特徴とする。

【００１３】本発明によれば、カバーライナが鋳造用金
型に装着されたとき、筒状部材が鋳造用金型に直接当接
することがないため、予熱された筒状部材の温度が低下
する懸念もない。また、溶湯がキャビティに供給される
際、筒状部材はカバーライナによって保護され、損傷す
ることがない。

【００１４】また、この場合、前記カバーライナに前記
筒状部材を装着する工程では、前記筒状部の一端側に形
成され、半径方向外方に周回して突出する突部の切欠部
に、前記筒状部材に形成された突起部を係合させると、
鋳造後、カバーライナを切削加工等により取り除く際、
カバーライナが前記筒状部材に対して回り止めされ、好
適である。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明に係るカバーライナについ
て、それを用いた鋳造方法との関係で好適な実施の形態
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。

【００１６】図１Ａにおいて、参照符号１０は、本実施
の形態に係るカバーライナを示す。このカバーライナ１
０は筒状部１２を備え、該筒状部１２の一端部には半径
方向外方に突出する突部１４が周回して形成される。該
突部１４の外周には前記筒状部１２の一端部に向かって
徐々に縮径する斜面部１６が形成され、該斜面部１６は
筒状部１２の軸線と直交する方向に対して角度θ、好ま
しくは５０°〜６５°傾斜するように形成される（図１
Ｂ参照）。前記突部１４には略半円形状の切欠部１８が
形成されており、前記筒状部１２の他端部の内壁部から
外壁部にわたって、しかも前記筒状部１２の他端部に向
かって徐々に拡径するテーパ面（非接触面）２０が形成
される。

【００１７】本実施の形態に係るカバーライナ１０は、
基本的には以上のように構成されるものであり、次に、
前記カバーライナ１０が装着される鋳造用金型３０につ
いて、図２を参照して説明する。

【００１８】鋳造用金型３０は、基本的には、下型３２
と、該下型３２上に摺動自在に載置された側型３４ａ、
３４ｂと、前記下型３２に対して接近離間自在な上型３
６とを備え、前記下型３２には前記側型３４ａ、３４ｂ
に嵌入する第１の成形用ブロック３８が設けられる。前
記第１の成形用ブロック３８と前記側型３４ａ、３４ｂ
との間隙は第１のキャビティ４０として形成され、該第
１のキャビティ４０は前記下型３２に画成された湯道４
２に連通し、該湯道４２は図示しない給湯手段に連通す
る。前記上型３６には下方に円柱部４４が膨出する第２
の成形用ブロック４６が固着され、該第２の成形用ブロ
ック４６と前記側型３４ａ、３４ｂとの間隙は第２のキ
ャビティ４８として形成される。

【００１９】前記下型３２には室４９が画成され、該室
４９は前記第１の成形用ブロック３８に画成され鉛直方
向に延在する孔部５０並びに孔部５２ａ、５２ｂを介し
て前記第１のキャビティ４０に連通する。前記室４９内
には支持ロッド５４ａ、５４ｂが立設され、該支持ロッ
ド５４ａ、５４ｂは保持板５６ａ、５６ｂを貫通すると
ともに、コイルスプリング５８ａ、５８ｂを介装してい
る。前記保持板５６ａ、５６ｂには作動ピン６０と設置
用ピン６２ａ、６２ｂが挟持され、前記作動ピン６０は
前記第１の成形用ブロック３８の孔部５０に嵌合し、一
方、前記設置用ピン６２ａ、６２ｂは前記孔部５２ａ、
５２ｂに嵌合する。この場合、型閉め時には作動ピン６
０の先端部は第２の成形用ブロック４６の円柱部４４の
下端部に当接して下方に押圧され、保持板５６ａ、５６
ｂはコイルスプリング５８ａ、５８ｂの弾発力に抗して
下降する。設置用ピン６２ａ、６２ｂの上端部には凹部
６４ａ、６４ｂが形成され、該凹部６４ａ、６４ｂに
は、水ジャケット用砂中子６６の下端部が係合する。該
水ジャケット用砂中子６６にはフランジ部６８が形成さ
れ、該フランジ部６８は側型３４ａ、３４ｂに形成され
た周回する溝部７０に係合して支持される。

【００２０】一方、上型３６には鉛直方向に指向してガ
ス抜き用孔部７２ａ、７２ｂが穿設されており、該ガス
抜き用孔部７２ａ、７２ｂの下端部は小径な孔部７４
ａ、７４ｂを介して前記第２のキャビティ４８に連通す
る。前記ガス抜き用孔部７２ａ、７２ｂには閉鎖用ピン
７６ａ、７６ｂが昇降自在に挿通される。すなわち、上
型３６にはシリンダ７８が固着されており、該シリンダ
７８から鉛直方向上方に延在するシリンダロッド８０に
は第１の保持板８２の一端部が係合している。前記第１
の保持板８２には第２の保持板８４が一体的に固着さ
れ、前記第１の保持板８２、第２の保持板８４は前記上
型３６に立設されたガイドバー８６ａ、８６ｂに案内さ
れて鉛直方向に変位自在に構成される。さらに、第１の
保持板８２、第２の保持板８４には前記閉鎖用ピン７６
ａ、７６ｂの一端部が挟持されており、前記シリンダ７
８の駆動作用下に前記閉鎖用ピン７６ａ、７６ｂは孔部
７４ａ、７４ｂに嵌合して前記第２のキャビティ４８と
ガス抜き用孔部７２ａ、７２ｂとを遮断するように構成
される。

【００２１】次に、以上のように構成される鋳造用金型
３０の動作について、本実施の形態に係るカバーライナ
を用いた鋳造方法との関連で説明する。

【００２２】先ず、図２において、上型３６を上昇させ
るとともに、側型３４ａ、３４ｂを互いに離間する方向
に変位させて型開きを行う。次に、炭素繊維の如き材料
で形成された筒状繊維成形体９０を、図示しない予熱装
置で所定の温度に予熱し、図３Ａおよび図３Ｂに示すよ
うに、カバーライナ１０の外側に装着する。このとき、
筒状繊維成形体９０に形成された突部９２はカバーライ
ナ１０の切欠部１８に係合し、筒状繊維成形体９０はカ
バーライナ１０に対して回転することが阻止される。

【００２３】次いで、該カバーライナ１０を筒状繊維成
形体９０とともに第２の成形用ブロック４６の円柱部４
４に装着する（図２参照）。この場合、前記筒状繊維成
形体９０はカバーライナ１０によって円柱部４４から隔
離され、円柱部４４に直接当接することがない。このた
め、筒状繊維成形体９０の熱が円柱部４４に伝達される
ことが阻止され、該筒状繊維成形体９０の温度が低下す
ることがない。また、カバーライナ１０のテーパ面２０
は円柱部４４の外周から離間しているので、該テーパ面
２０と円柱部４４との間隙には空間が形成される。

【００２４】このとき、作動ピン６０並びに設置用ピン
６２ａ、６２ｂは保持板５６ａ、５６ｂに作用するコイ
ルスプリング５８ａ、５８ｂの弾発力によってそれぞれ
の先端部が第１の成形用ブロック３８から上方に突出し
ており、前記設置用ピン６２ａ、６２ｂの先端部に形成
された凹部６４ａ、６４ｂに水ジャケット用砂中子６６
が載置される。

【００２５】このように、筒状繊維成形体９０、カバー
ライナ１０および水ジャケット用砂中子６６を配置した
後、側型３４ａと３４ｂとを近接変位させると、フラン
ジ部６８が溝部７０に係合して水ジャケット用砂中子６
６が側型３４ａ、３４ｂによって保持される。さらに、
上型３６を下降させて第２の成形用ブロック４６の円柱
部４４の先端部で作動ピン６０を押圧して保持板５６
ａ、５６ｂをコイルスプリング５８ａ、５８ｂの弾発力
に抗して下降させ、設置用ピン６２ａ、６２ｂの先端部
を第１の成形用ブロック３８内に臨入させる。

【００２６】次に、アルミニウム合金からなる溶湯を湯
道４２から第１のキャビティ４０、第２のキャビティ４
８に供給する。このとき、溶湯はカバーライナ１０の斜
面部１６によって筒状繊維成形体９０の外周の方向に導
かれ、筒状繊維成形体９０の内周面に直接溶湯が衝突す
ることが阻止される。このため、筒状繊維成形体９０の
内周面が溶湯との衝突の衝撃や溶湯の熱により損傷する
ことがない。

【００２７】また、その際、第１のキャビティ４０、第
２のキャビティ４８内の空気等のガスは上型３６の第２
の成形用ブロック４６に形成されているガス抜き用孔部
７２ａ、７２ｂを介して外部に排出される。そこで、シ
リンダ７８を付勢してシリンダロッド８０を下降させ、
これに係着される第１の保持板８２、第２の保持板８４
をガイドバー８６ａ、８６ｂに沿って下降させる。これ
によって閉鎖用ピン７６ａ、７６ｂは小径な孔部７４
ａ、７４ｂを形成する壁部に嵌合して第２のキャビティ
４８とガス抜き用孔部７２ａ、７２ｂとを遮断する。

【００２８】また、カバーライナ１０の内周と円柱部４
４との間隙に導入された溶湯から発生するガスは上昇し
てテーパ面２０と円柱部４４との間隙に形成された空間
に留まり、筒状繊維成形体９０の内周にガスによる巣が
発生する懸念が払拭される（図３Ａ参照）。

【００２９】さらに溶湯に所定の圧力を印加して所定時
間保持することにより、前記溶湯と筒状繊維成形体９０
とから繊維強化複合層が形成されたシリンダブロックが
鋳造される。

【００３０】この場合、筒状繊維成形体９０はその全体
にわたり均一に予熱されており、従って、筒状繊維成形
体９０への溶湯の溶浸は容易に且つ確実に行われて繊維
密度の均一な繊維強化複合層を得ることができる。

【００３１】溶湯が完全に凝固した後、上型３６並びに
側型３４ａ、３４ｂをそれぞれ移動させて型開きを行
い、シリンダブロックを鋳造用金型３０から取り出す。
このシリンダブロックにはシリンダボアの内周面に、前
述のように繊維強化複合層が形成されるとともに、カバ
ーライナ１０が固着されている。そこで、切削加工等に
よりカバーライナ１０を取り除く。このとき、カバーラ
イナ１０の切欠部１８は筒状繊維成形体９０の突部９２
に係合しているため、カバーライナ１０が切削加工に伴
って回転することが阻止され、容易且つ確実にカバーラ
イナ１０を切削することができる。

【００３２】本実施の形態では、シリンダボアが鉛直方
向に配設されたシリンダブロックを鋳造する鋳造用金型
３０について説明したが、図４に示すように、Ｖ型エン
ジンの如き、シリンダボアが傾斜して配設されたシリン
ダブロックを鋳造する鋳造用金型１００に適応すること
も可能である。

【００３３】この場合、鋳造用金型１００は下型１０２
と上型１０４と側型１０６とを備え、上型１０４と側型
１０６との間隙には中子１０８が前記下型１０２に接近
離間可能に設けられる。

【００３４】このように形成された鋳造用金型１００の
前記中子１０８には筒状繊維成形体９０が設けられたカ
バーライナ１０が装着される。湯道１１０からアルミニ
ウム合金の如き溶湯が導入されると、前述と同様に、溶
湯はカバーライナ１０の斜面部１６によって導かれなが
らキャビティ１１２に充填され、シリンダブロックが鋳
造される。

【００３５】

【発明の効果】本発明に係るカバーライナおよびカバー
ライナを用いた鋳造方法によれば、以下のような効果な
らびに利点が得られる。

【００３６】筒状部材の内周にカバーライナが装着さ
れ、筒状部材が鋳造用金型と直接接触することがないた
め、予熱された筒状部材の熱が鋳造用金型に伝達されて
筒状部材の温度が低下することがなく、筒状部材への溶
湯の溶浸が容易に且つ確実に行われる。

【００３７】また、鋳造の際に溶湯がカバーライナの斜
面部によって導かれ、筒状部材の内周に溶湯が導入され
ないため、筒状部材の内周面が溶湯との衝突による衝撃
や溶湯の熱により損傷する懸念が払拭され、この鋳造用
金型で鋳造される成形品の品質を向上させることが可能
となる。

【００３８】さらに、カバーライナの筒状部の内部に発
生したガスは鋳造用金型と非接触面との間隙に形成され
た空間に導かれるため、鋳造された成型品にガスによる
巣が発生することもなく、成型品の品質が一層向上す
る。

【００３９】さらにまた、筒状部材に形成された突起部
がカバーライナに形成された切欠部に係合するため、鋳
造後、カバーライナを切削加工等により取り除く際、カ
バーライナが切削加工に伴って回転してしまうことがな
く、容易且つ確実にカバーライナを切削することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１Ａは、本発明の実施の形態に係るカバーラ
イナを示す概略斜視図であり、図１Ｂは、図１Ａのカバ
ーライナの一部拡大断面図である。

【図２】前記カバーライナが装着された鋳造用金型を示
す概略縦断面図である。

【図３】図３Ａは、前記カバーライナの使用方法を示す
概略斜視図であり、図３Ｂは、図３Ａのカバーライナの
一部拡大斜視図である。

【図４】本発明の他の実施の形態に係るカバーライナが
装着された鋳造用金型を示す一部拡大概略縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１０…カバーライナ １２…筒状部 １６…斜面部 １８…切欠部 ２０…テーパ面 ３０、１００…鋳造
用金型 ４０、４８、１１２…キャビティ ４４…円柱部 ９０…筒状繊維成形体 ９２…突部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋳造用金型に装着される筒状部からなり、
   前記筒状部の一端側に形成され、半径方向外方に周回し
   て突出する突部を有し、前記突部には前記筒状部の一端
   側の内側から他端側の外側へと傾斜する斜面部が形成さ
   れ、前記筒状部の外周に、非金属で形成された筒状部材
   を装着して鋳造されることを特徴とするカバーライナ。
2. 【請求項２】請求項１記載のカバーライナにおいて、 前記筒状部の他端側の内壁部には前記鋳造用金型から離
   間した非接触面が形成され、鋳造する際に溶湯から発生
   したガスが前記非接触面と前記鋳造用金型との間隙に導
   かれることを特徴とするカバーライナ。
3. 【請求項３】請求項１または２記載のカバーライナにお
   いて、 前記突部には切欠部が形成され、前記筒状部材に形成さ
   れた突起部が前記切欠部に係合することを特徴とするカ
   バーライナ。
4. 【請求項４】カバーライナの筒状部に予熱された非金属
   の筒状部材を装着する工程と、 鋳造用金型に前記カバーライナを前記筒状部材とともに
   装着する工程と、 前記鋳造用金型のキャビティに溶湯を供給する工程と、 前記溶湯が冷却、固化されて鋳造品を得る工程と、 を有することを特徴とするカバーライナを用いた鋳造方
   法。
5. 【請求項５】請求項４記載の鋳造方法において、 前記カバーライナに前記筒状部材を装着する工程では、
   前記筒状部の一端側に形成され、半径方向外方に周回し
   て突出する突部の切欠部に、前記筒状部材に形成された
   突起部を係合させることを特徴とするカバーライナを用
   いた鋳造方法。