JPS61154753A - 水ジヤケット用砂中子の支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ０発明の目的 （１１産業上の利用分野 本発明は、直列に並ぶ複数のシリンダバレル相互を結合
してなるサイアミーズシリンダバレルを持つシリンダブ
ロックの鋳造時に前記サイアミーズシリンダバレルの全
周が臨む水シャケ・ノドを形成すべく、水ジャケット用
中子を鋳型のキャビティに支持する水ジャケット用中子
の支持構造に関する。

（２）従来の技術 従来、金型のキャビティに水シャケ・ノド川中子を支持
する場合は、その中子を天壁を有する筒形に形成してキ
ャビティに立設される鋳鉄製スリーブに被せ、天壁の長
手方向両端に設けられた各位置決め孔に鋳型の位置決め
突起を係合している。

（３）発明が解決しようとする問題点 しかしながら前記支持構造によると、キャビティへの溶
湯の充填中およびその溶湯の加圧中に中子が動いたり、
またシリンダノ＼レル配列方向と直交する方向に脹らん
でサイアミーズシリンダバレルの肉厚が不均一になると
いった問題がある。

本発明は上記に鑑み、キャビティへの中子の位置決めを
正確に行い、また中子の脹らみを防止し得るようにした
前記中子の支持構造を提供することを目的とする。

Ｂ０発明の構成 ｔｉ＞　　問題点を解決するための手段本発明に係る水
ジャケット用中子の支持構造は、前記中子のシリンダバ
レル配列方向外側面にそれぞれ２以上の幅木を設け、前
記鋳型に各幅木と係合して前記中子を位置決めすると共
に挟持する中子受を設けたことを特徴とする。

（２）作　用 中子のシリンダバレル配列方向両外側面に設けられた各
２以上の幅木を、鋳型に設けられた各中子受に係合させ
ると、各中子受により中子が位置決めされると共に挟持
されるので、中子が鋳型の正しい位置に拘束され、また
シリンダバレル配列方向と直交する方向への中子の脹ら
みが防止される。

（３）実施例 第１〜第３図はサイアミーズ型シリンダブロックＳを示
し、それはアルミニウム合金製シリンダブロック本体２
と、その本体２に鋳ぐるまれた鋳鉄製スリーブ３とより
なる。シリンダブロック本体２は、直列に並ぶ複数、図
示例は４個のシリンダバレル１．〜１４相互を結合して
なるサイアミーズシリンダパレル１と、そのサイアミー
ズシリンダバレル１を囲繞する外壁部４と、外壁部４の
下縁に連設されたクランクケース５とより構成され、各
シリンダバレル１．〜１４に前記スリーブ３が鋳ぐるま
れており、各スリーブ３によりシリンダボア３ａが形成
される。

サイアミーズシリンダバレル１と外壁部４間には、サイ
アミーズシリンダバレル１の全周が臨む水ジャケット６
が形成される。その水ジャケット６におけるシリンダヘ
ッド側の開口部において、サイアミーズシリンダバレル
１と外壁部４間は複数の補強デツキ部８により連結され
、相隣る補強デツキ部８間はシリンダヘッド側への連通
ロアとして機能する。これによりシリンダブロックＳは
クローズドデツキ型に構成される。

第５〜第９図は、第４図に示すシリンダブロック素材Ｓ
ｍの鋳造装置を示し、その装置は鋳型としての金型Ｍを
備え、その金型Ｍは昇降自在な上型９と、その上型９の
下方に配設され、第４．第５図において左右二つ割の第
１および第２側型１０＋、１０□と両側型１０＋、１０
ｔを摺動自在に載置する下型１１とより構成される。

上型９の下面には、両側型１０．．１０□と協働してサ
イアミーズシリンダバレル１および外壁部４を成形する
ための第１キヤビテイｃ１を画成する型締め用凹部１２
が形成され、その凹部１２と嵌合する型締め用凸部１３
が両側型ｉｏ、、ｉｏ□の上面に突設される。

第７．第８図に示すように、下型１１には溶解炉（図示
せず）よりアルミニウム合金よりなる溶湯を受ける湯溜
部１４と、その湯溜部１４に連通する給湯シリンダ１５
と、その給湯シリンダ１５に摺合されるプランジャ１６
と、湯溜部１４より２本に分岐して第１キヤビテイＣ＋
の長手方向に、且つそれと略同−長さに亘って延びる一
対の湯道１７とが形成される。また下型１１は両湯道１
７間において上方へ突出する成形ブロック１８を有し、
その成形ブロック１８は両側型１０．．１０２と協働し
てクランクケース５を成形するための第２キヤビテイＣ
２を画成する。そのキャビティＣ２の上端は前記第１キ
ヤビテイＣ１に連通し、また両側の下端は両湯道１７に
複数の堰１９を介して連通ずる。

成形ブロック１８は、所定の間隔で形成された背の高い
４個のかまぼこ形第１成形部１８１と、相隣る第１成形
部１８１問および最外側の画策１成形部１８．の外側に
位置する凸字形第２成形部１８□とよりなり、各第１成
形部１８＋はクランクピンおよびクランクアーム用回転
空間２０　（第２、第３図）を形成するために用いられ
、第２成形部１８□、はクランクジャーナルの軸受ホル
ダ２１　（第２．第３図）を成形するために用いられる
。

各期１９は各第２成形部１８□に対応して設けられてお
り、第２キヤヒテイＣ２の容量の大きな部分に溶湯を早
期に充填するようになっている。

両湯道１７は、湯溜部１４側より湯道光１７ａに向けて
断面積が段階的に減少するように、湯道Ｉ７底面が湯溜
部１４側より数段の上り階段状に形成されている。各段
部１７ｂに連なる各立上がり部１７ｃは溶湯を各期１９
にスムーズに導くことができるように斜めに形成される
。　　　　　・二のように湯道１７の断面積を段階的に
減少させると、断面積の大きな部分では大量の溶湯を遅
い速度で堰１９を通して第２キヤビテイＣ２に充填し、
また断面積の小さな部分では少量の溶湯を速い速度で堰
１９を通して第２キヤビテイＣ２に充填することができ
るので、そのキャビティＣ２内では両側下端よりその全
長に亘って略均等に場面が上昇し、したがって溶湯がキ
ャビティＣ２内で乱流を起こすことがなく、空気等のガ
スが溶湯に巻き込まれることを防止して巣の発生を回避
することができる。また溶湯の充填作業が効率良く行わ
れるので、鋳造能率を向上させることができる。

第５．第６図に示すように各第１成形部１８、の頂面に
は、鋳鉄製スリーブ３の内周面と嵌合する位置決め突起
２２が突設され、その位置決め突起２２の中心には四部
２３が形成される。また両側に位置する２つの第１成形
部１８＋には、位置決め突起２２の両側において第１成
形部１Ｂ、を貫通する貫通孔２４が形成され、それら貫
通孔２４に一対の仮設置ピン２５がそれぞれ摺合され、
それら仮設置ピン２５は、後述する水シャケ、ト用中子
としての砂中子の仮設置のために用いられる。両板設置
ピン２５の下端は、成形ブロック１８の下方に配設され
た取付板２６に固定される。

その取付板２６には２本の支持ロッド２７が挿通され、
各支持ロンド２７の下部と取付板２６の下面との間には
コイルばね２８が縮設される。型開き時には、取付板２
６は各コイルばね２８の弾発力を受けて各支持ロッド２
７先端のストッパ２７ａに当接するまで上昇し、これに
より各仮設置ピン２５の先端は第１成形部１８．頂面よ
り突出している。各仮設置ビン２５の先端面には砂中子
の下縁と係合する凹部２５ａが形成される。

また両側に位置する２つの第１成形部１８１には、両頁
通孔２４間の二環分位置において第１成形部１８１を貫
通する貫通孔２９が形成され、その貫通孔２９に下端を
取付板２６に固定された作動ピン３０が摺合される。型
開き時には、作動ピン２９の先端は凹部２３内に突出し
、また型閉め時には後述するコレット機構により押し下
げられ、これにより両板設置ビン２５を第１成形部１８
１頂面より引き込ませるようになっている。

第１および第２側型１０１，１０２における第２キヤビ
テイＣ２を画成する壁部の中央部分には砂中子を本設置
するための中子受３１が２個所宛設けられている。各中
子受３１は砂中子の位置決めを行う係合孔３１ａと、そ
の開口部外周に形成されて砂中子を挟持する挟持面３１
ｂとよりなる。

上型９の型締め用凹部１２には、第１キヤビテイＣ１に
連通してン容湯をオーバフローさせるための複数の第３
キヤビテイＣ３および連通ロアを成形するための第４キ
ヤビテイＣ４がそれぞれ形成され、また上型９には各第
３キヤビテイＣ３および第４キヤビテイＣ４に連通ずる
貫通孔３２，３３がそれぞれ形成される。

それら貫通孔３２．３３には閉鎖ピン３４．３５がそれ
ぞれ挿入され、それら閉鎖ピン３４．３５の上端は上型
９の上方に配設される取付板３Ｇに固定される。

各貫通孔３２．３４の、両キャビティＣ３，Ｃ４に対す
る連通端から上方へ所定の長さに亘って延びる小径部３
２ａ、３３ａは各閉鎖ピン３４゜３５と嵌合して第３キ
ヤビテイＣ３および第４キヤビテイＣ４を閉鎖し得るが
、その外の部分の直径は各閉鎖ピン３４．３５の直径よ
りも大きく、これにより各閉鎖ピン３４．３５と各貫通
孔３２゜３３間に空気通路３７．３８が形成される。

上型９の頂面と取付板３６間には、油圧シリンダ３９が
介装され、その油圧シリンダ３９の作動により取付板３
６を昇降して各閉ｉｊ′ｉ、ピン３４．３５により各小
径部３２ａ、３３ａを開閉するようになっている。４０
は取付板３６の案内ロッドである。

上型９には、各シリンダバレル１．〜１４に鋳ぐるまれ
るスリーブ３を保持するためのコレット機構４１が設け
られ、その機構４１は下記のように構成される。

上型９には、作動ピン３０の延長軸線に中心線を合致さ
せた貫通孔４２が形成され、その貫通孔４２に支持ロッ
ド４３が遊挿される。その支持ロッド４３の上端は上型
９の頂面に立設されたブラケット４４に固定され、また
その下端に溶湯浸入防止板４５が固着される。溶湯浸入
防止板４５の下面には、下型１１における第１成形部１
８１頂面の凹部２３に嵌合し得る凸部４５ａが形成され
る。

中空の保持筒４６は円形の外周面と、上部から下部に向
けて下り勾配のテーパ孔４７を有し、上型９から下方へ
突出する支持ロッド４３の下部は保持筒４６のテーパ孔
４７に遊挿され、その保持筒４６の上端面は上型９の凹
部１２に突設された凸部４８に当接し、また下端面は溶
湯浸入防止板４５に当接する。第９図に示すように保持
筒４６の周壁部にはその内周面および外周面より半径方
向に延びる複数のすり割溝４９が交互に且つ円周上等間
隔に形成される。

支持ロッド４３には、保持筒４６を拡径するための中空
状作動ロッド５０が支持口・ノド４３の略全長に亘って
摺合され、その作動口・ノド５０は保持筒４６のテーパ
孔４７に嵌合するテーバ部５０ａと、そのテーバ部５０
ａに連設されて上型９の貫通孔４２に摺合されると共に
上型９より突出する真内部５０ｂとよりなる。テーバ部
５０ｂには複数のピン５７が突設され、それらピン５７
は保持筒４６の上下方向に長いピン孔５８に挿入され、
これによりテーバ部５０ａの上下動を許容しつつ保持筒
４６の回止めがなされる。

上型９の頂面には、油圧シリンダ５１が固定され、その
中空ピストン５２の上端面および下端面に突設された中
空ピストンロッド５３．．５３□がシリンダ本体５４の
上端壁および下端壁をそれぞれ貫通している。中空ピス
トン５２および中空ピストンロッド５３を貫通する貫通
孔５５には作動ロッド５０の真内部５０ｂが挿入され、
その真内部５０ｂの環状溝に嵌めた抜止めストッパ５６
１．５６□を中空ピストンロッド５３．．５３２の上、
下端面にそれぞれ当接させて中空ピストン５２により作
動ロッド５０を昇降するようになっている。前記コレッ
ト機構４１はシリンダブロックＳの各シリンダバレル１
１〜１４に対応して４機設けられる。

第１０．第１１図は水ジャケット用砂中子５９を示し、
その砂中子５９は、シリンダブロックＳの４本のシリン
ダバレル１１〜１４に対応して４本の円筒部６０．〜６
０４を備えると共にそれらの相隣るもの相互の重合する
周壁を欠如させた中子本体６１と、水ジャケットをシリ
ンダヘッドの水ジャケットに連通する連通ロアおよび補
強デツキ部８を形成すべく、中子本体６１の上端面に突
設された複数の突起６２と、中子１本体６１のシリンダ
バレル配列方向両外側面、図示例は中間に位置する２本
の円筒部６０□、６０３の両外側面にそれぞれ突設され
た幅木６３とより構成される。

各幅木６３は中子本体６１と一体の大径部６３ａと、そ
の端面に突設される小径部６３ｂとより形成される。

次に前記鋳造装置によるシリンダブロック素材Ｓｍの鋳
造作業について説明する。

先ず第５図に示すように、上型９を上昇させ、また両側
型１０１．１０□を互いに離間するように移動させて型
開きを行う。コレット機構４１においては、各油圧シリ
ンダ５１を作動させて中空ピストン５２により作動ロッ
ド５０を下降させ、テーバ部５０ａの下方移動により保
持筒４６を縮径させておく。また上型９上の油圧シリン
ダ３９を作動させて取付板３６を上昇させ、これにより
各閉鎖ピン３４．３５を第３．第４キャビティＣ１，Ｃ
４に連通ずる小径部３２ａ、３３ａより離脱させる。さ
らに給湯シリンダ１５内のプランジャ１６を下降させる
。

略真円の鋳鉄製スリーブ３を各保持筒４６に遊嵌し、ス
リーブ３の上端開口を上型９の凸部４８に嵌合して閉鎖
し、またスリーブ３の下端面を溶湯浸入防止板４５の凸
部４５ａ下端面に合致させると共に溶湯浸入防止板４５
によりスリーブ３の下端開口を閉鎖する。そしてコレッ
ト機構４１の油圧シリンダ５１を作動させ、その中空ピ
ストン５２により作動ロンド５０を上昇させる。これに
よりテーパ部５０ａが上方へ移動するので保持筒４６が
拡径し、スリーブ３は拡径力を受けて保持筒４６に確実
に保持される。

第５．第１１図に示すように砂中子５９における両側の
円筒部６０．．６０．下縁を、下型１１における両側の
第１成形部１８．の頂面に突出する各仮設置ビン２５の
凹部２５ａに係合させて砂中子５９の仮設置を行う。

両側型１０．．１０□をそれらが互いに接近する方向に
所定距離移動させ、各中子受３１と各幅木６３とを係合
して砂中子５９の本設置を行う。

即ち、各中子受３１の係合孔３１ａに砂中子５９におけ
る各幅木６３の小径部６３ｂを嵌合して砂中子５９を位
置決めし、また各大径部６３ａのシリンダバレル配列方
向と平行な端面を各中子受３１の挟持面３１ｂに衝合し
て砂中子５９をそれら挟持面３１ｂにより挟持するもの
である。

第６図に示すように、上型９を下降させて各スリーブ３
を砂中子５９の各円筒部６０．〜６０゜内に挿入し、溶
湯浸入防止板４５の凸部４５１を第１成形部１８１頂面
の凹部２３に嵌合する。ごれにより溶湯浸入防止板４５
の凸部ｌｌ　５　ａにより作動ビン３０が押し下げられ
るので各仮設置ビン２４が下降して第１成形部１８．頂
面より引込む。

また上型９の型締め用凹部１２が両側型１０’、　。

１０□の型締め用凸部１３に嵌合して型締めが行われる
。

下型１１の湯溜部１４に溶解炉よりアルミニウム合金よ
りなる溶湯を供給し、プランジャ１６を上昇させて溶湯
を両湯道１７より堰１９を通じて第２キヤビテイＣ２の
雨下縁よりそのキャビティＣ２および第１キヤビテイＣ
１に充填する。両キャビティＣ＋、Ｃｚ内の空気等のガ
スは、溶湯により押し上げられ第３．第４キャビティＣ
，、Ｃ４に連通ずる空気通路３７．３８を経て上型９の
上方へ抜ける。

この場合両湯道１７は前述のように湯道光１７ａに向け
て断面積が段階的に減少するように、湯道底面が湯溜部
１４側より数段の上り階段状に形成されているので、プ
ランジャ１６の上昇により溶湯は両湯道１７より各期１
９を通じて第２キヤビテイＣ２の両側下端よりその全長
に亘って略均等にそのキャビティＣ２内をスムーズに押
し上げられる。したがって溶湯が両キャビティＣ１，Ｃ
２内で乱流を起こすことがなく、溶湯中への空気等のガ
スの巻込みを防止して巣の発生を回避することができる
。

第３．第４キャビティＣ：ｌ、Ｃ４に溶湯が充填された
時点で、上型９上の油圧シリンダ３９を作動させて取付
板３６を下降させ、閉鎖ビン３４゜３５によって両キャ
ビティＣ３，Ｃ４に連通ずる小径部３２ａ、３３ａを閉
鎖する。

前記注湯作業において、第２キヤビテイＣ２お　　−よ
び第１キヤビテイＣ８に溶湯を充填するためのプランジ
ャ１６の変位および溶湯圧力は第１２図に示すように制
御される。

即ち、プランジャ１６はその移動速度を第１〜第３速■
１〜Ｖ、の３段階に制御される。本実施例では第１速Ｖ
、は０．０８〜０．３　ｍ／ｓｅｃ　、第２速Ｖ２は０
．１４〜０．１８　ｍ／ｓｅｃ　、第３速Ｖ３は大幅な
減速状態となるように０．０４〜０．０８ｍ／ｓｅｃに
それぞれ設定され、この３段階の速度制御によって溶湯
の装置を防止して空気等のガスを巻き込むことのない静
かな溶湯流を形成し、その溶湯を前記両キャビティＣ２
＋ＣＩに効率良く充填することができる。

またプランジャ１６の第１速ｖ１では、溶湯は両湯道１
７等に充満するだけであるから溶湯の圧力Ｐ、は略一定
に保持され、プランジャ１６の第２、第３速Ｖ２．Ｖ、
では溶湯は両キャビティＣ１、Ｃ２に充填されるので溶
湯の圧力Ｐ２は急激に上昇する。プランジャ１６を第３
速Ｖ３で所定時間移動させた後は、溶湯の充填圧Ｐ３を
約１．５秒間、１５０〜４００ｋｇ／ｃＪに保持し、こ
れにより砂中子５９を溶湯により完全に包んでその表面
に溶湯凝固膜を生成する。

前記時間経過後においては、プランジャ１６を速度Ｖ４
で減速移動させるので溶湯の圧力Ｐ、は上昇し、その圧
力Ｐ５が２００〜６００ｋｇ／ｃｎｌとなったときプラ
ンジャ１６の移動を止めてこの状態で溶湯を凝固させる
。

前記のように溶湯の圧力を所定時間路一定に保つことに
より砂中子５９０表面に溶湯凝固膜を形成すると、次の
溶湯加圧時に砂中子５９が前記膜により保護されて破損
することがない。

また砂中子５９は、それの各幅木６３を介して両側型１
０．．１０□により正確な位置に挟持されているので、
第１キヤビテイｃ１内への溶湯の充填時およびそのキャ
ビティＣＩ内の溶湯の加圧時において砂中子５９が浮き
上がったりすることがない。また各幅木６３の大径部６
３ａの端面が両側型１０１．１０□における中子受３１
の挟持面３１ｂに衝合しているので、砂中子５９が脹ら
み傾向になると、その変形力は各挟持面３１ｂにより支
承され、これにより砂中子５９の変形が防止されて各ス
リーブ３回りの肉厚か均一なサイアミーズシリンダハレ
ルｌが得られる。

前記のようにプランジャ１６の移動速度および溶湯の圧
力を制御することによってタイカスト鋳造と略同じ生産
効率を以てクローズトチツキ型のシリンダブロック素材
を鋳造することかできる。

溶湯が凝固を完了した後、コレ、ト機措４１の油圧シリ
ンダ５１を作動させ、作動ロッド５０を下降させてスリ
ーブ３に対する保持筒４６の拡径力を除去し、型開きを
行うと第４図に示ずシリンダブロック素材Ｓｍが得られ
る。

前記シリンダブロック素材Ｓｍに研削加工を施して各第
４キヤビテイＣ７と砂中子５９の各突起６２との協働に
より成形された各突出部６４を除去すると各連通ロアお
よび補強デツキ部８が形成され、また砂抜きを行うこと
により水ジャケット６が得られ、さらに各スリーブ３の
内周面に真円加工を施し、さらにまたその他の所定の加
工を施すと第１〜第３図に示すシリンダブロックＳが得
られる。

第１３．第１４図は砂中子５９の変形例を示す。

この変形例においては、各幅木６３の小径部６３ｂ中心
線を大径部６３ｂ中心線より下方へ偏心させて円筒部６
０□、６０．の中心線と平行な小径部６３ｂの直径と交
差する母線と大径部６３ａにおける同様の母線とを一直
線上に位置させたものである。

このように構成すると、第１４図に明示するように小径
部６３ｂと大径部６３ａとの連設部分におけるアールＲ
が中子受３Ｉにおける係合孔３Ｉａ口縁と干渉すること
がなく、これにより砂中子５９の位置決めが正確に行わ
れる。

なお、幅木６３は砂中子５９の両外側面にそれぞれ２以
上設けることもある。また幅木６３は前記実施例のよう
に段付でなくてもよく、その場合には幅木６３の先端面
が中子受３１における挟持面としての係合孔３１ａの底
面に衝合する。

Ｃ９発明の効果 本発明によれば、中子のシリンダバレル配列方向側外側
面に設けられた各２以上の幅木を、鋳型に設けられた各
中子受に係合させて各中子受により中子の位置決めと挟
持を行うようにしたので、中子を鋳型の正しい位置に拘
束し、またシリンダバレル配列方向と直交する方向への
中子の脹らみを防止して肉厚の均一なサイアミーズシリ
ンダハレルを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１乃至第３図はサイアミーズ型シリンダブロックを示
し、第１図は上方からみた斜視図、第２図は第１図ＩＩ
−ＩＩ線断面図、第２Ａ図は第２図Ｈａ−ＩＩａ線断面
図、第３図は下方から見た斜視図、第４図はサイアミー
ズ型シリンダブロック素材を上方から見た斜視図、第５
図は本発明の一実施例を適用した鋳造装置の型開き時の
纜断正面図、第６図は前記鋳造装置の型閉め時の縦断正
面図、第７図は第６図■−■線断面図、第８図は第７図
■−■線断面図、第９図は第５図ＩＸ−ｒＸ線断面図、
第１０図は砂中子を上方から見た斜視図、第１１図は第
１０図ＸＩ−ＸＩ線断面図、第１２図は時間に対するプ
ランジャの変位および時間に対する溶湯の圧力の関係を
示すグラフ、第１３図は砂中子の変形例を上から見た斜
視図、第１４図は砂中子と金型の関係を示す部分縦断正
面図である。 Ｃ１・・・第１キヤビテイ、Ｍ・・・鋳型としての金型
、Ｓ・・・シリンダブロック、 Ｉ・・・サイアミーズシリンダバレル、１１〜１４・・
・シリンダバレル、６・・・水ジャケット、３１・・・
中子受、５９・・・中子、６３・・・幅木時　許　出　
願　人　　本田技研工業株式会社第１２図 日奇問　　　（ＳｅＣ） 第１４図 手続補正書（自制

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直列に並ぶ複数のシリンダバレル相互を結合してなるサ
   イアミーズシリンダバレルを持つシリンダブロックの鋳
   造時に前記サイアミーズシリンダバレルの全周が臨む水
   ジャケットを形成すべく、水ジャケット用中子を鋳型の
   キャビティに支持する水ジャケット用中子の支持構造で
   あって、前記中子のシリンダバレル配列方向外側面にそ
   れぞれ２以上の幅木を設け、前記鋳型に各幅木と係合し
   て前記中子を位置決めすると共に挟持する中子受を設け
   てなる水ジャケット用中子の支持構造。