(57)【要約】【課題】鋳造によって円形の穴を成形する際に、鋳造時の抜け勾配を極力小さくして円形の穴内面に対する後工程での機械加工代を少なくし、もって鋳巣の露出量を少なくする。【解決手段】シリンダボア３を形成する部分にボア成形型５をセットしてシリンダブロック１を鋳造成形する。ボア成形型５は、円筒形状の外型７と、外型７内に移動可能に収容される内型９とを有する。外型７は筒状部分の円周方向一部に開口部７ｃを有し、内型９は、この開口部７ｃに挿入される突出片９ｂを備えている。金型キャビティに供給した溶湯金属が凝固した後に、内型９を外型７から引き抜き、続いて外型７をシリンダボア３から引き抜く。【選択図】図１
2010082686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造型本体との間で円形の穴を形成する穴成形型が、前記円形の穴の内面を形成する中空の外型と、この外型の内部に前記円形の穴の軸線方向に移動可能に収容される内型とを有し、前記外型は、中空の内部と外部とを連通して外周面に開口する開口部を前記軸線方向に沿って備え、この開口部に、前記内型の外周部から一体的に突出する突出部が位置して、前記開口部の先端面が前記円形の穴の内面の一部を形成することを特徴とする鋳造装置。
【請求項２】
前記内型を、前記外型の基端側に設けたシリンダ機構によって前記軸線方向に移動可能としたことを特徴とする請求項１に記載の鋳造装置。
【請求項３】
前記円形の穴は、シリンダブロックのシリンダボアであることを特徴とする請求項１または２に記載の鋳造装置。
【請求項４】
鋳造型本体との間で円形の穴を形成する穴成形型の中空の外型が、中空の内部と外部とを連通して外周面に露出する開口部を前記軸線方向に沿って備え、この開口部に、前記外型の内部に収容される内型の外周部から一体的に突出する突出部が位置することで、前記開口部の先端面が前記円形の穴の内面の一部を形成し、前記鋳造型本体と前記穴成形型との間に供給した溶湯金属が凝固した状態で、前記内型を前記外型に対して引き抜いた後、前記外型を前記円形の穴から引き抜くことを特徴とする鋳造方法。
【請求項５】
前記円形の穴は、シリンダブロックのシリンダボアであることを特徴とする請求項４に記載の鋳造方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の鋳造方法によって製造したことを特徴とするシリンダブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造装置及び鋳造方法並びにこの鋳造方法によって製造したシリンダブロックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、シリンダブロックを鋳造成形する際に、シリンダライナ部も一体成形し、その後シリンダボア内面をメッキや溶射により表面処理するライナレスシリンダブロックの開発が進められている。このようなライナレスシリンダブロックの製造では、基端部が金型本体に固定されたシリンダブロック鋳造用ボアピン（ボア成形型）の先端側を、キャビティ内に突出させてその周囲に溶湯が鋳ぐるまれてシリンダボアが形成される（下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２５２４８号公報（段落０００１，０００２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、シリンダブロックを鋳造成形する際に、特に鋳造サイクルが短く生産性の高いダイカスト鋳造法にあっては、薄肉で精密な鋳物製品を大量に生産できる反面、鋳巣の発生が課題となっている。この鋳巣は製品の表面側ほど少なく内部ほど多くなる傾向にあるため、鋳造時におけるボア成形型の抜け勾配をできるだけ小さくしてボア表面の後工程での機械加工代を少なくすることで、鋳巣の露出をより少なくすることができる。
【０００４】
ところが、鋳造時の抜け勾配が小さ過ぎると、溶湯金属の凝固収縮に伴うボア成形型への抱き付き力の増加や、焼き付きによる抜け抵抗増加によって、ボア成形型の抜き力が過大となり、ボア成形型の破損が発生しやすくなるという問題がある。
【０００５】
このため、特に量産化する上では、抜け勾配をあまり小さくすることができず（一般的には１〜２°程度）、したがってボア表面の後工程での機械加工代が大きくなって、その分鋳巣の露出量が多くなり、その後のメッキや溶射などによる表面処理作業に支障を来すことになる。
【０００６】
そこで、本発明は、鋳造によって円形の穴を成形する際に、鋳造時の抜け勾配を極力小さくして円形の穴内面に対する後工程での機械加工代を少なくし、もって鋳巣の露出量を少なくすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、鋳造型本体との間で円形の穴を形成する穴成形型の中空の外型が、中空の内部と外部とを連通して外周面に露出する開口部を、円形の穴の軸線方向に沿って備え、この開口部に、外型の内部に収容される内型の外周部から一体的に突出する突出部が位置することで、開口部の先端面が円形の穴の内面の一部を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、鋳造型のキャビティに供給した溶湯金属が凝固した状態で、内型を外型に対して引き抜くことで、凝固した金属の抱き付き力によって外型が内側方向に弾性変形し、これにより外型に対する金属の抱き付き力が緩和されるので、その後外型を円形の穴から引き抜く作業が容易となる。したがって、円形の穴の抜け勾配を小さくしたとしても、穴成形型の破損を抑えることができ、抜け勾配を極力小さくできることから、円形の穴内面に対する後工程での機械加工代を小さくして鋳巣の露出を少なく抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係わる穴成形型としてのボア成形型５を示す斜視図、図２は、このボア成形型５を、自動車用Ｖ型エンジンのアルミ合金製のライナレスシリンダブロック（以下単にシリンダブロックとする）１のシリンダボア３を形成する部分にセットした状態を示す断面図である。なお、図２では、ボア成形型５以外の鋳造型本体など他の部位を鋳造成形するための型構造は省略している。
【００１１】
ボア成形型５は、円形の穴としてのシリンダボア３を形成する中空のほぼ円筒形状の外型７と、外型７の内部に収容されるほぼ円柱形状の内型９とを有している。外型７は、外周面７ａがシリンダボア３の内面３ａを形成し、中心部にシリンダボア３の軸線方向に貫通する内型挿入穴７ｂを備えている。そして、この外型７は、その内部である貫通穴７ｂと外部とを連通して外周面７ａに開口する開口部７ｃを、前記軸線方向に沿って全長にわたり形成している。
【００１２】
一方、内型９は、外周面９ａが外型７の内型挿入穴７ｂの内周面に移動可能に密着し、外周部である外周面９ａから半径方向外側に突出する突出部である突出片９ｂを一体的に備えている。この突出片９ｂは、両外側面９ｂ１が外型７の前記した開口部７ｃの両内側面７ｃ１にほぼ密着した状態で移動可能に収容され、先端面９ｂ２が外型７の円形の外周面７ａと同一曲面を形成している。
【００１３】
すなわち、シリンダブロック１を鋳造成形する際に、内型９の突出片９ｂの先端面９ｂ２が、シリンダボア３の内面３ａの一部を形成することになる。
【００１４】
また、外型７は、図２に示すように、シリンダブロック１のクランクケース１１と反対側の基端部７ｄが、端部型１３の端面１３ａに固定もしくは一体化されている。この端部型１３は、シリンダブロック１のクランクケース１１と反対側の図示しないシリンダヘッドが装着されるシリンダヘッド取付面１５を形成する。
【００１５】
上記した端部型１３内には、ピストン１９を移動可能に収容している内型駆動用シリンダ２１を形成してある。一方内型９は、クランクケース１１と反対側に、内型９と外径が同一のロッド部２３を一体的に備えており、このロッド２３を上記したピストン１９の端面に連結固定している。
【００１６】
すなわち、ピストン１９が図２の状態から矢印Ａで示す、シリンダブロック１から離れる方向に移動することによって、内型９が外型７内に位置する図３（ａ）の状態から図３（ｂ）に示すように外型７に対して移動し、最終的には、外型７の外部（シリンダボア３の外部）にまで引き抜かれた状態となる。つまり、内型９は、外型７の基端側に設けたシリンダ機構によって軸線方向に移動可能である。
【００１７】
なお、このとき内型９には突出片９ｂを設けてあるので、この突出片９ｂが入り込んで移動する図示しないスリットを端部型１３に設けてある。
【００１８】
次に、上記したような鋳造装置による鋳造方法を説明する。図２に示すように、ボア成形型５を一体に備えた端部型１３を、図示しない鋳造型本体にセットする。このとき、ボア成形型５の外型７はシリンダボア３を成形する位置にあり、内型９は、図１及び図３（ａ）に示すように外型７の内型挿入穴７ｂに挿入された状態となっている。
【００１９】
この状態で、鋳造型のキャビティに溶湯金属を供給し、該溶湯金属が冷却凝固することで、図２に示すシリンダブロック１が鋳造成形される。溶湯金属が冷却凝固した状態で、図２に示すピストン１９を矢印Ａで示す方向に後退移動させることで、内型９を外型７から引き抜く。
【００２０】
内型９が外型７から引き抜かれることで、外型７の開口部７ｃに挿入されていた内型９の突出片９ｂも同時に引き抜かれ、外型７は、図３（ｂ）に示すように、その筒状部分の円周方向の一部に、開口部７ｃによって空間が形成された状態となる。一方、溶湯金属が冷却凝固したときの外型７には、溶湯金属の凝固収縮による抱き付き力（押し付け力）が発生しており、この抱き付き力によって外型７が内側に押圧されて開口部７ｃが狭まり、内型挿入穴７ｂが小さくなる方向に弾性変形する。
【００２１】
これにより、外型７に作用する抱き付き力が緩和された状態となり、この状態で、端部型１３を、ボア成形型５とともに図示しない鋳造型本体など他の部位を成形する鋳造型に対し、前記図２中の矢印Ａと同様のシリンダブロック１から離れる方向に後退移動させる。
【００２２】
このように、本実施形態では、凝固した溶湯金属による抱き付き力が緩和されて引き抜く際の抵抗が小さくなった状態の外型７を、シリンダボア３から引き抜くようにしているので、外型７の変形（塑性変形）や破損の発生を抑えつつシリンダボア３から容易に引き抜くことができる。
【００２３】
したがって、シリンダボア３の内面３ａの抜け勾配を、例えば０．５度以下と極力小さくできることから、該内面３ａに対する後工程での機械加工代を小さくして鋳巣の露出を少なく抑えることができ、その後のメッキや溶射などによる表面処理作業に支障を来すことを抑制できる。
【００２４】
また、本実施形態では、内型９を、外型７の基端側に設けたピストン１９を備えたシリンダ機構によって、シリンダボア３の軸線方向に移動可能としているので、内型９の外型７からの引き抜き作業を確実に実施することができる。
【００２５】
なお、上記実施形態では、内型９の突出片９ｂを平板形状としているが、図３（ａ）に二点鎖線で示すように、先細のテーパ形状とすることで内型９の強度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係わるボア成形型の斜視図である。
【図２】図１のボア成形型をシリンダブロックのシリンダボアを形成する部分にセットした状態を示す断面図である。
【図３】（ａ）は図１のボア成形型の先端部分を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の状態から内型を外型から引き抜く状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  シリンダブロック
３  シリンダボア（円形の穴）
３ａ  シリンダボアの内面（円形の穴の内面）
５  ボア成形型（穴成形型）
７  外型
７ａ  外型の外周面
７ｃ  外型の開口部
７ｄ  外型の基端部（基端側）
９  内型
９ｂ  内型の突出片（突出部）
９ｂ１  突出片の先端面
１９  ピストン（シリンダ機構）
２１  内型駆動用シリンダ（シリンダ機構）
【図１】
2010082686.tif 000003
【図２】
2010082686.tif 000004
【図３】
2010082686.tif 000005