(57)【要約】【課題】アルミニウム系合金に鋳込まれる鉄系鋳込み材の位置決めピン孔内に残存する凝固部分を容易かつ確実に除去できる除去方法及び位置決めピンを提供する。【解決手段】位置決めピン２５の先端部２７をプラスドライバ３１の先端部３２と同様の形状に形成する。鋳型から離型した鋳物の位置決めピン挿入孔１６にプラスドライバ３１の先端部３２を挿入して位置決めピン挿入孔１６内に残存する凝固部分２８の位置決めピン２５の先端部２７で賦形された係合部２９に係合させて回転させることにより、凝固部分２８を位置決めピン挿入孔１６の内面より剥離させて切り粉等の発生を伴うことなく容易に除去できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム系合金鋳物に鋳込まれる鉄系鋳込み材の位置決めピン挿入孔内に残存するアルミニウム系合金の凝固部分を除去するアルミニウム系合金鋳物の余剰凝固部分除去方法において、
上記鉄系鋳込み材の位置決めピン挿入孔に嵌入して該鉄系鋳込み材を位置決めする位置決めピンが回転工具の先端部形状と同様の形状に形成された先端部を備え、鋳造後、鋳型から離型したアルミニウム系合金鋳物の位置決めピン挿入孔内に上記回転工具の先端部を挿入して位置決めピン挿入孔内に残存する凝固部分の上記位置決めピン先端部で賦形された係合部に係合させると共に回転させることにより該凝固部分を位置決めピン挿入孔内面より剥離させて除去することを特徴とするアルミニウム系合金鋳物の余剰凝固部分除去方法。
【請求項２】
上記回転工具が、プラスドライバであることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム系合金鋳物の余剰凝固部分除去方法。
【請求項３】
上記回転工具が、六角棒レンチであることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム系合金鋳物の余剰凝固部分除去方法。
【請求項４】
鋳造の際に、アルミニウム系合金鋳物に鋳込まれる鉄系鋳込み材の位置決めピン挿入孔内に嵌入して該鉄系鋳込み材を位置決めする位置決めピンにおいて、
該位置決めピンは、
上記ピン挿入孔内に嵌入可能な円柱状の軸部と、
該軸部先端に形成された回転工具の先端部形状と同様の形状の先端部とを有することを特徴とする位置決めピン。
【請求項５】
上記回転工具が、プラスドライバであることを特徴とする請求項４に記載の位置決めピン。
【請求項６】
上記回転工具が、六角棒レンチであることを特徴とする請求項４に記載の位置決めピン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム系合金鋳物の余剰凝固部分除去方法及び位置決めピンに関し、特にアルミニウム系合金鋳物に鋳込まれる鉄系鋳込み材の位置決めピン孔内に残存する余剰の凝固部分を除去するアルミニウム系合金鋳物の余剰凝固部分除去方法及び該方法を実施するための位置決めピンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミニウム系合金の鋳物に鉄系鋳込み材を鋳込む場合には、鋳込み材に凸部或いは凹部を形成する一方、鋳型内に鋳込み材に設けた凸部或いは凹部に係合する位置決め用の凹部或いは凸部を設け、この位置決め用の凹部或いは凸部に鋳込み材に形成された凸部或いは凹部を係合して鋳型内に鋳込み材を位置決めしてセットし、アルミニウム系合金溶湯で鋳込むことで鉄系鋳込み材が鋳込まれたアルミニウム系合金鋳物を製造する。
【０００３】
特に、鋳込まれる鉄系鋳込み材の位置決め精度が要求される場合には、鋳込み材にドリル等で位置決めピン挿入孔を穿孔する一方、鋳型に位置決めピン挿入孔に嵌入可能な位置決めピンを設け、鋳込み材の位置決めピン挿入孔を位置決めピンに嵌合して鋳型内に鋳込み材を位置決めしてセットし、この鋳込み材の位置決め精度が確保された状態で鋳型内にアルミニウム系合金溶湯を給湯して鉄系鋳込み材が鋳込まれたアルミニウム系合金鋳物を形成する。
【０００４】
しかし、鋳込みの際に、鉄系鋳込み材の位置決めピン挿入孔と位置決めピンとの隙間にアルミニウム系合金溶湯が流れ込み、例えば図９にハッチング１０３で示すように鋳込み材１０１の位置決めピン挿入孔１０２内で凝固したアルミニウム系合金がバリ等の余剰の凝固部分として残存することがある。
【０００５】
この鉄系鋳込み材１０１の位置決めピン挿入孔１０２内に凝固したバリ等の凝固部分１０３があると、アルミニウム系合金鋳物を使用する際に凝固部分１０３が位置決めピン挿入孔１０２の内面から剥離してアルミニウム系合金鋳物或いはアルミニウム系合金鋳物を使用する装置や設備に影響を与えることが懸念される。例えば、鉄系鋳込み材をエンジンにおけるアルミニウム系合金製のシリンダブロックの軸受部として使用した場合には、エンジン運転中に位置決めピン挿入孔１０２内から剥離したバリ等の凝固部分１０３が油路を塞閉してエンジンの破損を誘発することが懸念される。
【０００６】
このため、一般に鋳込まれた鉄系鋳込み材１０１の位置決めピン挿入孔１０２内にドリル１０５を挿入して位置決めピン挿入孔１０２内に残存するバリ等の凝固部分１０３を除去している。
【０００７】
また、特許文献１により円筒内面のバリ取り工具が提案されている。このバリ取り工具１１０は、図１０に示すように軸１１１の先端に固定された固定台１１２に、短冊状の切削工具材に捩れを与えた複数の羽根１１３を取り付けて構成され、軸１１１をスピンドルユニットに取り付け、バリ取り工具１１０を先端から鋳物円筒の内部に挿入して回転駆動することによって各羽根１１３によって鋳物円筒の内面のバリを除去するものである。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２９６４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記鋳込まれた鉄系鋳込み材１０１の位置決めピン挿入孔１０２内にドリル１０５を挿入して位置決めピン挿入孔１０２内に残存するバリ等の凝固部分１０３を除去する方法にあっては、使用するドリル１０５が位置決めピン挿入孔１０２の内径より小径のドリルではバリ等の凝固部分１０３が完全に除去されずに残存するおそれがある一方、位置決めピン挿入孔１０２の内径より大径のドリルでは位置決めピン挿入孔１０２の内面を削ることとなる。また、ドリル１０５による凝固部分１０３の除去の際に切り粉等の発生が懸念される。
【００１０】
また、特許文献１の円筒内面のバリ取り工具にあっては、工具１１０の先端から鋳物円筒の内部に挿入して回転駆動することにより各羽根１１３によって鋳物円筒の内面のバリを除去することから、鋳物円筒の内面が回転する各羽根１１３で削られ、切り粉等の発生が懸念される。また、複数の羽根１１３が取り付けられた工具１００を回転駆動して鋳物円筒の内面のバリを除去するものであって、小径の位置決めピン挿入孔内に残存するバリ等の余剰の凝固部分を除去するのは困難である。
【００１１】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、アルミニウム系合金に鋳込まれる鉄系鋳込み材の位置決めピン孔内に残存するアルミニウム系合金の凝固部分を切り粉等の発生を伴うことなく容易かつ確実に除去できる余剰凝固部分の除去方法及び該方法を実施するための位置決めピンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成する請求項１のアルミニウム系合金鋳物の余剰凝固部分除去方法の発明は、アルミニウム系合金鋳物に鋳込まれる鉄系鋳込み材の位置決めピン挿入孔内に残存するアルミニウム系合金の凝固部分を除去するアルミニウム系合金鋳物の余剰凝固部分除去方法において、上記鉄系鋳込み材の位置決めピン挿入孔に嵌入して該鉄系鋳込み材を位置決めする位置決めピンが回転工具の先端部形状と同様の形状に形成された先端部を備え、鋳造後、鋳型から離型したアルミニウム系合金鋳物の位置決めピン挿入孔内に上記回転工具の先端部を挿入して位置決めピン挿入孔内に残存する凝固部分の上記位置決めピン先端部で賦形された係合部に係合させると共に回転させることにより該凝固部分を位置決めピン挿入孔内面より剥離させて除去することを特徴とする。
【００１３】
この発明によると、鋳造の際に、アルミニウム系合金溶湯が位置決めピンと位置決めピン挿入孔との隙間から進入して位置決めピン挿入孔と位置決めピンの先端部との間において凝固した凝固部分に、位置決めピンの先端部によって回転工具の先端部形状に相応する形状の係合部が賦形される。この位置決めピン挿入孔の内面に付着した凝固部分に賦形された係合部に、位置決めピン挿入孔に挿入した回転工具の先端部を嵌入し、回転工具を回転するにとによって凝固部分が位置決めピン挿入孔の内面から剥離され、位置決めピン挿入孔内に付着した余剰の凝固部分が容易に除去できる。また、位置決めピン挿入孔の内面を損傷することなく、また切り粉等の発生を伴うことなく位置決めピン挿入孔内の余剰の凝固部分の除去作業の効率化が得られる。
【００１４】
更に、位置決め精度に影響するおそれのない位置決めピンの先端部の形状を回転工具の先端部形状に相応する形状にする簡単な構造であり、既存の鋳型等を変更することなく、汎用性に優れ広く適用することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１のアルミニウム系合金鋳物の余剰凝固部分除去方法において、上記回転工具が、プラスドライバであることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１のアルミニウム系合金鋳物の余剰凝固部分除去方法において、上記回転工具が、六角棒レンチであることを特徴とする。
【００１７】
請求項２及び請求項３の発明は、回転工具の具体的な例を示すもので、回転工具として一般的な工具であるプラスドライバ及び六角棒レンチを例示するものである。
【００１８】
上記目的を達成する請求項４の位置決めピンの発明は、鋳造の際に、アルミニウム系合金鋳物に鋳込まれる鉄系鋳込み材の位置決めピン挿入孔内に嵌入して該鉄系鋳込み材を位置決めする位置決めピンにおいて、該位置決めピンは、上記ピン挿入孔内に嵌入可能な円柱状の軸部と、該軸部先端に形成された回転工具の先端部形状と同様の形状の先端部とを有することを特徴とする位置決めピン。
【００１９】
この発明によると、位置決めピンが位置決めピン挿入孔内に嵌入可能な円柱状の軸部と、該軸部先端に形成された回転工具の先端部形状と同様の形状である先端部を備えることから、アルミニウム合金溶湯が位置決めピンと位置決めピン挿入孔との隙間から進入して位置決めピン挿入孔と位置決めピンの先端部との間において凝固した凝固部分に位置決めピンの先端部によって回転工具の先端部形状に相応する形状の係合部が賦形される。この位置決めピン挿入孔の内面に付着した凝固部分に賦形された係合部に、回転工具の先端部を嵌入して回転することによって凝固部分が位置決めピン挿入孔の内面から剥離され、位置決めピン挿入孔内に付着した余剰の凝固部分が容易に除去できる。
【００２０】
請求項５の発明は、請求項４の位置決めピンにおいて、上記回転工具が、プラスドライバであることを特徴とする。
【００２１】
請求項６の発明は、請求項４の位置決めピンにおいて、上記回転工具が、六角棒レンチであることを特徴とする。
【００２２】
請求項５及び請求項６の発明は、回転工具の具体的な例を示すもので、一般的な工具であるプラスドライバ及び六角棒レンチを例示するものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、アルミニウム系合金溶湯が位置決めピンと位置決めピン挿入孔との隙間から進入して位置決めピン挿入孔と位置決めピンの先端部との間において凝固した凝固部分に位置決めピンの先端部によって回転工具の先端部形状に相応する形状の係合部が賦形され、この凝固部分に賦形された係合部に回転工具の先端部を凝固部分に賦形された係合部に嵌入して回転工具を回転することによって凝固部分が位置決めピン挿入孔の内面から剥離され、位置決めピン挿入孔内に付着した余剰の凝固部分が容易に除去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施の形態をエンジンのシリンダブロックを例に図１乃至図８を参照して説明する。
【００２５】
図１はエンジンのシリンダブロックの概略を示す全体斜視図、図２は右側のシリンダブロックの斜視図、図３は図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【００２６】
符号１は水平対向エンジンのシリンダブロックである。シリンダブロック１はクランクシャフト５の回転中心軸線Ｌを中心に左右に分割可能な構成を有しており、図示しない複数本の結合ボルトによって一体に結合されるように構成される。
【００２７】
左側のシリンダブロック１Ａと右側のシリンダブロック１Ｂが互いに結合される合わせ面３には、図２及び図３に示すようにクランクシャフト５のジャーナル部を左右両側から挟み込んで回転可能に支持する軸受部を有し、軸受部には強度向上を目的として鉄系鋳込み材である軸受部材１０が鋳込まれている。
【００２８】
アルミニウム系合金系鋳物となる左右のシリンダ１Ａ及び１Ｂは実質的に対称形であり、以下一方のシリンダブロック１Ｂについてのみ説明する。
【００２９】
各軸受部材１０は、所定の厚さを有し、軸受け面となる半円弧状の内周面１２を有する本体部１１と、この本体部１１の上部及び下部からそれぞれ上方及び下方に向かって突出するフランジ部１４とを有する。
【００３０】
軸受部材１０の各フランジ部１４にはボルト孔用の貫通孔１５が穿孔し、本体部１１の内周面１２に合わせ面３と直交する方向に延在する有底円筒状の一対の位置決めピン挿入孔１６が形成されている。位置決めピン挿入孔１６は、内周面１２に開口する例えば直径６ｍｍ程度の円筒状の大径部１６ａ、大径部１６ａに段部を介して同軸上に延在する円筒状の小径部１６ｂを有し、小径部１６ｂの先端は円錐状の先端部１６ｃによって閉じられている。この位置決め貫通孔１５及び位置決めピン挿入孔１６はドリル等によって高精度で穿孔される。また、軸受け面となる本体部１１の内周面１２には周方向に沿って潤滑用のオイル溝１７が凹設されている。更に、貫通孔１５からシリンダブロック本体２に向かって延在するボルト孔１８が穿設される。
【００３１】
一方、図４及び図５に示すように鋳型２０には軸受部材１０の本体部１１に形成された内周面１２が嵌合する嵌合面２２を有する断面半円弧状で型内に突出する軸受部材保持部２１及びフランジ部１４が当接する平坦な軸受部材当接面２３を有し、軸受部材当接面２３に軸受部材１０の各貫通孔１５が嵌合可能な円柱状の一対の位置決め軸２４が突設し、嵌合面２２に各位置決めピン挿入孔１６が嵌合可能な一対の位置決めピン２５が突設される。
【００３２】
位置決めピン２５は、軸部２６が軸受部材１０の位置決めピン挿入孔１６に嵌入可能な直径５．５ｍｍ程度の円柱状で、かつ軸部２６の先端に連続して形成される先端部２７が位置決めピン挿入孔１６の小径部１６ｂ及び先端部１６ｃの空間部内に挿入可能でかつ回転工具の先端部形状、本実施の形態ではプラスドライバの先端部形状と同様の形状に形成される。
【００３３】
そして、シリンダブロック１Ｂの鋳造にあたり、図５に要部断面図を示すように、型開きした鋳型２０に突出形成された受部材保持部２１の嵌合面２２及び軸受部材当接面２３にそれぞれ軸受部材１０の内周面１２及びフランジ部１４を当接すると共に、各貫通孔１５及び各位置決めピン挿入孔１６をそれぞれ対応する位置決め軸２４及び位置決めピン２５に嵌合して鋳型２０内に位置決めしてセットする。
【００３４】
しかる後、型締めした鋳型２０内にアルミニウム系合金溶湯を給湯して鋳型２０内を充填する。この給湯にあたり、鋳型２０内に給湯されたアルミニウム系合金溶湯の一部が軸受部材当接面２３と軸受部材１０のフランジ部１４との間の隙間を介して貫通孔１５と位置決め軸２４との隙間に進入すると共に、受部材保持部２１の嵌合面２２と軸受部材１０の内周面１２との隙間を介して位置決めピン２５と位置決めピン挿入孔１６との微細な隙間に進入する。
【００３５】
鋳型２０内に給湯されたアルミニウム系合金溶湯が凝固してアルミニウム系合金からなるシリンダブロック本体２に軸受部材１０が鋳込まれたアルミニウム系合金鋳物、即ちシリンダブロック１Ｂを形成する。
【００３６】
その後、型開きして鋳型２０から取り出したシリンダブロック１Ｂは、軸受部材１０の内周面１２に付着したアルミニウム系合金が凝固すると共に、貫通孔１５及び位置決めピン挿入孔１６内に進入したアルミニウム合金溶湯が付着して凝固している。
【００３７】
これら内周面１２に付着した余剰の凝固部分は内周面１２を仕上げ機械加工する際に除去され、貫通孔１５内に付着した凝固部分は、貫通孔１５からブロック本体２に連続する貫通孔１５より大径のネジ穴１８を穿設する際に、ネジ穴１８の穿設と共に除去される。
【００３８】
一方、アルミニウム系合金溶湯が位置決めピン２５の軸部２６と位置決めピン挿入孔１６との隙間から位置決めピン挿入孔１６の小径部１６ｂ及び先端部１６ｃと位置決めピン２５の先端部２７との間において凝固した凝固部分２８は、図６にハッチングに示すように、位置きめピン２５の先端部２７によってプラスドライバの先端部が係合可能な凹状の係合部２９が賦形される。
【００３９】
この位置決めピン挿入孔１６の内面に付着した凝固部分２８の除去は、位置決めピン挿入孔１６の入口１６ｄから回転工具であるプラスドライバ３１の先端部３２を挿入し、その先端部３２を位置決めピン挿入孔１６の付着した凝固部分２８に賦形された係合部２９に嵌入する。凝固部分２８の係合部２９に先端部３２が嵌合した状態でプラスドライバ３１を軸回りに回転することによって、凝固部分２８が位置決めピン挿入孔１６の内面から剥離され、位置決めピン挿入孔１６内に付着した余剰の凝固部分２８が除去される。
【００４０】
この位置決めピン挿入孔１６内に残存する凝固部分２８の除去にあたり、位置決めピン挿入孔１６内にプラスドライバ３１を挿入して凝固部分２８の係合部２９に先端部３１を嵌合させて回転付与することにより容易に凝固部分２８が位置決めピン挿入孔１６の内面から剥離して除去することから、位置決めピン挿入孔１６の内面を損傷することなく、また切り粉等の発生を伴うことなく位置決めピン挿入孔１６内の余剰の凝固部分２８の除去作業の効率化が得られる。
【００４１】
また、位置決め精度に影響するおそれのない位置決めピン２５の先端部２７の形状をプラスドライバの先端部形状に相応する形状にする簡単な構造であり、既存の位置決めピンと代えることにより既存の鋳型等を変更することなく実行でき、汎用性に優れ広く適用することができる。
【００４２】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では、位置決めピン２５の先端部２７をプラスドライバ３１の先端部３２の形状に相応する形状に形成したが、プラスドライバの先端部の形状に限定されることなく、例えば図７に示すように位置決めピン２５の先端部２７を六角棒スパナの先端部の形状に相応する六角柱状にすることもできる。
【００４３】
この場合、アルミニウム合金溶湯が位置決めピン２５と位置決めピン挿入孔１６との隙間から位置決めピン挿入孔１６内に進入してピン挿入孔１６の小径部６ｂ及び先端部６ｃと位置決めピン２５の先端部２７との間において凝固した余剰の凝固部分２８は、図８にハッチングで示すように、位置決めピン２５の先端部２７によって六角孔状に形成され、位置決めピン挿入孔１６内に六角棒スパナ３３の先端部３４を挿入して凝固部分２８に六角孔状に形成された係合部２９に先端部３１を嵌合させて回転付与することにより容易に凝固部分２８を位置決めピン挿入孔１６の内面から剥離除去できる。
【００４４】
また、位置決めピン２５の先端部２７の形状は上記プラスドライバや六角棒レンチの先端部形状に限らず、凝固部分２８に他の回転工具の先端部が係合可能な係合部２９を形状形成する種々の形状にすることができる。
【００４５】
また、上記実施の形態ではアルミニウム系合金系鋳物としてシリンダブロックを例に説明したが、シリンダブロックに限らず、他の鉄系鋳込み材をアルミニウム系合金で鋳込む種々のアルミニウム系合金鋳物に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の一形態に係るエンジンのシリンダブロックの概略を示す全体斜視図である。
【図２】同上、シリンダブロックの斜視図である。
【図３】同上、図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】同上、位置決めピンを示す要部斜視図である。
【図５】同上、位置決めピンによる軸受部材のセット状態を示す要部断面図である。
【図６】同上、位置決めピン挿入孔内の余剰凝固部分の除去説明図である。
【図７】同上、他の位置決めピンを示す要部斜視図である。
【図８】同上、位置決めピン挿入孔内の余剰凝固部分の除去説明図である。
【図９】従来の位置決めピン挿入孔内の凝固部分の除去の概要を示す要部断面図である。
【図１０】従来の円筒内面のバリ取り工具の説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１            シリンダブロック（アルミニウム系合金系鋳物）
１Ａ、１Ｂ    左右のシリンダブロック（アルミニウム系合金系鋳物）
１０          軸受部材（鉄系鋳込み材）
１６          位置決めピン挿入孔
２０          鋳型
２５          位置決めピン
２６          軸部
２７          先端部
２８          凝固部分
２９          係合部
３１          プラスドライバ（回転工具）
３２          先端部
３３          六角棒スパナ（回転工具）
３４          先端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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