(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックを鋳造するための金型内に配設され、前記シリンダブロックの壁面にウォータジャケットを形成する砂中子を、前記金型内に支持するためのシリンダブロック用砂中子の支持構造であって、
前記砂中子には、前記シリンダブロックを構成するシリンダボアの軸方向に平行して脚部が形成されるとともに、前記脚部の断面形状は、３以上の平坦面を有する多角形状に設定され、
前記金型には、前記脚部を収容する凹部が設けられ、前記凹部内に該脚部を３点以上で支持する平坦突部が設けられることを特徴とするシリンダブロック用砂中子の支持構造。
【請求項２】
請求項１記載のシリンダブロック用砂中子の支持構造において、
前記砂中子には前記シリンダブロックのシリンダボア側と反対側に巾木部が形成されるとともに、前記巾木部の周囲には溶湯の流れを許容する湯廻し部が形成され、
一方、前記金型には前記砂中子を支持するピン部材が前記湯廻し部に対応して設けられることを特徴とするシリンダブロック用砂中子の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダブロックを鋳造するための金型内に配設され、前記シリンダブロックの壁面にウォータジャケットを形成する砂中子を、前記金型内に支持するためのシリンダブロック用砂中子の支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、内燃機関を構成するシリンダブロックは、高圧鋳造により製造されている。この高圧鋳造において、シリンダブロックの壁面にウォータジャケットを形成するために、シリンダブロック用砂中子が用いられている。
【０００３】
この種の砂中子を金型内に位置決め支持するために、従来より種々の提案がなされており、例えば、特許第２６４８８６５号公報には砂中子の保持方法とその保持装置が開示されている。
【０００４】
上記の従来技術は、図６に示すように、固定ダイス１と、可動中子金型２ａ、２ｂと、可動ダイス３とを備え、この可動ダイス３から突出する円柱状の突部３ａにライナ４が挿入されることにより、シリンダブロック用キャビティ５が形成されている。
【０００５】
可動ダイス３に設けられている孔部７に砂中子保持ピン８が挿入され、この砂中子保持ピン８を介して砂中子９が保持されている。砂中子９は、ウォータジャケットを形成する本体９ａと、キャビティ５内に保持するための突起９ｂと、脚部９ｃとを備えており、この脚部９ｃは、シリンダブロックのトップデッキの連通口を形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の従来技術では、砂中子９の脚部９ｃは、シリンダボアの軸方向（ライナ４の軸方向）に平行して設けられており、前記脚部９ｃが可動ダイス３の凹部（巾木部）３ｂに挿入されることによって、前記砂中子９の位置決めが行われている。その際、脚部９ｃと凹部３ｂとの隙間Ｓが大きくなると、砂中子９の位置決め精度が低下する一方、この隙間Ｓが小さくなると、溶湯の充填圧力差に起因して、前記脚部９ｃに変形や折れ等の損傷が発生するという問題が指摘されている。
【０００７】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、砂中子の損傷を確実に阻止するとともに、高精度なシリンダブロックを効率的に鋳造することが可能なシリンダブロック用砂中子の支持構造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】
本発明に係るシリンダブロック用砂中子の支持構造では、シリンダブロックの壁面にウォータジャケットを形成する砂中子に、前記シリンダブロックを構成するシリンダボアの軸方向に平行して脚部が形成されるとともに、前記脚部の断面形状は、３以上の平坦面を有する多角形状に設定されている。一方、前記金型には、前記脚部を収容する凹部が設けられ、前記凹部内に該脚部を３点以上で支持する平坦突部が設けられている。
【０００９】
このため、脚部と凹部との間に十分な間隙を設けることができ、前記凹部内での溶湯の充填圧力差を抑えて、前記脚部に折れ等が発生することを有効に阻止することが可能になる。しかも、脚部が凹部内の平坦突部で３点以上で支持されるため、前記脚部を前記凹部に対して正確に位置決め支持することができる。これにより、砂中子の位置決め精度が向上し、ウォータジャケットを有するシリンダブロックを効率的かつ高精度に鋳造することが可能になる。
さらに、前記砂中子には前記シリンダブロックのシリンダボア側と反対側に巾木部が形成されるとともに、前記巾木部の周囲には溶湯の流れを許容する湯廻し部が形成され、一方、前記金型には前記砂中子を支持するピン部材が前記湯廻し部に対応して設けられる。この構成により、砂中子の側面に略全面にわたって均等な鋳造圧が作用し、砂中子が部分的に変形することが確実に阻止される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係るシリンダブロック用砂中子の支持構造１０を組み込む金型１２の一部断面説明図である。
【００１１】
金型１２は、固定型１４と、中間可動型１６ａ、１６ｂと、可動型１８とを備え、前記固定型１４にボアピン２０が設けられる。このボアピン２０にスリーブ２２が外装されることにより、金型１２内にシリンダブロック用キャビティ２４が形成される。キャビティ２４には、支持構造１０を構成する第１および第２支持部２６、２８を介してシリンダブロック３０のウォータジャケット３２を形成するための砂中子３４が配置される。
【００１２】
砂中子３４は、図２および図３に示すように、シリンダブロック３０の各シリンダボア３６を囲繞し、第１支持部２６を構成する複数個の脚部３８と、砂中子本体４０とを一体的に設けている。砂中子本体４０のシリンダボア３６とは反対の側面（外面）４２ａに、第２支持部２８を構成する巾木部４４が形成される。
【００１３】
図４に示すように、脚部３８は、断面形状が多角形状、例えば、３つの平坦面４６ａ、４６ｂおよび４６ｃを有する略三角形状に設定される。可動型１８には、脚部３８を収容する凹部４８が形成されており、この凹部４８の壁面４８ａには、前記脚部３８の平坦面４６ａ〜４６ｃを支持する平坦突部５０ａ、５０ｂおよび５０ｃが設けられる。脚部３８と凹部４８の壁面４８ａとの隙間Ｈ１が、例えば、２ｍｍの間隙に維持されるとともに、平坦突部５０ａ〜５０ｃの幅寸法Ｈ２が２ｍｍで、かつ該平坦突部５０ａ〜５０ｃと平坦面４６ａ〜４６ｃ間の隙間Ｈ３が０．５ｍｍに設定されている。
【００１４】
図２に示すように、巾木部４４は、側面４２ａから所定長さだけ突出する略半リング状に構成されている。図１に示すように、砂中子３４がキャビティ２４に配置された状態で、巾木部４４と中間可動型１６ａ、１６ｂとの間には、溶湯の流れを許容する湯廻し部５２が設けられる。
【００１５】
中間可動型１６ａ、１６ｂには、砂中子３４を支持するピン部材５４が湯廻し部５２に対応して、溶接、あるいはネジ止めにより固定されている。ピン部材５４には、中間可動型１６ａ、１６ｂと同一の材質で形成されるとともに、前記中間可動型１６ａ、１６ｂに固定される台座部５６と、砂中子３４の巾木部４４に係合する円柱部５８とから一体的に構成される。
【００１６】
このように構成される支持構造１０の動作について、以下に説明する。
【００１７】
まず、図１に示すように、金型１２が型締めされた状態で、例えば、溶融アルミニウム等の溶湯が図示しないランナおよびゲートを介してキャビティ２４内に充填される。そして、キャビティ２４内の溶湯が８５ＭＰａ〜１００ＭＰａ程度の圧力で高圧鋳造され、前記溶湯の凝固が開始される。
【００１８】
その際、砂中子３４にも高圧力が作用して、前記砂中子３４が収縮する。具体的には、図５に示すように、砂中子３４のシリンダボア３６側の面４２ｂに外方に向かって鋳造圧力Ｆ１が作用する一方、前記砂中子３４の前記シリンダボア３６側とは反対側の側面４２ａに内方に向かって鋳造圧力Ｆ１が作用している。
【００１９】
この場合、第２支持部２８では、砂中子３４の巾木部４４には、溶湯の流れを許容する湯廻し部５２が設けられるとともに、中間可動型１６ａ、１６ｂには、前記湯廻し部５２に対応して前記巾木部４４に係合するピン部材５４が設けられている。
【００２０】
このため、砂中子３４の側面４２ａには、略全面にわたって均等な鋳造圧力Ｆ１が作用し、この鋳造圧力Ｆ１は、前記砂中子３４の面４２ｂに作用する鋳造圧力Ｆ１と釣り合っている。従って、砂中子３４が部分的に変形することを確実に阻止することができる。
【００２１】
一方、第１支持部２６では、図４に示すように、脚部３８の断面形状を３つの平坦面４６ａ〜４６ｃを有する略三角形状に形成するとともに、可動型１８には、前記平坦面４６ａ〜４６ｃを平坦突部５０ａ〜５０ｃで３点支持する凹部４８が形成されている。
【００２２】
そして、脚部３８の外周面と凹部４８の壁面４８ａとの間に、例えば、２ｍｍ程度の隙間Ｈ１が設けられるとともに、平坦面４６ａ〜４６ｃと平坦突部５０ａ〜５０ｃとの間に、例えば、０．５ｍｍ程度の隙間Ｈ３が設けられている。これにより、脚部３８の回りに溶湯を確実に充填することができる。このため、脚部３８の回りに充填圧力の差が発生することがなく、前記脚部３８の折れ等の損傷を確実に阻止することが可能になる。
【００２３】
しかも、脚部３８は、平坦面４６ａ〜４６ｃと、平坦突部５０ａ〜５０ｃとにより３点支持されている。これにより、脚部３８を凹部４８に対して容易かつ確実に位置決め支持することができ、砂中子３４をキャビティ２４に高精度に位置決めすることが可能になる。従って、本実施形態では、所望の形状のウォータジャケット３２を有するシリンダブロック３０を、効率的かつ高精度に製造することができるという効果が得られる。
【００２４】
なお、本実施形態では、脚部３８の断面形状を略三角形状に設定しているが、これに限定されるものではなく、設置場所等によっては、４つの平坦面を有する四角形状等、種々の形状に設定することが可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明に係るシリンダブロック用砂中子の支持構造では、シリンダブロックの壁面にウォータジャケットを形成する砂中子に、断面形状が３以上の平坦面を有する多角形状に設定された脚部を形成し、この脚部が金型に設けられた凹部に収容されて平坦突部を介して３点以上で支持される。このため、脚部と凹部との間に十分な間隙を設けて溶湯の充填圧力差を抑えることができ、前記脚部の折れ等を有効に阻止することが可能になる。
【００２６】
しかも、脚部が凹部内の平坦突部により３点以上で支持されるため、前記脚部を前記凹部に対して正確に位置決め支持することができる。これにより、ウォータジャケットを有するシリンダブロックを、効率的かつ高精度に鋳造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るシリンダブロック用砂中子の支持構造を組み込む金型の一部断面説明図である。
【図２】前記金型内に配置される砂中子の概略斜視説明図である。
【図３】前記砂中子の平面説明図である。
【図４】前記支持構造を構成する第１支持部の平面説明図である。
【図５】前記金型内で前記砂中子に鋳造圧力が作用する際の説明図である。
【図６】従来技術に係る砂中子の保持装置の概略説明図である。
【符号の説明】
１０…支持構造                    １２…金型
１４…固定型                      １６ａ、１６ｂ…中間可動型
１８…可動型                      ２０…ボアピン
２２…スリーブ                    ２４…キャビティ
２６、２８…支持部                ３０…シリンダブロック
３２…ウォータジャケット          ３４…砂中子
３６…シリンダボア                ３８…脚部
４０…砂中子本体                  ４４…巾木部
４６ａ〜４６ｃ…平坦面            ４８…凹部
５０ａ〜５０ｃ…平坦突部          ５２…湯廻し部
【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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