(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並設された複数のシリンダライナを包囲するウォータージャケットが形成され、トップデッキに該ウォータージャケットの上端開口の一部を覆う複数のブリッジ部が設けられたシリンダブロックを製造するため、シリンダブロック形成用金型のダイス部に形成された切欠部３１に嵌合されるシリンダブロック製造用砂中子において、該シリンダブロック製造用砂中子は、内層と外層とを備えると共に、トップデッキ側端面には該ダイス部の壁面と当接させるための突出部が形成されており、該突出部の先端面において該内層が露出していることを特徴とするシリンダブロック製造用砂中子。
【請求項２】
該突出部は、該トップデッキ側端面と繋がる除肉部成形面を備えていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロック製造用砂中子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブリッジ部を設けたシリンダブロックを製造する為に用いられるシリンダブロック製造用砂中子に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンを冷却するため、シリンダブロック内には並設された複数のシリンダライナを包囲するウォータージャケットが形成されている。そして、エンジン振動を低減しシリンダブロックを補強する目的から、シリンダブロックのトップデッキ側のウォータージャケットの開口端面の一部を覆うブリッジ部を設けたシリンダブロックが知られている。こうしたブリッジ部を設けるために、崩壊性の砂中子をダイカスト金型のウォータージャケット用ダイス部の切欠部に嵌合させた上でダイカスト法による鋳造を行い、鋳造後に砂中子を排出してウォータージャケットを形成するシリンダブロックの製造方法が下記特許文献１に所載されるように公知である。しかしながら、一般的な崩壊性の砂中子は、鋳造時の耐久性と鋳造後の排出性の両方の要求を満たすことができないので、特許文献１に所載されるシリンダブロックの製造方法によってシリンダブロックを量産することは極めて困難である。
【０００３】
下記特許文献２には、砂中子を内層と外層の二層式とすることで、鋳造時の耐久性と鋳造後の排出性とを向上させた崩壊性の砂中子が開示されている。こうした二層式の砂中子を用いることにより、ブリッジ部を設けたシリンダブロックを製造することが考えられる。しかし、二層式の砂中子は、強度の弱い内層が外部に露出する箇所を有する構造となるので、この露出した内層が溶湯に曝されてしまい、鋳造時に砂中子が破損するという問題を依然として有することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２５６１７４０号公報
【特許文献２】特開２０１３−１８８７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
それゆえに、本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ、ブリッジ部を設けたシリンダブロックの量産性を向上させることができるシリンダブロック製造用砂中子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するべくなされたものであって、本発明は、並設された複数のシリンダライナ１１を包囲するウォータージャケット１０が形成され、トップデッキに該ウォータージャケット１０の上端開口の一部を覆う複数のブリッジ部６が設けられたシリンダブロック１を製造するため、シリンダブロック形成用金型のダイス部３０に形成された切欠部３１に嵌合されるシリンダブロック製造用砂中子２０において、該シリンダブロック製造用砂中子２０は、内層と外層とを備えると共に、トップデッキ側端面２３には該ダイス部３０の壁面３０Ａに当接させるための突出部２４が形成されており、該突出部２４の先端面２４ａにおいて該内層が露出していることを特徴とする。
【０００７】
ここで、該突出部２４は、該トップデッキ側端面２３と繋がる除肉部成形面２４ｃを備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のシリンダブロック製造用砂中子は、鋳造時の耐久性と鋳造後の排出性に優れているので、ブリッジ部を設けたシリンダブロックの量産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態のシリンダブロック製造用砂中子を用いて製造されたシリンダブロックをトップデッキ側から見た図である。
【図２】本実施形態のシリンダブロック製造用砂中子を用いて製造されたシリンダブロックであって、砂中子を除去する前の状態を示す一部切欠部分斜視図である。
【図３】本実施形態のシリンダブロック製造用砂中子が設置されるシリンダブロック製造用金型装置の要部を示す斜視図。
【図４】本実施形態のシリンダブロック製造用砂中子がシリンダブロック製造用金型装置に設置された状態を示す図であり、（ａ）は図３の矢印Ｂから見た状態を示す図であり、（ｂ）は図４（ａ）の矢印Ｃから見た状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態に係るシリンダブロック製造用砂中子２０（以下、砂中子２０）について図１〜図４に基づき説明する。
【００１１】
図１は直列４気筒のセミクローズドデッキタイプのシリンダブロック１をトップデッキ側から見た図であり、図２はダイカスト法により鋳造されたシリンダブロック１の一部を示す一部切欠き斜視図である。このシリンダブロック１は、アルミニウム合金製であり、図示せぬピストンが摺動するために並設された複数のシリンダライナ１１が設けられ、その周囲にはシリンダライナ１１を包囲するウォータージャケット１０が形成されている。
【００１２】
エンジンの振動を低減しシリンダブロック１のトップデッキ面の補強をするために、シリンダヘッド取付枠７ａとシリンダの外端部７ｂとを接続する複数のブリッジ部６が設けられている。このようにウォータージャケット１０の上端開口の一部を覆う複数のブリッジ部６が設けられたシリンダブロック１を一般にセミクローズドタイプのシリンダブロックという。なおウォータージャケット１０内であってブリッジ部６の下方には、後述する砂中子２０が位置している。この砂中子２０は後述するように、ウォータージャケット１０からすべて取除かれる。
【００１３】
セミクローズドタイプのシリンダブロック１を製造するためのシリンダブロックの製造用金型装置について図３に基づき説明する。
【００１４】
シリンダブロック製造用金型装置は、ウォータージャケット１０を形成するためのダイス部３０を備えたシリンダブロック形成用金型を有する。ダイス部３０には、クランクケース側（図３の矢印Ａ）で開口する開口３１ａを有すると共にシリンダの軸線方向に延びる略四角形状の複数の切欠部３１が形成されている。本実施形態では、それぞれのシリンダについて、隣接するシリンダに対して９０度隔てた位置に対称に２個形成される。また、それぞれの切欠部３１のシリンダの軸線方向の端面３１ｂには、断面くの字状の溝が形成されている。なお図３において、３０Ａ、３０Ｂはそれぞれ、トップデッキ面を画成するためのダイス部３０の壁面、及びシリンダボアを画成するためのシリンダブロック形成用金型の円柱形突出部である。
【００１５】
ブリッジ部６を形成するための砂中子２０について図３及び図４に基づき説明する。
【００１６】
本実施形態における砂中子２０は、外層用熱硬化性樹脂被覆砂により形成される外層と、内層用熱硬化性樹脂被覆砂により形成される内層との二層により構成されるものである。外層用熱硬化性樹脂被覆砂は内層用熱硬化性樹脂被覆砂よりも大きい粒度指数で形成されたものである。外層用熱硬化性樹脂被覆砂は、ダイカスト法による鋳造に耐え得る強度を必要とするため、内層用熱硬化性樹脂被覆砂より相対的に高強度とされている。一方、内層用熱硬化性樹脂被覆砂は、良好な崩壊性を付与するため、外層用熱硬化性樹脂被覆砂より相対的に低強度とされている。
【００１７】
図３に示すように、砂中子２０は、シリンダブロック成形用金型のダイス部３０に形成された切欠部３１の開口３１ａから切欠部３１内にスライド嵌合されるものである。砂中子２０は、それぞれの切欠部３１内に１個配置される。砂中子２０のシリンダ軸線方向の端面２１、２２は断面くの字状に突出しており、切欠部３１のシリンダの軸線方向の端面３１ｂの断面くの字状の溝とスライド嵌合される。また、砂中子２０のトップデッキ側端面２３の両端にはシリンダの軸線方向に突出する突出部２４、２４が設けられている。切欠部３１の開口３１ａから砂中子２０を切欠部３１内にスライドさせると、ダイス部３０の壁面３０Ａと平行となるように形成された突出部２４の先端面２４ａがダイス部３０の壁面３０Ａに当接し、砂中子２０は切欠部３１に対して相対的にシリンダ軸方向の移動が阻止される程度に強固に切欠部３１に嵌合する。また、断面くの字状の開口３１ａと端面２１、２２との係合により、砂中子２０のダイス部３０に対するシリンダ半径方向の相対的移動も阻止されるようになっている。
【００１８】
図４（ｂ）に示すように、突出部２４の先端面２４ａには、内層用熱硬化性樹脂被覆砂を外層内に吹き込み充填する為の開口２４ｂが位置している。この開口２４ｂは内層用熱硬化性樹脂被覆砂が硬化することにより塞がれているが、砂中子２０の内層は突出部２４の先端面２４ａにおいて外部に露出することになる。しかし、図４（ａ）に示すように、シリンダブロック成形用金型のダイス部３０に砂中子２０をスライド嵌合すると、突出部２４の先端面２４ａはダイス部３０の壁面３０Ａに当接するので、砂中子２０の内層は鋳造時に溶湯に曝されないようになっている。また、図４（ａ）に示すように、砂中子２０の突出部２４は曲面２４ｃを備えており、この曲面２４ｃがトップデッキ側端面２３と繋がるようになっている。
【００１９】
次に、本実施形態の砂中子２０を用いたシリンダブロックの製造工程について説明する。
【００２０】
先ず、切欠部３１の開口３１ａから砂中子２０を切欠部３１内に挿入し、突出部２４の先端面２４ａをダイス部３０の壁面３０Ａに当接させる。このとき砂中子２０と切欠部３１とのスライド面は、図３に示されているように「く」の字状を成しているので、砂中子２０は正確にセット可能である。ダイス部３０と砂中子２０との組合せにより、ウォータージャケット相当部が提供される。
【００２１】
次に、シリンダブロック形成用金型の円柱形突出部３０Ｂにシリンダライナ１１が挿入された後、型締めを行い、ダイカスト法によりアルミニウム合金溶湯を充填すると、シリンダライナ１１は溶湯で鋳ぐるみされ、ウォータージャケット１０が形成されたシリンダブロック１が成形される。このときダイス部３０の壁面３０Ａと、砂中子２０の２つの突出部２４と、砂中子２０のトップデッキ側端面２３とによって画成されている空間にもアルミニウム合金溶湯が充填され、ウォータージャケット１０の開口部の一部にブリッジ部６が成形される。砂中子２０の２つの突出部２４は曲面２４ｃを備えており、この曲面２４ｃがトップデッキ側端面２３と繋がるようになっているので、この曲面２４ｃによりブリッジ部６のウォータージャケット１０側の下縁部がＲ形状を備えるように成形される。そして、突出部２４の先端面２４ａはダイス部３０の壁面３０Ａに当接されており、先端面２４ａにおいて露出している砂中子２０の内層は溶湯に曝されることがないので、内層が露出する箇所から砂中子２０が鋳造時に破損することが防止される。
【００２２】
溶湯が凝固した後にシリンダブロック形成用金型を型開きする。このとき砂中子２０はブリッジ部６と干渉しているために、ダイス部３０の切欠部３１は砂中子２０に対してスライドし、ダイス部３０は砂中子２０と分離し、砂中子２０はシリンダブロック１内に残留する。
【００２３】
そして、シリンダブロック１内に残留している砂中子２０を崩壊させ、崩壊した砂をシリンダブロック１内から除去する。ウォータージャケット１０内に残留した砂はショットピーニング等で除去されるが、ブリッジ部６のウォータージャケット側の下縁部はＲ形状を備えるように成形されているので、ウォータージャケット１０内への投射材の投射が容易となり、効率的に除去作業を行うことができる。
【００２４】
本発明は上述した実施形態に限定されず、種々の変更や改良が可能である。例えば、上述した実施形態においては、切欠部３１の軸方向端面３１ｂには略くの字状の溝が形成されていたが、溝の形状はくの字状に限らず、円弧状の溝であってもよく、凸状であってもよい。
【００２５】
また、上述した実施形態においては、砂中子２０の突出部２４は曲面２４ｃを備えており、この曲面２４ｃがトップデッキ側端面２３と繋がるようになっていたが、傾斜面がトップデッキ側端面２３と繋がるようにしてもよい。ブリッジ部６の下縁部が角とならないよう除肉する曲面や傾斜面からなる除肉部成形面を突出部２４に設け、この除肉部成形面がトップデッキ側端面２３に繋がるようにすればよい。
【００２６】
また、上述した実施形態においては、砂中子２０のトップデッキ側端面２３の両端にシリンダの軸線方向に突出する突出部２４、２４が設けられていたが、突出部２４はトップデッキ側端面２３からシリンダの軸線方向に突出して少なくとも１つ設けられていればよい。
【００２７】
また、図１に示されるシリンダブロック１において、ブリッジ部６をシリンダブロックの両端部にも形成してもよく、またシリンダブロックは直列４気筒用のみに限定されず、水平対向型、Ｖ型エンジンに適用してもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１          シリンダブロック
６          ブリッジ部
１０        ウォータージャケット
１１        シリンダライナ
２０        砂中子（シリンダブロック製造用砂中子）
２３        トップデッキ側端面
２４        突出部
２４ａ      先端面
２４ｂ      開口
２４ｃ      曲面（除肉部成形面）
３０        ダイス部
３０Ａ      壁面
３０Ｂ      円柱形突出部
３１        切欠部
３１ａ      開口
３１ｂ      底面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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