(57)【要約】【課題】軽量化が可能なベッドプレートの製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】金型に配置した金属製のクランクキャップの両側に、前記クランクキャップとは異なる材料の溶湯を投入することで、前記クランクキャップの両側に側部を形成する工程を有し、前記金型は、前記クランクキャップの片側に位置する第１投入口および第１排出口、前記クランクキャップを挟んで前記第１投入口とは反対側に位置する第２投入口および第２排出口、ならびに空洞を有し、前記溶湯は前記第１投入口および前記第２投入口から投入され、前記空洞を流れ、前記クランクキャップは中央部に窪みを有し、前記窪みは前記空洞に露出しないベッドプレートの製造方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型に配置した金属製のクランクキャップの両側に、前記クランクキャップとは異なる材料の溶湯を投入することで、前記クランクキャップの両側に側部を形成する工程を有し、
前記金型は、前記クランクキャップの片側に位置する第１投入口および第１排出口、前記クランクキャップを挟んで前記第１投入口とは反対側に位置する第２投入口および第２排出口、ならびに空洞を有し、
前記溶湯は前記第１投入口および前記第２投入口から投入され、前記空洞を流れ、
前記クランクキャップは中央部に窪みを有し、
前記窪みは前記空洞に露出しないベッドプレートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベッドプレートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
クランクシャフトをシリンダブロックとの間で支持する内燃機関のベッドプレートが知られている。ベッドプレートは、クランクシャフトを支持するクランクキャップと、クランクキャップを両側から支持する側壁とを含む。例えば、鉄製のクランクキャップをアルミニウム合金の溶湯で鋳込むことで、クランクキャップの両側に側壁を形成する（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１０３０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように鉄製のクランクキャップを用いることでベッドプレートの剛性を高め、かつ鋳造により側壁を形成することができる。しかし、鋳造により不要な部分にもアルミニウム合金が残存することがある。これによりベッドプレートの質量が増加してしまう。そこで本発明は、軽量化が可能なベッドプレートの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的は、金型に配置した金属製のクランクキャップの両側に、前記クランクキャップとは異なる材料の溶湯を投入することで、前記クランクキャップの両側に側部を形成する工程を有し、前記金型は、前記クランクキャップの片側に位置する第１投入口および第１排出口、前記クランクキャップを挟んで前記第１投入口とは反対側に位置する第２投入口および第２排出口、ならびに空洞を有し、前記溶湯は前記第１投入口および前記第２投入口から投入され、前記空洞を流れ、前記クランクキャップは中央部に窪みを有し、前記窪みは前記空洞に露出しないベッドプレートの製造方法によって達成できる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、軽量化が可能なベッドプレートの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１（ａ）は実施形態に係るベッドプレートを例示する平面図である。図１（ｂ）はクランクキャップ付近を拡大した斜視図である。
【図２】図２はベッドプレートの製造に用いる金型を例示する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１（ａ）は実施形態に係るベッドプレート１００を例示する平面図である。Ｙ軸方向は不図示のクランクシャフトの延伸方向であり、Ｘ軸方向はＹ軸方向に直交する。Ｚ軸方向は上下方向であり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交する。ベッドプレート１００の上面（＋Ｚ側の面）にはシリンダブロックが取り付けられ、下面（−Ｚ側の面）にはオイルパンが取り付けられる。
【０００９】
図１（ａ）に示すように、ベッドプレート１００は、クランクキャップ１０および側部１２を含む。４つのクランクキャップ１０はクランクシャフトの延伸方向に並び、クランクシャフトを回転可能に支持する。側部１２は＋Ｘ側および−Ｘ側からクランクキャップ１０を挟み、クランクキャップ１０の−Ｘ側の側面および＋Ｘ側の側面に接合している。また、クランクキャップ１０のスラスト側の面（＋Ｙ側の面１１および−Ｙ側の面１３）、上面および下面は側部１２に覆われず、露出する。
【００１０】
クランクシャフトを支持するクランクキャップ１０は、例えば鉄（Ｆｅ）など側部１２よりも高い剛性の材料で形成されている。ベッドプレート１００の軽量化のため、側部１２は、クランクキャップ１０とは異なる材料、特にクランクキャップ１０より軽い金属で形成され、例えばアルミニウム（Ａｌ）合金などで形成される。
【００１１】
図１（ｂ）はクランクキャップ１０付近を拡大した斜視図である。図１（ｂ）に示すように、クランクキャップ１０の中央部の上面には半円形の窪みである支持部１６が設けられている。支持部１６には不図示のクランクシャフトが配置される。クランクキャップ１０の中央部の下面には支持部１６に対向する窪み１８が設けられている。窪み１８は例えばＭ字形状の空洞であり、側部１２には接触しない。窪み１８があることにより、クランクシャフトから受ける荷重が分散され、クランクキャップ１０の耐荷重性が向上する。また、強度を高めるために、窪み１８の内側には、クランクキャップ１０よりも薄いリブ（不図示）が設けられてもよい。
【００１２】
後述のように、側部１２はダイカスト鋳造法で製造される。鋳造において、窪み１８にＡｌ合金の溶湯が流れ込むと、窪み１８を埋めるようにＡｌ合金の残留物が形成され、ベッドプレート１００の質量が増加してしまう。本実施形態ではこうした不要なＡｌ合金の形成を抑制し、図１（ｂ）のように窪み１８を露出させる。
【００１３】
図２はベッドプレート１００の製造に用いる金型２０を例示する平面図である。金型２０は２つの投入口２２ａおよび２２ｂ、２つの排出口２４ａおよび２４ｂ、ならびに空洞２６を有する。投入口２２ａおよび２２ｂは例えば金型２０の上面に設けられ、Ｘ軸方向に沿って並ぶ。排出口２４ａおよび２４ｂは例えば下面に設けられ、Ｘ軸方向に沿って並ぶ。投入口２２ａと排出口２４ａとはＹ軸方向に沿って並び、金型２０内の空洞２６を通じて連通する。投入口２２ｂと排出口２４ｂとはＹ軸方向に沿って並び、金型２０内の空洞２６を通じて連通する。空洞２６はベッドプレート１００に対応した形状を有し、溶湯３４の流路として機能する。
【００１４】
金型２０の外には、溶湯３４を供給するためのシリンダ３０が配置されている。シリンダ３０は、内部に配置されたピストン３２により区切られ、一方の側に溶湯３４が封入されている。シリンダ３０の一端は経路３６を介して、金型２０の投入口２２ａおよび２２ｂに接続されている。排出口２４ａおよび２４ｂには真空ポンプ３８が接続されている。
【００１５】
ベッドプレート１００の製造方法について説明する。まず、金型２０に４つのクランクキャップ１０を配置する。クランクキャップ１０はＹ軸方向に沿って並ぶ。クランクキャップ１０の＋Ｘ側の側面および−Ｘ側の側面は空洞２６に露出する。＋Ｙ側の面１１および−Ｙ側の面１３の中央部は金型２０に密着し、空洞２６に露出しない。投入口２２ａおよび排出口２４ａはクランクキャップ１０の＋Ｘ側に位置し、投入口２２ｂおよび排出口２４ｂは−Ｘ側に位置する。
【００１６】
ピストン３２を押圧することで、溶湯３４を、経路３６、投入口２２ａおよび２２ｂを介して、クランクキャップ１０の両側に投入する。溶湯３４は、図２の破線の矢印で示すように、Ｙ軸方向に沿って投入口２２ａから排出口２４ａに向けて流れ、投入口２２ｂから排出口２４ｂに向けて流れ、空洞２６に充填される。排出口２４ａおよび２４ｂからは空気およびオーバーフローする溶湯３４が排出される。溶湯３４が冷却され、凝固することで側部１２が形成される。
【００１７】
クランクキャップ１０の表面のうち例えば面１１および１３、上面および下面は金型２０に密着しているため、溶湯３４の流入が抑制される。つまり、溶湯３４はクランクキャップ１０を横断しない。したがって図１（ｂ）に示したクランクキャップ１０の窪み１８への溶湯３４の回り込みが抑制され、窪み１８におけるＡｌ合金の形成が抑制される。
【００１８】
本実施形態によれば、金型２０の投入口２２ａおよび２２ｂから、Ｆｅ製のクランクキャップ１０の両側にＡｌ合金の溶湯３４を投入することで、側部１２を形成する。これによりベッドプレート１００の剛性を確保することができる。クランクキャップ１０の面１１および１３、ならびに窪み１８は空洞２６に露出しておらず、溶湯３４はこれらには流入しない。このため、クランクキャップ１０の窪み１８のように不要な部分におけるＡｌ合金の形成が抑制される。したがってベッドプレート１００の軽量化が可能である。
【００１９】
窪み１８への溶湯３４の流入を抑制するために、面１１および１３の全体が溶湯３４に接触しなくてもよいし、例えば中央部など少なくとも一部が溶湯３４に接触しなくてもよい。溶湯３４の流れは金型２０の空洞２６の形状で調整することができる。クランクキャップ１０において窪み１８以外にＡｌ合金の形成が不要な部分があれば、当該部分への溶湯３４への流入を抑制すればよい。
【００２０】
溶湯３４が面１１および１３に流れると、面１１および１３がＡｌ合金で覆われる。この場合、Ａｌ合金を切削する工程を行う。本実施形態によれば、面１１および１３にＡｌ合金が形成されないため、切削工程を行わなくてもよく、ベッドプレート１００の製造工程が簡略化される。
【００２１】
溶湯３４の投入口および排出口は、クランクキャップ１０の列の両側に１つずつ設ける。これにより溶湯３４がクランクキャップ１０の両側に供給され、中央側には供給されない。したがって不要なＡｌ合金の形成を抑制し、かつ側部１２を形成することができる。また、溶湯３４を空洞２６の全体に供給するため、投入口２２ａおよび２２ｂと排出口２４ａおよび２４ｂとは、クランクキャップ１０の列を挟んで互いに反対側に設ける。ベッドプレート１００のサイズに応じて投入口および排出口をそれぞれ２つ以上設けてもよい。
【００２２】
投入口２２ａおよび２２ｂ、排出口２４ａおよび２４ｂは、鋳造後の側部１２の上面または下面に対向する位置に設けることが好ましい。側部１２の上面および下面は、オイルパンおよびシリンダブロックの取り付けのため、平坦に加工される。このため投入口および排出口の影響がベッドプレート１００に残りにくい。
【００２３】
クランクキャップ１０の数は３つ以下でもよいし、５つ以上でもよい。複数のクランクキャップ１０の少なくとも１つにおいて図１（ｂ）のようにすることで、ベッドプレート１００の軽量化が可能である。効果的な軽量化のためには、複数のクランクキャップ１０のいずれにおいても、図１（ｂ）のように窪み１８におけるＡｌ合金の形成を抑制することが好ましい。
【００２４】
側部１２はクランクキャップ１０とは異なる材料で形成され、Ａｌ合金でもよいし、他の材料でもよい。材料を変更した場合でも、側部１２の鋳造において図２のような金型２０を用いることで、不要な金属の形成を抑制し、ベッドプレート１００を軽量化することができる。
【００２５】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１０              クランクキャップ
１１、１３        面
１２              側部
１６              支持部
１８              窪み
２０              金型
２２ａ、２２ｂ    投入口
２４ａ、２４ｂ    排出口
２６              空洞
３０              シリンダ
３２              ピストン
３４              溶湯
３６              経路
３８              真空ポンプ
１００            ベッドプレート
【図１】
2019206012.tif 000003
【図２】
2019206012.tif 000004