(57)【要約】【課題】多気筒エンジンのシリンダブロックを鋳造により製造する際に、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することを抑制して、燃費の悪化を抑制する。【解決手段】クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部を形成するための固定型２０と、各気筒のシリンダボアをそれぞれ形成する複数のボアピン３４であって、複数の気筒の気筒列に対応して配置されたボアピン３４を有する可動型４０とを備え、複数のボアピン３４が並ぶ方向であって、気筒列の方向に対応する方向を直列方向として、可動型３０は、複数のボアピン３４のうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピン３４の一部が、それぞれ、当該各ボアピン３４の先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピン３４から離れるように傾斜された状態で、固定型２０と型合わせされる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部を有しかつオープンデッキ構造のシリンダブロックを鋳造するための、エンジンのシリンダブロックの鋳造装置であって、
上記エンジンは複数の気筒が列状に並んだ多気筒エンジンであり、
上記軸受部及び上記クランクケースの一部を形成するための第１金型と、
上記各気筒のシリンダボアをそれぞれ形成する複数のボアピンであって、上記複数の気筒の気筒列に対応して配置されたボアピンを有する第２金型と、
上記第１金型と上記第２金型とが型合わせされて形成されるキャビティに溶湯を注入する射出装置とを備え、
上記複数のボアピンが並ぶ方向であって、気筒列方向に対応する方向を直列方向として、上記複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンは、当該各ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように傾斜した傾斜部をそれぞれ有することを特徴とする、エンジンのシリンダブロックの鋳造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンのシリンダブロックの鋳造装置において、
上記各気筒の各シリンダボアは、シリンダライナを合金で鋳包んでそれぞれ構成されており、
上記各ボアピンは、上記各シリンダライナを保持するライナ保持部をそれぞれ有し、
上記各傾斜部は対応する上記ボアピンの上記ライナ保持部に形成されており、
上記各ライナ保持部に上記シリンダライナがそれぞれ保持された状態で、上記第１金型と上記第２金型とが型合わせされた後、上記射出装置によって溶湯が注入される用に構成されていることを特徴とする、エンジンのシリンダブロックの鋳造装置。
【請求項３】
クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部を有しかつオープンデッキ構造のシリンダブロックを鋳造するための、エンジンのシリンダブロックの鋳造金型であって、
上記エンジンは複数の気筒が列状に並んだ多気筒エンジンであり、
上記軸受部及び上記クランクケースの一部を形成するための第１金型と、
上記各気筒のシリンダボアをそれぞれ形成する複数のボアピンであって、上記複数の気筒の気筒列に対応して配置されたボアピンを有するとともに、上記第１金型と型合わせをして上記シリンダブロックを鋳造するためのキャビティを形成する第２金型とを備え、
上記複数のボアピンが並ぶ方向であって、上記気筒列の方向に対応する方向を直列方向として、上記複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンは、当該各ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように傾斜した傾斜部をそれぞれ有することを特徴とする、エンジンのシリンダブロックの鋳造金型。
【請求項４】
請求項３に記載のエンジンのシリンダブロックの鋳造金型において、
上記各気筒の各シリンダボアは、シリンダライナを合金で鋳包んでそれぞれ構成されており、
上記各ボアピンは、上記各シリンダライナを保持するライナ保持部をそれぞれ有し、
上記各傾斜部は上記ライナ保持部に形成されていることを特徴とする、エンジンのシリンダブロックの鋳造装置。
【請求項５】
クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部を有しかつオープンデッキ構造のシリンダブロックを鋳造するための、エンジンのシリンダブロックの鋳造方法であって、
上記エンジンは複数の気筒が列状に並んだ多気筒エンジンであり、
上記軸受部及び上記クランクケースを形成するための第１金型と、上記各気筒のシリンダボアをそれぞれ形成する複数のボアピンであって、上記複数の気筒の気筒列に対応して配置されたボアピンを有する第２金型とを型合わせして、上記シリンダブロックを鋳造するためのキャビティを形成する型合わせ工程と、
上記型合わせ工程で形成された上記キャビティに溶湯を注入する溶湯注入工程と、
上記溶湯注入工程の後、上記第１金型を離型して、その後、上記第２金型を離型する離型工程とを含み、
上記複数のボアピンが並ぶ方向であって、上記気筒列の方向に対応する方向を直列方向として、上記型合わせ工程では、上記第２金型は、上記複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンの一部が、それぞれ、当該各ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接する上記ボアピンから離れるように傾斜された状態で、上記第１金型と型合わせされることを特徴とする、エンジンのシリンダブロックの鋳造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のエンジンのシリンダブロックの鋳造方法において、
上記第２金型は、上記型合わせ工程において上記第１金型と型合わせする前の状態で、上記複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンの上記一部が、それぞれ、当該各ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように傾斜して形成されており、
上記型合わせ工程では、上記第２金型を上記第１金型と型合わせする、エンジンのシリンダブロックの鋳造方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のエンジンのシリンダブロックの鋳造方法において、
上記各気筒の各シリンダボアは、シリンダライナを合金で鋳包んでそれぞれ構成されており、
上記第２金型の各ボアピンは、シリンダライナを保持するライナ保持部をそれぞれ有しており、
上記型合わせ工程の前に、上記第２金型の上記各ボアピンに上記各シリンダをそれぞれ保持するシリンダライナ保持工程を更に含み、
上記型合わせ工程では、上記複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンの上記ライナ保持部が、それぞれ、当該各ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接する上記ボアピンから離れるように傾斜された状態で、上記第１金型と型合わせされることを特徴とするエンジンのシリンダブロックの鋳造方法。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１つに記載のエンジンのシリンダブロックの鋳造方法において、
上記シリンダブロックは、上記軸受部及び上記クランクケースの残部を有するロアブロックと締結されるアッパブロックであることを特徴とするエンジンのシリンダブロックの鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示する技術は、エンジンのシリンダブロックを鋳造するための鋳造装置、その鋳造金型、及びその鋳造方法に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、多気筒エンジンのシリンダブロックとして、クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部を有する、オープンデッキ構造のシリンダブロックが知られている。一般に、このようなシリンダブロックは鋳造装置を用いて鋳造により製造される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、クランク室側の固定型と、シリンダヘッド側の可動型とを有し、可動型にシリンダライナを保持するボアピンが設けられた金型を有する鋳造用金型装置（鋳造装置）が開示されている。
【０００４】
この特許文献１の鋳造用金型装置では、ボアピンにシリンダライナが保持された状態で、固定型と可動型とを組み合わせてキャビティを形成し、該キャビティに溶湯を注入して、固化させることでシリンダブロックを鋳造している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１７６８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、本願発明者らの検討によれば、特許文献１のような鋳造装置では、多気筒エンジンのシリンダブロックを鋳造により製造するときに、気筒列方向の両端にそれぞれ位置する各シリンダボアが、クランク室側に向かって気筒列方向の内側にそれぞれ傾くおそれがあることが判明した。
【０００７】
キャビティに溶湯を注入して固化させた後、固定型を離型した際にシリンダブロックのクランクケースの部分が収縮変形する。この収縮変形の残留応力によって、可動型を離型する際に、気筒列方向の両端にそれぞれ位置する各シリンダボアが、クランクケース側に向かって気筒列方向の内側にそれぞれ傾いてしまう。
【０００８】
シリンダボアが傾くと、該シリンダボア内に嵌挿されるピストンとシリンダボア壁との間に比較的大きな隙間が生じて、ピストンとシリンダボア壁との密着性が低下する。この結果、燃焼室からガス抜けが発生して、燃焼室での燃料の燃焼によって発生するトルクが減少するため、燃費の悪化を招いてしまう。また、ピストンとシリンダボア壁との間の上記隙間を塞いでピストンとシリンダボア壁との密着性を高くするために、大量のオイルが必要となる。このため、オイルポンプを駆動させる負荷が大きくなって、結果として燃費の悪化を招いてしまう。
【０００９】
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部を有しかつオープンデッキ構造の、多気筒エンジンのシリンダブロックを鋳造により製造する際に、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することを抑制して、燃費の悪化を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、ここに開示する技術では、クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部を有しかつオープンデッキ構造のシリンダブロックを鋳造するための、エンジンのシリンダブロックの鋳造装置を対象として、上記エンジンは複数の気筒が列状に並んだ多気筒エンジンであり、上記軸受部及び上記クランクケースの一部を形成するための第１金型と、上記各気筒のシリンダボアをそれぞれ形成する複数のボアピンであって、上記複数の気筒の気筒列に対応して配置されたボアピンを有する第２金型と、上記第１金型と上記第２金型とが型合わせされて形成されるキャビティに溶湯を注入する射出装置とを備え、上記複数のボアピンが並ぶ方向であって、気筒列方向に対応する方向を直列方向として、上記複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンは、当該各ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように傾斜した傾斜部をそれぞれ有する、構成とした。
【００１１】
この構成によると、第１金型と第２金型とが型合わせされてキャビティが形成された状態では、複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピン（以下、端側ボアピンという）の傾斜部は、それぞれ、当該各ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように傾斜した状態となる。これにより、各端側ボアピンで形成される各シリンダボア（以下、端側シリンダボアという）は、第２金型が離型される前の状態では、それぞれ、クランクケース側に向かって気筒列方向の外側に傾斜した状態となる。その後、第２金型が離型されると、クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部が収縮変形したことによる残留応力が各端側シリンダボアにそれぞれかかる。各端側シリンダボアは、上記残留応力によって、気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位する。これにより、第２金型が離型される前の状態における、各端側シリンダボアの気筒列方向の外側への傾斜が相殺されて、第２金型が離型された後の状態では、各端側シリンダボアの気筒列方向の傾きが抑制される。
【００１２】
したがって、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することを抑制することができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【００１３】
エンジンのシリンダブロックの上記鋳造装置において、上記各気筒の各シリンダボアは、シリンダライナを合金で鋳包んでそれぞれ構成されており、上記各ボアピンは、上記各シリンダライナを保持するライナ保持部をそれぞれ有し、上記各傾斜部は上記ライナ保持部に形成されており、上記各ライナ保持部に上記シリンダライナがそれぞれ保持された状態で、上記第１金型と上記第２金型とが型合わせされた後、上記射出装置によって溶湯が注入されるように構成されている、ことが好ましい。
【００１４】
この構成によると、各シリンダボアがシリンダライナによって形成されるため、シリンダボアにおけるシリンダライナが鋳包まれている部分は、シリンダライナの筒軸方向に沿って真っ直ぐに伸びる。また、各端側シリンダボアが、上記残留応力によって、気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位するときには、各端側シリンダボアの各シリンダライナがそれぞれ回転変位する。これらの結果、第２金型が離型された後の状態において、各端側シリンダボアの筒軸方向の一部のみが気筒列方向に傾いて、各端側シリンダボアが気筒列方向に湾曲したような形状になることも抑制できる。したがって、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することをより効果的に抑制することができる。
【００１５】
また、各シリンダボアがシリンダライナによって形成されるため、シリンダボアの真円度を高くすることもできる。
【００１６】
ここに開示された技術の別の態様は、エンジンのシリンダブロックの鋳造金型であり、具体的には、クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部を有しかつオープンデッキ構造のシリンダブロックを鋳造するための、エンジンのシリンダブロックの鋳造金型を対象として、上記エンジンは複数の気筒が列状に並んだ多気筒エンジンであり、上記軸受部及び上記クランクケースの一部を形成するための第１金型と、上記各気筒のシリンダボアをそれぞれ形成する複数のボアピンであって、上記複数の気筒の気筒列に対応して配置されたボアピンを有するとともに、上記第１金型と型合わせをして上記シリンダブロックを鋳造するためのキャビティを形成する第２金型とを備え、上記複数のボアピンが並ぶ方向であって、上記気筒列の方向に対応する方向を直列方向として、上記複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンは、当該各ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように傾斜した傾斜部をそれぞれ有する、構成とした。
【００１７】
この構成によると、第１金型と第２金型とが型合わせされてキャビティが形成された状態では、各端側ボアピンの傾斜部は、それぞれ、当該各ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように傾斜した状態となる。これにより、各端側シリンダボアは、第２金型が離型される前の状態では、クランクケース側に向かって気筒列方向の外側に傾斜する。このため、第２金型が離型されて、各端側シリンダボアが上記残留応力によって気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位したときには、各端側シリンダボアの気筒列方向の外側への傾斜が相殺されて、各端側シリンダボアの気筒列方向の傾きが抑制される。
【００１８】
したがって、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することを抑制することができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【００１９】
エンジンのシリンダブロックの上記鋳造金型において、上記各気筒の各シリンダボアは、シリンダライナを合金で鋳包んでそれぞれ構成されており、上記各ボアピンは、上記各シリンダライナを保持するライナ保持部をそれぞれ有し、上記各傾斜部は上記ライナ保持部に形成されている、ことが好ましい。
【００２０】
この構成によると、各シリンダボアがシリンダライナによって形成されるため、シリンダボアにおけるシリンダライナが鋳包まれている部分は、シリンダライナの筒軸方向に沿って真っ直ぐに伸びる。また、各端側シリンダボアが、上記残留応力によって、気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位するときには、各端側シリンダボアの各シリンダライナがそれぞれ回転変位する。これらの結果、第２金型が離型された後に、各端側シリンダボアの筒軸方向の一部のみが気筒列方向に傾いて、各端側シリンダボアが気筒列方向に湾曲したような形状になることを抑制できる。したがって、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することをより効果的に抑制することができる。
【００２１】
ここに開示された技術の更に別の態様は、エンジンのシリンダブロックの鋳造方法であり、具体的には、クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部を有しかつオープンデッキ構造のシリンダブロックを鋳造するための、エンジンのシリンダブロックの鋳造方法を対象として、上記エンジンは複数の気筒が列状に並んだ多気筒エンジンであり、上記軸受部及び上記クランクケースの一部を形成するための第１金型と、上記各気筒のシリンダボアをそれぞれ形成する複数のボアピンであって、上記複数の気筒の気筒列に対応して配置されたボアピンを有する第２金型とを型合わせして、上記シリンダブロックを鋳造するためのキャビティを形成する型合わせ工程と、上記型合わせ工程で形成された上記キャビティに溶湯を注入する溶湯注入工程と、上記溶湯注入工程の後、上記第１金型を離型して、その後、上記第２金型を離型する離型工程とを含み、上記複数のボアピンが並ぶ方向であって、上記気筒列の方向に対応する方向を直列方向として、上記型合わせ工程では、上記第２金型は、上記複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンの一部が、それぞれ、当該各ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接する上記ボアピンから離れるように傾斜された状態で、上記第１金型と型合わせされる、構成とした。
【００２２】
この構成によると、第１金型と第２金型とが型合わせされてキャビティが形成された状態では、各端側ボアピンの一部は、それぞれ、当該各ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように傾斜した状態となる。このため、各端側シリンダボアは、第２金型が離型される前の状態では、クランクケース側に向かって気筒列方向の外側に傾斜する。そして、離型工程で第２金型が離型されたときには、各端側シリンダボアが上記残留応力によって気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位することで、各端側シリンダボアの気筒列方向の外側への傾斜が相殺されて、各端側シリンダボアの気筒列方向の傾きが抑制される。
【００２３】
したがって、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することを抑制することができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【００２４】
エンジンのシリンダブロックの上記鋳造方法において、上記第２金型は、上記型合わせ工程において上記第１金型と型合わせする前の状態で、上記複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンの上記一部が、それぞれ、当該各ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように傾斜して形成されており、上記型合わせ工程では、上記第２金型を上記第１金型と型合わせする、ことが好ましい。
【００２５】
この構成によると、第２金型は、第１金型と型合わせする前の状態で、各端側ボアピンが、それぞれ、当該各ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように傾斜している。これにより、型合わせ工程では、第１金型と第２金型とを単純に型合わせするだけで、各端側ボアピンを、当該各端側ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるようにそれぞれ傾斜された状態で、第１金型と第２金型とが型合わせされる。よって、型合わせ工程を単純化することができ、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することをより効果的に抑制することができる。
【００２６】
エンジンのシリンダブロックの上記鋳造方法において、上記各気筒の各シリンダボアは、シリンダライナを合金で鋳包んでそれぞれ構成されており、上記第２金型の各ボアピンは、シリンダライナを保持するライナ保持部をそれぞれ有しており、上記型合わせ工程の前に、上記第２金型の上記各ボアピンに上記各シリンダをそれぞれ保持するシリンダライナ保持工程を更に含み、上記型合わせ工程では、上記複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンの上記ライナ保持部が、それぞれ、当該各ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接する上記ボアピンから離れるように傾斜された状態で、上記第１金型と型合わせされる、ことが好ましい。
【００２７】
この構成によると、各シリンダボアがシリンダライナによって形成されるため、シリンダボアにおけるシリンダライナが鋳包まれている部分は、シリンダライナの筒軸方向に沿って真っ直ぐに伸びる。また、上記残留応力によって、各端側シリンダボアが気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位するときには、各端側シリンダボアの各シリンダライナがそれぞれ回転変位する。これらの結果、離型工程において、第２金型が離型された後に、各端側シリンダボアの筒軸方向の一部のみが気筒列方向に傾いて、各端側シリンダボアが気筒列方向に湾曲したような形状になることも抑制できる。したがって、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することを一層効果的に抑制することができる。
【００２８】
エンジンのシリンダブロックの上記鋳造方法の一実施形態では、上記シリンダブロックは、上記軸受部及び上記クランクケースの残部を有するロアブロックと締結されるアッパブロックである。
【００２９】
この構成によると、シリンダボアに、クランクケースを構成する部分からの残留応力がかかりやすい。このため、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することを抑制して、燃費の悪化を抑制するという効果をより適切に発揮することができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように、エンジンのシリンダブロックの鋳造装置、その鋳造金型、及びその鋳造方法によると、第１金型と第２金型とが型合わせされてキャビティが形成された状態で、第２金型の複数のボアピンのうち直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンの傾斜部は、それぞれ、当該各ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように傾斜した状態となる。これにより、直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンで形成される各シリンダボアである端側シリンダボアは、第２金型が離型される前の状態では、それぞれ、クランクケース側に向かって気筒列方向の外側に傾斜する。その後、第２金型が離型されると、クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部が収縮変形したことによる残留応力によって、各端側シリンダボアが、気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位する。これにより、第２金型が離型された後の状態では、各端側シリンダボアの気筒列方向の傾きが抑制される。したがって、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することを抑制することができ、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することによる燃費の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施形態１に係る鋳造装置で鋳造されるシリンダブロックの斜視図である。
【図２】可動型と固定型とが型合わせされて、キャビティが形成された状態を示す断面図である。
【図３】可動型のボアピンの部分を拡大した拡大図である。
【図４】上記鋳造装置でシリンダブロックを鋳造する工程を示すフローチャートである。
【図５】可動型と固定型とが型合わせされてキャビティに溶湯が注入された状態を、ボアピンの直列方向に沿って切断した断面図である。
【図６】図３の状態から固定型が離型された状態を示す断面図である。
【図７】図４の状態から可動型が離型された状態を示す断面図である。
【図８】各端側シリンダボアの気筒列方向の傾きを、従来と本実施形態とで比較したグラフである。
【図９】実施形態２に係る鋳造装置で用いられる可動型を示す断面図である。
【図１０】実施形態２に係る可動型が固定型と型合わせされた状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（実施形態１）
以下、例示的な実施形態１について、図面を参照しながら詳細に説明する。シリンダブロック１００の上下方向及び左右方向は、図１に示す矢印に従うものとする。
【００３３】
図１は、実施形態１に係る鋳造装置１０（図２参照）で鋳造されるシリンダブロック１００を示す。このシリンダブロック１００は、４つの気筒が列状に並んだ直列４気筒の多気筒エンジン１に用いられるシリンダブロックである。シリンダブロック１００は、アルミニウム合金により形成されており、各気筒が形成されたシリンダ部１０２と、該シリンダ部１０２の下部に設けられ、クランクケースの一部を構成するクランクケース部１０３とを有している。本実施形態で言うシリンダブロック１００は、シリンダ部１０２とクランクケース部１０３を有するアッパブロックであり、このシリンダブロック１００には、クランケースの残部を有するロアブロック（図示省略）が締結される。上記クランクケースは、クランクケース部１０３に、上記ロアブロックが下側から結合されて構成される。
【００３４】
シリンダ部１０２は、シリンダヘッド（図示省略）と合わされるガスケット面１０４と、このガスケット面１０４に一端が開口し、ピストン１０５が嵌挿されるシリンダボア１０６と、シリンダボア１０６の外壁の周囲に形成されるウォータージャケット１０７とを備えている。本実施形態１では、各気筒の各シリンダボア１０６は、アルミニウム合金とは異なる材質の金属で構成されたシリンダライナ１０８を、アルミニウム合金で鋳包んで構成されている。図１に示すように、本実施形態１では、ウォータージャケット１０７は上端部が開放されている。つまり、このシリンダブロック１００は、オープンデッキ構造のシリンダブロックである。
【００３５】
クランクケース部１０３には、上記クランクケース内に配設されるクランク軸の軸受部１０９が複数形成されている。軸受部１０９は、４つのシリンダボア１０６を、気筒列方向（図１の左右方向と一致）の左側から右側に向かって順に、第１シリンダボア１０６ａ、第２シリンダボア１０６ｂ、第３シリンダボア１０６ｃ及び第４シリンダボア１０６ｄとして（これらを区別しない場合には、単にシリンダボア１０６という場合もある）、気筒列方向の両側に位置する第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄよりも外側に位置する２つの壁部の各下端部、及び気筒列方向に相隣接する２つのシリンダボア１０６の間の各壁部（例えば、第１シリンダボア１０６ａと第２シリンダボア１０６ｂとの間の壁部等）の各下端部にそれぞれ形成されている。尚、図１では、第１シリンダボア１０６ａよりも気筒列方向の外側に位置する壁部の下端部に設けられた軸受部１０９のみが見えており、これ以外の軸受部１０９は、シリンダブロック１００の他の壁部と重なって見えていない。
【００３６】
ピストン１０５には、該ピストン１０５とシリンダボア１０６のシリンダボア壁との間の密着性を保つための複数のピストンリング１０５ａが設けられている。
【００３７】
次に、鋳造装置１０の構成について説明する。
【００３８】
図２に示すように、鋳造装置１０は、鋳造金型として、シリンダブロック１００における、軸受部１０９及びクランクケース部１０３を形成するための固定型２０（第１金型）と、シリンダ部１０２を形成するための可動型３０（第２金型）とを備えている。また、鋳造装置１０は、固定型２０と可動型３０とが型合わせされて形成されるキャビティ６０に溶湯を注入するための射出装置５０を備えている。
【００３９】
固定型２０は、鋳造装置１０の固定型ベース１１に固定されている。固定型２０は、上記クランクケースのクランク室を形成するための固定型中子２１を有している。また、固定型２０は、射出装置５０からキャビティ６０に溶湯を供給するための湯口２２が設けられている。
【００４０】
固定型２０の固定型中子２１における可動型３０型の部分には、図２に示すように、可動型３０とは反対型に凹んだ係合凹部２３が形成されている。この係合凹部２３は、可動型３０の後述するボアピン３４に形成された係合部３６と係合する部分であり、固定型２０と可動型３０との型合わせ時に、ボアピン３４の位置決めをする位置決め部としての役割を有している。詳しくは後述するが、各係合凹部２３は各ボアピン３４の各係合凸部３６に対応する位置にそれぞれ形成されている。
【００４１】
可動型３０は、該可動型３０の移動方向と直交する方向にスライド可能な、第１摺動型３１及び第２摺動型３２と、シリンダブロック１００におけるウォータージャケット１０７を形成するためのジャケット中子３３と、各気筒のシリンダボア１０６をそれぞれ形成する複数（本実施形態では、気筒の数に対応して４つ）のボアピン３４と、ジャケット中子３３と各ボアピン３４とが固定された可動型ベースプレート３５とを有している。また、可動型３０は、該可動型３０を固定型２０に対して接離するように移動させる移動装置（図示省略）と、鋳造物（ここでは鋳造されたシリンダブロック）から可動型３０を離型させるためのエジェクター（図示省略）とを有している。
【００４２】
第１摺動型３１及び第２摺動型３２は、図２に示すように、シリンダブロック１００における気筒列方向とシリンダボア１０６の筒軸方向との両方に直交する方向の側壁部を構成するための部分である。また、第２摺動型３２の固定型２０側の部分は、固定型２０と協働して、射出装置５０から湯口２２を介して供給された溶湯をキャビティ６０まで導く湯道２４を形成している。
【００４３】
ジャケット中子３３は、図１に示すような４つのシリンダボア１０６の外壁の周囲を一体的に覆うようなウォータージャケット１０７を形成するために、４つのボアピン３４全てを周りから覆うように連続して形成されている。
【００４４】
４つのボアピン３４は、シリンダブロック１００の気筒列方向に対応するように並んで配設されている。以下の説明では、４つのボアピン３４が並ぶ方向であって、上記気筒列方向に対応する方向を直列方向という。
【００４５】
図３には、４つのボアピン３４を、上記直列方向及び該ボアピン３４の軸方向の両方に直交する方向から拡大して示している。以下の説明では、４つのボアピン３４を、図３の左側から右側に向かって順に、第１ボアピン３４ａ、第２ボアピン３４ｂ、第３ボアピン３４ｃ及び第４ボアピン３４ｄという。これらを区別しないときには、単にボアピン３４ということがある。
【００４６】
４つのボアピン３４は、図２及び図３に示すように、シリンダライナ１０８を保持するライナ保持部３７と、該ライナ保持部３７よりも大径で、可動型ベースプレート３５に固定された段付部３８とをそれぞれ有している。
【００４７】
各ボアピン３４のライナ保持部３７の径は、シリンダライナ１０８を保持できるように、シリンダライナ１０８の内径よりも僅かに小さい径にそれぞれ設定されている。一方で、各ボアピン３４の段付部３８の径はシリンダライナ１０８の内径よりも大きい径にそれぞれ設定されている。これにより、ライナ保持部３７にシリンダライナ１０８を保持させるときに、該シリンダライナ１０８が段付部３８に当接して、これ以上可動型ベースプレート３５側に移動しないようになり、シリンダライナ１０８の位置決めを適切に行うことができる。
【００４８】
各ボアピン３４のライナ保持部３７の先端部には、固定型２０の固定型中子２１に形成された係合凹部２３と係合する係合凸部３６がそれぞれ形成されている。固定型２０と可動型３０とを型合わせするときには、各係合凸部３６が各固定型中子２１の係合凹部２３とそれぞれ係合することで、各ボアピン３４の位置決めがされる。
【００４９】
また、第１ボアピン３４ａには、係合凸部３６とは別の凸部３９が設けられている。この凸部３９は、固定型２０に形成された不図示の凹部と係合する凸部である。固定型２０と可動型３０とを型合わせするときには、先ずこの凸部３９が固定型２０の上記凹部と係合させて、おおまかな位置合わせを行う。その後、各係合凸部３６と各係合凹部２３とをそれぞれ係合させることで、各ボアピン３４の詳細な位置決めを行う。
【００５０】
４つのボアピン３４のうち、上記直列方向の内側に位置する第２ボアピン３４ｂ及び第３ボアピン３４ｃの各ライナ保持部３７は、上記直列方向に直交する方向に真っ直ぐに伸びるようにそれぞれ形成されている一方で、上記直列方向の端に位置する第１ボアピン３４ａ及び第４ボアピン３４ｄのライナ保持部３７は、それぞれ、当該第１及び第４ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピン３４から離れるように傾斜した傾斜部４０となっている。具体的には、図３に示すように、第１ボアピン３４ａのライナ保持部３７は、基端部（段付部３８との境界部分）から先端側に向かって、第２ボアピン３４ｂから上記直列方向に離れるように傾斜して延びるように形成されている。一方で、第４ボアピン３４ｄのライナ保持部３７は、基端部から先端側に向かって、第３ボアピン３４ｃから上記直列方向に離れるように傾斜して延びるように形成されている。また、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄは、第１ボアピン３４ａのライナ保持部３７の基端部と第２ボアピン３４ｂのライナ保持部３７の基端部との間の隙間Ｓ１、及び第４ボアピン３４ｄのライナ保持部３７の基端部と第３ボアピン３４ｃのライナ保持部３７の基端部との間の隙間Ｓ２は、第２ボアピン３４ｂのライナ保持部３７の基端部と第３ボアピン３４ｃのライナ保持部３７の基端部との間の隙間Ｓ３よりも小さくなるように形成されている。尚、図３では、見やすくするために上記傾斜部４０の傾斜を大きく示しており、詳しくは後述するが、実際の傾斜部４０の傾斜角度は、０．１°〜０．３°程度である。
【００５１】
尚、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄのような上記直列方向に傾斜したライナ保持部３７は、当該ライナ保持部３７の一部を削るとともに、一部を増肉することによって形成することができる。
【００５２】
４つのボアピン３４のうち、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄのライナ保持部３７が上記直列方向に傾斜しているため、各ボアピン３４の係合凸部３６は上記直列方向に等間隔には並んでおらず、第１ボアピン３４ａの係合凸部３６と第２ボアピン３４ｂの係合凸部３６との上記直列方向の中点間の距離Ｌ１（各係合凸部３６と各中心軸Ｍとのそれぞれの交点間の距離）、及び第４ボアピン３４ｄの係合凸部３６と第３ボアピン３４ｃの係合凸部３６との上記直列方向の中点間の距離Ｌ２が、第２ボアピン３４ｂの係合凸部３６と第３ボアピン３４ｃの係合凸部３６との上記直列方向の中点間の距離Ｌ３よりも大きくなるように並んでいる。固定型２０の固定型中子２１の係合凹部２３は、固定型２０と可動型３０とを型合わせしたときに、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの各ライナ保持部３７が傾斜した状態のままになるように、各ボアピン３４の各係合凸部３６に対応する位置にそれぞれ形成されている。より具体的には、図５に示すように、第１ボアピン３４ａの係合凸部３６と係合する係合凹部２３を第１係合凹部２３ａ、第２ボアピン３４ｂの係合凸部３６と係合する係合凹部２３を第２係合凹部２３ｂ、第３ボアピン３４ｃの係合凸部３６と係合する係合凹部２３を第３係合凹部２３ｃ、第４ボアピン３４ｄの係合凸部３６と係合する係合凹部２３を第４係合凹部２３ｄとして、第１係合凹部２３ａと第２係合凹部２３ｂとの上記直列方向の中点間の距離Ｌ１’、及び第４係合凹部２３ｄと第３係合凹部２３ｃとの上記直列方向の中点間の距離Ｌ２’が、第２係合凹部２３ｂと第３係合凹部２３ｃとの上記直列方向の中点間の距離Ｌ３’よりも大きくなるように、各係合凹部２３がそれぞれ形成されている。
【００５３】
固定型２０及び可動型３０の少なくとも一方には、キャビティ６０内に溶湯が注入されたときに、キャビティ６０内のガス（空気）を排出するためのガス抜き部（図示省略）が設けられている。
【００５４】
射出装置５０は、図２に示すように、筒状の射出スリーブ５１と、射出スリーブ５１内に嵌挿され、該射出スリーブ５１の筒軸方向に進退可能な射出プランジャ５２とを有している。
【００５５】
射出スリーブ５１は、一部が固定型ベース１１内に埋設され、残部が該固定型ベース１１から固定型２０とは反対に向かって突出している。
【００５６】
射出プランジャ５２は、円柱状のロッド５３と、溶湯を押圧するための円柱状の射出チップ５４と、この射出チップ５４をロッド５３の一端部に連結するジョイント５５とを有する。射出チップ５４は、その外周面が射出スリーブ５１の内周面に摺動可能となるようにその外径寸法が設定されている。図示は省略しているが、ロッド５３の他端側は、プランジャ駆動機構としての油圧シリンダに連結されている。該油圧シリンダは、射出プランジャ５２の射出速度を変更可能に構成されている。上記油圧シリンダの作動によって、射出プランジャ５２の射出速度を適切に調整することで、キャビティ６０内に適切に溶湯を射出、充填するようになっている。
【００５７】
次に、図４〜図７を参照しながら、鋳造装置１０によってシリンダブロック１００を鋳造する方法について説明する。
【００５８】
図４は、鋳造装置１０でシリンダブロック１００を鋳造する工程を示すフローチャートである。
【００５９】
鋳造装置１０によってシリンダブロック１００を鋳造するときには、先ず、ステップＳ１において、可動型３０の各ボアピン３４のライナ保持部３７に、シリンダライナ１０８をそれぞれ保持させる。このとき、各シリンダライナ１０８は、各ボアピン３４の段付部３８に当接するまで各ライナ保持部３７にそれぞれ嵌め込まれる。
【００６０】
次に、ステップＳ２において、固定型２０と可動型３０とを型合わせする。このステップＳ２において、各ボアピン３４の位置合わせをする際には、上述したように、先ず、第１ボアピン３４ａに設けられた凸部３９が固定型２０の上記凹部と係合させて、おおまかな位置合わせする。その後、各係合凸部３６と各係合凹部２３とをそれぞれ係合させて、各ボアピン３４の詳細な位置決めする。このステップＳ２では、図５に示すように、可動型３０は、第１ボアピン３４ａのライナ保持部３７及び第４ボアピン３４ｄのライナ保持部３７が、それぞれ、当該第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの先端側に向かって、第１ボアピン３４ａは第２ボアピン３４ｂから、第４ボアピン３４は第３ボアピン３４ｃから離れるように傾斜された状態で、固定型２０と型合わせされる。
【００６１】
次いで、ステップＳ３において、固定型２０と可動型３０とを型合わせすることで形成されたキャビティ６０に溶湯を注入する。溶湯の注入は、射出スリーブ５１内に溶湯を供給した後、射出プランジャ５２を駆動して供給された溶湯を、固定型２０の湯口２２及び湯道２４に向かって押し込む。これにより、上記湯口２２及び上記湯道２４を通ってキャビティ６０内に溶湯が注入される。図５には、溶湯がキャビティ６０内に注入される前の状態を示している。
【００６２】
続いて、所定時間経過後（溶湯が固化した後）に、ステップＳ４において、固定型２０を離型する。これは、上記移動装置によって、可動型３０を可動型ベースプレート３５ごと固定型２０から離すように移動させることで行う。
【００６３】
その後、ステップＳ５において、可動型３０を離型する。これは、上記エジェクターのエジェクターピン（図示省略）によって、鋳造されたシリンダブロック１００を押し出すことで行う。
【００６４】
以上によって、鋳造装置１０でシリンダブロック１００が鋳造される。
【００６５】
ここで、固定型２０を離型したときには、固定型２０による拘束力が無くなることによって、シリンダブロック１００のクランクケース部１０３が収縮変形する。この収縮変形の残留応力は、シリンダブロック１００のシリンダ部１０２にかかる。このため、可動型３０を離型する際に、気筒列方向の両端にそれぞれ位置する各シリンダボア１０６、すなわち、第１シリンダボア１０６ａ及び第４シリンダボア１０６ｄが、クランクケース部１０３側に向かって気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位する。
【００６６】
従来の可動型では、各ボアピンのライナ保持部が、上記直列方向に直交する方向に真っ直ぐ延びていたため、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄが、クランクケース部１０３側に向かって気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位したときには、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄは、クランクケース部１０３側に向かって気筒列方向の内側にそれぞれ傾斜した状態となっていた。
【００６７】
シリンダボア１０６が傾くと、該シリンダボア１０６内に嵌挿されるピストン１０５と上記シリンダボア壁との間に比較的大きな隙間が生じて、ピストン１０５と上記シリンダボア壁との密着性が低下する。この結果、燃焼室からガス抜けが発生して、燃焼室での燃料の燃焼によって発生するトルクが減少するため、燃費の悪化を招いてしまう。また、ピストン１０５と上記シリンダボア壁との間の上記隙間を塞いでピストン１０５と上記シリンダボア壁との密着性を高くするために、大量のオイルが必要となる。このため、オイルポンプを駆動させる負荷が大きくなって、結果として燃費の悪化を招いてしまう。
【００６８】
これに対して、本実施形態１では、可動型３０の各ボアピン３４のうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピン３４（第１ボアピン３４ａ及び第４ボアピン３４ｄ）は、当該各ボアピン３４の先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピン３４（第１ボアピン３４ａは第２ボアピン３４ｂ、第４ボアピン３４は第３ボアピン３４ｃ）から離れるように傾斜した傾斜部４０（ライナ保持部３７）をそれぞれ有しており、可動型３０は、各ボアピン３４の傾斜部４０が、当該各ボアピン３４の先端側に向かって、当該各ボアピン３４の先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピン３４から離れるようにそれぞれ傾斜された状態で、固定型２０と型合わせされるため、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの、気筒列方向の内側への傾きを抑制することができる。
【００６９】
具体的には、上記の構成により、固定型２０と可動型３０とが型合わせされてキャビティ６０が形成された状態で、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの傾斜部４０（ライナ保持部３７）は、図５に示すように、それぞれ、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの先端側に向かって、上記直列方向に相隣接するボアピン３４（第１ボアピン３４ａは第２ボアピン３４ｂ、第４ボアピン３４は第３ボアピン３４ｃ）から離れるように傾斜した状態となる。これにより、第１ボアピン３４ａで形成される第１シリンダボア１０６ａ、及び第４ボアピン３４ｄで形成される第４シリンダボア１０６ｄは、それぞれ、可動型３０が離型される前の状態では、図６に示すように、クランクケース部１０３側に向かって気筒列方向の外側に傾斜した状態となる。その後、可動型３０が離型されると、クランクケース部１０３が収縮変形したことによる残留応力が第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄにそれぞれかかる。第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄは、上記残留応力によって、気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位する。これにより、可動型３０が離型される前の状態における、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの気筒列方向の外側への傾斜が相殺されて、可動型３０が離型された後の状態では、図７に示すように、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの気筒列方向の内側への傾きが抑制される。
【００７０】
したがって、シリンダボア１０６、特に、気筒列方向の両端に位置する各シリンダボア１０６（ここでは、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄ）が気筒列方向に傾斜することを抑制することができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【００７１】
特に、本実施形態１では、シリンダブロック１００の各シリンダボア１０６はシリンダライナ１０８を用いて形成されている。このため、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄが、上記残留応力によって、気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位するときには、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄを構成する各シリンダライナ１０８がそれぞれ回転変位する。この結果、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄが均一に回転変位するため、可動型３０が離型された後の状態において、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄが気筒列方向に湾曲したような形状になることが抑制できる。よって、シリンダボア１０６が気筒列方向に傾斜することをより効果的に抑制することができる。
【００７２】
ここで、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの各ライナ保持部３７がそれぞれ傾斜部４０となっていることから、可動型３０を離型する際に、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの各ライナ保持部３７をシリンダボックス１００のシリンダボア１０６から抜くことができるか否かが問題となる。この点について、実際に固定型２０を離型した際には、クランクケース部１０３の収縮変形の応力によって、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの各ライナ保持部３７にそれぞれ保持された各シリンダライナ１０８が気筒列方向に撓む。このシリンダライナ１０８の撓みによって、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの各ライナ保持部３７と、当該各ライナ保持部３７にそれぞれ保持された各シリンダライナ１０８との間には、隙間が形成される。この隙間により、可動型３０を離型する際には、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの各ライナ保持部３７をシリンダボックス１００のシリンダボア１０６から抜くことができるようになる。よって、可動型３０の離型については問題にはならない。また、後述するように、傾斜部４０の傾斜角度は、０．１°〜０．３°程度であるため、可動型３０の離型については特に問題にはならない。
【００７３】
図８には、従来の可動型を用いて実際にシリンダブロック１００を鋳造したときの、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの傾きと、本実施形態１の可動型３０を用いて実際にシリンダブロック１００を鋳造したときの、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの傾きとを示している。図８の左側のグラフが第１シリンダボア１０６ａに関するものであり、図８の右側のグラフが第４シリンダボア１０６ｄに関するものである。両グラフでは、点線が従来の可動型を用いた場合のものを表し、実線が本実施形態１の可動型３０を用いた場合のものを表す。尚、従来の可動型を用いた場合及び本実施形態１の可動型３０を用いた場合の両方とも、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄはシリンダライナ１０８を用いて形成されている。
【００７４】
図８の両グラフでは、縦軸が、シリンダボア１０６の筒軸の上下方向の位置を表し、横軸が、シリンダボア１０６の筒軸の気筒列方向の位置を表している。縦軸は、０点がガスケット面１０４の位置に相当し、そこから値が大きくなるほど、クランクケース部１０３に近い位置を表す。横軸は、０点が、気筒列方向においてシリンダボア１０６の筒軸が本来位置すべき位置を表している。第１シリンダボア１０６ａに関するグラフ（左図）では、０からマイナス側が気筒列方向の外側に相当し、０からプラス側が気筒列方向の内側に相当する一方、第４シリンダボア１０６ｄに関するグラフ（右図）では、０からマイナス側が気筒列方向の内側に相当し、０からプラス側が気筒列方向の外側に相当する。そして、図８の両グラフでは、グラフ中の線の傾きが大きい程、シリンダボア１０６の気筒列方向傾きが大きいことを表す。
【００７５】
図８の両グラフに点線で示すように、従来の可動型を用いた場合には、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄが、クランクケース部１０３側に向かって、気筒列方向の内側に大きく傾斜することが分かる。これは、固定型２０を離型したことによりクランクケース部１０３が収縮変形した際に生じる残留応力の影響によるものである。詳しくは、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄは、シリンダライナ１０８を用いて形成されているため、上記残留応力がシリンダライナ１０８にかかると、シリンダライナ１０８のクランクケース部１０３側の端部が気筒列方向の内側に変位する一方で、シリンダライナ１０８のガスケット面１０４側の端部が気筒列方向の外側に変位する。すなわち、シリンダライナ１０８が上下方向の中央部分を中心に回転変位する。これにより、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄが、クランクケース部１０３側に向かって、気筒列方向の内側に大きく傾斜した状態となる。
【００７６】
一方で、図８の両グラフに実線で示すように、本実施形態１の可動型３０を用いた場合には、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの気筒列方向の傾きが抑制されていることが分かる。これは、本実施形態１の可動型３０を用いた場合には、固定型２０が離型された後かつ可動型３０が離型される前の状態で、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの各シリンダライナ１０８は、クランクケース部１０３側に向かって気筒列方向の外側にそれぞれ傾斜した状態となっており、可動型３０が離型して、上記残留応力によってシリンダライナ１０８が回転変位したときに、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの気筒列方向の外側への傾きが相殺されるためである。
【００７７】
以上のように、本実施形態１に係る可動型３０を用いれば、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの気筒列方向の傾きが抑制されることが確認された。尚、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄを形成するための、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの各傾斜部４０（つまり、各ライナ保持部３７）の傾斜角度、すなわち、上記直列方向及びボアピン３４の中心軸方向の両方に直交する方向から見て、第１ボアピン３４ａの傾斜部４０については、第１ボアピン３４ａの傾斜部４０の中心軸の第２ボアピン３４ｂの中心軸に対する鋭角側の角度、第４ボアピン３４ｄについては、第４ボアピン３４ｄの傾斜部４０の中心軸の第３ボアピン３４ｃの中心軸に対する鋭角側の角度は、上述の結果を踏まえて、可動型３０を離型したときに、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの気筒列方向の傾きが抑えられるように設定されている。具体的には、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの傾斜部４０の傾斜角度は、それぞれ０．１°〜０．３°程度に設定されている。
【００７８】
したがって、本実施形態１では、可動型３０の複数のボアピン３４が並ぶ方向であって、気筒列の方向に対応する方向を直列方向として、複数のボアピン３４のうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピン（第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄ）は、当該各ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピン（第１ボアピン３４ａは第２ボアピン３４ｂ、第４ボアピン３４は第３ボアピン３４ｃ）から離れるように傾斜した傾斜部４０をそれぞれ有するため、可動型３０を用いて鋳造されるシリンダブロック１００のシリンダボア１０６が気筒列方向に傾斜することを抑制することができ、シリンダボア１０６が気筒列方向に傾斜することによる燃費の悪化を抑制することができる。
【００７９】
（実施形態２）
以下、実施形態２について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明において実施形態１と共通の部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００８０】
図９は、本実施形態２に係る可動型１３０を示す。この可動型１３０は、各ボアピン１３４のライナ保持部１３７が中空に構成されている点、及び、第１及び第４ボアピン１３４ａ，１３４ｄの各ライナ保持部１３７が、第２ボアピン１３４ｂ及び第３ボアピン１３４ｃの各ライナ保持部１３７と同様に、上記直列方向に直交する方向に真っ直ぐに伸びるようにそれぞれ形成されている点で実施形態１の可動型３０とは異なる。詳しくは、後述するが、固定型２０の構成は、上記実施形態１と同じ構成となっている。
【００８１】
本実施形態２では、各ライナ保持部１３７が中空になっていることにより、各ライナ保持部１３７は、実施形態１のライナ保持部３７と比較すると、可撓性が高くなっている。このため、各ライナ保持部１３７は、それぞれ、先端側に向かって傾斜するように変形させることができるようになっている。
【００８２】
本実施形態２の可動型１３０の各ボアピン１３４の先端には、上記実施形態１と同様に、固定型２０の固定型中子２１に形成された係合凹部２３とそれぞれ係合する係合凸部１３６がそれぞれ形成されている。本実施形態２では、第１及び第４ボアピン１３４ａ，１３４ｄの各ライナ保持部１３７が、上記直列方向に直交する方向に真っ直ぐに伸びるようにそれぞれ形成されているため、各ボアピン１３４の係合凸部１３６は、固定型２０と型合わせする前の状態では、上記直列方向に等間隔に並んでいる。
【００８３】
本実施形態２の固定型２０は、実施形態１と同じ構成となっており、固定型中子２１に形成された各係合凹部２３の位置も実施形態１と同じ構成となっている。つまり、第１ボアピン１３４ａの係合凸部１３６と係合する係合凹部２３を第１係合凹部２３ａ、第２ボアピン１３４ｂの係合凸部１３６と係合する係合凹部２３を第２係合凹部２３ｂ、第３ボアピン１３４ｃの係合凸部１３６と係合する係合凹部２３を第３係合凹部２３ｃ、第４ボアピン１３４ｄの係合凸部１３６と係合する係合凹部２３を第４係合凹部２３ｄとして、第１係合凹部２３ａと第２係合凹部２３ｂとの上記直列方向の中点間の距離Ｌ１’、及び第４係合凹部２３ｄと第３係合凹部２３ｃとの上記直列方向の中点間の距離Ｌ２’が、第２係合凹部２３ｂと第３係合凹部２３ｃとの上記直列方向の中点間の距離Ｌ３’よりも大きくなるように、各係合凹部２３がそれぞれ形成されている。
【００８４】
図１０には、実施形態２に係る可動型１３０と固定型２０とを型合わせした状態を示す。
【００８５】
可動型１３０の各ボアピン１３４の各係合凸部１３６が上記直列方向に等間隔で並んでいる一方で、固定型２０の各係合凹部２３が上述のような配置となっているため、第１ボアピン１３４ａの係合凸部１３６と第１係合凹部２３ａ、及び第４ボアピン１３４ｄの係合凸部１３６と第４係合凹部２３ｄとを係合させるには、第１ボアピン１３４ａを、先端側に向かって第２ボアピン１３４ｂから離れる方向に傾斜させるとともに、第４ボアピン１３４ｄを、先端側に向かって第３ボアピン１３４ｃから離れる方向に傾斜させる必要がある。本実施形態２では、各ボアピン１３４のライナ保持部１３７がそれぞれ中空になっているため、第１及び第４ボアピン１３４ａ，１３４ｄを、それぞれ、先端側に向かって傾斜するように変形させることができる。このため、図１０に示すように、可動型１３０と固定型２０とを型合わせした状態では、第１及び第４ボアピン１３４ａ，１３４ｄは、それぞれ、当該各ボアピン１３４の先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピン１３４（第１ボアピン１３４ａは第２ボアピン１３４ｂ、第４ボアピン１３４は第３ボアピン１３４ｃ）から離れるように傾斜した状態となる。
【００８６】
つまり、本実施形態２でも、可動型１３０は、該可動型１３０の各ボアピン１３４のうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピン１３４（第１ボアピン１３４ａ及び第４ボアピン１３４ｄ）は、それぞれ、当該各ボアピン１３４の先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピン１３４（第１ボアピン１３４ａは第２ボアピン１３４ｂ、第４ボアピン１３４は第３ボアピン１３４ｃ）から離れるように傾斜した状態で、固定型２０と型合わせされる。
【００８７】
したがって、上述のように型合わせされた固定型２０及び可動型１３０で構成されるキャビティ６０に溶湯を注入して、シリンダブロック１００を鋳造すれば、上記実施形態１のときと同様に、第１ボアピン１３４ａで形成される第１シリンダボア１０６ａ、及び第４ボアピン１３４ｄで形成される第４シリンダボア１０６ｄは、それぞれ、可動型１３０が離型される前の状態では、クランクケース部１０３側に向かって気筒列方向の外側に傾斜した状態となる。その後、可動型１３０が離型されて、クランクケース部１０３が収縮変形したことによる残留応力が第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄにそれぞれかかったときには、上記残留応力によって、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄが、気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位する。これにより、可動型１３０が離型される前の状態における、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの気筒列方向の外側への傾斜が相殺されて、可動型１３０が離型された後の状態では、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの気筒列方向の内側への傾きが抑制されるようになる。
【００８８】
よって、本実施形態２でも、可動型１３０を用いて鋳造されるシリンダブロック１００のシリンダボア１０６が気筒列方向に傾斜することを抑制することができ、シリンダボア１０６が気筒列方向に傾斜することによる燃費の悪化を抑制することができる。
【００８９】
（その他の実施形態）
ここに開示された技術は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
【００９０】
例えば、上述の実施形態１及び２では、各シリンダボア１０６をシリンダライナ１０８用いてそれぞれ構成するシリンダブロック１００を対象として説明したが、これに限らず、シリンダライナ１０８を用いずに各シリンダボア１０６をそれぞれ構成するシリンダブロック１００を対象にしてもよい。
【００９１】
また、上述の実施形態１及び２では、シリンダブロック１００として、直列４気筒の多気筒エンジンのシリンダブロックを対象とていたが、これに限らず、５気筒以上の気筒が直列に並んだ多気筒エンジンのシリンダブロックを対象としてもよい。
【００９２】
さらに、気筒がＶ字をなすように配置されたＶ型エンジンに適用してもよい。このときには、気筒列が２つ形成されるため、該各気筒列を構成するボアピンの列も２つ形成される。このため、ボアピンの列ごとに、複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンが、当該各ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように傾斜した傾斜部をそれぞれ有するように、可動型を構成する必要がある。
【００９３】
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。ここに開示された技術の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本技術の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
ここに開示された技術は、クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部を有しかつオープンデッキ構造のシリンダブロックを鋳造する際に有用である。
【符号の説明】
【００９５】
１        エンジ
１０      鋳造装置
２０      固定型（第１金型、鋳造金型）
３０，１３０        可動型（第２金型、鋳造金型）
３４，１３４        ボアピン
３４ａ，１３４ａ    第１ボアピン（複数のボアピンのうち直列方向の両側端に位置するボアピン）
３４ｂ，１３４ｂ    第２ボアピン（直列方向に相隣接するボアピン）
３４ｃ，１３４ｃ    第３ボアピン（直列方向に相隣接するボアピン）
３４ｄ，１３４ｄ    第４ボアピン（複数のボアピンのうち直列方向の両側端に位置するボアピン）
３７，１３７        ライナ保持部
４０      傾斜部
５０      射出装置
６０      キャビティ
１００    シリンダブロック
１０３    クランクケース部（クランクケースの一部）
１０６    シリンダボア
１０８    シリンダライナ
１０９    軸受部
【図１】
2019107652.tif 000003
【図２】
2019107652.tif 000004
【図３】
2019107652.tif 000005
【図４】
2019107652.tif 000006
【図５】
2019107652.tif 000007
【図６】
2019107652.tif 000008
【図７】
2019107652.tif 000009
【図８】
2019107652.tif 000010
【図９】
2019107652.tif 000011
【図１０】
2019107652.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月1日(2019.4.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示する技術は、エンジンのシリンダブロックを鋳造するための鋳造装置、その鋳造金型、及びその鋳造方法に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、多気筒エンジンのシリンダブロックとして、クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部を有する、オープンデッキ構造のシリンダブロックが知られている。一般に、このようなシリンダブロックは鋳造装置を用いて鋳造により製造される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、クランク室側の固定型と、シリンダヘッド側の可動型とを有し、可動型にシリンダライナを保持するボアピンが設けられた金型を有する鋳造用金型装置（鋳造装置）が開示されている。
【０００４】
この特許文献１の鋳造用金型装置では、ボアピンにシリンダライナが保持された状態で、固定型と可動型とを組み合わせてキャビティを形成し、該キャビティに溶湯を注入して、固化させることでシリンダブロックを鋳造している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１７６８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、本願発明者らの検討によれば、特許文献１のような鋳造装置では、多気筒エンジンのシリンダブロックを鋳造により製造するときに、気筒列方向の両端にそれぞれ位置する各シリンダボアが、クランク室側に向かって気筒列方向の内側にそれぞれ傾くおそれがあることが判明した。
【０００７】
キャビティに溶湯を注入して固化させた後、固定型を離型した際にシリンダブロックのクランクケースの部分が収縮変形する。この収縮変形の残留応力によって、可動型を離型する際に、気筒列方向の両端にそれぞれ位置する各シリンダボアが、クランクケース側に向かって気筒列方向の内側にそれぞれ傾いてしまう。
【０００８】
シリンダボアが傾くと、該シリンダボア内に嵌挿されるピストンとシリンダボア壁との間に比較的大きな隙間が生じて、ピストンとシリンダボア壁との密着性が低下する。この結果、燃焼室からガス抜けが発生して、燃焼室での燃料の燃焼によって発生するトルクが減少するため、燃費の悪化を招いてしまう。また、ピストンとシリンダボア壁との間の上記隙間を塞いでピストンとシリンダボア壁との密着性を高くするために、大量のオイルが必要となる。このため、オイルポンプを駆動させる負荷が大きくなって、結果として燃費の悪化を招いてしまう。
【０００９】
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部を有しかつオープンデッキ構造の、多気筒エンジンのシリンダブロックを鋳造により製造する際に、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することを抑制して、燃費の悪化を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、ここに開示する技術では、クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部を有しかつオープンデッキ構造のシリンダブロックを鋳造するための、エンジンのシリンダブロックの鋳造装置を対象として、上記エンジンは複数の気筒が列状に並んだ多気筒エンジンであり、上記軸受部及び上記クランクケースの一部を形成するための第１金型と、上記各気筒のシリンダボアをそれぞれ形成する複数のボアピンであって、上記複数の気筒の気筒列に対応して配置されたボアピンを有する第２金型と、上記第１金型と上記第２金型とが型合わせされて形成されるキャビティに溶湯を注入する射出装置とを備え、上記第２金型は、上記各ボアピンの軸方向の一端側が固定されるベースプレートを有し、上記複数のボアピンが並ぶ方向であって、気筒列方向に対応する方向を直列方向として、上記複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンは、当該各ボアピンの他端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように、上記直列方向の外側に傾斜した傾斜部をそれぞれ有する、構成とした。
【００１１】
この構成によると、第１金型と第２金型とが型合わせされてキャビティが形成された状態では、複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピン（以下、端側ボアピンという）の傾斜部は、それぞれ、当該各ボアピンの他端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように、上記直列方向の外側に傾斜した状態となる。これにより、各端側ボアピンで形成される各シリンダボア（以下、端側シリンダボアという）は、第２金型が離型される前の状態では、それぞれ、クランクケース側に向かって気筒列方向の外側に傾斜した状態となる。その後、第２金型が離型されると、クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部が収縮変形したことによる残留応力が各端側シリンダボアにそれぞれかかる。各端側シリンダボアは、上記残留応力によって、気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位する。これにより、第２金型が離型される前の状態における、各端側シリンダボアの気筒列方向の外側への傾斜が相殺されて、第２金型が離型された後の状態では、各端側シリンダボアの気筒列方向の傾きが抑制される。
【００１２】
したがって、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することを抑制することができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【００１３】
エンジンのシリンダブロックの上記鋳造装置において、上記各気筒の各シリンダボアは、シリンダライナを合金で鋳包んでそれぞれ構成されており、上記各ボアピンは、上記各シリンダライナを保持するライナ保持部をそれぞれ有し、上記各傾斜部は上記ライナ保持部に形成されており、上記各ライナ保持部に上記シリンダライナがそれぞれ保持された状態で、上記第１金型と上記第２金型とが型合わせされた後、上記射出装置によって溶湯が注入されるように構成されている、ことが好ましい。
【００１４】
この構成によると、各シリンダボアがシリンダライナによって形成されるため、シリンダボアにおけるシリンダライナが鋳包まれている部分は、シリンダライナの筒軸方向に沿って真っ直ぐに伸びる。また、各端側シリンダボアが、上記残留応力によって、気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位するときには、各端側シリンダボアの各シリンダライナがそれぞれ回転変位する。これらの結果、第２金型が離型された後の状態において、各端側シリンダボアの筒軸方向の一部のみが気筒列方向に傾いて、各端側シリンダボアが気筒列方向に湾曲したような形状になることも抑制できる。したがって、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することをより効果的に抑制することができる。
【００１５】
また、各シリンダボアがシリンダライナによって形成されるため、シリンダボアの真円度を高くすることもできる。
【００１６】
ここに開示された技術の別の態様は、エンジンのシリンダブロックの鋳造金型であり、具体的には、クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部を有しかつオープンデッキ構造のシリンダブロックを鋳造するための、エンジンのシリンダブロックの鋳造金型を対象として、上記エンジンは複数の気筒が列状に並んだ多気筒エンジンであり、上記軸受部及び上記クランクケースの一部を形成するための第１金型と、上記各気筒のシリンダボアをそれぞれ形成する複数のボアピンであって、上記複数の気筒の気筒列に対応して配置されたボアピンを有するとともに、上記第１金型と型合わせをして上記シリンダブロックを鋳造するためのキャビティを形成する第２金型とを備え、上記第２金型は、上記各ボアピンの軸方向の一端側が固定されるベースプレートを有し、上記複数のボアピンが並ぶ方向であって、上記気筒列の方向に対応する方向を直列方向として、上記複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンは、当該各ボアピンの他端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように、上記直列方向の外側に傾斜した傾斜部をそれぞれ有する、構成とした。
【００１７】
この構成によると、第１金型と第２金型とが型合わせされてキャビティが形成された状態では、各端側ボアピンの傾斜部は、それぞれ、当該各ボアピンの他端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように、上記直列方向の外側に傾斜した状態となる。これにより、各端側シリンダボアは、第２金型が離型される前の状態では、クランクケース側に向かって気筒列方向の外側に傾斜する。このため、第２金型が離型されて、各端側シリンダボアが上記残留応力によって気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位したときには、各端側シリンダボアの気筒列方向の外側への傾斜が相殺されて、各端側シリンダボアの気筒列方向の傾きが抑制される。
【００１８】
したがって、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することを抑制することができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【００１９】
エンジンのシリンダブロックの上記鋳造金型において、上記各気筒の各シリンダボアは、シリンダライナを合金で鋳包んでそれぞれ構成されており、上記各ボアピンは、上記各シリンダライナを保持するライナ保持部をそれぞれ有し、上記各傾斜部は上記ライナ保持部に形成されている、ことが好ましい。
【００２０】
この構成によると、各シリンダボアがシリンダライナによって形成されるため、シリンダボアにおけるシリンダライナが鋳包まれている部分は、シリンダライナの筒軸方向に沿って真っ直ぐに伸びる。また、各端側シリンダボアが、上記残留応力によって、気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位するときには、各端側シリンダボアの各シリンダライナがそれぞれ回転変位する。これらの結果、第２金型が離型された後に、各端側シリンダボアの筒軸方向の一部のみが気筒列方向に傾いて、各端側シリンダボアが気筒列方向に湾曲したような形状になることを抑制できる。したがって、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することをより効果的に抑制することができる。
【００２１】
ここに開示された技術の更に別の態様は、エンジンのシリンダブロックの鋳造方法であり、具体的には、クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部を有しかつオープンデッキ構造のシリンダブロックを鋳造するための、エンジンのシリンダブロックの鋳造方法を対象として、上記エンジンは複数の気筒が列状に並んだ多気筒エンジンであり、上記軸受部及び上記クランクケースを形成するための第１金型と、上記各気筒のシリンダボアをそれぞれ形成する複数のボアピンであって、上記複数の気筒の気筒列に対応して配置されたボアピン及び該各ボアピンの軸方向の一端側が固定されるベースプレートを有する第２金型とを型合わせして、上記シリンダブロックを鋳造するためのキャビティを形成する型合わせ工程と、上記型合わせ工程で形成された上記キャビティに溶湯を注入する溶湯注入工程と、上記溶湯注入工程の後、上記第１金型を離型して、その後、上記第２金型を離型する離型工程とを含み、上記複数のボアピンが並ぶ方向であって、上記気筒列の方向に対応する方向を直列方向として、上記型合わせ工程では、上記第２金型は、上記複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンの一部が、それぞれ、当該各ボアピンの他端側に向かって上記直列方向に相隣接する上記ボアピンから離れるように、上記直列方向の外側に傾斜された状態で、上記第１金型と型合わせされる、構成とした。
【００２２】
この構成によると、第１金型と第２金型とが型合わせされてキャビティが形成された状態では、各端側ボアピンの一部は、それぞれ、当該各ボアピンの他端側に向かって上記直列方向に相隣接する上記ボアピンから離れるように、上記直列方向の外側に傾斜した状態となる。このため、各端側シリンダボアは、第２金型が離型される前の状態では、クランクケース側に向かって気筒列方向の外側に傾斜する。そして、離型工程で第２金型が離型されたときには、各端側シリンダボアが上記残留応力によって気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位することで、各端側シリンダボアの気筒列方向の外側への傾斜が相殺されて、各端側シリンダボアの気筒列方向の傾きが抑制される。
【００２３】
したがって、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することを抑制することができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【００２４】
エンジンのシリンダブロックの上記鋳造方法において、上記第２金型は、上記型合わせ工程において上記第１金型と型合わせする前の状態で、上記複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンの上記一部が、それぞれ、当該各ボアピンの他端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように、上記直列方向の外側に傾斜して形成されており、上記型合わせ工程では、上記第２金型を上記第１金型と型合わせする、ことが好ましい。
【００２５】
この構成によると、第２金型は、第１金型と型合わせする前の状態で、各端側ボアピンが、それぞれ、当該各ボアピンの他端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように、上記直列方向の外側に傾斜している。これにより、型合わせ工程では、第１金型と第２金型とを単純に型合わせするだけで、各端側ボアピンを、当該各端側ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるようにそれぞれ傾斜された状態で、第１金型と第２金型とが型合わせされる。よって、型合わせ工程を単純化することができ、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することをより効果的に抑制することができる。
【００２６】
エンジンのシリンダブロックの上記鋳造方法において、上記各気筒の各シリンダボアは、シリンダライナを合金で鋳包んでそれぞれ構成されており、上記第２金型の各ボアピンは、シリンダライナを保持するライナ保持部をそれぞれ有しており、上記型合わせ工程の前に、上記第２金型の上記各ボアピンに上記各シリンダをそれぞれ保持するシリンダライナ保持工程を更に含み、上記型合わせ工程では、上記複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンの上記ライナ保持部が、それぞれ、当該各ボアピンの他端側に向かって上記直列方向に相隣接する上記ボアピンから離れるように、上記直列方向の外側に傾斜された状態で、上記第１金型と型合わせされる、ことが好ましい。
【００２７】
この構成によると、各シリンダボアがシリンダライナによって形成されるため、シリンダボアにおけるシリンダライナが鋳包まれている部分は、シリンダライナの筒軸方向に沿って真っ直ぐに伸びる。また、上記残留応力によって、各端側シリンダボアが気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位するときには、各端側シリンダボアの各シリンダライナがそれぞれ回転変位する。これらの結果、離型工程において、第２金型が離型された後に、各端側シリンダボアの筒軸方向の一部のみが気筒列方向に傾いて、各端側シリンダボアが気筒列方向に湾曲したような形状になることも抑制できる。したがって、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することを一層効果的に抑制することができる。
【００２８】
エンジンのシリンダブロックの上記鋳造方法の一実施形態では、上記シリンダブロックは、上記軸受部及び上記クランクケースの残部を有するロアブロックと締結されるアッパブロックである。
【００２９】
この構成によると、シリンダボアに、クランクケースを構成する部分からの残留応力がかかりやすい。このため、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することを抑制して、燃費の悪化を抑制するという効果をより適切に発揮することができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように、エンジンのシリンダブロックの鋳造装置、その鋳造金型、及びその鋳造方法によると、第１金型と第２金型とが型合わせされてキャビティが形成された状態で、第２金型の複数のボアピンのうち直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンの傾斜部は、それぞれ、当該各ボアピンの先端側（他端側）に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように、上記直列方向の外側に傾斜した状態となる。これにより、直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンで形成される各シリンダボアである端側シリンダボアは、第２金型が離型される前の状態では、それぞれ、クランクケース側に向かって気筒列方向の外側に傾斜する。その後、第２金型が離型されると、クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部が収縮変形したことによる残留応力によって、各端側シリンダボアが、気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位する。これにより、第２金型が離型された後の状態では、各端側シリンダボアの気筒列方向の傾きが抑制される。したがって、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することを抑制することができ、シリンダボアが気筒列方向に傾斜することによる燃費の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施形態１に係る鋳造装置で鋳造されるシリンダブロックの斜視図である。
【図２】可動型と固定型とが型合わせされて、キャビティが形成された状態を示す断面図である。
【図３】可動型のボアピンの部分を拡大した拡大図である。
【図４】上記鋳造装置でシリンダブロックを鋳造する工程を示すフローチャートである。
【図５】可動型と固定型とが型合わせされてキャビティに溶湯が注入された状態を、ボアピンの直列方向に沿って切断した断面図である。
【図６】図３の状態から固定型が離型された状態を示す断面図である。
【図７】図４の状態から可動型が離型された状態を示す断面図である。
【図８】各端側シリンダボアの気筒列方向の傾きを、従来と本実施形態とで比較したグラフである。
【図９】実施形態２に係る鋳造装置で用いられる可動型を示す断面図である。
【図１０】実施形態２に係る可動型が固定型と型合わせされた状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（実施形態１）
以下、例示的な実施形態１について、図面を参照しながら詳細に説明する。シリンダブロック１００の上下方向及び左右方向は、図１に示す矢印に従うものとする。
【００３３】
図１は、実施形態１に係る鋳造装置１０（図２参照）で鋳造されるシリンダブロック１００を示す。このシリンダブロック１００は、４つの気筒が列状に並んだ直列４気筒の多気筒エンジン１に用いられるシリンダブロックである。シリンダブロック１００は、アルミニウム合金により形成されており、各気筒が形成されたシリンダ部１０２と、該シリンダ部１０２の下部に設けられ、クランクケースの一部を構成するクランクケース部１０３とを有している。本実施形態で言うシリンダブロック１００は、シリンダ部１０２とクランクケース部１０３を有するアッパブロックであり、このシリンダブロック１００には、クランケースの残部を有するロアブロック（図示省略）が締結される。上記クランクケースは、クランクケース部１０３に、上記ロアブロックが下側から結合されて構成される。
【００３４】
シリンダ部１０２は、シリンダヘッド（図示省略）と合わされるガスケット面１０４と、このガスケット面１０４に一端が開口し、ピストン１０５が嵌挿されるシリンダボア１０６と、シリンダボア１０６の外壁の周囲に形成されるウォータージャケット１０７とを備えている。本実施形態１では、各気筒の各シリンダボア１０６は、アルミニウム合金とは異なる材質の金属で構成されたシリンダライナ１０８を、アルミニウム合金で鋳包んで構成されている。図１に示すように、本実施形態１では、ウォータージャケット１０７は上端部が開放されている。つまり、このシリンダブロック１００は、オープンデッキ構造のシリンダブロックである。
【００３５】
クランクケース部１０３には、上記クランクケース内に配設されるクランク軸の軸受部１０９が複数形成されている。軸受部１０９は、４つのシリンダボア１０６を、気筒列方向（図１の左右方向と一致）の左側から右側に向かって順に、第１シリンダボア１０６ａ、第２シリンダボア１０６ｂ、第３シリンダボア１０６ｃ及び第４シリンダボア１０６ｄとして（これらを区別しない場合には、単にシリンダボア１０６という場合もある）、気筒列方向の両側に位置する第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄよりも外側に位置する２つの壁部の各下端部、及び気筒列方向に相隣接する２つのシリンダボア１０６の間の各壁部（例えば、第１シリンダボア１０６ａと第２シリンダボア１０６ｂとの間の壁部等）の各下端部にそれぞれ形成されている。尚、図１では、第１シリンダボア１０６ａよりも気筒列方向の外側に位置する壁部の下端部に設けられた軸受部１０９のみが見えており、これ以外の軸受部１０９は、シリンダブロック１００の他の壁部と重なって見えていない。
【００３６】
ピストン１０５には、該ピストン１０５とシリンダボア１０６のシリンダボア壁との間の密着性を保つための複数のピストンリング１０５ａが設けられている。
【００３７】
次に、鋳造装置１０の構成について説明する。
【００３８】
図２に示すように、鋳造装置１０は、鋳造金型として、シリンダブロック１００における、軸受部１０９及びクランクケース部１０３を形成するための固定型２０（第１金型）と、シリンダ部１０２を形成するための可動型３０（第２金型）とを備えている。また、鋳造装置１０は、固定型２０と可動型３０とが型合わせされて形成されるキャビティ６０に溶湯を注入するための射出装置５０を備えている。
【００３９】
固定型２０は、鋳造装置１０の固定型ベース１１に固定されている。固定型２０は、上記クランクケースのクランク室を形成するための固定型中子２１を有している。また、固定型２０は、射出装置５０からキャビティ６０に溶湯を供給するための湯口２２が設けられている。
【００４０】
固定型２０の固定型中子２１における可動型３０型の部分には、図２に示すように、可動型３０とは反対型に凹んだ係合凹部２３が形成されている。この係合凹部２３は、可動型３０の後述するボアピン３４に形成された係合部３６と係合する部分であり、固定型２０と可動型３０との型合わせ時に、ボアピン３４の位置決めをする位置決め部としての役割を有している。詳しくは後述するが、各係合凹部２３は各ボアピン３４の各係合凸部３６に対応する位置にそれぞれ形成されている。
【００４１】
可動型３０は、該可動型３０の移動方向と直交する方向にスライド可能な、第１摺動型３１及び第２摺動型３２と、シリンダブロック１００におけるウォータージャケット１０７を形成するためのジャケット中子３３と、各気筒のシリンダボア１０６をそれぞれ形成する複数（本実施形態では、気筒の数に対応して４つ）のボアピン３４と、ジャケット中子３３と各ボアピン３４とが固定された可動型ベースプレート３５とを有している。また、可動型３０は、該可動型３０を固定型２０に対して接離するように移動させる移動装置（図示省略）と、鋳造物（ここでは鋳造されたシリンダブロック）から可動型３０を離型させるためのエジェクター（図示省略）とを有している。
【００４２】
第１摺動型３１及び第２摺動型３２は、図２に示すように、シリンダブロック１００における気筒列方向とシリンダボア１０６の筒軸方向との両方に直交する方向の側壁部を構成するための部分である。また、第２摺動型３２の固定型２０側の部分は、固定型２０と協働して、射出装置５０から湯口２２を介して供給された溶湯をキャビティ６０まで導く湯道２４を形成している。
【００４３】
ジャケット中子３３は、図１に示すような４つのシリンダボア１０６の外壁の周囲を一体的に覆うようなウォータージャケット１０７を形成するために、４つのボアピン３４全てを周りから覆うように連続して形成されている。
【００４４】
４つのボアピン３４は、シリンダブロック１００の気筒列方向に対応するように並んで配設されている。以下の説明では、４つのボアピン３４が並ぶ方向であって、上記気筒列方向に対応する方向を直列方向という。
【００４５】
図３には、４つのボアピン３４を、上記直列方向及び該ボアピン３４の軸方向の両方に直交する方向から拡大して示している。以下の説明では、４つのボアピン３４を、図３の左側から右側に向かって順に、第１ボアピン３４ａ、第２ボアピン３４ｂ、第３ボアピン３４ｃ及び第４ボアピン３４ｄという。これらを区別しないときには、単にボアピン３４ということがある。
【００４６】
４つのボアピン３４は、図２及び図３に示すように、シリンダライナ１０８を保持するライナ保持部３７と、該ライナ保持部３７よりも大径で、可動型ベースプレート３５に固定された段付部３８とをそれぞれ有している。
【００４７】
各ボアピン３４のライナ保持部３７の径は、シリンダライナ１０８を保持できるように、シリンダライナ１０８の内径よりも僅かに小さい径にそれぞれ設定されている。一方で、各ボアピン３４の段付部３８の径はシリンダライナ１０８の内径よりも大きい径にそれぞれ設定されている。これにより、ライナ保持部３７にシリンダライナ１０８を保持させるときに、該シリンダライナ１０８が段付部３８に当接して、これ以上可動型ベースプレート３５側に移動しないようになり、シリンダライナ１０８の位置決めを適切に行うことができる。
【００４８】
各ボアピン３４のライナ保持部３７の先端部には、固定型２０の固定型中子２１に形成された係合凹部２３と係合する係合凸部３６がそれぞれ形成されている。固定型２０と可動型３０とを型合わせするときには、各係合凸部３６が各固定型中子２１の係合凹部２３とそれぞれ係合することで、各ボアピン３４の位置決めがされる。
【００４９】
また、第１ボアピン３４ａには、係合凸部３６とは別の凸部３９が設けられている。この凸部３９は、固定型２０に形成された不図示の凹部と係合する凸部である。固定型２０と可動型３０とを型合わせするときには、先ずこの凸部３９が固定型２０の上記凹部と係合させて、おおまかな位置合わせを行う。その後、各係合凸部３６と各係合凹部２３とをそれぞれ係合させることで、各ボアピン３４の詳細な位置決めを行う。
【００５０】
４つのボアピン３４のうち、上記直列方向の内側に位置する第２ボアピン３４ｂ及び第３ボアピン３４ｃの各ライナ保持部３７は、上記直列方向に直交する方向に真っ直ぐに伸びるようにそれぞれ形成されている一方で、上記直列方向の端に位置する第１ボアピン３４ａ及び第４ボアピン３４ｄのライナ保持部３７は、それぞれ、当該第１及び第４ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピン３４から離れるように傾斜した傾斜部４０となっている。具体的には、図３に示すように、第１ボアピン３４ａのライナ保持部３７は、基端部（段付部３８との境界部分）から先端側に向かって、第２ボアピン３４ｂから上記直列方向に離れるように傾斜して延びるように形成されている。一方で、第４ボアピン３４ｄのライナ保持部３７は、基端部から先端側に向かって、第３ボアピン３４ｃから上記直列方向に離れるように傾斜して延びるように形成されている。また、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄは、第１ボアピン３４ａのライナ保持部３７の基端部と第２ボアピン３４ｂのライナ保持部３７の基端部との間の隙間Ｓ１、及び第４ボアピン３４ｄのライナ保持部３７の基端部と第３ボアピン３４ｃのライナ保持部３７の基端部との間の隙間Ｓ２は、第２ボアピン３４ｂのライナ保持部３７の基端部と第３ボアピン３４ｃのライナ保持部３７の基端部との間の隙間Ｓ３よりも小さくなるように形成されている。尚、図３では、見やすくするために上記傾斜部４０の傾斜を大きく示しており、詳しくは後述するが、実際の傾斜部４０の傾斜角度は、０．１°〜０．３°程度である。
【００５１】
尚、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄのような上記直列方向に傾斜したライナ保持部３７は、当該ライナ保持部３７の一部を削るとともに、一部を増肉することによって形成することができる。
【００５２】
４つのボアピン３４のうち、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄのライナ保持部３７が上記直列方向に傾斜しているため、各ボアピン３４の係合凸部３６は上記直列方向に等間隔には並んでおらず、第１ボアピン３４ａの係合凸部３６と第２ボアピン３４ｂの係合凸部３６との上記直列方向の中点間の距離Ｌ１（各係合凸部３６と各中心軸Ｍとのそれぞれの交点間の距離）、及び第４ボアピン３４ｄの係合凸部３６と第３ボアピン３４ｃの係合凸部３６との上記直列方向の中点間の距離Ｌ２が、第２ボアピン３４ｂの係合凸部３６と第３ボアピン３４ｃの係合凸部３６との上記直列方向の中点間の距離Ｌ３よりも大きくなるように並んでいる。固定型２０の固定型中子２１の係合凹部２３は、固定型２０と可動型３０とを型合わせしたときに、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの各ライナ保持部３７が傾斜した状態のままになるように、各ボアピン３４の各係合凸部３６に対応する位置にそれぞれ形成されている。より具体的には、図５に示すように、第１ボアピン３４ａの係合凸部３６と係合する係合凹部２３を第１係合凹部２３ａ、第２ボアピン３４ｂの係合凸部３６と係合する係合凹部２３を第２係合凹部２３ｂ、第３ボアピン３４ｃの係合凸部３６と係合する係合凹部２３を第３係合凹部２３ｃ、第４ボアピン３４ｄの係合凸部３６と係合する係合凹部２３を第４係合凹部２３ｄとして、第１係合凹部２３ａと第２係合凹部２３ｂとの上記直列方向の中点間の距離Ｌ１’、及び第４係合凹部２３ｄと第３係合凹部２３ｃとの上記直列方向の中点間の距離Ｌ２’が、第２係合凹部２３ｂと第３係合凹部２３ｃとの上記直列方向の中点間の距離Ｌ３’よりも大きくなるように、各係合凹部２３がそれぞれ形成されている。
【００５３】
固定型２０及び可動型３０の少なくとも一方には、キャビティ６０内に溶湯が注入されたときに、キャビティ６０内のガス（空気）を排出するためのガス抜き部（図示省略）が設けられている。
【００５４】
射出装置５０は、図２に示すように、筒状の射出スリーブ５１と、射出スリーブ５１内に嵌挿され、該射出スリーブ５１の筒軸方向に進退可能な射出プランジャ５２とを有している。
【００５５】
射出スリーブ５１は、一部が固定型ベース１１内に埋設され、残部が該固定型ベース１１から固定型２０とは反対に向かって突出している。
【００５６】
射出プランジャ５２は、円柱状のロッド５３と、溶湯を押圧するための円柱状の射出チップ５４と、この射出チップ５４をロッド５３の一端部に連結するジョイント５５とを有する。射出チップ５４は、その外周面が射出スリーブ５１の内周面に摺動可能となるようにその外径寸法が設定されている。図示は省略しているが、ロッド５３の他端側は、プランジャ駆動機構としての油圧シリンダに連結されている。該油圧シリンダは、射出プランジャ５２の射出速度を変更可能に構成されている。上記油圧シリンダの作動によって、射出プランジャ５２の射出速度を適切に調整することで、キャビティ６０内に適切に溶湯を射出、充填するようになっている。
【００５７】
次に、図４〜図７を参照しながら、鋳造装置１０によってシリンダブロック１００を鋳造する方法について説明する。
【００５８】
図４は、鋳造装置１０でシリンダブロック１００を鋳造する工程を示すフローチャートである。
【００５９】
鋳造装置１０によってシリンダブロック１００を鋳造するときには、先ず、ステップＳ１において、可動型３０の各ボアピン３４のライナ保持部３７に、シリンダライナ１０８をそれぞれ保持させる。このとき、各シリンダライナ１０８は、各ボアピン３４の段付部３８に当接するまで各ライナ保持部３７にそれぞれ嵌め込まれる。
【００６０】
次に、ステップＳ２において、固定型２０と可動型３０とを型合わせする。このステップＳ２において、各ボアピン３４の位置合わせをする際には、上述したように、先ず、第１ボアピン３４ａに設けられた凸部３９が固定型２０の上記凹部と係合させて、おおまかな位置合わせする。その後、各係合凸部３６と各係合凹部２３とをそれぞれ係合させて、各ボアピン３４の詳細な位置決めする。このステップＳ２では、図５に示すように、可動型３０は、第１ボアピン３４ａのライナ保持部３７及び第４ボアピン３４ｄのライナ保持部３７が、それぞれ、当該第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの先端側に向かって、第１ボアピン３４ａは第２ボアピン３４ｂから、第４ボアピン３４は第３ボアピン３４ｃから離れるように傾斜された状態で、固定型２０と型合わせされる。
【００６１】
次いで、ステップＳ３において、固定型２０と可動型３０とを型合わせすることで形成されたキャビティ６０に溶湯を注入する。溶湯の注入は、射出スリーブ５１内に溶湯を供給した後、射出プランジャ５２を駆動して供給された溶湯を、固定型２０の湯口２２及び湯道２４に向かって押し込む。これにより、上記湯口２２及び上記湯道２４を通ってキャビティ６０内に溶湯が注入される。図５には、溶湯がキャビティ６０内に注入される前の状態を示している。
【００６２】
続いて、所定時間経過後（溶湯が固化した後）に、ステップＳ４において、固定型２０を離型する。これは、上記移動装置によって、可動型３０を可動型ベースプレート３５ごと固定型２０から離すように移動させることで行う。
【００６３】
その後、ステップＳ５において、可動型３０を離型する。これは、上記エジェクターのエジェクターピン（図示省略）によって、鋳造されたシリンダブロック１００を押し出すことで行う。
【００６４】
以上によって、鋳造装置１０でシリンダブロック１００が鋳造される。
【００６５】
ここで、固定型２０を離型したときには、固定型２０による拘束力が無くなることによって、シリンダブロック１００のクランクケース部１０３が収縮変形する。この収縮変形の残留応力は、シリンダブロック１００のシリンダ部１０２にかかる。このため、可動型３０を離型する際に、気筒列方向の両端にそれぞれ位置する各シリンダボア１０６、すなわち、第１シリンダボア１０６ａ及び第４シリンダボア１０６ｄが、クランクケース部１０３側に向かって気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位する。
【００６６】
従来の可動型では、各ボアピンのライナ保持部が、上記直列方向に直交する方向に真っ直ぐ延びていたため、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄが、クランクケース部１０３側に向かって気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位したときには、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄは、クランクケース部１０３側に向かって気筒列方向の内側にそれぞれ傾斜した状態となっていた。
【００６７】
シリンダボア１０６が傾くと、該シリンダボア１０６内に嵌挿されるピストン１０５と上記シリンダボア壁との間に比較的大きな隙間が生じて、ピストン１０５と上記シリンダボア壁との密着性が低下する。この結果、燃焼室からガス抜けが発生して、燃焼室での燃料の燃焼によって発生するトルクが減少するため、燃費の悪化を招いてしまう。また、ピストン１０５と上記シリンダボア壁との間の上記隙間を塞いでピストン１０５と上記シリンダボア壁との密着性を高くするために、大量のオイルが必要となる。このため、オイルポンプを駆動させる負荷が大きくなって、結果として燃費の悪化を招いてしまう。
【００６８】
これに対して、本実施形態１では、可動型３０の各ボアピン３４のうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピン３４（第１ボアピン３４ａ及び第４ボアピン３４ｄ）は、当該各ボアピン３４の先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピン３４（第１ボアピン３４ａは第２ボアピン３４ｂ、第４ボアピン３４は第３ボアピン３４ｃ）から離れるように傾斜した傾斜部４０（ライナ保持部３７）をそれぞれ有しており、可動型３０は、各ボアピン３４の傾斜部４０が、当該各ボアピン３４の先端側に向かって、当該各ボアピン３４の先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピン３４から離れるようにそれぞれ傾斜された状態で、固定型２０と型合わせされるため、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの、気筒列方向の内側への傾きを抑制することができる。
【００６９】
具体的には、上記の構成により、固定型２０と可動型３０とが型合わせされてキャビティ６０が形成された状態で、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの傾斜部４０（ライナ保持部３７）は、図５に示すように、それぞれ、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの先端側に向かって、上記直列方向に相隣接するボアピン３４（第１ボアピン３４ａは第２ボアピン３４ｂ、第４ボアピン３４は第３ボアピン３４ｃ）から離れるように傾斜した状態となる。これにより、第１ボアピン３４ａで形成される第１シリンダボア１０６ａ、及び第４ボアピン３４ｄで形成される第４シリンダボア１０６ｄは、それぞれ、可動型３０が離型される前の状態では、図６に示すように、クランクケース部１０３側に向かって気筒列方向の外側に傾斜した状態となる。その後、可動型３０が離型されると、クランクケース部１０３が収縮変形したことによる残留応力が第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄにそれぞれかかる。第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄは、上記残留応力によって、気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位する。これにより、可動型３０が離型される前の状態における、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの気筒列方向の外側への傾斜が相殺されて、可動型３０が離型された後の状態では、図７に示すように、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの気筒列方向の内側への傾きが抑制される。
【００７０】
したがって、シリンダボア１０６、特に、気筒列方向の両端に位置する各シリンダボア１０６（ここでは、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄ）が気筒列方向に傾斜することを抑制することができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【００７１】
特に、本実施形態１では、シリンダブロック１００の各シリンダボア１０６はシリンダライナ１０８を用いて形成されている。このため、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄが、上記残留応力によって、気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位するときには、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄを構成する各シリンダライナ１０８がそれぞれ回転変位する。この結果、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄが均一に回転変位するため、可動型３０が離型された後の状態において、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄが気筒列方向に湾曲したような形状になることが抑制できる。よって、シリンダボア１０６が気筒列方向に傾斜することをより効果的に抑制することができる。
【００７２】
ここで、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの各ライナ保持部３７がそれぞれ傾斜部４０となっていることから、可動型３０を離型する際に、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの各ライナ保持部３７をシリンダボックス１００のシリンダボア１０６から抜くことができるか否かが問題となる。この点について、実際に固定型２０を離型した際には、クランクケース部１０３の収縮変形の応力によって、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの各ライナ保持部３７にそれぞれ保持された各シリンダライナ１０８が気筒列方向に撓む。このシリンダライナ１０８の撓みによって、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの各ライナ保持部３７と、当該各ライナ保持部３７にそれぞれ保持された各シリンダライナ１０８との間には、隙間が形成される。この隙間により、可動型３０を離型する際には、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの各ライナ保持部３７をシリンダボックス１００のシリンダボア１０６から抜くことができるようになる。よって、可動型３０の離型については問題にはならない。また、後述するように、傾斜部４０の傾斜角度は、０．１°〜０．３°程度であるため、可動型３０の離型については特に問題にはならない。
【００７３】
図８には、従来の可動型を用いて実際にシリンダブロック１００を鋳造したときの、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの傾きと、本実施形態１の可動型３０を用いて実際にシリンダブロック１００を鋳造したときの、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの傾きとを示している。図８の左側のグラフが第１シリンダボア１０６ａに関するものであり、図８の右側のグラフが第４シリンダボア１０６ｄに関するものである。両グラフでは、点線が従来の可動型を用いた場合のものを表し、実線が本実施形態１の可動型３０を用いた場合のものを表す。尚、従来の可動型を用いた場合及び本実施形態１の可動型３０を用いた場合の両方とも、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄはシリンダライナ１０８を用いて形成されている。
【００７４】
図８の両グラフでは、縦軸が、シリンダボア１０６の筒軸の上下方向の位置を表し、横軸が、シリンダボア１０６の筒軸の気筒列方向の位置を表している。縦軸は、０点がガスケット面１０４の位置に相当し、そこから値が大きくなるほど、クランクケース部１０３に近い位置を表す。横軸は、０点が、気筒列方向においてシリンダボア１０６の筒軸が本来位置すべき位置を表している。第１シリンダボア１０６ａに関するグラフ（左図）では、０からマイナス側が気筒列方向の外側に相当し、０からプラス側が気筒列方向の内側に相当する一方、第４シリンダボア１０６ｄに関するグラフ（右図）では、０からマイナス側が気筒列方向の内側に相当し、０からプラス側が気筒列方向の外側に相当する。そして、図８の両グラフでは、グラフ中の線の傾きが大きい程、シリンダボア１０６の気筒列方向傾きが大きいことを表す。
【００７５】
図８の両グラフに点線で示すように、従来の可動型を用いた場合には、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄが、クランクケース部１０３側に向かって、気筒列方向の内側に大きく傾斜することが分かる。これは、固定型２０を離型したことによりクランクケース部１０３が収縮変形した際に生じる残留応力の影響によるものである。詳しくは、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄは、シリンダライナ１０８を用いて形成されているため、上記残留応力がシリンダライナ１０８にかかると、シリンダライナ１０８のクランクケース部１０３側の端部が気筒列方向の内側に変位する一方で、シリンダライナ１０８のガスケット面１０４側の端部が気筒列方向の外側に変位する。すなわち、シリンダライナ１０８が上下方向の中央部分を中心に回転変位する。これにより、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄが、クランクケース部１０３側に向かって、気筒列方向の内側に大きく傾斜した状態となる。
【００７６】
一方で、図８の両グラフに実線で示すように、本実施形態１の可動型３０を用いた場合には、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの気筒列方向の傾きが抑制されていることが分かる。これは、本実施形態１の可動型３０を用いた場合には、固定型２０が離型された後かつ可動型３０が離型される前の状態で、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの各シリンダライナ１０８は、クランクケース部１０３側に向かって気筒列方向の外側にそれぞれ傾斜した状態となっており、可動型３０が離型して、上記残留応力によってシリンダライナ１０８が回転変位したときに、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの気筒列方向の外側への傾きが相殺されるためである。
【００７７】
以上のように、本実施形態１に係る可動型３０を用いれば、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの気筒列方向の傾きが抑制されることが確認された。尚、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄを形成するための、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの各傾斜部４０（つまり、各ライナ保持部３７）の傾斜角度、すなわち、上記直列方向及びボアピン３４の中心軸方向の両方に直交する方向から見て、第１ボアピン３４ａの傾斜部４０については、第１ボアピン３４ａの傾斜部４０の中心軸の第２ボアピン３４ｂの中心軸に対する鋭角側の角度、第４ボアピン３４ｄについては、第４ボアピン３４ｄの傾斜部４０の中心軸の第３ボアピン３４ｃの中心軸に対する鋭角側の角度は、上述の結果を踏まえて、可動型３０を離型したときに、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの気筒列方向の傾きが抑えられるように設定されている。具体的には、第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄの傾斜部４０の傾斜角度は、それぞれ０．１°〜０．３°程度に設定されている。
【００７８】
したがって、本実施形態１では、可動型３０の複数のボアピン３４が並ぶ方向であって、気筒列の方向に対応する方向を直列方向として、複数のボアピン３４のうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピン（第１及び第４ボアピン３４ａ，３４ｄ）は、当該各ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピン（第１ボアピン３４ａは第２ボアピン３４ｂ、第４ボアピン３４は第３ボアピン３４ｃ）から離れるように傾斜した傾斜部４０をそれぞれ有するため、可動型３０を用いて鋳造されるシリンダブロック１００のシリンダボア１０６が気筒列方向に傾斜することを抑制することができ、シリンダボア１０６が気筒列方向に傾斜することによる燃費の悪化を抑制することができる。
【００７９】
（実施形態２）
以下、実施形態２について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明において実施形態１と共通の部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００８０】
図９は、本実施形態２に係る可動型１３０を示す。この可動型１３０は、各ボアピン１３４のライナ保持部１３７が中空に構成されている点、及び、第１及び第４ボアピン１３４ａ，１３４ｄの各ライナ保持部１３７が、第２ボアピン１３４ｂ及び第３ボアピン１３４ｃの各ライナ保持部１３７と同様に、上記直列方向に直交する方向に真っ直ぐに伸びるようにそれぞれ形成されている点で実施形態１の可動型３０とは異なる。詳しくは、後述するが、固定型２０の構成は、上記実施形態１と同じ構成となっている。
【００８１】
本実施形態２では、各ライナ保持部１３７が中空になっていることにより、各ライナ保持部１３７は、実施形態１のライナ保持部３７と比較すると、可撓性が高くなっている。このため、各ライナ保持部１３７は、それぞれ、先端側に向かって傾斜するように変形させることができるようになっている。
【００８２】
本実施形態２の可動型１３０の各ボアピン１３４の先端には、上記実施形態１と同様に、固定型２０の固定型中子２１に形成された係合凹部２３とそれぞれ係合する係合凸部１３６がそれぞれ形成されている。本実施形態２では、第１及び第４ボアピン１３４ａ，１３４ｄの各ライナ保持部１３７が、上記直列方向に直交する方向に真っ直ぐに伸びるようにそれぞれ形成されているため、各ボアピン１３４の係合凸部１３６は、固定型２０と型合わせする前の状態では、上記直列方向に等間隔に並んでいる。
【００８３】
本実施形態２の固定型２０は、実施形態１と同じ構成となっており、固定型中子２１に形成された各係合凹部２３の位置も実施形態１と同じ構成となっている。つまり、第１ボアピン１３４ａの係合凸部１３６と係合する係合凹部２３を第１係合凹部２３ａ、第２ボアピン１３４ｂの係合凸部１３６と係合する係合凹部２３を第２係合凹部２３ｂ、第３ボアピン１３４ｃの係合凸部１３６と係合する係合凹部２３を第３係合凹部２３ｃ、第４ボアピン１３４ｄの係合凸部１３６と係合する係合凹部２３を第４係合凹部２３ｄとして、第１係合凹部２３ａと第２係合凹部２３ｂとの上記直列方向の中点間の距離Ｌ１’、及び第４係合凹部２３ｄと第３係合凹部２３ｃとの上記直列方向の中点間の距離Ｌ２’が、第２係合凹部２３ｂと第３係合凹部２３ｃとの上記直列方向の中点間の距離Ｌ３’よりも大きくなるように、各係合凹部２３がそれぞれ形成されている。
【００８４】
図１０には、実施形態２に係る可動型１３０と固定型２０とを型合わせした状態を示す。
【００８５】
可動型１３０の各ボアピン１３４の各係合凸部１３６が上記直列方向に等間隔で並んでいる一方で、固定型２０の各係合凹部２３が上述のような配置となっているため、第１ボアピン１３４ａの係合凸部１３６と第１係合凹部２３ａ、及び第４ボアピン１３４ｄの係合凸部１３６と第４係合凹部２３ｄとを係合させるには、第１ボアピン１３４ａを、先端側に向かって第２ボアピン１３４ｂから離れる方向に傾斜させるとともに、第４ボアピン１３４ｄを、先端側に向かって第３ボアピン１３４ｃから離れる方向に傾斜させる必要がある。本実施形態２では、各ボアピン１３４のライナ保持部１３７がそれぞれ中空になっているため、第１及び第４ボアピン１３４ａ，１３４ｄを、それぞれ、先端側に向かって傾斜するように変形させることができる。このため、図１０に示すように、可動型１３０と固定型２０とを型合わせした状態では、第１及び第４ボアピン１３４ａ，１３４ｄは、それぞれ、当該各ボアピン１３４の先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピン１３４（第１ボアピン１３４ａは第２ボアピン１３４ｂ、第４ボアピン１３４は第３ボアピン１３４ｃ）から離れるように傾斜した状態となる。
【００８６】
つまり、本実施形態２でも、可動型１３０は、該可動型１３０の各ボアピン１３４のうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピン１３４（第１ボアピン１３４ａ及び第４ボアピン１３４ｄ）は、それぞれ、当該各ボアピン１３４の先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピン１３４（第１ボアピン１３４ａは第２ボアピン１３４ｂ、第４ボアピン１３４は第３ボアピン１３４ｃ）から離れるように傾斜した状態で、固定型２０と型合わせされる。
【００８７】
したがって、上述のように型合わせされた固定型２０及び可動型１３０で構成されるキャビティ６０に溶湯を注入して、シリンダブロック１００を鋳造すれば、上記実施形態１のときと同様に、第１ボアピン１３４ａで形成される第１シリンダボア１０６ａ、及び第４ボアピン１３４ｄで形成される第４シリンダボア１０６ｄは、それぞれ、可動型１３０が離型される前の状態では、クランクケース部１０３側に向かって気筒列方向の外側に傾斜した状態となる。その後、可動型１３０が離型されて、クランクケース部１０３が収縮変形したことによる残留応力が第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄにそれぞれかかったときには、上記残留応力によって、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄが、気筒列方向の内側にそれぞれ回転変位する。これにより、可動型１３０が離型される前の状態における、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの気筒列方向の外側への傾斜が相殺されて、可動型１３０が離型された後の状態では、第１及び第４シリンダボア１０６ａ，１０６ｄの気筒列方向の内側への傾きが抑制されるようになる。
【００８８】
よって、本実施形態２でも、可動型１３０を用いて鋳造されるシリンダブロック１００のシリンダボア１０６が気筒列方向に傾斜することを抑制することができ、シリンダボア１０６が気筒列方向に傾斜することによる燃費の悪化を抑制することができる。
【００８９】
（その他の実施形態）
ここに開示された技術は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
【００９０】
例えば、上述の実施形態１及び２では、各シリンダボア１０６をシリンダライナ１０８用いてそれぞれ構成するシリンダブロック１００を対象として説明したが、これに限らず、シリンダライナ１０８を用いずに各シリンダボア１０６をそれぞれ構成するシリンダブロック１００を対象にしてもよい。
【００９１】
また、上述の実施形態１及び２では、シリンダブロック１００として、直列４気筒の多気筒エンジンのシリンダブロックを対象とていたが、これに限らず、５気筒以上の気筒が直列に並んだ多気筒エンジンのシリンダブロックを対象としてもよい。
【００９２】
さらに、気筒がＶ字をなすように配置されたＶ型エンジンに適用してもよい。このときには、気筒列が２つ形成されるため、該各気筒列を構成するボアピンの列も２つ形成される。このため、ボアピンの列ごとに、複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンが、当該各ボアピンの先端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように傾斜した傾斜部をそれぞれ有するように、可動型を構成する必要がある。
【００９３】
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。ここに開示された技術の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本技術の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
ここに開示された技術は、クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部を有しかつオープンデッキ構造のシリンダブロックを鋳造する際に有用である。
【符号の説明】
【００９５】
１        エンジ
１０      鋳造装置
２０      固定型（第１金型、鋳造金型）
３０，１３０        可動型（第２金型、鋳造金型）
３４，１３４        ボアピン
３４ａ，１３４ａ    第１ボアピン（複数のボアピンのうち直列方向の両側端に位置するボアピン）
３４ｂ，１３４ｂ    第２ボアピン（直列方向に相隣接するボアピン）
３４ｃ，１３４ｃ    第３ボアピン（直列方向に相隣接するボアピン）
３４ｄ，１３４ｄ    第４ボアピン（複数のボアピンのうち直列方向の両側端に位置するボアピン）
３７，１３７        ライナ保持部
４０      傾斜部
５０      射出装置
６０      キャビティ
１００    シリンダブロック
１０３    クランクケース部（クランクケースの一部）
１０６    シリンダボア
１０８    シリンダライナ
１０９    軸受部
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部を有しかつオープンデッキ構造のシリンダブロックを鋳造するための、エンジンのシリンダブロックの鋳造装置であって、
上記エンジンは複数の気筒が列状に並んだ多気筒エンジンであり、
上記軸受部及び上記クランクケースの一部を形成するための第１金型と、
上記各気筒のシリンダボアをそれぞれ形成する複数のボアピンであって、上記複数の気筒の気筒列に対応して配置されたボアピンを有する第２金型と、
上記第１金型と上記第２金型とが型合わせされて形成されるキャビティに溶湯を注入する射出装置とを備え、
上記第２金型は、上記各ボアピンの軸方向の一端側が固定されるベースプレートを有し、
上記複数のボアピンが並ぶ方向であって、気筒列方向に対応する方向を直列方向として、上記複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンは、当該各ボアピンの他端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように、上記直列方向の外側に傾斜した傾斜部をそれぞれ有することを特徴とする、エンジンのシリンダブロックの鋳造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンのシリンダブロックの鋳造装置において、
上記各気筒の各シリンダボアは、シリンダライナを合金で鋳包んでそれぞれ構成されており、
上記各ボアピンは、上記各シリンダライナを保持するライナ保持部をそれぞれ有し、
上記各傾斜部は対応する上記ボアピンの上記ライナ保持部に形成されており、
上記各ライナ保持部に上記シリンダライナがそれぞれ保持された状態で、上記第１金型と上記第２金型とが型合わせされた後、上記射出装置によって溶湯が注入される用に構成されていることを特徴とする、エンジンのシリンダブロックの鋳造装置。
【請求項３】
クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部を有しかつオープンデッキ構造のシリンダブロックを鋳造するための、エンジンのシリンダブロックの鋳造金型であって、
上記エンジンは複数の気筒が列状に並んだ多気筒エンジンであり、
上記軸受部及び上記クランクケースの一部を形成するための第１金型と、
上記各気筒のシリンダボアをそれぞれ形成する複数のボアピンであって、上記複数の気筒の気筒列に対応して配置されたボアピンを有するとともに、上記第１金型と型合わせをして上記シリンダブロックを鋳造するためのキャビティを形成する第２金型とを備え、
上記第２金型は、上記各ボアピンの軸方向の一端側が固定されるベースプレートを有し、
上記複数のボアピンが並ぶ方向であって、上記気筒列の方向に対応する方向を直列方向として、上記複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンは、当該各ボアピンの他端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように、上記直列方向の外側に傾斜した傾斜部をそれぞれ有することを特徴とする、エンジンのシリンダブロックの鋳造金型。
【請求項４】
請求項３に記載のエンジンのシリンダブロックの鋳造金型において、
上記各気筒の各シリンダボアは、シリンダライナを合金で鋳包んでそれぞれ構成されており、
上記各ボアピンは、上記各シリンダライナを保持するライナ保持部をそれぞれ有し、
上記各傾斜部は上記ライナ保持部に形成されていることを特徴とする、エンジンのシリンダブロックの鋳造装置。
【請求項５】
クランク軸の軸受部及びクランクケースの一部を有しかつオープンデッキ構造のシリンダブロックを鋳造するための、エンジンのシリンダブロックの鋳造方法であって、
上記エンジンは複数の気筒が列状に並んだ多気筒エンジンであり、
上記軸受部及び上記クランクケースを形成するための第１金型と、上記各気筒のシリンダボアをそれぞれ形成する複数のボアピンであって、上記複数の気筒の気筒列に対応して配置されたボアピン及び該各ボアピンの軸方向の一端側が固定されるベースプレートを有する第２金型とを型合わせして、上記シリンダブロックを鋳造するためのキャビティを形成する型合わせ工程と、
上記型合わせ工程で形成された上記キャビティに溶湯を注入する溶湯注入工程と、
上記溶湯注入工程の後、上記第１金型を離型して、その後、上記第２金型を離型する離型工程とを含み、
上記複数のボアピンが並ぶ方向であって、上記気筒列の方向に対応する方向を直列方向として、上記型合わせ工程では、上記第２金型は、上記複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンの一部が、それぞれ、当該各ボアピンの他端側に向かって上記直列方向に相隣接する上記ボアピンから離れるように、上記直列方向の外側に傾斜された状態で、上記第１金型と型合わせされることを特徴とする、エンジンのシリンダブロックの鋳造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のエンジンのシリンダブロックの鋳造方法において、
上記第２金型は、上記型合わせ工程において上記第１金型と型合わせする前の状態で、上記複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンの上記一部が、それぞれ、当該各ボアピンの他端側に向かって上記直列方向に相隣接するボアピンから離れるように、上記直列方向の外側に傾斜して形成されており、
上記型合わせ工程では、上記第２金型を上記第１金型と型合わせする、エンジンのシリンダブロックの鋳造方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のエンジンのシリンダブロックの鋳造方法において、
上記各気筒の各シリンダボアは、シリンダライナを合金で鋳包んでそれぞれ構成されており、
上記第２金型の各ボアピンは、シリンダライナを保持するライナ保持部をそれぞれ有しており、
上記型合わせ工程の前に、上記第２金型の上記各ボアピンに上記各シリンダをそれぞれ保持するシリンダライナ保持工程を更に含み、
上記型合わせ工程では、上記複数のボアピンのうち上記直列方向の両側端にそれぞれ位置する各ボアピンの上記ライナ保持部が、それぞれ、当該各ボアピンの他端側に向かって上記直列方向に相隣接する上記ボアピンから離れるように、上記直列方向の外側に傾斜された状態で、上記第１金型と型合わせされることを特徴とするエンジンのシリンダブロックの鋳造方法。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１つに記載のエンジンのシリンダブロックの鋳造方法において、
上記シリンダブロックは、上記軸受部及び上記クランクケースの残部を有するロアブロックと締結されるアッパブロックであることを特徴とするエンジンのシリンダブロックの鋳造方法。