(57)【要約】【課題】第１通路と第２通路とが交差して流体通路を形成している内燃機関用部材において、交差部の下流側に拡径部を形成して流体の流れ抵抗を抑制しつつ、製造コストを抑制する。【解決手段】シリンダブロック１等の部材を鋳造又はダイキャストで製造するにおいて、一端寄り部位２ｂがテーパ状等の拡径部になった第１通路２を予め成形しておく。次いで、第２通路３をドリル加工で形成する。両通路２，３の一端２ａ，３ａは、プラグ５で塞がれる。拡径部を有する第１通路２は成形によって形成されているため、製造コストを抑制できる。一端寄り部位２ｂは連続的に拡径するテーパ状等に鋳造又はダイキャストで容易に形成できるため、流体のガイド機能にも優れている。【選択図】図２
2019027320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端寄り部位同士が互いに交差した第１通路と第２通路とを有していて、前記第１通路と第２通路との一端はそれぞれ部材の外側に開口している、という部材の製造方法であって、
鋳型を使用した鋳造又は金型を使用したダイキャストにより、前記第１通路が形成された成形品を得る成形工程と、前記成形品に前記第２通路を形成するドリル加工工程とを有しており、
前記成形工程において、前記第１通路のうち、前記第２通路との交差部よりも奥側でかつ前記交差部に連通した一端寄り部位を、前記第２通路との交差部に向けて断面積が増大する拡径部に形成している、
内燃機関における流体通路付き部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、例えばシリンダブロックやシリンダヘッドのように、内燃機関において流体通路を備えた部材の製造方法に関するものであり、特に、車両用内燃機関の部材を好適な対象にしている。なお、流体には、オイル、冷却水、空気、ＥＧＲガスなどの様々なものが挙げられる。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において、シリンダブロックにはメインギャラリー等のオイル通路が形成されている。このオイル通路は、クランク軸線方向に長く延びる部分と、クランク軸線と直交した方向に延びる部分とでＬ形になっていることがある。すなわち、２つのオイル通路が交差してＬ形のメインギャラリーが形成されている場合がある。
【０００３】
オイル通路の形成方法としては、シリンダブロックを鋳造するに際して、中子又は鋳抜きピンを使用して成形する方法と、特許文献１に記載されているように、鋳造後にドリルを使用して後加工する方法とがある。
【０００４】
そして、２つの通路が交差していると流路が急速に変化することによる圧損の問題があるが、特許文献１には、下流側に位置した通路のうち上流側の通路との接続部を、上流側に向けて断面積を拡大させることにより、オイルの流れをスムース化して圧損を抑制することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−９７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、オイルの圧損の低減は実現できるが、交差した２つの通路はいずれもドリル加工によって形成されているため、加工に手間がかかる。特に、下流側の通路の一部の断面積を拡大させるためには、いったん基本穴を空けてから、断面積が増大する部分を別にドリル加工せねばならないため、これに多大の手間がかかるという問題がある。
【０００７】
更に述べると、特許文献１において、当該文献の図１，２のように下流側の通路に断面積が段階的に大きくなる部分を形成するためには、いったん基本穴を空けてから、段付きのエンドミルを使用して拡径部を空けるか、又は、外径が相違するエンドミルを複数本用意して複数回拡径加工をせねばならず、いずれにしても多大の手間が掛かって製造コストが大幅に嵩むという問題がある。
【０００８】
本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明は、一端寄り部位同士が互いに交差した第１通路と第２通路とを有していて、前記第１通路と第２通路との一端はそれぞれ部材の外側に開口している、という部材の製造方法に関する。
【００１０】
この製法は、鋳型を使用した鋳造又は金型を使用したダイキャストにより、前記第１通路が形成された成形品を得る成形工程と、前記成形品に前記第２通路を形成するドリル加工工程とを有しており、前記成形工程において、前記第１通路のうち、前記第２通路との交差部よりも奥側でかつ前記交差部に連通した一端寄り部位を、前記第２通路との交差部に向けて断面積が増大する拡径部に形成している。
【００１１】
拡径部は、複数の態様を選択可能である。例えば、第１通路の軸心回りに均等に拡径したテーパとなすことができる。或いは、第２通路に近い側に広がるように偏心した状態で拡径してもよい。また、第１通路の軸心を含む面で切断した状態での拡径部のプロフィールは、直線になっていてもよいし、曲線になっていてもよい。或いは、特許文献１のように段階的に変化していてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本願発明では、拡径部を有する第１通路は鋳造又はダイキャストによって形成されているため、後加工は第２通路のドリル加工のみでよく、しかも、第２通路のドリル加工は、ストレートのドリルを使用して１回のみで足りる。このため、流体の圧損を抑制できる部材でありながら、製造コストを抑制することができる。
【００１３】
また、拡径部がテーパ状等で滑らかに変化していると、流体の流れもスムースになって乱流を防止できる等の利点があり、流体の圧損を一層抑制して燃費の向上に更に貢献できる利点があるが、本願発明では、成形型の中子や鋳抜きピンを第１通路の形状に形成しておくことにより、滑らかに変化する拡径部をごく簡単に形成できるため、燃費の更なる向上を確実化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態を示す図で、（Ａ）は、製品（シリンダブロック）の要部平断面図、（Ｂ）は成形工程を示す断面図、（Ｃ）は成形後の要部平断面図である。
【図２】（Ａ）は第１実施形態のドリル加工工程を示す平断面図で、（Ｂ）はドリル加工工程を経た後の平断面図である。
【図３】（Ａ）は第２実施形態の平断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視図、（Ｃ）は第３実施形態の平断面図、（Ｄ）は（Ｃ）のＤ−Ｄ視図、（Ｅ）は第４実施形態の平断面図、（Ｆ）は（Ｅ）のＦ−Ｆ視図である。
【図４】第１実施形態の変形例である第５実施形態を示す平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
(1).第１実施形態
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。各実施形態は、オイルが流れるメインギャラリーを備えたシリンダブロックの製造方法に適用している。まず、図１，２に示す第１実施形態を説明する。
【００１６】
図１（Ａ）はシリンダブロック１の１つのコーナー部の平断面図であり、この図に示すように、シリンダブロック１のうちシンリダボア（図示せず）の群を囲う壁部の内部には、一端部同士を直交させた第１通路２と第２通路３とからなるメインギャラリー４が形成されている。両通路２，３の一端２ａ，３ａはそれぞれシリンダブロック１の外面に開口していて、プラグ５で塞がれている。なお、実線で示すプラグ５は両通路２，３の交差部６に至っていないが、一点鎖線で示すように、交差部６の外側の穴をプラグ５で全体的に塞いでもよい。
【００１７】
白抜き矢印で示すように、オイルは第２通路３から第１通路２に向けて流れるが（第１通路２から第２通路３に向けて流れてもよい）、第１通路２のうち交差部６よりも奥側でかつ交差部６に連通した一端寄り部位２ｂは、交差部６に向けて均等に拡径するテーパ部（拡径部）になっている。なお、テーパ形状に代えて、交差部６に向けて均等に拡径するラッパ状に形成してもよい。
【００１８】
このように、第１通路２の一端寄り部位２ｂが交差部６に向けて拡径したテーパ状であるため、オイルが第２通路３から第１通路２に方向変換して流れるにおいて、方向変換をスムース化して圧損（流れ抵抗）を抑制できる。その結果、オイルポンプにかかる負荷を軽減して燃費の向上に貢献できる。特に、第１通路２の一端寄り部位２ｂは断面積が連続的に変化するテーパ形状であるため、オイルが方向変換して流れるにおいて乱流・渦流の発生を防止又は著しく抑制することができ、その結果、圧損抑制の効果をより確実化することができる。
【００１９】
シリンダブロック１の製造方法は、図１（Ｂ）〜図２（Ｂ）に示している。シリンダブロック１は、鋳型（砂型）７を使用して製造された鋳造品であるが、図１（Ｂ）に示すように、鋳型７に、第１通路２に相当する鋳抜きピン（金属製中子）８をセットしておき、その状態で鋳型に金属湯（溶融したアルミ）を流し込み、金属湯が固まってから鋳抜きピン８を抜きは外すことにより、図１（Ｃ）に示す中間品を得る。すなわち、第１通路２を鋳造工程で成形しており、従って、第１通路２は、鋳造時に存在する成形穴になっている。
【００２０】
次いで、図２（Ａ）に示すように、ドリル９を使用して第２通路３を形成する。すなわち、第２通路３はドリル加工によって形成されている。これにより、図２（Ｂ）のように、第１通路２と第２通路３とが交差したメインギャラリー４が形成される。その後、両通路２，３の一端をプラグ５で塞いで図１（Ａ）の形態にする。
【００２１】
第２通路３はストレート穴であるので、ドリル９は単なるストレートのドリルでよいし、ドリル加工は１回だけでよい。従って、第２通路３のドリル加工はごく簡単であり、製造コストを抑制できる。なお、ねじ込み式のプラグを使用する場合は、両通路２，３の開口端部にタップ加工を施すことになる。
【００２２】
なお、第１通路２は、鋳抜きピン８を使用せずに砂の中子形を使用して形成することも可能であるが、第１通路２の長さがある程度以上に長い場合は、成形の確実性（中子形の崩れ防止）や精度の点、内面の平滑性等の点から、金属製の鋳抜きピン８を使用するのが好ましい。
【００２３】
(2).他の実施形態
次に、図３，４に示す他の実施形態を説明する。図３（Ａ）（Ｂ）に示す第２実施形態では、第１通路２の一端寄り部位２ｂを、第２通路３の側のみに拡径する偏心状テーパに形成している。
【００２４】
図３（Ｂ）のうち１０，１１，１２の形状は、（Ａ）における１０，１１，１２の箇所の側断面形状を示しているが（図３（Ｄ）、（Ｆ）も同様である）、この１０〜１２の形状のとおり、第１通路２のうち、一端寄り部位２ｂと交差部６の箇所では穴は小判形になっていて、プラグ５で塞がれている一端２ａは真円になっている。
【００２５】
このように、交差部６よりも外側の一端２ａを真円に形成しているのは、真円のプラグ５を使用してシールを確実化するためであるが、一端２ａを交差部６と同じ小判形に形成することは可能である。いずれにしても、第１通路２の全体は鋳造によって形成されているので、鋳抜きピン８の形状を第１通路２の形状に形成しておくだけで、特段の手間をかけずに非ストレートの第１通路２を形成できる。
【００２６】
図３（Ｃ）（Ｄ）に示す第３実施形態は第２実施形態の変形例であり、第２実施形態との相違点は、一端寄り部位２ｂにおける拡径部のプロフィールが曲面になっている点だけである。この第３実施形態のように拡径部のプロフィールを曲面に形成すると、オイルの流れのガイド作用が高くなるため、オイルの流れをスムースに方向変換して圧損を抑制する効果が助長されると云える。
【００２７】
図３（Ｅ）（Ｆ）に示す第４実施形態では、第１通路２の一端寄り部位２ｂをどの部位でも真円になっているテーパ形状にしつつ、第２通路３の側に偏って拡径させている。すなわち、テーパの軸心を、第１通路２の基本軸心に対して傾斜させている。この実施形態では、第１通路２の交差部６と一端２ａとはいずれも同径の真円になっているので、鋳抜きピン８の加工が容易である。
【００２８】
図４に示す第５実施形態は第１実施形態の変形例であり、この実施形態では、一端寄り部位２ｂにテーパ部を形成するにおいて、第２通路３をテーパ部よりも僅かに外側寄りに形成している。従って、テーパ部とドリル９との間には、僅かの寸法のストレート部１３が存在している。つまり、この第５実施形態では、多少の加工誤差があっても、ドリル９がテーパ部にかからないように設定している。このように設定すると、ドリル９による切削を全周にわたって確実に均等化できるため、第２通路３を精度良く加工できる。
【００２９】
以上、本願発明の実施形態を何例か説明したが、本願発明は根他にも様々に具体化できる。例えば対象製品について見ると、シリンダブロックには限らず、シリンダヘッドや冷却水分配用ユニット、オイルパン、タイミングチェーンを覆うフロントカバー、排気ターボ過給機のハウジングなど、流体通路を備えた各種の部材の製造に適用できる。
【００３０】
流体通路としては、オイル通路には限らず、冷却水通路、空気通路（例えば吸気通路やブレーキ用負圧通路）、ＥＧＲ通路、ブローバイガス通路などの各種の通路に適用できる。また、本願発明は、部材をダイキャストで成形する場合についても適用できる。この場合、第１通路を形成するピンは、金型にスライド可能に又は固定的に設けたらよい。敢えて述べるまでもないが、第１通路と第２通路とは、９０度以外の角度で交差していてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本願発明は、シリンダブロック等に具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００３２】
１  流体通路付き部材の一例としてのシリンダブロック
２  第１通路
２ｂ  拡径部になっている一端寄り部位
３  第２通路
４  流体通路の一例としてのメインギャラリー
５  プラグ
６  交差部
７  鋳型
８  鋳抜きピン
９  第２通路を加工するドリル
【図１】
2019027320.tif 000003
【図２】
2019027320.tif 000004
【図３】
2019027320.tif 000005
【図４】
2019027320.tif 000006