(57)【要約】【目的】本発明は、鋳造時に鋳抜きピンを利用してプリフォームのずれを防止することを目的としている。【構成】このため、クランク軸支持用の軸受を保持する軸受保持部を設け、軸受保持部を内部にプリフォームを鋳込んでアルミ合金で形成し、軸受保持部にプリフォームを貫通して外方に延びる貫通孔を形成したクランク軸支持装置の製造方法において、貫通孔を鋳抜き加工すべく鋳抜きピンと、プリフォームに穿設されて鋳抜きピンを収容するピン孔とを設け、鋳抜きピンはその外径がピン孔の内径より小なるピン孔挿入部と大なる係止部とを設け、ピン孔にピン孔挿入部を挿入するとともに、プリフォームの外面に係止部を当接させて型内に固定し、鋳造している。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸支持用の軸受を保持する軸受保持部を設け、この軸受保持部を内部にプリフォームを鋳込んでアルミ合金で形成し、前記軸受保持部に前記プリフォームを貫通して外方に延びる貫通孔を形成したクランク軸支持装置の製造方法において、前記貫通孔を鋳抜き加工すべく鋳抜きピンと、前記プリフォームに穿設されて前記鋳抜きピンを収容するピン孔とを設け、前記鋳抜きピンはその外径が前記ピン孔の内径より小なるピン孔挿入部と大なる係止部とを設け、前記ピン孔に前記ピン孔挿入部を挿入するとともに、前記プリフォームの外面に前記係止部を当接させて型内に固定し、鋳造することを特徴とするクランク軸支持装置の製造方法。
【請求項２】
前記鋳抜きピンは、前記係止部の外径が前記貫通孔の内径よりも小に形成され、鋳造後の切削加工によって前記貫通孔を形成することを特徴とする請求項１に記載のクランク軸支持装置の製造方法。
【請求項３】
前記鋳抜きピンは、前記ピン孔の両端部から対向して挿入されることを特徴とする請求項１に記載のクランク軸支持装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はクランク軸支持装置の製造方法に係り、特に軸受保持部にプリフォームを鋳込んだクランク軸支持装置の鋳造時に鋳抜きピンを利用してプリフォームのずれを防止するクランク軸支持装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両のエンジンにおいては、シリンダが形成されたシリンダブロックの上部にシリンダヘッドを設置し、シリンダブロックの下部にはクランク軸をシリンダブロックと共に支持するクランク軸支持用の軸受を保持する軸受保持部を設け、この軸受保持部を内側に設けたクランクロアケースの下部にオイルパンを取り付けて構成されたクランク軸支持装置がある。
【０００３】
クランク軸支持装置の製造方法としては、特開平６−１４２８３４号公報に開示されるものがある。この公報に開示されるシリンダブロックの鋳造装置は、ウォータジャケット用中子の両方の内側面に支持用凹部を夫々形成し、複数の第１の鋳抜きピンによってウォータジャケット用中子の各支持用凹部の側面および天井面を支持し、複数の第２の鋳抜きピンによってウォータジャケット用中子の外側面および頂部を支持し、ウォータジャケット用中子をキャビティ内に安定した状態で位置決めし、しかも溶湯圧によるウォータジャケット用中子の内側および外側への変形を防止している。
【０００４】
また、特開２０００−３３７３４８号公報に開示されるものがある。この公報に開示されるクランクシャフト用軸受は、内燃機関のクランクシャフトを支持するための支持構造と、支持構造を保持するための保持部分とを有するクランクシャフト用軸受において、支持構造の材料が多孔質材料であり、保持部分の材料が支持構造の孔内に流入しており、異なる材料からなる複数の部材を具備するクランクシャフト用軸受においてこれら複数の部材間の連結強度を向上させている。
【０００５】
更に、特開２００２−６１５３８号公報に開示されるものがある。この公報に開示されるシリンダブロック及びその製造方法は、シリンダブロック本体部と、該本体部の下面に取り付けられた軸受と、これらの本体部の下面及び軸受によって形成された軸受部に回転可能に支持されたクランクシャフトとを備え、軸受部の摺動部にアルミニウム合金層を設け、該アルミニウム合金層の周辺部に複合材を設けたシリンダブロックであって、複合材の熱膨張率が摺動部に設けたアルミニウム合金層よりも小さいシリンダブロックであり、高温時におけるエンジンの振動や騒音が小さいとともに、重量を小さくしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のクランク軸支持装置の製造方法においては、シリンダブロック及びクランクロアケースを軽量化するためにアルミ合金で形成するとともに、クランク軸を鉄で形成する場合に、クランク軸支持用の軸受を保持する軸受保持部の熱膨張によるオイルクリアランスの拡大を抑制する軸受構造の１つとして、アルミナ繊維を焼成したアルミに溶浸させ、プリフォームをＦＲＭ（繊維強化金属）とするものがある。
【０００７】
このとき、ＦＲＭは、アルミよりも熱膨張率が小さいため、オイルクリアランスの拡大を抑制し、騒音を低減することが可能である。
【０００８】
そして、前記クランクロアケースの軸受保持部をＦＲＭとして形成する際には、ダイキャスト型にプリフォームを入れ、アルミ合金によって鋳造している。
【０００９】
つまり、図５に示す如く、左右の第１、第２金型１２０、１２２間に上下の第３、第４金型１２４、１２６を位置させ、これらの第１〜第４金型１２０、１２２、１２４、１２６内にプリフォーム１１４を位置させる。
【００１０】
このとき、プリフォーム１１４に形成されるピン孔１１６に、テーパ形状とした上部及び下部鋳抜きピン１２８、１３０を上下方向から挿入し、第１〜第４金型１２０、１２２、１２４、１２６内にプリフォーム１１４を位置させて鋳造を行っている。
【００１１】
また、前記プリフォーム１１４を鋳込んだアルミ合金に貫通孔１１８を形成する場合に、プリフォーム１１４は硬く切削加工が困難なため、切削部位を少なくするためにプリフォーム１１４に予め貫通孔１１８よりも小径のピン孔１１６を形成するとともに、このピン孔１１６に上部及び下部鋳抜きピン１２８、１３０を挿入して鋳造を行った後に、切削加工で貫通孔を形成しているとともに、ピン孔のバラツキを考慮して上部及び下部鋳抜きピン１２８、１３０はピン孔１１６に隙間ｓを持って挿入されていた。
【００１２】
この結果、鋳造時には、図５に太矢印で示す如く、溶湯の流れによってプリフォーム１１４の位置がずれるという不都合があった。
【００１３】
また、前記ずれによって鋳造時の溶湯流れの衝撃でプリフォームの破壊や加工性の悪いＦＲＭが加工面に露出する等の不具合が惹起されるという不都合もある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、クランク軸支持用の軸受を保持する軸受保持部を設け、この軸受保持部を内部にプリフォームを鋳込んでアルミ合金で形成し、前記軸受保持部に前記プリフォームを貫通して外方に延びる貫通孔を形成したクランク軸支持装置の製造方法において、前記貫通孔を鋳抜き加工すべく鋳抜きピンと、前記プリフォームに穿設されて前記鋳抜きピンを収容するピン孔とを設け、前記鋳抜きピンはその外径が前記ピン孔の内径より小なるピン孔挿入部と大なる係止部とを設け、前記ピン孔に前記ピン孔挿入部を挿入するとともに、前記プリフォームの外面に前記係止部を当接させて型内に固定し、鋳造することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
上述の如く発明したことにより、鋳造時には、ピン孔にピン孔挿入部を挿入するとともに、プリフォームの外面に係止部を当接させて型内に固定した後に鋳造し、鋳造時に鋳抜きピンを利用してプリフォームの位置ずれを防止している。
【００１６】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００１７】
図１及び図２はこの発明の実施例を示すものである。図２において、２はエンジン、４はシリンダブロックである。
【００１８】
前記エンジン２は、図示しないシリンダが形成されたシリンダブロック４の上部にシリンダヘッド（図示せず）を設置し、シリンダブロック４の下部にはクランク軸６をシリンダブロック４と共に支持するクランク軸支持用の軸受８を保持する軸受保持部１０を設け、この軸受保持部１０を内側に設けたクランクロアケース１２の下部にオイルパン（図示せず）を取り付けている。
【００１９】
そして、軸受保持部１０は、内部にプリフォーム１４を鋳込んだアルミ合金で形成される。
【００２０】
また、前記軸受保持部１０に、プリフォーム１４を貫通して外方に延び、且つ後述する鋳抜きピン、つまり上部及び下部鋳抜きピン２８、３０を収容する内径ａのピン孔１６を設けるとともに、鋳造後には、図１に２点鎖線で示す如く、前記プリフォーム１４を貫通して外方に延び、且つピン孔１６よりも大なる内径ｂを有する貫通孔１８を切削加工によって形成する必要がある。
【００２１】
更に、前記軸受保持部１０を形成する際に、ダイキャスト型、例えば左右の第１、第２金型２０、２２と、これらの第１、第２金型２０、２２間に位置する上下の第３、第４金型２４、２６とを設け、これらの第１〜第４金型２０、２２、２４、２６内にプリフォーム１４を位置させるために、上部の第３金型２４側の上部鋳抜きピン２８と、下部の第４金型２６側の下部鋳抜きピン３０とを設ける。なお、前記金型においては、図１において、上下及び左右に位置する第１〜第４金型２０、２２、２４、２６以外に、図１の手前側及び奥側に位置する金型も必要であるが、この２つの金型についての説明は省略する。
【００２２】
このとき、上部及び下部鋳抜きピン２８、３０には、その外径が前記ピン孔１６の内径ａより小なるピン孔挿入部２８−１、３０−１と、ピン孔１６の内径ａより大なる外径ｃを有する段差状の係止部２８−２、３０−２とを設ける。
【００２３】
なお、ピン孔挿入部２８−１、３０−１は、図１に示す如く、夫々の第３、第４金型２４、２６側から離間するに連れて漸次外径が小となるテーパ形状に形成されるとともに、前記係止部２８−２、３０−２の外径ｃは、前記貫通孔１８の内径ｂよりも小に形成する。
【００２４】
また、上部及び下部鋳抜きピン２８、３０は、図１に示す如く、ピン孔１６の両端部、つまり上下方向から対向して挿入されるものである。
【００２５】
なお、符号３２は、溶解したアルミ合金を供給する溶湯入口、３４は余剰のアルミ合金を排出する溶湯出口、３６は前記シリンダブロック４にクランクロアケース１２を固定する固定ボルトである。
【００２６】
次に作用を説明する。
【００２７】
鋳造行程の際には、先ず、前記ピン孔１６内に、このピン孔１６の両端部、つまり上下方向から対向して上部及び下部鋳抜きピン２８、３０のピン孔挿入部２８−１、３０−１を挿入する。
【００２８】
そして、前記プリフォーム１４の外面に前記係止部２８−２、３０−２を当接させつつ、プリフォーム１４を第１〜第４金型２０、２２、２４、２６内に固定する。
【００２９】
前記プリフォーム１４の固定後に、溶湯入口３２から溶解したアルミ合金を、プリフォーム１４の外周に形成される空間部位、つまり第１〜第４金型２０、２２、２４、２６内に供給し、鋳造する。
【００３０】
このとき、前記プリフォーム１４に形成したピン孔１６の両端部位は、上部及び下部鋳抜きピン２８、３０の係止部２８−２、３０−２によって閉塞された状態で鋳造が行われるが、プリフォーム１４の図示しない内部空間を介して、ピン孔１６の内部まで溶湯が含浸されるものである。
【００３１】
鋳造後に、図１の２点鎖線及び図２に示す如く、前記プリフォーム１４を貫通して外方に延び、且つ前記係止部２８−２、３０−２よりも大なる内径ｂを有する貫通孔１８を切削加工によって形成し、切削加工後には、表面部位に上部及び下部鋳抜きピン２８、３０の係止部２８−２、３０−２の形跡は残らない。
【００３２】
これにより、上部及び下部鋳抜きピン２８、３０に、その外径が前記ピン孔１６の内径ａより小なるピン孔挿入部２８−１、３０−１と、ピン孔１６の内径ａより大なる外径ｃを有する係止部２８−２、３０−２とを設け、ピン孔１６にピン孔挿入部２８−１、３０−１を挿入するとともに、前記プリフォーム１４の外面に係止部２８−２、３０−２を当接させて型、つまり第１〜第４金型２０、２２、２４、２６内にプリフォーム１４を固定して鋳造することによって、鋳造時に上部及び下部鋳抜きピン２８、３０を利用してプリフォーム１４の位置ずれを防止でき、実用上有利である。
【００３３】
また、上部及び下部鋳抜きピン２８、３０は、係止部２８−２、３０−２の外径ｃを貫通孔１８の内径ｂよりも小に形成し、鋳造後の切削加工によって前記貫通孔１８を形成することにより、貫通孔１８の切削加工時に係止部２８−２、３０−２の外径ｃに対応する鋳抜き部分を一度に除去でき、切削加工を容易に行い得る。
【００３４】
更に、上部及び下部鋳抜きピン２８、３０を、前記ピン孔１６内に、このピン孔１６の両端部、つまり上下方向から対向して挿入することにより、上部及び下部鋳抜きピン２８、３０の係止部２８−２、３０−２でプリフォーム１４を挟んで固定し、鋳造時のプリフォーム１４のずれを防止し得る。
【００３５】
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【００３６】
例えば、この発明の実施例においては、クランク軸支持用の軸受を保持する軸受保持部について説明したが、クランク軸以外にも、カム軸支持用の軸受を保持する軸受保持部、あるいはトランスミッション内の軸部支持用の軸受を保持する軸受保持部に適用することが可能である。
【００３７】
また、この発明の実施例においては、上部及び下部鋳抜きピン２８、３０に、その外径が前記ピン孔１６の内径ａより小なるピン孔挿入部２８−１、３０−１と、ピン孔１６の内径ａより大なる外径ｃを有する段差状の係止部２８−２、３０−２とを設ける構成としたが、鋳抜きピン４２にプリフォームの横方向へのずれを防止する突起部４４を設ける特別構成とすることも可能である。
【００３８】
すなわち、鋳抜きピン４２に、図３に示す如く、その外径が前記ピン孔の内径より小なるピン孔挿入部４２−１と、ピン孔の内径より大なる外径を有する段差状の係止部４２−２とを設けるとともに、前記ピン孔挿入部４２−１の外周部位に円周等間隔に複数個、例えば４個の脈状の突起部４４を設ける。
【００３９】
そしてこのとき、突起部４４の外径は、ピン孔挿入部４２−１の先端側でピン孔の内径より小さく、且つピン孔挿入部４２−１の元側、つまり係止部４２−２側でピン孔の内径と同じ大きさとするものである。
【００４０】
さすれば、プリフォームのピン孔内に鋳抜きピン４２のピン孔挿入部４２−１を挿入した際に、ピン孔の内面に突起部４４が接触して、ピン孔内に鋳抜きピン４２のピン孔挿入部４２−１がおさまることとなり、プリフォームの横方向へのずれが防止されるとともに、ピン孔と突起部４４との接触部位が少ないことにより、鋳造後の鋳抜きピン４２が抜き取り易いものである。
【００４１】
更に、この発明の実施例においては、上下及び左右に位置する第１〜第４金型内にプリフォーム１４を位置させる際に、プリフォーム１４の位置決め機能を有する位置決め手段５２を設ける特別構成とすることも可能である。
【００４２】
すなわち、位置決め手段５２は上下に位置する第３及び第４金型２４、２６と上部及び下部鋳抜きピン５４、５６とを凹凸嵌合させるものである。
【００４３】
詳述すれば、図４に示す如く、上部に位置する第３金型２４に、例えば第１凹部５８を形成するとともに、下部に位置する第４金型２６に、例えば第２凹部６０を形成し、前記第１凹部５８に合致する形状の第１凸部６２を上部鋳抜きピン５４に形成するとともに、前記第２凹部６０に合致する形状の第２凸部６４を下部鋳抜きピン５６に形成する。
【００４４】
なお、前記第１、第２凹部５８、６０は、図４において前側から奥側に延びる溝形状に形成されるとともに、前記第１、第２凸部６２、６４は、図４において前側から奥側に延びる脈状に形成される。
【００４５】
そして、上下及び左右に位置する第１〜第４金型内にプリフォーム１４を位置させる際に、先ず、プリフォーム１４のピン孔１６内に上部鋳抜きピン５４のピン孔挿入部５４−１を挿入するとともに、下部鋳抜きピン５６のピン孔挿入部５６−１を挿入し、次に上部鋳抜きピン５４に形成した第１凸部６２を上部に位置する第３金型２４に形成した第１凹部５８に合致させるとともに、下部鋳抜きピン５６に形成した第２凸部６４を下部に位置する第４金型２６に形成した第２凹部６０に合致させつつ、上下及び左右に位置する第１〜第４金型内にプリフォーム１４を位置させれば、プリフォーム１４の上下及び左右方向に対する位置決めを行うことができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、クランク軸支持用の軸受を保持する軸受保持部を設け、軸受保持部を内部にプリフォームを鋳込んでアルミ合金で形成し、軸受保持部に前記プリフォームを貫通して外方に延びる貫通孔を形成したクランク軸支持装置の製造方法において、貫通孔を鋳抜き加工すべく鋳抜きピンと、プリフォームに穿設されて鋳抜きピンを収容するピン孔とを設け、鋳抜きピンはその外径がピン孔の内径より小なるピン孔挿入部と大なる係止部とを設け、ピン孔にピン孔挿入部を挿入するとともに、プリフォームの外面に係止部を当接させて型内に固定し、鋳造するので、鋳造時に鋳抜きピンを利用してプリフォームの位置ずれを防止でき、実用上有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す鋳造工程における鋳抜きピン挿入状態の概略図である。
【図２】この発明のエンジンの概略構成図である。
【図３】この発明の他の第１の実施例を示す鋳抜きピンの概略拡大図である。
【図４】この発明の他の第２の実施例を示す金型とプリフォームと鋳抜きピンとの要部拡大図である。
【図５】この発明の従来技術を示す鋳造工程における鋳抜きピン挿入状態の概略図である。
【符号の説明】
２　エンジン
４　シリンダブロック
６　クランク軸
８　軸受
１０　軸受保持部
１２　クランクロアケース
１４　プリフォーム
１６　ピン孔
１８　貫通孔
２０　第１金型
２２　第２金型
２４　第３金型
２６　第４金型
２８　上部鋳抜きピン
３０　下部鋳抜きピン
２８−１　ピン孔挿入部
２８−２　係止部
３０−１　ピン孔挿入部
３０−２　係止部
【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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