JPH03169454A

JPH03169454A - 軽合金製シリンダブロックの鋳造方法

Info

Publication number: JPH03169454A
Application number: JP30978189A
Authority: JP
Inventors: Koji Hayashi; 浩司林; Kouichi Norio; 則尾　浩市; Takahiro Idemoto; 井手元　孝博; Kazuo Takeuchi; 一雄竹内; Yasuhiro Fukumoto; 康博福本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-11-28
Filing date: 1989-11-28
Publication date: 1991-07-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は軽合金製シリンダブロックの鋳造方法に関する
ものである。

（従来の技術）近年自動車用エンジンにおいては、エンジンの軽量化の
要請から、シリンダブロノクを軽合金、例えば、アルミ
合金で鋳造成形することが行なイつれているが、この場
合、シリンダ摺動而の耐摩托性の向上を図るために、鋳
鉄製のシリンダライナを鋳ぐるむようにしている。

ところが、このように鋳鉄製のシリンダライナを軽合金
製シリンダブロックに鋳ぐるんた場合には、主として溶
湯凝固後における鋳造品の冷却収縮によってシリンダラ
イナの変形が発生するという問題があった。このシリン
ダライナの変形状態を第５図に誇張して図示しているが
、この図からも分かる通り、シリンダブロック５ｌの長
手方向に大きく収縮し、各気簡のシリンダライナ５２５
２．・・の内でもシリンダ列設方向中央の気筒にわける
ノリンダライナ５２の変形が最も大きくなる。

このようなソリンダライナの変形は、例えば、鋳遣成形
後にンリンダライナ内面を研削加工する場合、変形量に
応じて研削堵が異なるところからシリンダライナが偏肉
状態となりエンジンの運転状態においてンリンダ摺動面
の真円度が確保できなくなる等の不具合を招くおそれが
あるためこれを可及的に防止する必要かある。

このような観点から、例えば、特開昭６２−８１２４８
号公報にはンリンダライナに拡径力を与えたまま該シリ
ンダライナ温度が常温となるまで保持し、該シリンダラ
イナの円周回りにおける熱膨張量を略均一にする技術が
提案されている。

（発明が解決しようとする課題）ところが、この従来技術のものは、鋳造成形後、鋳這品
を金型内に保持した状態のまま放冷ずるものであるため
、例え金型内に冷却水等の冷却手段があったとしても（
上掲公知例には開示されていない）、金型を介して鋳造
品を冷却するものであるため、該鋳造品の冷却に長時間
を要し、結果的に鋳造工程における作業時間が長くなり
、作業能率が低下するという問題が生じることになる。

また、この従来技術のものにおいては、シリンダライナ
内に専用の拡径装置を配置するものであるため、金型の
構造が複雑化しコストアップになるという問題もあった
。

そこで本発明は、より簡易且つ安価な構成によって鋳造
品の冷却収縮によるシリンダライナの変形を防止すると
ともに、鋳造工程における作業性の向−１二を図るよう
にした軽合金製ンリンダブロックの鋳造方法を提案する
ことを目的としてなされた乙のである。

（課題を解決するための手段）本発明ではかかる課題を解決するための具体的手段とし
て、シリンダライナをその内面側からほぼ接触状態で保
持する保持部と該シリンダライナを囲繞するようにして
配置されたジャケソト中子とを備えたシリンダブロック
のトップデソキ側に対応するベース金型と該ヘース金型
に対して衝合・分離可能に配置されこれらの間にシリン
ダブロック形成用のキャビティを構成する複数のサブ金
型とを備えた鋳造装置において、上記キャビティへの注
湯後の型開き時に、先ず上記ベース金型を鋳造品側に残
したまま」二記各サブ金型を該鋳造品から離型させた後
、上記ベース金型側に保持された上まの鋳造品を強制冷
却手段により強制的に冷却し、該鋳造品か所定温度まで
低下した時点で上記ヘース金型を上記鋳造品から離型さ
せるようにしたことを特徴としている。

（作用）本発明ではこのような構成であるから、■ノリンダライ
ナ内にベース金型の保持部を残したまま鋳造品が冷却さ
れるため、該鋳造品の冷却収縮によるンリンダライナの
変形が該保持部によって可及的に抑制される、 ■鋳造品の冷却が強制冷却手段によって強制的に短時間
で完了せしめられる、等の作用が得られる。

（発明の効果）従って、本発明の軽合金製シリンダブロックの鋳遣方法
によれば、 ■シリンダライナの変形抑制がベース金型そのものによ
って行なわれ、何等専用の装置を必要としないことから
鋳造装置の構造が簡略化されコストダウンが図れる、 ■鋳造品の冷却が短時間で行なわれるところから、鋳遣
工程における作業タクトを短くして作業能率の向上が図
れる、等の効果が得られる。

（実施例）以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を説明
する。

第１図及び第２図には、本発明の実施例にかかる鋳造方
法の実施に供される鋳造装置Ｚが示されている。この鋳
造装置Ｚは、アルミ合金製のＶ型６気筒用シリンダブロ
ックを鋳造戚形するためのものであって、可動ブロック
３０に配置されシリンダブロックのトップデソキ側を形
成する第１金型ｌと、該第１金型ｌに対して相対的に衝
合・分離可能に固定ブロック３１に配置されシリンダブ
ロックのボトムデッキ側を形成する第２金型２と、該第
１金型ｌに対してその上方並びに下方から衝合・分離可
能に配置されシリンダブロックの側部に形成する第３金
型３と第４金型４とを有している（尚、シリンダブロッ
クの両端面側を形成する金型の図示は省略する）。即ち
、この実施例のものにおいては、上記第１金型１が特許
請求の範囲中のベース金型に該当し、それ以外の金型２
，３．４がサブ金型にそれぞれ該当する。

そして、これら各金型ｌ〜４によってその内部にキャビ
ティ５が形或される。尚、これら移動側の各金型２〜４
の移動方向は第Ｉ図及び第２図に矢印Ａ−Ｆで示す通り
である。

上記第１金型ｌは、バンク間部分を形成する金型本体Ｉ
Ｉと各バンクのシリンダボア側を形成する左右一対のボ
ア形成部１　２．１　２とを有している。

そして、このボア形成部Ｉ２は、上記金型本体ＩＩに対
してンリンダボア軸方向（矢印Ｇ　−　Ｈ方向）に移動
可能となっている。また、このボア形成１１２の先端部
には、シリンダライナ１５をほぼ密着状態で嵌合させて
保持するロツド状の保持郎１４と該保持部ｌ４の外側を
取り巻くように配置されたジャケソト中子ｌ３とがそれ
ぞれ設けられている。この保持部Ｉ４には、型合せ時に
予じメシリンダライナｌ５が嵌合保持されるが、この保
持部１４へのノリンダライナ１５の嵌合状態においては
、第１図及び第２図に示すように、該保持部ｌ４の頂部
１４ａがシリンダライナ１５の上端面よりも適宜寸法だ
け前方に突出（第３図の鎖線図示１４ａ’　部分参照）
するように該保持部１４の長さがンリンダライナ１５に
対して相対的に設定されている。

このように構成された鋳造装置Ｚによって７リングブロ
ックを鋳造成形する場合には、先ず、第１図に示すよう
に、第１金型１の各保持郎ｌ４１４，・・にそれぞれシ
リンダライナｌ５を嵌合保持させた状態で、この第１金
型ｌに対して第２〜第４金型２〜４を衝合させてこれら
の間にキャビティ５を形成する。そして、この伏態で該
キャビティ５内にアルミ合金の溶湯を注入する。

この溶湯がキャビティ５内で凝固してここに鋳造品６が
形成された後に型開きするが、その場合、第２図に示す
ように、先ず、第２金型２をもった固定ブロック３ｌに
対して、第１金型Ｉと第３金型３と第４金型４とをもっ
た可動ブロック３ｏを型開きし、その後、可動ブロック
３ｏ側において第１金型ｌに対して第３金型３と第４金
型４とをそれぞれ型開きしてこれらを鋳造品６から離型
させる。また、これと同時に、第１金型ｌ側においては
、第３図に示すように、金型本体ＩＩはそのままで、ボ
ア形成郎ｌ２のみを、上記保持部ｌ４の項部１４ａがン
リンダライナ１５の上端而１５ａとほぼ面一となる程度
に若干後退させる（同図において、鎖線図示位置１４ａ
′から実線図示位置ｌ４まで後退させる）。

従って、この状態においては、アルミ合金母村内に鋳ぐ
るまれたシリンダライナｌ５の内面側が保持部１４によ
ってバックアップされるとともに、ジャケット中子１３
側においては、これが所定の抜き勾配を有しているとこ
ろから、該ジャケット中子１３の表面とこれによって形
成されたウォータジャケット６１の内面との間には微少
隙間が生じている。このように、溶湯の凝固後にボア形
成部ｌ２を少し後退させてジャケット中子Ｉ３とウォー
タジャケット６１との間に隙間を形成するのは、該ジャ
ケット中子Ｉ３の先端部は抜き勾配のためにその厚さが
非常に薄くなっており、このため該ジャケソト中子ｌ３
を注湯時の状態のままにして置くと、ガイ先端部が高温
の鋳造品６の熱によって焼付きあるいは溶損するおそれ
があり、これを未然に防止するために上記隙間をとるよ
うにしたものである。尚、この場合、保持部ｌ４はほと
んど抜き勾配のないロッド状に形成されているため、シ
リンダライナ１５のバックアップ状態を維持する。

然る後、この状態において、第２図に示すように型開き
された金型内に給水ヘッド２ｌを挿入し、そのノズル２
２，２２．・・からエア混じりの冷却水を上記第１金型
ｌ側に保持されたままの状態の鋳造品６に対して噴霧し
、該鋳造品６を素早く所定温度まで強制的に冷却する（
この実施例においては、この給水ヘッド２【が特許請求
の範囲中の強制冷却手段を構成する）。

この冷却水による強制冷却によって鋳造品６は負速に冷
却収縮し、この収縮力かシリンダライナｌ５の外周側に
かかるが、このンリンダライナｌ５はその内側から保持
郎１４によってバックアップされているため、該収縮力
を受けても殆ど変形することなくその真円度を維持する
（シリンダライナの変形抑制作用の実現）。

この鋳造品６の第ｌ金型１側への保持は、該鋳造品６の
温度が所定温度（後連する）になるまで持続される。そ
して、所定温度まで低下した後に、鋳造品６を第１金型
１から離型させる。これで、シリンダブロックの鋳造が
完了する。

ここで、上記の所定温度とは、鋳造品６の冷却収縮がシ
リンダライナｌ５の変形にさほど影響を及ぼさなくなる
ような温度であって、この実施例においては約２７０℃
程度に設定している。この温度の設定根拠は、次の通り
である。

即ち、本願発明者らは、鋳造品６を金型から取り出した
時の温度とその場合におけるシリンダライナｌ５の変形
量との相関関係を実験によって確認したが、その結果は
、第４図に示す通りであった。

この実験結果から分かるように、鋳造品６の取出温度が
約２７０℃よりも高い状態においてはシリンダライナＩ
５の変形量が急激に大きくなるが、２７０゜Ｃ以下にお
いてはその変形量は３００μ以下と比較的小さく、この
程度であれば鋳造後に７リンダライナ内面の研削加工を
行ってら該シリンダライナに大きな偏肉が生じることも
なく実用上何等支障がないと思われる。このようなシリ
ンダライナの変形量という観点からの理由と、鋳造作業
のタクト短縮化による作業能率の向上という観点からの
理由とを比較考量して、この実施例においては上記所定
温度を約２７０℃に設定したちのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の鋳造方法の実施に供される鋳遣装置の
要部縦断而図、第２図は第ｌ図に示した鋳造装置の状態
変化図、第３図は第２図の部分拡大図、第４図は鋳造品
の温度と変形量の相関図、第５図はシリンダライナの変
形状態を誇張して示した説明図である。ｌ・・・第ｌ金型（ベース金型）２・・・第２金型（サブ金型）３・・・第３金型（サブ金型）４・・・第４金型（サブ金型）５・・・キャビティ６・・・鋳造品１１・・金型本体！２・・ボア形成部１３・・ジャケット中子１４・・保持部ｌ５・・シリンダライナ２ｌ・・給水ヘッド２２　・・ノズル第１図１・・・第１金型（ベース金型）２・・・第２金型（サブ金型）３・・・第３金型（サブ金型）４・・・第４金型（サブ金型）５・・・キャビティ６・・・鋳造品１１・・金型本体ｌ２・・ボア形成郎１３・・ジャケット中子Ｉ４・・保持部１５・・シリンダライナ２１・・給水ヘッド２２・・ノズル第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

１、シリンダライナをその内面側からほぼ接触状態で保
持する保持部と該シリンダライナを囲繞するようにして
配置されたジャケット中子とを備えたシリンダブロック
のトップデッキ側に対応するベース金型と該ベース金型
に対して衝合・分離可能に配置されこれらの間にシリン
ダブロック形成用のキャビティを構成する複数のサブ金
型とを備えた鋳造装置において、上記キャビティへの注
湯後の型開き時に、先ず上記ベース金型を鋳造品側に残
したまま上記各サブ金型を該鋳造品から離型させた後、
上記ベース金型側に保持されたままの鋳造品を強制冷却
手段により強制的に冷却し、該鋳造品が所定温度まで低
下した時点で上記ベース金型を上記鋳造品から離型させ
るようにしたことを特徴とする軽合金製シリンダブロッ
クの鋳造方法。