JPH07108448B2 - シリンダブロックの鋳造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はシリンダブロックの鋳造装置に関し、さらに詳
しくは例えばアルミ合金製のシリンダブロックを低圧鋳
造法によって製造するに際し、シリンダライナ，ウォー
タジャケット中子およびクランクケース中子を高精度に
かつ自動的に位置決めできるようにした鋳造装置に関す
る。

従来の技術 金型に対して中子を自動的にセットできる機能を備えた
低圧鋳造装置としては例えば特開昭62−179860号公報に
開示されているものがある。

この鋳造装置は、下型を取り付ける下ダイベースと、中
子を一時待機させておく中子定盤と、上型から離型され
る製品を受け取る製品受け取り機構とのそれぞれを水平
方向に適宜の間隔をおいて配置し、下ダイベースおよび
中子定盤の上方に、これらの間を往復動する第１台車を
設け、この第１台車には中子把持機構を昇降可能に装着
し、さらに、下ダイベースおよび製品受け取り機構の上
方に、これらの間を往復動する第２台車を設け、この第
２台車には上型を取り付ける上ダイベースを昇降可能に
装着したものである。

この構造によると、第１台車と第２台車とを交互に作動
させることにより、下型に対する中子の位置決めに始ま
って型締めと注湯、さらには型開きおよび製品取り出し
までを自動的に行うことができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記の低圧鋳造装置においては、中子把持
機構に把持された中子が下型に位置決めされたのちは中
子把持機構が中子を解放して退避してしまうことから、
下型と上型とが型合わせされるまでの間は、中子が単に
下型上に置かれているだけで中子を拘束するものが何も
存在しないことになる。したがって、従来の装置では中
子自体がきわめて姿勢安定性にすぐれている製品の鋳造
のみに適用できるものであって、シリンダブロックのよ
うに中子の形状が複雑かつ不安定で、しかもウォータジ
ャケット中子のように中子を実質的に下型から浮かせた
状態で位置決めしなければならない場合には中子を高精
度に位置決めすることができなかった。

本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたもので、
下型に対してシリンダライナ，ウォータジャケット中子
およびクランクケース中子を高精度に位置決めすること
ができ、しかもその位置決めをきわめて簡易，迅速に行
うことができるシリンダブロックの鋳造装置を提供する
ものである。

課題を解決するための手段 本発明は、先ず第４図に示すようにシリンダブロックＷ
のクランクケースＣにおいて一方のスカート部S₁の下端
部を内側に湾曲させ、シリンダボア中心線を含む平面を
中心としてスカート部S₁，S₂を左右非対象に形成したシ
リンダブロックを鋳造するものであることを前提とす
る。このような形状のシリンダブロックは例えば四輪駆
動車のエンジンに用いられる。

そして、本発明の鋳造装置は、注湯位置で水平な下部固
定プレートに固定された固定下型と、下部固定プレート
上に設けられ、固定下型に対して進退可能な一対の横型
と、注湯位置に隣接する待機位置に設けられて、シリン
ダライナおよびウォータジャケット中子のほか、上記の
湾曲したスカート部に対応して下型の一部を構成するク
ランクケース中子の三者を正規の鋳ぐるみ位置に位置決
めする治具と、前記注湯位置と待機位置との間を水平方
向に移動可能であって、昇降可能な金型取付フレームを
備えた走行台車と、金型取付フレームに取り付けられ、
この金型取付フレームとともに固定下型に対して昇降動
作するボア型と、金型取付フレームに取り付けられると
ともにボア型に対し水平方向に進退可能であって、前記
固定下型，横型およびボア型とともに製品部空間を形成
する前後型と、前記前後型に形成されるとともに、ウォ
ータジャケット中子およびクランクケース中子の幅木と
嵌合してウォータジャケット中子およびクランクケース
中子を位置決め支持する幅木差込部と、前記ボア型の周
面に形成されるとともに減圧手段に接続され、前記シリ
ンダライナをボア型に吸着して位置決め支持する吸引開
口部と、前記治具に設けられてウォータジャケット中子
を位置決めするとともに、治具と金型取付フレームとの
上下方向の相対変位に応じてクランクケース中子との干
渉を回避する方向に待避する可動式の位置決め部材とを
備えている。

作用 この構造によると、治具上に位置決めされたシリンダラ
イナ，ウォータジャケット中子およびクランクケース中
子のうち、シリンダライナはボア型で、ウォータジャケ
ット中子とクランクケース中子は前後型の幅木差込部に
よってそれぞれ先の位置決め状態のままで支持した上、
注湯位置においてボア型および前後型を固定下型に対し
て位置決めすることで、シリンダライナ，ウォータジャ
ケット中子およびクランクケース中子の固定下型に対す
る位置決めがなされる。

そして、上記の固定下型，ボア型，前後型に横型を加え
て相互に位置決めした上で注湯することにより、シリン
ダライナ，ウォータジャケット中子およびクランクケー
ス中子は各型に位置決め支持されたままで鋳造されて鋳
ぐるみされることになる。

なお、ここにいう鋳ぐるみとは、鋳ぐるみされた結果そ
の部材が製品の一部として残るか否かにかかわらず、シ
リンダブロック内の所定位置に一旦は鋳ぐるみされると
いう意味で使用するものとする。

実施例 第１図は本発明の鋳造装置の一実施例を示す斜視図であ
り、第２図，第３図はその要部断面正面図および側面図
である。

図中P₁は注湯ステーションを、P₂は注湯ステーションP₁
の一方側（図では左側）に隣接する待機ステーション
を、P₃は注湯ステーションP₁の他方側（図では右側）に
隣接する金型交換ステーションをそれぞれ示す。

注湯ステーションP₁に下部固定プレート１を水平に配設
して、この下部固定プレート１上に固定下型２を固設す
るとともに、その固定下型２に対し、より正確には、固
定下型２の中央部に対し、水平シリンダ３の作動により
左右方向から進退駆動される横型４を設け、下部固定プ
レート１の下方には溶湯保持炉５を配置してある。

また、上述したそれぞれのステーションP₁，P₂，P₃に
は、二本で一対をなす軌道レール６を掛け渡し、この軌
道レール６に、待機ステーションP₂と金型交換ステーシ
ョンP₃との間で走行する走行台車７を設けてある。

走行台車７には、その走行駆動源としてのモータ８を設
けるとともに、昇降シリンダ９によって昇降駆動される
金型取付フレーム10を支持させ、走行台車７に対する金
型取付フレーム10の上下動を複数本のガイドロッド11に
て案内するようにしてある。そして金型取付フレーム10
の下面中央部分には上型12と一体のボア型13を固定し、
また金型取付フレーム10の下面前後部分には、第３図に
示すように前型15および後型16をボア型13に対して水平
に進退させる開閉シリンダ17および18をそれぞれ取り付
けてある。

注湯ステーションP₁の左側に隣接する待機ステーション
P₂には、リフター19およびトラバースレール20をそれぞ
れ配設し、このトラバースレール20を待機ステーション
P₂を経てその前後方向へ延在させてある。そして、その
トラバースレール20には、中子搬送台車21とワーク積載
台車22との２台の台車をそれぞれ搭載し、中子搬送台車
21には中子セット治具23を、ワーク積載台車22上にはワ
ーク受け治具24をそれぞれ位置決め載置してある。これ
らのそれぞれの台車21,22は、ロータリーアクチュエー
タ25,26を、クランク機構27,28を介して台車21,22にぞ
れぞれ連結することにより、各ロータリーアクチュエー
タ25,26の作動に基づきトラバースレール20のそれぞれ
の端部から待機ステーションP₂位置、言い換えればリフ
ター19の直上位置までの間で走行することができる。

ここで、リフター19は、いずれかの台車21または22がそ
の直上位置に位置したときに作動して、台車21または22
上の治具23または24を、そこに設けた窪み29とリフター
19のロケートピン30との嵌合にて所定の高さまで持ち上
げるべく機能する。

さらに、金型交換ステーションP₃には、その前後方向へ
延在する走行レール31に敷設し、この走行レール31上に
は金型交換台車32を載置してある。

以上のような鋳造装置の要部を第5,6図に基づいて以下
に詳述する。

第５図において、下部固定プレート１上の固定下型２に
設けた注湯口33をフィーダ34およびストーク35を介して
第1,2図に示す溶湯保持炉５に接続する一方、昇降シリ
ンダ９にブラケット36を介して連結された金型取付フレ
ーム10の下面に、上型12と一体のボア型13を取り付け、
上型12に上下方向に貫通させて配置したエジェクターピ
ン38を、連結板39を介して金型取付フレーム10の上面に
取り付けた製品押出シリンダ40に連結してある。そし
て、ボア型13の先端周面には吸引手段としての真空ポン
プ41に接続された吸引開口部42が形成されている。

さらに、前後の型15,16は第６図に示すように開閉シリ
ンダ17,18の各ロッド端に設けた金型取付板43に連結さ
れる一方、一対の横型4,4は水平シリンダ３のロッド端
に設けた金型取付板44にそれぞれ連結されている。そし
て、前後型15,16の型面には、第７図に示すウォータジ
ャケット中子45および第8,9図に示すクランクケース中
子46のそれぞれの幅木47,48,49の端部を嵌合させるため
の幅木差込部50,51,52を形成してある。

したがって、ボア型13に対し前後型15,16を前進姿勢と
するとともに、ボア型13を固定下型２に対し下降させ、
さらに横型4,4を固定下型２に対し前進させることで、
それらの型間にシリンダブロックＷの製品部空間（キャ
ビティ）Ｒが画成されることになる。

中子セット治具23は第10図に示すように、クランクケー
ス中子46を位置決めする治具本体53と、この治具本体53
に設けられてシリンダライナ54（第７図参照）を位置決
めする台座55と、同じく治具本体55に設けられてウォー
タジャケット中子45を位置決めする位置決めブロック5
6,57とから構成されている。そして、一方の位置決めブ
ロック57は治具本体53に立設したアーム58にピン59を介
して回転可能にヒンジ結合されており、第10図（Ａ）の
水平状態から上方への回転が可能となっている。

次に上記のように構成された鋳造装置の作用について説
明する。

例えば、第４図に示す直列４気筒エンジン用のシリンダ
ブロックＷを製造するに際しては、はじめに、中子搬送
台車21および中子セット治具23を、トラバースレール20
の一端部に第１図および第３図に示すように位置させた
状態で、その治具23の所定位置に、第７図に示すような
４本の鋳鉄製のシリンダライナ54とウォータジャケット
中子45および第8,9図のクランクケース中子46とを、と
もに500℃前後の温度に加熱して位置決め載置する。つ
まり、第２図および第10図（Ａ）に示すようにシリンダ
ライナ54,ウォータジャケット中子45およびクランクケ
ース中子46は製品形状の正規の鋳ぐるみ位置に相互に位
置決めされる。次いで、中子搬送台車21をロータリーア
クチュエータ25の作動により待機ステーションP₂へ移動
させ、このP₂位置において、中子セット治具23をそこに
位置決め載置したシリンダライナ54,ウォータジャケッ
ト中子45およびクランクケース中子46とともに、リフタ
ー19によって第11図に仮想線で示すその上昇限位置まで
上昇させる。

なお、この時点においては、金型取付フレーム10に取り
付けられた前後型15,16は、昇降シリンダ９の作動によ
りボア型13に対して後退姿勢とした状態で下降限位置に
待機している。

その結果、ボア型13はシリンダライナ54内へ進入し、併
せて吸引開口部42から真空ポンプ41により吸引すること
で、それぞれのシリンダライナ54をボア型13の周面に真
空吸着する。

ここで、シリンダライナ54の内周面は、第10図に示すよ
うに、ボア型13の進入部分の抜き勾配と対応する勾配を
有していることから、そのボア型13のシリンダライナ54
への進入が極めて円滑に行われることになる一方、シリ
ンダライナ54がその上昇限に達したときには、ボア型13
周面へのシリンダライナ54の密着に基づき、ボア型13に
対するシリンダライナ54の正確な位置決めが行われると
ともに、それら両者間への溶湯の差し込みが完全に防止
されることになる。

さらに、上記のボア型13とシリンダライナ54とが位置決
めされるのを待って、ボア型13に対し前後型15,16を開
閉シリンダ17,18により前進動作させることにより、第
６図，第７図および第８図に示すように中子セット治具
23上のウォータジャケット中子45およびクランクケース
中子46のそれぞれの幅木47,48,49を前後方15,16の幅木
差込部50,51,52内へ十分に進入させて、それらウォータ
ジャケット中子45およびクランクケース中子46の正確な
位置決めと保持とを行う。ここで、ウォータジャケット
中子45について幅木47,48の二箇所を支持することによ
り、幅木48を中心とした回転モーメントをおさえてより
正確な位置決めを可能にする。

このようにして、シリンダライナ54,ウォータジャケッ
ト中子45およびクランクケース中子46のそれぞれをボア
型13および前後方15,16によって高精度に位置決め保持
した後は、中子セット治具23をリフター19により下降さ
せた上、昇降シリンダ９を作動させて、金型取付フレー
ム10をボア型13および前後型15,16とともに、ひいては
シリンダライナ54および各中子45,46とともに持ち上
げ、引き続く走行台車７の所定量の走行運動に基づき、
シリンダライナ54および各中子45,46を第12図に実線で
示すように注湯ステーションP₁位置に正確に位置決めす
る。

この時、第10図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように中
子セット治具23が下降する過程では、それまでウォータ
ジャケット中子45を位置決め支持していた基準ブロック
57が、ウォータジャケット中子45よりも下方に位置して
いるクランクケース中子46と干渉することになる。しか
しながら、同図（Ｂ），（Ｃ）に示すようにクランクケ
ース中子46に接触した可動式の基準ブロック57が、中子
セット治具23の下動に伴って上方に回転して退避するこ
とで上記の干渉を回避する。

続いて、昇降シリンダ９の再度の伸長動作に基づき、ボ
ア型13および前後型15,16を次第に下降させ、それらを
第２図および第５図に示すように、固定下型２に対する
所定位置に正確にセットすることによって、ボア型13お
よび前後型15,16のそれぞれにて保持したシリンダライ
ナ54,ウォータジャケット中子45およびクランクケース
中子46もまたきわめて円滑に、しかも高精度にて固定下
型２に対して所定位置にセットされ、しかる後、水平シ
リンダ３によって横型４を固定下型２に対して前進させ
ることにより、第５図に示すようにそれぞれの型間に所
要の三次元形状を有するシリンダブロックの製品部空間
Ｒが形成される。その結果、クランクケース中子46は実
質的に固定下型２の一部として機能することになる。

かかる製品部空間Ｒに対しては、溶湯保持炉５内の溶湯
をストーク35,フィーダ34および注湯口33を経て注湯す
る。これによりシリンダライナ54および各中子45,46は
鋳ぐるみされる。

そして、溶湯が完全に凝固して所要のシリンダブロック
Ｗとなった後は、先ず横型４を固定下型２に対して後退
させ、次いで昇降シリンダ９によって上型12,ボア型13
および前後型15,16を第13図に示すようにシリンダブロ
ックＷとともに持ち上げ、しかる後、それらの型12,13,
15,16およびシリンダブロックＷを走行台車７によって
待機ステーションP₂へ移送するとともに、その位置で昇
降シリンダ９を伸長動作させてそれらの下降限位置にも
たらす。

続いて、トラバースレール20上の待機ステーションP₂位
置において、第14図に示すように予めワーク積載台車22
を搭載して待機しているリフター19を上昇動作させるこ
とにより、その台車22上に位置決め配置したワーク受け
治具24を同図の仮想線位置まで上昇させて、その治具24
にてシリンダブロックＷを仮受けする。さらにボア型13
を上昇動作させるとともに、図示しない前後型15,16も
また後退動作させ、その状態で、製品押出シリンダ40の
作動によってエジェクターピン38を上型12から突出させ
ることにより、シリンダブロックＷをそのボア型13から
離型させる。

なお、かかる離型に際しては、例えばエジェクターピン
38の突出速度とワーク受け治具24の下降速度とを同調さ
せることにより、シリンダブロックＷの損傷をきわめて
有効に防止することができる。

このようにしてシリンダブロックＷを受け取ったワーク
受け治具24は、リフター19によってワーク積載台車22上
に再び位置決め配置された後、その台車22によってトラ
バースレール20の一方の端部分へ第１図に示すように移
送され、そこにてシリンダブロックＷを次工程へ引き渡
す。

また、この装置でのそれぞれの型の交換は、例えば下部
固定プレート１から取り外した固定下型２および金型取
付板44から取り外した横型４を、上型12,ボア型13およ
び前後型15,16とともに金型交換ステーションP₃へ搬送
し、そこでそれらを金型交換台車32上へ吊り降ろすとと
もにその台車32上に取り外し、しかる後、他の台車で搬
送されてきた金型の上型を金型取付フレーム10に、また
前後型をシリンダ17,18にそれぞれ取り付けて、下型お
よび横型をそれらとともに注湯ステーションP₁へ搬入
し、そこにて、それらの下型および横型のそれぞれを下
部固定プレート１および水平シリンダ３に取り付けるこ
とにより行う。

発明の効果 以上のように本発明によれば、治具上で位置決めされた
シリンダライナ，ウォータジャケット中子およびクラン
クケース中子のそれぞれをボア型および前後型で位置決
め支持することにより、これらの各型を注湯位置で固定
下型に対して所定位置にセットするだけで上記のシリン
ダライナおよび各中子もまた固定下型に対し高精度に位
置決めすることができる。しかもシリンダライナおよび
各中子はボア型と前後型に支持されたままで鋳造が行わ
れるので、従来に比べて中子等の最終的な位置決め精度
を大幅に向上させることができるほか、中子の形状がき
わめて複雑かつ不安定であるにもかかわらず、中子等の
セットから鋳造までの完全自動化を実現できる。

また、クランクケースのスカート部が左右非対象のシリ
ンダブロックの特殊性として、下型の一部を構成するク
ランクケース中子を併用しなければならないが、クラン
クケース中子を併用した場合に起こり得る治具上での該
治具とクランクケース中子との干渉を可動式の位置決め
部材によって無理なく回避することができ、上記の中子
等の自動セットの実現と併せて中子の損傷を防止できる
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の鋳造装置の一実施例を示す要部斜視
図、第２図は第１図の断面説明図、第３図は第１図の側
面図、第４図はシリンダブロックの断面図、第５図は第
２図の要部拡大図、第６図は第５図の垂直断面図、第７
図はシリンダライナとウォータジャケット中子の斜視
図、第８図はクランクケース中子の斜視図、第９図は第
８図の平面図、第10図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は第２図
の中子セット治具の作動説明図、第11図、第12図，第13
図および第14図は第２図の要部の作動説明図である。 １……下部固定プレート、２……固定下型、４……横
型、７……走行台車、10……金型取付フレーム、12……
上型、13……ボア型、15……前型、16……後型、23……
中子セット治具、41……吸引手段としての真空ポンプ、
42……吸引開口部、45……ウォータジャケット中子、46
……クランクケース中子、47,48,49……幅木、50,51,52
……幅木差込部、54……シリンダライナ、57……位置決
め部材としての位置決めブロック、Ｃ……クランクケー
ス、S₁，S₂……スカート部、Ｒ……製品部空間、Ｗ……
シリンダブロック、P₁……注湯ステーション（注湯位
置）、P₂……待機ステーション（待機位置）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランクケースにおける一方のスカート部
   の下端部を内側に湾曲させて、シリンダボア中心線を含
   む平面を中心としてスカート部を左右非対称に形成した
   シリンダブロックの鋳造装置において、 注湯位置で水平な下部固定プレートに固定された固定下
   型と、 下部固定プレート上に設けられ、固定下型に対して進退
   可能な一対の横型と、 注湯位置に隣接する待機位置に設けられて、シリンダラ
   イナおよびウォータジャケット中子のほか、上記の湾曲
   したスカート部に対応して下型の一部を構成するクラン
   クケース中子の三者を正規の鋳ぐるみ位置に位置決めす
   る治具と、 前記注湯位置と待機位置との間を水平方向に移動可能で
   あって、昇降可能な金型取付フレームを備えた走行台車
   と、 金型取付フレームに取り付けられ、この金型取付フレー
   ムとともに固定下型に対して昇降動作するボア型と、 金型取付フレームに取り付けられるとともにボア型に対
   し水平方向に進退可能であって、前記固定下型，横型お
   よびボア型とともに製品部空間を形成する前後型と、 前記前後型に形成されるとともに、ウォータジャケット
   中子およびクランクケース中子の幅木と嵌合してウォー
   タジャケット中子およびクランクケース中子を位置決め
   支持する幅木差込部と、 前記ボア型の周面に形成されるとともに減圧手段に接続
   され、前記シリンダライナをボア型に吸着して位置決め
   支持する吸引開口部と、 前記治具に設けられてウォータジャケット中子を位置決
   めするとともに、治具と金型取付フレームとの上下方向
   の相対変位に応じてクランクケース中子との干渉を回避
   する方向に待避する可動式の位置決め部材、 とを備えたことを特徴とするシリンダブロックの鋳造装
   置。