JPH0771720B2 - 一体接合クランクケ−ス中子 - 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に用いるクランクケー
ス中子、特に、コールドボックス造型材により形成され
る一体接合クランクケース中子に関する。

（従来の技術） エンジンのシリンダブロックを形成する際用いるクラン
クケース中子は、クランク室、シリンダ空所、シリンダ
側端側空所等の各造型部及びクランクシャフト枢支用の
クランク軸受形成部等を備える。

このようなクランクケース中子は複雑な形状を呈すこと
が多く、特に、Ｖ型６気筒エンジンの場合は複数に分割
された中子を前以って作成する必要がある。

たとえば、第７図に示すように、コールドボックス法を
用いてのクランクケース中子の作成の場合、あらかじ
め、クランク室中央部及び中央クランク軸受形成部、シ
リンダ造型部としての一体接合中央中子１をコールドボ
ックス法を用い作成する。そして、別途、クランク室の
両端部及びこれよりシリンダ突出側へ突出する端部突出
空所の両造型部としての一対の前、後端部接合中子２、
３を形成する。これら一体接合中央中子１及び前、後端
部接合中子２、３は手作業により両接合面が接合され使
用される。

この場合、相対的な位置精度を確保するため、一体接合
中央中子１の前後の接合面4,5には合わせ巾木部6,7が形
成されることもある。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、この手作業による中子一体組付けには寸法精度
上の誤差が生じ易く、これら複数中子の搬送にも手間取
ることになる。

本発明の目的は、クランクケース中子を構成する全部材
をコールドボックス法により一体接合した一体接合クラ
ンクケース中子を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成するため、本発明はクランク室の長手
方向両端部及びこの両端部よりシリンダ突出側へ突出す
る端部突出空所を共に形成する一対の端部接合中子と、
上記一対の端部接合中子の間に配設されるクランク軸受
形成用の接合中子と、上記クランク室及びシリンダ空所
を形成すると共に上記一対の端部接合中子及び上記接合
中子をコールドボックス造型材により一体接合したクラ
ンク室造型部と、上記一対の端部接合中子の上記長手方
向両端部外壁面にそれぞ形成され上記コールドボックス
造形材が一体に充填される凹状部とを有したことを特徴
とする。

請求項２は、特許請求の範囲第１項記載の一体接合クラ
ンクケース中子において、上記一対の端部接合中子の少
なくとも一方の外側壁面は上記クランク室の中心線と直
行する面に対して勾配を設けたことを特徴とする。

（作用） この発明は、クランクケース中子がクランクケース側の
全ての空所造型部をコールドボックス法により同時に一
体接合させ、特に、空所造型部の一部である一対の端部
接合中子の各凹状部を含む外壁面にコールドボックス造
型材が充填されるため、一対の端部接合中子と他の構成
部材との一体接合が強固に確実になされる。

特に、一対の端部接合中子の少なくとも一方の外側壁面
にクランク室の中心線と直行する面に対して勾配を設け
ると、型組時に一対の端部接合中子の長手方向の位置決
めが自動的に精度良くできる。

（実施例） 第１図には本発明の一実施例としての一体接合クランク
ケース中子（以後単にクランクケース中子と記す）を示
した。このクランクケース中子は、図示しないＶ型６気
筒エンジンのシリンダ空所を造型するシリンダ造型部1
0、シリンダブロック下部のクランクシャフトを枢支す
るクランク軸受を造型する軸受造型部11,12,13,14,クラ
ンク室の長手方向Ａにおける両端部及びこの両端部より
シリンダ突出側（第１図では上側）へ突出する端部突出
空所（エアブリードあるいは油流下路、その他として用
いられる空所）を造型する端部突出空所造型部（以後単
に端部空所造型部と記す）15,16、クランク室全体を覆
うクランク室造型部17を備える。なお、ここで、端部空
所とは、クランクケース中子の長手方向Ａにおける両側
端に位置するシリンダ造型用の空所より更にその外側に
位置するものを指し、その空所を端部空所造型部15,16
が造型する関係にあるものとする。

中央の２つの軸受造型部12,13はクランクケース中子の
造型に先立ってコールドボックス法、あるいはシェルモ
ールド法等により製作される各一対の接合中子c,d,e,f
により形成される。

この軸受用の接合中子は、第２図に示すように、長手方
向Ａと直交する方向（紙面平面方向）に延びる各２枚の
板状体であり、これらは第１図に示すような軸受用空所
18を外した合わせ面19,19を密着させることにより使用
される。この場合、両合わせ面、19,19は、タボ９によ
り密着力を確保し、通常は、0.3〔mm〕以内の隙間に保
たれる。

前、後端の軸受造型部11,14及び前、後端の端部空所造
型部15,16は、クランクケース中子の造型に先立ってコ
ールドボックス法あるいはシェルモールド法等により製
作される各一対の前、後端部接合中子a,b,g,hにより形
成される。これら各端部接合中子も長手方向Ａと直交す
る方向に延びる各２枚の板状体であり、タボ（第３図と
同じ）により各合わせ面の密着を保持し、軸受用空所を
外した合わせ面隙間を0.3〔mm〕以内に保っている。

この内、前、後端部接合中子b,gはほぼ軸受用の接合中
子c,d,e,fと同様の形状を呈し、これ以外、即ち、前、
後端部接合中子a,hは第２図に示すように（ａのみを示
した）比較的大幅の肉厚板状を呈する。特に、その外壁
面20はクランクケース中子の中心線ｌと上下方向で交差
するバイス型接合線l1を稜線とし、左右に向け中子の肉
厚を低減させるような任意角の勾配α（第６図（ａ）参
照）で形成される。しかも、その外壁面20はバイス型接
合線l1を中心とした凹状部としての固定溝21を下端より
所定高さ位置（第２図において）まで形成される。この
固定溝21には後述する造型砂が充填される。

クランク室造型部17はコールドボックス法により、シリ
ンダ造型部10やその他の部材の一体接合を兼ねて、コー
ルドボックス造型砂（以後単に造型砂と記す）により形
成される。この部分はクランクケースの内側空所の造型
に用いられると共に、前、後端部接合中子a,b,g,hや接
合中子c,d,e,fの各外周壁面を包囲固定し、即ち、抱き
つき効果を生じさせ、特に、固定溝21の充填により、
前、後端部接合中子a,b,g,hの一体接合力を強化させて
いる。しかも、各接合中子b,c,d,e,f,gの上端（第１図
において）は各シリンダ造型部10側に一体的に連続形成
されており、このシリンダ造型部側とクランク室造型部
17側との連結強度は十分確保される。

ここで、コールドボックス法に用いる金型を第５図
（ａ），（ｂ）に示した。この金型は上金型22と、下金
型としての一対のバイス型23、固定型24、マンドレル25
とからなる。固定型24は下型取付枠26上に固定され、そ
の下型取付枠上の上開口を有した型枠27に収容される。
下型取付枠26の下部には駆動シリンダ28が装着され、そ
のシリンダによりマンドレル25が傾斜して上下方向に摺
動するよう支持される。

一対のバイス型23は型枠27の外壁面に取付けられた一対
の駆動シリンダ29により、互いに接離可能に支持されて
おり、型枠27内に摺動可能に配設される。

上金型22は板状を呈し、型枠27の上端縁に密着可能に配
設され、その下面には複数の固定マンドレル30が取付け
られている。しかも、この上金型22には造型砂や硬化ガ
スの吹込孔31が形成される。この固定マンドレルはクラ
ンクケース中子の各一対の接合中子b,c間、d,e間及びf,
g間の間隔をそれぞれ適正値となるよう位置決めでき
る。

ここで、クランクケース中子を造型する方法を各工程に
そって説明する。

まず、型開き状態（バイス型23を離した状態）にある下
金型側に対して、手作業、あるいは自動的に（その一例
が特開昭59−147744号公報に開示される）各接合中子a,
b,c,d,e,f,g,hを載置する中子取付工事を行なう。

ここで用いる接合中子は個々に前以ってコールドボック
ス法に基づき造型砂により造型されており、前端部接合
中子a,b、後端部接合中子g,h、２つの軸受用の接合中子
c,d及びe,fがそれぞれタボ９の働きにより一体接合され
た状態で固定型24上に載置される。なお、第６図中の符
号32は接合中子側の位置決め穴に突入可能なピンを示し
ており、これは固定型24上に突設されている。

次に、下金型セット工程に入り、ここでは各駆動シリン
ダ28,29がそれぞれ作動し、一対のバイス型23を互いに
接合させ、このバイス型23内に各マンドレル25を突入さ
せる。

この場合、一対のバイス型23の端部接合面231は外壁面2
0と同一の勾配αを保つよう形成され、バイス型23の突
合わせ時にはこの端部接合面231が前、後端部接合中子
a,hの長手方向Ａの位置決めを行なうよう働く。同時に
第６図（ａ）に示す如く、幅方向Ｂにおける前、後端部
接合中子の両端側にバイス型23と相互に嵌合する部分Ｓ
を設けており、これにより、最終時にはケース金型に対
して自動的に位置が定まり、A,B方向の位置精度向上と
信頼性が確保される。

次に、上下金型セット工程に入り、ここでは図示しない
コールドボックス中子造型機上の上、下金型が接合さ
れ、型枠27内は密封される。この時、固定マンドレル30
が一対のバイス型23内に突入する。しかも、固定マンド
レル30はその下側端面の複数個所の位置決め面301が各
接合中子b,c,d,e,f,gの上端位置決め面に当接して、こ
れら接合中子間の間隔を所定値に確保するよう働く。

次に、造型砂吹込み工程に入り、ここでは図示しない造
型砂供給装置側より造型砂が吹込孔31を介し金型内造型
空所に吹込まれる。この時第６図（ｂ），（ｃ）に示す
クランク室造型部17や第１図に示したシリンダ造型部10
に造型砂が充填される。

なお、この造型砂はコールドボックス法で常用されるパ
ートＩ（フェノール樹脂）とパートII（ポリイソシアネ
ート）の２液を砂に混合した後120分を経過しない可使
時間内にあるものが用いられる。

次にガッシング工程に入り、ここでは図示しない硬化ガ
ス供給装置より吹込孔31を介し造型砂内に硬化ガスが供
給される。この硬化ガスはコールドボックス法で常用さ
れるトリエチルアミンであり、これにより、造型砂内で
はパートI,パートII及びトリエチルアミンによる化学反
応が生じこれによりウレタン樹脂が形成され、これがバ
インダーとして働き、造型砂は各接合中子a,b,c,d,e,f,
g,hやシリンダ造型部やクランク室造型部17を一体接合
させる。

この後上下金型の型開き工程に入り、ここでは、型締時
と逆の操作がなされ、しかも図示しない押上ピン等の働
きにより第１図に示すような硬化したクランクケース中
子が脱型され、これはシリンダブロックの鋳造に用いら
れる。

なお、上述の処において造型砂吹込み工程に代えて手作
業による造型砂の手込め工程を行なってもよい。

このように、第１図に示したクランクケース中子は全ク
ランクケース側の空所造型部をコールドボックス法によ
り同時に一体接合させるため、各造型部間の相対的位置
精度を比較的高めることができる。

しかも、一体のクランクケース中子としてシリンダブロ
ックの鋳造工程時に用いられ、搬送が一物品のため比較
的容易となる。

特に、端部接合中子a,hに固定溝21を形成した場合、こ
の部分に充填された造型砂の抱きつき効果が強化され、
クランク室造型部側との結合力をより強化できる。

更に、前、後端接合中子a,hの外壁面20に勾配αを形成
した場合、長手方向Ａの位置決めが自動的に行なわれる
ことより、長手方向Ａの位置決め用の駆動シリンダやこ
れに操作される摺動ブロックを必要とせず、下金型側の
構造を簡素化できる。

（発明の効果） クランクケース中子がクランクケース側の全ての空所造
型部をコールドボックス法により同時に一体接合せさ、
特に、空所造型部の一部である一対の端部接合中子の各
凹状部を含む外壁面がコールドボックス造型材の固化し
たクランク室造型部で一体化されるため、一対の端部接
合中子と他の空所造型部との一体接合が強固に確実にな
される。このため、各空所造型部間の相対的位置制度を
高めることができ、シリンダブロックの鋳造により形成
される製品の寸法精度を向上することができ、クランク
ケース中子の搬送及び鋳造型内への装着が容易と成り、
鋳造時の作業工程が簡略化されるという利点がある。

特に、端部接合中子の長手方向両端部外壁面に勾配が形
成されると、長手方向の位置決めが自動的に精度良くで
きると共に、位置決めのための部材が省略でき、中子造
型機を簡素化しコスト低減を図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてのクランクケース中子
の断面図、第２図は同上中子の側面図、第３図は同上中
子の形成されるタボの拡大断面図、第４図は接合中子の
拡大正面図、第５図（ａ）は同上中子造型用の金型の概
略側断面図、第５図（ｂ）は同上金型の概略平面図、第
６図（ａ）は同上中子の金型内における概略平断面図、
第６図（ｂ）は同中子の概略正面断面図、第６図（ｃ）
は同中子の概略側面断面図、第７図は従来のクランクケ
ース中子の断面図、をそれぞれ示している。 10……シリンダ造型部、11,12,13,14……軸受造型部、1
5,16……端部空所造型部、17……クランク室造型部、20
……外壁面、21……固定溝、α……勾配、a,b,g,h……
端部接合中子、c,d,e,f……接合中子、ｌ……中心線、l
1……バイス型接合線、Ａ……長手方向、Ｂ……幅方
向、Ｓ……嵌合部分。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランク室の長手方向両端部及びこの両端
   部よりシリンダ突出側へ突出する端部突出空所を共に形
   成する一対の端部接合中子と、 一対の端部接合中子の間に配設されるクランク軸受形成
   用の接合中子と、 上記クランク室及びシリンダ空所を形成すると共に上記
   一対の端部接合中子及び上記接合中子をコールドボック
   ス造型材により一体接合したクランク室造型部と、 上記一対の端部接合中子の上記長手方向両端部外壁面に
   それぞれ形成され上記コールドボックス造形材が一体に
   充填される凹状部とを有した一体接合クランクケース中
   子。
2. 【請求項２】上記一対の端部接合中子の少なくとも一方
   の外側壁面は上記クランク室の中心線と直行する面に対
   して勾配を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の一体接合クランクケース中子。