JPH08294764A - シリンダブロック製造用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダイカスト法の利点である生産性の高さを生
かして、クローズドデッキ・ウエットライナー形式のシ
リンダブロックを製造する。 【構成】 シリンダブロック製造用金型の、可動金型15
に設けた固定中子16に、出没自在な１組の可動中子17を
配置する。可動中子17の所定の「突出位置」において、
型締前に、可動中子17と置き中子とを係合させて大径円
柱部 500を形成する。この大径円柱部 500を、シリンダ
ブロックのウォータジャケット部を形成するために用い
る。型締された金型内部に射出された溶湯が凝固した後
に、大径円柱部 500は可動中子17と置き中子とに分離す
ることができる。そして可動中子17を固定中子16の内部
に格納してアンダーカット部に干渉することなく型開す
る。型開後に、置き中子もアンダーカット部に干渉する
ことなく単独で取りはずす。上記手法により成形サイク
ルを短くし、生産コストを低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイカスト製クローズ
ドデッキ形式のエンジンのシリンダブロックを形成する
ための金型構造に関し、詳しくは、シリンダブロックの
ウォータジャケット部を形成するための金型構造に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にアルミニウム合金製のエンジンの
シリンダブロックでは、薄肉の耐摩耗性材料からなるシ
リンダライナが組込まれており、このシリンダライナに
ピストンが嵌装されるシリンダボア外周部が形成されて
いる。

【０００３】この種のシリンダブロックには、例えば、
図17に示すシリンダブロック１のように、冷却水を循環
させるためにシリンダライナ２の外周部に形成されたウ
ォータジャケット３がシリンダヘッド取付面４で開口さ
れた構造のオープンデッキ形のものと、図18に示すシリ
ンダブロック５のように、シリンダライナ６の外周部に
形成されたウォータジャケット７はシリンダヘッド取付
面８で閉じられ、シリンダヘッド取付面８にウォータジ
ャケット７に連通する冷却水通路９が設けられた構造の
クローズドデッキ形のものとがある。

【０００４】図17に示すようなオープンデッキ形のシリ
ンダブロック１は、アルミニウム合金等で鋳造成型する
場合、ダイカスト法によって容易に成型することができ
る反面、シリンダヘッド取付面４が開口しているため、
剛性が低く、振動、騒音を発生しやすいという欠点があ
る。

【０００５】一方、図18に示すようなクローズドデッキ
形のシリンダブロックは、シリンダヘッド取付面８が閉
じているため、剛性が高く、振動、騒音を発生しにくい
ので、薄肉、軽量化を図ることができるという利点があ
る。さらに、図19に示すシリンダブロック10のように、
シリンダライナ11の外周部でウォータジャケット12を形
成するようにしたクローズドデッキ・ウエットライナ形
のものは、ウォータジャケット12内の冷却水が直接シリ
ンダライナ11に接するので、冷却効率に優れる。なお、
図19中、図18のものと同様の部分には、同一の番号を付
してある。

【０００６】ところで、クローズドデッキ・ウエットラ
イナ形のシリンダブロック10は、その構造上、ウォータ
ジャケット12がアンダーカット部を形成するため、ダイ
カスト法による成型が困難であり、一般に、崩壊性中子
を用いた重力鋳造法あるいは低圧鋳造法によって成型さ
れているが、中子の製造および成型後の取出が煩雑であ
り、生産性が低いという問題があった。

【０００７】そこで、従来、生産性を向上させるべくク
ローズドデッキ・ウエットライナ形のシリンダブロック
をダイカスト法を用いて製造する方法が種々提案されて
いる。例えば、分割式の可動中子を用いてウォータジ
ャケットを形成する方法（特公平２−５３６２３号、特
公平２−５３６２４号公報参照）、オープンデッキ形
と同様にウォータジャケットを形成した後、シリンダヘ
ッド取付面の開口部の一部を塞ぐ方法（特開平１−１０
０３５２号、特開平１−１４７１４５号、特公平２−１
１７３５号公報参照）、予めウォータジャケットを設
けたシリンダライナを鋳包む方法（特開昭６２−１１３
８４５号、実開平５−７８９５０号公報参照）、およ
び、シリンダブロックに形成した段付ボアの小径部
に、一端部の外側にフランジ部を有するシリンダライナ
を圧入して、段付ボアの大径部と、シリンダライナの側
壁およびフランジ部とでウォータジャケットを形成する
方法（特開昭６０−１３５６５０号、実公平１−１０４
２７号公報参照）が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、上記従
来のシリンダブロックの製造方法では、次のような問題
がある。すなわち、の方法では、金型の構造が複雑で
あり、可動中子が十分な強度を持ちにくい形状であるた
め、型費が高くなると共に型寿命も短い。の方法で
は、開口部の一部を塞ぐ工程が煩雑となり生産性の向上
があまり期待できない。の方法では、シリンダライナ
の形状が複雑で製造が困難となるため、生産性の向上が
余り期待できない。の方法では、シリンダブロック本
体とシリンダライナとを強固に結合することが困難であ
り、シリンダブロックの剛性が低下する。このように、
上記ないしに示すシリンダブロックの製造方法は、
いずれも十分満足できる効果を奏しているとは言えな
い。

【０００９】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、シリンダブロック
をダイカスト鋳造する際に、取扱が容易で繰り返しの使
用に耐える構造を有する金型を用い、ウォータジャケッ
ト部を形成するためのアンダーカット部を同時に形成可
能とし、ダイカスト法のもつ生産性の高さを損なうこと
なく、容易にクローズドデッキ・ウエットライナー形式
のシリンダブロックを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明に係る手段は、固定金型と、サイド金型と、可
動金型とを有するシリンダブロック製造用金型であっ
て、前記可動金型はシリンダボア外周部を形成するため
の円柱状の固定中子を有し、該固定中子の側壁の対向す
る所定位置に、所定高さを有し出没自在な１組の可動中
子を設けると共に、該可動中子の所定の突出位置におい
て、該可動中子と係合して前記固定中子と同心円の大径
円柱部を形成する置き中子を有することを特徴とする。

【００１１】本発明において、前記置き中子は前記可動
中子と略同一高さで、前記固定中子の側壁に密着可能な
内壁を有する略アーチ状をなし、該置き中子の両端部と
前記可動中子の両端部とは、相互に密着可能な形状を有
することが望ましい。

【００１２】また、前記置き中子の内壁には、前記固定
中子に設けたガイド溝に摺動可能に係合する高さ方向に
突出した位置決め軸を形成し、該位置決め軸の基端部
に、前記固定中子との係合爪を形成することもできる。

【００１３】

【作用】前記可動金型はシリンダボア外周部を形成する
ための円柱状の固定中子を有し、該固定中子の側壁の対
向する所定位置に、所定高さを有し出没自在な１組の可
動中子を設けると共に、該可動中子の所定の突出位置に
おいて、該可動中子と係合して前記固定中子と同心円の
大径円柱部を形成する置き中子を有し、前記大径円柱部
を、シリンダブロックのウォータジャケット部を形成す
るために用いる。しかも、型締された金型内部に射出さ
れた溶湯が凝固した後に、前記大径円柱部は可動中子と
置き中子とに分離し、可動中子を固定中子の内部に格納
してアンダーカット部に干渉することなく型開する。型
開後に、置き中子もアンダーカット部に干渉することな
く単独で取りはずす。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。図中従来例と同一部分若しくは相当部分は
同一符号で示し、詳しい説明は省略する。

【００１５】まず、本発明によるシリンダブロック製造
用金型の主要部材についての説明を行う。図１に示すよ
うに、本発明にかかる金型は、固定金型13と、サイド金
型14と、可動金型15とを有し、各金型を型締して内部に
形成される閉空間に、アルミの溶湯を充填し、凝固させ
ることにより、シリンダブロックを形成するものであ
る。

【００１６】図１および図２に示すように、可動金型15
には、シリンダボア外周部を形成するための円柱状をな
す固定中子16が設けられている。固定中子16は、可動金
型15に対して固定されたものであり、可動金型15が型締
または型開のために移動する際には、固定中子16も可動
金型15と共に移動する。固定中子16の側壁 161には、１
組の可動中子17を、対向する位置に設けている。また、
可動中子17は所定高さＨ（すなわち、シリンダブロック
内部に形成されるアンダーカット部の高さＨ）を有し、
固定中子16の側壁 161の内部に格納される「格納位置」
（図６参照）と、固定中子16の側壁の外に所定量Ｔ（す
なわち、シリンダブロック内部に形成されるアンダーカ
ット部の厚さＴ）だけ突出される「突出位置」との間
を、固定中子16の側壁 161に対して出没自在となってい
る。さらに、対向する可動中子17、17は連動して出没す
るようになっている。すなわち、図１および図２は「突
出位置」における状態を示している。

【００１７】ところで可動中子17は、その外壁部に小径
部 171と大径部 172とを有する。小径部 171は、上記
「突出位置」にあるとき、固定中子16の側壁 161と同一
半径に形成されている。また、同位置で大径部 172の半
径は、小径部 171の半径より所定量Ｔだけ大きい半径を
有する。したがって、図２および図７に示すように、可
動中子17が「突出位置」にあるときには、小径部 171
は、固定中子16の側壁と同一面をなし、小径円柱部 600
を形成する。また、大径部 172は、後述する置き中子18
と同一面をなし、かつ、固定中子16と同心円の大径円柱
部 500を形成する。

【００１８】可動中子17の「突出位置」は、図１に示す
ように、可動金型15と固定中子16との間に可動中子17の
移動空間Ｓが形成されており、小径部 171が可動金型15
の端面15S に当接することにより決定される。

【００１９】また、可動中子17の両端部 173は、図２に
示すように可動中子が出没する方向に平行な平面状に形
成されており、出没作動の際には、固定中子16の摺動面
162に案内される。

【００２０】ここで、置き中子18について説明する。置
き中子18は、前記固定中子16と一体化して使用するもの
であり、図２および図３に示すように、略アーチ状をな
している。置き中子18の内壁 181は、固定中子16と略同
一半径をなし、固定中子16の側壁 161に密着可能であ
る。また、置き中子18の外壁 182は、前述のように可動
中子17の大径部 172と同一面をなして、大径円柱部 500
を形成することができるように、可動中子17の大径部 1
72と同一半径に形成されている。

【００２１】置き中子18の両端部 183は、同一裁断面で
裁断したように平面状をなし、固定中子16に取付けられ
た状態で、固定中子16の摺動面 162と同一面をなし、可
動中子17の両側面 173を摺動案内する。

【００２２】また、置き中子18の内壁 181には、高さ方
向に突出した位置決め軸 184を設けている。位置決め軸
184は、固定中子16の側壁 161に設けたガイド溝 163
（図５および図６参照）に摺動可能に係合する。さら
に、図４に示すように位置決め軸184の基端部に係合爪
185を形成し、ガイド溝 163の基端部に係合爪 185を固
定することも可能である。

【００２３】さらに、図８に示すように、置き中子18の
両端部 183と可動中子17の両端部 173とに、相互に密着
可能な係合爪 186と係合爪 174とを形成し、可動中子17
が「突出位置」に突出した時に、相互に十分な固定を施
すことも可能である。

【００２４】ところで、上記のシリンダブロック製造用
金型の主要部材は、全て一般的な金型用鋼材で形成す
る。

【００２５】ここで、本発明のシリンダブロック製造用
金型を用いて、シリンダブロックをダイカスト鋳造する
手順について、以下に説明する。

【００２６】図５には、図１に示す固定金型13、サイド
金型14、可動金型15の各々を型締する以前の、固定中子
16の状態を示している。このとき、可動中子17は図６に
示すように「格納位置」にある。まず最初に、固定中子
16のガイド溝 163と置き中子18の位置決め軸 184とを係
合させ、置き中子18の内壁 181を固定中子16の側壁 161
に密着させる。この作業は、作業ロボット等を用いて無
人化することも可能である。

【００２７】次に、図２および図７に示すように、可動
中子17を「突出位置」まで突出させ、前記係合爪 174、
186等の係合により（図８参照）可動中子17と置き中子
18とを固定し、可動中子17の大径部 172と置き中子18の
外壁 182とで大径円柱部 500を形成する。同時に、可動
中子17の小径部 171と固定中子16の側壁 161とで小径円
柱部 600を形成する。この状態で、固定金型13、サイド
金型14、可動金型15の各々を型締したものが、図１に示
されている。

【００２８】図１で明らかなように、各金型によって形
成される閉空間には、小径円柱部 600に挟まれた大径円
柱部 500によって、ウォータジャケットを形成するため
のアンダーカット部が形成されている。この金型内部に
溶湯を充填した状態を図９に示す。金型内部には、充填
した溶湯が十分に凝固することにより、シリンダブロッ
ク19’（半完成品）が形成される。

【００２９】次に、図９に示すように可動中子17を「格
納位置」に没入させる。このとき、図６にも示すよう
に、可動中子17は固定中子16の側壁 161の内部に格納さ
れる。同時に、図８に示す係合爪 174、 186の係合が解
かれることにより、可動中子17と置き中子18との相互の
固定が解除される。この状態で、可動金型15を図９の右
方向に型開し、固定中子16をシリンダボア外周部20の開
口端 201から抜き出す。すると、固定中子16と置き中子
18とが分離し（図５に示す状態）、置き中子18だけがシ
リンダブロック19’のアンダーカット部21の内部に取り
残される。また、可動中子17が格納され突起物のない固
定中子16は、シリンダブロック19’のどの部分にも干渉
することなく、シリンダボア外周部20の開口端 201から
抜き出すことができる。

【００３０】可動金型15の型開に続いて、サイド金型14
も型開し、シリンダブロック19’を離型する。そして、
アンダーカット部21に取り残された置き中子18をシリン
ダボア外周部20の開口端 201から取り出す。金型からシ
リンダブロック19’を取りはずす作業および置き中子18
をアンダーカット部20から取り出す作業は、ロボット等
によって無人化することもできる。

【００３１】以上説明した手順により、図10に示すよう
にシリンダボア外周部20にアンダーカット部21を有する
シリンダブロック19’をダイカスト鋳造することができ
る。

【００３２】次に、図11に示すように、シリンダボア外
周部20に機械加工を施し、後にシリンダライナ22を嵌合
するための寸法出しを行う。そして、シリンダライナ22
を圧入することにより、図12に示すような、ウォータジ
ャケット23を有するシリンダブロック19が完成する。

【００３３】なお、上記説明に関しては、特に単気筒エ
ンジンのシリンダブロックの製造過程を念頭に置いて説
明したが、本発明による金型構造は、多気筒エンジンの
シリンダブロックの製造にも容易に応用することができ
る。この場合には、隣接するシリンダ間を連結する形状
を有する中子を用いることにより、各シリンダ間の水路
が形成される。

【００３４】本実施例を用いることにより得られる作用
効果を、以下に述べる。可動金型15に設けられた固定中
子16に、可動中子17が出没自在に設けられており、可動
中子17を「突出位置」に突出させる際に、置き中子18を
可動中子17と一体化させて、大径円柱部 500を形成する
ことができる。この大径円柱部 500を形成した後に、固
定金型と、サイド金型と、可動金型とを型締し、金型内
部に、シリンダーブロック19’（半完成品）の形状をな
す閉空間を形成する。該閉空間には、大径円柱部 500に
よって、後にウォータジャケットとなるアンダーカット
部が形成されている。

【００３５】この型締された金型内部に溶湯を充填し、
凝固した後に、前記可動中子17を「格納位置」に没入さ
せることにより、置き中子18だけをシリンダブロック1
9’のアンダーカット部21に取り残し、可動金型15の型
開と共に、固定中子16をシリンダブロック19’から引き
抜くことができる。そして、シリンダブロック19’を離
型し、アンダーカット部21に取り残された置き中子18を
取り出すことにより、シリンダブロックをダイカスト鋳
造する際に、ウォータジャケット部を形成するためのア
ンダーカット部21を同時に形成することができる。

【００３６】上記金型の主要な部材は、全て一般的な金
型用鋼材で形成するので、取扱が容易で繰り返しの使用
に耐えるものである。よって金型コストを低く抑えるこ
とができる。また、シリンダブロック19’をダイカスト
鋳造する手順は、全て自動化することも可能であり、成
形サイクルを短くすることが可能となる。したがって、
生産コストも低減することができる。

【００３７】ところで、可動中子17を駆動するための構
造として、以下に説明するような形式を用いることも可
能である。この変形実施例を図14ないし図16に示す。ま
た、前記実施例と同一部分若しくは相当する部分は同一
符号で示し、詳しい説明は省略する。

【００３８】図13は変形実施例の「格納位置」における
固定中子16と可動中子17との縦断面図を示している。対
向配置された可動中子17は、先端部に向かって厚みが増
すように、内壁 175が傾斜面となっており、図示しない
バネ等の付勢手段により、内壁 175の先端部が固定中子
16の中心部で当接している。また、固定中子16には中空
部 164を有し、中空部 164に摺動案内される駆動部材24
の先端部には、可動中子17の内壁 175に摺接する傾斜面
241を形成している。上記「格納位置」においては、図
14に示すように可動中子17は固定中子16の側壁 161の内
部に格納される。

【００３９】図15は、「突出位置」における縦断面図を
示している。駆動部材24を前方（図面左方）に移動させ
ることにより、傾斜面 241が可動中子17の内壁 175を固
定中子16の半径方向に押し広げる。そして、駆動部材24
が移動限度位置に達した時点で、可動中子17は、所定の
突出量Ｔを得ることができる。図16は、置き中子18を一
体化して、大径円柱部 500を形成した状態を示してい
る。また、駆動部材24を後退させることにより、前記付
勢手段によって再び図13に示すような「格納位置」に戻
すことができる。

【００４０】この変形実施例による金型構造を用いる場
合でも、シリンダブロックを製造する手順は、前述の実
施例と同じであり、ここでの詳しい説明は省略する。

【００４１】本実施例により得られる作用効果として
は、可動中子17の出没作動を、駆動部材24の前後移動に
より行うことができるので、構造が単純で壊れにくく、
低コストの金型とすることができる。その他前述の実施
例と同様の作用効果を得ることができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明はこのように構成したので、次の
ような効果を得ることができる。前記可動金型はシリン
ダボア外周部を形成するための円柱状の固定中子を有
し、該固定中子の側壁の対向する所定位置に、所定高さ
を有し出没自在な１組の可動中子を設けると共に、該可
動中子の所定の突出位置において、該可動中子と係合す
ることにより、前記固定中子と同心円の大径円柱部を形
成する置き中子を有しており、前記大径円柱部を型締す
る以前に形成して、シリンダブロックの内部にアンダー
カット部を形成する。しかも、型締された金型内部に射
出された溶湯が凝固した後に、前記大径円柱部は可動中
子と置き中子とに分離し、可動中子を固定中子の内部に
格納してアンダーカット部に干渉することなく型開する
ことができる。

【００４３】さらに型開後に、置き中子もアンダーカッ
ト部に干渉することなく単独で取りはずすことができる
ので、シリンダブロックをダイカスト鋳造する際に、ウ
ォータジャケット部を形成するためのアンダーカット部
を同時に形成することができる。上記金型の主要な部材
は、全て一般的な金型用鋼材で形成するので、取扱が容
易で繰り返しの使用に耐えるものである。よって金型コ
ストを低く抑えることができる。また、シリンダブロッ
クをダイカスト鋳造する手順は、全て自動化することも
可能であり、成形サイクルを短くすることが可能とな
る。したがって、生産コストも低減することができる。

【００４４】上記手法により形成されたシリンダブロッ
クのシリンダボア外周部に、シリンダライナを圧入する
ことにより、クローズドデッキ・ウエットライナ形式の
シリンダブロックが完成する。以上の構成により、ダイ
カスト鋳造による生産性の高さを十分に発揮しながら、
クローズドデッキ・ウエットライナ形式のシリンダブロ
ックを、低コストで製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すシリンダブロック製造
用金型を用いたシリンダブロック製造工程の第１段階で
あり、型締状態を示す断面摸式図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線における縦断面図であり可動中
子の「突出位置」を示す摸式図である。

【図３】図１に示すシリンダブロック製造用金型の構成
部材である置き中子の立体斜視図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ線における縦断面図であり、固定
中子に取付けられた状態を示す摸式図である。

【図５】図１に示すシリンダブロック製造用金型の、固
定中子と置き中子とが分離した状態を示す斜視図であ
る。

【図６】図５のＣ−Ｃ線における断面図であり、可動中
子の「格納位置」を示す摸式図である。

【図７】図５に示す固定中子と置き中子とが一体化し、
大径円柱部を形成した状態を示す斜視図である。

【図８】図２の矢視Ｄ部分における拡大図である。

【図９】シリンダブロックの製造工程の第２段階を示す
摸式図である。

【図10】シリンダブロックの製造工程の第３段階を示す
摸式図である。

【図11】シリンダブロックの製造工程の第４段階を示す
摸式図である。

【図12】シリンダブロックの製造工程の最終段階を示す
摸式図である。

【図13】本発明の変形実施例による金型構造を示す図で
あり、可動中子の「格納位置」を示す断面摸式図であ
る。

【図14】図13のＥ−Ｅ線における縦断面図である。

【図15】本発明の変形実施例による金型構造を示す図で
あり、可動中子の「突出位置」を示す断面摸式図であ
る。

【図16】図15のＦ−Ｆ線における縦断面図である。

【図17】従来の、オープンデッキ形シリンダブロックを
示す摸式図である。

【図18】従来の、クローズドデッキ形シリンダブロック
を示す摸式図である。

【図19】従来の、クローズドデッキ・ウエットライナ形
シリンダブロックを示す摸式図である。

【符号の説明】 13 固定金型 14 サイド金型 15 可動金型 16 固定中子 161 側壁 163 ガイド溝 17 可動中子 173 両端部 18 置き中子 181 内壁 183 両端部 184 位置決め軸 185 係合爪 19 シリンダブロック 19’シリンダブロック（半完成品） 20 シリンダボア外周部 500 大径円柱部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定金型と、サイド金型と、可動金型と
   を有するシリンダブロック製造用金型であって、前記可
   動金型はシリンダボア外周部を形成するための円柱状の
   固定中子を有し、該固定中子の側壁の対向する所定位置
   に、所定高さを有し出没自在な１組の可動中子を設ける
   と共に、該可動中子の所定の突出位置において、該可動
   中子と係合して前記固定中子と同心円の大径円柱部を形
   成する置き中子を有することを特徴とするシリンダブロ
   ック製造用金型。
2. 【請求項２】 前記置き中子は前記可動中子と略同一高
   さで、前記固定中子の側壁に密着可能な内壁を有する略
   アーチ状をなし、該置き中子の両端部と前記可動中子の
   両端部とは、相互に密着可能な形状を有することを特徴
   とする請求項１に記載のシリンダブロック製造用金型。
3. 【請求項３】 前記置き中子の内壁には、前記固定中子
   に設けたガイド溝に摺動可能に係合する高さ方向に突出
   した位置決め軸を形成し、該位置決め軸の基端部に、前
   記固定中子との係合爪を形成したことを特徴とする請求
   項１または２のいずれか１項に記載のシリンダブロック
   製造用金型。