JP2000230455A - 内燃機関の構成部材 - Google Patents
内燃機関の構成部材Info
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Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 生産性が高く且つ精度の高い中空構造部品の
製作を可能にし、中空部内面の面粗さの小さい鋳抜き可
能な高圧ダイカスト部材を提供する。 【解決手段】ダイカスト鋳造法により形成され且つ内部
中空のインサート部材が鋳包まれていることを特徴とす
る内燃機関の構成部材である。インサート部材の内部に
は冷却水水室を形成し得る。インサート部材と共にシリ
ンダライナを鋳包み得る。インサート部材を挟んで多重
壁構造とし得る。インサート部材に補強用のリブを設け
得る。インサート部材に鋳造後除去される充填物を充填
し得る。
製作を可能にし、中空部内面の面粗さの小さい鋳抜き可
能な高圧ダイカスト部材を提供する。 【解決手段】ダイカスト鋳造法により形成され且つ内部
中空のインサート部材が鋳包まれていることを特徴とす
る内燃機関の構成部材である。インサート部材の内部に
は冷却水水室を形成し得る。インサート部材と共にシリ
ンダライナを鋳包み得る。インサート部材を挟んで多重
壁構造とし得る。インサート部材に補強用のリブを設け
得る。インサート部材に鋳造後除去される充填物を充填
し得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン（内燃機
関）のシリンダブロック、シリンダヘッド、両者の一体
化したモノブロック等のような、主として厚肉の内燃機
関の構成部材に関する。
関）のシリンダブロック、シリンダヘッド、両者の一体
化したモノブロック等のような、主として厚肉の内燃機
関の構成部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】特に冷却水水室のような複雑な形状の空
隙を持つ内燃機関の構成部材を崩壊性中子を用いた低圧
鋳造法で作る場合は、 １）低圧鋳造法では、鋳造サイクルタイムが長く、生産
性が低い。 ２）低圧鋳造法では、穴形状等の鋳抜きができず、又一
般的に高圧ダイカスト法と比較して形状精度も劣る為、
後加工が多くなる。 ３）崩壊性中子は、形状によっては砂残りの可能性が常
に存在する。 ４）中空形状部は崩壊性中子を用いる為、形状精度及び
面粗さが悪い。 等の問題点があり、通常の高圧ダイカスト鋳造法では、 １）中空構造を鋳抜き出来ない、と言う問題点が避けら
れない。尚、先行技術としては、特開平９−１０８７７
７号、特開平７−３１７５９４号、特開平２−１５３２
４９号がある。
隙を持つ内燃機関の構成部材を崩壊性中子を用いた低圧
鋳造法で作る場合は、 １）低圧鋳造法では、鋳造サイクルタイムが長く、生産
性が低い。 ２）低圧鋳造法では、穴形状等の鋳抜きができず、又一
般的に高圧ダイカスト法と比較して形状精度も劣る為、
後加工が多くなる。 ３）崩壊性中子は、形状によっては砂残りの可能性が常
に存在する。 ４）中空形状部は崩壊性中子を用いる為、形状精度及び
面粗さが悪い。 等の問題点があり、通常の高圧ダイカスト鋳造法では、 １）中空構造を鋳抜き出来ない、と言う問題点が避けら
れない。尚、先行技術としては、特開平９−１０８７７
７号、特開平７−３１７５９４号、特開平２−１５３２
４９号がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】生産性が高く且つ精度
の高い中空構造部品の製作を可能にし、中空部内面の面
粗さの小さい鋳抜き可能な高圧ダイカスト部材を提供す
る。
の高い中空構造部品の製作を可能にし、中空部内面の面
粗さの小さい鋳抜き可能な高圧ダイカスト部材を提供す
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ダイ
カスト鋳造法により形成され且つ内部中空のインサート
部材が鋳包まれていることを特徴とする内燃機関の構成
部材である。請求項２の発明は、インサート部材の内部
に冷却水水室を形成した請求項１に記載の内燃機関の構
成部材である。請求項３の発明は、インサート部材と共
にシリンダライナが鋳包まれている請求項２に記載の内
燃機関の構成部材である。請求項４の発明は、インサー
ト部材を挟んで多重壁構造とされている請求項１に記載
の内燃機関の構成部材である。請求項５の発明は、イン
サート部材に補強用のリブを設けている請求項１に記載
の内燃機関の構成部材である。請求項６の発明は、イン
サート部材に鋳造後除去される充填物が充填されている
請求項１に記載の内燃機関の構成部材である。
カスト鋳造法により形成され且つ内部中空のインサート
部材が鋳包まれていることを特徴とする内燃機関の構成
部材である。請求項２の発明は、インサート部材の内部
に冷却水水室を形成した請求項１に記載の内燃機関の構
成部材である。請求項３の発明は、インサート部材と共
にシリンダライナが鋳包まれている請求項２に記載の内
燃機関の構成部材である。請求項４の発明は、インサー
ト部材を挟んで多重壁構造とされている請求項１に記載
の内燃機関の構成部材である。請求項５の発明は、イン
サート部材に補強用のリブを設けている請求項１に記載
の内燃機関の構成部材である。請求項６の発明は、イン
サート部材に鋳造後除去される充填物が充填されている
請求項１に記載の内燃機関の構成部材である。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１は請求項１、２の実施例を示
しており、シリンダブロック１は例えばアルミニウムの
高圧ダイカスト鋳造品であり、燃焼室２に面した円筒状
のライナ面３（中心線は４）を囲む厚肉部にライナ面３
と同芯の内部中空のインサート部材５（置き中子）が一
体に鋳包まれている。ライナ面３は溶湯が冷たい金型に
触れることにより出来る堅い微細組織のチル層から成
り、図示されていない鋳鉄系スリーブの挿入又はライナ
面の表面硬質化により、図示されていないピストンとの
長期間の摺動に耐え得る。シリンダブロック１はその上
端部にシリンダヘッド部を一体に備えたモノブロック形
式であってもよい。
しており、シリンダブロック１は例えばアルミニウムの
高圧ダイカスト鋳造品であり、燃焼室２に面した円筒状
のライナ面３（中心線は４）を囲む厚肉部にライナ面３
と同芯の内部中空のインサート部材５（置き中子）が一
体に鋳包まれている。ライナ面３は溶湯が冷たい金型に
触れることにより出来る堅い微細組織のチル層から成
り、図示されていない鋳鉄系スリーブの挿入又はライナ
面の表面硬質化により、図示されていないピストンとの
長期間の摺動に耐え得る。シリンダブロック１はその上
端部にシリンダヘッド部を一体に備えたモノブロック形
式であってもよい。
【０００６】インサート部材５としては例えばアルミニ
ウムの高圧ダイカスト鋳造品である上半部５ａと下半部
５ｂを図１（Ａ）及び図１（Ａ）のＸ１部分の拡大図
（Ｂ）のように接合面６で最中形式に合わせて一体化し
たものを採用することができ、その場合の一体化の手段
としては、耐熱性接着剤による接着、ろう付け、溶接、
アルミバンド７による固縛等が考えられる。又図１
（Ｃ）のように、各接合面に夫々矩形断面の内側突条８
と外側突条９を設けて入れ子形式に圧入嵌合又はかしめ
ることも出来る。更に、図１（Ｄ）のように、各接合面
に夫々三角形断面の内側突条１０と外側突条１１を設け
て入れ子形式に圧入嵌合させることも出来る。又、内面
の段差が問題にならない場合は上半部５ａの下端部外面
を下半部５ｂの上端部内面に所定量圧入できるように寸
法を予め設定してもよい。上半部５ａと下半部５ｂは板
材からプレス深絞り成型することも出来る。インサート
部材５は例えば割面１６で接合する左右の外側ダイカス
ト金型内に環状のアルミニウム多孔板製支え部材１５に
より図１（Ａ）の所定位置に保持された状態で内側の金
型を組み、ダイカスト成型が行われる。インサート部材
５の内部空間は冷却水水室１２を形成しており、ダイカ
スト成型後に錐孔加工により設けた入口１３は冷却水ポ
ンプの吐出口に接続し、出口１４は図示されていないシ
リンダヘッド内の冷却水水室に接続する。図１（Ｅ）の
ように、インサート部材５の上端部の体積をそれより下
方部分の体積より大きくすることにより上半部の冷却能
力を増し、燃焼室２の上端部の過熱されやすい部分の冷
却を促進することが出来る。インサート部材５を耐熱性
樹脂で作ることも可能である。
ウムの高圧ダイカスト鋳造品である上半部５ａと下半部
５ｂを図１（Ａ）及び図１（Ａ）のＸ１部分の拡大図
（Ｂ）のように接合面６で最中形式に合わせて一体化し
たものを採用することができ、その場合の一体化の手段
としては、耐熱性接着剤による接着、ろう付け、溶接、
アルミバンド７による固縛等が考えられる。又図１
（Ｃ）のように、各接合面に夫々矩形断面の内側突条８
と外側突条９を設けて入れ子形式に圧入嵌合又はかしめ
ることも出来る。更に、図１（Ｄ）のように、各接合面
に夫々三角形断面の内側突条１０と外側突条１１を設け
て入れ子形式に圧入嵌合させることも出来る。又、内面
の段差が問題にならない場合は上半部５ａの下端部外面
を下半部５ｂの上端部内面に所定量圧入できるように寸
法を予め設定してもよい。上半部５ａと下半部５ｂは板
材からプレス深絞り成型することも出来る。インサート
部材５は例えば割面１６で接合する左右の外側ダイカス
ト金型内に環状のアルミニウム多孔板製支え部材１５に
より図１（Ａ）の所定位置に保持された状態で内側の金
型を組み、ダイカスト成型が行われる。インサート部材
５の内部空間は冷却水水室１２を形成しており、ダイカ
スト成型後に錐孔加工により設けた入口１３は冷却水ポ
ンプの吐出口に接続し、出口１４は図示されていないシ
リンダヘッド内の冷却水水室に接続する。図１（Ｅ）の
ように、インサート部材５の上端部の体積をそれより下
方部分の体積より大きくすることにより上半部の冷却能
力を増し、燃焼室２の上端部の過熱されやすい部分の冷
却を促進することが出来る。インサート部材５を耐熱性
樹脂で作ることも可能である。
【０００７】例えば割面１６で左右に分割された外側金
型内に支え部材１５を介して密閉構造のインサート部材
５を組み込み、その中に内側金型を配置して型を閉じ、
例えばアルミニウムの溶湯をキャビテイー内に高圧で押
し込む。溶湯は金型に接触して前述の硬いライナ面３を
形成すると共に、冷たいインサート部材５の外面に接触
して同様なチル層を形成して巣を作ることなくインサー
ト部材５と一体化し、ライナ面３のチル層とインサート
部材５近傍のチル層との間等を通して溶湯は瞬時にキャ
ビテイー内に充満する。所定冷却時間の後に型を開き、
シリンダブロック１を取出し、錐により入口１３、出口
１４を穿孔する。これにより内面の円滑な冷却水水室１
２を有するシリンダブロック１が得られる。
型内に支え部材１５を介して密閉構造のインサート部材
５を組み込み、その中に内側金型を配置して型を閉じ、
例えばアルミニウムの溶湯をキャビテイー内に高圧で押
し込む。溶湯は金型に接触して前述の硬いライナ面３を
形成すると共に、冷たいインサート部材５の外面に接触
して同様なチル層を形成して巣を作ることなくインサー
ト部材５と一体化し、ライナ面３のチル層とインサート
部材５近傍のチル層との間等を通して溶湯は瞬時にキャ
ビテイー内に充満する。所定冷却時間の後に型を開き、
シリンダブロック１を取出し、錐により入口１３、出口
１４を穿孔する。これにより内面の円滑な冷却水水室１
２を有するシリンダブロック１が得られる。
【０００８】図２は請求項３の実施例を示しており、２
０は例えば鋼鉄（鋳鋼を含む）製のシリンダライナであ
り、インサート部材５と圧接した状態で金型内に組み込
まれる。この場合は図１の支え部材１５は不要になる。
図２（Ａ）のインサート部材５は上端に接合した蓋２１
を有する。この蓋２１の代わりに図２（Ｂ）のような入
れ子式の蓋２２を採用して嵌合又は圧入等の手段で本体
と一体化してもよい。図２（Ａ）の張出部２３は湯流れ
を良くする為と溶湯がシリンダライナ２０とインサート
部材５の間に侵入してインサート部材５の内壁を半径方
向外方へ変形させる恐れを回避する為に設けてある。図
２（Ｂ）の蓋２２にも同様な張出部２４を設けることが
出来る。シリンダライナ２０を鋳包む構造を採用する
と、高負荷機関におけるシリンダライナの耐久性を高め
ることが容易になる。勿論図１のインサート部材５と支
え部材１５を採用してシリンダライナ２０とインサート
部材５の間に隙間を形成してもよい。その場合は、隙間
内に成型される壁がシリンダライナ２０の外面を支持す
る機能を果たし、シリンダライナ２０の強度アップ又は
薄肉化を可能にする効果を期待できる。
０は例えば鋼鉄（鋳鋼を含む）製のシリンダライナであ
り、インサート部材５と圧接した状態で金型内に組み込
まれる。この場合は図１の支え部材１５は不要になる。
図２（Ａ）のインサート部材５は上端に接合した蓋２１
を有する。この蓋２１の代わりに図２（Ｂ）のような入
れ子式の蓋２２を採用して嵌合又は圧入等の手段で本体
と一体化してもよい。図２（Ａ）の張出部２３は湯流れ
を良くする為と溶湯がシリンダライナ２０とインサート
部材５の間に侵入してインサート部材５の内壁を半径方
向外方へ変形させる恐れを回避する為に設けてある。図
２（Ｂ）の蓋２２にも同様な張出部２４を設けることが
出来る。シリンダライナ２０を鋳包む構造を採用する
と、高負荷機関におけるシリンダライナの耐久性を高め
ることが容易になる。勿論図１のインサート部材５と支
え部材１５を採用してシリンダライナ２０とインサート
部材５の間に隙間を形成してもよい。その場合は、隙間
内に成型される壁がシリンダライナ２０の外面を支持す
る機能を果たし、シリンダライナ２０の強度アップ又は
薄肉化を可能にする効果を期待できる。
【０００９】図３、図４は請求項４の実施例を示してお
り、図３の中空のインサート部材２５はシリンダブロッ
ク１に鋳包まれて２重壁構造部分１ａ、１ｂを形成し、
図４の中空のインサート部材２６はシリンダヘッド２７
に鋳包まれて２重壁構造部分２７ａ、２７ｂを形成して
いる。２８は排気通路２９を形成する為のアルミニウム
製インサート部材、３２は弁座を形成する為の鋼鉄製イ
ンサート部材、３０、３１は夫々鋼鉄製の弁ガイドとば
ね受けを形成する為のインサート部材である。インサー
ト部材２５、２６は透過音の遮蔽部材の機能を果たし、
且つ軽量化にも効果的である。
り、図３の中空のインサート部材２５はシリンダブロッ
ク１に鋳包まれて２重壁構造部分１ａ、１ｂを形成し、
図４の中空のインサート部材２６はシリンダヘッド２７
に鋳包まれて２重壁構造部分２７ａ、２７ｂを形成して
いる。２８は排気通路２９を形成する為のアルミニウム
製インサート部材、３２は弁座を形成する為の鋼鉄製イ
ンサート部材、３０、３１は夫々鋼鉄製の弁ガイドとば
ね受けを形成する為のインサート部材である。インサー
ト部材２５、２６は透過音の遮蔽部材の機能を果たし、
且つ軽量化にも効果的である。
【００１０】図５は請求項５の実施例を示しており、イ
ンサート部材３４は補強用リブ３５を有する。補強用リ
ブは複数箇所に設け得る。
ンサート部材３４は補強用リブ３５を有する。補強用リ
ブは複数箇所に設け得る。
【００１１】図６は請求項６の実施例を示しており、最
中中子３８（インサート部材）内に金属粒子から成る充
填物３９（鋳造後に除去される）が配置されている。４
０はアルミダイカスト溶湯部である。充填物３９として
は、金属粒子の他に砂、液体或いはそれらを組み合わせ
たものを採用可能である。充填物３９は、高圧ダイカス
ト鋳造法を用いる場合、３０〜１００ＭＰの鋳造圧力を
受ける為、中子３８の潰れや破損、変形を防ぐ為に有効
である。この充填物３９により、中子３８の変形強度が
増すばかりでなく、中子の熱容量が増大し、冷やし金硬
化（チル層の形成により巣の発生も防止される）を期待
できる。尚、本発明は、マフラー、熱交換機、燃料タン
ク、内部にリブ構造が必要な特に自動車用強度部材、自
動車用サスペンション部材にも同様に応用可能である。
中中子３８（インサート部材）内に金属粒子から成る充
填物３９（鋳造後に除去される）が配置されている。４
０はアルミダイカスト溶湯部である。充填物３９として
は、金属粒子の他に砂、液体或いはそれらを組み合わせ
たものを採用可能である。充填物３９は、高圧ダイカス
ト鋳造法を用いる場合、３０〜１００ＭＰの鋳造圧力を
受ける為、中子３８の潰れや破損、変形を防ぐ為に有効
である。この充填物３９により、中子３８の変形強度が
増すばかりでなく、中子の熱容量が増大し、冷やし金硬
化（チル層の形成により巣の発生も防止される）を期待
できる。尚、本発明は、マフラー、熱交換機、燃料タン
ク、内部にリブ構造が必要な特に自動車用強度部材、自
動車用サスペンション部材にも同様に応用可能である。
【００１２】
【発明の効果】請求項１の発明によると、鋳造後の砂落
としが不要になり、高サイクル化により生産性が高くな
る。又複雑で高精度の中空構造部品が得られる。インサ
ート部材５が冷し金になるので、その近傍に微細な組織
のチル層が生成し付着効果を減す原因となる巣の発生を
防止することが出来る。又インサート部材の内面粗さを
小さくし得る。請求項２の発明によると、水室１２の構
造を複雑に出来るので、例えば図１（Ｅ）の構造を採用
すると冷却性能が向上する。又水室１２の水密性が高く
なる。請求項３の発明によると、シリンダライナ２０を
後から圧入する場合に比べてシリンダライナ２０とイン
サート部材５及びシリンダブロック１の密着強度が大き
くなる。又、水密性が高くなる。請求項４の発明による
と、インサート部材２５、２６の中空部により、透過音
を低減できる。又、重量が軽減する。請求項５の発明に
よると、インサート部材３４が補強されることにより、
溶湯の射出圧力を高く出来る。しかも鋳造後の部品全体
の剛性が向上する。請求項６の発明によると、鋳造時の
最中中子３８の強度が向上する。又、中子の熱容量が増
大し、冷し金効果により巣が発生しにくくなる。
としが不要になり、高サイクル化により生産性が高くな
る。又複雑で高精度の中空構造部品が得られる。インサ
ート部材５が冷し金になるので、その近傍に微細な組織
のチル層が生成し付着効果を減す原因となる巣の発生を
防止することが出来る。又インサート部材の内面粗さを
小さくし得る。請求項２の発明によると、水室１２の構
造を複雑に出来るので、例えば図１（Ｅ）の構造を採用
すると冷却性能が向上する。又水室１２の水密性が高く
なる。請求項３の発明によると、シリンダライナ２０を
後から圧入する場合に比べてシリンダライナ２０とイン
サート部材５及びシリンダブロック１の密着強度が大き
くなる。又、水密性が高くなる。請求項４の発明による
と、インサート部材２５、２６の中空部により、透過音
を低減できる。又、重量が軽減する。請求項５の発明に
よると、インサート部材３４が補強されることにより、
溶湯の射出圧力を高く出来る。しかも鋳造後の部品全体
の剛性が向上する。請求項６の発明によると、鋳造時の
最中中子３８の強度が向上する。又、中子の熱容量が増
大し、冷し金効果により巣が発生しにくくなる。
【図１】 請求項１、２の実施例を示す縦断正面図であ
る。
る。
【図２】 請求項３の実施例を示す縦断正面図である。
【図３】 請求項４の実施例を示す縦断正面図である。
【図４】 請求項４の別の実施例を示す縦断正面図であ
る。
る。
【図５】 請求項５の実施例を示す縦断正面図である。
【図６】 請求項６の実施例を示す縦断正面図である。
１ シリンダブロック １ａ、１ｂ ２重壁構造部分 ５、２５、２６ インサート部材 １２ 冷却水水室 ２０ シリンダライナ ３５ リブ ３９ 充填物
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｐ 3/02 Ｆ０１Ｐ 3/02 Ｃ Ｇ Ｆ０２Ｆ 1/10 Ｆ０２Ｆ 1/10 Ｄ Ａ 1/38 1/38 Ｚ Ｆターム(参考） 3G024 AA21 AA25 AA41 BA05 CA05 FA01 FA05 FA13 FA14 GA02 GA06 GA11 GA32 GA33 HA02 HA03 HA07 HA13
Claims (6)
- 【請求項１】 ダイカスト鋳造法により形成され且つ内
部中空のインサート部材が鋳包まれていることを特徴と
する内燃機関の構成部材。 - 【請求項２】 インサート部材の内部に冷却水水室を形
成した請求項１に記載の内燃機関の構成部材。 - 【請求項３】 インサート部材と共にシリンダライナが
鋳包まれている請求項２に記載の内燃機関の構成部材。 - 【請求項４】 インサート部材を挟んで多重壁構造とさ
れている請求項１に記載の内燃機関の構成部材。 - 【請求項５】 インサート部材に補強用のリブを設けて
いる請求項１に記載の内燃機関の構成部材。 - 【請求項６】 インサート部材に鋳造後除去される充填
物が充填されている請求項１に記載の内燃機関の構成部
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11031079A JP2000230455A (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | 内燃機関の構成部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11031079A JP2000230455A (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | 内燃機関の構成部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000230455A true JP2000230455A (ja) | 2000-08-22 |
Family
ID=12321431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11031079A Pending JP2000230455A (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | 内燃機関の構成部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000230455A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010071137A (ja) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Toyota Motor Corp | クローズドデッキタイプのシリンダブロック |
| JP2010196601A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Toyota Motor Corp | クローズドデッキタイプのシリンダブロック |
-
1999
- 1999-02-09 JP JP11031079A patent/JP2000230455A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010071137A (ja) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Toyota Motor Corp | クローズドデッキタイプのシリンダブロック |
| JP2010196601A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Toyota Motor Corp | クローズドデッキタイプのシリンダブロック |
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