JP2003214249A - エンジンシリンダの製造方法 - Google Patents

エンジンシリンダの製造方法

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JP2003214249A
JP2003214249A JP2002009619A JP2002009619A JP2003214249A JP 2003214249 A JP2003214249 A JP 2003214249A JP 2002009619 A JP2002009619 A JP 2002009619A JP 2002009619 A JP2002009619 A JP 2002009619A JP 2003214249 A JP2003214249 A JP 2003214249A
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Katsufumi Yabuuchi
勝文 薮内
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Wakayama Nainenki Co Ltd
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    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 置中子を用いたダイカスト鋳造によりエンジ
ンシリンダを成型するにあたり、掃気通路の内面に段差
や粗面を生じることのないエンジンシリンダの製造方法
が求められている。 【解決手段】 このエンジンシリンダの製造方法は、シ
リンダボア24内に開口する掃気口と、シリンダボア2
4のシリンダ壁34内を貫通して掃気口とクランク室を
連通する掃気通路とを有するエンジンシリンダ20を、
ダイカスト鋳造によって得る製造方法であって、掃気口
に対応した形状の掃気口成型部8と、掃気口成型部8と
一体に形成されていて掃気通路に対応した形状の掃気通
路成型部9とを有する崩壊性置中子1を用いてエンジン
シリンダ20を鋳造したのち、エンジンシリンダ20に
残存した崩壊性置中子1を水などの中子崩壊手段により
除去して掃気口および掃気通路を貫通させるようにした
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、置中子を用いたダ
イカスト鋳造により得られるエンジンシリンダの製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ダイカスト鋳造によりエンジンシリンダ
を得るにあたり置中子を用いてシリンダボアと掃気口を
成型する製法が、例えば特開2000−145536号
公報に記載されている。前記公報開示のエンジンシリン
ダ製法は、図8および図9に示すように、シリンダボア
24の内面形状に対応した形状の円筒部52と、掃気口
31の形状に対応した形状の掃気口成型部53とから成
る置中子51を使用するものである。この置中子51は
アルミニウム合金製であり表面にメッキが施されてい
る。鋳造にあたっては、前記の置中子51の他に、エン
ジンシリンダ20aの外郭、シリンダボア24、掃気通
路32、排気口26、および吸気口(図示省略)の成型
用として、それぞれの形状に応じた汎用の金型が用いら
れる。
【0003】かかる従来製法によれば、まず、置中子5
1および各金型に囲まれたキャビティー内にアルミニウ
ム合金溶湯が高圧で圧入される。そして、冷却後に各金
型が引き抜かれ、内部に置中子51を残した状態のエン
ジンシリンダ粗成型品が得られる。続いて、シリンダボ
ア24のシリンダ壁27,34を得るための内面切削加
工が行われる。その際に置中子51の円筒部52も削り
取られて、掃気口成型部53が残る。そうして、残った
掃気口成型部53は専用の治具で掃気口31から掃気通
路32内へ落とされて取り除かれるようになっている
(図9中の1点鎖線)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一般に、シリンダボア
や燃焼室の内面形状は掃気口からのガスが円滑に流入し
てくることを前提に設計されている。これにより、クリ
ーンな燃焼ができるようになっている。ところで、上記
の従来技術では、置中子51の掃気口成型部53と、掃
気通路32を成型する金型とが別体になっている。ま
た、掃気口成型部53を掃気通路32内へ取り出す際に
治具により掃気口成型部53に力がかけられる。これら
のことに起因して、掃気口成型部53と掃気通路32用
金型の境目に対応した位置(図中、点Pで示した位置)
の通路内面33に段差を生じることがある。また、置中
子51表面のメッキが掃気口31近傍の通路内面33に
付着したまま残り、粗面になることがある。このよう
に、掃気口31近傍の通路内面33に段差や粗面を生じ
ると、段差や粗面の部分で掃気流が乱れてシリンダボア
内に流入するため、掃気効率ひいては燃焼効率が低下す
るおそれがあった。
【0005】一方で、掃気口が内向きに拡がった形状で
ある場合に、シリンダボア24用金型の引き抜きに伴っ
て置中子の掃気口成型部をシリンダボア側へ引き出して
取り除くようにしたものも知られている。しかしなが
ら、この場合も、掃気口31近傍の通路内面33に段差
を生じやすく、前記と同様の不具合がある。また、置中
子の掃気口成型部53をシリンダボア24側もしくは掃
気通路32側へ引き出して取り除く場合に、掃気口成型
部53をシリンダボア24側もしくは掃気通路32側へ
引き出せるよう、掃気口成型部53の引き出し方向にア
ンダーカットにならないような形状を設ける必要があ
る。従って、掃気口成型部53の形状にも規制があっ
た。
【0006】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、置中子を用いたダイカスト鋳造
によりエンジンシリンダを成型するにあたり、掃気通路
の内面に段差や粗面を生じることが無い。また、掃気通
路の通路断面積がいかなる変化を持った通路断面積であ
っても、もしくは掃気口がアンダーカット形状であって
も成型することができ、複雑な形状を持った掃気通路で
も容易に安定的な成型を実現できるエンジンシリンダの
製造方法の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るエンジンシリンダの製造方法は、シリ
ンダボア内に開口する掃気口と、シリンダボアのシリン
ダ壁内を貫通して前記掃気口とクランク室を連通する掃
気通路とを有するエンジンシリンダを、ダイカスト鋳造
によって得る製造方法であって、前記掃気口に対応した
形状の掃気口成型部と、該掃気口成型部と一体に形成さ
れていて前記掃気通路に対応した形状の掃気通路成型部
とを有する崩壊性置中子を用いてエンジンシリンダを鋳
造したのち、該エンジンシリンダに残存した崩壊性置中
子を中子崩壊手段により除去して前記掃気口および前記
掃気通路を貫通させる構成にしてある。
【0008】また、前記構成において、掃気通路成型部
は、通路断面積もしくは通路形状が通路に沿って変化す
る形状の掃気通路に対応した形状に形成されているもの
である。
【0009】そして、前記した各構成において、掃気口
成型部は、アンダーカット形状の掃気口に対応した形状
に形成されているものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態に係る
エンジンシリンダ製造用の崩壊性置中子を示す外観図、
図2は前記崩壊性置中子の平面図、図3は前記崩壊性置
中子の側面図である。各図において、この実施形態製法
に用いる崩壊性置中子1は、平面視中央にボア金型挿通
用の円孔2が形成された矩形状の基部3を有している。
基部3上には、後述するエンジンシリンダ20(図4〜
図7)の掃気口29および掃気通路30の成型に用いら
れる1対の一体成型部4,4が円孔2をはさんで立設さ
れている。同様に、掃気口31および掃気通路32の成
型に用いられる1対の一体成型部5,5も円孔2をはさ
んで立設されている。各一体成型部5はそれぞれの一体
成型部4の隣に離間して配置されている。これらの一体
成型部4,5は正面または背面から見て内向きに屈折し
た略「く」字状にそれぞれ形成されており、置中子とし
ては比較的複雑な形状である。
【0011】一体成型部4は、エンジンシリンダ20の
掃気口29に対応した形状の掃気口成型部6と、掃気通
路30に対応した形状の掃気通路成型部7とから一体に
連続して形成されている。また、一体成型部5は、掃気
口31に対応した形状の掃気口成型部8と、掃気通路3
2に対応した形状の掃気通路成型部9とから一体に連続
して形成されている。一体成型部4の掃気口成型部6と
一体成型部5の掃気口成型部8はそれぞれの先端が薄板
状の連結部10を介して一体につながっている。この連
結部10は、高圧ダイカスト鋳造時に一体成型部4,5
が壊れないように機械強度を高めるものである。
【0012】ここで用いる崩壊性置中子1はいわゆる樹
脂中子であり、例えば砂材およびバインダなどから成る
中子本体と、中子本体の表面を被う被覆材とで構成され
ている。前記の被覆材として、ここでは熱可塑性合成樹
脂であるポリカーボネート樹脂が使用されている。かか
る被覆材に用いられる熱可塑性合成樹脂としては、他に
例えば、四フッ化エチレン樹脂、ポリアミド樹脂、熱可
塑性ポリイミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、飽和ポリエ
ステル樹脂などが挙げられる。一方、熱硬化性ポリイミ
ド樹脂、不飽和ポリエステルなどの熱硬化性合成樹脂を
被覆材として使用することも可能である。
【0013】上記の崩壊性置中子1を用いて得られるエ
ンジンシリンダは例えばアルミニウム合金製であり、小
型の空冷2サイクルガソリンエンジンに使用される。こ
のエンジンシリンダ20は、図4および図5に示すよう
に、ピストン(図示省略)が上下摺動可能な竪型円筒状
のシリンダボア24を有する胴部21と、胴部21上部
に一体に成型された頭部22と、胴部21および頭部2
2の側面に突設された多数の冷却フィン28とから構成
されている。頭部22内にはシリンダボア24とつなが
った燃焼室23が形成されている。胴部21の一側面に
吸気口25が形成され、胴部21の他側面に排気口26
が形成されている。シリンダボア24の上部はシリンダ
壁27に囲まれて形成され、シリンダボア24の下部は
シリンダ壁34に囲まれて形成されている。シリンダ壁
27とシリンダ壁34は同じ内径に形成され上下一様に
連続している。
【0014】シリンダ壁27の対面位置には一対の掃気
口29,29が開口して形成されている。シリンダ壁3
4内には、下端がクランク室35に開口した一対の掃気
通路30,30が上下貫通して形成されている。各掃気
通路30の上端は各掃気口29と連通している。そし
て、各掃気口29の隣にはそれぞれ掃気口31が開口
し、各掃気通路30の隣にそれぞれ掃気通路32が上下
貫通して形成されている。各掃気通路32の上端は各掃
気口31と連通し下端はクランク室35に開口してい
る。これらの掃気通路30,32は、掃気口29,31
の近傍で排気口26から径方向に遠ざかる向きを指向す
るとともに、掃気口29,31の近傍ではこれらに近づ
くほど通路に沿って断面積が大きくなっている。
【0015】引続き、上記構成に係るエンジンシリンダ
20の製造方法を説明する。まず、図6に示すように、
エンジンシリンダ20の外郭を成型する外郭用金型(以
下、いずれの金型も図示は省略)内の所定位置に、シリ
ンダボア24用金型、崩壊性置中子1、およびシリンダ
壁34用金型が組み込まれる。そして、掃気通路32用
金型、排気口26用金型、吸気口25用金型も所定位置
に配置される。その状態で、崩壊性置中子1や各金型に
囲まれたキャビティー内にアルミニウム合金の溶湯が圧
入され、高圧(600kg/cm2程度)でダイカスト
鋳造が行われる。冷却後、各金型が引き抜かれることに
より、内部に崩壊性置中子1を残した状態のエンジンシ
リンダ20(図6参照)の粗成型品が得られる。
【0016】残った崩壊性置中子1は、加熱ヒータによ
って粗成型品全体をポリカーボネート溶融温度(例えば
250℃)まで加熱することにより中子本体表面の被覆
材が溶融する。これにより、中子本体の一部または全体
が露出する。次に、中子本体が沈む位置までエンジンシ
リンダ20全体を水に浸すか、中子本体の露出部分に高
圧水(100kg/cm2程度)を噴射することによ
り、崩壊性置中子1を崩壊・除去させる。これによっ
て、図7に示すように、掃気口29,31および掃気通
路30,31が貫通する。すなわち、加熱ヒータからの
熱、および水が、本発明の中子崩壊手段の一例である。
【0017】このとき、掃気口成型部8(6)と掃気通
路成型部9(7)を一体にした一体成型部5(4)によ
り、掃気口29,31と掃気通路30,31は一様に連
続して成型される。すなわち、掃気口31(29)近傍
における掃気通路31(30)の通路内面33に段差や
肌荒れを生じない。その結果、クランク室35からのガ
スは掃気通路30,31内をスムースに流通して掃気口
29,31に導かれる。これにより、掃気口29,31
からのガスは乱れることなく、好適な流入状態でシリン
ダボア24内に吹き込まれる。従って、安定したクリー
ン燃焼をさせることができる。また、水噴射により崩壊
性置中子1を崩壊・除去する場合は、掃気口29,31
および掃気通路30,32を極めて迅速、かつ、容易に
貫通させることができるから、生産効率が格段に向上す
る。
【0018】ところで、掃気口29,31に向かって拡
がる掃気通路30,32の形状は、一体成型部4の掃気
口成型部6および一体成型部5の掃気口成型部8を掃気
通路30,32側に取り出す場合のアンダーカット形状
となるが、それでもこの実施形態では崩壊性置中子を用
いているから、掃気口29,31および掃気通路30,
32を無理なく確実に成形できる。逆に、置中子を掃気
口からシリンダボア側に抜き出す場合でありながら、掃
気口に向かって狭まるアンダーカット形状の掃気通路お
よび掃気口も成形可能である。
【0019】尚、本発明に係る崩壊性置中子の材料とし
ては、ダイカスト鋳造時の高圧および高温に耐えて形を
保持することができ、かつ、その後の中子崩壊手段の作
用によって容易に崩壊し得るものであれば、特に限定さ
れない。かかる材料を用いた置中子としては、上記の樹
脂中子以外に、例えば中子本体の砂材中に岩塩を含んだ
塩中子や、中子本体の外面を差し込み防止用の塗型剤で
コーティングしたものが例示される。
【0020】また、崩壊性置中子を崩壊・除去する中子
崩壊手段としては、上記の他に、例えば高速で鉄粉を吹
きかけて置中子を除去するショットブラストや、振動で
崩壊した置中子をふるい落とすシェーキングなどの手段
が挙げられる。
【0021】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係るエン
ジンシリンダの製造方法によれば、掃気口成型部と掃気
通路成型部が一体にされた崩壊性置中子の一体成型部に
より、掃気口と掃気通路とが一様に連続して成型される
ので、掃気通路の通路内面に段差や粗面を生じない。こ
れにより、クランク室からのガスは掃気通路内を円滑に
流通して掃気口に導かれるため、掃気口からのガスは乱
れることなく好適な流入状態でシリンダボアに吹き込ま
れる。従って、安定したクリーン燃焼を行うことがで
き、エンジンの掃気工程時に燃焼行程を経ずに排気口へ
吹き抜けてしまう吹き抜けガスを低減できるので、燃料
消費量の低減、およびTHC(Total HydroCarbon)の
低減に効果的である。
【0022】また、従来技術では成形できなかったよう
な、通路断面積もしくは通路形状が通路に沿って複雑に
変化する形状の掃気通路、あるいは、置中子取り出し方
向に関してアンダーカット形状である掃気口を備えたエ
ンジンシリンダでも、本発明方法は当該掃気通路に対応
した形状に形成されている掃気通路成型部や、当該掃気
口に対応した形状に形成されている掃気口成型部を備え
た崩壊性置中子を用いるので、容易かつ確実に成形する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るエンジンシリンダ製
造用の崩壊性置中子を示す外観図である。
【図2】前記崩壊性置中子の平面図である。
【図3】前記崩壊性置中子の側面図である。
【図4】本発明製法により得たエンジンシリンダの底面
図である。
【図5】図4におけるA−A線断面図である。
【図6】図5におけるB−B線断面図である。
【図7】本発明製法により得たエンジンシリンダの側断
面図である。
【図8】従来製法におけるエンジンシリンダおよび置中
子を示す側断面図である。
【図9】従来製法において置中子の円筒部を切削除去し
た状態を示す側断面図である。
【符号の説明】
1 崩壊性置中子 4,5 一体成型部 6,8 掃気口成型部 7,9 掃気通路成型部 20 エンジンシリンダ 24 シリンダボア 27,34 シリンダ壁 29,31 掃気口 30,32 掃気通路 33 通路内面 35 クランク室
───────────────────────────────────────────────────── 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) B22D 17/22 B22D 17/22 H F02B 25/26 F02B 25/26 F02F 1/00 F02F 1/00 C Fターム(参考) 3G024 AA41 CA19 DA12 FA14 FA15 GA04 HA07 4E093 QB03 UA01 UA08

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダボア内に開口する掃気口と、シ
    リンダボアのシリンダ壁内を貫通して前記掃気口とクラ
    ンク室を連通する掃気通路とを有するエンジンシリンダ
    を、ダイカスト鋳造によって得る製造方法であって、前
    記掃気口に対応した形状の掃気口成型部と、該掃気口成
    型部と一体に形成されていて前記掃気通路に対応した形
    状の掃気通路成型部とを有する崩壊性置中子を用いてエ
    ンジンシリンダを鋳造したのち、該エンジンシリンダに
    残存した崩壊性置中子を中子崩壊手段により除去して前
    記掃気口および前記掃気通路を貫通させることを特徴と
    するエンジンシリンダの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記掃気通路成型部は、通路断面積もし
    くは通路形状が通路に沿って変化する形状の掃気通路に
    対応した形状に形成されている請求項1に記載のエンジ
    ンシリンダの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記掃気口成型部は、アンダーカット形
    状の掃気口に対応した形状に形成されている請求項1ま
    たは請求項2に記載のエンジンシリンダの製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008532773A (ja) * 2005-03-16 2008-08-21 テネドラ ネマク エス.エイ.デ シー.ブイ. アルミニウム製鋳物からの熱抽出が向上した方向性凝固のための方法及び装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008532773A (ja) * 2005-03-16 2008-08-21 テネドラ ネマク エス.エイ.デ シー.ブイ. アルミニウム製鋳物からの熱抽出が向上した方向性凝固のための方法及び装置

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