JP2004098067A - インサート中子及びそれを用いた内燃エンジン用シリンダの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】内燃エンジン用シリンダの金型鋳造法において、アンダーカット部分となる掃気口部等を形成する事ができるインサート中子を用いた製造方法の提供。
【解決手段】ピストンにより開閉される掃気口１６、１７が形成された内壁１８、１９付き中空掃気通路１４、１５を備えた内燃エンジン用シリンダを、インサート中子３０を用いて金型鋳造により製造する。インサート中子３０は、得るべきシリンダのボア径と略等しい外径の円筒状部３２を有し、該円筒状部３２から径方向外方に向けて、前記掃気口１６、１７と略等しい断面寸法形状を有する掃気口形成部３６、３７、吸気口１１の少なくともシリンダボア側端部と略等しい断面寸法形状を有する吸気口形成部４１、及び、排気口１２の少なくともシリンダボア側端部と略等しい断面寸法形状を有する排気口形成部４２、が突設されてなる。
【選択図】 図１
【解決手段】ピストンにより開閉される掃気口１６、１７が形成された内壁１８、１９付き中空掃気通路１４、１５を備えた内燃エンジン用シリンダを、インサート中子３０を用いて金型鋳造により製造する。インサート中子３０は、得るべきシリンダのボア径と略等しい外径の円筒状部３２を有し、該円筒状部３２から径方向外方に向けて、前記掃気口１６、１７と略等しい断面寸法形状を有する掃気口形成部３６、３７、吸気口１１の少なくともシリンダボア側端部と略等しい断面寸法形状を有する吸気口形成部４１、及び、排気口１２の少なくともシリンダボア側端部と略等しい断面寸法形状を有する排気口形成部４２、が突設されてなる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、携帯型動力作業機等に使用される小型空冷２サイクルガソリンエンジン等の内燃エンジン用のシリンダを製造する際に使用されるインサート中子及びそれを使用した製造方法に係り、特に、ハイプレッシャーダイカスト法等の金型鋳造法で製造する場合に、アンダーカット部分となる掃気口部等を合理的に形成することができるインサート中子を用いた製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯型動力作業機等に使用されている小型空冷２サイクルガソリンエンジンのシリンダは、例えば、特開昭５８−１５５１１４号公報等にも見られるように、通常、アルミニウム合金製とされ、ピストンが嵌挿されるシリンダボアを有する胴部と、スキッシュドーム形等の燃焼室が設けられた頭部と、が一体に形成されており、その外周部には多数の冷却フィンが形成されている。
【０００３】
そして、前記シリンダボアには、前記ピストンにより開閉される吸気口及び排気口が上下に段違いで向かい合うように形成されるとともに、該吸気口及び排気口と約９０°位置をずらして所定厚みを有する内壁付きの中空掃気通路が設けられ、この掃気通路の下流側端部（上端部）に、前記ピストンにより開閉される左右一対の掃気口が、前記シリンダボアの前記排気口とは反対方向に向けてやや上向きに形成されている。
【０００４】
なお、前記公報に示されているシリンダは、前記排気口を二分割する縦断面を挟んで対称的に、左右一対の掃気口が設けられた所謂二流掃気式のシリンダであるが、掃気口をさらに追加して二対設けた、所謂四流掃気式のものも知られている。
【０００５】
また、前記掃気通路の形態としては、前記公報に示されている如くの、内壁付き中空のもの、及び、前記内壁が無い（シリンダボア側が開口している）ものの他、例えば、本発明の出願人による特開２０００−３４９２４号公報に開示されているように、クランク室から掃気通路を通じて掃気口に導かれる混合気をピストンのスカート部に接触させるべく、前記掃気通路の上部に所定厚みを有する半壁を残して、その下部に、高さ方向に沿って切欠開口部を形成した、半壁付きのものもある。
【０００６】
前記した如くの２サイクル内燃エンジン用シリンダのうち、特に、内壁付き（半壁付きを含む）中空掃気通路を有するものを、精密な寸法形状の鋳造成形品が低コストで得られるハイプレシャーダイカスト法等の金型鋳造法で製造する場合、前記掃気通路の掃気口部分がアンダーカット部となるが、崩壊性を有する中子金型は高圧下では使用できないので、通常は、前記アンダーカット部となる掃気口部分が塞がった状態のシリンダ素材を鋳造成形し、その後、前記掃気口部分を機械加工により切除する（前記特開昭５８−１５５１１４号公報参照）ようにされている。
【０００７】
しかしながら、前記した如くに、鋳造後に掃気口を機械加工により切除する場合、工具を挿入するスペースが狭小であること等から、加工作業が極めて難しく、加工精度も上げにくいといった問題があった。この場合、２サイクル内燃エンジンにおいては、掃気口の寸法形状及びその加工精度が、エンジン性能に重大な影響を及ぼすので、前記加工作業上の問題は特に重要である。
【０００８】
また、前記掃気口部分に挿入するインサート中子を使用した金型鋳造法により、前記内壁付き中空掃気通路を有するシリンダを製造することも考えられるが、この場合は、インサート部分が鋳造成形品に残るため、熱伝導性が悪くなるとともに、変形、剥離等の不具合が発生しやすくなるといった問題を生じる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記した如くの問題を解消すべく本発明の発明者等は、先に、下記の如くのインサート中子を用いた内燃エンジン用シリンダの製造方法を提案した（特開２０００−１４５５３６号公報参照）。すなわち、インサート中子として、得るべきシリンダのボア径と略等しい外径の円筒状部を有し、この円筒状部から径方向外方に向けて前記掃気口と略等しい断面寸法形状を有する掃気口形成部を突設したものを用意し、該インサート中子をボア中子金型に外挿するようにしてセットして金型鋳造を行い、前記インサート中子を鋳包んだシリンダ素材を得、しかる後、該シリンダ素材におけるシリンダボアのボーリングを行って、前記インサート中子の前記円筒状部を切削除去し、次いで、前記シリンダ素材に残っている前記インサート中子の前記掃気口形成部をプレス等により離脱除去するようにされる。
【００１０】
かかる製造方法によれば、前記インサート中子を用いることで、精密な鋳造成形品が低コストで得られるハイプレシャーダイカスト法を使用でき、しかも、鋳造後に、前記インサート中子の前記円筒状部を、シリンダボアの荒ボーリングを行うことで切削除去し、さらに、該荒ボーリングで除去できない前記インサート中子の前記掃気口形成部を、プレス等により離脱除去するようにされるので、インサート部分が鋳造成形品（シリンダ）に全く残らないようにでき、その結果、従来のように、鋳造後に掃気口部分を機械加工により切除する製造方法や、前記掃気口部分に挿入するインサート中子を使用した従来の金型鋳造法による製造方法に比して、シリンダをより精密にかつより低コストで製造できるとともに、鋳造成形品（シリンダ）に残ってしまうインサート中子による熱伝導性の悪化や、変形、剥離等の不具合を招くことがないようにできる。
【００１１】
ところが、前記製造方法においても、次のような問題を生じる。すなわち、前記製造方法では、吸気口及び排気口を形成するため、前記インサート中子とは別体の吸気口用中子及び排気口用中子を用意し、前記吸気口用中子を、前記ボア中子金型（のボア下部形成部）にセットするとともに、前記排気口用中子を、前記インサート中子にセットして、ハイプレシャーダイカスト法による金型鋳造を行うようにされているが、前記掃気口形成部、前記吸気口形成部、及び、前記排気口形成部がそれぞれ別体とされているので、セット時の組立て誤差、鋳造時の型ずれ等により、前記掃気口、前記吸気口、及び前記排気口間に相対的な位置ずれを生じやすい。
【００１２】
ここで、前記掃気口、前記吸気口、前記排気口は、前記ピストンにより開閉されるので、それらに相対的な位置ずれ、特に上下方向（シリンダ高さ方向）の離隔距離に誤差が生じていると、前記ピストンによる開閉タイミングが不適正となり、所要のエンジン性能が得られなくなる。
【００１３】
本発明は、前記した如くの従来の問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、内燃エンジン用シリンダを、ハイプレシャーダイカスト法等の金型鋳造法を使用して、熱伝導性の悪化や変形、剥離等の不具合を招くことなく、低コストで精密に製造することができ、しかも、得られるシリンダにおける掃気口、吸気口、及び排気口間に相対的な位置ずれを生じないようにできる内燃エンジン用シリンダの製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成すべく、本発明に係るインサート中子は、ピストンにより開閉される掃気口が形成された内壁付き中空掃気通路を備えた内燃エンジン用シリンダの製造に使用されるもので、得るべきシリンダのボア径と略等しい外径の円筒状部を有し、該円筒状部から径方向外方に向けて、前記掃気口と略等しい断面寸法形状を有する掃気口形成部、吸気口の少なくともシリンダボア側端部と略等しい断面寸法形状を有する吸気口形成部、及び、排気口の少なくともシリンダボア側端部と略等しい断面寸法形状を有する排気口形成部、が突設されていることを特徴としている。
前記インサート中子は、好ましくは、アルミニウム合金を素材として金型鋳造法により一体成形される。
【００１５】
なお、インサート中子の材質は、前記アルミニウム合金に限られることはなく、鉄系金属等を使用できる。また、インサート中子の材料として、得るべきシリンダと同じアルミニウム合金を使用する場合は、シリコン等の添加物の配合量をシリンダより多くして融点を高くすることにより、相互間の融着等を防ぐようにする。
【００１６】
一方、本発明に係る内燃エンジン用シリンダの製造方法は、前記インサート中子を使用して、金型鋳造法により前記シリンダを製造することを特徴としている。
【００１７】
より具体的な好ましい態様では、前記インサート中子をボア中子金型にセットして金型鋳造を行い、前記インサート中子を鋳包んだシリンダ素材を得、しかる後、該シリンダ素材におけるシリンダボアのボーリングを行って、前記インサート中子の前記円筒状部を切削除去し、次いで、前記シリンダ素材に残っている前記インサート中子の前記掃気口形成部、前記吸気口形成部、及び、前記排気口形成部を、プレス等により離脱除去するようにされる。
【００１８】
この場合、前記金型鋳造前に、前記インサート中子の少なくとも前記掃気口形成部、前記吸気口形成部、及び、前記排気口形成部の外表面に、離型剤を塗布乃至メッキして離型層を形成しておくことが好ましい。
【００１９】
なお、前記インサート中子に塗布乃至メッキする離型材としては、クロム、ニッケル、カーボン等が挙げられ、それらを、電解メッキや蒸着等の手法で塗布乃至メッキして離型層を形成する。
【００２０】
前記の如くの構成とされた本発明に係るインサート中子を用いた内燃エンジン用シリンダの製造方法の好ましい態様においては、前記インサート中子を用いることで、精密な寸法形状の鋳造成形品が低コストで得られるハイプレシャーダイカスト法を使用でき、しかも、鋳造後に、前記インサート中子の前記円筒状部は、シリンダボアの荒ボーリングを行うことで切削除去でき、さらに、該荒ボーリングで除去できない前記インサート中子の残部分（前記掃気口形成部、前記吸気口形成部、及び、前記排気口形成部）は、プレスで押し出す等することにより、簡単容易に離脱除去できるので、インサート部分が鋳造成形品（シリンダ）に全く残らないようにできる。
【００２１】
その結果、従来のように、鋳造後に掃気口部分を機械加工により切除する製造方法や、前記掃気口部分に挿入するインサート中子を使用した従来の金型鋳造法による製造方法に比して、シリンダをより精密に、かつ、より低コストで製造できるとともに、鋳造成形品（シリンダ）に残ってしまうインサート中子による熱伝導性の悪化や、変形、剥離等の不具合を招くことがないようにできる。
【００２２】
また、前記インサート中子（の円筒状部）に一体に、前記掃気口形成部、前記吸気口形成部、及び、前記排気口形成部が設けられるので、それらが別体とされている従来の製造方法の如くに、得られるシリンダにおける、掃気口、吸気口、及び排気口間に相対的な位置ずれが生じることはなく、前記掃気口、前記吸気口、及び、前記排気口の位置が一義的に定まり、そのため、寸法精度の高いシリンダを得ることが可能となる。
【００２３】
さらに、前記掃気口形成部、前記吸気口形成部、及び、前記排気口形成部は、鋳造後にシリンダボアの内側又は外側（口内）に押し出す（又は引き出す）ようにして離脱除去できる形状であればよいので、前記掃気口、前記吸気口、前記排気口の形状、絞り度、傾斜角度等を任意に設定することができ、それらを放電加工等により開口形成する場合に比して、設計自由度が高くなるとともに、製造コストを低く抑えることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るインサート中子を用いた内燃エンジン用シリンダの製造方法の一実施形態を説明する。
本実施形態の製造方法により製造すべき内燃エンジン用シリンダは、図１５（掃気通路を分断する縦断面図）、図１６（吸気口及び排気口を分断する縦断面図）に示される如くの、携帯型動力作業機等に使用される、小型空冷２サイクルガソリンエンジン用シリンダ１であり、該シリンダ１は、アルミニウム合金製とされ、ピストン６０が嵌挿されるシリンダボア１０を有する胴部２と、スキッシュドーム形等の燃焼室４が設けられた頭部３と、が一体に形成され、その外周部には多数の冷却フィン９が一体形成される。また、前記燃焼室４には、点火プラグ装着穴２３（鋳造後に雌ねじ部が形成される）が設けられる。
【００２５】
そして、前記シリンダボア１０には、前記ピストン６０により開閉される吸気口１１及び排気口１２が、上下に段違いで向かい合うように形成されるとともに、該吸気口１１及び排気口１２と約９０°位置をずらして、二対の中空掃気通路１４、１４、１５、１５が設けられる。すなわち、前記シリンダ１は、前記排気口１２を二分割する縦断面Ｆを挟んで、左右対称的に掃気通路が二対設けられている、所謂四流掃気式のものであり、前記各掃気通路１４、１４、１５、１５の下流側端部（上端部）に、前記ピストン６０により開閉される、左右で対をなす掃気口１６、１６、１７、１７が、前記シリンダボア１０の前記排気口１２とは反対方向（前記吸気口１１側）に向けてやや上向きに形成される。
【００２６】
さらに、前記各掃気通路１４、１４、１５、１５は、前述した半壁付きのものであり、クランク室から掃気通路を通じて掃気口に導かれる混合気を、ピストンのスカート部に接触させるべく、前記各掃気通路１４、１４、１５、１５の上部に、前記シリンダボア１０と同径の、所定厚みを有する半壁１８、１８、１９、１９を残して、その下部に、高さ方向に沿って切欠開口部２１、２１、２２、２２が形成される。
【００２７】
そして、本実施形態の製造方法には、図１〜図４に示される如くのインサート中子３０が使用される。図示例のインサート中子３０は、アルミニウム合金を材料として、金型鋳造法により一体成形されたもので、得るべき前記シリンダ１のボア径と略等しい（若干小さい）外径の円筒状部３２を有し、該円筒状部（３２）から径方向外方に向けて、前記各掃気口１６、１６、１７、１７と略等しい断面寸法形状を有する左右二対の掃気口形成部３６、３６、３７、３７、前記吸気口１１のシリンダボア側端部と略等しい断面寸法形状を有する吸気口形成部４１、及び、排気口１２の少なくともシリンダボア側端部と略等しい断面寸法形状を有する排気口形成部４２、が突設されている
ここでは、前記シリンダ１における前記各掃気口１６、１６、１７、１７に対する前記吸気口１１及び前記排気口１２の位置関係と全く同じに、前記吸気口形成部４１及び前記排気口形成部４２は、前記各掃気口形成部３６、３６、３７、３７とは約９０°位置をずらした前記縦断面Ｆ上に、上下段違いで向かい合うように設けられている。
【００２８】
前記吸気口形成部４１及び前記排気口形成部４２には、図４を参照すればよくわかるように、前記吸気口１１及び前記排気口１２におけるシリンダボア側端部を除く部分と略等しい断面形状を有する、鋼製等の反復使用可能な吸気口用中子４６及び排気口用中子４７を装着するための、前記吸気口用中子４６及び排気口用中子４７のそれぞれの先端部に設けられた円錐台状のボス４６ａ、４７ａが嵌合せしめられる嵌合穴４１ａ、４２ａが形成されていて、後述する位置決め、抜け止めの役をはたすとともに、中子用材料の削減も図っている。
【００２９】
なお、前記各掃気口形成部３６、３６、３７、３７、前記吸気口形成部４１、前記排気口形成部４２、前記吸気口用中子４６、及び、前記排気口用中子４７は、その断面形状がいずれも外側に向けて末広がり形状とされている。
上記に加え、前記インサート中子３０の外表面全体には、クロム、ニッケル等の離型剤が塗布乃至メッキされた、離型層３８が形成されている。
【００３０】
なお、該離型層３８は、通常は、前記各掃気口形成部３６、３６、３７、３７、前記吸気口形成部４１、及び、前記排気口形成部４２の外表面に形成しておけばよいが、後述する前記インサート中子３０の前記円筒状部３２を切削除去する際に、前記シリンダボア１０の表面がむしり取られたりすること等を防止するためには、前記の如く、前記インサート中子３０の外表面全体に形成しておく方がよい。
【００３１】
前記した如くのインサート中子３０を用いて前記シリンダ１を製造するにあたっては、まず、図５、図６に示される如くに、前記インサート中子３０をボア中子金型５０にセットするとともに、前記吸気口形成部４１及び前記排気口形成部４２に、それぞれ前記吸気口用中子４６及び前記排気口用中子４７を装着（前記ボス４６ａ、４７ａを前記嵌合穴４１ａ、４２ａに嵌合）して、相互の位置決め、抜け止めを行う。
【００３２】
前記ボア中子金型５０は、ハイプレッシャーダイカスト法で使用される通常の中子金型であり、前記インサート中子３０の前記円筒状部３２が外挿される円柱状のボア挿入部５２、このボア挿入部５２の上方に連設された、前記シリンダ１の前記燃焼室４形状に対応した燃焼室形成部５３、前記ボア挿入部５２の下方に連設された円柱状のボア下部形成部５４、及び、このボア下部形成部５４の左右に連設された、前記各掃気通路１４、１４、１５、１５に対応した掃気通路形成部５５、５５、（５６、５６）からなっている。
【００３３】
前記ボア挿入部５２は、前記インサート中子３０の内径と略同じ外径を有し、また、前記ボア下部形成部５４は、その外径が前記ボア挿入部５２の外径より大きい、前記インサート中子３０の外径と略同じとされており、前記インサート中子３０の前記円筒状部３２を受け止め、係止するようになっている。さらに、図４に示されている前記各掃気通路形成部５５、５５、５６、５６には、それぞれ前記インサート中子３０の前記各掃気口形成部３６、３６、３７、３７が挿入される切欠部６０、６０、（６１、６１）や、前記半壁２１、２１、２２、２２の寸法形状に対応した壁成形部５８、５８、（５９、５９）が、形成されている。
【００３４】
前記のようにして、前記インサート中子３０を、前記ボア中子金型５０にセットし、前記吸気口用中子４６や前記排気口用中子４７等を、前記のようにセットする等した後は、図７、図８に示される如くに、ハイプレッシャーダイカスト法による金型鋳造を行い、その後、前記ボア中子金型５０、前記吸気口用中子４６、前記排気口用中子４７等を抜き取り、図９、図１０に示される如くの、前記インサート中子３０が鋳包まれたシリンダ素材１’を得る。
【００３５】
かかる状態において、得られた前記シリンダ素材１’のシリンダボア１０と、前記インサート中子３０とは、互いに密着しているが、予め、前記インサート中子３０の外表面には、前記した如くに、前記離型層３８を形成してあるので、それらが互いに融着する等の不具合は生じない。
【００３６】
しかる後、図１１、図１２に示される如くに、前記シリンダ素材１’の前記シリンダボア１０の荒ボーリングを行って、前記インサート中子３０の前記円筒状部３２を切削除去する。このときには、前記インサート中子３０の切削除去と同時に、前記シリンダボア１０における上端部分（前記インサート中子３０の上方に位置する素材部分）も切削形成される。
【００３７】
次いで、図１３、図１４に示される如くに、前記シリンダ素材１’に残っている前記インサート中子３０の前記各掃気口形成部３６、３６、３７、３７を、プレス等により、前記各掃気通路１４、１４、１５、１５側に押し出して、前記シリンダ素材１’より離脱除去する。この場合、予め、前記各掃気口形成部３６、３６、３７、３７の外表面には、前記した如くに、前記離型層３８を形成してあり、かつ、前記各掃気口形成部３６、３６、３７、３７は、前記各掃気口１６、１６、１７、１７の形状に沿うように、前記各掃気通路１４、１４、１５、１５内に向けて下方に若干傾斜せしめられているので、前記シリンダボア１０側からプレス等で押圧することにより、容易に離脱除去せしめられる。
【００３８】
同様に、前記シリンダ素材１’に残っている前記吸気口形成部４１及び前記排気口形成部４２も、プレス等により、それぞれ前記吸気口１１及び、前記排気口１２の外側に押し出して離脱除去する。この場合も、予め、前記吸気口形成部４１及び前記排気口形成部４２の外表面には、前記した如くに、前記離型層３８を形成してあり、かつ、前記吸気口形成部４１及び前記排気口形成部４２は、外方に向けて若干末広がり状とされている前記吸気口１１及び前記排気口１２の内端部に配在されているので、前記シリンダボア１０側からプレス等で押圧することにより、容易に離脱除去せしめられる。
その後は、所要の仕上げ処理を行って、図１５、図１６に示される如くのシリンダの完成品１を得る。
【００３９】
前記の如くの構成とされた本実施形態のインサート中子３０を用いた２サイクル内燃エンジン用シリンダ１の製造方法においては、前記インサート中子３０を用いることで、精密な寸法形状の鋳造成形品が低コストで得られるハイプレシャーダイカスト法を使用でき、しかも、鋳造後に、前記インサート中子３０の前記円筒状部３２を、前記シリンダボア１０の荒ボーリングを行うことで切削除去し、さらに、該荒ボーリングでは除去できない前記インサート中子３０の前記各掃気口形成部３６、３６、３７、３７、前記吸気口形成部４１、及び、排気口形成部４２を、プレス等により離脱除去するようにされるので、インサート部分が鋳造成形品（シリンダ）に全く残らないようにでき、その結果、従来のように、鋳造後に、掃気口部分を機械加工により切除する製造方法や、前記掃気口部分に挿入するインサート中子を使用した従来の金型鋳造法による製造方法に比して、シリンダをより精密に、かつ、より低コストで製造できるとともに、製品（シリンダ）に残ってしまうインサート中子による、熱伝導性の悪化や、変形、剥離等の不具合を招くことがないようにできる。
【００４０】
また、前記インサート中子３０（の円筒状部３２）に一体に前記各掃気口形成部３６、３６、３７、３７、前記吸気口形成部４１、及び、前記排気口形成部４２が設けられるので、それらが別体とされている従来の製造方法の如くに、得られるシリンダ１における各掃気口１６、１６、１７、１７、吸気口１１、及び排気口１２間に相対的な位置ずれが生じることはなく、前記各掃気口１６、１６、１７、１７、前記吸気口１１、及び、前記排気口１２の相対位置が一義的に定まり、そのため、寸法精度の高いシリンダを得ることが可能となる。
【００４１】
さらに、前記各掃気口形成部３６、３６、３７、３７、前記吸気口形成部４１、及び、前記排気口形成部４２は、シリンダ鋳造後に、シリンダボア１０の内側又は外側に押し出す（又は引き出す）ようにして離脱除去できる形状であればよいので、前記各掃気口１６、１６、１７、１７、前記吸気口１１、前記排気口１２の形状、絞り度、傾斜角度等を任意に設定することができ、それらを放電加工等により形成する場合に比して、設計自由度が高くなるとともに、中子材料の再利用も容易であり、製造コストを低く抑えることができる。
【００４２】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において、種々の変更ができるものである。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明に係る内燃エンジン用シリンダの製造方法によれば、掃気口形成部、吸気口形成部、及び、排気口形成部が一体に設けられたインサート中子を用いることで、精密な寸法形状の鋳造成形品が低コストで得られるハイプレシャーダイカスト法を使用でき、しかも、鋳造後に、前記インサート中子の前記円筒状部を、シリンダボアのボーリングを行うことで切削除去し、さらに、該ボーリングで除去できない前記インサート中子の前記掃気口形成部、前記吸気口形成部、及び、前記排気口形成部を、プレス等により離脱除去するようにされるので、インサート部分が鋳造成形品（シリンダ）に全く残らないようにでき、その結果、従来のように、鋳造後に掃気口部分を機械加工により切除する製造方法や、前記掃気口部分に挿入するインサート中子を使用した従来の金型鋳造法による製造方法に比して、シリンダをより精密に、かつ、より低コストで製造できるとともに、製品（シリンダ）に残ってしまうインサート中子による熱伝導性の悪化や、変形、剥離等の不具合を招くことがないようにできる。
【００４４】
また、前記インサート中子（の円筒状部）に一体に前記掃気口形成部、前記吸気口形成部、及び、前記排気口形成部が設けられるので、それらが別体とされている従来の製造方法の如くに、得られるシリンダにおける掃気口、吸気口、及び排気口間に相対的な位置ずれが生じることはなく、前記掃気口、前記吸気口、及び、前記排気口の相対位置が一義的に定まり、そのため、寸法精度の高いシリンダを得ることが可能となる。
【００４５】
さらに、前記掃気口形成部、前記吸気口形成部、及び、前記排気口形成部は、鋳造後にシリンダボアの内側又は外側に押し出す（又は引き出す）ようにして離脱除去できる形状であればよいので、前記掃気口、前記吸気口、前記排気口の形状、傾斜角度等を任意に設定することができ、それらを放電加工等により形成する場合に比して、設計自由度が高くなるとともに、製造コストを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインサート中子の一実施形態を示す平面図。
【図２】図１に示されるインサート中子の側面図。
【図３】図１に示されるインサート中子の掃気口形成部を分断する縦断面図。
【図４】図１に示されるインサート中子の吸気口形成部及び排気口形成部を分断する縦断面図。
【図５】図１に示されるインサート中子をボア中子金型にセットした状態を示す、掃気口形成部を分断する縦断面図。
【図６】図１に示されるインサート中子をボア中子金型にセットした状態を示す、吸気口形成部及び排気口形成部を分断する縦断面図。
【図７】図１に示されるインサート中子及びボア中子金型を使用した金型鋳造工程の説明に供される、掃気通路を分断する縦断面図。
【図８】図１に示されるインサート中子及びボア中子金型を使用した金型鋳造工程の説明に供される、吸気口及び排気口を分断する縦断面図。
【図９】図７、図８に示される金型鋳造工程で得られたシリンダ素材を示す、掃気通路を分断する縦断面図。
【図１０】図７、図８に示される金型鋳造工程で得られたシリンダ素材を示す、吸気口及び排気口を分断する縦断面図。
【図１１】図９、図１０に示される金型鋳造工程で得られたシリンダ素材のシリンダボアの荒ボーリングを行って前記インサート中子の円筒状部を切削除去する荒ボーリング工程の説明に供される、掃気通路を分断する縦断面図。
【図１２】図９、図１０に示される金型鋳造工程で得られたシリンダ素材のシリンダボアの荒ボーリングを行って前記インサート中子の円筒状部を切削除去する荒ボーリング工程の説明に供される、吸気口及び排気口を分断する縦断面図。
【図１３】図１１、図１２に示される荒ボーリング工程で除去されなかった前記インサート中子の掃気口形成部をプレス等で離脱除去する工程の説明に供される、掃気通路を分断する縦断面図。
【図１４】図１１、図１２に示される荒ボーリング工程で除去されなかった前記インサート中子の吸気口形成部及び排気口形成部をプレス等で離脱除去する工程の説明に供される、吸気口及び排気口を分断する縦断面図。
【図１５】本発明に係るインサート中子を用いた内燃エンジン用シリンダの製造方法により製造される小型空冷２サイクル内燃エンジンのシリンダ完成品を示す、掃気通路を分断する縦断面図。
【図１６】本発明に係るインサート中子を用いた内燃エンジン用シリンダの製造方法により製造される小型空冷２サイクル内燃エンジンのシリンダ完成品を示す、吸気口及び排気口を分断する縦断面図。
【符号の説明】
１ 空冷２サイクルガソリンエンジン（内燃エンジン）用シリンダ
１’ シリンダ素材
１０ シリンダボア
１１ 吸気口
１２ 排気口
１４、１５ 中空掃気通路
１６、１７ 掃気口
１８、１９ 半壁（掃気通路内壁）
３０ インサート中子
３２ 円筒状部
３６、３７ 掃気口形成部
３８ 離型層
４１ 吸気口形成部
４２ 排気口形成部
５０ ボア中子金型
６０ ピストン
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、携帯型動力作業機等に使用される小型空冷２サイクルガソリンエンジン等の内燃エンジン用のシリンダを製造する際に使用されるインサート中子及びそれを使用した製造方法に係り、特に、ハイプレッシャーダイカスト法等の金型鋳造法で製造する場合に、アンダーカット部分となる掃気口部等を合理的に形成することができるインサート中子を用いた製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯型動力作業機等に使用されている小型空冷２サイクルガソリンエンジンのシリンダは、例えば、特開昭５８−１５５１１４号公報等にも見られるように、通常、アルミニウム合金製とされ、ピストンが嵌挿されるシリンダボアを有する胴部と、スキッシュドーム形等の燃焼室が設けられた頭部と、が一体に形成されており、その外周部には多数の冷却フィンが形成されている。
【０００３】
そして、前記シリンダボアには、前記ピストンにより開閉される吸気口及び排気口が上下に段違いで向かい合うように形成されるとともに、該吸気口及び排気口と約９０°位置をずらして所定厚みを有する内壁付きの中空掃気通路が設けられ、この掃気通路の下流側端部（上端部）に、前記ピストンにより開閉される左右一対の掃気口が、前記シリンダボアの前記排気口とは反対方向に向けてやや上向きに形成されている。
【０００４】
なお、前記公報に示されているシリンダは、前記排気口を二分割する縦断面を挟んで対称的に、左右一対の掃気口が設けられた所謂二流掃気式のシリンダであるが、掃気口をさらに追加して二対設けた、所謂四流掃気式のものも知られている。
【０００５】
また、前記掃気通路の形態としては、前記公報に示されている如くの、内壁付き中空のもの、及び、前記内壁が無い（シリンダボア側が開口している）ものの他、例えば、本発明の出願人による特開２０００−３４９２４号公報に開示されているように、クランク室から掃気通路を通じて掃気口に導かれる混合気をピストンのスカート部に接触させるべく、前記掃気通路の上部に所定厚みを有する半壁を残して、その下部に、高さ方向に沿って切欠開口部を形成した、半壁付きのものもある。
【０００６】
前記した如くの２サイクル内燃エンジン用シリンダのうち、特に、内壁付き（半壁付きを含む）中空掃気通路を有するものを、精密な寸法形状の鋳造成形品が低コストで得られるハイプレシャーダイカスト法等の金型鋳造法で製造する場合、前記掃気通路の掃気口部分がアンダーカット部となるが、崩壊性を有する中子金型は高圧下では使用できないので、通常は、前記アンダーカット部となる掃気口部分が塞がった状態のシリンダ素材を鋳造成形し、その後、前記掃気口部分を機械加工により切除する（前記特開昭５８−１５５１１４号公報参照）ようにされている。
【０００７】
しかしながら、前記した如くに、鋳造後に掃気口を機械加工により切除する場合、工具を挿入するスペースが狭小であること等から、加工作業が極めて難しく、加工精度も上げにくいといった問題があった。この場合、２サイクル内燃エンジンにおいては、掃気口の寸法形状及びその加工精度が、エンジン性能に重大な影響を及ぼすので、前記加工作業上の問題は特に重要である。
【０００８】
また、前記掃気口部分に挿入するインサート中子を使用した金型鋳造法により、前記内壁付き中空掃気通路を有するシリンダを製造することも考えられるが、この場合は、インサート部分が鋳造成形品に残るため、熱伝導性が悪くなるとともに、変形、剥離等の不具合が発生しやすくなるといった問題を生じる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記した如くの問題を解消すべく本発明の発明者等は、先に、下記の如くのインサート中子を用いた内燃エンジン用シリンダの製造方法を提案した（特開２０００−１４５５３６号公報参照）。すなわち、インサート中子として、得るべきシリンダのボア径と略等しい外径の円筒状部を有し、この円筒状部から径方向外方に向けて前記掃気口と略等しい断面寸法形状を有する掃気口形成部を突設したものを用意し、該インサート中子をボア中子金型に外挿するようにしてセットして金型鋳造を行い、前記インサート中子を鋳包んだシリンダ素材を得、しかる後、該シリンダ素材におけるシリンダボアのボーリングを行って、前記インサート中子の前記円筒状部を切削除去し、次いで、前記シリンダ素材に残っている前記インサート中子の前記掃気口形成部をプレス等により離脱除去するようにされる。
【００１０】
かかる製造方法によれば、前記インサート中子を用いることで、精密な鋳造成形品が低コストで得られるハイプレシャーダイカスト法を使用でき、しかも、鋳造後に、前記インサート中子の前記円筒状部を、シリンダボアの荒ボーリングを行うことで切削除去し、さらに、該荒ボーリングで除去できない前記インサート中子の前記掃気口形成部を、プレス等により離脱除去するようにされるので、インサート部分が鋳造成形品（シリンダ）に全く残らないようにでき、その結果、従来のように、鋳造後に掃気口部分を機械加工により切除する製造方法や、前記掃気口部分に挿入するインサート中子を使用した従来の金型鋳造法による製造方法に比して、シリンダをより精密にかつより低コストで製造できるとともに、鋳造成形品（シリンダ）に残ってしまうインサート中子による熱伝導性の悪化や、変形、剥離等の不具合を招くことがないようにできる。
【００１１】
ところが、前記製造方法においても、次のような問題を生じる。すなわち、前記製造方法では、吸気口及び排気口を形成するため、前記インサート中子とは別体の吸気口用中子及び排気口用中子を用意し、前記吸気口用中子を、前記ボア中子金型（のボア下部形成部）にセットするとともに、前記排気口用中子を、前記インサート中子にセットして、ハイプレシャーダイカスト法による金型鋳造を行うようにされているが、前記掃気口形成部、前記吸気口形成部、及び、前記排気口形成部がそれぞれ別体とされているので、セット時の組立て誤差、鋳造時の型ずれ等により、前記掃気口、前記吸気口、及び前記排気口間に相対的な位置ずれを生じやすい。
【００１２】
ここで、前記掃気口、前記吸気口、前記排気口は、前記ピストンにより開閉されるので、それらに相対的な位置ずれ、特に上下方向（シリンダ高さ方向）の離隔距離に誤差が生じていると、前記ピストンによる開閉タイミングが不適正となり、所要のエンジン性能が得られなくなる。
【００１３】
本発明は、前記した如くの従来の問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、内燃エンジン用シリンダを、ハイプレシャーダイカスト法等の金型鋳造法を使用して、熱伝導性の悪化や変形、剥離等の不具合を招くことなく、低コストで精密に製造することができ、しかも、得られるシリンダにおける掃気口、吸気口、及び排気口間に相対的な位置ずれを生じないようにできる内燃エンジン用シリンダの製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成すべく、本発明に係るインサート中子は、ピストンにより開閉される掃気口が形成された内壁付き中空掃気通路を備えた内燃エンジン用シリンダの製造に使用されるもので、得るべきシリンダのボア径と略等しい外径の円筒状部を有し、該円筒状部から径方向外方に向けて、前記掃気口と略等しい断面寸法形状を有する掃気口形成部、吸気口の少なくともシリンダボア側端部と略等しい断面寸法形状を有する吸気口形成部、及び、排気口の少なくともシリンダボア側端部と略等しい断面寸法形状を有する排気口形成部、が突設されていることを特徴としている。
前記インサート中子は、好ましくは、アルミニウム合金を素材として金型鋳造法により一体成形される。
【００１５】
なお、インサート中子の材質は、前記アルミニウム合金に限られることはなく、鉄系金属等を使用できる。また、インサート中子の材料として、得るべきシリンダと同じアルミニウム合金を使用する場合は、シリコン等の添加物の配合量をシリンダより多くして融点を高くすることにより、相互間の融着等を防ぐようにする。
【００１６】
一方、本発明に係る内燃エンジン用シリンダの製造方法は、前記インサート中子を使用して、金型鋳造法により前記シリンダを製造することを特徴としている。
【００１７】
より具体的な好ましい態様では、前記インサート中子をボア中子金型にセットして金型鋳造を行い、前記インサート中子を鋳包んだシリンダ素材を得、しかる後、該シリンダ素材におけるシリンダボアのボーリングを行って、前記インサート中子の前記円筒状部を切削除去し、次いで、前記シリンダ素材に残っている前記インサート中子の前記掃気口形成部、前記吸気口形成部、及び、前記排気口形成部を、プレス等により離脱除去するようにされる。
【００１８】
この場合、前記金型鋳造前に、前記インサート中子の少なくとも前記掃気口形成部、前記吸気口形成部、及び、前記排気口形成部の外表面に、離型剤を塗布乃至メッキして離型層を形成しておくことが好ましい。
【００１９】
なお、前記インサート中子に塗布乃至メッキする離型材としては、クロム、ニッケル、カーボン等が挙げられ、それらを、電解メッキや蒸着等の手法で塗布乃至メッキして離型層を形成する。
【００２０】
前記の如くの構成とされた本発明に係るインサート中子を用いた内燃エンジン用シリンダの製造方法の好ましい態様においては、前記インサート中子を用いることで、精密な寸法形状の鋳造成形品が低コストで得られるハイプレシャーダイカスト法を使用でき、しかも、鋳造後に、前記インサート中子の前記円筒状部は、シリンダボアの荒ボーリングを行うことで切削除去でき、さらに、該荒ボーリングで除去できない前記インサート中子の残部分（前記掃気口形成部、前記吸気口形成部、及び、前記排気口形成部）は、プレスで押し出す等することにより、簡単容易に離脱除去できるので、インサート部分が鋳造成形品（シリンダ）に全く残らないようにできる。
【００２１】
その結果、従来のように、鋳造後に掃気口部分を機械加工により切除する製造方法や、前記掃気口部分に挿入するインサート中子を使用した従来の金型鋳造法による製造方法に比して、シリンダをより精密に、かつ、より低コストで製造できるとともに、鋳造成形品（シリンダ）に残ってしまうインサート中子による熱伝導性の悪化や、変形、剥離等の不具合を招くことがないようにできる。
【００２２】
また、前記インサート中子（の円筒状部）に一体に、前記掃気口形成部、前記吸気口形成部、及び、前記排気口形成部が設けられるので、それらが別体とされている従来の製造方法の如くに、得られるシリンダにおける、掃気口、吸気口、及び排気口間に相対的な位置ずれが生じることはなく、前記掃気口、前記吸気口、及び、前記排気口の位置が一義的に定まり、そのため、寸法精度の高いシリンダを得ることが可能となる。
【００２３】
さらに、前記掃気口形成部、前記吸気口形成部、及び、前記排気口形成部は、鋳造後にシリンダボアの内側又は外側（口内）に押し出す（又は引き出す）ようにして離脱除去できる形状であればよいので、前記掃気口、前記吸気口、前記排気口の形状、絞り度、傾斜角度等を任意に設定することができ、それらを放電加工等により開口形成する場合に比して、設計自由度が高くなるとともに、製造コストを低く抑えることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るインサート中子を用いた内燃エンジン用シリンダの製造方法の一実施形態を説明する。
本実施形態の製造方法により製造すべき内燃エンジン用シリンダは、図１５（掃気通路を分断する縦断面図）、図１６（吸気口及び排気口を分断する縦断面図）に示される如くの、携帯型動力作業機等に使用される、小型空冷２サイクルガソリンエンジン用シリンダ１であり、該シリンダ１は、アルミニウム合金製とされ、ピストン６０が嵌挿されるシリンダボア１０を有する胴部２と、スキッシュドーム形等の燃焼室４が設けられた頭部３と、が一体に形成され、その外周部には多数の冷却フィン９が一体形成される。また、前記燃焼室４には、点火プラグ装着穴２３（鋳造後に雌ねじ部が形成される）が設けられる。
【００２５】
そして、前記シリンダボア１０には、前記ピストン６０により開閉される吸気口１１及び排気口１２が、上下に段違いで向かい合うように形成されるとともに、該吸気口１１及び排気口１２と約９０°位置をずらして、二対の中空掃気通路１４、１４、１５、１５が設けられる。すなわち、前記シリンダ１は、前記排気口１２を二分割する縦断面Ｆを挟んで、左右対称的に掃気通路が二対設けられている、所謂四流掃気式のものであり、前記各掃気通路１４、１４、１５、１５の下流側端部（上端部）に、前記ピストン６０により開閉される、左右で対をなす掃気口１６、１６、１７、１７が、前記シリンダボア１０の前記排気口１２とは反対方向（前記吸気口１１側）に向けてやや上向きに形成される。
【００２６】
さらに、前記各掃気通路１４、１４、１５、１５は、前述した半壁付きのものであり、クランク室から掃気通路を通じて掃気口に導かれる混合気を、ピストンのスカート部に接触させるべく、前記各掃気通路１４、１４、１５、１５の上部に、前記シリンダボア１０と同径の、所定厚みを有する半壁１８、１８、１９、１９を残して、その下部に、高さ方向に沿って切欠開口部２１、２１、２２、２２が形成される。
【００２７】
そして、本実施形態の製造方法には、図１〜図４に示される如くのインサート中子３０が使用される。図示例のインサート中子３０は、アルミニウム合金を材料として、金型鋳造法により一体成形されたもので、得るべき前記シリンダ１のボア径と略等しい（若干小さい）外径の円筒状部３２を有し、該円筒状部（３２）から径方向外方に向けて、前記各掃気口１６、１６、１７、１７と略等しい断面寸法形状を有する左右二対の掃気口形成部３６、３６、３７、３７、前記吸気口１１のシリンダボア側端部と略等しい断面寸法形状を有する吸気口形成部４１、及び、排気口１２の少なくともシリンダボア側端部と略等しい断面寸法形状を有する排気口形成部４２、が突設されている
ここでは、前記シリンダ１における前記各掃気口１６、１６、１７、１７に対する前記吸気口１１及び前記排気口１２の位置関係と全く同じに、前記吸気口形成部４１及び前記排気口形成部４２は、前記各掃気口形成部３６、３６、３７、３７とは約９０°位置をずらした前記縦断面Ｆ上に、上下段違いで向かい合うように設けられている。
【００２８】
前記吸気口形成部４１及び前記排気口形成部４２には、図４を参照すればよくわかるように、前記吸気口１１及び前記排気口１２におけるシリンダボア側端部を除く部分と略等しい断面形状を有する、鋼製等の反復使用可能な吸気口用中子４６及び排気口用中子４７を装着するための、前記吸気口用中子４６及び排気口用中子４７のそれぞれの先端部に設けられた円錐台状のボス４６ａ、４７ａが嵌合せしめられる嵌合穴４１ａ、４２ａが形成されていて、後述する位置決め、抜け止めの役をはたすとともに、中子用材料の削減も図っている。
【００２９】
なお、前記各掃気口形成部３６、３６、３７、３７、前記吸気口形成部４１、前記排気口形成部４２、前記吸気口用中子４６、及び、前記排気口用中子４７は、その断面形状がいずれも外側に向けて末広がり形状とされている。
上記に加え、前記インサート中子３０の外表面全体には、クロム、ニッケル等の離型剤が塗布乃至メッキされた、離型層３８が形成されている。
【００３０】
なお、該離型層３８は、通常は、前記各掃気口形成部３６、３６、３７、３７、前記吸気口形成部４１、及び、前記排気口形成部４２の外表面に形成しておけばよいが、後述する前記インサート中子３０の前記円筒状部３２を切削除去する際に、前記シリンダボア１０の表面がむしり取られたりすること等を防止するためには、前記の如く、前記インサート中子３０の外表面全体に形成しておく方がよい。
【００３１】
前記した如くのインサート中子３０を用いて前記シリンダ１を製造するにあたっては、まず、図５、図６に示される如くに、前記インサート中子３０をボア中子金型５０にセットするとともに、前記吸気口形成部４１及び前記排気口形成部４２に、それぞれ前記吸気口用中子４６及び前記排気口用中子４７を装着（前記ボス４６ａ、４７ａを前記嵌合穴４１ａ、４２ａに嵌合）して、相互の位置決め、抜け止めを行う。
【００３２】
前記ボア中子金型５０は、ハイプレッシャーダイカスト法で使用される通常の中子金型であり、前記インサート中子３０の前記円筒状部３２が外挿される円柱状のボア挿入部５２、このボア挿入部５２の上方に連設された、前記シリンダ１の前記燃焼室４形状に対応した燃焼室形成部５３、前記ボア挿入部５２の下方に連設された円柱状のボア下部形成部５４、及び、このボア下部形成部５４の左右に連設された、前記各掃気通路１４、１４、１５、１５に対応した掃気通路形成部５５、５５、（５６、５６）からなっている。
【００３３】
前記ボア挿入部５２は、前記インサート中子３０の内径と略同じ外径を有し、また、前記ボア下部形成部５４は、その外径が前記ボア挿入部５２の外径より大きい、前記インサート中子３０の外径と略同じとされており、前記インサート中子３０の前記円筒状部３２を受け止め、係止するようになっている。さらに、図４に示されている前記各掃気通路形成部５５、５５、５６、５６には、それぞれ前記インサート中子３０の前記各掃気口形成部３６、３６、３７、３７が挿入される切欠部６０、６０、（６１、６１）や、前記半壁２１、２１、２２、２２の寸法形状に対応した壁成形部５８、５８、（５９、５９）が、形成されている。
【００３４】
前記のようにして、前記インサート中子３０を、前記ボア中子金型５０にセットし、前記吸気口用中子４６や前記排気口用中子４７等を、前記のようにセットする等した後は、図７、図８に示される如くに、ハイプレッシャーダイカスト法による金型鋳造を行い、その後、前記ボア中子金型５０、前記吸気口用中子４６、前記排気口用中子４７等を抜き取り、図９、図１０に示される如くの、前記インサート中子３０が鋳包まれたシリンダ素材１’を得る。
【００３５】
かかる状態において、得られた前記シリンダ素材１’のシリンダボア１０と、前記インサート中子３０とは、互いに密着しているが、予め、前記インサート中子３０の外表面には、前記した如くに、前記離型層３８を形成してあるので、それらが互いに融着する等の不具合は生じない。
【００３６】
しかる後、図１１、図１２に示される如くに、前記シリンダ素材１’の前記シリンダボア１０の荒ボーリングを行って、前記インサート中子３０の前記円筒状部３２を切削除去する。このときには、前記インサート中子３０の切削除去と同時に、前記シリンダボア１０における上端部分（前記インサート中子３０の上方に位置する素材部分）も切削形成される。
【００３７】
次いで、図１３、図１４に示される如くに、前記シリンダ素材１’に残っている前記インサート中子３０の前記各掃気口形成部３６、３６、３７、３７を、プレス等により、前記各掃気通路１４、１４、１５、１５側に押し出して、前記シリンダ素材１’より離脱除去する。この場合、予め、前記各掃気口形成部３６、３６、３７、３７の外表面には、前記した如くに、前記離型層３８を形成してあり、かつ、前記各掃気口形成部３６、３６、３７、３７は、前記各掃気口１６、１６、１７、１７の形状に沿うように、前記各掃気通路１４、１４、１５、１５内に向けて下方に若干傾斜せしめられているので、前記シリンダボア１０側からプレス等で押圧することにより、容易に離脱除去せしめられる。
【００３８】
同様に、前記シリンダ素材１’に残っている前記吸気口形成部４１及び前記排気口形成部４２も、プレス等により、それぞれ前記吸気口１１及び、前記排気口１２の外側に押し出して離脱除去する。この場合も、予め、前記吸気口形成部４１及び前記排気口形成部４２の外表面には、前記した如くに、前記離型層３８を形成してあり、かつ、前記吸気口形成部４１及び前記排気口形成部４２は、外方に向けて若干末広がり状とされている前記吸気口１１及び前記排気口１２の内端部に配在されているので、前記シリンダボア１０側からプレス等で押圧することにより、容易に離脱除去せしめられる。
その後は、所要の仕上げ処理を行って、図１５、図１６に示される如くのシリンダの完成品１を得る。
【００３９】
前記の如くの構成とされた本実施形態のインサート中子３０を用いた２サイクル内燃エンジン用シリンダ１の製造方法においては、前記インサート中子３０を用いることで、精密な寸法形状の鋳造成形品が低コストで得られるハイプレシャーダイカスト法を使用でき、しかも、鋳造後に、前記インサート中子３０の前記円筒状部３２を、前記シリンダボア１０の荒ボーリングを行うことで切削除去し、さらに、該荒ボーリングでは除去できない前記インサート中子３０の前記各掃気口形成部３６、３６、３７、３７、前記吸気口形成部４１、及び、排気口形成部４２を、プレス等により離脱除去するようにされるので、インサート部分が鋳造成形品（シリンダ）に全く残らないようにでき、その結果、従来のように、鋳造後に、掃気口部分を機械加工により切除する製造方法や、前記掃気口部分に挿入するインサート中子を使用した従来の金型鋳造法による製造方法に比して、シリンダをより精密に、かつ、より低コストで製造できるとともに、製品（シリンダ）に残ってしまうインサート中子による、熱伝導性の悪化や、変形、剥離等の不具合を招くことがないようにできる。
【００４０】
また、前記インサート中子３０（の円筒状部３２）に一体に前記各掃気口形成部３６、３６、３７、３７、前記吸気口形成部４１、及び、前記排気口形成部４２が設けられるので、それらが別体とされている従来の製造方法の如くに、得られるシリンダ１における各掃気口１６、１６、１７、１７、吸気口１１、及び排気口１２間に相対的な位置ずれが生じることはなく、前記各掃気口１６、１６、１７、１７、前記吸気口１１、及び、前記排気口１２の相対位置が一義的に定まり、そのため、寸法精度の高いシリンダを得ることが可能となる。
【００４１】
さらに、前記各掃気口形成部３６、３６、３７、３７、前記吸気口形成部４１、及び、前記排気口形成部４２は、シリンダ鋳造後に、シリンダボア１０の内側又は外側に押し出す（又は引き出す）ようにして離脱除去できる形状であればよいので、前記各掃気口１６、１６、１７、１７、前記吸気口１１、前記排気口１２の形状、絞り度、傾斜角度等を任意に設定することができ、それらを放電加工等により形成する場合に比して、設計自由度が高くなるとともに、中子材料の再利用も容易であり、製造コストを低く抑えることができる。
【００４２】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において、種々の変更ができるものである。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明に係る内燃エンジン用シリンダの製造方法によれば、掃気口形成部、吸気口形成部、及び、排気口形成部が一体に設けられたインサート中子を用いることで、精密な寸法形状の鋳造成形品が低コストで得られるハイプレシャーダイカスト法を使用でき、しかも、鋳造後に、前記インサート中子の前記円筒状部を、シリンダボアのボーリングを行うことで切削除去し、さらに、該ボーリングで除去できない前記インサート中子の前記掃気口形成部、前記吸気口形成部、及び、前記排気口形成部を、プレス等により離脱除去するようにされるので、インサート部分が鋳造成形品（シリンダ）に全く残らないようにでき、その結果、従来のように、鋳造後に掃気口部分を機械加工により切除する製造方法や、前記掃気口部分に挿入するインサート中子を使用した従来の金型鋳造法による製造方法に比して、シリンダをより精密に、かつ、より低コストで製造できるとともに、製品（シリンダ）に残ってしまうインサート中子による熱伝導性の悪化や、変形、剥離等の不具合を招くことがないようにできる。
【００４４】
また、前記インサート中子（の円筒状部）に一体に前記掃気口形成部、前記吸気口形成部、及び、前記排気口形成部が設けられるので、それらが別体とされている従来の製造方法の如くに、得られるシリンダにおける掃気口、吸気口、及び排気口間に相対的な位置ずれが生じることはなく、前記掃気口、前記吸気口、及び、前記排気口の相対位置が一義的に定まり、そのため、寸法精度の高いシリンダを得ることが可能となる。
【００４５】
さらに、前記掃気口形成部、前記吸気口形成部、及び、前記排気口形成部は、鋳造後にシリンダボアの内側又は外側に押し出す（又は引き出す）ようにして離脱除去できる形状であればよいので、前記掃気口、前記吸気口、前記排気口の形状、傾斜角度等を任意に設定することができ、それらを放電加工等により形成する場合に比して、設計自由度が高くなるとともに、製造コストを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインサート中子の一実施形態を示す平面図。
【図２】図１に示されるインサート中子の側面図。
【図３】図１に示されるインサート中子の掃気口形成部を分断する縦断面図。
【図４】図１に示されるインサート中子の吸気口形成部及び排気口形成部を分断する縦断面図。
【図５】図１に示されるインサート中子をボア中子金型にセットした状態を示す、掃気口形成部を分断する縦断面図。
【図６】図１に示されるインサート中子をボア中子金型にセットした状態を示す、吸気口形成部及び排気口形成部を分断する縦断面図。
【図７】図１に示されるインサート中子及びボア中子金型を使用した金型鋳造工程の説明に供される、掃気通路を分断する縦断面図。
【図８】図１に示されるインサート中子及びボア中子金型を使用した金型鋳造工程の説明に供される、吸気口及び排気口を分断する縦断面図。
【図９】図７、図８に示される金型鋳造工程で得られたシリンダ素材を示す、掃気通路を分断する縦断面図。
【図１０】図７、図８に示される金型鋳造工程で得られたシリンダ素材を示す、吸気口及び排気口を分断する縦断面図。
【図１１】図９、図１０に示される金型鋳造工程で得られたシリンダ素材のシリンダボアの荒ボーリングを行って前記インサート中子の円筒状部を切削除去する荒ボーリング工程の説明に供される、掃気通路を分断する縦断面図。
【図１２】図９、図１０に示される金型鋳造工程で得られたシリンダ素材のシリンダボアの荒ボーリングを行って前記インサート中子の円筒状部を切削除去する荒ボーリング工程の説明に供される、吸気口及び排気口を分断する縦断面図。
【図１３】図１１、図１２に示される荒ボーリング工程で除去されなかった前記インサート中子の掃気口形成部をプレス等で離脱除去する工程の説明に供される、掃気通路を分断する縦断面図。
【図１４】図１１、図１２に示される荒ボーリング工程で除去されなかった前記インサート中子の吸気口形成部及び排気口形成部をプレス等で離脱除去する工程の説明に供される、吸気口及び排気口を分断する縦断面図。
【図１５】本発明に係るインサート中子を用いた内燃エンジン用シリンダの製造方法により製造される小型空冷２サイクル内燃エンジンのシリンダ完成品を示す、掃気通路を分断する縦断面図。
【図１６】本発明に係るインサート中子を用いた内燃エンジン用シリンダの製造方法により製造される小型空冷２サイクル内燃エンジンのシリンダ完成品を示す、吸気口及び排気口を分断する縦断面図。
【符号の説明】
１ 空冷２サイクルガソリンエンジン（内燃エンジン）用シリンダ
１’ シリンダ素材
１０ シリンダボア
１１ 吸気口
１２ 排気口
１４、１５ 中空掃気通路
１６、１７ 掃気口
１８、１９ 半壁（掃気通路内壁）
３０ インサート中子
３２ 円筒状部
３６、３７ 掃気口形成部
３８ 離型層
４１ 吸気口形成部
４２ 排気口形成部
５０ ボア中子金型
６０ ピストン
Claims (6)
- ピストン（６０）により開閉される掃気口（１６、１６、１７、１７）が形成された内壁（１８、１８、１９、１９）付き中空掃気通路（１４、１４、１５、１５）を備えた内燃エンジン用シリンダ（１）の製造に使用されるインサート中子であって、得るべきシリンダ（１）のボア径と略等しい外径の円筒状部（３２）を有し、該円筒状部（３２）から径方向外方に向けて、前記掃気口（１６、１６、１７、１７）と略等しい断面寸法形状を有する掃気口形成部（３６、３６、３７、３７）、吸気口（１１）の少なくともシリンダボア側端部と略等しい断面寸法形状を有する吸気口形成部（４１）、及び、排気口（１２）の少なくともシリンダボア側端部と略等しい断面寸法形状を有する排気口形成部（４２）、が突設されていることを特徴とするインサート中子。
- アルミニウム合金を素材として金型鋳造法により一体成形されていることを特徴とする請求項１に記載のインサート中子。
- 請求項１又は２に記載のインサート中子（３０）を使用して、金型鋳造法により前記シリンダ（１）を製造することを特徴とする内燃エンジン用シリンダの製造方法。
- 前記インサート中子（３０）をボア中子金型（５０）にセットして金型鋳造を行い、前記インサート中子（３０）を鋳包んだシリンダ素材（１’）を得、しかる後、該シリンダ素材（１’）におけるシリンダボア（１０）のボーリングを行って、前記インサート中子（３０）の前記円筒状部（３２）を切削除去し、次いで、前記シリンダ素材（１’）に残っている前記インサート中子（３０）の前記掃気口形成部（３６、３６、３７、３７）、前記吸気口形成部（４１）、及び、前記排気口形成部（４２）を、プレス等により離脱除去することを特徴とする請求項３に記載の内燃エンジン用シリンダの製造方法。
- 前記金型鋳造前に、前記インサート中子（３０）の少なくとも前記掃気口形成部（３６、３６、３７、３７）、前記吸気口形成部（４１）、及び、前記排気口形成部（４２）の外表面に、離型剤を塗布乃至メッキして離型層（３８）を形成しておくことを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃エンジン用シリンダの製造方法。
- 請求項３乃至５のいずれか一項に記載の製造方法により製造された内燃エンジン用シリンダ。
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