JP2007239559A - ２サイクルエンジン用シリンダの製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バリのない良好なシリンダを効率よく製造できる２サイクルエンジン用シリンダの製造方法とその装置を提供する。
【解決手段】シリンダボア１０と掃気ポート１１を有する掃気通路１２との間に隔壁１３が設けられたシリンダを型成型する方法であって、前記掃気通路１２を形成する掃気中子３と、前記掃気ポート１１およびシリンダボア１０の一部を形成する複数に分割されたポート中子４と、これらポート中子４の間に挿入されてシリンダボア１０の他部を形成するボア中子５とを用意する。ボア中子５をシリンダボア１０から軸心Ｃの方向に後退させたのち、各ポート中子４をシリンダボア１０の軸心Ｃ寄りに後退させて型開きする。
【選択図】図１

Description

本発明は、２サイクルエンジンに用いられるシリンダの生産性を改善する製造方法と装置に関するものである。

従来、２サイクルエンジン用シリンダの製造方法として、ダイカスト法がある。この方法の一例として、シリンダの外形を形成する割型と、この割型の下部に配置され、掃気通路形成用の通路型片が形成された基台と、前記割型内に挿入されてシリンダボアを形成する中子本体と、その内部に軸方向に移動可能に挿入されたスライダと、これの先端に取り付けられて、中子本体の径方向内外に進退する掃気ポート形成用の中子片とを備えた製造装置を用いるものがある（特許文献１) 。この製造装置では、前記割型内に中子本体を挿入し、これに設けたスライダを中子本体の軸方向に移動させることにより、その中子片を中子本体の径方向外方に進出させて、中子片の先端を基台の通路型片に接触させる。この後、前記割型に設けた湯口からアルミなどの溶湯を注入することにより、前記割型と中子本体および基台の間でシリンダの外形と掃気通路を成型し、同時に前記中子本体によりシリンダボアの内周を形成し、また、前記中子本体の径方向外方に進出された中子片により前記掃気通路をシリンダボアに開口させる掃気ポートを形成する。
特公昭５８―３１４６１号公報

ところが、以上の製造方法は、その装置が複雑である。また、前記掃気ポートを形成する中子片は、スライダの軸方向への移動に連動させて、スライダに設けた傾斜面との接触により径方向に移動するものであるから、中子片の通路型片に対する接触力を大きくできないため、前記割型の湯口に注入される溶湯の注入圧力を大きくできない。この注入圧力を大きくすると、圧力により中子片が移動して中子片と通路型片との間に隙間ができ、バリが発生する。一方、注入圧力を小さくすると、複雑な形状のシリンダ全体に溶湯が回りにくい。しかも、前記中子片やその支持部位は熱により変形し易く、その調整も難しいので、生産性が低下する。

そこで、本発明は、バリのない良好なシリンダを効率よく製造できる製造方法とその装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、軸心方向の一方の端部が開放されたシリンダボアと、これに開口する掃気ポートを有する掃気通路との間に隔壁が設けられたシリンダを型成型する方法であって、前記掃気通路を形成する掃気中子と、前記掃気ポートおよびシリンダボアの一部を形成する複数に分割されたポート中子と、前記複数のポート中子の間に挿入されて前記シリンダボアの他部を形成するボア中子とを用意し、前記ボア中子をシリンダボアの前記軸心方向の一方に後退させたのち、前記複数のポート中子をシリンダボアの軸心寄りに後退させて型開きする。

シリンダを成型するときには、前記掃気中子内にポート中子を、さらに、ポート中子内にボア中子を挿入して固定する。この状態で前記各中子の周りに溶湯を注入して、シリンダの外形とシリンダボアとを形成し、同時に掃気通路およびこれをシリンダボアに開口する掃気ポートを形成する。そして、前記ボア中子をシリンダボアの軸心方向の一方に後退させたのち、前記各ポート中子をシリンダボアの軸心寄りに後退させて型開きすることにより、シリンダを成型する。このようにすれば、ボア中子の挿入によってポート中子を掃気中子に押し付けることでポート中子の位置決めが強固になされるので、中子間の隙間に起因するバリがない良好なシリンダを効率よく生産することができる。

この発明の好ましい実施形態では、前記ボア中子における前記ポート中子との接触面の少なくとも一部をシリンダボアの軸心方向の他方へ向かって幅狭となるテーパ状に形成し、前記ボア中子をシリンダボアの前記他方に進出させることにより、前記複数のポート中子を円滑にシリンダボアの径方向外方へ移動させて位置決めすることができる。これにより、溶湯の注入時に、その注入圧によってポート中子がシリンダの径方向に傾いたり、これら中子の間に隙間ができたりするのを防ぐことができる。これによって、バリのない良好なシリンダが得られ、また、溶湯の注入圧つまり成形圧を高めて生産効率を高めることができる。

また、本発明は、軸心方向の一方の端部が開放されたシリンダボアと、これに開口する掃気ポートを有する掃気通路との間に隔壁が設けられたシリンダを型成型する製造装置であって、前記掃気通路を形成する掃気中子と、前記掃気ポートおよびシリンダボアの一部を形成する複数に分割されたポート中子と、前記複数のポート中子の間に挿入されて前記シリンダボアの他部を形成するボア中子とを備え、前記複数のポート中子は、シリンダボアの軸心に対して近接および離間する方向に進退自在に設定され、前記ボア中子はシリンダボアの軸心方向に進退自在に設定されている。

この装置によれば、本発明の製造方法が実施可能となって、バリのない良好なシリンダが効率よく生産される。また、スライダと中子片を用いる複雑な従来の成形装置に比べて、構造が簡単になる。

この発明の好ましい実施形態では、前記ボア中子における前記ポート中子との接触面の少なくとも一部分がシリンダボアの軸心方向の他方へ向かって幅狭となるテーパ状に形成されている。この構成によれば、前記ボア中子をシリンダの上方に進出させて、ポート中子をシリンダボアの径方向外方へ移動させることにより、ポート中子の位置決めが行えるので、溶湯の注入時にポート中子がシリンダの径方向に傾いたり、これら中子の間に隙間ができるのを防ぐことができる。これによって、バリのない良好なシリンダが得られるとともに、溶湯の注入圧つまり成形圧を高めて生産効率が高められる。

また、本発明の好ましい実施形態では、前記ボア中子の挿入によってボア中子に前記ポート中子を係止する係止部が設けられている。この構成によれば、ポート中子のより確実な位置決めが行なわれる。

さらに、本発明の好ましい実施形態では、前記掃気ポートがシリンダボアの軸心から一側方に偏位した方向に向いてシリンダボアに開口しており、前記ボア中子とポート中子の接触面が掃気ポートにおける前記一側方の側縁を含むように設定されている。この構成によれば、前記ポート中子をシリンダボアの軸心寄りに移動させて、ポート中子の掃気ポート形成部位を掃気通路の掃気ポートから抜き出すときに、一部がシリンダボアに引っ掛かったりすることなく、確実かつスムーズに抜き出せる。

本発明によれば、バリのない良好なシリンダを効率よく製造できる。

以下，本発明の好ましい実施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かかる２サイクルエンジン用シリンダの製造装置を示す縦断面図である。この製造装置は、クランクケース（図示せず）の上部に接続されるシリンダ１を鋳造するためのものである。シリンダ１は、軸心Ｃに沿った方向（以下、軸心方向という。）の一方の端部（図１の下部）が開放されたシリンダボア１０と、これに開口する掃気ポート１１を有する掃気通路１２との間に隔壁１３が設けられている。同装置は、シリンダ１の外形を形成する左右２つに分割された固定および可動の主型（おもがた）２，２を備え、その接合部に湯口２０が設けられている。図１では、軸心方向の前記一方が下方となり、他方が上方となっているが、この製造装置は、図１とは上下逆に配置されて、前記一方が上方となり、他方が下方となる場合もある。

同装置はさらに、主型２，２の下部に配置され、各主型２の内方（図１の上方）に突出してシリンダ１に掃気通路１２を形成する通路型片３１が設けられた単一の掃気中子３と、主型２，２内に挿入されて前記掃気ポート１１およびシリンダボア１０の一部を形成する複数に分割されたポート中子４，４と、これらポート中子４，４内に進退自在に挿入されてシリンダボア１０の他部を形成する単一のボア中子５とを備えている。

シリンダ１には、その周壁の一部にシリンダボア１０内に燃料ガスである混合気を吸入する吸入口１４と、吸入口１４とシリンダボア１０の軸心Ｃの回りに１８０°対向し、シリンダボア１０内で燃焼した燃焼ガスを排気するための排気口１５とが形成され、外面には空冷用の冷却フィン１６が多数形成されている。前記掃気通路１２は、吸入口１４と排気口１５を結ぶラインを挟んで１対または複数対設けられる。

図２〜図４はシリンダ１を製造するときの工程を示す製造装置の要部の横断面図である。図２に示すように、前記掃気中子３は、シリンダ１の左右両側に２対設けた掃気通路１２を対向状に形成する４つの通路型片３１を有している。また、前記ボア中子５は、横断面形状がくさび状に形成されている。つまり、ボア中子５の外周面に長い円弧面５１と短い円弧面５２が対向状に形成され、これら円弧面５１，５２の対応する両端を結ぶ両側面が、前記ポート中子４に接触する平行でない接触面５３，５３として形成されている。長い円弧面５１は吸気口１４に対向し、短い円弧面５２は排気口１５に対向する。

前記ポート中子４は、左右２つに分割されており、これらの分割中子４，４は図示しない型駆動装置により駆動されて、シリンダボア１０の軸心Ｃに対し近接および離間する径方向に移動する。これら分割された各中子４の上方部には、シリンダボア１０の内周面の一部を形成する円弧面４２，４２が設けられ、この円弧面４２の反対側の内面に前記ボア中子５の接触面５３に接触する直線状の接触面４３が設けられていて、分割された各中子４は横断面三日月状に形成されている。ポート中子４の円弧面４２，４２は、シリンダボア１０の他部を形成するボア中子５の円弧面５１，５２と相俟って前記シリンダボア１０の内周面を形成する。また、２分割されたポート中子４には、径方向外方に向かって突出し、前記掃気中子３を形成する通路型片３１の上部に接触して、掃気通路１２の上端部に掃気ポート１１を形成する円弧状のポート型４１が形成されている。

また、前記ボア中子５のポート中子４との接触面５３は、図１のように、シリンダ基部となる下部側の幅Ｗ１に対し，シリンダ頂部となる上部側の幅Ｗ２が小さくて、シリンダ１の頂部へ向かって幅狭となるようなテーパ状に形成されている。これにより、前記ボア中子５を，分割されたポート中子４内に挿入して上方へ進出させることで、各ポート中子４を径方向外方に押圧してポート型４１の径方向に突出した先端面を通路型片３１に接触させることにより、各ポート中子４の位置決めを行うようにしている。

さらに、前記ボア中子５とポート中子４との間に、前記ボア中子５の挿入によって、これをポート中子４に係止させて、ポート中子５がシリンダボア１０の軸心から離間する方向に傾くのを阻止する係止部６が設けられている。この係止部６は、前記ボア中子５の上部に形成された環状の溝６１と、前記ポート中子４の上部内面に形成されて前記溝６１に係合する環状の突起６２とからなり、ボア中子５をポート中子４内に挿入したとき、前記突起６２と溝６１が係合するようになっている。

また、前記掃気通路１２の掃気ポート１１は、シリンダ１の掃気行程時にシリンダボア１０内の燃焼ガスを排気口１５から外部に円滑に排出するために、図３のように、シリンダボア１０の軸心Ｃに向かわずに、この軸心Ｃから排気口１５の形成側とは反対である一側方Ｓ１に偏位したＡ方向に向かって開口されている。このような掃気ポート１１を形成するために、前記ボア中子５とポート中子４の接触面５３，４３が掃気ポート１１の前記一側方Ｓ１の一側縁１１ａを含むように設定されている。すなわち、ポート中子４とボア中子５間の接触面４３，５３の一側縁を、掃気ポート１１の一側方Ｓ1 の端縁と合致させている。これにより、図１のボア中子５をシリンダ１の下方に抜いて、図４のように、各ポート中子４を前記掃気ポート１１の指向方向Ａに沿って抜き出すとき、各ポート中子４が円滑に抜き出せる。すなわち、ポート中子４を二点鎖線４ａで示すように、掃気ポート１１の一側縁１１ａよりも中心側へ延出させた場合に、ポート中子４を掃気ポート１１の指向方向Ａに沿って抜き出すとき、この延出部４ａの外周面がシリンダボア１０における掃気ポート１１の近傍部分１０ａに引っ掛かって、ポート中子４の抜き出しが難しくなる場合があるのに対し、この実施形態では前記延出部４ａがなくなるので、常にポート中子４をＡ方向に円滑に抜き出すことができる。

次に、以上の製造装置を用いてシリンダを成形する方法について説明する。先ず、第１の工程において、図１に示す互いに突き合わされた主型２，２の内方に単一の掃気中子３を配置する。つづいて、前記掃気中子３の下方から主型２内に２分割のポート中子４，４を挿入して、ポート中子４，４を型駆動装置により径方向外方に移動させて、各中子４に形成した掃気ポート形成用のポート型４１の先端面を掃気中子３に設けた左右各組の通路型片３１の上部に近接ないし接触させる。さらに、ポート中子４の下方からボア中子５を上方に挿入させる。このとき、ボア中子５の上方部分に形成されたテーパ状の接触面５３により各ポート中子４が径方向外方に押圧されて、図２に示すように、ポート型４１の先端面が掃気中子３の通路型片３１に強く接触する。また、図１に示すボア中子５とポート中子４に設けた係止部６の溝６１と突起６２の係合により、ポート中子４がシリンダボア１０の軸心Ｃから離間する方向に傾くのが阻止される。こうして、ポート中子４，４の位置決めが強固になされる結果、中子間の隙間に起因するバリがない良好なシリンダを効率よく生産することができる。

このように各中子３，４，５を組み上げた後に、前記主型２の湯口２０から主型２のキャビティに溶湯を注入する。これにより、前記主型２の内面によりシリンダ１の外形が形成され、ポート中子４とボア中子５とによりシリンダ１の内部にシリンダボア１０が形成される。さらに、掃気中子３の通路型片３１によりシリンダ１に掃気通路１２が、ポート中子４の上部のポート型４１により掃気ポート１１がそれぞれ形成され、通路型片３１とポート中子４との間でシリンダ１の隔壁１３が形成される。

以上の溶湯の注入時には、各ポート中子４はボア中子５のテーパ状の接触面５３により径方向外方に押圧されて位置決めされており、また、前記ボア中子５とポート中子４に設けた係止部６により前記ポート中子５がシリンダボア１０の軸心Ｃから離間する方向に傾くのが阻止されるため、溶湯の注入時に、溶湯の圧力がボア中子４の上部に作用してポート中子４の上部がボア中子５の上部から径方向外方に離れるように傾いて中子４，５間に隙間ができる、いわゆる口開きの発生が防止される。これによって、口開き部分に発生するバリをなくしながら、溶湯の注入圧つまり成形圧を高めて生産効率を向上させることができる。

このようにしてシリンダ１を成形した後、第２の工程において、ボア中子５をシリンダ１の下方に後退させて抜き出す。この状態を図３に示す。続いて、図４に示す第３の工程において、各ポート中子４を型駆動装置によりシリンダボア１０の軸心Ｃ寄りに移動させて掃気ポート１１から抜き出す。このとき、前述のとおり、ボア中子５とポート中子４の接触面５３，４３が掃気ポート１１の前記一側方Ｓ１の一側縁１１ａを含むように設定されているから、各ポート中子４を前記掃気ポート１１の指向方向Ａに沿って抜き出すとき、各ポート中子４がシリンダボア１０の一部分１０ａに引っ掛かることなく、円滑に抜き出せる。この後、前記掃気中子３を下方に後退させ、主型２，２を左右に開いて、成形されたシリンダ１を取り出す。このようにして、簡単な構造の製造装置を用いながら、バリのない高品質のシリンダが効率よく生産される。

なお、図１に示したボア中子５の接触面５３，５３は、全体がテーパ状とされているが、一部分のみ、例えば上半部のみをテーパ状としてもよい。さらに、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成を追加、削除、変更でき、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

本発明の一実施形態にかかる２サイクルエンジン用シリンダの製造装置を示す縦断面図である。 シリンダを製造するときの第1 の工程を示す装置要部の横断面図である。 同じく第２の工程を示す装置要部の横断面図である。 同じく第３の工程を示す装置要部の横断面図である。

符号の説明

１ シリンダ
３ 掃気中子
４ ポート中子
５ ボア中子
６ 係止部
１０ シリンダボア
１１ 掃気ポート
１２ 掃気通路
１３ 隔壁
４３，５３ 接触面
Ｃ シリンダボアの軸心

Claims (6)

1. 軸心方向の一方の端部が開放されたシリンダボアと、これに開口する掃気ポートを有する掃気通路との間に隔壁が設けられたシリンダを型成型する方法であって、
   前記掃気通路を形成する掃気中子と、前記掃気ポートおよびシリンダボアの一部を形成する複数に分割されたポート中子と、前記複数のポート中子の間に挿入されて前記シリンダボアの他部を形成するボア中子とを用意し、
   前記ボア中子をシリンダボアの前記軸心方向の一方に後退させたのち、前記複数のポート中子をシリンダボアの軸心寄りに後退させて型開きする２サイクルエンジン用シリンダの製造方法。
2. 請求項1 において、前記ボア中子における前記ポート中子との接触面の少なくとも一部をシリンダボアの軸心方向の他方へ向かって幅狭となるテーパ状に形成し、前記ボア中子をシリンダボアの前記他方に進出させることにより、前記複数のポート中子をシリンダボアの径方向外方へ移動させて位置決めする２サイクルエンジン用シリンダの製造方法。
3. 軸心方向の一方の端部が開放されたシリンダボアと、これに開口する掃気ポートを有する掃気通路との間に隔壁が設けられたシリンダを型成型する製造装置であって、
   前記掃気通路を形成する掃気中子と、前記掃気ポートおよびシリンダボアの一部を形成する複数に分割されたポート中子と、前記複数のポート中子の間に挿入されて前記シリンダボアの他部を形成するボア中子とを備え、
   前記複数のポート中子は、シリンダボアの軸心に対して近接および離間する方向に進退自在に設定され、
   前記ボア中子は、シリンダボアの軸心方向に進退自在に設定されている２サイクルエンジン用シリンダの製造装置。
4. 請求項３において、前記ボア中子における前記ポート中子との接触面の少なくとも一部分がシリンダボアの軸心方向の他方へ向かって幅狭となるテーパ状に形成されている２サイクルエンジン用シリンダの製造装置。
5. 請求項３または４において、前記ボア中子の挿入によってボア中子に前記ポート中子を係止する係止部が設けられている２サイクルエンジン用シリンダの製造装置。
6. 請求項３、４または５において、前記掃気ポートがシリンダボアの軸心から一側方に偏位した方向に向いてシリンダボアに開口しており、前記ボア中子とポート中子の接触面が掃気ポートにおける前記一側方の側縁を含むように設定されている２サイクルエンジン用シリンダの製造装置。

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