JP4240563B2 - ダイキャスト製品の接合構造 - Google Patents

ダイキャスト製品の接合構造 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は汎用小型内燃機関のシリンダとクランクケース、排気管、気化器を含む吸気管等の精密ダイキャストで製作された部材において、該部材同士を結合するフランジ部の接合構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
汎用小型エンジンにおいては、シリンダ、クランクケース、気化器ケースを含む吸気管等の部材は精密ダイキャストによって製作されている。
【0003】
図4は、かかる精密ダイキャスト製品を使用した汎用小型エンジンの1例を示すシリンダ中心線に沿う断面図である。図5〜図10は実開昭58−167757号及び実開昭58−167756号にて提案されている従来技術を示し、図5はクランクケース接合フランジの平面図、図6は図5のZ−Z線断面図、図7は気化器接合フランジの平面図、図8は図7のY−Y線断面図、図9はマフラ接合フランジの平面図、図10は図9のX−X線断面図である。
【0004】
図4において、1はシリンダ、3は該シリンダ1の下部に結合されたクランクケースで、双方共精密ダイキャストによって製作されている。
5は該シリンダ1内に往復摺動自在に嵌合されたピストンである。7は一端をピストンピン9により前記ピストン5に枢着された連接棒で、該連接棒7の他端は前記クランクケース3に主軸受(不図示)を介して軸支されたクランク軸11のクランクアーム13に固着されたクランクピン15に回転自在に支持されている。17は前記シリンダ1に開口された吸気口19に接続され固定された気化器、21は該気化器17の吸入側フランジに固着するエアクリーナである。23は前記シリンダ1に開口された排気口25に接続され固定されたマフラ、27は点火栓である。
【0005】
前記シリンダ1の下側の開口部29はクランクケース3内に連通され、該開口部29の周囲には、シリンダ1側に第1フランジ部31が設けられ、該第1フランジ部31には、図5〜図6に示すように、前記クランクケース3側に相対して設けられた第2フランジ部33がボルト35によりガスケット36を介して固着されている。37は第2フランジ部33のフランジ面の前記ボルト35よりも内周側に設けられた環状の突起部である。また前記吸気口19の周囲には図7〜図8に示すように、第1吸気フランジ部39が設けられ、前記気化器17側に相対して設けられた第2吸気フランジ部41がねじ43、43によりガスケット44を介して固着されている。45は第1吸気フランジ部39のフランジ面の前記ねじ43よりも内周側に設けられた環状の突起部である。
【0006】
さらに前記排気口25の周囲には第1排気フランジ部47が設けられ、前記マフラ23側に相対して設けられた第2排気フランジ部49がねじ51、51によりガスケット52を介して固着されている。53は第1排気フランジ部47のフランジ面に設けられた環状の突起部である。
かかる汎用小型エンジンの組立てにあたっては、前記シリンダ1の開口部29における第2フランジ部33のフランジ面即ち接合面に環状の突起部37が設けられているので、該突起部37によってガスケット36が部分的に押圧、圧縮される。これによってシリンダ1とクランクケース3との接合部においては、気密が確実に保持されている。
【0007】
また、前記突起部37に代えて凹状の環状部を設けることができ、この場合には該凹状の環状部の縁部によって、部分的にガスケットが押圧、圧縮することにより、シリンダ1とクランクケース3との接合部における気密が保持される。また前記吸気口19および排気口25においても、それぞれ前記突起部45、突起部53が設けられているので、前記シリンダ1とクランクケース3との接合と同様に確実に気密を保持することができる。
【0008】
また、特開昭56−47463号においては、シリンダヘッドとシリンダとの接合部において、シリンダヘッドの下面に薄肉で高さの低い環状の薄肉小突起を2つ設け、該薄肉小突起によってガスケットを局部的に押し付け、シリンダヘッドとシリンダとの間のガスシールを確実になさしめている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
図4〜図10に示されている汎用小型エンジンにあっては、前記のように、シリンダ1、クランクケース3、気化器17のケース等の主要外殻部品は精密ダイキャスト製品により構成されているが、エンジンの加工、組立工数低減の面からかかるダイキャスト製品の2次機械加工の省略化が課題となっている。
【0010】
殊にかかるエンジンにおいては、図4〜図6に示すシリンダ1とクランクケース3との接合フランジ部31、33を2次機械加工を省略しかつ接合面において充分な気密を保持することが強く要求されている。
かかる要求に応えるため、図5〜図10に示す実開昭58−167757号及び実開昭58−167756号にて提案された技術においては、シリンダ1とクランクケース3との接合フランジ部31、33に環状の突起部37を設けて該突起部37にて相手方のフランジ面を押圧することにより、フランジ面の2次機械加工を省略している。
【0011】
しかしながら、かかる環状の突起部37を設ける場合には、加工が簡単である半面、その適用部位に制限を受ける。また、かかる従来技術においては、、前記環状の突起部37で囲む面よりもフランジ部31,33の締付け用のボルト35、35が外周側にあるため、先に締めたボルト35側のフランジが低くなるように傾き、次いで反対側のボルトを締めると、先に締めたボルト35の側が強く締まり過ぎたり、かかる過大な締め付けによって突起部37が破損するという不具合の発生をみる。
【0012】
また、特開昭56−47463号にて提案された技術においては、環状の薄肉小突起によってガスケットとのシール性を向上させているが、該薄肉小突起が締付用ボルトの内周側にあるので、図5〜図10に示す前記従来技術と同様な不具合点がある。
【0013】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、如何なる形状のフランジ接合部にも適応可能で、2次機械加工を省略しかつフランジ接合面における確実な気密性を保持し得るダイキャスト製品の接合構造を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するため、本発明として、ダイキャストで製作された2つの部材を、両部材の接合用フランジ部に形成された接合面において該フランジ部の複数のボルト穴に挿通されるボルトによって締着してなるダイキャスト製品の接合構造であって、前記接合面が汎用小型内燃機関の単気筒シリンダとクランクケースとを接合するフランジ部の接合面であり、該接合面の何れか一方に、シリンダの4隅の4個所において複数のボルト穴のそれぞれの周囲を同心円状の凸形状に突起して囲む環状のボルト穴突起部と、該ボルト穴突起部同士を平面上において閉じた形態で曲線部によって結合するとともにシリンダ内径部を囲むように結合する結合突起部とを設け、前記ボルト穴突起部及び結合突起部は、前記接合面から僅かに突出しかつ幅の狭い薄肉小突起に鋳肌のまま形成されてなり、締め付けボルトの締め付けによって前記シリンダとクランクケースとの接合面間に介在されるガスケットに食い込むように構成されたことを特徴とするダイキャスト製品の接合構造を提案する。
【0015】
【0016】
かかる発明によれば、締付ボルト穴の周囲を環状の薄肉小突起からなるボルト穴突起部で囲んでいるので、該突起部によってクランクケースの内部は、ボルト穴に対して完全に気密にシールされるとともに、該ボルト穴突起部同士を結合突起部によって平面上で閉じた形態で結合しているので、クランクケースの内部は外部に対して完全に気密にシールされる。
【0017】
また、前記環状のボルト穴突起部によって締付ボルト近傍の過大な押圧力の発生が緩和され、一部の締付けボルトに片締めがあった場合においても、先に締めた締付ボルトによって接合面が相手方の接合面に対して傾斜するのを、締付ボルト毎に設けた環状のボルト穴突起部によって緩和せしめられる。
【0018】
さらに、本発明によれば、複数の締付ボルト穴を囲む環状のボルト穴突起部同士を結合突起部に閉じた形態で結合するように構成されているので、フランジ部の形態に左右されず、如何なる形態のフランジ部についても適用することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【0020】
図4は本発明が適用される汎用小型エンジンのシリンダ中心線に沿う断面図である。
図4において、1はシリンダ、3はクランクケースで双方共精密ダイキャストによって製作されている。5は該シリンダ1内に往復摺動自在に嵌合されたピストンである。7は一端をピストンピン9により前記ピストン5に枢着された連接棒で、該連接棒7の他端は前記クランクケース3に主軸受(不図示)を介して軸支されたクランク軸11のクランクアーム13に固着されたクランクピン15に回転自在に支持されている。17はシリンダ1に開口された吸気口19に接続され固定された気化器、21は該気化器17の吸入側フランジに固着するエアクリーナである。23は前記シリンダ1に開口された排気口25に接続され固定されたマフラ、27は点火栓である。
【0021】
本発明の実施形態では、シリンダ1とクランクケース3との接合フランジ部を改良しており、その詳細を図1〜図3に示す。
【0022】
図1〜図3において、1はシリンダ、62は前記ピストン5が往復摺動するシリンダ内径部、65は前記点火栓27が装着される点火栓取付孔、19は前記気化器17に接続される吸気口、25は前記マフラ23に接続される排気口である。31はシリンダ1の下部に形成された第1フランジ部で、該第1フランジ部31の下面には、前記クランクケース3の第2フランジ部33への接合面67が形成されている。前記シリンダ1の内径部62は、前記第1フランジ部31からクランクケース3内に突出して形成された筒状部66へと延びてクランクケース3内に開口している。そして該筒状部66は、その外周面がクランクケース3の嵌合穴3aに滑合されている。
【0023】
72は前記シリンダ1の第1フランジ部31の接合面67と、クランクケース3の第2フランジ部33の接合面71との間に介装されたガスケットである。73はシリンダ1とクランクケース3とを締め付ける締付ボルトで、図2に示すようにシリンダ1に穿設された4個(複数個であればよい)のボルト穴69に挿通され、前記クランクケース3に穿けられたねじ穴(不図示)にねじ込まれるか、あるいは該クランクケース3のボルト穴(不図示)を通してナット(不図示)によって締め付けられている。
【0024】
前記シリンダ1は前記のように精密ダイキャストによって製作され、内径部62、接合面67、後述する突起部68(68a、68b、68c)、その他の接合面も含めて、2次機械加工を加えず、鋳肌のまま使用するようになっている。また、前記クランクケース3もシリンダ1と同様に2次機械加工を加えず鋳肌のまま使用するようになっている。
【0025】
68は前記シリンダ1のクランクケース3側への接合面67に突設された突起部である。該突起部68は、図2に示すように、前記複数のボルト穴69をこれと同心にて囲む円周部68aと、これら各円周部68aを曲線部68b及び68cによって繋いでなる閉じた平面形状に形成される。また該突起部68の断面形状は、図3の(a)、(b)に示すように、幅方向に薄肉で、その高さhが0.15mm前後の薄肉小突起となっており、図3(a)に示すような断面が台形状のもの、図3(b)に示すような断面が半円形状のもの等が用いられる。また、前記突起部68はシリンダ1に設けずに、クランクケース3の接合面71に設けてもよい。
【0026】
かかる構成からなるシリンダ1とクランクケース3とを締め付ける際には、クランクケース3の接合面71上にガスケット72を敷き、該ガスケット72の上面にシリンダ1の突起部68を当て4本の締付ボルト73を締め付ける。かかる締め付けによって前記突起部68がガスケット72に喰い込むようにして、局部的に押し込まれる。これにより、前記シリンダ1及びクランクケース3の接合面67及び71が鋳肌のままであっても、前記突起部68(68a、68b、68c)に沿って、ガスケット72の上下面に局部的な高面圧が発生し、前記接合面67及び71は気密にシールされる。
【0027】
ここで、精密ダイキャスト製のシリンダ1及びクランクケース3の接合面67及び71の平面度が0.05程度の場合における発明者らの実験によれば、前記突起部68を設けない場合は、締付ボルト73の近傍の押圧力を過剰に強化しても、なお各締付ボルト73の中間部では押圧力の不足が発生するのに対し、この実施形態のように突起部68を設ければ、該突起部68の全域に亘って十分に大きな押圧力が各ボルトに均等に発生し、確実に気密を保持することが確認された。
【0028】
また、前記突起部68は、ボルト穴69の周りを同心に囲む円周部(環状部)68aを有しているので、クランクケース3の内部を、前記ボルト穴69に対して完全に気密に遮断すると共に、該締付ボルト73近傍の過大な押圧力の発生を緩和し、さらに締付ボルト73が片締めされた場合に、先に締め付けた締付ボルトによって接合面67が相手方の接合面71に対して傾斜するのを前記円周部68aが緩和する働きをなしている。
【0029】
以上のように、かかる実施形態によれば、シリンダ1及びクランクケース3の接合面67及び71が鋳肌のままであっても、前記突起部68の前記シール作用によって両接合面67及び71はガスケット72を介して全面均一に気密シールがなされる。
【0030】
尚、気化器17を含む吸気管の第1フランジ部39及び第2フランジ部41の何れかの接合面あるいはマフラ23に接合される排気管の第1フランジ部47及び第2フランジ部49の何れかの接合面にも、前記のような突起部68を設けることができる。
【0031】
さらに本発明は前記汎用小型エンジンの他、2つのフランジ接合面同士とガスケットを介して気密を保持して結合するようにしたダイキャスト製品全般に適用することができる。
【0032】
【発明の効果】
以上記載のごとく、本発明によれば次のような著効を奏する。
【0033】
(1)精密ダイキャスト製品の接合面同士を2次機械加工を施こすことなく、ガスケットを介して完全に気密に締結することができる。これによって、製品の製造コストを大幅に低減することができる。
【0034】
(2)締付ボルト穴近傍に形成されたボルト穴突起部は締付ボルトの周りに同心の環状形に形成されているので、過剰な押圧力の発生及び片締め時における接合面の傾斜を緩和することができる。
【0035】
(3)複数の締付ボルト毎に設けた環状のボルト穴突起部を結合突起部によって平面上において閉じた形態に結合するように構成されているので、如何なる形態のフランジ部にも広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係る汎用小型エンジンにおけるシリンダの中心線に沿う断面図である。
【図2】 図1のA矢視図である。
【図3】 前記実施形態における突起部の拡大断面図である。
【図4】 本発明が適用される汎用小型エンジンのシリンダ中心線に沿う断面図である。
【図5】 前記汎用小型エンジンにおける従来技術に係るシリンダとクランクケースとの接合フランジ部の平面図である。
【図6】 図5のZ−Z線断面図である。
【図7】 前記従来技術に係る気化器接合フランジ部の平面図である。
【図8】 図7のY−Y線断面図である。
【図9】 前記従来技術に係るマフラ接合フランジ部の平面図である。
【図10】 図9のX−X線断面図である。
【符号の説明】
1 シリンダ
2 クランクケース
5 ピストン
17
気化器
19
吸気口
21
エアクリーナ
23
マフラ
25
排気口
31
第1フランジ部(シリンダ)
33
第2フランジ部(クランクケース)
66
筒状部
67
接合面(シリンダ)
68
突起部
68a 円周部(突起部)
68b、68c
曲線部
69
ボルト穴
71
接合面(クランクケース)
72
ガスケット
73
締付ボルト

Claims (1)

  1. ダイキャストで製作された2つの部材を、両部材の接合用フランジ部に形成された接合面において該フランジ部の複数のボルト穴に挿通されるボルトによって締着してなるダイキャスト製品の接合構造であって、
    前記接合面が汎用小型内燃機関の単気筒シリンダとクランクケースとを接合するフランジ部の接合面であり、該接合面の何れか一方に、シリンダの4隅の4個所において複数のボルト穴のそれぞれの周囲を同心円状の凸形状に突起して囲む環状のボルト穴突起部と、該ボルト穴突起部同士を平面上において閉じた形態で曲線部によって結合するとともにシリンダ内径部を囲むように結合する結合突起部とを設け、
    前記ボルト穴突起部及び結合突起部は、前記接合面から僅かに突出しかつ幅の狭い薄肉小突起に鋳肌のまま形成されてなり、締め付けボルトの締め付けによって前記シリンダとクランクケースとの接合面間に介在されるガスケットに食い込むように構成されたことを特徴とするダイキャスト製品の接合構造。
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