JP4325342B2 - Cylinder block manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関のシリンダブロックを製造する方法に係り、より詳しくは別体の被鋳包部材を鋳造金属で鋳包むシリンダブロックの製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a cylinder block of an internal combustion engine, and more particularly to a method of manufacturing a cylinder block in which a separate member to be cast is cast with cast metal.
近年、自動車部品のアルミ化が進む中、シリンダブロックについても、アルミニウム合金の鋳造品が用いられるようになってきている。このようなアルミニウム合金製のシリンダブロックにおいては、ボア部の耐摩耗性と摺動特性とを確保するため、通常、図3に示すように、別途鋳造により製作したシリンダライナ(被鋳包部材)1の背面側をアルミニウム合金(鋳造金属)で鋳包んで、ブロック本体2と一体化するようにしている(例えば、特許文献1参照。)。また、クランクシャフトを支承するクランクジャーナル部の強度を高めるため、図4に示すように、半円弧形状の軸受面3aを有する補強板(被鋳包部材)3を別途鋳造により製作し、この補強板3の全体をアルミニウム合金で鋳包んで、ブロック本体2のスカート部2aと一体化する場合もある。
In recent years, as aluminum parts of automobile parts have been made aluminum, cast products of aluminum alloy have been used for cylinder blocks. In such an aluminum alloy cylinder block, in order to ensure wear resistance and sliding characteristics of the bore portion, as shown in FIG. 1 is casted with an aluminum alloy (cast metal) so as to be integrated with the block body 2 (see, for example, Patent Document 1). Further, in order to increase the strength of the crank journal portion that supports the crankshaft, as shown in FIG. 4, a reinforcing plate (a member to be cast) 3 having a semicircular bearing
ところで、上記した鋳包部材としてのシリンダライナ1や補強板3の表面には、その鋳造に際して鋳型にコーティングした塗型剤(異物)が転移付着しており、この塗型剤を残したまま、その後の鋳包みを行うと、溶湯との界面に介在する塗型剤の影響により、被鋳包部材とブロック本体との密着性が損なわれることになる。また、この種の被鋳包部材は、防錆剤(異物)を塗布した状態で保管されることが多いが、この防錆剤もまた、前記塗型剤と同様に被鋳包部材とブロック本体との密着性を悪化させる大きな原因になる。そこで従来、塗型剤については、鋳造後に被鋳包部材にショットピーニングを施して物理的に除去するようにし、また、防錆剤については、事前に加熱炉で予熱して蒸発除去する方法もある。
By the way, on the surface of the cylinder liner 1 and the
しかしながら、上記したようにショットピーニングにより塗型剤を除去する対策によれば、塗型剤を完全に除去する条件でショットピーニングを行うと、被鋳包部材とブロック本体との密着性を高める上で有用となる、鋳肌の凹凸が消失してしまう、という問題があった。また、上記したように予熱を行って防錆剤を除去する対策によれば、予熱に多くのエネルギーを必要するため、コストがかかる、という問題があった。なお、ウォータジェットにより塗型剤や防錆剤を除去する考え方もあるが、この場合は、超高圧ポンプが必要になることに加え、高価なノズルの損耗が激しく、コスト負担の増大が避けられないようになる。 However, according to the countermeasures for removing the coating agent by shot peening as described above, if shot peening is performed under the condition of completely removing the coating agent, the adhesion between the to-be-molded member and the block body is improved. There is a problem that the irregularities of the casting surface disappear, which is useful in the case of. In addition, according to the measures for preheating and removing the rust preventive agent as described above, there is a problem that a large amount of energy is required for preheating, which is costly. Although there is a way of removing the coating agent and rust preventive agent by water jet, in this case, in addition to the necessity of an ultra-high pressure pump, the wear of expensive nozzles is severe, and an increase in cost burden can be avoided. It will not be.
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、その課題とするところは、被鋳包部材に付着している塗型剤や防錆剤などの異物を、ショットピーニングや予熱に頼ることなく簡単かつ確実に除去できるようにし、もって品質の向上とコスト低減とに大きく寄与するシリンダブロックの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the object of the present invention is to remove foreign matters such as a coating agent and a rust preventive agent adhering to the cast packaging member, shot peening and preheating. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a cylinder block that can be removed easily and reliably without relying on the above, and that greatly contributes to improvement in quality and cost reduction.
上記課題を解決するため、本発明は、鋳造により製作した被鋳包部材を鋳造金属で鋳包んでシリンダブロックを製造する方法において、前記被鋳包部材を鋳包む前に、該被鋳包部材の被鋳包み面に付着している異物を高圧スチームを噴射することにより除去することを特徴とする。本発明において、前記異物は、塗型剤であっても防錆剤であってもよく、また、前記被鋳包部材は、シリンダライナあっても、あるいはシリンダライナとクランクジャーナル部の補強板であってもよい。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a method for producing a cylinder block by casting a to-be-wrapped member produced by casting with a cast metal, and before casting the to-be-wrapped member, The foreign matter adhering to the surface to be cast is removed by spraying high-pressure steam. In the present invention, the foreign matter may be a coating agent or a rust preventive agent, and the cast member may be a cylinder liner, or a reinforcing plate between the cylinder liner and the crank journal portion. There may be.
このように行うシリンダブロックの製造方法においては、高圧スチームを被鋳包部材の被鋳包面に噴射することで、塗型剤や防錆剤などの異物を簡単かつ確実に除去することができるので、被鋳包部材の被鋳包面から鋳肌の凹凸が消失することはない。この場合、高圧スチームの噴射には、特別のポンプや精密構造の噴射ノズルを必要としないので、コスト負担は小さい。 In the cylinder block manufacturing method performed in this way, foreign matter such as a coating agent and a rust preventive agent can be easily and reliably removed by spraying high-pressure steam onto the casting surface of the casting member. Therefore, the unevenness of the casting surface does not disappear from the casting surface of the casting member. In this case, the injection of high-pressure steam does not require a special pump or an injection nozzle with a precise structure, so the cost burden is small.
また、本製造方法では、前記高圧スチームを噴射することによる異物の除去に際し、前記被鋳包部材を回動手段にセットして自転させ、高圧スチームの噴射による洗浄時に高圧スチームの噴射領域を、高圧スチームを噴射する噴射ノズルの下端部に、該噴射ノズルの左右側面に沿って配設され、かつ、洗浄時には、それぞれの先端部が前記被鋳包み面に接触するように位置決めされる一対のブラシによりトンネル状に閉塞して、その噴射部位をブラッシングするようにする。また、異物が塗型剤である場合には、被鋳包部材を鋳造した後、鋳肌の凹凸が消失しない軽度の軽度のショットピーニングにより塗型剤が完全除去されずに残るように一次的に除去した後、被鋳包部材には防錆剤が塗布され、該防錆剤の皮膜下に塗型剤を残したまま保管するようにしてもよい。 Further, in the present manufacturing method, when removing foreign matter by spraying the high-pressure steam, the cast-in-wrap member is set on a rotating means to rotate, and the high-pressure steam spraying area at the time of cleaning by the high-pressure steam spraying , A pair of spray nozzles that inject high-pressure steam are disposed along the left and right side surfaces of the spray nozzle, and are positioned so that each tip is in contact with the casting enveloping surface during cleaning . It is closed in a tunnel shape with a brush, and the jetting part is brushed. In addition, if the foreign material is a coating agent, after casting the object to be cast, the coating agent is first removed so that the coating agent remains without being completely removed by mild, mild shot peening that does not lose the unevenness of the casting surface. After the removal, the rust preventive agent is applied to the cast-in-wrap member, and it may be stored while leaving the coating agent under the film of the rust preventive agent.
本発明に係るシリンダブロックの製造方法によれば、被鋳包部材に付着している塗型剤や防錆剤などの異物を、鋳肌の凹凸を消失させることなく簡単かつ確実に除去できるので、品質的に優れたシリンダブロックを安定してかつ低コストで製造できる。 According to the method for manufacturing a cylinder block according to the present invention, foreign matters such as a coating agent and a rust preventive agent adhering to the cast-in-wrap member can be easily and reliably removed without losing the unevenness of the casting surface. A cylinder block with excellent quality can be manufactured stably and at low cost.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基いて説明する。
図1および2は、本発明に係るシリンダブロックの製造方法の途中工程である洗浄工程を示したものである。本洗浄工程は、鋳造により製作された前記シリンダライナ1の背面から塗型剤および防錆剤(異物)を除去しようとするもので、その洗浄システム10は、シリンダライナ1を支承しかつ回転させる回動手段11と、該回動手段11に支承されたシリンダライナ1に高圧スチームを噴射する噴射ノズル12と、熱交換器により高温水を製造しかつ貯留する加熱タンク13と、この加熱タンク13内の高温水を前記噴射ノズル12に管路14を介して圧送するポンプ15と、前記管路14を開閉する制御弁16とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
1 and 2 show a cleaning process which is an intermediate process of the method for manufacturing a cylinder block according to the present invention. This cleaning process is intended to remove the coating agent and the rust preventive agent (foreign matter) from the back surface of the cylinder liner 1 manufactured by casting. The
上記回動手段11は、ここではモータ(図示略)により回動駆動される駆動ローラ17とフリーに回転する従動ローラ18とを備えており、両ローラ17、18は、紙面に垂直な方向へ走行可能に配置された走行台19上に、該走行台19の走行方向へ延ばして平行に搭載されている。シリンダライナ1は、前記駆動ローラ17と従動ローラ18との間に横置きにセットされるようになっており、このセット状態で駆動ローラ17を回転させることで、シリンダライナ1は自転するようになる。
Here, the rotating
上記噴射ノズル12は、ここでは上記走行台19に隣接して配置したコラム20に昇降可能に装着された昇降体21にブラケット22を介して支持されている。前記昇降体21は、図示を略す駆動手段により昇降駆動されるようになっており、噴射ノズル12は、この昇降体21の昇降に応じて、上記回動手段11上に支承されたシリンダライナ1に対して上方から接近離間する。噴射ノズル12は、直方体形状をなしており、その長手方向を前記回動手段11上のシリンダライナ1の軸方向へ一致させる態様で配置されている。この噴射ノズル12の幅方向の中心部には、その長手方向に配列して複数のスチーム噴射口23が設けられており、前記高温水加熱タンク13から圧送された高温水は、各スチーム噴射口23からシリンダライナ1へ向けて高圧スチームとして噴射される。
Here, the
一方、上記噴射ノズル12の下端部には、一対のブラシ(ワイヤブラシ)24が取付けられている。各ブラシ24は、噴射ノズル12の左右側面に沿って配設されており、洗浄時には、それぞれの先端部が回動手段11上のシリンダライナ1の外周面(背面)に接触するように位置決めされる。
On the other hand, a pair of brushes (wire brushes) 24 are attached to the lower end of the
以下、上記洗浄システム10による洗浄工程を含むシリンダブロックの製造方法を説明する。
シリンダライナ1は、ここでは、汎用の鋳鉄(例えば、FC230)から鋳造により製作されており、その表面には、鋳造に際して鋳型にコーティングされていた塗型剤が転移付着している。本製造方法においては、このシリンダライナ1の鋳造後、その表面特に背面に軽度のショットピーニングを施すようにしてもよい。この場合の軽度は、鋳肌の凹凸が消失しない程度を意味し、このショットピーニングにより塗型剤が一次的に除去される。その後、シリンダライナ1の背面には防錆剤が塗布され、したがって、シリンダライナ1は、防錆剤の皮膜下に塗型剤を残したまま保管される。
Hereinafter, a cylinder block manufacturing method including a cleaning process by the
Here, the cylinder liner 1 is manufactured by casting from general-purpose cast iron (for example, FC230), and a coating agent coated on the mold at the time of casting is transferred and adhered to the surface of the cylinder liner 1. In this manufacturing method, after the cylinder liner 1 is cast, the surface thereof, particularly the back surface, may be subjected to light shot peening. The mildness in this case means the extent that the unevenness of the casting skin does not disappear, and the coating agent is primarily removed by this shot peening. Thereafter, a rust preventive agent is applied to the back surface of the cylinder liner 1, and therefore the cylinder liner 1 is stored with the coating agent remaining under the rust preventive coating.
上記洗浄工程は、シリンダブロックの鋳造工程の直前に設定されており、洗浄に際しては、先ず回動手段11を構成する駆動ローラ17と従動ローラ18との上にシリンダライナ1がセットされる。そして、このセット完了により前記駆動ローラ17が回転駆動され、シリンダライナ11は一定速度で自転する。一方、前記シリンダライナ1のセット完了と前後してポンプ15の運転が開始されており、前記シリンダライナ11の自転開始と同時に制御弁16が開弁される。すると、加熱タンク13内の高温水が管路14および制御弁16を経て噴射ノズル12に供給され、噴射ノズル12の複数のスチーム噴射口23からシリンダライナ11ヘ向けて高圧スチームが噴射される。これによりシリンダライナ1の背面に付着していた防錆剤および塗型剤がシリンダライナ1の表面から浮上がり、これらは、シリンダライナ1の自転に応じてブラシ24により掻き落とされる(除去される)。この除去に際しては、図2に示されるように、噴射ノズル12からの高圧スチームの噴射領域が一対のブラシ24によりトンネル状に閉塞されるので、高圧スチームはもちろん、高圧スチームにより除去された防錆剤や塗型剤が周辺に飛散することはなく、作業環境は良好に維持される。
The cleaning process is set immediately before the casting process of the cylinder block. In cleaning, the cylinder liner 1 is first set on the
上記防錆剤および塗型剤の除去は、シリンダライナ1が最初の位置で複数回自転することで、噴射ノズル12の長さ範囲内で十分に進む。その後、回動手段11を搭載した走行台19が所定距離(噴射ノズル12の長さ分)だけ移動し、シリンダライナ1の未処理の背面が噴射ノズル12に対して新たに位置決めされる。この間、噴射ノズル12からの高圧スチームの噴射およびシリンダライナ1の自転は継続されており、これにより次の範囲の防錆剤および塗型剤が除去される。以降、必要により(噴射ノズル12の長さとシリンダライナ1の長さとの関係)により前記操作が繰返され、これによりシリンダライナ1の背面の全面から防錆剤および塗型剤が除去される。しかして、この洗浄工程においては、シリンダライナ1に対する高圧スチームの衝突エネルギーはわずかであるので、該シリンダライナ1の背面に存在する鋳肌の凹凸はそのまま残る。
The removal of the rust preventive and the coating agent proceeds sufficiently within the length range of the
なお、上記洗浄工程においては、噴射ノズル12を位置固定して、走行台19の移動によりシリンダライナ1を移動させるようにしたが、これに代えて、シリンダライナ1を位置固定して、噴射ノズル12を移動させるようにしてもよいことはもちろんである。また、噴射ノズル12の長さをシリンダライナ1と同じ長さに設定した場合は、前記した噴射ノズル12とシリンダライナ1との相対移動が不要になることも当然である。
In the cleaning step, the position of the
上記洗浄工程を終えたシリンダライナ1は、鋳造工程へ搬送される。鋳造工程における鋳造方法は任意であるが、ダイカスト鋳造を採用する場合は、型開き状態で前記シリンダライナ1をボア中子に嵌合セットした後、型閉じおよび型締めを行い、その後、前記ボア中子を含むキャビティ内に鋳造金属(例えば、アルミニウム合金)の溶湯を高速、高圧で充填する。すると、シリンダライナ1は、溶湯との接触により急激に温度上昇するが、シリンダライナ1の背面(被鋳包面)は、上記した事前の洗浄により防錆剤や塗型剤の存在しない清浄な状態となっているので、シリンダライナ1の背面と溶湯との界面は安定し、この結果、溶湯の凝固は安定的に進む。そして、凝固終了により、前記図3に示したように鋳鉄製のシリンダライナ1を鋳造金属からなるブロック本体2に鋳包んでなるシリンダブロックが完成するが、シリンダライナ1の背面には鋳肌の凹凸が存在するので、前記安定した凝固と相俟ってシリンダライナ1とブロック本体2との密着性は十分となる。
The cylinder liner 1 that has finished the cleaning process is conveyed to the casting process. The casting method in the casting process is arbitrary. However, when die casting is adopted, the cylinder liner 1 is fitted and set in the bore core in the mold open state, and then the mold is closed and the mold is clamped. A cavity containing the core is filled with a molten metal of cast metal (for example, aluminum alloy) at high speed and high pressure. As a result, the temperature of the cylinder liner 1 suddenly rises due to contact with the molten metal, but the back surface of the cylinder liner 1 (to-be-cast surface) is clean with no rust preventive or coating agent present by the above-described prior cleaning. Since it is in a state, the interface between the back surface of the cylinder liner 1 and the molten metal is stabilized, and as a result, the solidification of the molten metal proceeds stably. When the solidification is completed, a cylinder block in which the cast iron cylinder liner 1 is casted into a block
ここで、図4に示したように、スカート部2aのクランクジャーナル部に、鋳造により製作した補強板3を鋳包む場合は、この補強板3に対しても、上記シリンダライナ1に対すると同様に高圧スチームを噴射し、その両面から防錆剤および塗型剤を除去する。この場合、平板状の補強板3に対して高圧スチームを噴射する態様となるので、上記噴射ノズル12(図1)は、補強板3に対して平行移動させるようにする。
Here, as shown in FIG. 4, when the reinforcing
ところで、ダイカスト鋳造ラインにおいては、通常、鋳造を終えたシリンダブロックを冷却水により強制冷却することを行っているので、この強制冷却で生じた高温水を上記洗浄システム10の加熱タンク13に回収することで、省エネルギーを図ることができる。
By the way, in the die-casting line, since the cylinder block which has finished casting is usually forcibly cooled with cooling water, the high-temperature water generated by this forced cooling is recovered in the
なお、本発明は、鋳造法を限定するものではなく、上記したダイカスト鋳造法以外にも、重力鋳造法、低圧鋳造法等を採用することができる。また、鋳造金属の種類も任意であり、上記したアルミニウム合金以外にも、純アルミニウム、純マグネシウムまたはその合金、純銅またはその合金、鉄系合金等を選択することができる。 In the present invention, the casting method is not limited, and a gravity casting method, a low pressure casting method, or the like can be adopted in addition to the above-described die casting method. Also, the type of cast metal is arbitrary, and in addition to the above-described aluminum alloy, pure aluminum, pure magnesium or an alloy thereof, pure copper or an alloy thereof, an iron-based alloy, or the like can be selected.
1 シリンダライナ
2 ブロック本体
3 補強板
10 洗浄システム
11 回動手段
12 噴射ノズル
13 加熱タンク
24 ブラシ
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