JP5549101B2 - シリンダブロック及びその鋳造成形型並びにその鋳造成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダボアの外周側に、その円周方向に沿ってウォータジャケットを備えたシリンダブロック及びその鋳造成形型並びにその鋳造成形方法に関する。

従来、アルミニウム合金などの軽合金製のシリンダブロックを鋳造成形する際に、シリンダボアとその周囲のウォータジャケットとの間のシリンダ側壁部が薄肉となることから、この薄肉部分の湯廻りが悪化して鋳造不良を引き起こしやすくなっている。

このため、例えば、下記特許文献１に記載の軽合金製シリンダブロックでは、互いに隣接するシリンダボア相互間の薄肉となるシリンダ側壁部の端部に、鋳造後切削除去する厚肉でかつ幅広の突出部を設けることで、湯廻りを改善させている。

実公平２−４８１２２号公報

しかしながら、上記した従来のシリンダブロックでは、湯廻りを改善させるための突出部は製品として不要な部分であることから鋳造後には切削除去する必要があり、このため、切削除去する作業工程を別途設定する必要があって製造コストの上昇を招く。また、切削除去後に露出する製品表面に凝固収縮欠陥が生ずる可能性もある。

そこで、本発明は、製品として不要であって鋳造後に除去する部分を設けることなく湯廻りを改善させることを目的としている。

本発明は、シリンダ側壁部とその外側の外壁部との間に形成されるウォータジャケットを成形するウォータジャケット成形型を備えるシリンダブロックの鋳造成形型であって、前記ウォータジャケットは、前記シリンダ側壁部の円周方向に沿って形成され、このウォータジャケットに対応する前記ウォータジャケット成形型は、前記ウォータジャケットの前記円周方向の一部に前記シリンダ側壁部から突出し、前記ウォータジャケットのクランクケース側に対応する底面に一体化するリブを形成するための切欠部を備え、前記鋳造成形型は、シリンダボアが複数直列に配置されるように成形するシリンダボア成形部が複数直列に配置され、前記切欠部は、前記複数のシリンダボア成形部の配列方向一方側の端部のシリンダボア成形部の、該シリンダボア成形部に隣接するシリンダボア成形部に対して反対側にのみ設けられ、前記複数のシリンダボア成形部の配列方向他方側の端部のシリンダボア成形部側に溶湯供給口が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、鋳造時に、シリンダ側壁部から突出するリブを成形する切欠部に溶湯が入り込むことで、シリンダ側壁部が薄肉であっても、湯廻りを改善して鋳造不良を抑えることができる。この際、リブは、シリンダ側壁部からウォータジャケット内に突出するようにして形成したものであるから、鋳造後に除去する必要がなく、このため製品として不要であって鋳造後に除去する部分を設けることなく湯廻りを改善させることができ、またリブによってシリンダ側壁部の剛性向上も期待できる。

本発明の第１の実施形態を示すシリンダブロックの平面図である。 図１中で下部側のバンクにおけるシリンダボア中心軸線を含むＡ−Ａ断面図である。 図１のシリンダブロックにおけるウォータジャケットを成形するためのウォータジャケット成形型の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係わるシリンダブロックのウォータジャケット周辺を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

［第１の実施形態］
図１に示すＶ型６気筒エンジンのシリンダブロック１は、アルミニウム合金からなる軽合金製であり、図示しない鋳造型を用いて鋳造成形する。このシリンダブロック１の各シリンダボア３には、軽量化したシリンダブロック１の剛性を高めるために鋳鉄製のスリーブ５を鋳込んである。

上記スリーブ５を鋳込んであるアルミ合金側のシリンダ側壁部７の外周側には、ウォータジャケット９を形成している。シリンダ側壁部７は、Ｖ型エンジンの１つのバンクにて直列に配置してある３つのシリンダボア３の互いに隣接するもの同士で連続する連続部１１を有しており、この連続部１１を含む３つのシリンダ側壁部７の周囲を囲むように、前記したウォータジャケット９を形成している。

すなわち、シリンダ側壁部７とその外側の外壁部１３との間に、シリンダ側壁部７の円周方向に沿ってウォータジャケット９を備えている。

そして、この第１の実施形態では、Ｖ型エンジンの２つのバンクにおける上記したウォータジャケット９の円周方向の一部に、シリンダ側壁部７から突出するリブ１５を設けている。このリブ１５は、各バンクにおける３つシリンダボア３のうち図１中で左側のシリンダボア３の、該左側シリンダボア３に隣接する中央のシリンダボア３に対して反対側に設けている。

なお、上記したリブ１５は、シリンダ側壁部７から突出するとともに、外壁部１３からもウォータジャケット９側に突出している。すなわち、リブ１５は、シリンダ側壁部７及び外壁部１３さらにはウォータジャケット９の底面９ａ側に一体化している。

図３は、ウォータジャケット９を成形するためのウォータジャケット成形型１７であり、このウォータジャケット成形型１７は、上記したリブ１５に対応する切欠部１７ａを先端に備えている。すなわち、ウォータジャケット成形型１７の先端面１７ｂに対応するウォータジャケット９の底面９ａに対し、切欠部１７ａに対応する部位のみが図２中で上方に突出するリブ１５を備え、ウォータジャケット９は該リブ１５に対応する部位の深さが他の部位に対して浅くなっている。

ここで、本実施形態では図示しない鋳造型における溶湯の流れ方向は、図１中で右側からリブ１５を備える左側に向かうものとしており、したがってリブ１５は、鋳造時での溶湯の流れ方向下流側に設けていることになる。すなわち、リブ１５を備えたシリンダボア３と反対側の図１中で右側のシリンダボア３側の端部に溶湯を供給する溶湯供給口を備え、キャビティ内で発生したガスの放出口を、リブ１５を備えたシリンダボア３側の図１中で左側の端部に設けている。

このようなシリンダブロック１は、鋳造時に、シリンダ側壁部７及び外壁部１３に連続するリブ１５を成形する部位に溶湯が入り込むことで、シリンダ側壁部７が薄肉となっていても、湯廻りを改善して鋳造不良を抑えることができ、高品質なシリンダブロック１を製造することができる。この際、リブ１５は、シリンダ側壁部７からウォータジャケット９内に突出するようにして連続したものであるから、鋳造後切削などによって除去する必要がなく、したがって除去する作業工程を別途設定する必要がないことから、製造コスト上昇を抑えることが可能となる。

また、本実施形態では、リブ１５を、鋳造時での溶湯の流れ方向下流側に設けているので、キャビティ内にて発生するガスを、リブ１５を形成する部分から外部に効率よく放出でき、より高品質なシリンダブロック１を製造することができる。

また、リブ１５によって、薄肉としたシリンダ側壁部７の剛性向上も期待できる。さらに、リブ１５がウォータジャケット９の底面９ａ側に位置しているので、ウォータジャケット９内の冷却水を、クランクケース１９側に対応する底面９ａと反対の高熱発生部となる図示しないシリンダヘッド側に集中させることが可能となり、エンジンの冷却性能向上に寄与することができる。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、リブ１５を、Ｖ型エンジンの２つのバンクにおける図１中で左側に位置する各シリンダボア３に対応して１つずつ設けているが、図４に示す第２の実施形態では、この各シリンダボア３の円周方向に沿ってリブを複数（ここでは３つ）設けるものとする。すなわち、第１の実施形態と同位置にあるリブ１５に対し、さらに該リブ１５に隣接するリブ１５Ａ，１５Ｂをそれぞれ設けている。

これら各リブ１５Ａ，１５Ｂは、図１中で左側に位置するシリンダボア３の中心に対し、該左側シリンダボア３に隣接する中央のシリンダボア３とは反対側に位置しており、前記したリブ１５とともに鋳造時での溶湯の流れ方向下流側に位置している。

これにより、第２の実施形態では、鋳造時での溶湯の湯廻りをさらに改善できるとともに、キャビティ内にて発生するガスの外部への放出効果も高まり、より一層高品質なシリンダブロック１を製造できるとともに、シリンダ側壁部７の剛性向上及びエンジン冷却性能向上についてもより高まるものとなる。

なお、上記した各実施形態では、リブ１５を、Ｖ型エンジンの２つのバンクにおける図１中で左側の各シリンダボア３に対応して設けているが、その他のシリンダボア３に対応してリブを設けたり、あるいは、リブの高さや幅を適宜変更することで、湯廻りやガス放出に対して最適なものとすることができる。

また、上記した各実施形態では、Ｖ型エンジンを例にとって説明したが、直列エンジンであってもよく、さらに、シリンダ側壁部７に鋳込んである鋳鉄製のスリーブ５に代えて、鋳造後のシリンダ側壁部７の内面に鉄系金属材料を溶射するものであってもよい。

１ シリンダブロック
７ シリンダ側壁部
９ ウォータジャケット
９ａ ウォータジャケットの底面
１３ シリンダブロックの外壁部
１５ リブ
１７ ウォータジャケット成形型
１７ａ ウォータジャケット成形型の切欠部
１９ クランクケース

Claims (3)

1. シリンダ側壁部とその外側の外壁部との間に形成されるウォータジャケットを成形するウォータジャケット成形型を備えるシリンダブロックの鋳造成形型であって、前記ウォータジャケットは、前記シリンダ側壁部の円周方向に沿って形成され、このウォータジャケットに対応する前記ウォータジャケット成形型は、前記ウォータジャケットの前記円周方向の一部に前記シリンダ側壁部から突出し、前記ウォータジャケットのクランクケース側に対応する底面に一体化するリブを形成するための切欠部を備え、
   前記鋳造成形型は、シリンダボアが複数直列に配置されるように成形するシリンダボア成形部が複数直列に配置され、
   前記切欠部は、前記複数のシリンダボア成形部の配列方向一方側の端部のシリンダボア成形部の、該シリンダボア成形部に隣接するシリンダボア成形部に対して反対側にのみ設けられ、
   前記複数のシリンダボア成形部の配列方向他方側の端部のシリンダボア成形部側に溶湯供給口が設けられていることを特徴とするシリンダブロックの鋳造成形型。
2. シリンダ側壁部とその外側の外壁部との間に形成されるウォータジャケットをウォータジャケット成形型により成形するシリンダブロックの鋳造成形方法であって、前記ウォータジャケットは、前記シリンダ側壁部の円周方向に沿って形成され、このウォータジャケットに対応する前記ウォータジャケット成形型の円周方向の一部に設けた切欠部に溶湯を入り込ませることで、前記ウォータジャケットの円周方向の一部に前記シリンダ側壁部から突出し、前記ウォータジャケットのクランクケース側に対応する底面に一体化するリブを形成し、
   前記リブは、複数のシリンダボアの配列方向一方側の端部のシリンダボアの、該シリンダボアに隣接するシリンダボアに対して反対側にのみ設けられ、前記複数のシリンダボアの配列方向他方側の端部のシリンダボア側に設けられる溶湯供給口から溶湯を供給し、この供給した溶湯が前記リブを成形する側に向けて流れることを特徴とするシリンダブロックの鋳造成形方法。
3. 請求項２に記載のシリンダブロックの鋳造成形方法によって鋳造成形したことを特徴とするシリンダブロック。

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