JPH03460A - シリンダブロックの鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はシリンダブロックの鋳造装置に関し、さらに詳
しくはシリンダライナが鋳ぐるみされたアルミ合金製の
シリンダブロックを低圧鋳造法によって製造するに際し
、シリンダライナおよびウォータジャケット中子を高精
度にかつ自動的に位置決めできるようにした鋳造装置に
関する。

従来の技術とその課題 金型に対して中子を自動的にセットできる機能を備えた
低圧鋳造装置としては例えば特開昭６２−１７９８６０
号公報に開示されているものがある。

この鋳造装置は、下型を取り付ける下グイベースと、中
子を一時待機させておく中子定盤と、上型から離型され
る製品を受は取る製品受は取り機構とのそれぞれを水平
方向に適宜の間隔をおいて配置し、下ダイベースおよび
中子定盤の上方に、これらの間を往復動する第１台車を
設け、この第１台車には中子把持機構を昇降可能に装着
し、さらに、下ダイベースおよび製品受は取り機構の上
方に、これらの間を往復動する第２台車を設け、この第
２台車には上型を取り付ける上ダイベースを昇降可能に
装着したものである。

この構造によると、第１台車と第２台車とを交互に作動
させることにより、下型に対する中子の位置決めに始ま
って型締めと注湯、さらには型開きおよび製品取り出し
までを自動的に行うことができる。

しかしながら上記の低圧鋳造装置においては、中子把持
機構に把持された中子が下型に位置決めされたのちは中
子把持機構が中子を解放して退避してしまうことから、
下型と上型とが型合わせされるまでの間は、中子が単に
下型上に置かれているだけで中子を拘束するものが何も
存在しないことになる。したがって、従来の装置では中
子自体がきわめて姿勢安定性にすぐれている製品の鋳造
のみに適用できるものであって、シリンダブロックのよ
うに中子の形状が複雑かつ不安定で、しかもクォータジ
ャケット中子のように中子を実質的に下型から浮かせた
状態で位置決めしなければならない場合には中子を高精
度に位置決めすることができない。

また、鋳造と同時に鋳鉄製のシリンダライナを鋳ぐるみ
してしまういわゆるライナ鋳ぐるみタイプのシリンダブ
ロックの製造法においては、鋳造に先立ってウォータジ
ャケット中子のみならずシリンダライナまでも予め金型
内にセットすることが条件とされる。その場合、シリン
ダライナの周囲の湯回りをよくするためにシリンダライ
ナを予め加熱しておき、加熱俊速やかに溶湯の充填に移
行することが必要になる。

したがって、従来は上記のような時間的な制約から、予
めバーナ式の加熱炉で加熱したシリンダライナをその都
度作業者が取り出して金型にセットしなければならず、
これがシリンダブロックの鋳造作業の完全自動化を図る
上で大きな障害となっていると同時に、加熱物を取り扱
う過酷な作業から作業者を解放することができない。

本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたもので、
下型に対してシリンダライナおよびウォータシャケｙト
中子を高精度に位置決めすることができ、しかもその位
置決めをきわめて簡易２迅速に行うことができるととも
に、シリンダライナの加熱までも目動的に行えるように
したシリンダブロックの鋳造装置を提供するものである
。

課題を解決するための手段 本発明は、前述したようにシリンダライナを鋳ぐるみし
てなるシリンダブロックの鋳造装置において、注湯位置
で水平な下部固定プレートに固定された固定下型と、下
部固定プレート上に設けられ、固定下型に対して進退可
能な一対の横型と、注湯位置に隣接する待機位置と待機
位置に隣接する中子セット位置との間を水平方向に走行
移動可能であって、中子セット位置においてシリンダラ
イナおよびウォータジャケット中子を正規の鋳ぐるみ位
置に位置決めする中子セット治具と、昇降可能な金型取
付フレームを備えるとともに前記注湯位置と待機位置と
の間を水平方向に走行移動可能であって、金型取付フレ
ームには上型と、該上型に対し水平方向に進退して前記
固定下型、横型および上型とともに製品部空間を形成す
る前後型とを取り付けた走行台車と、前記中子セット位
置に隣接するライナプリセット位置に設けられてシリン
ダライナがプリセットされるライナプリセット治具と、
ライナ加熱手段を内蔵したライナ把持手段を備えるとと
もにライナプリセット位置と前記中子セット位置との間
を水平方向に走行移動可能であって、ライナブリセ・ソ
ト治具上のシリンダライナを把持して加熱した上で前記
中子セ・ノド位置の中子セット治具に移載するライナ搬
送台車とを備えている。

作用 この構造によると、ライナプリセ・ノド位置のライナプ
リセット治具上にシリンダライナ力（セ、ノドされると
、ライナ搬送台車のライナ把持手段力くシリンダライナ
を把持すると同時に内蔵する加熱手段によってシリンダ
ライナを加熱しつつ待機する。

これと併行して中子セ・ノド位置の中子セ、２ト治具上
にクォータシャケ・ノド中子がセ・ノドされると、前記
ライナ搬送台車が作動して、加熱されたシリンダライナ
を、既にウォータシャケ・７ト中子力くセットされてい
る中子セ・ノド治具にセ・／卜する。

ウォータシャケ１ツト中子およびシリンダライナがセッ
トされた中子セ・ノド治具は待機位置まで移動し、ここ
で待機している走行台車により、シリンダライナは上型
に、ウォータシャケ・ノド中子ζよ前後型にそれぞれ先
の位置決め状態のままで支持される。そして、注湯位置
において上型および前後型を固定下型に対して位置決め
することで、シリンダライナとウォータシャケ・ノド中
子の固定下型に対する位置決めがなされる。

この後、上記の固定下型、上型１前後型に横型を加えて
相互に位置決めした上で注湯することにより、シリンダ
ライナおよびウォータシャケ・ノド中子は各型に位置決
め支持されたままで鋳造されて鋳ぐるみされることにな
る。

なお、ここにいう鋳ぐるみとは、鋳ぐるみされた結果そ
の部材が製品の一部として残るか否かにかかわらず、シ
リンダブロック内の所定位置に一旦は鋳ぐるみされると
いう意味で使用するものとする。

実施例 第１図は本発明の鋳造装置の一実施例を示す構成説明図
で、第２図は第１図の■−■線に沿う断面説明図、第３
図は第１図の右側面図である。

第１図〜第３図において、ＰＩは注湯ステーション、Ｐ
、は待機ステーション、Ｐ３は中子セ・ノドステーショ
ンである。また、Ｐ４はライナプリセットステーション
、第３図のＰ、はライナ投入ステーション、Ｐ６は製品
取り出しステーションをそれぞれに示す。

注湯ステーションＰ、に下部固定プレートｌを水平に配
設して、この下部固定プレートｌ上に固定下型２を固設
するとともに、その固定下型２に対し、より正確には、
固定下型２の中央部に対し、水平シリンダ３の作動によ
り左右方何から進退駆動される横型４を設け、下部固定
プレートｌの下方には溶湯保持炉５を配置しである。

また、上述した注湯ステーションＰＩと待機ステーショ
ンＰ、との間には、二本で一対をなす軌道レール６を掛
は渡し、この軌道レール６に、それらのステーションＰ
ｌとＰオとの間で走行する走行台車７を設けである。

走行台車７には、その走行駆動源としてのモータ８を設
けるとともに、昇降シリンダ９によって昇降駆動される
金型取付フレーム１０を支持させ、走行台車７に対する
金型取付フレームｌＯの上下動を複数本のガイトロ・ノ
ド冊にて案内するようにしである。そして金型取付フレ
ームｌＯの下面中央部分にはボア型１３と一体の上型１
２を固定し、また金型取付フレーム１０の下面前後部分
４こは、第１図に示すように前型１５および後型１６を
ボア型１３に対して水平に進退させる開閉シリンダ１７
および１８をそれぞれ取り付けである。

注湯ステーションＰ、に隣接する待機ステーシコンＰ、
には、リフター１９およびトラ１＜−スレール２０をそ
れぞれ配設し、このトラ／（−スレール２０を待機ステ
ーションＰ、を経てその前後方向へ延在させである。そ
して、そのトラノく−スレール２０には、中子搬送台車
２１とワーク積載台車２２との２台の台車をそれぞれ搭
載し、中子搬送台車２１上には中子セ、ソト治具２３を
、ワーク積載台車２２上にはワーク受は治具２４をそれ
ぞれ位置決め載置しである。

これらのそれぞれの台車２１．２２は、ロータＩＪ−７
クチュエータ２５．２６を、クランク機構２７．２８を
介して台車２１．２２にそれぞれ連結することにより、
各ロータリーアクチュエータ２５．２６の作動に基づき
トラバースレール２０のそれぞれの端部から待機ステー
ションＰ７位置、言い換えればリフター１９の直上位置
までの間で走行することができる。つまり、中子搬送台
車２１は中子セットステーションＰ、と待機ステーショ
ンＰ、との間を走行し、またワーク積載台車２２は製品
取り出しステーションＰ、と待機ステーションＰ、との
間を走行する。

ここで、リフター１９は、いずれかの台車２１または２
２がその直上位置に位置したときに作動して、台車２１
または２２上の治具２３または２４を、そこに設けた窪
み２９とリフター１９のロケートピン３０との嵌合にて
所定の高さまで持ち上げるべく機能する。

中子セットステーションＰ３とライナプリセットステー
ションＰ４との間には第３図にも示すようにトラバース
レール２０と平行に一対のガイドレール３１が設けられ
、さらにライナプリセットステーションＰ４とライナ投
入ステーションＰ、との間にはガイドレール３Ｉと直交
方向に延びる一対の走行レール３２が設けられている。

そして、ガイドレール３１には、シリンダ３３の作動に
より中子セットステーションＰ、とライナプリセットス
テーションＰ４との間を走行するライナ搬送台車３４が
支持され、また走行レール３２には、ライナプリセット
治具３５を搭載してモータ３６のはたらきによりライナ
プリセットステーションＰ４とライナ投入ステーション
Ｐ、との間を走行するライナプリセット台車３７が支持
されている。

ライナ搬送台車３４にはシリンダ３８の作動により昇降
するチャック取付板３９が設けられており、チャック取
付板３９にはシリンダライナ４゜を把持するためのライ
ナ把持手段としての四つのライナチャック４１が設けら
れている。

ライナチャック４１は第５図および第６図に示すように
、チャックシリンダ４２の作動により開閉する複数のチ
ャック爪４３を備えており、各チャック爪４３にはライ
ナ加熱手段としてのブロックヒータ４４が内蔵されてい
るほか、いずれか一つのチャック爪４３には温度コント
ロール用の熱電対４５が設けられている。

次に金型の要部の詳細を第２図のほか第７図および第８
図に基づいて説明する。

第７図において、下部固定プレートｌ上の固定下型２に
設けた注湯口４６をフィーダ４７およびストーク４８を
介して第２図に示す溶湯保持炉５に接続する一方、昇降
シリンダ９にブラケット４９を介して連結された金型取
付フレーム１０の下面に、ボア型１３と一体の上型１２
を取り付け、上型１２に上下方向に貫通させて配置した
エジェクタービン５０を、連結板５１を介して金型取付
フレームＩＯの上面に取り付けた製品押出シリンダ５２
に連結しである。そして、ボア型１３の先端周面には吸
引手段としての真空ポンプ５３に接続された吸引開口部
５４が形成されている。

さらに、前後の型１５．１６は第８図に示すように開閉
シリンダ１７．１８の各ロッド端に設けた金型取付板５
５に連結される一方、一対の横型４．４は水平シリンダ
３のロッド端に設けた金型取付板５６にそれぞれ連結さ
れている。そして、前後型１５．１６の型面には、第９
図に示すウォータジャケット中子５７の幅木５８．５９
の端部を嵌合させるための幅木差込部６０．６１を形成
しである。

したがって、ボア型１３に対し前後型１５，１６を前進
姿勢とするとともに、上型１２と一体のボア型１３を固
定下型２に対し下降させ、さらに横型４，４を固定下型
２に対し前進させることで、それらの型間にシリンダブ
ロックＷの製品部空間（キャビティ）Ｒが画成されるこ
とになる。

次に上記のように構成された鋳造装置の作用について説
明する。

例えば直列４気筒エンジン用のシリンダブロックを製造
するに際しては、はじめに、中子搬送台車２１および中
子セット治具２３をトラバースレール２０の一端部の中
子セットステーションＰ３（第１図および第２図）に、
ライナプリセット台車３７を第３図の中子投入ステーシ
ョンＰ、に、ライナ搬送台車３４を第１．３図のライナ
プリセットステーションＰ４にそれぞれ位置させておく
。

そして、ライナ役人ステーションＰ、において第９図に
示すような四本の鋳鉄製のシリンダライナ４０を作業者
あるいはハンドリング装置にてライナプリセット台車３
７上のライナプリセット治具３５上に位置決め載置する
。

ライナプリセット治具３５上にシリンダライナ４０がプ
リセットされると、ライナプリセット台車３７がライナ
プリセットステーシコンＰ４まで走行し、続いてライナ
搬送台車３４のライナチャック４１がシリンダ３８の作
動により下降し、ライナチャック４１がシリンダライナ
４０内に挿入された上で第５図の各チャック爪４３が外
側に開いて内径把持方式で各シリンダライナ４０を把持
する。同時に、各チャック爪４０のブロックヒータ４４
に通電されて、その熱伝導によりシリンダライナ４０を
加熱しつつ待機する。

一方、中子セットステーションＰ、の中子セット治具２
３上に第９図に示すようなウォータジャゲット中子５７
が作業者あるいはノ〜ンドリング装置によりセットされ
ると、ライナ搬送台車３４が第４図に示すようにライナ
チャック４１で把持したシリンダライナ４０を持ち上げ
た上、中子セットステーションＰ、まで走行する。この
搬送過程においては、ブロックヒータ４４と熱電対４５
とのはたらきによりシリンダライナ４０が所定の温度（
例えば４００〜５００’Ｃ）になるように加熱されてい
る。そして、中子セットステーションＰ、において、ラ
イナチャック４１に支持されているシリンダライナ４０
を再度下降させることにより、既にウォータジャケット
中子５７がセットされている中子セット治具２３に対し
て各シリンダライナ４０がセットされ、ライナ搬送台車
３４はシリンダライナ４０を中子セット治具２３上に解
放した上で先のライナプリセットステーションＰ４に戻
る。以上により、シリンダライナ４０およびウォータジ
ャケット中子５７は中子セット治具２３上で正規の鋳ぐ
るみ位置に相互に位置決めされる。

次いで、中子搬送台車２１をロータリーアクチュエータ
２５の作動により待機ステーションＰｔへ移動させ、こ
の待機ステーシッンＰ３位置において、中子セット治具
２３をそこに位置決め載置したシリンダライナ４０およ
びウォータジャケット中子５７とともに、リフター１９
によって第１０図に仮想線で示すその上昇限位置まで上
昇させる。

なお、この時点においては、金型取付フレーム１０に取
り付けられた前後型１５．１６は、昇降シリンダ９の作
動によりボア型１３に対して後退姿勢とした状態で下降
限位置に待機している。

その結果、ボア型１３はシリンダライナ４０内へ進入し
、併せて吸引開口部５４（第７図）から真空ポンプ５３
により吸引することで、それぞれのシリンダライナ４０
をボア型１３の周面に真空吸着する。

ここで、シリンダライナ４０の内周面は、第５図に示す
ように、ボア型１３の進入部分の抜き勾配と対応する勾
配を有していることから、そのボア型１３のシリンダラ
イナ４０への進入がきわめて円滑に行われることになる
一方、シリンダライナ４０がその上昇限に達したときに
は、ボア型１３周面へのシリンダライナ４０の密着に基
づき、ボア型１３に対するシリンダライナ４ｏの正確な
位置決めが行われるとともに、それら両者間への溶湯の
差し込みが完全に防止されることになる。

さらに、上記のボア型１３とシリンダライナ４０とが位
置決めされるのを待って、ボア型１３に対し前後型１５
．１６を開閉シリンダ１７．１８により前進動作させる
ことにより、第８図に示すように中子セット治具２３上
のウォータジャケット中子５７の幅木５８，５９を前後
型１５．１６の幅木差込部６０．６１内へ十分に進入さ
せて、ウォータジャケット中子５７の正確な位置決めと
保持とを行う。ここで、ウォータジャケット中子５７に
ついて幅木５８．５９の二箇所を支持することにより、
幅木５９を中心とした回転モーメントをおさえてより正
確な位置決めを可能にする。

このようにして、シリンダライナ４０とウォータジャケ
ット中子５７のそれぞれをボア型１３および前後型１５
．１６によって高精度に位置決め保持した後は、中子セ
ット治具２３をリフター１９により下降させた上、昇降
シリンダ９を作動させて、金型取付フレームＩＯを上型
１２および前後型１５．１６とともに、ひいてはシリン
ダライナ４０およびウォータジャケット中子５７ととも
に持ち上げ、引き続く走行台車７の所定量の走行運動に
基づき、シリンダライナ４０およびウォータジャケット
中子５７を第１１図に実線で示すように注湯ステーショ
ンＰ１位置に正確に位置決めする。

続いて、昇降シリンダ９の再度の伸長動作に基づき、上
型１２および前後型１５．１６を次第に下降させ、それ
らを第２図および第７図に示すように、固定下型２に対
する所定位置に正確にセットすることによって、上型１
２および前後型１５゜１６のそれぞれにて保持したシリ
ンダライナ４０およびウォータジャケット中子５７もま
たきわめて円滑に、しかも高精度にて固定下型２に対し
て所定位置にセットされ、しかる後、水平シリンダ３に
よって横型４を固定下型２に対して前進させることによ
り、第７図に示すようにそれぞれの型間に所要の三次元
形状を有するシリンダブロックの製品部空間Ｒが形成さ
れる。

かかる製品部空間Ｒに対しては、溶湯保持炉５内の溶湯
をストーク４８．フィーダ４７および注湯口４６を経て
注湯する。これによりシリンダライナ４０およびウォー
タジャケット中子５７は鋳ぐるみされる。

そして、溶湯が完全に凝固して所要のシリンダブロック
Ｗとなった後は、先ず横型４を固定下型２に対して後退
させ、次いで昇降シリンダ９によって上型１２．ボア型
１３および前後型１５，１６を第１２図に示すようにシ
リンダブロックＷとともに持ち上げ、しかる後、それら
の型１２．■３．１５．１６およびシリンダブロックＷ
を走行台車７によって待機ステーションＰ、へ移送する
とともに、その位置で昇降シリンダ９を伸長動作させて
それらの下降限位置にもたらす。

続いて、トラバースレール２０上の待機ステーションＰ
１位置において、第１３図に示すように予めワーク積載
台車２２を搭載して待機しているリフター１９を上昇動
作させることにより、その台車２２上に位置決め配置し
たワーク受は治具２４を同図の仮想線位置まで上昇させ
て、その治具２４にてシリンダブロックＷを仮受けする
。さらに上型１２を上昇動作させるとともに、図示しな
い前後型１５．１６もまた後退動作させ、その状態で、
製品押出シリンダ５２の作動によってエジェクタービン
５０を上型１２から突出させることにより、シリンダブ
ロックＷをその上型１２から離型させる。

なお、かかる離型に際しては、例えばエジェクタービン
５０の突出速度とワーク受は治具２４の下降速度とを同
調させることにより、シリンダブロックＷの損傷をきわ
めて有効に防止することができる。

このようにしてシリンダブロックＷを受は取りたワーク
受は治具２４は、リフター１９によってワーク積載台車
２２上に再び位置決め配置された後、その台車２２によ
ってトラバースレール２０上の第１図の製品取り出しス
テーションＰ、へ移送され、そこにてシリンダブロック
Ｗを次工程へ引き渡すことになる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、中子セット治具上で位置
決めされたシリンダライナおよびウォータジャケット中
子を上型および前後型で位置決め支持することにより、
これらの各型を注湯位置で固定下型に対して所定位置に
セットするだけで上記のシリンダライナおよびウォータ
ジャケット中子もまた固定下型に対し高精度に位置決め
することができる。しかもシリンダライナおよびウォー
タジャケット中子は上型と前後型に支持されたままで鋳
造が行われるので、従来に比べて中子等の最終的な位置
決め精度を大幅に向上させることができるほか、中子の
形状がきわめて複雑かつ不安定であるにもかかわらず、
中子等のセットから鋳造までの完全自動化を実現できる
。

また、シリンダライナの加熱は、シリンダライナがライ
ナ投入位置から中子セット位置に搬送されるまでの間に
、ライナ把持手段に内蔵した加熱手段によって行われる
ので、従来のようにシリンダライナの加熱およびシリン
ダライナの金型へのセット作業に作業者が関与する必要
がなく、シリンダライナの加熱を含めたシリンダヘッド
の鋳造作業の完全自動化に大きく寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の鋳造装置の一実施例を示す構成説明図
、第２図は第１図の１］線に沿う断面説明図、第３図は
第１図の右側面図、第４図は第１図の要部の作動説明図
、第５図はライナチャックの拡大断面図、第６図は第５
図のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図、第７図は第２図の要部
拡大図、第８図は第１の要部拡大説明図、第９図はシリ
ンダライナとウォータジャケット中子の斜視図、第１０
図。 第１１図、第１２図および第１３図は第２図の要部の作
動説明図である。 １・・・下部固定プレート、２・・・固定下型、４・・
・横型、７・・・走行台車、１０・・・金型取付フレー
ム、Ｉ２・・・上型、１３・・・ボア型、１５・・・前
型、１６・・・後型、２１・・・中子搬送台車、２３・
・・中子セ・、ト治具、３４・・・ライナ搬送台車、３
５・・・ライナブリセ・ソト治具、３７・・・ライナプ
リセット台車、４０・・・シリンダライナ、４工・・・
ライナ把持手段としてのライナチャック、４４・・・加
熱手段としてのプロ・ツクヒータ、５４・・・吸引開口
部、５７・・・ウォータジャケット中子、５８．５９・
・・幅木、６０．６１・・・幅木差込部、Ｒ・・・製品
部空間、Ｗ・・・シリンダプロ・ツク、Ｐｌ・・・注湯
ステーション（注湯位置）、Ｐ、・・・待機ステーショ
ン（待機位置）、ｐ３・・・中子セ・クトステーション
（中子セット位置）、Ｐ、・・・ライナプリセットステ
ーション（ライナプリセット位置）。 外３名 第 図 第 図 第 図 第 図 第１１図 第１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダライナを鋳ぐるみしてなるシリンダブロ
   ックの鋳造装置において、 注湯位置で水平な下部固定プレートに固定された固定下
   型と、 下部固定プレート上に設けられ、固定下型に対して進退
   可能な一対の横型と、 注湯位置に隣接する待機位置と待機位置に隣接する中子
   セット位置との間を水平方向に走行移動可能であって、
   中子セット位置においてシリンダライナおよびウォータ
   ジャケット中子を正規の鋳ぐるみ位置に位置決めする中
   子セット治具と、昇降可能な金型取付フレームを備える
   とともに前記注湯位置と待機位置との間を水平方向に走
   行移動可能であって、金型取付フレームには上型と、該
   上型に対し水平方向に進退して前記固定下型、横型およ
   び上型とともに製品部空間を形成する前後型とを取り付
   けた走行台車と、 前記中子セット位置に隣接するライナプリセット位置に
   設けられてシリンダライナがプリセットされるライナプ
   リセット治具と、 ライナ加熱手段を内蔵したライナ把持手段を備えるとと
   もにライナプリセット位置と前記中子セット位置との間
   を水平方向に走行移動可能であって、ライナプリセット
   治具上のシリンダライナを把持して加熱した上で前記中
   子セット位置の中子セット治具に移載するライナ搬送台
   車、 とを備えたことを特徴とするシリンダブロックの鋳造装
   置。