JPS61144257A - 鋳造方法 - Google Patents

鋳造方法

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JPS61144257A
JPS61144257A JP59246933A JP24693384A JPS61144257A JP S61144257 A JPS61144257 A JP S61144257A JP 59246933 A JP59246933 A JP 59246933A JP 24693384 A JP24693384 A JP 24693384A JP S61144257 A JPS61144257 A JP S61144257A
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plunger
metal
pressure
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海老澤 賜寿雄
Masaaki Kurosawa
正明 黒澤
Toshio Hamashima
浜島 利男
Shigeo Kaiho
海保 重男
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Honda Motor Co Ltd
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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】 A0発明の目的 (1)産業上の利用分野 本発明は、鋳型のキャビティに可崩壊性中子を設置し、
そのキャビティに溶湯をプランジャにより加圧充填する
鋳造方法に関する。
(2)従来の技術 従来、この種鋳造方法においてはプランジャの移動速度
を時間と距離との間に一定の比率を以て直線的に増加す
るように制御しており、また溶湯に対する加圧力を急激
に高圧となるように制御している。
(3)  発明が解決しようとする問題点しかしながら
、前記のようにプランジャの移動速度を直線的に増加さ
せると、溶湯が波立ってその内部に空気等のガスを巻込
み鋳物に巣等の鋳造欠陥を発生するといった問題がある
。またプランジャによる溶湯に対する加圧力を急速に高
圧になるように制御すると、その圧力により中子が破損
するといった問題もある。
本発明は上記に鑑み、溶湯が波立つことがないような静
かな溶湯流を形成し得るようにプランジャの移動速度を
制御し、またプランジャによる溶湯に対する加圧力を可
崩壊性中子を破損することがないように制御するように
した前記鋳造方法を提供することを目的とする。
B0発明の構成 (11問題点を解決するための手段 本発明は、前記プランジャの移動速度を第1〜第3速の
3段階に制御し、前記第2速は前記第1速よりも速く、
また前記第3速は前記第2速よりも遅くなるように設定
したことを特徴とする。
また第2発明は、前記プランジャの移動速度を第1〜第
3速の3段階に制御し、前記第2速は前記第1速よりも
速く、また前記第3速は前記第2速よりも遅くなるよう
に設定し、前記プランジャの前記第3速以後の溶湯に対
する加圧力を1次圧とそれよりも高い2次圧とに制御し
、前記1次圧下で前記中子の表面に溶湯凝固膜を形成し
、また前記2次圧下で前記溶湯を完全凝固させることを
特徴とする。
(2)作 用 前記のようにプランジャの移動速度を3段階に制御する
と、溶湯の波立ちが防止されているので空気等のガスを
巻き込むことのない静かな溶湯流が形成される。
またプランジャによる溶湯に対する加圧力を2段階に制
御してその1次圧下で可崩壊性中子の表面に溶湯凝固膜
を形成すると、次の2次圧下において可崩壊性中子が前
記膜により保護されて破損することがない。
(3)実施例 第1〜第3図は、エンジンに用いられるサイアミーズ型
シリンダブロックSを示し、それは直列に配置された複
数、図示例は4個のシリンダバレル11〜14を有する
アルミニウム合金製シリンダブロック本体2と、各シリ
ンダバレル11〜14に鋳ぐるまれてシリンダボア3a
を形成する鋳鉄製スリーブ3とよりなる。シリンダブロ
ック本体2は各シリンダバレル11〜14の集合体であ
るシリンダバレル列4と、その下縁に一体に設けられた
クランクケース5とより構成される。シリンダバレル列
4の上端面にはウォータジャケット6におけるシリンダ
ヘッド側への複数の連通ロアが各シリンダボア3aを囲
繞するように開口しており、相隣る連通ロア間には補強
デツキ部8が設けられ、これによりシリンダブロックS
はクローズドデツキ型に構成される。
第5〜第9図は本発明の実施に用いられる鋳造装置を示
し、この装置により第4図に示すシリンダブロック素材
Smが得られる。鋳造装置は鋳型としての金型Mを備え
、その金型Mは昇降自在な上型9と、その上型9の下方
に配設され、第4゜第5図において左右二つ割の第1お
よび第2側型10+、10gと両側型10..10□を
摺動自在に載置する下型11とより構成される。
上型9の下面には、両側型101.10□と協働して各
シリンダバレル成形用キャビティを集合したシリンダバ
レル列成形用キャビティC8を画成する型締め用凹部1
2が形成され、その凹部12と嵌合する型締め用凸部1
3が両側型10.。
10□の上面に突設される。
第7.第8図に示すように、下型11には溶解炉(図示
せず)よりアルミニウム合金よりなる溶湯を受ける湯溜
部14と、その湯溜部14に連通する給湯シリンダ15
と、その給湯シリンダ15に摺合されるプランジャ16
と、湯溜部14より2本に分岐してシリンダバレル列成
形用キャビティCIの長手方向に、且つそれと略同−長
さに亘って延びる一対の湯道17とが形成される。また
下型11は両湯道17間において上方へ突出する成形ブ
ロック18を有し、その成形ブロック18は両側型IL
、10冨と協働してクランクケース成形用キャビティC
8を画成する。そのキャビティC2の上端は前記シリン
ダバレル列成形用キャビティC8に連通し、また両側の
下端は両湯道17に複数の堰19を介して連通ずる。
成形ブロック18は、所定の間隔で形成された背の高い
4個のかまぼこ形第1成形部181と、相隣る第1成形
部18.間および最外側の両筒1成形部181の外側に
位置する凸字形第2成形部18□とよりなり、各第1成
形部18□はクランクピンおよびクランクアーム用回転
空間20(第2、第3図)を形成するために用いられ、
第2成形部18.はクランクジャーナルの軸受ホルダ2
1 (第2.第3図)を成形するために用いられる。
各基19は各第2成形部18□に対応して設けられてお
り、クランクケース成形用キャビティCtの容量の大き
な部分に溶湯を早期に充填するようになっている。 。
両湯道17は、湯溜部14側より湯道光17aに向けて
断面積が段階的に減少するように、湯道17底面が湯溜
部14側より数段の上り階段状に形成されている。各段
部17bに連なる各立上がり部17cは溶湯を各基19
にスムーズに導くことができるように斜めに形成される
このように湯道17の断面積を段階的に減少させると、
断面積の大きな部分では大量の溶湯を遅い速度で堰19
を通じてクランクケース成形用キャビティC2に充填し
、また断面積の小さな部分では少量の溶湯を速い速度で
堰19を通じてクランクケース成形用キャビティC2に
充填することができるので、そのキャビティC2内では
両側下端よりその全長に亘って略均等に湯面が上昇し、
したがって溶湯がキャビティC2内で乱流を起こすこと
がなく、空気等のガスが溶湯に巻き込まれることを防止
して巣の発生を回避することができる。また溶湯の充填
作業が効率良く行われるので、鋳造能率を向上させるこ
とができる。
第5.第6図に示すように各第1成形部18゜の頂面に
は、鋳鉄製スリーブ3の内周面と嵌合する位置決め突起
22が突設され、その位置決め突起22の中心には凹部
23が形成される。また両側に位置する2つの第1成形
部18.には、位置決め突起22の両側において第1成
形部181を貫通する貫通孔24が形成され、それら貫
通孔24に一対の仮設置ピン25がそれぞれ摺合され、
それら仮設置ビン25は、ウォータジャケット用砂中子
の仮設置のために用いられる。両板設置ピン25の下端
は、成形ブロック18の下方に配設された取付板26に
固定される。その取付板26には2本の支持ロンド27
が挿通され、各支持ロッド27の下部と取付板26の下
面との間にはコイルばね28が縮設される。型開き時に
は、取付板26は各コイルばね28の弾発力を受けて各
支持ロフト27先端のストッパ27aに当接するまで上
昇し、これにより各仮設置ビン25の先端は第1成形部
18.頂面より突出している。各仮設置ビン25の先端
面には砂中子の下縁と係合する凹部25aが形成される
また両側に位置する2つの第1成形部18.には、両賞
通孔24間の三等分位置において第1成形部181を貫
通する貫通孔29が形成され、その貫通孔29に下端を
取付板26に固定された作動ピン30が摺合される。型
開き時には、作動ピン29の先端は凹部23内に突出し
、また型閉め時には後述するコレット機構により押し下
げられ、これにより両板設置ピン25を第1成形部18
゜頂面より引き込ませるようになっている。
第1および第2側型io、、iozの中央部分内面には
、後述する可崩壊性中子としての砂中子を本設置するた
めの位置決め手段31が2個所宛設けられている。各位
置決め手段31は小径孔部31aと、その開口部外周に
形成された段部31bとよりなる。
上型9の型締め用凹部12には、シリンダバレル列成形
用キャビティCIに連通ずる複数のオーバフロー用キャ
ビティC2および連道口成形用キャビティC4がそれぞ
れ形成され、また上型9には各オーバフロー用キャビテ
ィC3および各連通0成形用キャビティC4に連通ずる
貫通孔32゜33がそれぞれ形成される。
それら貫通孔32.33には閉鎖ピン34.35がそれ
ぞれ挿入され、それら閉鎖ピン34.35の上端は上型
9の上方に配設される取付板36に固定される。
各貫通孔32.34の、両キャビティCx、C4に対す
る連通端から上方へ所定の長さに亘って延びる小径部3
2a、33aは各閉鎖ピン34゜35と嵌合してオーバ
フロー用キャビティC2および連道口成形用キャビティ
C4を閉鎖し得るが、その外の部分の直径は各閉鎖ピン
34.35の直径よりも大きく、これにより各閉鎖ピン
34.35と各貫通孔32.33間に空気通路37.3
8が形成される。
上型9の頂面と取付板36間には、油圧シリンダ39が
介装され、その油圧シリンダ39の作動により取付板3
6を昇降して各閉鎖ピン34,35により各小径部32
a、33aを開閉するようになっている。40は取付板
36の案内ロッドである。
上型9には、各シリンダバレル11〜1.に鋳ぐるまれ
るスリーブ3を保持するためのコレット機構41が設け
られ、その機構41は下記のように構成される。
上型9には、作動ピン30の延長軸線に中心線を合致さ
せた貫通孔42が形成され、その貫通孔42に支持ロッ
ド43が遊挿される。その支持ロッド43の上端は上型
9の頂面に立設されたブラケット44に固定され、また
その下端に溶湯浸入防止板45が固着される。溶湯浸入
防止板45の下面には、下型11における第1成形部1
8.頂面の凹部23に嵌合し得る凸部45aが形成され
る。
中空の保持筒46は円形の外周面と、上部から下部に向
けて下り勾配めテーパ孔47を有し、上型9から下方へ
突出する支持ロッド43の下部は保持筒46のテーパ孔
47に遊挿され、その保持筒46の上端面は上型9の凹
部12に突設された凸部48に当接し、また下端面は溶
湯浸入防止板45に当接する。第9図に示すように保持
筒46の周壁部にはその内周面および外周面より半径方
向に延びる複数のすり割溝49が交互に且つ円周上等間
隔に形成される。
支持ロッド43には、保持筒46を拡径するための中空
状作動ロッド50が支持ロッド43の略全長に亘って摺
合され、その作動ロッド50は保持筒46のテーパ孔4
7に嵌合するテーパ部50aと、そのテーパ部50aに
連設されて上型9の貫通孔42に摺合されると共に上型
9より突出する真内部50bとよりなる。テーパ部50
bには複数のピン57が突設され、それらピン57は保
持筒46の上下方向に長いビン孔58に挿入され、これ
によりテーパ部50aの上下動を許容しつつ保持筒46
の回止めがなされる。
上型9の頂面には、油圧シリンダ51が固定され、その
中空ピストン52の上端面および下端面に突設された中
空ピストンロッド53.,53gがシリンダ本体54の
上端壁および下端壁をそれぞれ貫通している。中空ピス
トン52および中空ピストンロッド53を貫通する貫通
孔55には作   ゛動ロッド50の真内部50bが挿
入され、その真内部50bの環状溝に嵌めた抜止めスト
ッパ561.56□を中空ピストンロッド531.53
□の上、下端面にそれぞれ当接させて中空ピストン52
により作動ロッド50を昇降するようになっている。前
記コレット機構41はシリンダブロックSの各シリンダ
バレルII〜14に対応して4機設けられる。
第10.第11図はウオータジ中ケット用砂中子59を
示し、その砂中子59は、シリンダブロックSの4本の
スリーブ3を囲繞すべく4本の円筒部60.〜604を
備えると共にそれらの相隣るもの相互の重合する周壁を
欠如させた中子本体61と、ウォータジャケットをシリ
ンダヘッドのウォータジャケットに連通−する連通ロア
を形成すべく、中子本体61の上端面に突設された複数
の突起62と、中子本体61の中間に位置する2本の円
筒部60g、60zの両外側面にそれぞれ突設された位
置決め突起63とより構成される。各位置決め突起63
は中子本体61と一体の大径部63aと、その端面に突
設される小径部63bとより形成される。
次に前記鋳造装置によるシリンダブロック素材Smの鋳
造作業について説明する。
先ず第5図に示すように、上型9を上昇させ、また両側
型1oe、towを互いに離間するように移動させて型
開きを行う。コレット機構41においては、各油圧シリ
ンダ51を作動させて中空ピストン52により作動ロフ
ト50を下降させ、テーパ部50aの下方移動により保
持筒46を縮径させておく。また上型9上の油圧シリン
ダ39を作動させて取付板36を上昇させ、これにより
各閉鎖ピン34.35をオーバフロー用キャビティC3
および連道口成形用キャビティC4に連通ずる小径部3
2a、33aより離脱させる。さらに給湯シリンダー5
内のプランジャ16を下降させる。
略真円の鋳鉄製スリーブ3を各保持筒46に遊嵌し、ス
リーブ3の上端開口を上型9の凸部48に嵌合して閉鎖
し、またスリーブ3の下端面を溶湯浸入防止板45の凸
部45a下端面に合致させると共に溶湯浸入防止板45
によりスリーブ3の下端開口を閉鎖する。そしてコレッ
ト機構41の油圧シリンダ51を作動させ、その中空ピ
ストン52により作動ロフト50を上昇させる。これに
よりテーパ部50aが上方へ移動するので保持筒46が
拡径し、スリーブ3は拡径力を受けて保持□ 筒46に確実に保持される。
第5.第11図に示すように砂中子59における両側の
円筒部60..6G、下縁を、下型11における両側の
第1成形部1B+の頂面に突出する各仮設置ピン25の
凹部25aに係合させて砂中子59の仮設置を行う。
両側型10..10□をそれらが互いに接近する方向に
所定距離移動させ、各位置決め手段31の小径孔部31
aに砂中子59における各位置決め突起63の小径部6
3bを嵌合して各大径部63aの端面を各位置決め手段
31の段部31bに衝合し、これにより砂中子59を正
確に位置決めして両側壁103,10gに保持させ砂中
子59の本設置を行う。
第6図に示すように、上型9を下降させて各スリーブ3
を砂中子59の各円筒部60.〜604内に挿入し、溶
湯浸入防止板45の凸部45aを第1成形部18.頂面
の凹部23に嵌合する。これにより溶湯浸入防止板45
の凸部45aにより一作動ビン30が押し下げられるの
で各仮設置ピン24が下降して第1成形部181頂面よ
り引込む。
また上型9の型締め用凹部12が両側型10.。
108の型締め用凸部13に嵌合して型締めが行われる
下型11の湯溜部14に溶解炉よりアルミニウム合金よ
りなる溶湯を供給し、プランジャ16を上昇させて溶湯
を両湯道17より堰19を通じてクランクケース成形用
キャビティC2の雨下縁よりそのキャビティCよおよび
シリンダバレル列成形用キャビティCIに充填する0両
キャビティC1、C2内の空気等のガスは、溶湯により
押し上げられオーバーフロー用キャビティC1および連
通口成形用キャビティC4に連通する空゛気通路37.
38を経て上型9の上方へ抜ける。
この場合両湯道17は前述のように湯道光17aに向け
て断面積が段階的に減少するように、湯道底面が湯溜部
14側より数段の上り階段状に形成されているので、プ
ランジャ16の上昇により溶湯は両湯道17より各層1
9を通じてクランクケース成形用キヤ、ビテイCzの両
側下端よりその全長に亘って略均等にそのキャビティC
1内をスムーズに押し上げられる。したがって溶湯が両
キャビテイC+、Cz内で乱流を起こすことがなく、溶
湯中への空気等のガスの巻込みを防止して巣の発生を回
避することができる。
各オーバーフロー用キャビティC5および各連道口成形
用キャビティC4に溶湯が充填された時点で、上型9上
の油圧シリンダ39を作動させて取付板36を下降させ
、閉鎖ピン34.35によって両キャビティC3,C,
に連通ずる小径部32a、、33aを閉鎖する。
前記注湯作業において、クランクケース成形用キャビテ
ィC!およびシリンダバレル列成形用キャビティC1に
溶湯を充填するためのプランジャ16の変位および溶湯
圧力は第12図に示すように制御される。
即ち、プランジャ16はその移動速度を第1〜第3速V
、−V、の3段階に制御される。本実施例では第1速v
1は0.08〜0.3 m /sec 、第2速v2は
0.14〜0.18 m/sec 、第3速V、は大幅
な減速状態となるように0.04〜0.08m/sec
にそれぞれ設定され、この3段階の速度制御によって溶
湯の波立を防止して空気等のガスを巻き込むことのない
静かな溶湯流を形成し、その溶湯を前記両キャビティC
z、CIに効率良く充填することができる。
またプランジャ16の第1速vl゛では、溶湯は両湯道
17等に充満するだけであるから溶湯の圧力P、は略一
定に保持され、プランジャ16の第2、第3速Vz、V
xでは溶湯は両キャビティC1、C2に充填されるので
溶湯の圧力P2は上昇する。プランジャ16を第3速v
3で所定時間移動させた後は、溶湯の充填圧、即ち1火
工P3を約1.5秒間、150〜400 kg/aJに
保持し、これにより砂中子59を溶湯により完全に包ん
でその表面に溶湯凝固膜を形成する。
前記時間経過後においては、プランジャ16を速度v4
で減速移動させるので溶湯の圧力P4は上昇し、その圧
力、即ち2火工P、が200〜600kg/−となった
ときプランジャ16の移動を止めてこの状態で溶湯を凝
固させる。
前記のように1次圧下で砂中子59の表面に溶湯凝固膜
を形成すると、次の2次圧下において砂中子59が前記
膜により保護されて破損することがない。
また砂中子59は、それの各位置決め突起63を介して
両側型10..10□により正確な位置に保持されてい
るので、シリンダバレル列成形用キャビティCI内への
溶湯の充填時およびそのキャビティCI内の溶湯の加圧
時において砂中子59が浮き上がったりすることがない
。また各位置決め突起63の大径部63aの端面が両側
型101.10□における位置決め手段31の段部31
bに衝合しているので、砂中子59に作用する溶湯の圧
力が各位置決め突起63の大径部63a端面を介して両
側型10+、10gによって支承され、これにより砂中
子59の変形が防止されて各スリーブ3回りの肉厚が均
一なシリンダバレル列4が得られる。
前記のようにプランジャ16の移動速度および溶湯の圧
力を制御することによってダイカスト鋳造と略同じ生産
効率を以てクローズドデツキ型のシリンダブロック素材
を鋳造することができる。
溶湯が凝固を完了した後、コレット機構41の油圧シリ
ンダ51を作動させ、作動ロッド50を下降させてスリ
ーブ3に対する保持筒46の拡径力を除去し、型開きを
行うと第4図に示すシリンダブロック素材Smが得られ
る。
前記シリンダブロック素材Smに研削加工を施して各連
通口成形用キャビティC4と砂中子59の各突起62と
の協働により成形された各突出部64を除去すると各連
通ロアが形成され、また砂抜きを行うことによりウォー
タジャケット6が得られ、さらに各スリーブ3の内周面
に真円加工を施し、さらにまたその他の所定の加工を施
すと第1〜第3図に示すシリンダブロックSが得られる
C0発明の効果 本発明によれば、プランジャの移動速度を3段階に制御
することにより、溶湯の波立ちを防止して空気等のガス
を巻き込むことのない静かな溶湯流を形成することが可
能で、これにより鋳物における巣等の鋳造欠陥の発生を
確実に防止することができる。
また第2発明によれば、前記効果に加えてプランジャに
よる溶湯に対する加圧力を2段階に制御してその1次圧
下で可崩壊性中子の表面に溶湯凝固膜を形成するので、
次の2次圧下において前記中子が前記膜により保護され
て破損することがない。
【図面の簡単な説明】
第1乃至第3図はサイアミーズ型シリンダブロックを示
し、第1図は上方からみた斜視図、第2図は第1図■−
■線断面図、第3図は下方から見た斜視図、第4図はサ
イアミーズ型シリンダブロック素材を上方から見た斜視
図、第5図は本発明を実施する鋳造装置の型開き時の縦
断正面図、第6図は前記鋳造装置の型閉め時の縦断正面
図、第7図は第6図■−■線断面図、第8図は第7図■
−■線断面図、第9図は第5図IX−IX線断面図、第
10図は砂中子を上方から見た斜視図、第11図は第1
O図XI−XI線断面図、第12図は時間に対するプラ
ンジャの変位および時間に対する溶湯の圧力の関係を示
すグラフである。 CI・・・シリンダバレル列成形用キャビティ、M・・
・鋳物としての金型、 16・・・プランシャ、59・・・可崩壊性中子として
の砂中子 第4図 第3図 第1図 第2図 第12図 日令1    (SeC) 手続補正、書(自制 昭和 61年1 月13 日 国

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鋳型のキャビティに可崩壊性中子を設置し、前記
    キャビティに溶湯をプランジャにより加圧充填する鋳造
    方法において、前記プランジャの移動速度を第1〜第3
    速の3段階に制御し、前記第2速は前記第1速よりも速
    く、また前記第3速は前記第2速よりも遅くなるように
    設定したことを特徴とする鋳造方法。
  2. (2)鋳型のキャビティに可崩壊性中子を設置し、前記
    キャビティに溶湯をプランジャにより加圧充填する鋳造
    方法において、前記プランジャの移動速度を第1〜第3
    速の3段階に制御し、前記第2速は前記第1速よりも速
    く、また前記第3速は前記第2速よりも遅くなるように
    設定し、前記プランジャの前記第3速以後の溶湯に対す
    る加圧力を1次圧とそれよりも高い2次圧とに制御し、
    前記1次圧下で前記中子の表面に溶湯凝固膜を形成し、
    また前記2次圧下で前記溶湯を完全凝固させることを特
    徴とする鋳造方法。
JP59246933A 1984-11-21 1984-11-21 鋳造方法 Granted JPS61144257A (ja)

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