TWI339240B - Cylinder body of engine and method of manufacturing the same - Google Patents

Description

1339240 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於引擎夕：▲ 士轴 7丨字之汽缸本體及一種製造汽缸 本體之方法，在汽缸本體中，、分Α, 士 r π缸套筒藉由鑄造塗佈被提 供。 【先前技術】 此種類之用於引擎之習知汽缸本體在（例如）專利文獻1 中發現有所描述。專利文獻i中所揭示的汽缸本體之汽缸 套筒經形成為使知其在軸向方向上之中心部分與其兩端相 比厚度較大。 此意欲用於在汽缸本體之鑄造過程中防止汽缸套筒因較 大收縮力而變形，收縮力係藉由鋁合金之冷卻而產生。 又，汽缸套筒之一端曝露至汽缸本體之端表面以構成汽 虹本體之與〉飞缸頭部配合之表面的一部分。以此方式’在 汽缸套筒曝露至配合表面之情況下，配合表面在汽缸本體 之鑄造之後經受切割工作，且配合表面經精整以使得平 坦〇 [專利文獻 1] JP-A-59-74354 [專利文獻 2] JP-A-10-220278 【發明内容】 [本發明待解決之問題] 需要藉由縮短為在鑄造之後所執行的機械加工所需要之 時間來進一步降低包括專利文獻丨中所揭示之汽缸本體之 一般汽缸本體的製造成本。 I31790.doc

H-U ::縮短為對汽缸本趙之與汽虹頭部配合之表面進行工 之酉t的㈣，可能形成Μ套筒，使得其在汽缸套筒 表面之側上的__端比剩餘部分薄，以便減少相對較 硬之汽缸套筒被切割之量。 Λ ^然而，當一端經形成為較薄 暑ί不月&藉由壓铸方法來執行汽缸本體之鑄造的擔 f。此係由於一端在麼铸時因炫融金屬之麼力而變形的擔 其類藉由其他铸造方法（例如，低料造方法或 其類似者）來製造汽紅套筒時，引起製造成本之增加。 為了消除此問題，已才盖田Φ 士 以提供用於引擎之二=8本發明具有其用 、“ 本體的目，票，汽缸本體能夠縮短為 /飞本體之與汽缸頭部配合之表面的機械加工所需要之時 間’以在採用藉由壓鑄方法來使得製造成為可能之構造的 同時達成成本降低。 [解決問題之手段] 為了達到目標，根據本發明的製造用於引擎之汽缸本體 之方法包含：壓鑄步驟，其中藉由铸造塗佈而將汽缸套筒 提供於汽缸本體中；及切割步驟，其中將與汽缸頭部配合 表面形成於α缸本體之—端上’使得曝露汽缸套筒之端 表面’且方法係、藉由以下步驟來進行：形成汽缸套筒之一 端以使得—端與汽㈣筒之剩餘部分相比外徑較小；在鑄 造金屬模具之柱狀部分經裝配至汽缸套筒内的狀態下鑄造 汽缸本體；及在㈣步驟中形成汽缸套筒之—端之端表面 以使得端表面平坦，以便構成配合表面之一部分。 在根據請求項2中所描述之本發明的用於引擎之汽缸本 131790.doc ^^240 體中，汽缸套筒藉由铸造塗佈被提供，汽缸套筒之一端構 成與汽紅頭部配合之表面的—部分，汽缸本趙藉由壓鑄方 法而在鑄造金屬模具之柱狀部分經裝配至汽缸套筒内的狀 :下被鑄，汽缸套筒之一端經形成以與汽缸套筒之剩餘 邛刀相比外徑較小’及一端之端表面藉由在鑄造之後的切 割工作被形成且包含構成配合表面之-部分的平坦表面。 根據清求項3 t所描述之本發明的用於引擎之汽缸本體 包含如凊求項2之用於引擎之汽缸本體，且藉由鑄造金屬 模-被模製’鑄造金屬模具之閘形成於與汽缸套筒之一端 相對的位置中。 根據凊求項4令所描4之本發明的用於引擎之汽缸本體 向：請求項2或3之用於引擎之汽缸本體添加以下特徵：其 在汽缸套筒之軸向兩端皆由铸造金屬模具所包夾的狀態下 被轉造。 根據明求項5中所描述之本發明的用於引擎之汽缸本體 向如清求項2至4中任一項之用於引擎之汽缸本體增加以下 特徵：於該汽缸套筒之外周±,形成有複數個在該汽缸套 筒之轴向方向上間隔開而延著圓周方向延伸之隆脊。 [本發明之效果] 在如請求項1之製造用於引擎之汽缸本體之方法及如請 求項2之用於引擎之汽紅本體的情况下》气缸套筒之一端 由备壓鑄夂缸本體時裝配至汽缸套筒内的鑄造金屬模具之 柱狀°卩刀自内部支撐，使得雖然一端經形成為相對較薄， 但有可能執行壓鑄，同時防止一端變形。 I3l790.doc 1339240 因此，有可能形成汽缸套筒之一端，其曝露至汽缸本體 之與汽缸頭部配合之表面，以使得一端較薄，因此致能為 配合表面之機械加工所需要的時間。因此，有可能提供製 造成本進一步降低之汽缸本體。 在如請求項3之本發明的情況下，汽缸套筒之與閘相對 的一端經形成為厚度較小，使得在不鄰近於閘而形成汽缸 本體之配合表面以使得配合表面較大的情況下，閘可經形 成以使得適當地寬，且可使得熔融金屬易於自閘流入至空 穴内。 此由於可使炫融金屬以高速流入至空穴内，所以有 可月匕铸造甚至具有λ量散熱片《&缸本豸，以冑使得汽缸 本體之品質高。 在如凊求項4之本發明的情況下，有可能在汽缸套筒由 鎮造金屬模具支推以便不移動之狀態下執行輯。因此， ^套筒之位置在每次缚造時不改變，且使得為對缸套筒 ^作所而要之量在每次鎮造時恆定，使得有可能使得 為對配合表面進行卫作所需要之時間始終最短。 在如印求項5之本發明的情況下，汽缸套筒之隆脊與汽 '本體之中心部分喷合’汽缸本體經鑄造以便包圍汽缸套 筒使传有可能防止在鱗造汽缸本體之後汽缸套筒自汽虹 本體内部脫落。因&，有可能提供汽缸本體，汽缸套筒牢 固地提供於汽缸本體上。 因此’根據本發明’汽缸套筒與汽缸本體之中心部分相 互接觸之區域的面積增加，⑽而使得易於將汽缸套筒之執 I31790.doc 1339240 轉移至中心部分，使得有可能提供冷卻本領較高之汽缸本 體。 【實施方式】 以下將參看圖1至圖3來詳細地描述藉由根據本發明的製 造用於引擎之汽缸本體之方法所製造的汽缸本體之實施 例0 圖1為展示使用根據本發明之汽缸本體的引擎之一部分 之截面圖’圖2為展示用於根據本發明之汽缸本體之鑄造

的鑄造金屬模具之截面圖，且圖3為展示在鑄造之後的汽 缸本體之透視圖。 在此等圖式中’參考數字1表示引擎，其使

例之 >飞缸本體2。引擎1為氣冷型四衝程單汽缸引擎。引擎 1包括：曲軸箱4，其可旋轉地支撐曲轴3,汽缸本體2安裝 至曲軸箱4 ;及汽缸頭部5，其安裝至汽缸本體2之尖端。 又，引擎1在汽缸之軸線C被大體上定向至載具本體之前部 的狀態下安裝於機器腳踏車之本體框架（未圖示）上。 藉由壓鑄方法而將汽缸本體2模製為預定形狀，在壓鑄 方法中’將銘合金用作材料，且使用稍後描述之鑄造金屬 模具6(見圖2)。如圖1所示，藉由铸造塗佈而將活塞7所插 入及裝配至之汽缸套筒丨丨提供於汽缸本體2上。 又，汽缸本體2與大量散熱片12(如圖…示）且與鍵腔室 13(如圖3所示）整體地形成。鏈腔室13以在汽缸之轴向方向 上延伸穿過汽缸本體2之側的方式而形成。 另外，用於汽缸本體2之安裝的安裝心提供於汽虹本 13I790.doc 11339240 體2之一端處，如圖1及圖3所示。安裝座14經形成以在最 靠近於汽缸頭部5之位置中自散熱片12以台階而朝向汽缸 頭部5突出’且同與汽缸頭部$配合之配合表面丨5 一起形 成。汽紅套筒Π之端曝露至配合表面15。 汽缸套筒11係在其一端1 la曝露至汽缸本體2之配合表面 1 5的狀態下由待經圓柱形地成形且定位於汽缸本體2中之 鎿鐵形成。

複數個圓周延伸之隆脊16形成於汽缸套筒丨丨之外部周邊 上以在汽缸套筒11之轴向方向（汽缸之軸向方向）上間隔。 此等隆脊16經形成以便不使得在汽缸套筒}1之圓周方向上 離散且經嵌入於汽缸本體2之中心部分2a中。 與汽缸套筒11之其他部分（定位於隆脊16之㈤的主要外 部周邊表面）的外徑的㈣，汽缸套筒"之—端iu的外經 D1(見圖2)經形成為較小。㈣，與汽紅套筒丨丨之其他部 分相比，一端11a經形成為厚度較小。

藉由在汽缸本體2之鑄造之後的機械加工而使得一端Ua 之端表面平坦，以便構成與汽缸頭部5配合之配合表面。 之一部分。藉由使用（例如）銑刀同時切割汽缸套⑼ 表面及汽缸本體2之端表面來執行機械加工。藉由使兩個 端表面經受機械加工，與汽紅頭部5配合之配合表面 成於汽缸本體2上。 ^ taj ι τη 其與活塞7之間的燃燒腔室8; /、界疋 -端打開至凹㈣。又，_23,其 乂供於汽缸頭部5上的為進氣間 13I790.doc ，12· 1339240 24、排氣閥25、用於兩個閥24、25之驅動的榣臂型間操作 裝置26或其類似者。藉由定時鏈(未圖示)而將閥操作裝置 26之凸輪軸27連接至曲轴3。將定時鏈延伸穿過汽缸本體2 之鏈腔室13以連接於凸輪軸27與曲軸3之間。 如圖2所示，藉由使用鑄造金屬模具6而藉由壓鑄方法來 鑄造汽缸本體2 ^鑄造金屬模具6包含：靜止金屬模具3丨， 其以自汽缸頭部5側覆蓋汽缸本體2之方式而形成；移動金 屬模具32’其能夠在朝向及遠離靜止金屬模具η之方向 (圖2之垂直方向）上移動；孔銷33，其經形成以使得為柱狀 以裝配至汽缸套筒1丨内且安裝至移動金屬模具32 :及四個 滑動金屬模具34，其以包圍孔銷33之周邊的方式而定位於 靜止金屬模具31與移動金屬模具32之間。孔銷33構成本發 明中所提及的鑄造金屬模具之柱狀部分。 孔銷33之尖端（圖2之上部端）經形成為紡錘形以隨著其 朝向尖端而逐漸地變細’且面向靜止金屬模具3 1之流槽3 5 的内部（在圖2所示之閉合狀態下）》流槽35之上游端連接至 逢口（未圖示）。又，汽缸套筒Π之朝向曲軸腔室之端表面 所鄰接的台階33a形成於孔銷33之基底端處。 汽缸套筒11裝入至金屬模具6之空穴36(見圖2)内（在固定 有孔銷33且由孔銷33之台階33a承載的狀態下）。用於鏈腔 室13之模製的核心（未圖示）提供於空穴36内鄰近於汽缸套 筒11之位置中。 突出部分37(其將汽缸套筒11***於其與台階33a之間）提 供於靜止金屬模具31之形成有流槽35之下游端之彼端上的 13l790.doc -13· 1339240 四個位置中。突出部分37經提供以在汽缸套筒丨丨之圓周方 向上在四個位置中以相等間隔被間隔。在圖2所示之閉合 狀態下’突出部分37鄰接汽缸套筒11之一端iia的端表面 以將其推向另"端。

流槽35之下游端連接至形成於與汽缸套筒〗丨之一端na 相對之位置中的閘38。閘38形成於靜止金屬模具3丨與孔銷 33之間及四個位置中之突出部分37中的兩個鄰近突出部分 3 7之間。亦即，如圖3所示，閘3 8經形成以便使流槽3 5中 之熔融金屬自汽缸套筒11周圍之四個位置被引入至空穴36 内。 圖3展示由熔融金屬形成之模製體41，熔融金屬在中途 不被切割且被取出鑄造金屬模具6之狀態下在自流槽35至 空穴36之範圍内的整個區域中凝固。由於形成於鑄造金屬 模具6中之流槽35及空六36的形狀對應於模製體41，所以

針對流槽、閘及空穴之參考數字35、38、36為針對圖3之 模製體41的表示。 四個滑動金屬模具34用以模製汽缸本體2之周邊壁且與 凹座42—起形成，凹座42用q莫製散熱片12，如圖二所 示。滑動金属模具34支撐於移動金屬模具32上，以便能夠 在汽缸套筒11之徑向方向上移動。 隨後’將給出對藉由使用鑄造金屬模具6來製造汽缸本 體2之方法的解釋。 首先’在閉合縳造金屬模具6之前，將汽缸套筒n裝配 至孔銷33内且由孔銷33之台階33a承載。接著，如圖冰示 131790.doc -14 - 1339240 來閉合鑄造金屬模具6。歸因於閉合，將汽缸套筒11*** 於台階33a與靜止金屬模具31之突出部分37之間。 在以此方式來執行閉合之後，根據需要來減小空六36中 之壓力，且經由閘38而將熔融金屬自流槽35供應至空六36 内。當熔融金屬自閘38流入至空六36内時，藉由熔融金屬 之壓力而將汽缸套筒11之一端11 a徑向地向内推動。

然而，由於孔銷33經裝配於一端1 1 a内部，所以當如上 文所描述藉由熔融金屬之壓力來推動時，一端lla由孔銷 33自内部承載，且因此不因壓力而變形。 在熔融金屬凝固之後，自澆口切割流槽35朝向澆口之 端’且使移動金屬模具32、孔銷33及四個滑動金屬模具34 與靜止金屬模具31分離。接著，將滑動金屬模具34移動遠 離孔銷33 ’且自移動金屬模具32及孔銷33移除模製體4 1。

如圖3所示，熔融金屬在流槽35中凝固而形成之流槽内 模製體41 a及熔融金屬在閘38中凝固而形成之閘内模製體 4 1 b與產品部分41 c整體地模製以形成模製體4 j。 為了自模製體41獲得汽缸本體2(產品部分41c)，切割安 裝座14及閘3 8之邊界部分，且藉由切割工作而將與汽缸頭 部5配合之配合表面15形成於安裝座“之經切割端表面 由於汽缸套筒1 1之-端1 la曝露至經切割端表面，所以 =對經切割端表面進行工作時，同時切割汽虹套筒n之一 Λ 根據實允例的汽缸套筒1 1之-端n a經形成為外徑 比剩餘部分小且經形成為厚度較小。因此，雖然汽㈣筒 131790.doc -15- 1339240 η係由硬度相對較高之鑄鐵形成，但可在相對較短之時間 内執行經切割端表面之切割工作。 以此方式，包含平坦表面之配合表面15形成於安裝座μ 上，藉以汽缸本體2之製造過程終止。 因此，在根據實施例之汽缸本體2及其製造方法的情況 下，汽缸套筒U之一端lla由在壓鑄時裝配至汽缸套筒U 内之孔銷33自内部支撐，使得雖然一端丨〗a經形成為相對 較薄’但有可能執行壓鑄，同時防止一端變形。 因此，可藉由形成汽缸套筒丨丨之一端lla來縮短為配合 表面15之機械加工所需要的時間，一端Ua曝露至汽缸本 體2與汽缸頭部5之間的配合表面15，以使得一端較 薄。 根據實施例，由於汽缸套筒丨丨之與鑄造金屬模具6之閘 3 8相對的一端11 a經形成為較薄，所以可在不將安裝座μ 形成為較大之情況下形成閘3 8以使得適當地寬，且可使得 熔融金屬易於自閘38流入至空穴36内。 因此，由於可使熔融金屬以高速流入至空穴36内，所以 有可能鑄造甚至具有大量散熱片12之汽缸本體2，以便使 得汽缸本體2之品質高。 根據實施例，有可能在汽缸套筒丨丨由靜止金屬模具3丨及 孔銷33支撐以便不移動之狀態下執行壓鑄。因此，汽缸套 筒1 1之位置在每次鑄造時不改變，且使得為對汽缸套筒i 1 進行工作所需要之量在每次铸造時恨定，使得有可能使得 為配合表面1 5之工作所需要的時間始終最短。 13I790.doc • 16 · 1339240 根據實施例，汽缸套筒1 i之隆脊16與汽缸本體2之中心 部分2a嚙合，汽缸本體2經鑄造以便包圍汽缸套筒丨丨，使 得有可能防止在鑄造汽缸本體2之後汽缸套筒丨丨自汽缸本 體2内部脫落。 又，根據實施例，汽缸套筒丨丨與汽缸本體2之中心部分 2a相互接觸之區域的面積增加，從而使得易於將汽缸套筒 11之熱轉移至中心部分2a。因此，有可能在冷卻本領方面 改良引擎1。 此外，雖然已關於本發明適用於氣冷型引擎之汽缸本體 的實例而描述實施例，但本發明可適用於水冷型引擎之汽 缸本體及多汽缸引擎之汽缸本體。 【圖式簡單說明】 [圖1]圖1為展示使用根據本發明之汽缸本體的引擎之— 部分之戴面圖。 [圖2]圖2為展示用於根據本發明之汽紅本體之鎮造的鑄 造金屬模具之截面圖。 [圖3]圖3為展示在鑄造之後的汽缸本體之透視圖。 【主要元件符號說明】 2 汽缸本體 5 汽缸頭部 6 鱗造金屬模具 11 汽缸套筒 11 a 一端 14 安裝座 131790.doc •VI· 1339240 15 31 32 33 34 35 38 • 配合表面 靜止金屬模具 移動金屬模具 孔銷 滑動金屬模具 流槽 閘 131790.doc -18-

Claims (1)

1. 第097120800號專利申請案 中文申清專利範圍替換本(99年12月)二0 十、申請專利範圍： 1· 種引擎之A缸本體之製造方法，該方法包含： -壓鑄步驟，其中藉由鑄造塗佈而提供一汽缸套筒於 汽缸本體中：及 刀d步驟’其中與A缸頭部ge合之表面係形成於該 汽紅本體之—端上，使得該汽㈣筒之—端表面露出， 且 其中該汽缸套筒之-端係形成為其外徑與該汽缸套筒 之剩餘部分相比較小， 該汽紅本體係在一鎮造金屬模具之-柱狀部分被裝配 至該汽缸套筒内的狀態下被鑄造，及 該汽缸套筒之該-端之一端表面係形成於該切割步驟 中以使其平坦，以便構成該配合表面之一部分。 2. -種引擎之汽缸本體，其中—汽缸套筒藉由鑄造塗佈提 供’該汽缸套筒之-端構成與—汽缸頭部配合之一表面 之一部分， 該汽缸本體係藉由一壓鑄方法而在一鎮造金屬模且之 -柱狀部分被裝配至該汽缸套筒内的狀態下被鎮造， 。玄π缸套筒之-端係形成為其外徑與該汽缸套筒之剩 餘部分相比較小，及 Λ端之端表面藉由在鑄造之後的切割工作形成且 包含一構成該配合表面之一部分的平坦表面。 3.如請求項2之引擎之汽缸本體，其中係藉由—鑄造金屬 模具模製’料造金屬模具之—閘係形成於與該汽紅套 131790-991229.doc 4. 筒之-端相對的位置處。 、或3之弓丨擎之汽缸本體，其中係在該汽紅套筒 ::向兩端皆由該鑄造金屬模具所包失的狀態下鑄造。 心：項2或3之引擎之汽缸本體’其中於該汽缸套筒之 ’形成有複數個在該汽缸套筒之軸 開而《 # 习方向上間隔 開而延者圓周方向延伸之隆脊。 131790-991229.doc