シリンダブロック及びシリンダブロックの製造方法
【課題】軸受け壁の角部に亀裂が発生することを防ぐことができるシリンダブロック及び該シリンダブロックの製造方法の提供。
【解決手段】内燃機関のクランクシャフトを回転自在に支持するための半円状支持面１０が形成された軸受け壁３を備えたシリンダブロックにおいて、シリンダブロック１はダイカスト法により成形され、半円状支持面１０に対して反対側の面である上面３ａと、軸受け壁３の側面３ｂとはチル層を備える曲面３ｃを介して連続している。
【解決手段】内燃機関のクランクシャフトを回転自在に支持するための半円状支持面１０が形成された軸受け壁３を備えたシリンダブロックにおいて、シリンダブロック１はダイカスト法により成形され、半円状支持面１０に対して反対側の面である上面３ａと、軸受け壁３の側面３ｂとはチル層を備える曲面３ｃを介して連続している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
クランクケースを一体的に備えたシリンダブロックをダイカスト法や重力鋳造で製造することは下記特許文献１に記載されているように公知である。
【０００３】
特許文献１を図６乃至図８に基づいて説明する。図６は、クランクケース１０１を含むシリンダブロック１０２の斜視図であり、図７は図６のクランクケース１０１と鋳造型１１０とを模式的に示す縦断面図であり、図８は図７に示すクランクケース１０１の断面と直交する方向の縦断面におけるクランクケース１０１と中子（シリンダ側中子１１１及びクランク側中子１１２）とを模式的に示す断面図である。クランクケース１０１を含むシリンダブロック１０２は鋳造型１１０により重力鋳造により製造される。図８に示すように、シリンダ側中子１１１とクランク側中子１１２とは、クランク側中子１１２の抜き勾配１３０がクランク側Ｃの合面１５０からジャーナル軸受部１２０の軸受最深部１２１の近傍に向けて狭くなるように形成され、シリンダ側中子１１１の抜き勾配１３１が、クランク軸中子１１２との割面１６０であるジャーナル軸受部１２０の軸受最深部１２１近傍からシリンダ側Ｈに向けて広くなるように形成されている。従って、シリンダ側中子１１１とクランク側中子１１２とを合わせた状態では、割面１６０の部分の厚みが厚く、この割面１６０からシリンダ側Ｈの軸受最深部１２１と合面１５０に向けて厚みが薄くなる隔壁１２２が形成されるようになっている。そして、このクランクケース１０１によれば、ジャーナル軸受部１２０の間で回転するクランクウェブと隔壁１２２との距離を確保できるので、クランクウェブの撹拌抵抗を低減でき、エンジンの出力向上を図ることできると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−６９７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、エンジン作動時に発生する爆発力や熱応力は、クランク室の隔壁（軸受け壁）に伝わることになる。また、エンジン作動時にピストンが上下動すると、隔壁の間で生じた大きな圧力変化が隔壁に伝わることになる。そうすると、それらの爆発力、熱応力及び圧力変化が隔壁の角部（シリンダ側の角部）に集中し、隔壁の角部に亀裂が発生してしまう場合がある。しかし、特許文献１のような従来のクランクケースでは、クランク室の隔壁の角部に亀裂が発生してしまうことを充分に防ぐことができない虞があった。
【０００６】
それゆえに本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ、軸受け壁の角部に亀裂が発生することを防ぐことができるシリンダブロック及び該シリンダブロックの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決すべくなされたものであって、本発明に係るシリンダブロックは、内燃機関のクランクシャフトを回転自在に支持するための半円状支持面１０が形成された軸受け壁３を備えたシリンダブロック１において、該シリンダブロック１はダイカスト法により成形され、該半円状支持面１０に対して反対側の面である上面３aと、該軸受け壁３の側面３ｂ、３ｂとがチル層を備える曲面３ｃ、３ｃを介して連続していることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るシリンダブロックの製造方法は、内燃機関のクランクシャフトを回転自在に支持するための半円状支持面１０が形成された軸受け壁３を備えたシリンダブロック１の製造方法において、該半円状支持面１０に対して反対側の面である上面３ａと、該軸受け壁３の側面３ｂ、３ｂとの間の角部が曲面３ｃ、３ｃとなるようにシリンダブロック１を成形するダイカスト工程と、該軸受け壁３の上面３ａと側面３ｂ、３ｂとがチル層を備える曲面３ｃ、３ｃを介して連続するように該軸受け壁３を加工する機械加工処理工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のシリンダブロックによれば、クランク室の軸受け壁の角部に亀裂が発生することを防ぐことができる。また、本発明のシリンダブロックの製造方法によれば、クランク室の軸受け壁の角部に亀裂が発生することを防ぐことができるシリンダブロックを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態におけるシリンダブロックの要部正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ―Ｂ線断面図である。
【図４】軸受け壁とダイカスト金型を模式的に示す断面図である。
【図５】機械加工処理工程を行う前の状態における図１のＢ―Ｂ線断面図である。
【図６】従来技術におけるクランクケースを含むシリンダブロックの斜視図である。
【図７】図６のクランクケースと鋳造型とを模式的に示す縦断面図である。
【図８】図７に示すクランクケースの断面と直交する方向の縦断面におけるクランクケースと中子とを模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態にかかるシリンダブロックについて図面を参酌しつつ説明する。本実施形態のシリンダブロックは、水平対向型エンジンのシリンダブロックである。図１に左右一対のシリンダブロックのうちの一方を、両シリンダブロックの合わせ面側から見た図として示している。このシリンダブロック１は、アルミニウム合金製であり、水平対向型四気筒エンジン用のものであるため、シリンダボア２が二つ形成されている。該シリンダブロック１は、図示しないクランクシャフトのジャーナル部を回転自在に支持するための軸受け壁３（軸受け部）を複数備えている。該軸受け壁３は、クランクシャフトの軸線方向を厚み方向とする板状であって、そのクランクシャフトの軸線方向に沿って間隔をあけて複数配置されている。尚、本実施形態においては軸受け壁３が合計五箇所に形成されているが、五箇所のうち四箇所の軸受け壁３はシリンダボア２に対向する位置に形成され、残る一箇所の軸受け壁３はシリンダボア２から離れた位置に形成されている。これらの軸受け壁３には、図２にも示しているように、クランクシャフトのジャーナル部を回転自在に支持するための半円状支持面１０がそれぞれ形成されている。また、軸受け壁３の半円状支持面１０の両側には、他方のシリンダブロックと重なり合う重ね合わせ面１１が形成され、該重ね合わせ面１１にはネジ孔１２が形成されている。図２は、シリンダボア２に対向した位置に形成された軸受け壁３の一つを示している。図２に示しているように、シリンダボア２の壁面には鋳鉄製等のシリンダライナー１３が鋳込まれている。
【００１２】
図３に示すように、軸受け壁３は、シリンダボア２の側にクランクシャフトの軸線に対して略平行であり、半円状支持面１０に対して反対側の面である上面３ａを備えている。また、軸受け壁３は、上面３ａに対して直交する方向（シリンダボア２の軸線方向）に延びる２つの側面３ｂ、３ｂを備えている。そして、上面３ａと２つの側面３ｂ、３ｂとは、曲面３ｃ、３ｃを介して連続している。軸受け壁３の上面３ａと２つの側面３ｂ、３ｂはダイカスト法による成形の後に切削加工等の機械加工処理を施すことで形成されているが、曲面３ｃ、３ｃの箇所には機械加工処理は施されていない。従って、曲面３ｃ、３ｃはダイカスト法による成形の際にダイカスト品の表面に微細化組織として形成されるチル層（凝固層）を備えている。軸受け壁３の上面３ａと２つの側面３ｂ、３ｂとはＲ３〜１０の曲面３ｃ、３ｃを角部として連続するようになっているので、エンジンの作動時に爆発力、熱応力及び圧力変化が曲面３ｃ、３ｃの箇所に集中し、この箇所に亀裂が発生することを防止することができる。また、曲面３ｃ、３ｃがダイカスト法で成形した際に形成されたチル層をそのまま備えており、強度に優れていることから、曲面３ｃ、３ｃの箇所に亀裂が発生することが更に防止されている。
【００１３】
次に、本実施形態のシリンダブロック１の製造方法について説明する。まず、ダイカスト法によりシリンダブロック１を成形するダイカスト工程を行う。図４に示すように、ダイカスト金型３０は固定型３１と可動型３２を備えている。固定型３１と可動型３２によりキャビティを画成し、そのキャビティにアルミニウム合金溶湯等の金属溶湯をプランジャチップで充填することによりシリンダブロック１を成形する。ここで、シリンダブロック１の軸受け壁３は、クランクシャフト側Ｃからシリンダボア側Ｈに向かってその厚みを徐々に厚くするが、固定型３１と可動型３２の割面３３を境としてシリンダボア側Ｈに向ってその厚みを徐々に薄くするように成形される。また、軸受け壁３がその厚みを徐々に薄くする部分は、可動型３２の形状によってＲ３〜１０の曲面３ｃ、３ｃを備えるように成形される。
【００１４】
ダイカスト工程で成形したシリンダブロック１をダイカスト金型３０から取り出した後に、シリンダブロック１に切削加工等の機械加工処理を施す機械加工処理工程を行う。この機械加工処理工程では、図５において黒色で塗り潰して示す加工代部Ｓを軸受け壁３から除去することにより、軸受け壁３の上面３ａと側面３ｂを形成する（図３参照）。そして、機械加工処理が行われずにダイカスト法で成形した際に形成されたチル層をそのまま備える曲面３ｃ、３ｃを軸受け壁３の上面３ａと側面３ｂとの間に介在させることにより、軸受け壁３の角部がＲ３〜１０の曲面となるようにする。このようにして、本実施形態のシリンダブロック１を製造する。
【００１５】
本実施形態では、水平対向型のシリンダブロックについて説明したが、直列レイアウトやＶ型等のような各タイプのシリンダブロックにおいても適用可能である。
【符号の説明】
【００１６】
１ シリンダブロック
２ シリンダボア
３ 軸受け壁
３ａ 上面
３ｂ 側面
３ｃ 曲面
１０ 半円状支持面
１１ 重ね合わせ面
１２ ネジ孔
１３ シリンダライナー
３０ ダイカスト金型
３１ 固定型
３２ 可動型
３３ 割面
Ｃ クランクシャフト側
Ｈ シリンダボア側
Ｓ 加工代部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
クランクケースを一体的に備えたシリンダブロックをダイカスト法や重力鋳造で製造することは下記特許文献１に記載されているように公知である。
【０００３】
特許文献１を図６乃至図８に基づいて説明する。図６は、クランクケース１０１を含むシリンダブロック１０２の斜視図であり、図７は図６のクランクケース１０１と鋳造型１１０とを模式的に示す縦断面図であり、図８は図７に示すクランクケース１０１の断面と直交する方向の縦断面におけるクランクケース１０１と中子（シリンダ側中子１１１及びクランク側中子１１２）とを模式的に示す断面図である。クランクケース１０１を含むシリンダブロック１０２は鋳造型１１０により重力鋳造により製造される。図８に示すように、シリンダ側中子１１１とクランク側中子１１２とは、クランク側中子１１２の抜き勾配１３０がクランク側Ｃの合面１５０からジャーナル軸受部１２０の軸受最深部１２１の近傍に向けて狭くなるように形成され、シリンダ側中子１１１の抜き勾配１３１が、クランク軸中子１１２との割面１６０であるジャーナル軸受部１２０の軸受最深部１２１近傍からシリンダ側Ｈに向けて広くなるように形成されている。従って、シリンダ側中子１１１とクランク側中子１１２とを合わせた状態では、割面１６０の部分の厚みが厚く、この割面１６０からシリンダ側Ｈの軸受最深部１２１と合面１５０に向けて厚みが薄くなる隔壁１２２が形成されるようになっている。そして、このクランクケース１０１によれば、ジャーナル軸受部１２０の間で回転するクランクウェブと隔壁１２２との距離を確保できるので、クランクウェブの撹拌抵抗を低減でき、エンジンの出力向上を図ることできると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−６９７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、エンジン作動時に発生する爆発力や熱応力は、クランク室の隔壁（軸受け壁）に伝わることになる。また、エンジン作動時にピストンが上下動すると、隔壁の間で生じた大きな圧力変化が隔壁に伝わることになる。そうすると、それらの爆発力、熱応力及び圧力変化が隔壁の角部（シリンダ側の角部）に集中し、隔壁の角部に亀裂が発生してしまう場合がある。しかし、特許文献１のような従来のクランクケースでは、クランク室の隔壁の角部に亀裂が発生してしまうことを充分に防ぐことができない虞があった。
【０００６】
それゆえに本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ、軸受け壁の角部に亀裂が発生することを防ぐことができるシリンダブロック及び該シリンダブロックの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決すべくなされたものであって、本発明に係るシリンダブロックは、内燃機関のクランクシャフトを回転自在に支持するための半円状支持面１０が形成された軸受け壁３を備えたシリンダブロック１において、該シリンダブロック１はダイカスト法により成形され、該半円状支持面１０に対して反対側の面である上面３aと、該軸受け壁３の側面３ｂ、３ｂとがチル層を備える曲面３ｃ、３ｃを介して連続していることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るシリンダブロックの製造方法は、内燃機関のクランクシャフトを回転自在に支持するための半円状支持面１０が形成された軸受け壁３を備えたシリンダブロック１の製造方法において、該半円状支持面１０に対して反対側の面である上面３ａと、該軸受け壁３の側面３ｂ、３ｂとの間の角部が曲面３ｃ、３ｃとなるようにシリンダブロック１を成形するダイカスト工程と、該軸受け壁３の上面３ａと側面３ｂ、３ｂとがチル層を備える曲面３ｃ、３ｃを介して連続するように該軸受け壁３を加工する機械加工処理工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のシリンダブロックによれば、クランク室の軸受け壁の角部に亀裂が発生することを防ぐことができる。また、本発明のシリンダブロックの製造方法によれば、クランク室の軸受け壁の角部に亀裂が発生することを防ぐことができるシリンダブロックを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態におけるシリンダブロックの要部正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ―Ｂ線断面図である。
【図４】軸受け壁とダイカスト金型を模式的に示す断面図である。
【図５】機械加工処理工程を行う前の状態における図１のＢ―Ｂ線断面図である。
【図６】従来技術におけるクランクケースを含むシリンダブロックの斜視図である。
【図７】図６のクランクケースと鋳造型とを模式的に示す縦断面図である。
【図８】図７に示すクランクケースの断面と直交する方向の縦断面におけるクランクケースと中子とを模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態にかかるシリンダブロックについて図面を参酌しつつ説明する。本実施形態のシリンダブロックは、水平対向型エンジンのシリンダブロックである。図１に左右一対のシリンダブロックのうちの一方を、両シリンダブロックの合わせ面側から見た図として示している。このシリンダブロック１は、アルミニウム合金製であり、水平対向型四気筒エンジン用のものであるため、シリンダボア２が二つ形成されている。該シリンダブロック１は、図示しないクランクシャフトのジャーナル部を回転自在に支持するための軸受け壁３（軸受け部）を複数備えている。該軸受け壁３は、クランクシャフトの軸線方向を厚み方向とする板状であって、そのクランクシャフトの軸線方向に沿って間隔をあけて複数配置されている。尚、本実施形態においては軸受け壁３が合計五箇所に形成されているが、五箇所のうち四箇所の軸受け壁３はシリンダボア２に対向する位置に形成され、残る一箇所の軸受け壁３はシリンダボア２から離れた位置に形成されている。これらの軸受け壁３には、図２にも示しているように、クランクシャフトのジャーナル部を回転自在に支持するための半円状支持面１０がそれぞれ形成されている。また、軸受け壁３の半円状支持面１０の両側には、他方のシリンダブロックと重なり合う重ね合わせ面１１が形成され、該重ね合わせ面１１にはネジ孔１２が形成されている。図２は、シリンダボア２に対向した位置に形成された軸受け壁３の一つを示している。図２に示しているように、シリンダボア２の壁面には鋳鉄製等のシリンダライナー１３が鋳込まれている。
【００１２】
図３に示すように、軸受け壁３は、シリンダボア２の側にクランクシャフトの軸線に対して略平行であり、半円状支持面１０に対して反対側の面である上面３ａを備えている。また、軸受け壁３は、上面３ａに対して直交する方向（シリンダボア２の軸線方向）に延びる２つの側面３ｂ、３ｂを備えている。そして、上面３ａと２つの側面３ｂ、３ｂとは、曲面３ｃ、３ｃを介して連続している。軸受け壁３の上面３ａと２つの側面３ｂ、３ｂはダイカスト法による成形の後に切削加工等の機械加工処理を施すことで形成されているが、曲面３ｃ、３ｃの箇所には機械加工処理は施されていない。従って、曲面３ｃ、３ｃはダイカスト法による成形の際にダイカスト品の表面に微細化組織として形成されるチル層（凝固層）を備えている。軸受け壁３の上面３ａと２つの側面３ｂ、３ｂとはＲ３〜１０の曲面３ｃ、３ｃを角部として連続するようになっているので、エンジンの作動時に爆発力、熱応力及び圧力変化が曲面３ｃ、３ｃの箇所に集中し、この箇所に亀裂が発生することを防止することができる。また、曲面３ｃ、３ｃがダイカスト法で成形した際に形成されたチル層をそのまま備えており、強度に優れていることから、曲面３ｃ、３ｃの箇所に亀裂が発生することが更に防止されている。
【００１３】
次に、本実施形態のシリンダブロック１の製造方法について説明する。まず、ダイカスト法によりシリンダブロック１を成形するダイカスト工程を行う。図４に示すように、ダイカスト金型３０は固定型３１と可動型３２を備えている。固定型３１と可動型３２によりキャビティを画成し、そのキャビティにアルミニウム合金溶湯等の金属溶湯をプランジャチップで充填することによりシリンダブロック１を成形する。ここで、シリンダブロック１の軸受け壁３は、クランクシャフト側Ｃからシリンダボア側Ｈに向かってその厚みを徐々に厚くするが、固定型３１と可動型３２の割面３３を境としてシリンダボア側Ｈに向ってその厚みを徐々に薄くするように成形される。また、軸受け壁３がその厚みを徐々に薄くする部分は、可動型３２の形状によってＲ３〜１０の曲面３ｃ、３ｃを備えるように成形される。
【００１４】
ダイカスト工程で成形したシリンダブロック１をダイカスト金型３０から取り出した後に、シリンダブロック１に切削加工等の機械加工処理を施す機械加工処理工程を行う。この機械加工処理工程では、図５において黒色で塗り潰して示す加工代部Ｓを軸受け壁３から除去することにより、軸受け壁３の上面３ａと側面３ｂを形成する（図３参照）。そして、機械加工処理が行われずにダイカスト法で成形した際に形成されたチル層をそのまま備える曲面３ｃ、３ｃを軸受け壁３の上面３ａと側面３ｂとの間に介在させることにより、軸受け壁３の角部がＲ３〜１０の曲面となるようにする。このようにして、本実施形態のシリンダブロック１を製造する。
【００１５】
本実施形態では、水平対向型のシリンダブロックについて説明したが、直列レイアウトやＶ型等のような各タイプのシリンダブロックにおいても適用可能である。
【符号の説明】
【００１６】
１ シリンダブロック
２ シリンダボア
３ 軸受け壁
３ａ 上面
３ｂ 側面
３ｃ 曲面
１０ 半円状支持面
１１ 重ね合わせ面
１２ ネジ孔
１３ シリンダライナー
３０ ダイカスト金型
３１ 固定型
３２ 可動型
３３ 割面
Ｃ クランクシャフト側
Ｈ シリンダボア側
Ｓ 加工代部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフトを回転自在に支持するための半円状支持面が形成された軸受け壁を備えたシリンダブロックにおいて、
該シリンダブロックはダイカスト法により成形され、
該半円状支持面に対して反対側の面である上面と、該軸受け壁の側面とはチル層を備える曲面を介して連続していることを特徴とするシリンダブロック。
【請求項２】
内燃機関のクランクシャフトを回転自在に支持するための半円状支持面が形成された軸受け壁を備えたシリンダブロックの製造方法において、
該半円状支持面に対して反対側の面である上面と、該軸受け壁の側面との間の角部が曲面となるようにシリンダブロックを成形するダイカスト工程と、
該軸受け壁の上面と側面とがチル層を備える曲面を介して連続するように該軸受け壁を加工する機械加工処理工程と、
を有することを特徴とするシリンダブロックの製造方法。
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフトを回転自在に支持するための半円状支持面が形成された軸受け壁を備えたシリンダブロックにおいて、
該シリンダブロックはダイカスト法により成形され、
該半円状支持面に対して反対側の面である上面と、該軸受け壁の側面とはチル層を備える曲面を介して連続していることを特徴とするシリンダブロック。
【請求項２】
内燃機関のクランクシャフトを回転自在に支持するための半円状支持面が形成された軸受け壁を備えたシリンダブロックの製造方法において、
該半円状支持面に対して反対側の面である上面と、該軸受け壁の側面との間の角部が曲面となるようにシリンダブロックを成形するダイカスト工程と、
該軸受け壁の上面と側面とがチル層を備える曲面を介して連続するように該軸受け壁を加工する機械加工処理工程と、
を有することを特徴とするシリンダブロックの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２０２３５１（Ｐ２０１２−２０２３５１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６９１４２（Ｐ２０１１−６９１４２）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００６９４３）リョービ株式会社 (471)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００６９４３）リョービ株式会社 (471)
【Ｆターム（参考）】
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