JP5806787B1 - ダミーライナ及びシリンダブロックの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】寸法精度を緩和できるダミーライナを提供すること。【解決手段】シリンダブロック１を鋳造するに先立ち、金型１０の温度が上昇するまでシリンダライナ２に代えて鋳込まれるダミーライナ２０は、ボアピン１４が挿入される円筒部２１の内周面２２から径方向内側へ向かって突出する凸起部２３が、ボアピン１４の外周面１５に接する。円筒部２１の内周面２２とボアピン１４の外周面１５との間に凸起部２３を除いて径方向隙間２４が形成される。径方向隙間２４に充填された溶湯はボアピン１４に固着しないので、ボアピン１４とダミーライナ２０との隙間を生じないようにする高い寸法精度を不要にできる。よって、ダミーライナ２０の寸法精度を緩和できる。【選択図】図４

Description

本発明はシリンダブロックを製造する金型の予熱のために使われるダミーライナ、及びそれを用いたシリンダブロックの製造方法に関するものである。

従来から、鉄系のシリンダライナを鋳包んだアルミニウム合金製のシリンダブロックが製造されている。シリンダブロックを鋳造するに先立ち、湯回りを良くするために金型が予熱される。金型を予熱する一手段として、シリンダライナが装着される金型側の円柱状の凸部であるボアピンに捨て打ち用のダミーライナを装着し、型締めして形成されたキャビティにアルミニウム合金製の溶湯を射出するものがある。ダミーライナと一体化した捨て打ち品を鋳造することで金型が予熱される。

射出された溶湯がボアピンとダミーライナとの隙間へ浸入すると、その溶湯が凝固して、捨て打ち品を金型から取り出すときに、溶湯の凝固物が崩れて（ちぎれて）ボアピンの表面に残り、捨て打ち品とボアピンとに挟まれた凝固物が、ボアピンに擦り付けられてボアピンにこびり付く（固着する）ことがある。ボアピンに凝固物が固着すると、金型の予熱後に鋳造した製品（シリンダブロック）の取り出し時に、ボアピンに固着した凝固物に製品が引っ掛かって抵抗となったり、金型（ボアピン）が損傷したりする不具合が生じる。

この不具合が生じないようにするため、特許文献１には、ダミーライナをボアピンに装着して溶湯を射出する予熱工程において、鋳造圧力を小さく且つ射出速度を遅くして、ダミーライナとボアピンとの隙間に溶湯が浸入することを防ぐ技術が開示されている。特許文献２には、シリンダライナよりも軸方向長さが長いダミーライナを用い、ダミーライナの軸方向の両端面を第１型と第２型とで挟み込んだ状態で型締めして、ボアピンとダミーライナとの隙間への溶湯の浸入を防ぐ技術が開示されている。

特公平６−４７１６０号公報 特許第４４４６０１５号公報

しかしながら上記従来の技術では、ボアピンとダミーライナとの隙間へ溶湯を浸入させないようにするため、ボアピンとダミーライナとの隙間が生じないようにする必要がある。ダミーライナに高い寸法精度が要求されるので、ダミーライナが高コスト化するという問題点がある。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、寸法精度を緩和できるダミーライナ及びシリンダブロックの製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段および発明の効果

この目的を達成するために請求項１記載のダミーライナは、デッキ面側成形用キャビティの一部を形成する第１型と、クランク室成形用キャビティの一部を形成する第２型と、その第２型と第１型との間に配置されると共にシリンダライナの内周面に接する軸状のボアピンと、を備える金型によりシリンダライナが鋳込まれたアルミニウム合金製のシリンダブロックを鋳造するに先立ち、金型の温度が所定の温度に上昇するまでシリンダライナに代えて鋳込まれる。本発明者らは、金属製のダミーライナの内周面とボアピンの外周面との間に隙間（径方向隙間）を意図的に設けた場合、径方向隙間に浸入した溶湯がボアピンに固着しないことを見出した。

このダミーライナによれば、ボアピンが挿入される円筒部の内周面から径方向内側へ向かって突出する凸起部が、ボアピンの外周面に接する。円筒部の内周面とボアピンの外周面との間に凸起部を除いて径方向隙間が形成される。溶湯は径方向隙間から充填され、ボアピンに接触して急冷凝固することで結晶粒が微細化するので、凝固した溶湯がボアピンに固着しないようにできる。

また、径方向隙間に溶湯が浸入して凝固した凝固物は、径方向隙間分の厚さがあるので、ある程度の強度を確保することができ、捨て打ち品を金型から取り出すときに凝固物を崩れ難くすることができる。その結果、崩れた凝固物が捨て打ち品とボアピンとに挟まれてボアピンに擦り付けられることを抑制できるので、凝固物がボアピンに固着することを抑制できる。

以上のようにダミーライナは、積極的に溶湯が充填される径方向隙間をボアピンとの間に設けることによりボアピンへの凝固物の固着を防ぐので、ボアピンとの隙間が生じないようにダミーライナの寸法精度を上げなくて済む。ダミーライナの寸法精度を緩和できるので、ダミーライナを低コスト化できる効果がある。

また、凸起部は、円筒部の軸方向に亘って連続する突条状に形成される。軸方向と直交する断面形状を軸方向に亘って同じにできるので、押出成形や引抜成形によって形成した長尺物を切断してダミーライナを作ることができる。よって、ダミーライナの生産性を確保できる効果がある。

凸起部は、円筒部の軸方向に亘って連続する突条状に形成されるので、凸起部と凸起部との間にできる周方向の隙間を、円筒部の軸方向に亘って設けることができる。その隙間に浸入した溶湯の凝固物を、円筒部の軸方向に亘って連続させることができるので、捨て打ち品を金型から取り出すときに凝固物をさらに崩れ難くすることができる。よって、凝固した溶湯をボアピンに固着させない効果をさらに高めることができる。

請求項２記載のダミーライナによれば、円筒部は、軸方向の長さが、型締めされた第１型および第２型の少なくとも一方と軸方向の端面との間に軸方向隙間が形成される長さに設定されている。よって、請求項１の効果に加え、ダミーライナの軸方向の端面と第１型または第２型との軸方向隙間から径方向隙間へ溶湯を流し込み易くできる効果がある。

請求項３記載のシリンダブロックの製造方法によれば、デッキ面側成形用キャビティの一部を形成する第１型と、クランク室成形用キャビティの一部を形成する第２型と、その第２型と第１型との間に配置されると共にシリンダライナの内周面に接するボアピンと、を備える金型によりシリンダライナが鋳込まれたシリンダブロックが製造される。シリンダライナをボアピンに装着し第１型と第２型との間にシリンダライナを配置した状態で型締めして、デッキ面側成形用キャビティ及びクランク室成形用キャビティを含むキャビティにアルミニウム合金の溶湯を射出するに先立ち、予熱工程により、金型の温度が所定の温度に上昇するまで金型が昇温される。型締め工程により、請求項１又は２に記載のダミーライナがボアピンに装着され、第１型と第２型との間にダミーライナが配置された状態で型締めされる。鋳造工程により、型締め工程により形成されるキャビティに溶湯が射出されることによりボアピンの外周面とダミーライナの円筒部の内周面との間に溶湯を浸入させてダミーライナが鋳込まれた捨て打ち品が鋳造される。これにより、請求項１と同様の効果がある。

なお、特許文献１及び特許文献２には、本願発明と技術分野が同じダミーライナやシリンダブロックの製造方法が開示されているが、いずれもダミーライナとボアピンとの隙間に溶湯が浸入することを防いでボアピンへの溶湯の固着を防ぐ技術である。これに対し本願発明は、ダミーライナの円筒部の内周面に設けた凸起部をボアピンの外周面に接触させ、円筒部の内周面とボアピンの外周面との間に凸起部を除いて隙間（径方向隙間）を形成して積極的に溶湯を充填する点で特許文献１及び２と異なる。ダミーライナとボアピンとの間に設けた径方向隙間に充填した溶湯の凝固物はボアピンに固着しないので、ボアピンへの凝固物の固着を防止できる。ダミーライナとボアピンとの間に径方向隙間を設けるので、ダミーライナの寸法精度を緩和できる効果がある。

シリンダブロックの一部の底面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線におけるシリンダブロックの断面図である。 （ａ）は金型の軸方向断面図であり、（ｂ）は図３（ａ）のＩＩＩｂで示す部分を拡大して示した金型の断面図である。 （ａ）は図３のＩＶａ−ＩＶａ線における金型の断面図であり、（ｂ）は図４（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線における金型の断面図である。 （ａ）は第１実施の形態におけるダミーライナの正面図であり、（ｂ）は第２実施の形態におけるダミーライナの正面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態におけるシリンダブロック１の一部の底面図（クランク軸線方向と直交する方向においてクランク室側からデッキ面側を見た図）であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線におけるシリンダブロック１の断面図である。シリンダブロック１は、耐磨耗性に優れる鋳鉄製のシリンダライナ２が鋳包まれたアルミニウム合金製のダイカストであり、クランク室側の底面にクランク室側の中央が半円状に窪んだ軸受壁３が設けられている。軸受壁３は、クランク軸（図示せず）のジャーナル部を回転自在に支持する部位である。軸受壁３は、クランク軸の軸線方向（図１左右方向）を厚さ方向とする板状に形成されており、クランク軸の軸線方向に沿って間隔をあけて複数配置されている。軸受壁３は、シリンダブロック１をクランクケース（図示せず）に結合するためのねじ穴４が両側に形成されている。

図３を参照して予熱のための捨て打ち品及びシリンダブロック１を鋳造する金型１０について説明する。なお、捨て打ち品は、シリンダブロック１と同一形状であって、シリンダライナ２に代えてダミーライナ２０，３０（後述する）が鋳込まれたアルミニウム合金製のダイカストなので、図示を省略する。図３（ａ）は金型１０の軸方向断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＩＩＩｂで示す部分を拡大して示した金型１０の断面図である。

金型１０は、可動型１１と、固定型１２と、可動中子１３と、可動型１１に固定されたボアピン１４とを備えている。図３（ａ）及び図３（ｂ）はシリンダブロック１を鋳造するに先立ち、ボアピン１４にダミーライナ２０を装着して、ダミーライナ２０が鋳包まれた捨て打ち品を鋳造しようとする状態が図示されている。

可動型１１は、シリンダブロック１のデッキ面側を形成するためのデッキ面側成形用キャビティ１６ａの一部を構成しており、ウォータジャケットをシリンダブロック１に成形するためのジャケット用壁部１７が円筒状に形成されている。固定型１２は、シリンダブロック１のクランク室を形成するためのクランク室成形用キャビティ１６ｂの一部を構成しており、クランク室を成形するための膨出部１８が形成されている。ボアピン１４は円柱状に形成されており、可動型１１から固定型１２へ向けて突出している。

図４（ａ）、図４（ｂ）及び図５（ａ）を参照して、ボアピン１４に装着されるダミーライナ２０について説明する。図４（ａ）は図３のＩＶａ−ＩＶａ線における金型１０の断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線における金型１０の断面図であり、図５（ａ）は第１実施の形態におけるダミーライナ２０の正面図（軸線Ｏ方向から見た図）である。なお、図５（ａ）ではボアピン１４が想像線（二点鎖線）で図示されている。

図４（ａ）に示すようにダミーライナ２０は、シリンダブロック１を鋳造するに先立ちボアピン１４に装着して、ダミーライナ２０が鋳包まれたアルミニウム合金製の捨て打ち品（図示せず）を鋳造することによって金型１０を予熱するための金属製の部材である。本実施の形態では、ダミーライナ２０はアルミニウム合金により一体に成形されている。

図５（ａ）に示すようにダミーライナ２０は、円筒状に形成される円筒部２１と、円筒部２１の内周面２２から径方向内側へ向かって突出する凸起部２３とを備えている。円筒部２１は、ボアピン１４が挿入される部位であり、軸線Ｏと直交する断面が円環状に設定されている。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように円筒部２１は、ボアピン１４の外周面１５と円筒部２１の内周面２２との間に隙間（径方向隙間２４）を設けるため、内径が、ボアピン１４の外径より２〜６ｍｍ大きく設定されている。円筒部２１は、機械的強度を確保しつつ金型１０（図３（ａ）参照）との干渉を避けるため、径方向の厚さが１〜５ｍｍに設定されている。

図３（ａ）及び図３（ｂ）戻って説明する。円筒部２１は、ボアピン１４にダミーライナ２０を装着して可動型１１と固定型１２とを型締めしたときに、可動型１１に円筒部２１の軸方向の端面２５が当接した状態で、軸方向の端面２６と膨出部１８との間に０〜２０ｍｍの隙間（軸方向隙間２７）が形成されるように軸方向の長さが設定されている（隙間０ｍｍは軸方向隙間２７が無いことを意味する）。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように凸起部２３は、ボアピン１４に対して径方向における円筒部２１の位置決めを行うための部位である。凸起部２３が設けられていないと、射出された溶湯によってダミーライナ２０が移動して、円筒部２１の内周面２２がボアピン１４の外周面１５に接触し、接触した部分で径方向隙間２４を確保できなくなる。円筒部２１に凸起部２３が設けられるので、円筒部２１の内周面２２とボアピン１４の外周面１５との間に凸起部２３を除いて径方向隙間２４を確保できる。

凸起部２３は、ボアピン１４の外周面１５に径方向の先端が接することで、円筒部２１の内周面２２とボアピン１４の外周面１５との間に必要な径方向隙間２４が形成される大きさに、周方向に均等に割付けた円筒部２１の複数箇所（少なくとも３箇所、本実施の形態では８箇所）から径方向内側へ向かって突出する。凸起部２３は、軸線Ｏと直交する断面形状において、凸起部２３の径方向内側の先端に接する内接円の直径が、ボアピン１４の外径よりわずかに（本実施の形態では１〜２ｍｍ）大きく設定されている。ボアピン１４に装着されたダミーライナ２０が鋳造圧力や溶湯の凝固によって径方向へ収縮して脱型できなくなったり、溶湯の凝固によって径方向へ収縮したダミーライナ２０の凸起部２３がボアピン１４に強く擦られたりすることを防ぐためである。凸起部２３は、軸線Ｏと平行に円筒部２１の軸方向に亘って連続する突条状に形成されている。

ダミーライナ２０は、円筒部２１及び凸起部２３が軸方向へ連続して形成された長尺の管状体（図示せず）を押出成形や引抜成形により作成した後、軸方向と直交する方向へ所定長さ毎に切断して製造される。長尺の管状体を複数箇所で切断してダミーライナ２０を複数製造できるので、ダミーライナ２０を一つずつ鋳造によって作成するものと比較してダミーライナ２０の生産性に優れる。円筒部２１は径方向の厚さが１〜５ｍｍなので、切断作業を容易に行うことができる。また、ダミーライナ２０は軸方向の両側の軸線Ｏと直交する断面形状が同一なので、ボアピン１４への装着方向（軸方向の端面２５，２６のいずれを可動型１１側へ向けるか）に指定がない。よって、ダミーライナ２０をボアピン１４へ装着するときの方向間違いを防止できる。

図３（ａ）に戻って金型１０を予熱するための捨て打ち品の製造方法について説明する。ダミーライナ２０をボアピン１４に装着した後、ダミーライナ２０をボアピン１４に装着した状態で可動型１１、固定型１２及び可動中子１３の型締めを行う（型締め工程）。ボアピン１４の外周面１５に凸起部２３が接することにより、ボアピン１４の外周面１５と円筒部２１の内周面２２との間に片側１〜３ｍｍの径方向隙間２４が形成される（図４（ａ）参照）。また、円筒部２１は可動型１１に円筒部２１の軸方向の端面２５が当接した状態で、軸方向の端面２６と膨出部１８との間に０〜２０ｍｍの軸方向隙間２７が形成される（軸方向隙間０ｍｍの場合は隙間なし）。可動型１１、固定型１２及び可動中子１３が型締めされることにより、デッキ面側成形用キャビティ１６ａ及びクランク室成形用キャビティ１６ｂからなるキャビティ１６が形成される。

次に、キャビティ１６にアルミニウム合金製の溶湯を射出する（鋳造工程）。キャビティ１６に射出された溶湯は、軸受壁３（図１及び図２参照）を成形しながら、ダミーライナ２０の端面２６側からボアピン１４とダミーライナ２０との径方向隙間２４に流れ込み、ダミーライナ２０の端面２５に到達する。溶湯が冷却して凝固した後、可動型１１、固定型１２及び可動中子１３の型開きを行って、ダミーライナ２０が鋳包まれた捨て打ち品を金型１０から取り出す。

次いで、金型１０の温度が、シリンダブロック１の鋳造に適した所定の温度より高いか否かを判定し、金型１０の温度が所定の温度以上の場合に捨て打ち品の鋳造（予熱工程）を終了する。金型１０の温度が所定の温度未満の場合は、金型１０の温度が所定の温度以上になるまで捨て打ち品の鋳造を繰り返す。シリンダブロック１を鋳造する前に金型１０を予熱するので湯回りを良くすることができ、金型１０の予熱の後に鋳造されたシリンダブロック１に欠陥が生じることを抑制できる。また、シリンダブロック１の材質と同種のアルミニウム合金製のダミーライナ２０を用いて捨て打ち品を鋳造するので、リターン材として捨て打ち品を用いる場合に、ダミーライナ２０を分別する作業を省略できる。よって、リターン材としての捨て打ち品の再処理を容易にできる。

このダミーライナ２０によれば、凸起部２３がボアピン１４の外周面１５に接することで、円筒部２１の内周面２２とボアピン１４の外周面１５との間に凸起部２３を除いて径方向隙間２４が形成される。径方向隙間２４に充填された溶湯は、ダミーライナ２０の軸方向に亘ってボアピン１４の周り（凸起部２３を除く）に存在する。可動型１３やボアピン１４に接触した溶湯は急冷凝固することで結晶粒が微細化するので、径方向隙間２４で凝固した溶湯をボアピン１４に固着しないようにできる。

また、径方向隙間２４に溶湯が充填されて凝固した凝固物（図示せず）は、径方向隙間２４分の厚さがあるので、ある程度の強度を確保することができ、捨て打ち品を金型１０から取り出すときに凝固物を崩れ難く（ちぎれ難く）することができる。その結果、崩れた凝固物が捨て打ち品とボアピン１４とに挟まれてボアピン１４に擦り付けられることを抑制できるので、凝固物がボアピン１４に固着することを抑制できる。その結果、金型１０の予熱後に鋳造した製品（シリンダブロック１）の取り出し時に、ボアピン１４に固着した溶湯（凝固物）にシリンダブロック１が引っ掛かって抵抗となったり、金型１０（ボアピン１４）が損傷したりする不具合を防止できる。

ここで、ダミーライナ２０とボアピン１４との隙間に溶湯が浸入しないように捨て打ち品を鋳造する場合には（特許文献１及び２）、ボアピン１４とダミーライナ２０との隙間をできる限り小さくするため、ダミーライナ２０に高い寸法精度が要求される。しかし、本実施の形態では、ダミーライナ２０とボアピン１４との間に意図的に径方向隙間２４を設けることができるので、ダミーライナ２０の寸法精度を緩和できる。その結果、ダミーライナ２０の製造コストを低減できる。

また、ダミーライナ２０とボアピン１４との隙間に溶湯が浸入しないように捨て打ち品を鋳造する場合には（特許文献１）、隙間に溶湯が浸入しないように鋳造するための鋳造圧力や射出速度等の条件出しが必要である。しかし、本実施の形態では、意図的に設けた径方向隙間２４に溶湯を充填させることができる鋳造条件で良いので、シリンダブロック１を鋳造する条件でも捨て打ち品を鋳造することができる。よって、捨て打ち品を鋳造するための条件出しを不要にできる。また、シリンダブロック１を鋳造する条件（量産の条件）で捨て打ち品を鋳造できるので、シリンダブロック１を鋳造する条件出し（量産の条件出し）にダミーライナ２０を使うことができる。

ダミーライナの両端を周方向に連続してボアピンに密着させてダミーライナとボアピンとの間に溶湯が浸入しないようにする場合には（特許文献２）、キャビティに射出された溶湯の凝固収縮に伴いダミーライナが収縮すると、ダミーライナの両端が周方向に連続して（リング状に）ボアピンに接触して擦り付けられるので、ダミーライナのアルミニウム材料がボアピンにこびり付き易い（固着し易い）。これに対し本実施の形態によれば、ダミーライナ２０は、凸起部２３が周方向に断続して設けられているので、キャビティ１６に射出された溶湯の凝固収縮に伴いダミーライナ２０が収縮しても、凸起部２３とボアピン１４との接触面積を小さくできる。よって、ダミーライナ２０のアルミニウム材料をボアピン１４に固着し難くできる。

特に、ダミーライナ２０は、軸線Ｏと直交する断面形状において、凸起部２３の径方向内側の先端に接する内接円の直径が、ボアピン１４の外径より大きく設定されているので、ダミーライナ２０が収縮したときの凸起部２３とボアピン１４との接触面積をゼロ又は微小にできる。よって、溶湯の凝固収縮に伴うダミーライナ２０の収縮により、凸起部２３がボアピン１４に擦り付けられてダミーライナ２０のアルミニウム材料がボアピン１４に固着することを防止できる。

凸起部２３は、軸線Ｏと平行に円筒部２１の軸方向に亘って連続する突条状に形成されているので、凸起部２３と凸起部２３との間にできる周方向の隙間を、円筒部２１の軸方向に亘って設けることができる。その隙間に浸入した溶湯の凝固物を、円筒部２１の軸方向に亘って連続させることができるので、凝固物の強度を確保して、捨て打ち品を金型１０から取り出すときに凝固物を崩れ難くすることができる。崩れた凝固物が捨て打ち品とボアピン１４とに挟まれてボアピン１４に擦り付けられることを抑制できるので、凝固物がボアピン１４に固着することを抑制できる。

ボアピン１４に凸起部２３を接触させてボアピン１４の外周面１５と円筒部２１の内周面２２との間に形成される径方向隙間２４は、片側１〜３ｍｍである。径方向隙間２４が片側１ｍｍ以上であると、凝固により径方向隙間２４が詰まってしまうことがないので、端面２６側から端面２５側へ軸方向に向かう溶湯の流れが径方向隙間２４の途中で止まってしまうことを防止できる。径方向隙間２４に溶湯が充満した後、溶湯が急冷凝固するとボアピン１４に接した面の組織を緻密にできるので、溶湯がボアピン１４に固着することを防止できる。径方向隙間２４が３ｍｍ以下であると、ダミーライナ２０の外径にもよるが、ダミーライナ２０と金型１０（可動中子１３）との干渉を避けつつ円筒部２１の径方向の厚さを確保できるので、ダミーライナ２０の機械的強度の低下を防止できる。

円筒部２１は、可動型１１に円筒部２１の軸方向の端面２５が当接した状態で、軸方向の端面２６と膨出部１８との間に、０〜２０ｍｍ好ましくは１〜５ｍｍの軸方向隙間２７が形成される。可動型１１と膨出部１８との間にダミーライナ２０を挟み込む場合と比べて、可動型１１や膨出部１８にダミーライナ２０の端面２５，２６が押し付けられることを防ぎ、可動型１１や膨出部１８が傷付くことを防止できる。なお、軸方向隙間２７が１ｍｍ以上であると、キャビティ１６に射出された溶湯を、軸受壁３の部分からだけでなく、軸方向隙間２７からも径方向隙間２４へ流し込むことができ、径方向隙間２４に浸入する溶湯の量を確保できる。軸方向隙間が５ｍｍ以下であると、可動型１１と固定型１２との間に配置されたダミーライナ２０の軸方向の移動を抑制できる。

次に図５（ｂ）を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、ダミーライナ２０の軸線Ｏに直交する断面において、円筒部２１の外周面が円形状に形成される場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、ダミーライナ３０の円筒部３１の外周面３４に凹部３５が形成される場合について説明する。なお、第１実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図５（ｂ）は第２実施の形態におけるダミーライナ３０の正面図（軸線Ｏ方向から見た図）である。

図５（ｂ）に示すようにダミーライナ３０は、円筒状に形成される円筒部３１と、円筒部３１の内周面３２から径方向内側へ向かって突出する凸起部３３とを備え、それらが一体に成形されるアルミニウム合金製の部材である。円筒部３１は、ボアピン１４が挿入される部位であり、軸線Ｏと直交する断面が円環状に設定されている。凸起部３３は、ボアピン１４の外周面１５に径方向の先端が接することで、円筒部３１の内周面３２とボアピン１４の外周面１５との間に必要な径方向隙間２４が形成される大きさに、周方向に均等に割付けた円筒部３１の複数箇所（本実施の形態では６箇所）から径方向内側へ向かって突出する。凸起部３３は、軸線Ｏと平行に円筒部３１の軸方向に亘って連続する突条状に形成されている。

円筒部３１は、凸起部３３が設けられた周方向の位置（６箇所の内の３箇所）に対応する外周面３４に、径方向内側（円筒部３１の厚さ方向）へ向かって凹む凹部３５が形成されている。凹部３５は、軸線Ｏと平行に円筒部３１の軸方向に亘って連続する溝状に形成されている。凹部３５は、軸線Ｏと直交する断面曲線が、円筒部３１から凹部３５に亘って、円筒部３１の外周面３４に連続して滑らかに形成されているので、ダミーライナ３０の周りに流れ込んだ溶湯の凝固による凹部３５近傍の局所的な変形を抑制できる。

凹部３５は、内周面３２に形成された凸起部３３に対応する外周面３４に形成されている。凸起部３３及び凹部３５は、軸線Ｏと直交する断面曲線の曲率半径が略同一に設定されているので、凹部３５が形成されることで円筒部３１の径方向厚さが著しく薄くなることを防止できる。よって、凹部３５が形成されることによるダミーライナ３０の機械的強度の低下を防止できる。

このダミーライナ３０によれば、円筒部３１の外周面３４に凹部３５が形成されているので、凹部３５が形成されていないダミーライナと比べて、凹部３５の分だけダミーライナ３０を構成する材料を減らすことができる。また、ロボットハンド等の搬入装置（図示せず）を使ってダミーライナ３０を金型１０のボアピン１４に装着する場合に、搬入装置の爪を凹部３５に入れてダミーライナ３０を掴むことができるので、搬入装置のハンドリングに係る不具合を抑制できる。また、凹部３５が形成されていないダミーライナに比べ、凹部３５によって円筒部３１を周方向へ伸縮させ易くできる。ダミーライナ３０の周りに流れ込んだ溶湯の凝固による外力がダミーライナ３０に作用したときに円筒部３１を凹部３５で周方向に伸縮させることができるので、ダミーライナ３０の周りの溶湯が凝固した捨て打ち品がボアピン１４に噛み込んで脱型し難くなることを抑制できる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。以下の実施例では、凸起部２３の高さを変えることで円筒部２１とボアピン１４との径方向隙間２４、円筒部２１の径方向の厚さの異なる種々のダミーライナ２０を用い、捨て打ち品及びシリンダブロック１の鋳造を試みた。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
円筒部２１の軸方向の長さが１２６ｍｍ、凸起部２３に接する内接円の直径が９１ｍｍのアルミニウム合金（Ａ６０６３Ｓ）製のダミーライナ２０（管状体を押出成形後、軸線と直交する平面で切断して製造した）を外径９０ｍｍのボアピン１４に装着し、金型１０を型締めした後、アルミニウム合金製の溶湯を射出して捨て打ち品を鋳造した。これを３回繰り返した後、鋳鉄製のシリンダライナをボアピン１４に装着してアルミニウム合金製のシリンダブロック１を鋳造した。

ダミーライナ２０は、軸方向の長さ（１２６ｍｍ）を、キャビティ１６の軸方向寸法に対して同一ないしは１．５ｍｍ短く設定した。ダミーライナ２０の円筒部２１の厚さは３ｍｍであり、円筒部２１の内周面２２とボアピン１４の外周面１５との径方向隙間２４（片側）は３ｍｍであった。この場合、ボアピン１４に溶湯が固着しなかったので、捨て打ち品の３回の鋳造およびシリンダブロック１の鋳造を問題なく行うことができた。

なお、ダミーライナ２０の凸起部２３は、軸線Ｏと直交する断面曲線が、円筒部２１から凸起部２３に亘って、円筒部２１の内周面２２に連続して滑らかに形成されていた。これにより、ダミーライナ２０の周りに流れ込んだ溶湯の凝固による凸起部２３近傍の局所的な変形を抑制し、ダミーライナ２０が変形して脱型し難くなることを抑制できた。

実施例１では、凸起部２３は、軸線Ｏと直交する断面曲線の曲率半径が、円筒部２１の内周面２２から凸起部２３（凸起部２３の裾）にかけて１〜３ｍｍに設定されていた。これにより、凸起部２３の裾（凸起部２３の根元）の局所的な変形を抑制できた。また、凸起部２３は、軸線Ｏと直交する断面曲線の曲率半径が、頂において１〜５ｍｍに設定されていた。これにより、凸起部２３とボアピン１４とが接触する面積を抑え、凸起部２３とボアピン１４との間で凝固した溶湯がボアピン１４に固着することを防止し、尖った凸起部２３によってボアピン１４が傷付けられることを防止できた。

（実施例２）
ダミーライナ２０の円筒部２１の内周面２２とボアピン１４の外周面１５との径方向隙間２４（片側）を２ｍｍにした以外は、実施例１と同様にして、捨て打ち品及びシリンダブロック１の鋳造を試みた。ボアピン１４に溶湯が固着しなかったので、捨て打ち品の３回の鋳造およびシリンダブロック１の鋳造を問題なく行うことができた。

（実施例３）
ダミーライナ２０の円筒部２１の厚さを２ｍｍ、円筒部２１の内周面２２とボアピン１４の外周面１５との径方向隙間２４（片側）を２ｍｍにした以外は、実施例１と同様にして、捨て打ち品及びシリンダブロック１の鋳造を試みた。ボアピン１４に溶湯が固着しなかったので、捨て打ち品の３回の鋳造およびシリンダブロック１の鋳造を問題なく行うことができた。

（実施例４）
ダミーライナ２０の円筒部２１の厚さを５ｍｍ、円筒部２１の内周面２２とボアピン１４の外周面１５との径方向隙間２４（片側）を１ｍｍにした以外は、実施例１と同様にして、捨て打ち品及びシリンダブロック１の鋳造を試みた。ボアピン１４に溶湯が固着しなかったので、捨て打ち品の３回の鋳造およびシリンダブロック１の鋳造を問題なく行うことができた。

（比較例）
ダミーライナ２０の円筒部２１の厚さを５ｍｍ、円筒部２１の内周面２２とボアピン１４の外周面１５との径方向隙間２４（片側）を０ｍｍにした以外は、実施例１と同様にして、捨て打ち品及びシリンダブロック１の鋳造を試みた。捨て打ち品の１回目の鋳造後、溶湯がボアピン１４に固着したことが確認されたので、実験を中止した。

実施例により、ボアピン１４の外周面１５にダミーライナ２０の凸起部２３を接触させ、円筒部２１の内周面２２とボアピン１４の外周面１５との間に凸起部２３を除いて径方向隙間２４を形成し、径方向隙間２４に溶湯を充填させることで、凝固した溶湯がボアピン１４に固着しないようにできることを確認できた。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、凸起部２３，３３や凹部３５の数や大きさ、形状は適宜設定できる。上記実施の形態では説明を省略したが、オープンデッキ型、クローズデッキ型のいずれのシリンダブロックも製造することが可能である。また、押出成形や引抜成形により得られた管状体を切断してダミーライナ２０，３０を製造する場合について説明したが、これに限られるものではなく、板材の曲げ加工によりダミーライナ（管状体）を製造することは当然可能である。

上記各実施の形態では、ダミーライナ２０，３０がアルミニウム合金製の場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、鋼製などの他の金属製とすることは当然可能である。アルミニウム合金製以外のダミーライナを用いる場合、捨て打ち品をリターン材として再処理するときにダミーライナを分離する作業を要するが、捨て打ち品の鋳造によって金型１０を予熱することは可能である。

上記各実施の形態では、デッキ面側成形用キャビティ１６ａの一部を可動型１１が形成し、クランク室成形用キャビティ１６ｂの一部を固定型１２が形成する金型１０について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。固定型１２によりデッキ面側成形用キャビティ１６ａの一部を形成し、可動型１１によりクランク室成形用キャビティ１６ｂの一部を形成する金型を用いてシリンダブロック１を製造することは当然可能である。

上記各実施の形態では、凸起部２３，３３が軸線Ｏと平行な突条状に形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、凸起部を軸方向に非連続な凸起にすることは当然可能である。例えば、円筒部の軸方向の一方の端縁の周方向の３箇所以上、及び、他方の端縁の周方向の３箇所以上を部分的に径方向の内側へ折り曲げ、両端縁の折り曲げた部分（計６箇所以上）を凸起部とすることは当然可能である。この場合、円筒状のパイプ材（押出材や引抜材）を所定の長さに切断し、その両端縁の複数箇所（少なくとも３箇所）を部分的に折り曲げて（凹ませて）凸起部を設け、ダミーライナを作成できる。

上記各実施の形態では、円筒部２１，３１の側面が連続する曲面であるダミーライナ２０，３０について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、厚さ方向に貫通する穴を円筒部２１，３１に設けることは当然可能である。キャビティ１６に射出された溶湯を、穴を通過させてダミーライナ２０，３０とボアピン１４との径方向隙間に充填させることができるからである。穴を円筒部２１，３１に設ける場合、切り起こし曲げ加工によって円筒部２１，３１に凸起部を形成することにより、穴の隣に凸起部を形成できるので好適である。

上記各実施の形態では、軸線Ｏと直交する断面形状が軸方向に亘って同一のダミーライナ２０，３０について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。円筒部２１，３１とボアピン１４との間に径方向隙間２４を形成できれば、軸線Ｏと直交する断面形状が軸方向の各所で異なるダミーライナを用いることは当然可能である。この場合、塑性加工や鋳造によってダミーライナを作成できる。

上記第１実施の形態では、ダミーライナ２０の軸方向の端面２６と固定型１２（膨出部１８）とが接触する（軸方向隙間２７が０ｍｍ）か、端面２６と固定型１２（膨出部１８）との間に軸方向隙間２７が形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。ダミーライナ２０が長い場合は、可動型１１と固定型１２との間に挟まれたダミーライナ２０の端面を押し潰して型締めできるからである。なお、ダミーライナ２０が押し潰された後、端面２６と固定型１２（膨出部１８）との軸方向隙間２７は０ｍｍとなるが、軸方向隙間２７が設けられていなくても、溶湯は軸受壁３を形成しながら径方向隙間２４に流れ込むことができる。

上記第２実施の形態では、凸起部３３の内の３箇所に凹部３５が形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、凹部３５の数は適宜設定できる。なお、凸起部３３毎に凹部３５が形成されるダミーライナは、金属製の板材の塑性加工（曲げ加工）によって凹部３５、凸起部３３及び円筒部３１を同時に形成して作成できる。
＜その他＞
＜手段＞
技術的思想１のダミーライナは、デッキ面側成形用キャビティの一部を形成する第１型と、クランク室成形用キャビティの一部を形成する第２型と、その第２型と前記第１型との間に配置されると共にシリンダライナの内周面に接する軸状のボアピンと、を備える金型によりシリンダライナが鋳込まれたアルミニウム合金製のシリンダブロックを鋳造するに先立ち、前記金型の温度が所定の温度に上昇するまで前記シリンダライナに代えて鋳込まれる金属製のダミーライナであって、前記ボアピンが挿入される円筒部と、その円筒部の内周面から径方向内側へ向かって突出し前記ボアピンの外周面に接する凸起部とを備え、その凸起部を除いて前記円筒部の内周面と前記ボアピンの外周面との間に径方向隙間が形成される。
技術的思想２のダミーライナは、技術的思想１記載のダミーライナにおいて、前記凸起部は、前記円筒部の軸方向に亘って連続する突条状に形成される。
技術的思想３のダミーライナは、技術的思想１又は２に記載のダミーライナにおいて、前記円筒部は、軸方向の長さが、型締めされた前記第１型および前記第２型の少なくとも一方と軸方向の端面との間に軸方向隙間が形成される長さに設定されている。
技術的思想４のシリンダブロックの製造方法は、デッキ面側成形用キャビティの一部を形成する第１型と、クランク室成形用キャビティの一部を形成する第２型と、その第２型と前記第１型との間に配置されると共にシリンダライナの内周面に接するボアピンと、を備える金型によりシリンダライナが鋳込まれたシリンダブロックを製造するシリンダブロックの製造方法であって、前記シリンダライナを前記ボアピンに装着し前記第１型と前記第２型との間に前記シリンダライナを配置した状態で型締めして、前記デッキ面側成形用キャビティ及び前記クランク室成形用キャビティを含むキャビティにアルミニウム合金の溶湯を射出するに先立ち、前記金型の温度が所定の温度に上昇するまで前記金型を昇温させる予熱工程を備え、その予熱工程は、技術的思想１から３のいずれかに記載のダミーライナを前記ボアピンに装着し前記第１型と前記第２型との間に前記ダミーライナを配置した状態で型締めする型締め工程と、その型締め工程により形成される前記キャビティに前記溶湯を射出することにより前記ボアピンの外周面と前記ダミーライナの円筒部の内周面との間に前記溶湯を浸入させて前記ダミーライナが鋳込まれた捨て打ち品を鋳造する鋳造工程とを備えている。
＜効果＞
技術的思想１記載のダミーライナは、デッキ面側成形用キャビティの一部を形成する第１型と、クランク室成形用キャビティの一部を形成する第２型と、その第２型と第１型との間に配置されると共にシリンダライナの内周面に接する軸状のボアピンと、を備える金型によりシリンダライナが鋳込まれたアルミニウム合金製のシリンダブロックを鋳造するに先立ち、金型の温度が所定の温度に上昇するまでシリンダライナに代えて鋳込まれる。本発明者らは、金属製のダミーライナの内周面とボアピンの外周面との間に隙間（径方向隙間）を意図的に設けた場合、径方向隙間に浸入した溶湯がボアピンに固着しないことを見出した。
このダミーライナによれば、ボアピンが挿入される円筒部の内周面から径方向内側へ向かって突出する凸起部が、ボアピンの外周面に接する。円筒部の内周面とボアピンの外周面との間に凸起部を除いて径方向隙間が形成される。溶湯は径方向隙間から充填され、ボアピンに接触して急冷凝固することで結晶粒が微細化するので、凝固した溶湯がボアピンに固着しないようにできる。
また、径方向隙間に溶湯が浸入して凝固した凝固物は、径方向隙間分の厚さがあるので、ある程度の強度を確保することができ、捨て打ち品を金型から取り出すときに凝固物を崩れ難くすることができる。その結果、崩れた凝固物が捨て打ち品とボアピンとに挟まれてボアピンに擦り付けられることを抑制できるので、凝固物がボアピンに固着することを抑制できる。
以上のようにダミーライナは、積極的に溶湯が充填される径方向隙間をボアピンとの間に設けることによりボアピンへの凝固物の固着を防ぐので、ボアピンとの隙間が生じないようにダミーライナの寸法精度を上げなくて済む。ダミーライナの寸法精度を緩和できるので、ダミーライナを低コスト化できる効果がある。
技術的思想２記載のダミーライナによれば、凸起部は、円筒部の軸方向に亘って連続する突条状に形成される。軸方向と直交する断面形状を軸方向に亘って同じにできるので、押出成形や引抜成形によって形成した長尺物を切断してダミーライナを作ることができる。よって、技術的思想１の効果に加え、ダミーライナの生産性を確保できる効果がある。
凸起部は、円筒部の軸方向に亘って連続する突条状に形成されるので、凸起部と凸起部との間にできる周方向の隙間を、円筒部の軸方向に亘って設けることができる。その隙間に浸入した溶湯の凝固物を、円筒部の軸方向に亘って連続させることができるので、捨て打ち品を金型から取り出すときに凝固物をさらに崩れ難くすることができる。よって、技術的思想１の効果に加え、凝固した溶湯をボアピンに固着させない効果をさらに高めることができる。
技術的思想３記載のダミーライナによれば、円筒部は、軸方向の長さが、型締めされた第１型および第２型の少なくとも一方と軸方向の端面との間に軸方向隙間が形成される長さに設定されている。よって、技術的思想１又は２の効果に加え、ダミーライナの軸方向の端面と第１型または第２型との軸方向隙間から径方向隙間へ溶湯を流し込み易くできる効果がある。
技術的思想４記載のシリンダブロックの製造方法によれば、デッキ面側成形用キャビティの一部を形成する第１型と、クランク室成形用キャビティの一部を形成する第２型と、その第２型と第１型との間に配置されると共にシリンダライナの内周面に接するボアピンと、を備える金型によりシリンダライナが鋳込まれたシリンダブロックが製造される。シリンダライナをボアピンに装着し第１型と第２型との間にシリンダライナを配置した状態で型締めして、デッキ面側成形用キャビティ及びクランク室成形用キャビティを含むキャビティにアルミニウム合金の溶湯を射出するに先立ち、予熱工程により、金型の温度が所定の温度に上昇するまで金型が昇温される。型締め工程により、技術的思想１から３のいずれかに記載のダミーライナがボアピンに装着され、第１型と第２型との間にダミーライナが配置された状態で型締めされる。鋳造工程により、型締め工程により形成されるキャビティに溶湯が射出されることによりボアピンの外周面とダミーライナの円筒部の内周面との間に溶湯を浸入させてダミーライナが鋳込まれた捨て打ち品が鋳造される。これにより、技術的思想１と同様の効果がある。

１ シリンダブロック
２ シリンダライナ
１０ 金型
１１ 可動型（第１型）
１２ 固定型（第２型）
１４ ボアピン
１５ 外周面
１６ キャビティ
１６ａ デッキ面側成形用キャビティ
１６ｂ クランク室成形用キャビティ
２０，３０ ダミーライナ
２１，３１ 円筒部
２２，３２ 内周面
２３，３３ 凸起部
２４ 径方向隙間
２５，２６ 端面
２７ 軸方向隙間

Claims (3)

1. デッキ面側成形用キャビティの一部を形成する第１型と、クランク室成形用キャビティの一部を形成する第２型と、その第２型と前記第１型との間に配置されると共にシリンダライナの内周面に接する軸状のボアピンと、を備える金型によりシリンダライナが鋳込まれたアルミニウム合金製のシリンダブロックを鋳造するに先立ち、前記金型の温度が所定の温度に上昇するまで前記シリンダライナに代えて鋳込まれる金属製のダミーライナであって、
   前記ボアピンが挿入される円筒部と、
   その円筒部の内周面から径方向内側へ向かって突出し前記ボアピンの外周面に接する凸起部とを備え、
   その凸起部を除いて前記円筒部の内周面と前記ボアピンの外周面との間に径方向隙間が形成され、
   前記凸起部は、前記円筒部の軸方向に亘って連続する突条状に形成されることを特徴とするダミーライナ。
2. 前記円筒部は、軸方向の長さが、型締めされた前記第１型および前記第２型の少なくとも一方と軸方向の端面との間に軸方向隙間が形成される長さに設定されていることを特徴とする請求項１記載のダミーライナ。
3. デッキ面側成形用キャビティの一部を形成する第１型と、クランク室成形用キャビティの一部を形成する第２型と、その第２型と前記第１型との間に配置されると共にシリンダライナの内周面に接するボアピンと、を備える金型によりシリンダライナが鋳込まれたシリンダブロックを製造するシリンダブロックの製造方法であって、
   前記シリンダライナを前記ボアピンに装着し前記第１型と前記第２型との間に前記シリンダライナを配置した状態で型締めして、前記デッキ面側成形用キャビティ及び前記クランク室成形用キャビティを含むキャビティにアルミニウム合金の溶湯を射出するに先立ち、前記金型の温度が所定の温度に上昇するまで前記金型を昇温させる予熱工程を備え、
   その予熱工程は、請求項１又は２に記載のダミーライナを前記ボアピンに装着し前記第１型と前記第２型との間に前記ダミーライナを配置した状態で型締めする型締め工程と、
   その型締め工程により形成される前記キャビティに前記溶湯を射出することにより前記ボアピンの外周面と前記ダミーライナの円筒部の内周面との間に前記溶湯を浸入させて前記ダミーライナが鋳込まれた捨て打ち品を鋳造する鋳造工程とを備えていることを特徴とするシリンダブロックの製造方法。

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