JP2000008942A - 金属基複合材料製シリンダブロック - Google Patents
金属基複合材料製シリンダブロックInfo
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- JP2000008942A JP2000008942A JP10177403A JP17740398A JP2000008942A JP 2000008942 A JP2000008942 A JP 2000008942A JP 10177403 A JP10177403 A JP 10177403A JP 17740398 A JP17740398 A JP 17740398A JP 2000008942 A JP2000008942 A JP 2000008942A
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- cylinder
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶湯凝固時にＭＭＣ部が割れないシリンダブ
ロックの提供。 【解決手段】 シリンダボア面の少なくとも一部を成形
体５を複合化することにより強化した金属基複合材料性
シリンダブロックであって、ウォータジャケット２の深
さ方向奥側端がシリンダボア間部位７でのみオイルホー
ル６の横方向部位近傍にまで延在されている金属基複合
材料性シリンダブロック。
ロックの提供。 【解決手段】 シリンダボア面の少なくとも一部を成形
体５を複合化することにより強化した金属基複合材料性
シリンダブロックであって、ウォータジャケット２の深
さ方向奥側端がシリンダボア間部位７でのみオイルホー
ル６の横方向部位近傍にまで延在されている金属基複合
材料性シリンダブロック。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用シリン
ダブロックに関し、とくにシリンダボア面の少なくとも
一部が金属基複合材料（ＭＭＣ）から構成されるタイプ
のシリンダブロックに関する。
ダブロックに関し、とくにシリンダボア面の少なくとも
一部が金属基複合材料（ＭＭＣ）から構成されるタイプ
のシリンダブロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】図４、図５に示すように、従来のアルミ
合金製シリンダブロック１１のウォータジャケット１２
は、平面視では全シリンダボア１３を包絡しており、深
さはウォータジャケット１２全長にわたって一定で、ウ
ォータジャケット１２より外側に位置するヘッドボルト
穴１４の深さと等しいかそれより浅い。ウォータジャケ
ット１２の深さをそれ以上に深くしない理由は、ウォー
タジャケット１２の深さをヘッドボルト穴１４の深さよ
り大にすると、ヘッドボルトを締めつけた時にシリンダ
ブロックの変形が大きくなり、シールに問題が生じるの
でそれを避けるためである。複合化される成形体１５
は、通常、シリンダブロック１１の姿勢をシリンダボア
１３軸芯が上下方向を向くようにした状態で、ウォータ
ジャケット１２の下端より下方の位置までボア全長にわ
たって延びている。従来、シリンダボア内面が金属基複
合材料から構成されるシリンダブロックは、特開平８−
１９７２２９号公報に開示されているように、ボア入子
を鋳型内のキャビティに配置し、外周がテーパ形状とさ
れたボア入子の外周に、予め予熱した、内周がテーパ形
状、外周が軸芯と平行なストレート形状の成形体を配置
し、ついで型閉めして溶湯（アルミ合金）を射出シリン
ダなどにてキャビティに注湯し、成形体の中に溶湯を含
浸させて成形体部分を金属基複合材料（ＭＭＣ）とし、
冷却後シリンダブロック製品を鋳型およびボア入子から
取り外し、ついで金属基複合材料とされたシリンダボア
内面を機械加工して所定寸法の直円筒面のシリンダボア
とすることにより製造される。
合金製シリンダブロック１１のウォータジャケット１２
は、平面視では全シリンダボア１３を包絡しており、深
さはウォータジャケット１２全長にわたって一定で、ウ
ォータジャケット１２より外側に位置するヘッドボルト
穴１４の深さと等しいかそれより浅い。ウォータジャケ
ット１２の深さをそれ以上に深くしない理由は、ウォー
タジャケット１２の深さをヘッドボルト穴１４の深さよ
り大にすると、ヘッドボルトを締めつけた時にシリンダ
ブロックの変形が大きくなり、シールに問題が生じるの
でそれを避けるためである。複合化される成形体１５
は、通常、シリンダブロック１１の姿勢をシリンダボア
１３軸芯が上下方向を向くようにした状態で、ウォータ
ジャケット１２の下端より下方の位置までボア全長にわ
たって延びている。従来、シリンダボア内面が金属基複
合材料から構成されるシリンダブロックは、特開平８−
１９７２２９号公報に開示されているように、ボア入子
を鋳型内のキャビティに配置し、外周がテーパ形状とさ
れたボア入子の外周に、予め予熱した、内周がテーパ形
状、外周が軸芯と平行なストレート形状の成形体を配置
し、ついで型閉めして溶湯（アルミ合金）を射出シリン
ダなどにてキャビティに注湯し、成形体の中に溶湯を含
浸させて成形体部分を金属基複合材料（ＭＭＣ）とし、
冷却後シリンダブロック製品を鋳型およびボア入子から
取り外し、ついで金属基複合材料とされたシリンダボア
内面を機械加工して所定寸法の直円筒面のシリンダボア
とすることにより製造される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のシリン
ダブロックでは、構造上、ウォータジャケットの直下の
シリンダボア間部位（図４、図５の部位１６）が上下方
向（シリンダボア軸芯と平行な方向）に厚肉部となるた
め、鋳造時に最終凝固部４０となり、引け巣が発生す
る。とくにシリンダボア面が成形体に溶湯が含浸凝固し
てできたＭＭＣ（金属基複合材料）である場合、最終凝
固部４０の引け応力によりＭＭＣ部は高温時の伸びが小
さいため最終凝固部の引け量に追従できず、ＭＭＣ部に
割れ１７が、シリンダボア軸芯を結ぶ直線に対して４５
度傾いた位置に、生じやすい。本発明の目的は、溶湯凝
固時にＭＭＣ部に割れが発生しない金属基複合材料製シ
リンダブロックを提供することにある。
ダブロックでは、構造上、ウォータジャケットの直下の
シリンダボア間部位（図４、図５の部位１６）が上下方
向（シリンダボア軸芯と平行な方向）に厚肉部となるた
め、鋳造時に最終凝固部４０となり、引け巣が発生す
る。とくにシリンダボア面が成形体に溶湯が含浸凝固し
てできたＭＭＣ（金属基複合材料）である場合、最終凝
固部４０の引け応力によりＭＭＣ部は高温時の伸びが小
さいため最終凝固部の引け量に追従できず、ＭＭＣ部に
割れ１７が、シリンダボア軸芯を結ぶ直線に対して４５
度傾いた位置に、生じやすい。本発明の目的は、溶湯凝
固時にＭＭＣ部に割れが発生しない金属基複合材料製シ
リンダブロックを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、つぎの通りである。シリンダボア面の少なくとも
一部を成形体を複合化することにより強化した金属基複
合材料製シリンダブロックであって、ウォータジャケッ
トの深さ方向奥側端がシリンダボア間部位でのみオイル
ホールの横方向部位近傍にまで延在されている金属基複
合材料製シリンダブロック。
明は、つぎの通りである。シリンダボア面の少なくとも
一部を成形体を複合化することにより強化した金属基複
合材料製シリンダブロックであって、ウォータジャケッ
トの深さ方向奥側端がシリンダボア間部位でのみオイル
ホールの横方向部位近傍にまで延在されている金属基複
合材料製シリンダブロック。
【０００５】上記本発明の金属基複合材料製シリンダブ
ロックでは、ウォータジャケットの深さ方向奥側端がシ
リンダボア間部位でのみオイルホールの横方向部位近傍
にまで延在されているので、従来のシリンダブロックの
最終凝固部であったところにウォータジャケットの深さ
方向奥側端が延びてきてウォータジャケットによって冷
却され、最終凝固部がオイルホールの横方向部位に移
り、このオイルホールの横方向部位は加圧ピンで加圧で
きる部位であるので加圧ピンで加圧することにより、引
け巣の発生、引け応力の発生を抑制でき、従来生じてい
た溶湯凝固時のＭＭＣ部の割れの発生を防止することが
できる。
ロックでは、ウォータジャケットの深さ方向奥側端がシ
リンダボア間部位でのみオイルホールの横方向部位近傍
にまで延在されているので、従来のシリンダブロックの
最終凝固部であったところにウォータジャケットの深さ
方向奥側端が延びてきてウォータジャケットによって冷
却され、最終凝固部がオイルホールの横方向部位に移
り、このオイルホールの横方向部位は加圧ピンで加圧で
きる部位であるので加圧ピンで加圧することにより、引
け巣の発生、引け応力の発生を抑制でき、従来生じてい
た溶湯凝固時のＭＭＣ部の割れの発生を防止することが
できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１、図２は本発明実施例の金属
基複合材料製シリンダブロックを示し、図３はそれに用
いる鋳造金型を示す。本発明実施例の金属基複合材料製
シリンダブロック１は、少なくとも１つのシリンダボア
３を有している。シリンダボア３の内面は成形体５に溶
湯を浸透、凝固させた金属基複合材料（ＭＭＣ）から成
り、残りの部分は溶湯のみが凝固した部分からなる。溶
湯はたとえばアルミ溶湯である。成形体５は強化材の繊
維または繊維および粒子を成形したもので、浸透性を有
する。シリンダボア３の外側には平面視で全シリンダボ
ア３を包絡するウォータジャケット２が延びている。シ
リンダボア間位置には、ウォータジャケット２より外側
に、ヘッドボルト穴４が配置されており、ヘッドボルト
穴４の奥の部分にヘッドボルトが螺合するネジ部４ａが
形成されている。６はオイルホールで、図１においてヘ
ッドボルト穴４の奥側端４ｂよりさらに下側に位置して
いる。
基複合材料製シリンダブロックを示し、図３はそれに用
いる鋳造金型を示す。本発明実施例の金属基複合材料製
シリンダブロック１は、少なくとも１つのシリンダボア
３を有している。シリンダボア３の内面は成形体５に溶
湯を浸透、凝固させた金属基複合材料（ＭＭＣ）から成
り、残りの部分は溶湯のみが凝固した部分からなる。溶
湯はたとえばアルミ溶湯である。成形体５は強化材の繊
維または繊維および粒子を成形したもので、浸透性を有
する。シリンダボア３の外側には平面視で全シリンダボ
ア３を包絡するウォータジャケット２が延びている。シ
リンダボア間位置には、ウォータジャケット２より外側
に、ヘッドボルト穴４が配置されており、ヘッドボルト
穴４の奥の部分にヘッドボルトが螺合するネジ部４ａが
形成されている。６はオイルホールで、図１においてヘ
ッドボルト穴４の奥側端４ｂよりさらに下側に位置して
いる。
【０００７】ウォータジャケット２は、深さが位置によ
って変化している。ウォータジャケット２の深さは、シ
リンダボア間部位７（隣接するシリンダボアの軸芯を結
ぶ線に直交する面とその近傍の部位）を除いて、一定
で、ウォータジャケット２より外側に位置するヘッドボ
ルト穴４の深さと等しいかそれより浅く、シリンダボア
間部位７以外でのウォータジャケット２の深さ方向奥側
端２ｂはヘッドボルト穴４の奥側端４ｂと等しいかそれ
より上の位置にある。ウォータジャケット２の深さは、
シリンダボア間部位７でのみ深くなっており、シリンダ
ボア間部位７でのウォータジャケット２の深さ方向奥側
端２ａはオイルホール６の横方向部位近傍にまで延在さ
れている。シリンダボア間部位７でのウォータジャケッ
ト２の深さ方向奥側端２ａは、従来の最終凝固部を冷却
して最終凝固部を加圧ピンにて加圧可能な下方部位に移
すために、シリンダボア間部位７以外でのウォータジャ
ケット２の深さ方向奥側端２ｂより、少なくとも１０ｍ
ｍ下方にあり、望ましくは約２５ｍｍ以上下方にある。
って変化している。ウォータジャケット２の深さは、シ
リンダボア間部位７（隣接するシリンダボアの軸芯を結
ぶ線に直交する面とその近傍の部位）を除いて、一定
で、ウォータジャケット２より外側に位置するヘッドボ
ルト穴４の深さと等しいかそれより浅く、シリンダボア
間部位７以外でのウォータジャケット２の深さ方向奥側
端２ｂはヘッドボルト穴４の奥側端４ｂと等しいかそれ
より上の位置にある。ウォータジャケット２の深さは、
シリンダボア間部位７でのみ深くなっており、シリンダ
ボア間部位７でのウォータジャケット２の深さ方向奥側
端２ａはオイルホール６の横方向部位近傍にまで延在さ
れている。シリンダボア間部位７でのウォータジャケッ
ト２の深さ方向奥側端２ａは、従来の最終凝固部を冷却
して最終凝固部を加圧ピンにて加圧可能な下方部位に移
すために、シリンダボア間部位７以外でのウォータジャ
ケット２の深さ方向奥側端２ｂより、少なくとも１０ｍ
ｍ下方にあり、望ましくは約２５ｍｍ以上下方にある。
【０００８】図３は入子、中子を一部に備えた、シリン
ダブロック鋳造用金型２１を、天地を逆にして示してい
る。ボア入子２３の回りにウォータジャケット入子２２
が延びており、ウォータジャケット入子２２のボア間部
分２２ａの高さは、ウォータジャケット入子２２のボア
間部分２２ａ以外の部分２２ｂの高さに比べて、高い。
ウォータジャケット入子２２のさらに外側にヘッドボル
ト穴鋳抜きピン２４が位置する。
ダブロック鋳造用金型２１を、天地を逆にして示してい
る。ボア入子２３の回りにウォータジャケット入子２２
が延びており、ウォータジャケット入子２２のボア間部
分２２ａの高さは、ウォータジャケット入子２２のボア
間部分２２ａ以外の部分２２ｂの高さに比べて、高い。
ウォータジャケット入子２２のさらに外側にヘッドボル
ト穴鋳抜きピン２４が位置する。
【０００９】シリンダボア内面が金属基複合材料から構
成されるシリンダブロックは、つぎのようにして製造さ
れる。外周がテーパ形状とされたボア入子２３の外周
に、予め予熱した、内周がテーパ形状、外周が軸芯と平
行なストレート形状の成形体５を配置し、ついで型閉め
して溶湯（アルミ合金）を射出シリンダなどにてキャビ
ティに注湯し、成形体５の中に溶湯を含浸させて成形体
部分を金属基複合材料（ＭＭＣ）とし、必要に応じて最
終凝固部を加圧ピンにて加圧し、冷却後型開きしシリン
ダブロック製品を鋳型から取り外し、ついで金属基複合
材料とされたシリンダボア内面を機械加工して所定寸法
の直円筒面のシリンダボア３とする。
成されるシリンダブロックは、つぎのようにして製造さ
れる。外周がテーパ形状とされたボア入子２３の外周
に、予め予熱した、内周がテーパ形状、外周が軸芯と平
行なストレート形状の成形体５を配置し、ついで型閉め
して溶湯（アルミ合金）を射出シリンダなどにてキャビ
ティに注湯し、成形体５の中に溶湯を含浸させて成形体
部分を金属基複合材料（ＭＭＣ）とし、必要に応じて最
終凝固部を加圧ピンにて加圧し、冷却後型開きしシリン
ダブロック製品を鋳型から取り外し、ついで金属基複合
材料とされたシリンダボア内面を機械加工して所定寸法
の直円筒面のシリンダボア３とする。
【００１０】つぎに、本発明実施例の金属基複合材料製
シリンダブロックの作用を説明する。シリンダボア間部
位７でのウォータジャケット２の深さ方向奥側端２ａ
が、シリンダボア間部位７以外でのウォータジャケット
２の深さ方向奥側端２ｂより、少なくとも１０ｍｍ下方
にあり、望ましくは約２５ｍｍ以上下方にあるため、従
来のシリンダブロックの鋳造での最終凝固部４０がウォ
ータジャケット２の延在部分に熱を奪われてることによ
って効果的に冷却され、本発明実施例では、鋳造の最終
凝固部４１が従来の最終凝固部４０に比べて、ウォータ
ジャケット２の延在部分の深さ分、下方に移る。そし
て、下方に移った最終凝固部４１は加圧ピンによって加
圧可能な部分であり、かつ加圧ピンによる加圧がたとえ
無くてもＭＭＣ部５に生じる引け応力が小さくなってい
る部分である。
シリンダブロックの作用を説明する。シリンダボア間部
位７でのウォータジャケット２の深さ方向奥側端２ａ
が、シリンダボア間部位７以外でのウォータジャケット
２の深さ方向奥側端２ｂより、少なくとも１０ｍｍ下方
にあり、望ましくは約２５ｍｍ以上下方にあるため、従
来のシリンダブロックの鋳造での最終凝固部４０がウォ
ータジャケット２の延在部分に熱を奪われてることによ
って効果的に冷却され、本発明実施例では、鋳造の最終
凝固部４１が従来の最終凝固部４０に比べて、ウォータ
ジャケット２の延在部分の深さ分、下方に移る。そし
て、下方に移った最終凝固部４１は加圧ピンによって加
圧可能な部分であり、かつ加圧ピンによる加圧がたとえ
無くてもＭＭＣ部５に生じる引け応力が小さくなってい
る部分である。
【００１１】下方に移った最終凝固部４１を加圧ピンに
て加圧することにより、あるいは下方に移った最終凝固
部４１の引け応力が小さい場合は加圧ピンによる加圧を
加えなくても、ＭＭＣ部５に生じる引け応力が小さいの
で、ＭＭＣ部５に従来生じていた割れが生じなくなる。
また、ウォータジャケット２の深さはシリンダボア間部
位７でのみ深くされ、シリンダボア間部位７以外では従
来通りヘッドボルト穴深さと同じかそれより浅い深さと
されるので、シリンダヘッドをシリンダブロックにヘッ
ドボルトにより締めた時のシリンダブロックの変形はほ
ぼ従来通りとなり、ヘッドガスケットによるシリンダヘ
ッドとシリンダブロック間のシールに悪影響を及ぼすこ
とはない。
て加圧することにより、あるいは下方に移った最終凝固
部４１の引け応力が小さい場合は加圧ピンによる加圧を
加えなくても、ＭＭＣ部５に生じる引け応力が小さいの
で、ＭＭＣ部５に従来生じていた割れが生じなくなる。
また、ウォータジャケット２の深さはシリンダボア間部
位７でのみ深くされ、シリンダボア間部位７以外では従
来通りヘッドボルト穴深さと同じかそれより浅い深さと
されるので、シリンダヘッドをシリンダブロックにヘッ
ドボルトにより締めた時のシリンダブロックの変形はほ
ぼ従来通りとなり、ヘッドガスケットによるシリンダヘ
ッドとシリンダブロック間のシールに悪影響を及ぼすこ
とはない。
【００１２】
【発明の効果】本発明の金属基複合材料製シリンダブロ
ックによれば、ウォータジャケットの深さ方向奥側端が
シリンダボア間部位でのみオイルホールの横方向部位近
傍にまで延在されているので、従来のシリンダブロック
の最終凝固部であったところにウォータジャケットの深
さ方向奥側端が延びてきてウォータジャケットによって
冷却され、最終凝固部がオイルホールの横方向部位に移
り、このオイルホールの横方向部位は加圧ピンで加圧で
きる部位であるので加圧ピンで加圧することにより、引
け巣の発生、引け応力の発生を抑制でき、従来生じてい
た溶湯凝固時のＭＭＣ部の割れの発生を防止することが
できる。
ックによれば、ウォータジャケットの深さ方向奥側端が
シリンダボア間部位でのみオイルホールの横方向部位近
傍にまで延在されているので、従来のシリンダブロック
の最終凝固部であったところにウォータジャケットの深
さ方向奥側端が延びてきてウォータジャケットによって
冷却され、最終凝固部がオイルホールの横方向部位に移
り、このオイルホールの横方向部位は加圧ピンで加圧で
きる部位であるので加圧ピンで加圧することにより、引
け巣の発生、引け応力の発生を抑制でき、従来生じてい
た溶湯凝固時のＭＭＣ部の割れの発生を防止することが
できる。
【図１】本発明実施例の金属基複合材料製シリンダブロ
ックのシリンダボア間部位での、シリンダブロック長手
方向と直交方向の断面図である。
ックのシリンダボア間部位での、シリンダブロック長手
方向と直交方向の断面図である。
【図２】図１の金属基複合材料製シリンダブロックの概
略平面図である。
略平面図である。
【図３】本発明実施例の金属基複合材料製シリンダブロ
ックの鋳造に用いる金型の斜視図である。
ックの鋳造に用いる金型の斜視図である。
【図４】従来の金属基複合材料製シリンダブロックのシ
リンダボア間部位での、シリンダブロック長手方向と直
交方向の断面図である。
リンダボア間部位での、シリンダブロック長手方向と直
交方向の断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
１ 金属基複合材料製シリンダブロック ２ ウォータジャケット ２ａ シリンダボア間部位でのウォータジャケットの深
さ方向奥側端 ２ｂ シリンダボア間部位以外の部位でのウォータジャ
ケットの深さ方向奥側端 ３ シリンダボア ４ ヘッドボルト穴 ４ａ ネジ部 ４ｂ 奥側端 ５ 成形体（ＭＭＣ部） ６ オイルホール ７ シリンダボア間部位 ２１ シリンダブロック鋳造用金型 ２２ ウォータジャケット入子 ２３ ボア入子 ２４ ヘッドボルト穴鋳抜きピン ４１ 最終凝固部
さ方向奥側端 ２ｂ シリンダボア間部位以外の部位でのウォータジャ
ケットの深さ方向奥側端 ３ シリンダボア ４ ヘッドボルト穴 ４ａ ネジ部 ４ｂ 奥側端 ５ 成形体（ＭＭＣ部） ６ オイルホール ７ シリンダボア間部位 ２１ シリンダブロック鋳造用金型 ２２ ウォータジャケット入子 ２３ ボア入子 ２４ ヘッドボルト穴鋳抜きピン ４１ 最終凝固部
Claims (1)
- 【請求項１】 シリンダボア面の少なくとも一部を成形
体を複合化することにより強化した金属基複合材料製シ
リンダブロックであって、ウォータジャケットの深さ方
向奥側端がシリンダボア間部位でのみオイルホールの横
方向部位近傍にまで延在されていることを特徴とする金
属基複合材料製シリンダブロック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10177403A JP2000008942A (ja) | 1998-06-24 | 1998-06-24 | 金属基複合材料製シリンダブロック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10177403A JP2000008942A (ja) | 1998-06-24 | 1998-06-24 | 金属基複合材料製シリンダブロック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000008942A true JP2000008942A (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=16030332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10177403A Pending JP2000008942A (ja) | 1998-06-24 | 1998-06-24 | 金属基複合材料製シリンダブロック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000008942A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7326989B2 (en) | 2002-08-29 | 2008-02-05 | Fujitsu Limited | Thin film capacitor and its manufacture method |
-
1998
- 1998-06-24 JP JP10177403A patent/JP2000008942A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7326989B2 (en) | 2002-08-29 | 2008-02-05 | Fujitsu Limited | Thin film capacitor and its manufacture method |
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