JP2001353566A - シリンダブロックの製造方法 - Google Patents
シリンダブロックの製造方法Info
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリンダライナーとシリンダブロックとの溶
着性をより良くするシリンダブロックの製造方法の提
供。 【解決手段】 シリンダブロックの製造方法では、内周
粗面化工程、外周粗面化工程、断熱粉体付着工程及び溶
着工程が行われる。内周粗面化工程ではシリンダライナ
の内周にショットブラストを施す。外周粗面化工程で
は、ショットブラストによりシリンダライナーの外周に
ショット玉を半球分めり込ませ、半球状の凹部を形成す
る。ショット玉としてはφ０．４のＺｎ、ステンビー
ズ、又はφ０．８のＺｎが用いられる。断熱粉体付着工
程ではシリンダライナーの内周にＢＮを付着する。溶着
工程ではシリンダライナーの内周に金型を当接させ、ラ
イナーを金型によって保持し、シリンダブロックとなる
溶湯によってライナーを鋳ぐるむ。
着性をより良くするシリンダブロックの製造方法の提
供。 【解決手段】 シリンダブロックの製造方法では、内周
粗面化工程、外周粗面化工程、断熱粉体付着工程及び溶
着工程が行われる。内周粗面化工程ではシリンダライナ
の内周にショットブラストを施す。外周粗面化工程で
は、ショットブラストによりシリンダライナーの外周に
ショット玉を半球分めり込ませ、半球状の凹部を形成す
る。ショット玉としてはφ０．４のＺｎ、ステンビー
ズ、又はφ０．８のＺｎが用いられる。断熱粉体付着工
程ではシリンダライナーの内周にＢＮを付着する。溶着
工程ではシリンダライナーの内周に金型を当接させ、ラ
イナーを金型によって保持し、シリンダブロックとなる
溶湯によってライナーを鋳ぐるむ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリンダブロックの製造
方法に関し、特に、シリンダライナー内周を金型で保持
し、シリンダブロックとなる溶湯によってシリンダライ
ナーの外側を鋳ぐるみ、シリンダライナーと溶湯とを溶
着させるシリンダブロックの製造方法に関する。
方法に関し、特に、シリンダライナー内周を金型で保持
し、シリンダブロックとなる溶湯によってシリンダライ
ナーの外側を鋳ぐるみ、シリンダライナーと溶湯とを溶
着させるシリンダブロックの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、シリンダブロックを製造する
方法としては、シリンダブロックとなる溶湯によってシ
リンダライナーを鋳ぐるむ方法が知られている。
方法としては、シリンダブロックとなる溶湯によってシ
リンダライナーを鋳ぐるむ方法が知られている。
【０００３】特開平１０−９４８６７号公報には、シリ
ンダライナーの外周側面をショットブラストにより粗面
化させた後に、シリンダライナーを金型内の所定の位置
にセットしてシリンダブロックを鋳造する方法が記載さ
れている。この方法では、ショットブラストによる粗面
化の工程で用いられる粒子は、尖った角を持つ破片状、
ランセット状、四面体状、角錐状をしたものであり、こ
の様な粒子がシリンダライナーの外周側面に吹付けられ
る。粒子の平均粒度は約７０μｍである。粒子が吹付け
られ、シリンダライナーの外周側面が粗面化されること
によって、シリンダライナーとブロックとの結合を良好
にする。
ンダライナーの外周側面をショットブラストにより粗面
化させた後に、シリンダライナーを金型内の所定の位置
にセットしてシリンダブロックを鋳造する方法が記載さ
れている。この方法では、ショットブラストによる粗面
化の工程で用いられる粒子は、尖った角を持つ破片状、
ランセット状、四面体状、角錐状をしたものであり、こ
の様な粒子がシリンダライナーの外周側面に吹付けられ
る。粒子の平均粒度は約７０μｍである。粒子が吹付け
られ、シリンダライナーの外周側面が粗面化されること
によって、シリンダライナーとブロックとの結合を良好
にする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のシリン
ダブロックの製造方法では、シリンダライナーとシリン
ダブロックとの結合を最良とするための条件、例えば、
ブロックとシリンダライナーとが結合される際に、ブロ
ックからシリンダライナーへの効率的な熱伝達をもたら
すためのショットブラストの条件が、具体的に明らかに
されてはいなかった。又、従来の粗面化で用いられてい
た粒子は平均粒度が約７０μｍであるが、この値につい
ての論理的な裏付けもなかった。更に従来では、ショッ
トブラストに用いられる粒子としては、球状の粒子が対
象とはなっておらず、尖った角を持つ破片状等の粒子を
前提としているため、球状の粒子をショットブラストに
用いる場合の粒子の径等については明らかにされていな
かった。そこで本発明は、シリンダライナーとシリンダ
ブロックとの溶着性をより良くする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。
ダブロックの製造方法では、シリンダライナーとシリン
ダブロックとの結合を最良とするための条件、例えば、
ブロックとシリンダライナーとが結合される際に、ブロ
ックからシリンダライナーへの効率的な熱伝達をもたら
すためのショットブラストの条件が、具体的に明らかに
されてはいなかった。又、従来の粗面化で用いられてい
た粒子は平均粒度が約７０μｍであるが、この値につい
ての論理的な裏付けもなかった。更に従来では、ショッ
トブラストに用いられる粒子としては、球状の粒子が対
象とはなっておらず、尖った角を持つ破片状等の粒子を
前提としているため、球状の粒子をショットブラストに
用いる場合の粒子の径等については明らかにされていな
かった。そこで本発明は、シリンダライナーとシリンダ
ブロックとの溶着性をより良くする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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、アルミニウム合金製シリンダライナー２
の外周をショットブラストにより粗面化する外周粗面化
工程と、該シリンダライナー２の内周に金型を当接させ
て該シリンダライナー２を該金型に保持し、シリンダブ
ロックとなる溶湯で該シリンダライナー２の該外周を鋳
ぐるみシリンダライナー２の該外周に該溶湯を溶着させ
る溶着工程とを有するシリンダブロックの製造方法にお
いて、該溶着工程の前に、該シリンダライナー２の該内
周をショットブラストにより粗面化する内周粗面化工程
を行うシリンダブロックの製造方法を提供している。
に、本発明は、アルミニウム合金製シリンダライナー２
の外周をショットブラストにより粗面化する外周粗面化
工程と、該シリンダライナー２の内周に金型を当接させ
て該シリンダライナー２を該金型に保持し、シリンダブ
ロックとなる溶湯で該シリンダライナー２の該外周を鋳
ぐるみシリンダライナー２の該外周に該溶湯を溶着させ
る溶着工程とを有するシリンダブロックの製造方法にお
いて、該溶着工程の前に、該シリンダライナー２の該内
周をショットブラストにより粗面化する内周粗面化工程
を行うシリンダブロックの製造方法を提供している。
【０００６】ここで、該外周粗面化工程におけるショッ
トブラストでは、ショット玉１を衝突させて該シリンダ
ライナー２外周に半球状の凹部を形成することが好まし
い。
トブラストでは、ショット玉１を衝突させて該シリンダ
ライナー２外周に半球状の凹部を形成することが好まし
い。
【０００７】又、該内周粗面化工程の後であって且つ該
溶着工程の前に、該シリンダライナー２の該内周に断熱
粉体を付着させる断熱粉体付着工程を行うことが好まし
い。
溶着工程の前に、該シリンダライナー２の該内周に断熱
粉体を付着させる断熱粉体付着工程を行うことが好まし
い。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態による
シリンダブロックの製造方法について図１乃至図９に基
づき説明する。先ず、本発明によるシリンダブロックの
製造方法を発明するに至るまでの考察の過程を説明す
る。本発明による製造方法によりシリンダブロックを製
造する際に用いられるシリンダライナーは、Ａｌ−Ｓｉ
−Ｃｕ系の過共晶Ｓｉ合金であり、Ｓｉを１４重量％乃
至２５重量％程度含んでいる。このシリンダライナー
を、シリンダブロックとなる金属溶湯により鋳ぐるむこ
とによって、シリンダブロックが製造される。
シリンダブロックの製造方法について図１乃至図９に基
づき説明する。先ず、本発明によるシリンダブロックの
製造方法を発明するに至るまでの考察の過程を説明す
る。本発明による製造方法によりシリンダブロックを製
造する際に用いられるシリンダライナーは、Ａｌ−Ｓｉ
−Ｃｕ系の過共晶Ｓｉ合金であり、Ｓｉを１４重量％乃
至２５重量％程度含んでいる。このシリンダライナー
を、シリンダブロックとなる金属溶湯により鋳ぐるむこ
とによって、シリンダブロックが製造される。
【０００９】シリンダライナーと溶湯との溶着性を高め
るためには、鋳ぐるみ時において、シリンダライナーの
温度を十分高める必要がある。鋳ぐるみを行う前のシリ
ンダライナーの予熱温度が様々な値を採るときに、鋳ぐ
るみ時にシリンダライナーの温度がどのように変化する
かを推定するため、コンピュータシュミレーションを行
った。シュミレーションにおける解析条件は以下の通り
である。 解析条件 金型温度 １５０℃ 鋳造温度 ７００℃ ライナー／母材間の熱伝達係数 ０．２ｃａｌ／ｃｍ
２／℃／ｓ
るためには、鋳ぐるみ時において、シリンダライナーの
温度を十分高める必要がある。鋳ぐるみを行う前のシリ
ンダライナーの予熱温度が様々な値を採るときに、鋳ぐ
るみ時にシリンダライナーの温度がどのように変化する
かを推定するため、コンピュータシュミレーションを行
った。シュミレーションにおける解析条件は以下の通り
である。 解析条件 金型温度 １５０℃ 鋳造温度 ７００℃ ライナー／母材間の熱伝達係数 ０．２ｃａｌ／ｃｍ
２／℃／ｓ
【００１０】シュミレーションでは、鋳ぐるみ前に施さ
れるライナーへの予熱の温度をそれぞれ２５℃、１００
℃、２００℃、３００℃とし、上述の解析条件で鋳ぐる
みを行った場合を想定したものであり、時間が経過する
に伴いライナーの温度が変化する様子をグラフに表した
ものである。図１のグラフに示されるように、鋳ぐるみ
前のライナーへの予熱温度が３００℃であっても、鋳ぐ
るまれることによって、ライナーの温度は約５２０℃に
しか上がらない。この約５２０℃という温度は、ライナ
ーを構成する上述の組成のＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系合金の固
相線温度である。従って、鋳ぐるみ時のライナーの温度
が固相線温度よりも高くなることがないので、シリンダ
ライナーとシリンダブロックとを溶着させることができ
ない。
れるライナーへの予熱の温度をそれぞれ２５℃、１００
℃、２００℃、３００℃とし、上述の解析条件で鋳ぐる
みを行った場合を想定したものであり、時間が経過する
に伴いライナーの温度が変化する様子をグラフに表した
ものである。図１のグラフに示されるように、鋳ぐるみ
前のライナーへの予熱温度が３００℃であっても、鋳ぐ
るまれることによって、ライナーの温度は約５２０℃に
しか上がらない。この約５２０℃という温度は、ライナ
ーを構成する上述の組成のＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系合金の固
相線温度である。従って、鋳ぐるみ時のライナーの温度
が固相線温度よりも高くなることがないので、シリンダ
ライナーとシリンダブロックとを溶着させることができ
ない。
【００１１】次に、シリンダライナーの表面がショット
ブラストによって粗され、ライナー表面に細かい窪みが
形成された場合の表面粗さと熱伝達係数との関係がどの
ようなものであるかについて調べるため、実験を行っ
た。実験では、表面粗さを１０μｍから約１μｍまで変
化させ、表面粗さが各値を採るときの熱伝達係数を測定
したものである。図２のグラフ中の右側のＡの部分に示
されるように、シュミレーション結果では、表面粗さが
大きい値を採るときには熱伝達係数が小さく、表面粗さ
の値が小さくなるに従い熱伝達係数は大きくなる。これ
は、表面粗さの値が小さくなるにつれてライナー表面積
が増えることにより、見掛けの熱伝達係数が上昇したと
考えられる。そして、図２のほぼ中央部分Ｂに示される
ように、熱伝達係数がある値に達すると、表面粗さを更
に小さくしても熱伝達係数は、逆に小さくなる。これ
は、表面粗さが小さくなり、溶湯の表面張力により、ラ
イナー表面に形成された窪みの奥まで溶湯が侵入できな
い状態となり、表面粗さが小さくなるにつれて溶湯とラ
イナーとが接していない部分が増加するためであると考
えられる。更に表面粗さを小さくしてゆくと熱伝達係数
は所定の値まで小さくなるが、それ以上小さくはならな
い（Ｃ領域）。これは、表面粗さが小さくなりすぎて、
これ以上表面粗さを小さくしても、溶湯が窪みの奥まで
侵入できないことにより溶湯とライナーとが接しない部
分はほとんど増加せず、熱伝達係数には影響がなくなっ
てしまっていることを示していると考える。
ブラストによって粗され、ライナー表面に細かい窪みが
形成された場合の表面粗さと熱伝達係数との関係がどの
ようなものであるかについて調べるため、実験を行っ
た。実験では、表面粗さを１０μｍから約１μｍまで変
化させ、表面粗さが各値を採るときの熱伝達係数を測定
したものである。図２のグラフ中の右側のＡの部分に示
されるように、シュミレーション結果では、表面粗さが
大きい値を採るときには熱伝達係数が小さく、表面粗さ
の値が小さくなるに従い熱伝達係数は大きくなる。これ
は、表面粗さの値が小さくなるにつれてライナー表面積
が増えることにより、見掛けの熱伝達係数が上昇したと
考えられる。そして、図２のほぼ中央部分Ｂに示される
ように、熱伝達係数がある値に達すると、表面粗さを更
に小さくしても熱伝達係数は、逆に小さくなる。これ
は、表面粗さが小さくなり、溶湯の表面張力により、ラ
イナー表面に形成された窪みの奥まで溶湯が侵入できな
い状態となり、表面粗さが小さくなるにつれて溶湯とラ
イナーとが接していない部分が増加するためであると考
えられる。更に表面粗さを小さくしてゆくと熱伝達係数
は所定の値まで小さくなるが、それ以上小さくはならな
い（Ｃ領域）。これは、表面粗さが小さくなりすぎて、
これ以上表面粗さを小さくしても、溶湯が窪みの奥まで
侵入できないことにより溶湯とライナーとが接しない部
分はほとんど増加せず、熱伝達係数には影響がなくなっ
てしまっていることを示していると考える。
【００１２】次に、ライナー表面をショットブラスト等
で粗面加工することによって表面粗さの値を５μｍとし
たものと、ライナー表面の粗面加工を行わずに表面粗さ
の値を０μｍとしたものとを想定し、コンピュータシュ
ミレーションを行い、鋳ぐるみ時における、時間の経過
に伴うライナー温度の変化を推定した。このシュミレー
ションにおける解析条件は以下の通りである。 解析条件 金型温度 ２００℃ 鋳造温度 ８００℃ ライナー温度 ４００℃ ライナー／母材間の熱伝達係数 ０．２、０．４ｃａ
ｌ／ｃｍ２／℃／ｓ
で粗面加工することによって表面粗さの値を５μｍとし
たものと、ライナー表面の粗面加工を行わずに表面粗さ
の値を０μｍとしたものとを想定し、コンピュータシュ
ミレーションを行い、鋳ぐるみ時における、時間の経過
に伴うライナー温度の変化を推定した。このシュミレー
ションにおける解析条件は以下の通りである。 解析条件 金型温度 ２００℃ 鋳造温度 ８００℃ ライナー温度 ４００℃ ライナー／母材間の熱伝達係数 ０．２、０．４ｃａ
ｌ／ｃｍ２／℃／ｓ
【００１３】図３のグラフ中では、表面粗さの値を０μ
ｍとしたライナーが実線で示されており、表面粗さの値
を５μｍとしたライナーが破線で示されている。図３の
グラフに示されるように、ショットブラスト等によりラ
イナー表面に粗面加工が施されたものは、短時間で急激
にライナー温度が上昇するが、ライナー表面に粗面加工
が施されていないものは、ライナー温度の上昇が緩やか
である。従って、表面に粗面加工が施されているライナ
ーでは、熱伝達が効率よく行われていることが分かる。
ｍとしたライナーが実線で示されており、表面粗さの値
を５μｍとしたライナーが破線で示されている。図３の
グラフに示されるように、ショットブラスト等によりラ
イナー表面に粗面加工が施されたものは、短時間で急激
にライナー温度が上昇するが、ライナー表面に粗面加工
が施されていないものは、ライナー温度の上昇が緩やか
である。従って、表面に粗面加工が施されているライナ
ーでは、熱伝達が効率よく行われていることが分かる。
【００１４】上述の考察から、ライナー表面にショット
ブラスト等が施され表面が粗面加工されることによって
表面積を大きくすると熱伝達係数が高くなることが分か
ったが、次に、ショットブラストで用いられるショット
玉の直径（以下「ショット径」とする）と、ショットブ
ラストで粗面加工されたライナー外周表面の表面積との
関係を、数学的モデルに基づき解析する。本発明による
シリンダブロックの製造方法で用いられるショット玉
は、尖った角を持つ破片状等の粒子ではなく、球状の粒
子である。また、以下の数学的モデルでは、ショットブ
ラストによりライナー表面にショット玉が衝突し、図４
に示されるように、ショット玉の衝突により生じた窪み
が互いに接し合う状態で形成されていることを前提とす
る。
ブラスト等が施され表面が粗面加工されることによって
表面積を大きくすると熱伝達係数が高くなることが分か
ったが、次に、ショットブラストで用いられるショット
玉の直径（以下「ショット径」とする）と、ショットブ
ラストで粗面加工されたライナー外周表面の表面積との
関係を、数学的モデルに基づき解析する。本発明による
シリンダブロックの製造方法で用いられるショット玉
は、尖った角を持つ破片状等の粒子ではなく、球状の粒
子である。また、以下の数学的モデルでは、ショットブ
ラストによりライナー表面にショット玉が衝突し、図４
に示されるように、ショット玉の衝突により生じた窪み
が互いに接し合う状態で形成されていることを前提とす
る。
【００１５】先ず、ショットブラストによってショット
球がライナー表面に衝突してライナー表面に半分だけめ
り込んだ場合、即ち、半球状の窪みがライナー表面に形
成された場合のライナーの外周の全表面積Ｓを求める。
ライナーの外周の全表面積Ｓは、１単位の窪みの面積Ｓ
１と、１単位の窪み以外の部分の面積Ｓ２との和を求
め、シリンダライナーの直径をφｄ、高さをｈとして、
これらのパラメータを考慮することにより求められる。
ここで、１単位の窪みの面積Ｓ１とは、図４に示される
四角形Ｒで囲まれた部分の内部の、複数のショット玉に
よって形成された窪みの内周の面積の和のことである。
即ち、１単位の窪みの面積Ｓ１は、１つのショット玉に
よって形成された窪みの内周の面積と、その窪みの周囲
に形成された４つのショット玉による窪みの内周の一部
の面積との和である。又、１単位の窪み以外の部分の面
積Ｓ２とは、図４に示される四角形Ｒで囲まれた部分の
内部であって窪みの内周の部分以外の部分の面積のこと
である。四角形Ｒで囲まれた部分内の窪みの内周の部分
の面積の和、即ち１単位の窪みの面積Ｓ１は、窪み２個
分の面積に等しいと考えることができる。従って、１単
位の窪みの面積Ｓ１と、１単位の窪み以外の部分の面積
Ｓ２との和を求め、ライナーの直径φｄ及びライナーの
高さｈを考慮することにより、ライナーの表面積を求め
ることができるのである。
球がライナー表面に衝突してライナー表面に半分だけめ
り込んだ場合、即ち、半球状の窪みがライナー表面に形
成された場合のライナーの外周の全表面積Ｓを求める。
ライナーの外周の全表面積Ｓは、１単位の窪みの面積Ｓ
１と、１単位の窪み以外の部分の面積Ｓ２との和を求
め、シリンダライナーの直径をφｄ、高さをｈとして、
これらのパラメータを考慮することにより求められる。
ここで、１単位の窪みの面積Ｓ１とは、図４に示される
四角形Ｒで囲まれた部分の内部の、複数のショット玉に
よって形成された窪みの内周の面積の和のことである。
即ち、１単位の窪みの面積Ｓ１は、１つのショット玉に
よって形成された窪みの内周の面積と、その窪みの周囲
に形成された４つのショット玉による窪みの内周の一部
の面積との和である。又、１単位の窪み以外の部分の面
積Ｓ２とは、図４に示される四角形Ｒで囲まれた部分の
内部であって窪みの内周の部分以外の部分の面積のこと
である。四角形Ｒで囲まれた部分内の窪みの内周の部分
の面積の和、即ち１単位の窪みの面積Ｓ１は、窪み２個
分の面積に等しいと考えることができる。従って、１単
位の窪みの面積Ｓ１と、１単位の窪み以外の部分の面積
Ｓ２との和を求め、ライナーの直径φｄ及びライナーの
高さｈを考慮することにより、ライナーの表面積を求め
ることができるのである。
【００１６】ショット径をＤとすると、１単位の窪みの
面積Ｓ１は、 と表すことができる。一方、１単位の窪み以外の面積は
ショット径をＤとして、 と表すことができる。ライナーの直径をφｄとし、ライ
ナーの高さをｈとすると、ライナーの外周の全表面積Ｓ
は、 と表すことができる。この式に含まれているパラメータ
はライナーの直径φｄ及びライナーの高さｈのみであ
る。ショット径Ｄは含まれておらず、ライナーの外周の
全表面積Ｓはショット径Ｄに依存していない。従って、
ライナーの外周の全表面積Ｓは、ショット径の値を大き
くしても小さくしても、ライナーの直径φｄ及びライナ
ーの高さｈが一定であれは、一定であることが分かる。
面積Ｓ１は、 と表すことができる。一方、１単位の窪み以外の面積は
ショット径をＤとして、 と表すことができる。ライナーの直径をφｄとし、ライ
ナーの高さをｈとすると、ライナーの外周の全表面積Ｓ
は、 と表すことができる。この式に含まれているパラメータ
はライナーの直径φｄ及びライナーの高さｈのみであ
る。ショット径Ｄは含まれておらず、ライナーの外周の
全表面積Ｓはショット径Ｄに依存していない。従って、
ライナーの外周の全表面積Ｓは、ショット径の値を大き
くしても小さくしても、ライナーの直径φｄ及びライナ
ーの高さｈが一定であれは、一定であることが分かる。
【００１７】次に、ショットの力が弱く、ショット玉が
半球分もめり込まない場合の、ライナー外周の全表面積
Ｓ′を考察する。これは、比重の小さいＺｎショットや
ガス圧が弱いときにこのような状態となり得る。この場
合にも、前述の半球分めり込んだ場合と同様に、１単位
の窪みの面積Ｓ１′と１単位の窪み以外の部分の面積Ｓ
２′とを求め、ライナーの直径φｄ及びライナーの高さ
ｈを考慮することによって、ライナー外周の全表面積を
求める。図５に示されるように、ショット玉１がライナ
ー外周２にめり込んだ状態となっているときに、ショッ
ト玉の半径をＤ／２とし、ライナー外周２の表面とショ
ット玉の表面との交点Ａとショット玉の中心Ｏとを通る
半径と、ライナー外周２に垂直に下ろした半径とのなす
角をθとすると、１単位の窪みの面積Ｓ１′は、 と表すことができる。ここで、 とすると、 であり、窪みの面積Ｓ１′は、以下の通りとなる。 又、１単位の窪み以外の部分の面積Ｓ２′は、 と表すことができる。そして、ライナーの直径をφｄと
し、ライナーの高さをｈとすると、ライナーの外周の全
表面積Ｓ′は、 と表すことができる。この式に含まれているパラメータ
は、やはりライナーの直径φｄ及びライナーの高さｈの
みであり、ショット径Ｄは含まれていない。ライナーの
外周の全表面積Ｓは、ショット玉のめり込みが半球分よ
りも浅い場合にもショット径Ｄに依存していない。従っ
て、ライナーの外周の表面積Ｓ′は、ショット径Ｄの値
を大きくしても小さくしても、ライナーの直径φｄ及び
ライナーの高さｈが一定であれは、一定であることが分
かる。
半球分もめり込まない場合の、ライナー外周の全表面積
Ｓ′を考察する。これは、比重の小さいＺｎショットや
ガス圧が弱いときにこのような状態となり得る。この場
合にも、前述の半球分めり込んだ場合と同様に、１単位
の窪みの面積Ｓ１′と１単位の窪み以外の部分の面積Ｓ
２′とを求め、ライナーの直径φｄ及びライナーの高さ
ｈを考慮することによって、ライナー外周の全表面積を
求める。図５に示されるように、ショット玉１がライナ
ー外周２にめり込んだ状態となっているときに、ショッ
ト玉の半径をＤ／２とし、ライナー外周２の表面とショ
ット玉の表面との交点Ａとショット玉の中心Ｏとを通る
半径と、ライナー外周２に垂直に下ろした半径とのなす
角をθとすると、１単位の窪みの面積Ｓ１′は、 と表すことができる。ここで、 とすると、 であり、窪みの面積Ｓ１′は、以下の通りとなる。 又、１単位の窪み以外の部分の面積Ｓ２′は、 と表すことができる。そして、ライナーの直径をφｄと
し、ライナーの高さをｈとすると、ライナーの外周の全
表面積Ｓ′は、 と表すことができる。この式に含まれているパラメータ
は、やはりライナーの直径φｄ及びライナーの高さｈの
みであり、ショット径Ｄは含まれていない。ライナーの
外周の全表面積Ｓは、ショット玉のめり込みが半球分よ
りも浅い場合にもショット径Ｄに依存していない。従っ
て、ライナーの外周の表面積Ｓ′は、ショット径Ｄの値
を大きくしても小さくしても、ライナーの直径φｄ及び
ライナーの高さｈが一定であれは、一定であることが分
かる。
【００１８】ライナー外周の全表面積Ｓ′をθで微分す
ると、 となる。ここで、ショット玉のめり込みは半球分よりも
浅く、θは図５より、０＜θ＜π／２の範囲内の値を採
り得る。この範囲内では、ｄＳ／ｄθは正の値を採るた
め、全表面積Ｓ′は、θがこの範囲内のときには増加関
数である。従って、全表面積Ｓ′が最大となるのは、θ
がπ／２に限りなく近づくときであり、これは、ショッ
ト玉が半球分めり込んだ場合に限りなく近づくことを意
味する。
ると、 となる。ここで、ショット玉のめり込みは半球分よりも
浅く、θは図５より、０＜θ＜π／２の範囲内の値を採
り得る。この範囲内では、ｄＳ／ｄθは正の値を採るた
め、全表面積Ｓ′は、θがこの範囲内のときには増加関
数である。従って、全表面積Ｓ′が最大となるのは、θ
がπ／２に限りなく近づくときであり、これは、ショッ
ト玉が半球分めり込んだ場合に限りなく近づくことを意
味する。
【００１９】以上の考察から、ライナーの外周の全表面
積が最大となるのは、ショット玉が半球分だけめり込ん
だ場合であることが分かる。なお、ライナーの外周表面
に窪みを生じさせるのは、ショット玉の運動エネルギー
に基づくものである。運動エネルギーは、ショット玉の
質量をｍとし、ショット玉の速度をｖとすると、次式に
より求まることが知られている。 この式より、ショット玉がライナー外周表面に浅くめり
込むのではなく、深く、半球分めり込むようにするに
は、ショット玉の質量ｍ、ショット玉の速度ｖ、のそれ
ぞれの値を高くすればよいことが分かる。更に、ショッ
ト玉がライナー外周表面に衝突してからめり込むまで
に、ショット玉がライナー外周表面から受ける力を考慮
すると、ショット玉は小さい程めり込み易い。ショット
玉の比重が大きければ、ショット径を小さくしてもショ
ット玉の質量が小さくならずに済むため、好都合であ
る。従って、後述する本実施の形態によるシリンダブロ
ックの製造方法では、比重が大きいショット玉が選ばれ
る。
積が最大となるのは、ショット玉が半球分だけめり込ん
だ場合であることが分かる。なお、ライナーの外周表面
に窪みを生じさせるのは、ショット玉の運動エネルギー
に基づくものである。運動エネルギーは、ショット玉の
質量をｍとし、ショット玉の速度をｖとすると、次式に
より求まることが知られている。 この式より、ショット玉がライナー外周表面に浅くめり
込むのではなく、深く、半球分めり込むようにするに
は、ショット玉の質量ｍ、ショット玉の速度ｖ、のそれ
ぞれの値を高くすればよいことが分かる。更に、ショッ
ト玉がライナー外周表面に衝突してからめり込むまで
に、ショット玉がライナー外周表面から受ける力を考慮
すると、ショット玉は小さい程めり込み易い。ショット
玉の比重が大きければ、ショット径を小さくしてもショ
ット玉の質量が小さくならずに済むため、好都合であ
る。従って、後述する本実施の形態によるシリンダブロ
ックの製造方法では、比重が大きいショット玉が選ばれ
る。
【００２０】なお、ショットブラストにおいて、ショッ
トの力が強すぎてショット玉が半球分以上めり込むこと
も考えられるが、この場合には、ショットブラストの後
にライナーにめり込んだショット玉を取り外すことがで
きず、ライナーを製品化することができなくなってしま
うため、このような場合については考察しないこととす
る。
トの力が強すぎてショット玉が半球分以上めり込むこと
も考えられるが、この場合には、ショットブラストの後
にライナーにめり込んだショット玉を取り外すことがで
きず、ライナーを製品化することができなくなってしま
うため、このような場合については考察しないこととす
る。
【００２１】ライナーの外周の全表面積Ｓ、Ｓ′がショ
ット径Ｄに依存しないことは、上述の考察より明らかと
なったが、ショット径Ｄの値が小さすぎると、溶湯の表
面張力により、ショット玉により形成された窪みの奥に
まで溶湯が侵入しなくなってしまう。これは、図２に示
されるコンピュータシュミレーション結果に基づくもの
である。そこで、次に、ショット径と溶湯の表面張力と
の関係について考察する。鋳造圧力をｐ、ショット径を
Ｄ、表面張力をγとすると、これらのパラメータは、 という関係で拘束される。この式を変形すると、ショッ
ト径Ｄの採りうる値の範囲は、 であることが分かる。後述の本実施の形態においては、
γ＝９００Ｎ／ｍ、ｐ＝７６ＭＰａであるので、ショッ
ト径Ｄは、４８μｍ以上の値であることが必要となる。
ット径Ｄに依存しないことは、上述の考察より明らかと
なったが、ショット径Ｄの値が小さすぎると、溶湯の表
面張力により、ショット玉により形成された窪みの奥に
まで溶湯が侵入しなくなってしまう。これは、図２に示
されるコンピュータシュミレーション結果に基づくもの
である。そこで、次に、ショット径と溶湯の表面張力と
の関係について考察する。鋳造圧力をｐ、ショット径を
Ｄ、表面張力をγとすると、これらのパラメータは、 という関係で拘束される。この式を変形すると、ショッ
ト径Ｄの採りうる値の範囲は、 であることが分かる。後述の本実施の形態においては、
γ＝９００Ｎ／ｍ、ｐ＝７６ＭＰａであるので、ショッ
ト径Ｄは、４８μｍ以上の値であることが必要となる。
【００２２】次に、上述した考察に基づいて、発明され
た本発明による実施の形態について説明する。先ず、Ｓ
ｉを１４重量％乃至２５重量％程度含むＡｌ−Ｓｉ−Ｃ
ｕ系の過共晶Ｓｉ合金からなるシリンダライナーの内周
を、ショットブラストにより粗面化する内周粗面化工程
を行う。次に、シリンダライナーの外周に対してショッ
トブラストを行い、ショット玉が半球分めり込むことに
よって形成される半球状の凹部をライナー外周に形成し
て粗面化する外周粗面化工程を行なう。外周粗面化工程
におけるショットブラストでは、ショット玉としては、
Ｚｎからなるφ０．４若しくはφ０．８のもの、又は、
φ０．４のステンビーズが用いられる。次に、シリンダ
ライナーの内周にＢＮ（ボロンナイトライド）を付着さ
せる断熱粉体付着工程を行なう。そして最後に、シリン
ダライナーの内周に図示せぬ金型を当接させてシリンダ
ライナーを金型に保持し、シリンダライナーに３００℃
の予熱を施し、シリンダブロックとなる溶湯でシリンダ
ライナーを鋳ぐるむ溶着工程を行い、シリンダブロック
を鋳造する。
た本発明による実施の形態について説明する。先ず、Ｓ
ｉを１４重量％乃至２５重量％程度含むＡｌ−Ｓｉ−Ｃ
ｕ系の過共晶Ｓｉ合金からなるシリンダライナーの内周
を、ショットブラストにより粗面化する内周粗面化工程
を行う。次に、シリンダライナーの外周に対してショッ
トブラストを行い、ショット玉が半球分めり込むことに
よって形成される半球状の凹部をライナー外周に形成し
て粗面化する外周粗面化工程を行なう。外周粗面化工程
におけるショットブラストでは、ショット玉としては、
Ｚｎからなるφ０．４若しくはφ０．８のもの、又は、
φ０．４のステンビーズが用いられる。次に、シリンダ
ライナーの内周にＢＮ（ボロンナイトライド）を付着さ
せる断熱粉体付着工程を行なう。そして最後に、シリン
ダライナーの内周に図示せぬ金型を当接させてシリンダ
ライナーを金型に保持し、シリンダライナーに３００℃
の予熱を施し、シリンダブロックとなる溶湯でシリンダ
ライナーを鋳ぐるむ溶着工程を行い、シリンダブロック
を鋳造する。
【００２３】内周粗面化工程によりシリンダライナー内
周を粗面化することにより、シリンダライナー内周と金
型との間の断熱性を高めることができ、シリンダライナ
ー外周と溶湯との溶着性を高めることができる。又、外
周粗面化工程によりシリンダライナーの外周に半球状の
凹部を形成することによって、ライナー外周の表面積を
最大とすることができ、シリンダブロックとなる溶湯と
シリンダライナーとの溶着性を高めることができる。
又、断熱粉体付着工程によりシリンダライナー内周に断
熱粉体を付着させることによって、シリンダライナー内
周と金型との間の断熱性を高めることができ、シリンダ
ライナー外周と溶湯との溶着性を高めることができる。
周を粗面化することにより、シリンダライナー内周と金
型との間の断熱性を高めることができ、シリンダライナ
ー外周と溶湯との溶着性を高めることができる。又、外
周粗面化工程によりシリンダライナーの外周に半球状の
凹部を形成することによって、ライナー外周の表面積を
最大とすることができ、シリンダブロックとなる溶湯と
シリンダライナーとの溶着性を高めることができる。
又、断熱粉体付着工程によりシリンダライナー内周に断
熱粉体を付着させることによって、シリンダライナー内
周と金型との間の断熱性を高めることができ、シリンダ
ライナー外周と溶湯との溶着性を高めることができる。
【００２４】次に、前述した考察の結果に基づき、シリ
ンダライナー外周に半球状の凹部を形成するショットブ
ラストの効果を確認するための鋳造テストを行った。鋳
造テストは、９０トンカップ試験により行った。試験条
件は以下の通りである。 試験条件 鋳造機 東芝製９０ｔ横型コールドチャンバ式 ショット重量（製品重量） １４０ｇ（４２ｇ） 鋳造温度 ６８０℃ 鋳造圧力 ７４．５ＭＰａ 射出速度 ０．８ｍ／ｓ キュアリングタイム ５ｓ
ンダライナー外周に半球状の凹部を形成するショットブ
ラストの効果を確認するための鋳造テストを行った。鋳
造テストは、９０トンカップ試験により行った。試験条
件は以下の通りである。 試験条件 鋳造機 東芝製９０ｔ横型コールドチャンバ式 ショット重量（製品重量） １４０ｇ（４２ｇ） 鋳造温度 ６８０℃ 鋳造圧力 ７４．５ＭＰａ 射出速度 ０．８ｍ／ｓ キュアリングタイム ５ｓ
【００２５】試験で用いられるシリンダライナー２′は
略円筒形状をしている。シリンダライナー２′をシリン
ダブロックとなるアルミ溶湯材料によって鋳ぐるむ。溶
湯とシリンダライナー２′とが互いに溶着し、図６に示
されるような、鋳ぐるみ部３とシリンダライナー２′と
からなる略円筒形状をした鋳造物が製造される。ショッ
ト玉の材質、粒径としては、シリンダライナー２′の外
周に施されるショットブラストによる効果を明確にし、
前述の考察結果を実証するために、Ｚｎ（φ０．４、
０．８）、ステンビーズ（φ０．４）、ステンカットワ
イヤー（φ０．４）を用いた。
略円筒形状をしている。シリンダライナー２′をシリン
ダブロックとなるアルミ溶湯材料によって鋳ぐるむ。溶
湯とシリンダライナー２′とが互いに溶着し、図６に示
されるような、鋳ぐるみ部３とシリンダライナー２′と
からなる略円筒形状をした鋳造物が製造される。ショッ
ト玉の材質、粒径としては、シリンダライナー２′の外
周に施されるショットブラストによる効果を明確にし、
前述の考察結果を実証するために、Ｚｎ（φ０．４、
０．８）、ステンビーズ（φ０．４）、ステンカットワ
イヤー（φ０．４）を用いた。
【００２６】ショットの速度については、どのショット
玉を用いた場合にも一定とした。なお、ステンカットワ
イヤーは個々の粒子が球形をしておらず、前述の考察の
対象外であるが、他のショット玉による試験結果との比
較が可能となるように、試験を行なった。又、試験で用
いられたシリンダライナーは、溶湯との溶着が行われる
前に、予め１５０℃又は３００℃に予熱が施されてい
る。シリンダライナーの内周には、金型とライナーとの
間を断熱する目的でショットブラストが施されている。
試験結果は以下の表、及び図７、図８に示される通りで
ある。
玉を用いた場合にも一定とした。なお、ステンカットワ
イヤーは個々の粒子が球形をしておらず、前述の考察の
対象外であるが、他のショット玉による試験結果との比
較が可能となるように、試験を行なった。又、試験で用
いられたシリンダライナーは、溶湯との溶着が行われる
前に、予め１５０℃又は３００℃に予熱が施されてい
る。シリンダライナーの内周には、金型とライナーとの
間を断熱する目的でショットブラストが施されている。
試験結果は以下の表、及び図７、図８に示される通りで
ある。
【００２７】
【表１】
【００２８】表中のカラーチェックとは、次のような検
査である。試験によって製造された鋳造物を軸方向の適
当な位置で一旦切断し、その切断断面にインクスプレー
と現像剤とを塗布する。そして、ある程度の時間が経っ
た後に鋳造物の軸方向の端面からインクスプレーがしみ
出てくる。しみ出てくるインクスプレーの量が少ないほ
ど、シリンダライナーと溶湯との溶着性が高いことを示
すものである。また、表中の光顕とは、図７及び図８に
示される光学顕微鏡写真中の、シリンダライナーと溶湯
と境界線が明瞭であるか否かで、溶着性の良否を判断し
たものである。境界線が明瞭でないほど溶着性が高く、
密着が良好であることを示している。カラーチェックと
光顕との結果を、それぞれＡ、Ｂ、Ｃにランク分けして
示しており、それぞれＡは８０％以上の密着度、Ｂは５
０乃至８０％の密着度、Ｃは５０％以下の密着度である
ことを示している。
査である。試験によって製造された鋳造物を軸方向の適
当な位置で一旦切断し、その切断断面にインクスプレー
と現像剤とを塗布する。そして、ある程度の時間が経っ
た後に鋳造物の軸方向の端面からインクスプレーがしみ
出てくる。しみ出てくるインクスプレーの量が少ないほ
ど、シリンダライナーと溶湯との溶着性が高いことを示
すものである。また、表中の光顕とは、図７及び図８に
示される光学顕微鏡写真中の、シリンダライナーと溶湯
と境界線が明瞭であるか否かで、溶着性の良否を判断し
たものである。境界線が明瞭でないほど溶着性が高く、
密着が良好であることを示している。カラーチェックと
光顕との結果を、それぞれＡ、Ｂ、Ｃにランク分けして
示しており、それぞれＡは８０％以上の密着度、Ｂは５
０乃至８０％の密着度、Ｃは５０％以下の密着度である
ことを示している。
【００２９】Ｚｎからなるショット玉を用いてショット
ブラストを行った場合には、ショット玉の径がφ０．４
であってもφ０．８であっても、表中の結果は同一であ
る。これは、ライナー外周の全表面積が、ショット玉の
径に依らず一定であることに基づく。より正確には、シ
ョットの速度が同じでショット玉１つ当たりの質量が異
なるため、結果はそれぞれの場合において若干異なる
が、評価のＡ、Ｂ、Ｃのそれぞれの範囲内に収まってい
る。
ブラストを行った場合には、ショット玉の径がφ０．４
であってもφ０．８であっても、表中の結果は同一であ
る。これは、ライナー外周の全表面積が、ショット玉の
径に依らず一定であることに基づく。より正確には、シ
ョットの速度が同じでショット玉１つ当たりの質量が異
なるため、結果はそれぞれの場合において若干異なる
が、評価のＡ、Ｂ、Ｃのそれぞれの範囲内に収まってい
る。
【００３０】粒径がφ０．４であるＺｎとステンビーズ
とを比較すると、粒径が同じでも比重の大きいステンビ
ーズの方が結果は良好である。粒径がφ０．４のステン
カットワイヤーと粒径がφ０．４のステンビーズとを比
較した場合には、粒子の大きさがほぼ同じステンカット
ワイヤーと、ほぼ同様の結果となった。但し、本実施の
形態では、球形状のショット玉をライナー外周表面に半
球分めり込ませることにより、尖った角をもつものと同
等な結果を得たものである。
とを比較すると、粒径が同じでも比重の大きいステンビ
ーズの方が結果は良好である。粒径がφ０．４のステン
カットワイヤーと粒径がφ０．４のステンビーズとを比
較した場合には、粒子の大きさがほぼ同じステンカット
ワイヤーと、ほぼ同様の結果となった。但し、本実施の
形態では、球形状のショット玉をライナー外周表面に半
球分めり込ませることにより、尖った角をもつものと同
等な結果を得たものである。
【００３１】次に、各ショット玉を用いた場合につい
て、シリンダライナーの予熱温度が１５０℃の場合と３
００℃の場合とを比較すると、予熱温度が３００℃の方
が、平均的に見て結果は良好である。予熱温度が１５０
℃であっても、ライナーの内周にＢＮが付着されている
場合には、シリンダライナーと金型との間の断熱性が高
いため、予熱温度が３００℃の場合とほぼ同様の良好な
結果を得ている。
て、シリンダライナーの予熱温度が１５０℃の場合と３
００℃の場合とを比較すると、予熱温度が３００℃の方
が、平均的に見て結果は良好である。予熱温度が１５０
℃であっても、ライナーの内周にＢＮが付着されている
場合には、シリンダライナーと金型との間の断熱性が高
いため、予熱温度が３００℃の場合とほぼ同様の良好な
結果を得ている。
【００３２】更に、上述の試験装置を用いて、内周面へ
の粗面加工有りの場合と、無しの場合との比較実験を行
った。この試験ではライナー内周面に粗面加工が施され
ず、これ以外は、上述のφ０．４のステンビーズで行っ
た試験と同一の条件で行った。
の粗面加工有りの場合と、無しの場合との比較実験を行
った。この試験ではライナー内周面に粗面加工が施され
ず、これ以外は、上述のφ０．４のステンビーズで行っ
た試験と同一の条件で行った。
【００３３】試験結果は図９の光学顕微鏡写真に示され
るように、内面粗面加工がないものは、溶着部分の境界
線が直線状に明瞭に表れており、溶着性が低くなってい
ることが分かる。この図９の写真と図８のφ０．４のス
テンビーズの試験結果の写真とを比較すると、図８の方
では溶着部分が直線状になっておらず、溶着が良好であ
ることが分かる。このことから内周面に粗面加工をした
方が、結果が良好であることが分かる。
るように、内面粗面加工がないものは、溶着部分の境界
線が直線状に明瞭に表れており、溶着性が低くなってい
ることが分かる。この図９の写真と図８のφ０．４のス
テンビーズの試験結果の写真とを比較すると、図８の方
では溶着部分が直線状になっておらず、溶着が良好であ
ることが分かる。このことから内周面に粗面加工をした
方が、結果が良好であることが分かる。
【００３４】本発明によるシリンダブロックの製造方法
は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に
記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例え
ば、ショット玉としては、Ｚｎからなるφ０．４若しく
はφ０．８のもの、又は、φ０．４のステンビーズが用
いられたが、玉形状ではない不定形のショット、例え
ば、上述の試験で用いたφ０．４の粒度のステンカット
ワイヤー等を用いてもよい。
は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に
記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例え
ば、ショット玉としては、Ｚｎからなるφ０．４若しく
はφ０．８のもの、又は、φ０．４のステンビーズが用
いられたが、玉形状ではない不定形のショット、例え
ば、上述の試験で用いたφ０．４の粒度のステンカット
ワイヤー等を用いてもよい。
【００３５】本実施の形態では、内周粗面化工程の後で
あって且つ溶着工程の前に、断熱粉体付着工程を行った
が、内周粗面化工程が行われないシリンダブロックの製
造方法において断熱粉体付着工程を行ってもよい。この
場合には、溶着工程の前に断熱粉体付着工程を行えばよ
い。
あって且つ溶着工程の前に、断熱粉体付着工程を行った
が、内周粗面化工程が行われないシリンダブロックの製
造方法において断熱粉体付着工程を行ってもよい。この
場合には、溶着工程の前に断熱粉体付着工程を行えばよ
い。
【００３６】又、断熱粉体としてＢＮが用いられたが、
ＢＮに代えてタルク、カオリン等を用いてもよい。
ＢＮに代えてタルク、カオリン等を用いてもよい。
【００３７】本実施の形態では、内周粗面化工程、外周
粗面化工程、断熱粉体付着工程及び溶着工程の４つの工
程が行われたが、４つの工程全てを行なわなくてもよ
い。即ち、内周粗面化工程、外周粗面化工程、断熱粉体
付着工程の内のいずれか１つ又は２つと溶着工程とを行
うようにしてもよい。
粗面化工程、断熱粉体付着工程及び溶着工程の４つの工
程が行われたが、４つの工程全てを行なわなくてもよ
い。即ち、内周粗面化工程、外周粗面化工程、断熱粉体
付着工程の内のいずれか１つ又は２つと溶着工程とを行
うようにしてもよい。
【００３８】本実施の形態では、断熱粉体付着工程を行
ったが、断熱粉体付着工程が行われないシリンダブロッ
クの製造方法の場合には、シリンダライナーの内周に二
硫化モリブデン等の潤滑性の高いものを付着させてもよ
い。このようにすると、溶着工程の後の、シリンダブロ
ックの金型からの取外しを、極めて容易に行うことがで
きる。
ったが、断熱粉体付着工程が行われないシリンダブロッ
クの製造方法の場合には、シリンダライナーの内周に二
硫化モリブデン等の潤滑性の高いものを付着させてもよ
い。このようにすると、溶着工程の後の、シリンダブロ
ックの金型からの取外しを、極めて容易に行うことがで
きる。
【００３９】
【発明の効果】請求項１記載のシリンダブロックの製造
方法によれば、シリンダライナーの内周をショットブラ
ストにより粗面化する内周粗面化工程を行うことによっ
て、シリンダライナーと金型との間の密着性を悪くする
ことができ、断熱性を高めることができる。このため、
溶着工程を行っている時のシリンダライナーの温度の低
下を抑えることができ、シリンダライナーとシリンダブ
ロックとの溶着性を向上させることができる。
方法によれば、シリンダライナーの内周をショットブラ
ストにより粗面化する内周粗面化工程を行うことによっ
て、シリンダライナーと金型との間の密着性を悪くする
ことができ、断熱性を高めることができる。このため、
溶着工程を行っている時のシリンダライナーの温度の低
下を抑えることができ、シリンダライナーとシリンダブ
ロックとの溶着性を向上させることができる。
【００４０】請求項２記載のシリンターブロックの製造
方法によれば、外周粗面化工程におけるショットブラス
トで、シリンダライナーの外周に半球状の凹部を形成す
るようにしたため、溶湯からシリンダライナーへの熱伝
達係数を高くすることができ、このため、シリンダブロ
ックとなる溶湯とシリンダライナーとの溶着性を高める
ことができる。
方法によれば、外周粗面化工程におけるショットブラス
トで、シリンダライナーの外周に半球状の凹部を形成す
るようにしたため、溶湯からシリンダライナーへの熱伝
達係数を高くすることができ、このため、シリンダブロ
ックとなる溶湯とシリンダライナーとの溶着性を高める
ことができる。
【００４１】請求項３記載のシリンダブロックの製造方
法によれば、シリンダライナーの内周に断熱粉体付着さ
せる断熱粉体付着工程を行うようにしたため、金型とシ
リンダライナーとの断熱性を高め、溶着工程を行ってい
る時のシリンダライナーの温度の低下を抑えることがで
きる。このため、シリンダライナーとシリンダブロック
との溶着性を向上させることができる。
法によれば、シリンダライナーの内周に断熱粉体付着さ
せる断熱粉体付着工程を行うようにしたため、金型とシ
リンダライナーとの断熱性を高め、溶着工程を行ってい
る時のシリンダライナーの温度の低下を抑えることがで
きる。このため、シリンダライナーとシリンダブロック
との溶着性を向上させることができる。
【図１】本発明の実施の形態によるシリンダブロックの
製造方法に用いられるシリンダライナーの、溶着工程時
の温度変化を推定したグラフ。
製造方法に用いられるシリンダライナーの、溶着工程時
の温度変化を推定したグラフ。
【図２】本発明の実施の形態によるシリンダブロックの
製造方法に用いられるシリンダライナーの、表面粗さに
対する熱伝達係数を推定したグラフ。
製造方法に用いられるシリンダライナーの、表面粗さに
対する熱伝達係数を推定したグラフ。
【図３】本発明の実施の形態によるシリンダブロックの
製造方法に用いられるシリンダライナーの、外周を粗面
化したものと粗面化していないものとの温度変化を推定
したグラフ。
製造方法に用いられるシリンダライナーの、外周を粗面
化したものと粗面化していないものとの温度変化を推定
したグラフ。
【図４】本発明の実施の形態によるシリンダブロックの
製造方法に用いられるシリンダライナーの、１単位の窪
みと、１単位の窪み以外の部分とを説明する平面図。
製造方法に用いられるシリンダライナーの、１単位の窪
みと、１単位の窪み以外の部分とを説明する平面図。
【図５】本発明の実施の形態によるシリンダブロックの
製造方法に用いられるシリンダライナーにショット玉が
半球分よりも浅くめり込んだ状態を示す断面図。
製造方法に用いられるシリンダライナーにショット玉が
半球分よりも浅くめり込んだ状態を示す断面図。
【図６】本発明の実施の形態によるシリンダブロックの
製造方法の性能試験により鋳造された鋳造物を示す断面
図。
製造方法の性能試験により鋳造された鋳造物を示す断面
図。
【図７】本発明の実施の形態によるシリンダブロックの
製造方法の性能試験の結果を示す金属組織顕微鏡写真。
製造方法の性能試験の結果を示す金属組織顕微鏡写真。
【図８】本発明の実施の形態によるシリンダブロックの
製造方法の性能試験の結果を示す金属組織顕微鏡写真。
製造方法の性能試験の結果を示す金属組織顕微鏡写真。
【図９】本発明の実施の形態によるシリンダブロックの
製造方法の性能試験の結果を示す金属組織顕微鏡写真で
あり、右は左の写真を２．５倍に拡大した写真。
製造方法の性能試験の結果を示す金属組織顕微鏡写真で
あり、右は左の写真を２．５倍に拡大した写真。
１ ショット玉 ２ シリンダライナー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｊ 10/00 Ｆ１６Ｊ 10/00 Ｚ (72)発明者 西 直美 東京都北区豊島５−２−８ リョービ株式 会社内 (72)発明者 井澤 龍介 静岡県庵原郡蒲原町5215−１ リョービ株 式会社内 Ｆターム(参考） 3G024 AA21 FA10 GA03 GA16 HA07 3J044 AA01 AA18 BA04 BC12 BC15 DA09 EA01
Claims (3)
- 【請求項１】 アルミニウム合金製シリンダライナーの
外周をショットブラストにより粗面化する外周粗面化工
程と、 該シリンダライナーの内周に金型を当接させて該シリン
ダライナーを該金型に保持し、シリンダブロックとなる
溶湯で該シリンダライナーの該外周を鋳ぐるみシリンダ
ライナーの該外周に該溶湯を溶着させる溶着工程とを有
するシリンダブロックの製造方法において、 該溶着工程の前に、該シリンダライナーの該内周をショ
ットブラストにより粗面化する内周粗面化工程を行うこ
とを特徴とするシリンダブロックの製造方法。 - 【請求項２】 該外周粗面化工程におけるショットブラ
ストでは、ショット玉を衝突させて該シリンダライナー
の外周に半球状の凹部を形成することを特徴とする請求
項１記載のシリンダブロックの製造方法。 - 【請求項３】 該内周粗面化工程の後であって且つ該溶
着工程の前に、該シリンダライナーの該内周に断熱粉体
を付着させる断熱粉体付着工程を行うことを特徴とする
請求項１記載のシリンダブロックの製造方法。
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