JP2003534919A - 内燃機関のシリンダクランク室 - Google Patents

内燃機関のシリンダクランク室

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Abstract

(57)【要約】 本発明は内燃機関のシリンダクランク室に関し、本体１は第１の材料Ａから構成され、シリンダ壁２は第２の材料Ｂから構成される。材料ＡとＢの間に格子状の補強材３が設けられる。また発明は前記シリンダクランク室を製造する方法に関し、格子状の補強材３をシリンダクランク室用の鋳型にはめ込み、続いて材料ＡおよびＢを鋳型に注入する。シリンダクランク室およびこれを製造する方法は特に簡単で、かつ経済的な方法で実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は内燃機関のシリンダクランク室に関し、本体は第１の材料から、また
シリンダ壁は第２の材料から構成される。さらに、本発明はシリンダクランク室
を製造する方法に関する。
【０００２】 要求される磨耗強度を確保するため、亜共昌のアルミニウム合金製のシリンダ
クランク室の場合、ねずみ鋳鉄製のシリンダライナを鋳込むかまたは圧入するこ
とは従来から知られている。しかしシリンダライナを鋳込むかまたは圧入すると
き、シリンダクランク室とシリンダライナとの間の機械的結合が不十分な状態と
なる問題が頻繁に発生する。
【０００３】 また、過共昌のアルミニウム合金製のシリンダクランク室の場合、電気メッキ
のコーティングによって、または含まれたケイ素粉末の露出によってシリンダ作
動面を耐磨耗に保つことは知られている。しかし、シリンダ作動面の耐磨耗層は
極端に薄く、そのためシリンダ作動面の加工処理には最も厳しい要求が必要とさ
れるという欠点がある。
【０００４】 さらにＤＥ４３１０４９１Ａ１公報で知られているように、磨耗強度を増加す
るためにアルミニウム合金製の内燃機関のピストンに少なくとも部分的な補強材
が作動面に施される。この場合、補強材は金属粉末を含み人工樹脂で接着した黒
鉛層、貼付けた薄い金属箔または固定した金属板として実施される。
【０００５】 このような背景のもとに本発明の課題は、簡単に加工処理できる本体および磨
耗強度のあるシリンダ作動面を備え、さらに簡単で経済的に製造できる内燃機関
のシリンダクランク室を作ることである。さらに、このようなシリンダクランク
室を製造する方法も準備することである。
【０００６】 課題の第１の部分は、本体とシリンダ壁の２種類の材料の間に格子状の補強材
を設けることによって解決される。これによって、この２種類の材料はシリンダ
クランク室を製造するとき補強材の領域で互いに流れ込み合い、そのため本体の
第１の材料にシリンダ壁の第２の材料が理想的に固着結合されることが実現され
る。同時に格子状の補強材によってシリンダクランク室を製造する際に、本体の
耐磨耗性の少ない第１の材料が厳しい磨耗要求のあるシリンダ作動面に押し出さ
れることが防止される。
【０００７】 それに加えて、格子状の補強材は熱伝導の良い材料でできているので、この領
域では２種類の材料間で熱の流れが良好になりうる。このためシリンダクランク
室の熱負荷はかなり減少し、長い耐用年数が確保される。
【０００８】 目的に応じて、格子状の補強材は目の大きさが約０．１から１．０ｍｍまでの
ワイヤメッシュとして作られる。本体およびシリンダ壁用の材料がワイヤメッシ
ュを介して正確に互いに貫流できるようにするため、正確な目の大きさの寸法は
溶融状態にある２種類の材料の粘性係数によって決定される。
【０００９】 特に目的に応じて、格子状の補強材は本体に向く側の隙間がシリンダ壁に向く
側の隙間よりも大きくする。したがって、本体の材料は溶融状態においてシリン
ダ壁の材料よりも小さい粘性係数を有するという好ましい状況に調和する。
【００１０】 シリンダクランク室を製造する際に鋳造問題が生じないように、格子状の補強
材は隣接するシリンダ壁間のそれぞれのブリッジ状領域では除かれるので、この
ブリッジ状領域ではシリンダ壁用の第２の材料だけで構成されることになる。
【００１１】 さらに、シリンダクランク容器を製造する際の鋳造問題を回避するため、シリ
ンダ壁用の第２の材料を注入する溝および／または注入ノズルを本体に設ける。 シリンダクランク室を製造する際、格子状の補強材をシリンダクランク室用の
鋳型にはめ込み、続いて２種類の材料を鋳型に注入するという方法によって課題
が解決される。したがって別々にシリンダライナを作ってはめ込む必要がなく、
またシリンダ作動面の費用のかかる処理も必要なくなるので、シリンダクランク
室の製造が簡単で経済的となる。
【００１２】 本体およびシリンダ壁の２種類の材料は溶融状態では明らかに異なった粘性係
数を有している。本体の第１の材料は溶融状態でシリンダ壁の第２の材料よりも
粘性係数が小さいので、まず本体の材料を、次にシリンダ壁の材料を鋳型に注入
する。この方法により、第２の材料が特に高粘性の場合、この材料が補強材を貫
流して本体に達する事態が阻止されるので、鋳型に残るシリンダ壁の空所が埋め
られることになる。
【００１３】 しかし、溶融状態における粘性係数が互いにそれほど異ならないときは、もち
ろん２種類の材料を同時に鋳型に注入することもできる。 提案する方法の別の実施形態によると、シリンダ壁の第２の材料は高圧で鋳型
に注入される。これによって、ワイヤメッシュが鋳型の壁に押し付けられること
がなくなるので、シリンダ壁の磨耗強度は損なわれることがなく、さらに第２の
材料が本体、特にワイヤメッシュと鋳型との間の領域を常に埋めることになるの
で、そこには空所が残らない。
【００１４】 本発明は図面に関連して詳細に説明する。 図示するシリンダクランク室は簡単に加工処理可能な第１の材料Ａと、そこに
配置され、特に耐磨耗性のある第２の材料Ｂからできたシリンダ壁２とから構成
される。第１の材料Ａは溶融状態で第１の粘性係数ＶＡを有する合金であり、第
２の材料Ｂは溶融状態で第２の粘性係数ＶＢを有する過共昌のアルミニウム合金
であって、第１の粘性係数ＶＡは第２の粘性係数ＶＢよりも小さい。
【００１５】 本体１とシリンダ壁２あるいは第１の材料Ａと第２の材料Ｂとは編み目の細か
いワイヤメッシュの格子状の補強材３を使って互いに分離される。このワイヤメ
ッシュは、シリンダ壁２の第２の材料Ｂの側よりも本体１の第１の材料Ａの側に
対して大きな隙間を持たせて、２種類の材料Ａ，Ｂの異なる粘性係数ＶＡ、ＶＢ を考慮するように置かれる。さらにワイヤメッシュは、隣接するシリンダ壁２間
のブリッジ状領域では除かれて、そこには単に峰部が備わるように形成される。
【００１６】 ２種類の材料Ａ，Ｂ間で良好な熱移動を可能にするために、例えば鉄鋼のよう
な熱伝導の良い材料でワイヤメッシュは構成され、格子状の補強材３の領域では
２種類の材料Ａ，Ｂは空気を含むことなく相互に移動する。
【００１７】 このようなシリンダクランク室を作るために、最初に格子状の補強材３を鋳型
に入れた後、本体１とシリンダ壁２の材料Ａ，Ｂを溶融状態で鋳型内にある補強
材３のそれぞれの側に注入する。その際、補強材３の領域で２種類の材料Ａ，Ｂ
の互いに良好な流れ込みを達成するために、シリンダ壁２の第２の材料Ｂは多少
時間をおいて、および／または多少高めの注入圧で鋳型に注入すると有利である
。第１の材料Ａは本体１の受け座壁の領域に注入され、第２の材料Ｂは溝および
／または注入ノズルを介して本体１のクランク室の領域に注入される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるシリンダクランク室の断面を示す。
【図２】 図１のシリンダクランク室の上面を示す。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 本体が第１の材料から、シリンダ壁が第２の材料から構成される内燃機関のシ
    リンダクランク室において、 ２種類の材料（Ａ，Ｂ）の間に格子状の補強材（３）を設けることを特徴とす
    る。
  2. 【請求項２】 格子状の補強材（３）は熱伝導の良い材料から構成されることを特徴とする請
    求項１に記載のシリンダクランク室。
  3. 【請求項３】 格子状の補強材（３）は目の大きさが約０．１から１．０ｍｍまでのワイヤメ
    ッシュとして作られることを特徴とする請求項１または２に記載のシリンダクラ
    ンク室。
  4. 【請求項４】 格子状の補強材（３）は、本体（１）に向く側がシリンダ壁（２）に向く側よ
    りも大きな隙間を有するように形成されることを特徴とする請求項１ないし３の
    いずれか１項に記載のシリンダクランク室。
  5. 【請求項５】 隣接するシリンダ壁（２）間のブリッジ状領域（４）では格子状の補強材（３
    ）が除かれることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のシリン
    ダクランク室。
  6. 【請求項６】 シリンダ壁（２）用の第２の材料（Ｂ）を注入するために、本体（１）に溝お
    よび／または注入ノズルが設けられることを特徴とする請求項１ないし５のいず
    れか１項に記載のシリンダクランク室。
  7. 【請求項７】 格子状の補強材（３）をシリンダクランク室用の鋳型にはめ込み、続いて２種
    類の材料（Ａ、Ｂ）を鋳型に注入することを特徴とする、請求項１ないし６のい
    ずれか１項に記載のシリンダクランク室を製造する方法。
  8. 【請求項８】 最初に本体用の第１の材料（Ａ）を、次に多少時間をおいてシリンダ壁（２）
    用の第２の材料（Ｂ）を鋳型に注入することを特徴とする請求項７に記載の方法
    。
  9. 【請求項９】 第２の材料（Ｂ）は多少高めの圧力で鋳型に注入することを特徴とする請求項
    ７または８に記載の方法。
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