【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳包み部材と接触する表面に凹凸を備えた被鋳包み部材および被鋳包み部材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、エンジンのシリンダブロックにおいては、鉄系のシリンダライナ（被鋳包み部材）をアルミ合金からなるシリンダブロック本体（鋳包み部材）に鋳ぐるんで構成したものが広く実用化されている。このようにシリンダライナをシリンダブロック本体に鋳ぐるんで構成したシリンダブロックにおいては、鋳包み部材であるシリンダブロック本体と被鋳包み部材であるシリンダライナとの密着性および結合強度が問題となる。シリンダブロック本体とシリンダライナとの密着性および結合強度が確保できないと、エンジンの作動中にシリンダライナとシリンダブロック本体との間に隙間が発生し、シリンダライナがシリンダブロック本体の中で動いてしまい、最悪の場合にはエンジンが破損するという問題がある。
【０００３】
機械的結合強度を高めるための対策として、シリンダライナの外周面に旋削加工によって螺旋溝や環状溝を形成することが例えば特開２００１−３３４３５７号公報に開示されている。
【０００４】
一方、鋳包み部材であるシリンダブロック本体と被鋳包み部材であるシリンダライナは異種金属によって形成されるため、濡れ性が不足して密着性が悪く、機械的接合性が不足する。この濡れ性を良好にし密着性を改善する対策として、シリンダライナの外周面にシリンダブロック本体の材料と馴染みのよい材料を溶射する提案がなされている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５９−２１１５６８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
而して、シリンダライナの外周面にシリンダブロック本体の材料と馴染みのよい材料を溶射する方法は、濡れ性を改善することはできるが機械的結合強度の面で必ずしも満足し得るものではない。また、シリンダライナの外周面にシリンダブロック本体の材料と馴染みのよい材料を溶射する工程が必要であり、生産性を低下する原因ともなる。
【０００７】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、その主たる技術的課題は、鋳包み部材との密着性および機械的結合強度を確保することができる被鋳包み部材を生産性を低下することなく製作することができる被鋳包み部材および被鋳包み部材の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するために、本発明によれば、鋳包み部材と接触する表面に凹凸を備えた被鋳包み部材であって、
該被鋳包み部材の表面には塑性加工によって該凹凸が形成され、該凹凸の表面に該鋳包み部材となじみやすい材料による薄膜層が形成されている、ことを特徴とする被鋳包み部材が提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、鋳包み部材と接触する表面に凹凸を備えた被鋳包み部材の製造方法であって、
該被鋳包み部材の表面には塑性加工によって該凹凸が形成され、該凹凸が形成される際に該凹凸を形成する工具との間に該鋳包み部材となじみやすい材料を供給せしめて、該凹凸の表面に該鋳包み部材となじみやすい材料による薄膜層を形成する、ことを特徴とする被鋳包み部材の製造方法が提供される。
【００１０】
上記被鋳包み部材は円筒部材であって、該円筒部材の外周面に該凹凸を形成する塑性加工はローレット加工であることが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された被鋳包み部材および被鋳包み部材の製造方法の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
図１には本発明に従って構成された被鋳包み部材としてのシリンダライナを備えたシリンダブロックの断面図が示されている。図示の実施形態におけるシリンダブロック２は、鋳包み部材であるシリンダブロック本体３と、該シリンダブロック本体３内に配設された被鋳包み部材であるシリンダライナ４とからなっている。シリンダライナ４は鋳鉄によって円筒状に形成されており、シリンダブロック本体３がアルミ合金によるダイカスト法によって鋳造される際に鋳ぐるまれている。
【００１２】
図示の実施形態における被鋳包み部材であるシリンダライナ４は、図２および図３に示すように外周面にローレット加工等の塑性加工によって深さ０．１〜０．５程度の凹凸４１が形成されているとともに、この凹凸４１の表面には鋳包み部材であるシリンダブロック本体３となじみやすい材料による薄膜層４２が形成されている。この凹凸４１および薄膜層４２の製造方法について説明すると、シリンダライナ４を旋盤のチャックに取付け旋削工具により外周面を所定の外径に旋削した後、図４に示すように工具をローレット５に交換し、シリンダライナ４の外周面とローレット５との間の加工部に鋳包み部材であるシリンダブロック本体３を形成するアルミ合金となじみやすい材料であるアルミ系材料からなる粉体４２ａを供給しつつローレット加工を施すことによって形成することができる。
また、シリンダライナ４の外周面に形成する凹凸４１および薄膜層４２の製造方法の他の実施形態について図５を参照して説明すると、シリンダライナ４の外周面とローレット５との間の加工部に鋳包み部材であるシリンダブロック本体３を形成するアルミ合金となじみやすい材料であるアルミ系材料からなる帯状の金属箔４２ｂまたは線材を供給しつつローレット加工を施すことによって形成することができる。このように、シリンダライナ４の外周面に形成される凹凸４１とその表面に形成される薄膜層４２は、ローレット加工等の塑性加工によって凹凸４１を形成する際に同時に形成することができるので、薄膜層４２を形成する工程を別途設ける必要がなく生産性を低下することはない。
【００１３】
このように外周面にローレット加工によって凹凸４１および薄膜層４２が形成されたシリンダライナ４は、シリンダブロック本体３を鋳造する際に鋳ぐるまれる。このシリンダブロック本体３の鋳造時に凹凸４１の各部にシリンダブロック本体３の母材となるアルミ合金の溶湯が回り込むが、凹凸４１の表面にはシリンダブロック本体３の母材となるアルミ合金となじみやすいアルミ系材料からなる薄膜層４２が形成されているので、濡れ性が改善され凹凸４１の各部にアルミ合金の溶湯が確実に入り込むので、密着性および結合強度を向上させることができる。また、シリンダライナ４の外周面に形成される凹凸４１はローレット加工等の塑性加工によって形成されるため、シリンダライナ４の表面応力が圧縮傾向となり、シリンダライナ４の疲労強度も向上する。従って、エンジンの運転中にシリンダライナ４に軸方向および周方向の負荷が作用してもシリンダライナ４がシリンダブロック本体３のなかで動くことがないとともに、加工部分の応力集中によるシリンダライナ４の亀裂の発生を防止することができる。
【００１４】
以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態においては被鋳包み部材の表面に凹凸を形成する塑性加工としてローレット加工を用いた例を示したが、この凹凸の形成は必ずしもローレット加工に限定されるものでなく、ロール加工やショットピーニング加工など他の塑性加工でもよい。また、上述した実施形態においては被鋳包み部材としてエンジンのシリンダブロックを構成するシリンダライナを例に説明したが、本発明は他の被鋳包み部材に適用可能できることはいうまでもない。
【００１５】
【発明の効果】
本発明による被鋳包み部材は以上のように構成され、被鋳包み部材の表面には塑性加工によって凹凸が形成され、該凹凸の表面に鋳包み部材となじみやすい材料による薄膜層が形成されているので、この鋳包み部材となじみやすい材料による薄膜層により濡れ性が改善され湯回りが良好となり、凹凸の各部に溶湯が確実に入り込む。従って、被鋳包み部材と鋳包み部材との密着性および結合強度を向上させることができる。また、被鋳包み部材の外周面に形成される凹凸はローレット加工等の塑性加工によって形成されるため、被鋳包み部材の表面応力が圧縮傾向となり、被鋳包み部材の疲労強度も向上する。更に、本発明によれば、被鋳包み部材の外周面に形成される凹凸とその表面に形成される薄膜層は、ローレット加工等の塑性加工によって凹凸を形成する際に同時に形成することができるので、薄膜層を形成する工程を別途設ける必要がなく生産性を低下することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された被鋳包み部材としてのシリンダライナを備えたシリンダブロックの断面図。
【図２】図１に示すシリンダブロックを構成するシリンダライナの正面図。
【図３】図１に示すシリンダブロックの要部を拡大して示す断面図。
【図４】図３に示すシリンダライナの表面に凹凸および薄膜層を形成する一実施形態を示す説明図。
【図５】図３に示すシリンダライナの表面に凹凸および薄膜層を形成する他の実施形態を示す説明図。
【符号の説明】
２；シリンダブロック
３１；シリンダブロック本体
４；シリンダライナ
４１；シリンダライナの外周面に形成された凹凸
４２；凹凸の表面に形成された薄膜層
５；ローレット工具[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cast-in member having irregularities on a surface in contact with the cast-in member, and a method of manufacturing the cast-in member.
[0002]
[Prior art]
For example, as a cylinder block of an engine, an iron-based cylinder liner (cast-molded member) formed by casting a cylinder block body (cast-molded member) made of an aluminum alloy has been widely put to practical use. In such a cylinder block in which the cylinder liner is cast into the cylinder block body, the adhesion and the bonding strength between the cylinder block body, which is a cast-in member, and the cylinder liner, which is a cast-in member, pose a problem. If the adhesion and bonding strength between the cylinder block body and the cylinder liner cannot be ensured, a gap will be created between the cylinder liner and the cylinder block body during operation of the engine, and the cylinder liner will move inside the cylinder block body. In the worst case, there is a problem that the engine is damaged.
[0003]
As a measure for increasing the mechanical coupling strength, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-334357 discloses that a spiral groove or an annular groove is formed by turning on the outer peripheral surface of a cylinder liner.
[0004]
On the other hand, since the cylinder block main body as the cast-in member and the cylinder liner as the cast-in member are formed of dissimilar metals, they have poor wettability, poor adhesion, and poor mechanical bonding. As a measure for improving the wettability and improving the adhesion, a proposal has been made to spray a material that is familiar with the material of the cylinder block body on the outer peripheral surface of the cylinder liner. (For example, refer to Patent Document 1.)
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-59-21568
[Problems to be solved by the invention]
Thus, the method of spraying a material which is familiar with the material of the cylinder block body on the outer peripheral surface of the cylinder liner can improve the wettability, but is not always satisfactory in terms of mechanical bonding strength. In addition, a step of spraying a material that is familiar with the material of the cylinder block main body on the outer peripheral surface of the cylinder liner is required, which causes a reduction in productivity.
[0007]
The present invention has been made in view of the above points, and its main technical problem is to reduce the productivity of a cast-in wrapping member that can ensure adhesion and mechanical bonding strength with a cast-in member. It is an object of the present invention to provide a cast-in member that can be manufactured without any problem and a method of manufacturing the cast-in member.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above technical problems, according to the present invention, a cast-in wrapped member having irregularities on the surface in contact with the cast-in member,
The surface of the cast-in member is formed with the irregularities by plastic working, and a thin-film layer is formed on the surface of the unevenness by a material that is easily compatible with the cast-in member. Provided.
[0009]
Further, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing a cast-in member having irregularities on a surface in contact with the cast-in member,
The irregularities are formed by plastic working on the surface of the cast-in member, and when the irregularities are formed, a material that is easily compatible with the cast-in member is supplied to a tool that forms the irregularities. There is provided a method for manufacturing a cast-in member, characterized in that a thin film layer is formed on the surface of the unevenness with a material which is easily compatible with the cast-in member.
[0010]
Preferably, the cast-in wrapping member is a cylindrical member, and the plastic working for forming the irregularities on the outer peripheral surface of the cylindrical member is knurling.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of a cast-in member and a method of manufacturing the cast-in member configured according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a sectional view of a cylinder block provided with a cylinder liner as a cast-in member configured according to the present invention. The cylinder block 2 in the illustrated embodiment includes a cylinder block body 3 that is a cast-in member and a cylinder liner 4 that is a cast-in member disposed in the cylinder block body 3. The cylinder liner 4 is formed in a cylindrical shape by cast iron, and is filled when the cylinder block main body 3 is cast by a die casting method using an aluminum alloy.
[0012]
As shown in FIGS. 2 and 3, the cylinder liner 4 which is a cast-in member in the illustrated embodiment has irregularities 41 with a depth of about 0.1 to 0.5 formed on the outer peripheral surface thereof by plastic working such as knurling. In addition, a thin film layer 42 made of a material that is easily compatible with the cylinder block body 3 as a cast-in member is formed on the surface of the unevenness 41. The method of manufacturing the irregularities 41 and the thin film layer 42 will be described. The cylinder liner 4 is attached to a chuck of a lathe, the outer peripheral surface is turned to a predetermined outer diameter by a turning tool, and then the tool is replaced with a knurl 5 as shown in FIG. Then, while supplying a powder 42a made of an aluminum-based material, which is a material easily compatible with an aluminum alloy forming the cylinder block main body 3 as a cast-in member, to a processed portion between the outer peripheral surface of the cylinder liner 4 and the knurl 5 It can be formed by performing knurling.
Another embodiment of a method of manufacturing the unevenness 41 and the thin film layer 42 formed on the outer peripheral surface of the cylinder liner 4 will be described with reference to FIG. It can be formed by performing knurling while supplying a strip-shaped metal foil 42b or a wire made of an aluminum-based material that is easily compatible with the aluminum alloy forming the cylinder block body 3 as a cast-in member. As described above, the unevenness 41 formed on the outer peripheral surface of the cylinder liner 4 and the thin film layer 42 formed on the surface thereof can be simultaneously formed when the unevenness 41 is formed by plastic processing such as knurling. There is no need to separately provide a step of forming the thin film layer 42, and the productivity does not decrease.
[0013]
The cylinder liner 4 in which the unevenness 41 and the thin film layer 42 are formed on the outer peripheral surface by knurling as described above is cast when the cylinder block body 3 is cast. During casting of the cylinder block body 3, the molten metal of the aluminum alloy serving as the base material of the cylinder block body 3 flows around each part of the unevenness 41, but the surface of the unevenness 41 is easily compatible with the aluminum alloy serving as the base material of the cylinder block body 3. Since the thin film layer 42 made of the aluminum-based material is formed, the wettability is improved, and the molten aluminum alloy enters each portion of the unevenness 41 reliably, so that the adhesion and the bonding strength can be improved. Further, since the irregularities 41 formed on the outer peripheral surface of the cylinder liner 4 are formed by plastic working such as knurling, the surface stress of the cylinder liner 4 tends to be compressed, and the fatigue strength of the cylinder liner 4 is also improved. Therefore, even if an axial and circumferential load acts on the cylinder liner 4 during operation of the engine, the cylinder liner 4 does not move in the cylinder block body 3 and the cylinder liner 4 due to concentration of stress in the processing portion. The occurrence of cracks can be prevented.
[0014]
As described above, the present invention has been described based on the illustrated embodiments. However, the present invention is not limited to only the embodiments, and various modifications are possible within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, an example was shown in which knurling was used as plastic working to form irregularities on the surface of the cast-in member, but the formation of the irregularities is not necessarily limited to knurling, and Other plastic working such as working or shot peening may be used. Further, in the above-described embodiment, the cylinder liner constituting the cylinder block of the engine has been described as an example of the cast-in member, but it is needless to say that the present invention can be applied to other cast-in members.
[0015]
【The invention's effect】
The cast-in member according to the present invention is configured as described above, irregularities are formed on the surface of the cast-in member by plastic working, and a thin film layer is formed on the surface of the irregularities by a material that is easily compatible with the cast-in member. Therefore, the wettability is improved by the thin film layer made of a material which is easily compatible with the cast-in member, and the molten metal flow is improved, so that the molten metal surely enters each part of the unevenness. Therefore, it is possible to improve the adhesion and the bonding strength between the cast-in member and the cast-in member. Further, since the unevenness formed on the outer peripheral surface of the cast-in member is formed by plastic processing such as knurling, the surface stress of the cast-in member tends to be compressed, and the fatigue strength of the cast-in member is also improved. Further, according to the present invention, the unevenness formed on the outer peripheral surface of the cast-in member and the thin film layer formed on the surface can be simultaneously formed when the unevenness is formed by plastic working such as knurling. Therefore, there is no need to separately provide a step of forming a thin film layer, and the productivity does not decrease.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a cylinder block provided with a cylinder liner as a cast-in member configured according to the present invention.
FIG. 2 is a front view of a cylinder liner included in the cylinder block shown in FIG.
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a main part of the cylinder block shown in FIG. 1;
FIG. 4 is an explanatory view showing an embodiment in which unevenness and a thin film layer are formed on the surface of the cylinder liner shown in FIG. 3;
FIG. 5 is an explanatory view showing another embodiment in which unevenness and a thin film layer are formed on the surface of the cylinder liner shown in FIG. 3;
[Explanation of symbols]
2; cylinder block 31; cylinder block body 4; cylinder liner 41; irregularities 42 formed on the outer peripheral surface of cylinder liner; thin film layer 5 formed on the irregular surface;
