JP3016364B2 - 内燃機関のシリンダブロック製造方法 - Google Patents
内燃機関のシリンダブロック製造方法Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/16—Casting in, on, or around objects which form part of the product for making compound objects cast of two or more different metals, e.g. for making rolls for rolling mills
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/0009—Cylinders, pistons
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/0002—Cylinder arrangements
- F02F7/0007—Crankcases of engines with cylinders in line
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
- F02F2007/009—Hypereutectic aluminum, e.g. aluminum alloys with high SI content
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- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のシリン
ダライナを有するタイプのシリンダブロックの製造方法
に関する。
ダライナを有するタイプのシリンダブロックの製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ライナを有するシリンダブロックの製造
方法は加工ライナをシリンダブロックの穴に圧入する
方法と、別工程で製作したライナを鋳型内にセットし
てブロック材溶湯を注入しライナを鋳ぐるむ方法とがあ
る。特開平２−３７９５５号公報は、従来のライナ鋳ぐ
るみによるシリンダブロック製造方法（上記の方法）
を開示しており、そこでは予め製造したライナ部材を鋳
型内に挿入し、溶湯を注入してライナ部材を鋳ぐるみ、
その後少なくともライナに機械加工を施す、シリンダブ
ロックの製造方法を開示している。
方法は加工ライナをシリンダブロックの穴に圧入する
方法と、別工程で製作したライナを鋳型内にセットし
てブロック材溶湯を注入しライナを鋳ぐるむ方法とがあ
る。特開平２−３７９５５号公報は、従来のライナ鋳ぐ
るみによるシリンダブロック製造方法（上記の方法）
を開示しており、そこでは予め製造したライナ部材を鋳
型内に挿入し、溶湯を注入してライナ部材を鋳ぐるみ、
その後少なくともライナに機械加工を施す、シリンダブ
ロックの製造方法を開示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の圧入
方式には、シリンダブロック鋳造工程とは別にライナ製
造工程が必要となり製造の総工程数が多くなるという問
題がある。また、上記の鋳ぐるみ方式にも、ライナを
別工程で作製するため製造総工程数が多くなるという問
題がある。の方式には、さらに、ライナをブロック型
内にセットする際に型とのクリアランスが必要でライナ
保持構造の誤差等によりライナに位置ずれが生じるとい
う問題がある。本発明の目的は、製造総工程数を少なく
でき、ライナの位置ずれを発生させないかまたは発生さ
せにくい、内燃機関のシリンダブロック製造方法を提供
することにある。
方式には、シリンダブロック鋳造工程とは別にライナ製
造工程が必要となり製造の総工程数が多くなるという問
題がある。また、上記の鋳ぐるみ方式にも、ライナを
別工程で作製するため製造総工程数が多くなるという問
題がある。の方式には、さらに、ライナをブロック型
内にセットする際に型とのクリアランスが必要でライナ
保持構造の誤差等によりライナに位置ずれが生じるとい
う問題がある。本発明の目的は、製造総工程数を少なく
でき、ライナの位置ずれを発生させないかまたは発生さ
せにくい、内燃機関のシリンダブロック製造方法を提供
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
明の方法はつぎの通りである。 （１） 外型と入子との間にブロック材料とライナ材料
の一方の材料が注入される第１のキャビティを形成する
第１のキャビティ形成工程と、前記第１のキャビティに
前記ブロック材料とライナ材料の一方の材料を注入する
第１の注入工程と、外型と入子との間隔を、外型と入子
の一方を別の外型または入子と入れ替えるかまたは入子
を縮径することにより、拡大し、注入された前記ブロッ
ク材料とライナ材料の一方の材料の側部にブロック材料
とライナ材料の他方の材料が注入される第２のキャビテ
ィを形成する第２のキャビティ形成工程と、前記第２の
キャビティに前記ブロック材料とライナ材料の他方の材
料を注入する第２の注入工程と、からなる内燃機関のシ
リンダブロック製造方法。 （２） 半径方向に拡縮可能な花びら入子と軸方向へ移
動して花びら入子を半径方向へ移動させる芯入子とから
なる入子と、外型との間に、ブロック材料が注入される
第１のキャビティを形成する第１のキャビティ形成工程
と、前記第１のキャビティにブロック材料を注入する第
１の注入工程と、入子を別の入子に入れ替えるかまたは
入子を縮径して入子と前記注入されたブロック材料との
間にライナ材料が注入される第２のキャビティを形成す
る第２のキャビティ形成工程と、前記第２のキャビティ
にライナ材料を注入する第２の注入工程と、からなる内
燃機関のシリンダブロック製造方法。 （３） 外型と入子との間にブロック材料が注入される
第１のキャビティを形成する第１のキャビティ形成工程
と、前記第１のキャビティにブロック材料を注入する第
１の注入工程と、入子を別の入子に入れ替えるかまたは
入子を縮径して入子と前記注入されたブロック材料との
間にライナ材料が注入される第２のキャビティを形成す
る第２のキャビティ形成工程と、前記第２のキャビティ
に粉末のライナ材料を注入する第２の注入工程と、注入
された粉末のライナ材料を加熱し固化する加熱固化工程
と、からなる内燃機関のシリンダブロック製造方法。 （４） 半径方向に拡縮可能な花びら入子と軸方向へ移
動して花びら入子を半径方向へ移動させる芯入子とから
なる入子と、外型との間に、ブロック材料が注入される
第１のキャビティを形成する第１のキャビティ形成工程
と、前記第１のキャビティにブロック材料を注入する第
１の注入工程と、入子を別の入子に入れ替えるかまたは
入子を縮径して入子と前記注入されたブロック材料との
間にライナ材料が注入される第２のキャビティを形成す
る第２のキャビティ形成工程と、前記第２のキャビティ
に粉末のライナ材料を注入する第２の注入工程と、前記
入子の芯入子を軸方向に移動させて花びら入子を半径方
向に拡径し花びら入子で注入された粉末のライナ材料を
加圧する加圧工程と、注入された粉末のライナ材料を加
熱し固化する加熱固化工程と、からなる内燃機関のシリ
ンダブロック製造方法。 （５） 外型と入子との間にライナ材料が注入される第
１のキャビティを形成する第１のキャビティ形成工程
と、前記第１のキャビティに鋳鉄溶湯からなるライナ材
料を注入する第１の注入工程と、外型を別の外型に替え
該替えた外型と前記注入されたライナ材料との間にブロ
ック材料が注入される第２のキャビティを形成する第２
のキャビティ形成工程と、前記第２のキャビティにアル
ミ合金溶湯からなるブロック材料を注入する第２の注入
工程と、からなる内燃機関のシリンダブロック製造方
法。
明の方法はつぎの通りである。 （１） 外型と入子との間にブロック材料とライナ材料
の一方の材料が注入される第１のキャビティを形成する
第１のキャビティ形成工程と、前記第１のキャビティに
前記ブロック材料とライナ材料の一方の材料を注入する
第１の注入工程と、外型と入子との間隔を、外型と入子
の一方を別の外型または入子と入れ替えるかまたは入子
を縮径することにより、拡大し、注入された前記ブロッ
ク材料とライナ材料の一方の材料の側部にブロック材料
とライナ材料の他方の材料が注入される第２のキャビテ
ィを形成する第２のキャビティ形成工程と、前記第２の
キャビティに前記ブロック材料とライナ材料の他方の材
料を注入する第２の注入工程と、からなる内燃機関のシ
リンダブロック製造方法。 （２） 半径方向に拡縮可能な花びら入子と軸方向へ移
動して花びら入子を半径方向へ移動させる芯入子とから
なる入子と、外型との間に、ブロック材料が注入される
第１のキャビティを形成する第１のキャビティ形成工程
と、前記第１のキャビティにブロック材料を注入する第
１の注入工程と、入子を別の入子に入れ替えるかまたは
入子を縮径して入子と前記注入されたブロック材料との
間にライナ材料が注入される第２のキャビティを形成す
る第２のキャビティ形成工程と、前記第２のキャビティ
にライナ材料を注入する第２の注入工程と、からなる内
燃機関のシリンダブロック製造方法。 （３） 外型と入子との間にブロック材料が注入される
第１のキャビティを形成する第１のキャビティ形成工程
と、前記第１のキャビティにブロック材料を注入する第
１の注入工程と、入子を別の入子に入れ替えるかまたは
入子を縮径して入子と前記注入されたブロック材料との
間にライナ材料が注入される第２のキャビティを形成す
る第２のキャビティ形成工程と、前記第２のキャビティ
に粉末のライナ材料を注入する第２の注入工程と、注入
された粉末のライナ材料を加熱し固化する加熱固化工程
と、からなる内燃機関のシリンダブロック製造方法。 （４） 半径方向に拡縮可能な花びら入子と軸方向へ移
動して花びら入子を半径方向へ移動させる芯入子とから
なる入子と、外型との間に、ブロック材料が注入される
第１のキャビティを形成する第１のキャビティ形成工程
と、前記第１のキャビティにブロック材料を注入する第
１の注入工程と、入子を別の入子に入れ替えるかまたは
入子を縮径して入子と前記注入されたブロック材料との
間にライナ材料が注入される第２のキャビティを形成す
る第２のキャビティ形成工程と、前記第２のキャビティ
に粉末のライナ材料を注入する第２の注入工程と、前記
入子の芯入子を軸方向に移動させて花びら入子を半径方
向に拡径し花びら入子で注入された粉末のライナ材料を
加圧する加圧工程と、注入された粉末のライナ材料を加
熱し固化する加熱固化工程と、からなる内燃機関のシリ
ンダブロック製造方法。 （５） 外型と入子との間にライナ材料が注入される第
１のキャビティを形成する第１のキャビティ形成工程
と、前記第１のキャビティに鋳鉄溶湯からなるライナ材
料を注入する第１の注入工程と、外型を別の外型に替え
該替えた外型と前記注入されたライナ材料との間にブロ
ック材料が注入される第２のキャビティを形成する第２
のキャビティ形成工程と、前記第２のキャビティにアル
ミ合金溶湯からなるブロック材料を注入する第２の注入
工程と、からなる内燃機関のシリンダブロック製造方
法。
【０００５】上記（１）〜（５）の何れの方法において
も、同一装置を用いての連続成形によりライナ部、ブロ
ック部を形成するため、別装置で作製したライナ部を鋳
型にクリアランスをもたせてセットする場合に比べてラ
イナの位置ずれが少なくなり、ライナ部、ブロック部に
位置ずれを考慮した余肉を設ける必要がないのでライナ
部、ブロック部の薄肉化が可能となり、その分、エンジ
ンの軽量化、コンパクト化が可能となる。また、ライナ
を別工程で予め作製せず、鋳造時にブロックと連続成形
するため、製造総工程数を減少できる。上記（２）の方
法では、花びら入子と芯入子からなる入子を用いるの
で、入子の拡縮と入替えが容易であり、その結果、キャ
ビティの形成が容易となる。上記（３）、（４）の方法
では、ライナ材料を粉末としておき、注入後加熱、固化
させるため、ライナの鋳造が不要となり、製造設備を単
純化できる。上記（４）の方法では、花びら入子の拡径
によって粉末ライナ材料の密度を高めることができ、良
質のライナ部を形成できる。上記（５）の方法では、鋳
鉄のライナ部を先に鋳造するので、アルミ合金のブロッ
ク部鋳造時にライナ部が溶損することない。
も、同一装置を用いての連続成形によりライナ部、ブロ
ック部を形成するため、別装置で作製したライナ部を鋳
型にクリアランスをもたせてセットする場合に比べてラ
イナの位置ずれが少なくなり、ライナ部、ブロック部に
位置ずれを考慮した余肉を設ける必要がないのでライナ
部、ブロック部の薄肉化が可能となり、その分、エンジ
ンの軽量化、コンパクト化が可能となる。また、ライナ
を別工程で予め作製せず、鋳造時にブロックと連続成形
するため、製造総工程数を減少できる。上記（２）の方
法では、花びら入子と芯入子からなる入子を用いるの
で、入子の拡縮と入替えが容易であり、その結果、キャ
ビティの形成が容易となる。上記（３）、（４）の方法
では、ライナ材料を粉末としておき、注入後加熱、固化
させるため、ライナの鋳造が不要となり、製造設備を単
純化できる。上記（４）の方法では、花びら入子の拡径
によって粉末ライナ材料の密度を高めることができ、良
質のライナ部を形成できる。上記（５）の方法では、鋳
鉄のライナ部を先に鋳造するので、アルミ合金のブロッ
ク部鋳造時にライナ部が溶損することない。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施例の方法
を示しており、図２は本発明の第２実施例の方法を示し
ており、図３は本発明の第３実施例の方法を示してい
る。図４〜図６は本発明の何れの実施例にも適用可能で
ある。本発明の全実施例にわたって共通する部分には本
発明の全実施例にわたって同じ符号を付してある。
を示しており、図２は本発明の第２実施例の方法を示し
ており、図３は本発明の第３実施例の方法を示してい
る。図４〜図６は本発明の何れの実施例にも適用可能で
ある。本発明の全実施例にわたって共通する部分には本
発明の全実施例にわたって同じ符号を付してある。
【０００７】まず、本発明の全実施例にわたって共通す
る部分を、たとえば図１、図４〜図６を参照して説明す
る。本発明実施例の内燃機関のシリンダブロック製造方
法は、第１のキャビティ形成工程と、第１の注入工程
と、第２のキャビティ形成工程と、第２の注入工程と、
を有する。第１のキャビティ形成工程では、外型（外入
子の場合を含む）１と、入子２との間に、ブロック材料
３とライナ材料４のうち一方の材料が注入される第１の
キャビティ５を形成する。外型１は、たとえば上型１
ａ、下型１ｂ、横型１ｃを有する。入子２は、図６（特
願平６−１６２２４５号で提案したものと同じ）に示す
ように、たとえば、複数の花びら入子２ａと、花びら入
子２ａと摺動自在に係合し軸方向にテーパをつけられて
おり軸方向に移動したときに花びら入子２ａを半径方向
に拡縮させる芯入子２ｂと、を有する。第１のキャビテ
ィ５がライナ形成用キャビティの場合、第１のキャビテ
ィ５は、ライナが各シリンダ独立の場合（図４）と、全
シリンダについて一体の場合（図５）とがある。１０は
入子２を保持する保持部材である。第１の注入工程で
は、第１のキャビティ５に、上記ブロック材料３とライ
ナ材料４のうち何れか一方の材料を注入する。第２のキ
ャビティ形成工程では、外型１と入子２との間隔を、外
型１と入子２の一方を別の外型１´または入子２´と入
れ替えるかまたは入子２を拡縮することにより、拡大
し、これによって、注入され凝固した上記ブロック材料
３とライナ材料４のうち何れか一方の材料の側部に、ブ
ロック材料３とライナ材料４のうち他方の材料が注入さ
れる第２のキャビティ６を形成する。１０´は入子２´
を保持する保持部材である。第２の注入工程では、第２
のキャビティ６に、上記ブロック材料３とライナ材料４
の他方の材料（第１のキャビィに注入しなかった方の材
料）を注入する。
る部分を、たとえば図１、図４〜図６を参照して説明す
る。本発明実施例の内燃機関のシリンダブロック製造方
法は、第１のキャビティ形成工程と、第１の注入工程
と、第２のキャビティ形成工程と、第２の注入工程と、
を有する。第１のキャビティ形成工程では、外型（外入
子の場合を含む）１と、入子２との間に、ブロック材料
３とライナ材料４のうち一方の材料が注入される第１の
キャビティ５を形成する。外型１は、たとえば上型１
ａ、下型１ｂ、横型１ｃを有する。入子２は、図６（特
願平６−１６２２４５号で提案したものと同じ）に示す
ように、たとえば、複数の花びら入子２ａと、花びら入
子２ａと摺動自在に係合し軸方向にテーパをつけられて
おり軸方向に移動したときに花びら入子２ａを半径方向
に拡縮させる芯入子２ｂと、を有する。第１のキャビテ
ィ５がライナ形成用キャビティの場合、第１のキャビテ
ィ５は、ライナが各シリンダ独立の場合（図４）と、全
シリンダについて一体の場合（図５）とがある。１０は
入子２を保持する保持部材である。第１の注入工程で
は、第１のキャビティ５に、上記ブロック材料３とライ
ナ材料４のうち何れか一方の材料を注入する。第２のキ
ャビティ形成工程では、外型１と入子２との間隔を、外
型１と入子２の一方を別の外型１´または入子２´と入
れ替えるかまたは入子２を拡縮することにより、拡大
し、これによって、注入され凝固した上記ブロック材料
３とライナ材料４のうち何れか一方の材料の側部に、ブ
ロック材料３とライナ材料４のうち他方の材料が注入さ
れる第２のキャビティ６を形成する。１０´は入子２´
を保持する保持部材である。第２の注入工程では、第２
のキャビティ６に、上記ブロック材料３とライナ材料４
の他方の材料（第１のキャビィに注入しなかった方の材
料）を注入する。
【０００８】上記方法では、同一装置を用いて、ライナ
部とブロック部を、連続成形する。したがって、従来の
ような、ライナの別装置を用いた製作、切断、機械加
工、鋳型内セットの工程がなくなり、シリンダブロック
の総製作工程数が減少される。また、ライナ部とブロッ
ク部を同一装置を用いて鋳造するため、従来のように別
装置で作製したライナを鋳型内にセットするときに生じ
るようなセット誤差がなく、寸法誤差を吸収するために
ライナ部厚さやブロック壁の厚さを誤差分大にしておく
必要もない。そのため、シリンダブロックが軽量化さ
れ、コンパクトになる。
部とブロック部を、連続成形する。したがって、従来の
ような、ライナの別装置を用いた製作、切断、機械加
工、鋳型内セットの工程がなくなり、シリンダブロック
の総製作工程数が減少される。また、ライナ部とブロッ
ク部を同一装置を用いて鋳造するため、従来のように別
装置で作製したライナを鋳型内にセットするときに生じ
るようなセット誤差がなく、寸法誤差を吸収するために
ライナ部厚さやブロック壁の厚さを誤差分大にしておく
必要もない。そのため、シリンダブロックが軽量化さ
れ、コンパクトになる。
【０００９】つぎに、本発明の各実施例に特有な部分を
説明する。本発明の第１実施例は、ライナ材料がアルミ
溶湯の場合である。先にブロック部が鋳造され、ついで
ライナ部が鋳造される。図１の（ａ）は、第１のキャビ
ティ５を形成し、そこに一般アルミ合金からなるブロッ
ク材料３を注湯、凝固させた段階を示している。第１の
キャビティ形成工程では、外型１に、たとえば上型１ａ
に、第１ゲート７が形成される。さらに、外型１に、た
とえば下型１ｂに、第２ゲート入子８がセットされると
ともに、第２ゲート入子８の移動空間９が形成される。
１０は入子２の保持部材を示している。花びら入子２ａ
の外面にはライナ部とブロック部との密着性（アンカー
効果）を向上させる凸部１１が形成されている。第１の
注入工程では一般アルミ合金のブロック材料３の溶湯が
第１ゲート７を通して第１のキャビティ５に注入され、
凝固される。これによってブロック部が鋳造される。
説明する。本発明の第１実施例は、ライナ材料がアルミ
溶湯の場合である。先にブロック部が鋳造され、ついで
ライナ部が鋳造される。図１の（ａ）は、第１のキャビ
ティ５を形成し、そこに一般アルミ合金からなるブロッ
ク材料３を注湯、凝固させた段階を示している。第１の
キャビティ形成工程では、外型１に、たとえば上型１ａ
に、第１ゲート７が形成される。さらに、外型１に、た
とえば下型１ｂに、第２ゲート入子８がセットされると
ともに、第２ゲート入子８の移動空間９が形成される。
１０は入子２の保持部材を示している。花びら入子２ａ
の外面にはライナ部とブロック部との密着性（アンカー
効果）を向上させる凸部１１が形成されている。第１の
注入工程では一般アルミ合金のブロック材料３の溶湯が
第１ゲート７を通して第１のキャビティ５に注入され、
凝固される。これによってブロック部が鋳造される。
【００１０】図１の（ｂ）は、第２のキャビティ６の形
成のための入子脱型工程を示している。花びら入子２ａ
の表面のブロック材料溶湯が凝固した時、芯入子２ｂを
軸方向に矢印１２方向に移動し、花びら入子２ａを縮径
させる。その後、芯入子２ｂ、花びら入子２ａは保持部
材１０とセット状態で、脱型すき間１３を利用して上方
へ移動される。ついで、図１の（ｃ）に示すように、別
の入子２′（元の入子２より小サイズで、花びら入子２
ａ′、芯入子２ｂ′を有する）を挿入し、鋳造されたブ
ロック部の内側でかつ側部に、ライナ形成用の第２のキ
ャビティ６を形成する。入子２´は保持部材１０´によ
って保持される。また、第２ゲート入子８を移動空間９
を利用して下降させ、第２ゲート１４を作る。
成のための入子脱型工程を示している。花びら入子２ａ
の表面のブロック材料溶湯が凝固した時、芯入子２ｂを
軸方向に矢印１２方向に移動し、花びら入子２ａを縮径
させる。その後、芯入子２ｂ、花びら入子２ａは保持部
材１０とセット状態で、脱型すき間１３を利用して上方
へ移動される。ついで、図１の（ｃ）に示すように、別
の入子２′（元の入子２より小サイズで、花びら入子２
ａ′、芯入子２ｂ′を有する）を挿入し、鋳造されたブ
ロック部の内側でかつ側部に、ライナ形成用の第２のキ
ャビティ６を形成する。入子２´は保持部材１０´によ
って保持される。また、第２ゲート入子８を移動空間９
を利用して下降させ、第２ゲート１４を作る。
【００１１】図１の（ｃ）は、第２の注入工程後の状態
を示している。第２のキャビティ６に、第２ゲート１４
を通してライナ材料４（たとえば、高Ｓｉ過共晶アルミ
Ａ３９０等）の溶湯を射出注入する。ライナ材料が凝固
すると、ライナ部が成形される。ライナ部はブロック部
と一体であり、凸部１１によるアンカー効果も働いてい
る。図１の（ｄ）は脱型工程を示している。ライナ材料
４が凝固後、下型１ｂ、横型１ｃが脱型され、花びら入
子２ａ´が縮径され、脱型すき間１５が形成される。入
子２´および保持部材１０´は脱型すき間１５を利用し
て上方（矢印１２´の方向）に移動され外される。その
後、製品１６が上型１ａから取り外される。製品１６の
第１ゲート、第２ゲートに対応するゲート跡部分１７
は、切削などにより除去される。
を示している。第２のキャビティ６に、第２ゲート１４
を通してライナ材料４（たとえば、高Ｓｉ過共晶アルミ
Ａ３９０等）の溶湯を射出注入する。ライナ材料が凝固
すると、ライナ部が成形される。ライナ部はブロック部
と一体であり、凸部１１によるアンカー効果も働いてい
る。図１の（ｄ）は脱型工程を示している。ライナ材料
４が凝固後、下型１ｂ、横型１ｃが脱型され、花びら入
子２ａ´が縮径され、脱型すき間１５が形成される。入
子２´および保持部材１０´は脱型すき間１５を利用し
て上方（矢印１２´の方向）に移動され外される。その
後、製品１６が上型１ａから取り外される。製品１６の
第１ゲート、第２ゲートに対応するゲート跡部分１７
は、切削などにより除去される。
【００１２】本発明の第１実施例の作用については、入
子２、２′に花びら入子２ａ、２ａ′、芯入子２ｂ、２
ｂ′の組み合わせ入子を用いているので、入子２、２′
の拡縮、入れ替えが容易であり、第１のキャビティ５、
第２のキャビティ６の形成が容易である。
子２、２′に花びら入子２ａ、２ａ′、芯入子２ｂ、２
ｂ′の組み合わせ入子を用いているので、入子２、２′
の拡縮、入れ替えが容易であり、第１のキャビティ５、
第２のキャビティ６の形成が容易である。
【００１３】本発明の第２実施例は、ライナ材料がアル
ミ粉末の場合である。第２実施例の方法では、図２に示
すように、先にブロック部が鋳造され、ついでライナ部
が鋳造される。図２の（ａ）は、ブロック部へブロック
材料３である一般アルミ合金が射出された状態、すなわ
ち第１のキャビティ形成後で第１の注入工程後の状態を
示している。下型１ｂには、別装置からの粉末供給ゲー
ト１８がある。図２の（ｂ）は第２のキャビティ形成工
程後で第２の注入工程後の状態を示す。第２のキャビテ
ィ形成工程では、入子２を別の入子２′（入子２より小
サイズ）に入れ替え、ブロック部の内側かつ側部に第２
のキャビティ６を形成する。第２の注入工程では、粉末
供給ゲート１８を通してライナ材料４の粉末を、圧送ま
たは吸引などの方法により、第２のキャビティ６に充填
する。
ミ粉末の場合である。第２実施例の方法では、図２に示
すように、先にブロック部が鋳造され、ついでライナ部
が鋳造される。図２の（ａ）は、ブロック部へブロック
材料３である一般アルミ合金が射出された状態、すなわ
ち第１のキャビティ形成後で第１の注入工程後の状態を
示している。下型１ｂには、別装置からの粉末供給ゲー
ト１８がある。図２の（ｂ）は第２のキャビティ形成工
程後で第２の注入工程後の状態を示す。第２のキャビテ
ィ形成工程では、入子２を別の入子２′（入子２より小
サイズ）に入れ替え、ブロック部の内側かつ側部に第２
のキャビティ６を形成する。第２の注入工程では、粉末
供給ゲート１８を通してライナ材料４の粉末を、圧送ま
たは吸引などの方法により、第２のキャビティ６に充填
する。
【００１４】図２の（ｃ）は、粉末ライナ材料４の充填
後、入れ替えた入子２′の芯入子２ｂ′を軸方向（矢印
１２Ａの方向）に移動させて花びら入子２ａ′を拡径し
た状態を示す。入子２′の拡径により粉末ライナ材料４
は加圧され密度が向上される。また、粉末供給ゲート１
８は入子２′の拡径によりふさがれ、ゲート１８内の粉
末は別吸引装置等により回収される。ついで、第２キャ
ビティ６内の粉末ライナ材料４は、入子２′を電磁誘導
装置等によって、加熱することにより加熱、固化され
る。第２のキャビティ６に供給された粉末ライナ材料４
は、加圧、密度上昇工程を経た後、加熱、固化されて
も、または加圧、密度上昇工程を経ないで、直接、加
熱、固化されてもよい。図２の（ｄ）は、脱型工程を示
しており、下型１ｂ、横型１ｃを脱型し、芯入子２ｂ´
を矢印１２Ａ´方向に移動させて入子２′を縮径した
後、製品１６を脱型させる。
後、入れ替えた入子２′の芯入子２ｂ′を軸方向（矢印
１２Ａの方向）に移動させて花びら入子２ａ′を拡径し
た状態を示す。入子２′の拡径により粉末ライナ材料４
は加圧され密度が向上される。また、粉末供給ゲート１
８は入子２′の拡径によりふさがれ、ゲート１８内の粉
末は別吸引装置等により回収される。ついで、第２キャ
ビティ６内の粉末ライナ材料４は、入子２′を電磁誘導
装置等によって、加熱することにより加熱、固化され
る。第２のキャビティ６に供給された粉末ライナ材料４
は、加圧、密度上昇工程を経た後、加熱、固化されて
も、または加圧、密度上昇工程を経ないで、直接、加
熱、固化されてもよい。図２の（ｄ）は、脱型工程を示
しており、下型１ｂ、横型１ｃを脱型し、芯入子２ｂ´
を矢印１２Ａ´方向に移動させて入子２′を縮径した
後、製品１６を脱型させる。
【００１５】本発明の第２実施例の作用については、ラ
イナ材料４に粉末を使うためライナ部の鋳造が不要にな
って設備が単純化する。また、粉末を加圧する場合は、
密度を高めることができ、良質のライナ部を形成でき
る。
イナ材料４に粉末を使うためライナ部の鋳造が不要にな
って設備が単純化する。また、粉末を加圧する場合は、
密度を高めることができ、良質のライナ部を形成でき
る。
【００１６】本発明の第１実施例、第２実施例におい
て、大きいサイズの花びら入子２ａを小さいサイズの花
びら入子２ａ′に入れ替えるものを示したが、花びら入
子２ａの外面の凹凸がライナ部内周面に転写されても支
障なければ（たとえば、内周面を製品加工する場合の削
り代の増加等）、入れ替えをせずに最初の花びら入子２
ａで第２キャビティを形成してもよい。
て、大きいサイズの花びら入子２ａを小さいサイズの花
びら入子２ａ′に入れ替えるものを示したが、花びら入
子２ａの外面の凹凸がライナ部内周面に転写されても支
障なければ（たとえば、内周面を製品加工する場合の削
り代の増加等）、入れ替えをせずに最初の花びら入子２
ａで第２キャビティを形成してもよい。
【００１７】本発明の第３実施例は、ライナ材料４が鋳
鉄溶湯の場合である。先にライナ部が鋳造され、ついで
ブロック部が鋳造される。鋳鉄の方がアルミより融点が
高いのでライナ部成形を先にする。図３の（ａ）は、外
型１がライナの外壁入子１ｄを有し、第１のキャビティ
形成工程で外壁入子１ｄと入子２との間に第１のキャビ
ティ５を形成し、第１の注入工程で鋳鉄溶湯からなるラ
イナ材料４を、別装置から圧送、吸引等で、ゲート１９
を通して第１のキャビティ５に充填した状態を示してい
る。外壁入子１ｄは、上型１ａに設けられている。外壁
入子１ｄは、図５に示す複数シリンダ一体のライナの外
壁を形成するようになっている。花びら入子２ａが拡径
状態でセットされ、それからライナ部板厚分だけのすき
間（第１のキャビティ５）を確保した位置に外壁入子１
ｄが設けられる。鋳鉄溶湯からなるライナ材料４が第１
のキャビティ５に充填されると、外壁入子１ｄの冷却通
路２０に水等の冷却媒体が流され、鋳鉄溶湯の凝固を促
進させる。この場合、外壁入子１ｄには熱伝導のよい銅
系材料を用いるのがよい。
鉄溶湯の場合である。先にライナ部が鋳造され、ついで
ブロック部が鋳造される。鋳鉄の方がアルミより融点が
高いのでライナ部成形を先にする。図３の（ａ）は、外
型１がライナの外壁入子１ｄを有し、第１のキャビティ
形成工程で外壁入子１ｄと入子２との間に第１のキャビ
ティ５を形成し、第１の注入工程で鋳鉄溶湯からなるラ
イナ材料４を、別装置から圧送、吸引等で、ゲート１９
を通して第１のキャビティ５に充填した状態を示してい
る。外壁入子１ｄは、上型１ａに設けられている。外壁
入子１ｄは、図５に示す複数シリンダ一体のライナの外
壁を形成するようになっている。花びら入子２ａが拡径
状態でセットされ、それからライナ部板厚分だけのすき
間（第１のキャビティ５）を確保した位置に外壁入子１
ｄが設けられる。鋳鉄溶湯からなるライナ材料４が第１
のキャビティ５に充填されると、外壁入子１ｄの冷却通
路２０に水等の冷却媒体が流され、鋳鉄溶湯の凝固を促
進させる。この場合、外壁入子１ｄには熱伝導のよい銅
系材料を用いるのがよい。
【００１８】図３の（ｂ）では、外壁入子１ｄは横方向
へスライドして脱型し、その後上方（矢印１２Ｂの方
向）に移動される。この場合、外壁入子１ｄのスライド
構造は、花びら入子の拡径機構の応用でも、別シリンダ
による作動でもよい。その前に、ライナ部の鋳鉄溶湯が
凝固しゲート１９内の鋳鉄溶湯が凝固していないタイミ
ングで、圧送または吸引の作動を切り、ゲート１９内の
鋳鉄溶湯を戻す。図３の（ｃ）で、ウォータジャケット
入子１ｅおよび横型１ｃをセットし、ゲート２１よりブ
ロック材料３である一般アルミ合金を射出する。図３の
（ｄ）は、下型１ｂ、横型１ｃの脱型、入子２の縮径お
よび上方（矢印１２Ｂ´）への脱型後、製品１６取り出
し前の状態を示している。この状態で製品１６（ライナ
付きシリンダブロック）を取り出す。
へスライドして脱型し、その後上方（矢印１２Ｂの方
向）に移動される。この場合、外壁入子１ｄのスライド
構造は、花びら入子の拡径機構の応用でも、別シリンダ
による作動でもよい。その前に、ライナ部の鋳鉄溶湯が
凝固しゲート１９内の鋳鉄溶湯が凝固していないタイミ
ングで、圧送または吸引の作動を切り、ゲート１９内の
鋳鉄溶湯を戻す。図３の（ｃ）で、ウォータジャケット
入子１ｅおよび横型１ｃをセットし、ゲート２１よりブ
ロック材料３である一般アルミ合金を射出する。図３の
（ｄ）は、下型１ｂ、横型１ｃの脱型、入子２の縮径お
よび上方（矢印１２Ｂ´）への脱型後、製品１６取り出
し前の状態を示している。この状態で製品１６（ライナ
付きシリンダブロック）を取り出す。
【００１９】本発明の第３実施例の作用については、鋳
鉄溶湯４を先に凝固させ、その後にアルミ合金溶湯３を
注湯するので、ブロック鋳造時にライナ部が溶損するこ
とはない。
鉄溶湯４を先に凝固させ、その後にアルミ合金溶湯３を
注湯するので、ブロック鋳造時にライナ部が溶損するこ
とはない。
【００２０】図４、図５はライナ部分の形状の２つのタ
イプを示している。図４は各シリンダ（気筒）のライナ
部４が互いに独立であり、ライナ部間にはブロック材料
３がある。このタイプは型構成上、本発明の第１実施
例、第２実施例に用いられることが適している。図５は
すべてのシリンダのライナ部４が連結されているもの
で、このタイプは本発明の第３実施例に用いられること
が適している。
イプを示している。図４は各シリンダ（気筒）のライナ
部４が互いに独立であり、ライナ部間にはブロック材料
３がある。このタイプは型構成上、本発明の第１実施
例、第２実施例に用いられることが適している。図５は
すべてのシリンダのライナ部４が連結されているもの
で、このタイプは本発明の第３実施例に用いられること
が適している。
【００２１】
【発明の効果】請求項１〜５の何れかの方法によれば、
連続して同一型内でライナ部、ブロック部を形成できる
ので、総工程数を低減でき、かつ寸法精度の向上、ライ
ナ部の薄肉化が可能となり、エンジンを軽量化、コンパ
クト化できる。請求項２の方法によれば、花びら入子、
芯入子からなる入子を用いることにより、キャビティの
形成が容易となり、製造工程を簡略化できる。請求項
３、４の何れかの方法によれば、ライナ材料を粉末と
し、注入後加熱、固化させるため、ライナ部の鋳造が不
要となり、製造設備を単純化できる。請求項４の方法に
よれば、粉末ライナ材料を花びら入子で加圧するので、
密度の高い良質のライナ部を形成できる。請求項５の方
法によれば、鋳鉄ライナ材料の場合、ライナ部を先に鋳
造するので、ブロック部鋳造時のライナ部溶損を防止で
きる。
連続して同一型内でライナ部、ブロック部を形成できる
ので、総工程数を低減でき、かつ寸法精度の向上、ライ
ナ部の薄肉化が可能となり、エンジンを軽量化、コンパ
クト化できる。請求項２の方法によれば、花びら入子、
芯入子からなる入子を用いることにより、キャビティの
形成が容易となり、製造工程を簡略化できる。請求項
３、４の何れかの方法によれば、ライナ材料を粉末と
し、注入後加熱、固化させるため、ライナ部の鋳造が不
要となり、製造設備を単純化できる。請求項４の方法に
よれば、粉末ライナ材料を花びら入子で加圧するので、
密度の高い良質のライナ部を形成できる。請求項５の方
法によれば、鋳鉄ライナ材料の場合、ライナ部を先に鋳
造するので、ブロック部鋳造時のライナ部溶損を防止で
きる。
【図１】本発明の第１実施例の内燃機関のシリンダブロ
ック製造方法の各工程の外型、入子の断面図である。
ック製造方法の各工程の外型、入子の断面図である。
【図２】本発明の第２実施例の内燃機関のシリンダブロ
ック製造方法の各工程の外型、入子の断面図である。
ック製造方法の各工程の外型、入子の断面図である。
【図３】本発明の第３実施例の内燃機関のシリンダブロ
ック製造方法の各工程の外型、入子の断面図である。
ック製造方法の各工程の外型、入子の断面図である。
【図４】ライナ部の一つのタイプを示すシリンダブロッ
クのシリンダボア軸芯と直交する平面で切って見た断面
図である。
クのシリンダボア軸芯と直交する平面で切って見た断面
図である。
【図５】ライナ部のもう一つのタイプを示すシリンダブ
ロックのシリンダボア軸芯と直交する平面で切って見た
断面図である。
ロックのシリンダボア軸芯と直交する平面で切って見た
断面図である。
【図６】入子の斜視図である。
１ 外型 ２ 入子 ２ａ 花びら入子 ２ｂ 芯入子 ３ ブロック材料 ４ ライナ材料 ５ 第１のキャビティ ６ 第２のキャビティ ７ 第１のゲート ８ 第２のゲート ９ 移動空間 １０、１０´ 保持部材 １１ 凸部 １３、１５ 脱型すき間 １４ 第２ゲート １６ 製品 １７ ばり １８ 粉末供給ゲート １９、２１ ゲート ２０ 冷却通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ２２Ｆ 3/14 Ｂ２２Ｆ 3/02 Ｋ 5/12 3/14 Ｒ Ｆ０２Ｆ 1/00 5/00 Ｂ (56)参考文献 特開 平６−126428（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−84245（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−38654（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 19/08 B22C 9/24 B22D 19/00 B22F 3/02 B22F 3/14 B22F 5/12 F02F 1/00
Claims (5)
- 【請求項１】 外型と入子との間にブロック材料とライ
ナ材料の一方の材料が注入される第１のキャビティを形
成する第１のキャビティ形成工程と、 前記第１のキャビティに前記ブロック材料とライナ材料
の一方の材料を注入する第１の注入工程と、 外型と入子との間隔を、外型と入子の一方を別の外型ま
たは入子と入れ替えるかまたは入子を縮径することによ
り、拡大し、注入された前記ブロック材料とライナ材料
の一方の材料の側部にブロック材料とライナ材料の他方
の材料が注入される第２のキャビティを形成する第２の
キャビティ形成工程と、 前記第２のキャビティに前記ブロック材料とライナ材料
の他方の材料を注入する第２の注入工程と、からなる内
燃機関のシリンダブロック製造方法。 - 【請求項２】 半径方向に拡縮可能な花びら入子と軸方
向へ移動して花びら入子を半径方向へ移動させる芯入子
とからなる入子と、外型との間に、ブロック材料が注入
される第１のキャビティを形成する第１のキャビティ形
成工程と、 前記第１のキャビティにブロック材料を注入する第１の
注入工程と、 入子を別の入子に入れ替えるかまたは入子を縮径して入
子と前記注入されたブロック材料との間にライナ材料が
注入される第２のキャビティを形成する第２のキャビテ
ィ形成工程と、 前記第２のキャビティにライナ材料を注入する第２の注
入工程と、からなる内燃機関のシリンダブロック製造方
法。 - 【請求項３】 外型と入子との間にブロック材料が注入
される第１のキャビティを形成する第１のキャビティ形
成工程と、 前記第１のキャビティにブロック材料を注入する第１の
注入工程と、 入子を別の入子に入れ替えるかまたは入子を縮径して入
子と前記注入されたブロック材料との間にライナ材料が
注入される第２のキャビティを形成する第２のキャビテ
ィ形成工程と、 前記第２のキャビティに粉末のライナ材料を注入する第
２の注入工程と、 注入された粉末のライナ材料を加熱し固化する加熱固化
工程と、からなる内燃機関のシリンダブロック製造方
法。 - 【請求項４】 半径方向に拡縮可能な花びら入子と軸方
向へ移動して花びら入子を半径方向へ移動させる芯入子
とからなる入子と、外型との間に、ブロック材料が注入
される第１のキャビティを形成する第１のキャビティ形
成工程と、 前記第１のキャビティにブロック材料を注入する第１の
注入工程と、 入子を別の入子に入れ替えるかまたは入子を縮径して入
子と前記注入されたブロック材料との間にライナ材料が
注入される第２のキャビティを形成する第２のキャビテ
ィ形成工程と、 前記第２のキャビティに粉末のライナ材料を注入する第
２の注入工程と、 前記入子の芯入子を軸方向に移動させて花びら入子を半
径方向に拡径し花びら入子で注入された粉末のライナ材
料を加圧する加圧工程と、 注入された粉末のライナ材料を加熱し固化する加熱固化
工程と、からなる内燃機関のシリンダブロック製造方
法。 - 【請求項５】 外型と入子との間にライナ材料が注入さ
れる第１のキャビティを形成する第１のキャビティ形成
工程と、 前記第１のキャビティに鋳鉄溶湯からなるライナ材料を
注入する第１の注入工程と、 外型を別の外型に替え該替えた外型と前記注入されたラ
イナ材料との間にブロック材料が注入される第２のキャ
ビティを形成する第２のキャビティ形成工程と、 前記第２のキャビティにアルミ合金溶湯からなるブロッ
ク材料を注入する第２の注入工程と、からなる内燃機関
のシリンダブロック製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8309833A JP3016364B2 (ja) | 1995-12-04 | 1996-11-21 | 内燃機関のシリンダブロック製造方法 |
| US08/760,144 US5862852A (en) | 1995-12-04 | 1996-12-03 | Production method for a cylinder block of an internal combustion engine |
| CN96121511A CN1063370C (zh) | 1995-12-04 | 1996-12-03 | 内燃机气缸座的制造方法 |
| DE19650349A DE19650349C2 (de) | 1995-12-04 | 1996-12-04 | Herstellungsverfahren für einen Zylinderblock eines Verbrennungsmotors |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31519095 | 1995-12-04 | ||
| JP7-315190 | 1995-12-04 | ||
| JP8309833A JP3016364B2 (ja) | 1995-12-04 | 1996-11-21 | 内燃機関のシリンダブロック製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09216046A JPH09216046A (ja) | 1997-08-19 |
| JP3016364B2 true JP3016364B2 (ja) | 2000-03-06 |
Family
ID=26566094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8309833A Expired - Lifetime JP3016364B2 (ja) | 1995-12-04 | 1996-11-21 | 内燃機関のシリンダブロック製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5862852A (ja) |
| JP (1) | JP3016364B2 (ja) |
| CN (1) | CN1063370C (ja) |
| DE (1) | DE19650349C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102773463A (zh) * | 2012-08-01 | 2012-11-14 | 烟台路通精密铝业有限公司 | 一种双金属发动机气缸复合材料的制备工艺 |
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| CN114837843A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-08-02 | 昆明理工大学 | 一种适用于紧凑型多缸柴油机的连体气缸套 |
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