JP4329810B2 - Cylinder block - Google Patents

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Description

本発明は、自動車用エンジン等の内燃機関に使用されるシリンダブロックに係る。特に、本発明は、シリンダブロックにおけるデッキ面部分の強度向上を図るための対策に関する。 The present invention relates to a cylinder block for use in an internal combustion engine such as an automobile engine. In particular, the present invention relates to a measure for improving the strength of a deck surface portion in a cylinder block.

自動車用エンジン等に使用されるシリンダブロックとして、その軽量化等を図るためにアルミニウム合金製のものが普及しつつある。   As a cylinder block used for an automobile engine or the like, one made of an aluminum alloy is becoming popular in order to reduce its weight.

また、シリンダブロックは、一般的に鋳造加工により製造されるが、高い加工精度や加工時間の短縮化を図る観点からダイキャスト成形により製造される場合が多い。特に、上述したアルミニウム合金製のシリンダブロックにあっては、ピストンが摺接するシリンダボア内面の機械的強度、耐摩耗性、耐熱性等を確保するために、ボア内面を形成する部材として鋳鉄製等のシリンダライナを一体的に鋳込んで製造されることが多い（例えば下記の特許文献１を参照）。   The cylinder block is generally manufactured by casting, but is often manufactured by die casting from the viewpoint of achieving high processing accuracy and shortening the processing time. In particular, in the above-described cylinder block made of aluminum alloy, in order to ensure the mechanical strength, wear resistance, heat resistance, etc. of the cylinder bore inner surface with which the piston is slidably contacted, the member forming the bore inner surface is made of cast iron or the like. The cylinder liner is often manufactured by integrally casting (see, for example, Patent Document 1 below).

また、シリンダブロックの形状として、その内部に成形される冷却水通路としてのウォータジャケットがブロック上面（シリンダヘッドとの合わせ面：デッキ面）に開放するオープンデッキタイプと、ウォータジャケットがブロック上面に開放しないクローズドデッキタイプとがあるが、オープンデッキタイプによれば鋳造加工に中子が必要なくなるため、特に上記ダイキャスト成形に適している。   In addition, as the shape of the cylinder block, an open deck type in which a water jacket as a cooling water passage molded inside the block opens to the block upper surface (a mating surface with the cylinder head: deck surface), and a water jacket opens to the block upper surface. However, the open deck type is particularly suitable for the above-described die casting because the core is not required for casting.

一方、近年、エンジンの高出力化を図るために膨張行程時の筒内圧力を高めることが要求されている。特に、ディーゼルエンジンにあってはガソリンエンジンに比べて筒内圧力が高いため（現在、一般的には１６ＭＰａ程度）、更に筒内圧力を高めて高出力化を図ろうとすると、シリンダブロックには、よりいっそう高い強度が必要になってくる。   On the other hand, in recent years, it has been required to increase the in-cylinder pressure during the expansion stroke in order to increase the engine output. In particular, in a diesel engine, the in-cylinder pressure is higher than that of a gasoline engine (currently generally about 16 MPa). Therefore, when further increasing the in-cylinder pressure to increase the output, Even higher strength is required.

ところが、上述したアルミニウム合金のダイキャスト成形によってシリンダブロックを製造する場合、以下のような鋳造欠陥が発生する可能性があり、この鋳造欠陥部分では上記筒内圧力の向上を図る上で十分な強度を得ることができない可能性があった。   However, when the cylinder block is manufactured by die casting of the above-described aluminum alloy, the following casting defects may occur, and this casting defect portion has sufficient strength to improve the in-cylinder pressure. There was a possibility that could not get.

つまり、ダイキャスト成形はアルミニウム合金の溶湯を金型のキャビティ内に向けて加圧して送り込むものであるため、空気も同時に送り込まれてしまう。そして、溶湯に気泡が存在したままアルミニウム合金が冷却固化されてしまうと、この気泡が存在していた部分が鋳巣となる。また、ダイキャスト成形はアルミニウム合金の溶湯を一旦射出スリーブに貯留するため、この射出スリーブ内において溶湯の表面にアルミニウム合金の酸化膜が生成されてしまう場合が多い。そして、この酸化膜が金型のキャビティ内に送り込まれてしまう可能性があり、この場合に、この酸化膜が混入されたままアルミニウム合金が冷却固化されてしまうと、この酸化膜残存部分が鋳造欠陥となる。このような鋳巣や酸化膜の鋳造欠陥の存在する部分は他の部分（鋳造欠陥の存在しない部分）に比べて強度が低くなってしまう。   That is, since die casting is performed by pressurizing and feeding a molten aluminum alloy into the cavity of the mold, air is also fed simultaneously. If the aluminum alloy is cooled and solidified with air bubbles remaining in the molten metal, the portion where the air bubbles exist becomes a cast hole. In die casting, since the molten aluminum alloy is temporarily stored in the injection sleeve, an aluminum alloy oxide film is often generated on the surface of the molten metal in the injection sleeve. Then, there is a possibility that this oxide film will be sent into the cavity of the mold. In this case, if the aluminum alloy is cooled and solidified with this oxide film mixed, the remaining part of the oxide film is cast. It becomes a defect. Such a cast hole or a portion where an oxide film has a casting defect has a lower strength than other portions (a portion where no casting defect exists).

一方、異種材料を組み合わせることで強度を高めるものとして金属基複合材料（ＭＭＣ：Ｍｅｔａｌ Ｍａｔｒｉｘ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）が知られている。このＭＭＣをシリンダブロックに適用する技術として、例えば下記の特許文献２や特許文献３に開示されているものがある。   On the other hand, a metal matrix composite (MMC) is known as one that increases strength by combining different materials. As a technique for applying this MMC to a cylinder block, for example, there are those disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3 below.

特許文献２のものでは、シリンダライナの外壁に２つの環状突起を形成しておき、この環状突起同士の間にアルミナで成る強化用繊維束のプリフォームを配設した状態でシリンダブロックの鋳造加工を行うようにしている。これにより、シリンダライナと強化用繊維束とを、シリンダブロックに一体的に鋳込み、シリンダライナのシリンダヘッド側への膨張を強化用繊維束によって抑制できるようにしている。   In Patent Document 2, two annular projections are formed on the outer wall of a cylinder liner, and a cylinder fiber casting process is performed with a reinforcing fiber bundle preform made of alumina disposed between the annular projections. Like to do. Thus, the cylinder liner and the reinforcing fiber bundle are integrally cast into the cylinder block, and the expansion of the cylinder liner toward the cylinder head can be suppressed by the reinforcing fiber bundle.

また、特許文献３のものでは、シリンダライナの上端部（デッキ面側の端部）を薄肉化してリブを形成しておき、このリブの外周囲に無機質繊維成形体を圧入する。そして、これらシリンダライナ及び無機質繊維成形体をシリンダブロック一体的に鋳込んだ後、シリンダブロックの上面を切削してデッキ面を形成すると共に、シリンダライナ内面を切削してボア内面を形成する。また、このシリンダライナ内面の切削に際し、シリンダライナ上端部に形成されていた上記リブを無機質繊維成形体の内周縁部分と共に除去し、ＭＭＣ化された無機質繊維成形体をボア内部空間に露出させるようにしている。
特開平７−２８４９０５号公報 実開昭６３−１９０５０号公報 特開平１０−２２０２７８号公報 Moreover, in the thing of patent document 3, the upper end part (end part by the side of a deck surface) of a cylinder liner is thinned, the rib is formed, and an inorganic fiber molded object is press-fit in the outer periphery of this rib. Then, after the cylinder liner and the inorganic fiber molded body are cast integrally with the cylinder block, the upper surface of the cylinder block is cut to form the deck surface, and the inner surface of the cylinder liner is cut to form the bore inner surface. Further, when the inner surface of the cylinder liner is cut, the rib formed on the upper end portion of the cylinder liner is removed together with the inner peripheral edge portion of the inorganic fiber molded body so that the MMC-made inorganic fiber molded body is exposed to the bore internal space. I have to.
JP 7-284905 A Japanese Utility Model Publication No. 63-19050 Japanese Patent Laid-Open No. 10-220278

上記シリンダブロックに要求される強度は、エンジンの膨張行程時の筒内圧力に耐え得るものであることが要求される。より詳しくは、筒内圧力が最大となる膨張行程初期時（例えばピストンの上死点位置からクランク角度で十数度だけクランク回転角が進んだ時点）の筒内圧力（燃焼圧）が作用する部分、つまり、シリンダブロックにおけるシリンダヘッド側の部分（シリンダ軸が上下方向に延びるエンジンにあっては上側部分）には、特に高い応力が作用するため、この部分には高い強度が必要である。特に上記オープンデッキタイプのシリンダブロックでは、上記応力はウォータジャケットの内側に形成されているシリンダボア外壁部分に大きく作用することになるため、このシリンダボア外壁部分のシリンダヘッド側領域（シリンダブロック上端部分）での変形を抑制するべく十分な強度を確保しておかねばならない。しかしながら、シリンダボア外壁部分に対する冷却性の点に鑑みると、このシリンダボア外壁部分の肉厚は薄い方が好ましい。このように、このシリンダボア外壁部分、特にシリンダヘッド側領域には、薄肉でありながらも高い強度が得られていることが求められる。   The strength required for the cylinder block is required to withstand the in-cylinder pressure during the expansion stroke of the engine. More specifically, the in-cylinder pressure (combustion pressure) acts at the initial stage of the expansion stroke in which the in-cylinder pressure becomes maximum (for example, when the crank rotation angle advances by a dozen degrees of crank angle from the top dead center position of the piston). Since a particularly high stress acts on the portion, that is, the portion on the cylinder head side in the cylinder block (the upper portion in the case of an engine in which the cylinder shaft extends in the up-and-down direction), this portion needs high strength. Particularly in the open deck type cylinder block, the stress acts on the cylinder bore outer wall portion formed inside the water jacket. Therefore, in the cylinder head side region (the cylinder block upper end portion) of the cylinder bore outer wall portion. Sufficient strength must be secured to suppress deformation of the material. However, in view of the cooling performance with respect to the cylinder bore outer wall portion, it is preferable that the thickness of the cylinder bore outer wall portion is thin. Thus, the cylinder bore outer wall portion, particularly the cylinder head side region, is required to have a high strength despite being thin.

ところが、上記特許文献２に開示されているものでは、強化用繊維束のプリフォームはシリンダライナの上端部分には配設されていない。つまり、最も高い強度が要求される部分（シリンダブロック上端部分）には強化用プリフォームが配設されていない。そればかりでなく、この部分では強化用プリフォームの外周側にシリンダブロック本体を構成する材料（例えばアルミニウム合金）が溶湯として流れ込む構成となっているため、このシリンダブロック上端部分に、上記空気の混入による鋳巣や酸化膜の混入による鋳造欠陥が存在している場合があり、この部分での強度が低下している可能性がある。   However, in the one disclosed in Patent Document 2, the preform of the reinforcing fiber bundle is not disposed at the upper end portion of the cylinder liner. That is, the reinforcing preform is not disposed in the portion (the upper end portion of the cylinder block) where the highest strength is required. In addition, since the material (for example, aluminum alloy) constituting the cylinder block body flows as a molten metal on the outer peripheral side of the reinforcing preform in this portion, the air is mixed into the upper end portion of the cylinder block. There may be a casting defect due to contamination of the casting hole or oxide film, and the strength at this portion may be reduced.

一方、上記特許文献３に開示されているものでは、上述した如くＭＭＣ化された無機質繊維成形体がデッキ面部分においてボア内部空間に露出している。つまり、この特許文献３のものでは、最も高い強度が要求される部分（シリンダブロック上端部分）にはＭＭＣ化された無機質繊維成形体が配設されている。しかしながら、この無機質繊維成形体の外周側にはシリンダブロック本体を構成する材料（アルミニウム合金）が溶湯として流れ込む構成となっている。このため、このシリンダブロック上端部分に、上記空気の混入による鋳巣や酸化膜の混入による鋳造欠陥が存在している場合があり、この場合にも、この部分での強度が低下している可能性がある。   On the other hand, in the one disclosed in Patent Document 3, the MMC-made inorganic fiber molded body is exposed in the bore internal space at the deck surface portion as described above. That is, in this Patent Document 3, an MMC-made inorganic fiber molded body is disposed in a portion (the cylinder block upper end portion) where the highest strength is required. However, the material constituting the cylinder block body (aluminum alloy) flows as a molten metal on the outer peripheral side of the inorganic fiber molded body. For this reason, there may be a casting defect due to the mixing of the air or the oxide film at the upper end portion of the cylinder block. In this case as well, the strength at this portion may be reduced. There is sex.

また、この特許文献３のものでは、上述した如く、シリンダライナのリブは除去されるため、ＭＭＣ化された無機質繊維成形体とシリンダライナとは、シリンダライナの先端面部分のみで当接し、密着された状態とはなっていない。特に、この両者の当接部分は、膨張行程時に高温度になるシリンダブロック上端部分に位置しているので、両材料の膨張率の差等が原因となって、シリンダライナの先端面に対して無機質繊維成形体が剥離してしまう虞がある。このような剥離が生じた場合、この無機質繊維成形体外周側のシリンダブロック本体に亀裂を引き起こす原因となる可能性がある。   Further, in this Patent Document 3, since the rib of the cylinder liner is removed as described above, the MMC-made inorganic fiber molded body and the cylinder liner are in contact with each other only at the tip surface portion of the cylinder liner, and are in close contact with each other. It is not in the state that was done. In particular, the contact portion between the two is located at the upper end portion of the cylinder block where the temperature becomes high during the expansion stroke. There is a possibility that the inorganic fiber molded body may be peeled off. When such peeling occurs, it may cause a crack in the cylinder block body on the outer peripheral side of the inorganic fiber molded body.

更に、この特許文献３のものでは、シリンダライナ内面を切削する際、シリンダライナ内面及び無機質繊維成形体の内面を共に切削する必要があり、高い加工精度を得ることが難しい。つまり、ボア内面が均一な材料（例えば鋳鉄）で形成されているものに比べて、切削特性の異なる２種類の材料を面一に加工する必要があることから、その面一加工が難しく、切削方法や切削工具の選定が困難であり、実用性に劣るものである。   Furthermore, in this patent document 3, when cutting the cylinder liner inner surface, it is necessary to cut both the cylinder liner inner surface and the inner surface of the inorganic fiber molded body, and it is difficult to obtain high processing accuracy. In other words, compared to the case where the bore inner surface is made of a uniform material (for example, cast iron), it is necessary to process two types of materials having different cutting characteristics, so that it is difficult to perform the surface processing. Selection of a method and a cutting tool is difficult, and it is inferior to practicality.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、オープンデッキタイプのシリンダブロックであって、デッキ面部分に金属基複合材料を適用するものにおいて、シリンダライナと金属基複合材料との密着状態を安定的に得ながらも、シリンダブロックのデッキ面部分に高い強度が得られるシリンダブロックを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is an open deck type cylinder block in which a metal matrix composite material is applied to a deck surface portion. while give close contact between the base composite material stably, it is to provide a cylinder block that high strength deck surface portion of the cylinder block is obtained.

−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、シリンダボア内面をシリンダライナにより形成するオープンデッキタイプのシリンダブロックに対し、デッキ面部分（シリンダヘッドに対する合わせ面及びその周辺部分）においてシリンダライナの外周側にＭＭＣ（金属基複合材料）が密着状態で配設され、このＭＭＣの外周側がウォータジャケットに臨む構成とし、ウォータジャケットよりも内側（ボア側）の領域にあっては、デッキ面部分にシリンダヘッド本体の形成材料（アルミニウム合金等）が単独では存在しないようにしている。 -Solving principle-
The solution principle of the present invention devised to achieve the above object is that, in the deck surface portion (the mating surface with respect to the cylinder head and its peripheral portion), the cylinder surface of the open deck type in which the cylinder bore inner surface is formed by the cylinder liner. An MMC (metal matrix composite) is disposed in close contact with the outer periphery of the cylinder liner, and the outer periphery of the MMC faces the water jacket. In the area inside (bore side) of the water jacket, The material for forming the cylinder head main body (such as an aluminum alloy) is not present alone on the surface portion.

−解決手段−
具体的に、本発明は、シリンダボア内面を構成するシリンダライナを一体的に鋳込み且つオープンデッキタイプに構成されたシリンダブロックを前提とする。このシリンダブロックに対し、軸心方向の長さ寸法がシリンダライナの軸心方向の長さ寸法よりも短く設定された筒形状の多孔質体にシリンダブロック形成材料が含浸されて成る金属基複合体を、シリンダブロックデッキ面部分における上記シリンダライナの外周囲に装着させ、この金属基複合体の外面をウォータジャケットに臨ませ、且つこの金属基複合体の内面の全面をシリンダライナの外面に密着させる一方、上記シリンダライナの内面をシリンダボアに臨ませた構成としている。また、上記金属基複合体を、シリンダブロック形成材料がシリンダライナの軸線に沿う方向に流れながら多孔質体に含浸されることで成形し、この多孔質体において、シリンダブロック形成材料の溶湯が流れ込む面を、シリンダライナ側の領域がウォータジャケット側の領域よりも溶湯の流れ込み方向の下流側に位置するようにしている。 -Solution-
Specifically, the present invention is premised on a cylinder block in which a cylinder liner constituting an inner surface of a cylinder bore is integrally cast and is configured as an open deck type. A metal matrix composite in which a cylinder block forming material is impregnated with a cylindrical porous body in which the axial length of the cylinder block is set to be shorter than the axial length of the cylinder liner. Is mounted on the outer periphery of the cylinder liner on the cylinder block deck surface portion, the outer surface of the metal matrix composite faces the water jacket, and the entire inner surface of the metal matrix composite is brought into close contact with the outer surface of the cylinder liner. On the other hand, the inner surface of the cylinder liner faces the cylinder bore. Further, the metal matrix composite is molded by being impregnated into the porous body while the cylinder block forming material flows in the direction along the axis of the cylinder liner, and the molten cylinder block forming material flows into the porous body. The surface of the cylinder liner side is positioned on the downstream side in the molten metal flow direction with respect to the water jacket side region.

また、上記目的を達成するための他の解決手段としては以下の構成が挙げられる。つまり、シリンダボア内面を構成するシリンダライナを一体的に鋳込み且つオープンデッキタイプに構成されたシリンダブロックを前提とする。このシリンダブロックに対し、軸心方向の長さ寸法がシリンダライナの軸心方向の長さ寸法よりも短く設定された筒形状の多孔質体をシリンダブロックデッキ面部分における上記シリンダライナの外周囲に装着した状態で鋳造加工を行うことで、シリンダブロックデッキ面部分にあっては、シリンダボアとウォータジャケットとの間に、シリンダライナ及び、上記多孔質体にシリンダブロック形成材料が含浸されて成る金属基複合体のみを存在させた構成としている。また、上記金属基複合体を、シリンダブロック形成材料がシリンダライナの軸線に沿う方向に流れながら多孔質体に含浸されることで成形し、この多孔質体において、シリンダブロック形成材料の溶湯が流れ込む面を、シリンダライナ側の領域がウォータジャケット側の領域よりも溶湯の流れ込み方向の下流側に位置するようにしている。 Moreover, the following structure is mentioned as another solution means for achieving the said objective. In other words, it is assumed that the cylinder block is formed by integrally casting the cylinder liner that constitutes the inner surface of the cylinder bore and is configured as an open deck type. For this cylinder block, a cylindrical porous body having a length in the axial direction shorter than the length in the axial direction of the cylinder liner is placed around the cylinder liner on the cylinder block deck surface. By casting in the mounted state, the cylinder block deck surface portion has a cylinder liner and a metal base formed by impregnating the porous body with the cylinder block forming material between the cylinder bore and the water jacket. Only the complex is present. Further, the metal matrix composite is molded by being impregnated into the porous body while the cylinder block forming material flows in the direction along the axis of the cylinder liner, and the molten cylinder block forming material flows into the porous body. The surface of the cylinder liner side is positioned on the downstream side in the molten metal flow direction with respect to the water jacket side region.

これら特定事項により、シリンダブロックにおいて最も高い強度が要求される部分であるシリンダヘッドに対する合わせ面部分（デッキ面部分）におけるウォータジャケットの内側領域にあっては、シリンダライナと、金属基複合材料で成る金属基複合体のみが存在した状態となり、この部分にシリンダブロック形成材料（例えばアルミニウム合金）単独の層（ＭＭＣ化されていないシリンダブロック形成材料）が存在することがない。つまり、鋳造加工時においてデッキ面部分に流れ込もうとする空気や酸化膜は、多孔質体によって捕捉され、このデッキ面部分への流れ込みが阻止される。従って、シリンダブロックのデッキ面部分に、空気の混入による鋳巣や酸化膜の混入による鋳造欠陥が存在するといった状況は招かず、この部分での強度を十分に得ることができる。また、上記金属基複合体は、その内面の全面がシリンダライナの外面に密着しているため、この金属基複合体とシリンダライナとの間の密着度を長期間に亘って安定的に維持することが可能になる。   Due to these specific matters, in the inner region of the water jacket in the mating surface portion (deck surface portion) with respect to the cylinder head, which is the portion where the highest strength is required in the cylinder block, the cylinder liner and the metal matrix composite material are used. Only the metal matrix composite is present, and the cylinder block forming material (for example, aluminum alloy) alone layer (cylinder block forming material that is not MMC) does not exist in this portion. That is, air or an oxide film that tends to flow into the deck surface during casting is captured by the porous body, and is prevented from flowing into the deck surface. Accordingly, there is no situation in which there is a casting defect due to air mixing or an oxide film on the deck surface portion of the cylinder block, and sufficient strength can be obtained at this portion. In addition, since the entire inner surface of the metal matrix composite is in close contact with the outer surface of the cylinder liner, the degree of adhesion between the metal matrix composite and the cylinder liner is stably maintained over a long period of time. It becomes possible.

また、金型のキャビティを経て多孔質体の内部に溶湯（シリンダブロック形成材料の溶湯）が流れ込む際には、この溶湯中に含まれる気泡や異物（アルミニウム合金の酸化物等）は、多孔質体のシリンダライナ側、つまり内周側に流れ込んで、この内周側に堆積されることになる。このため、溶湯が冷却固化された状態にあっては、この多孔質体において溶湯が流れ込む面（例えば下端面）に面しているシリンダブロック形成材料のうち、外周側（ウォータジャケット側）には鋳巣や酸化膜の混入による鋳造欠陥が存在しない状態となる。特に、エンジンの膨張行程時における筒内圧力の応力は、シリンダボアとウォータジャケットとの間にあっては外周側部分（ウォータジャケット側部分）に大きく作用するが、この大きな応力が作用する領域に、鋳巣や酸化膜の混入による鋳造欠陥が存在しない状態を得ることができるため、この部分での強度を十分に高めることができ、シリンダブロックの信頼性の向上を図ることができる。 Also, when molten metal (melt of cylinder block forming material) flows into the porous body through the cavity of the mold, bubbles and foreign substances (such as oxides of aluminum alloy) contained in the molten metal are porous. It flows into the cylinder liner side of the body, that is, the inner peripheral side, and is deposited on the inner peripheral side. For this reason, when the molten metal is cooled and solidified, the outer peripheral side (water jacket side) of the cylinder block forming material facing the surface (for example, the lower end surface) into which the molten metal flows in the porous body There will be no casting defects due to contamination of the casting cavity or oxide film. In particular, the in-cylinder pressure stress during the expansion stroke of the engine greatly acts on the outer peripheral side portion (water jacket side portion) between the cylinder bore and the water jacket. In addition, since it is possible to obtain a state in which there is no casting defect due to contamination of the oxide film, the strength at this portion can be sufficiently increased, and the reliability of the cylinder block can be improved.

また、多孔質体において溶湯の流れ込む面の他の具体的な形状としては、シリンダブロック形成材料がシリンダライナの軸線に沿う方向に流れながら多孔質体に含浸されることで金属基複合体が成形されるものに対し、上記多孔質体において、シリンダブロック形成材料の溶湯が流れ込む面に、シリンダライナ側からウォータジャケット側に亘る中間部分に凹部を形成するものが挙げられる。   As another specific shape of the surface into which the molten metal flows in the porous body, the metal block composite is formed by impregnating the porous body while the cylinder block forming material flows in the direction along the axis of the cylinder liner. On the other hand, in the porous body, there may be mentioned one in which a concave portion is formed in an intermediate portion from the cylinder liner side to the water jacket side on the surface into which the melt of the cylinder block forming material flows.

この特定事項によれば、金型のキャビティを経て多孔質体の内部に溶湯が流れ込む際には、この溶湯中に含まれる気泡や異物（アルミニウム合金の酸化物等）は、多孔質体に形成されている凹部に向けて流れ込み、この凹部の周辺に堆積されることになる。このため、溶湯が冷却固化された状態にあっては、この多孔質体において溶湯が流れ込む面（例えば下端面）に面しているシリンダブロック形成材料のうち、外周側（ウォータジャケット側）には鋳巣や酸化膜の混入による鋳造欠陥が存在しない状態となる。従って、この構成によっても、大きな応力が作用する領域（外周側部分：ウォータジャケット側部分）に、鋳巣や酸化膜の混入による鋳造欠陥が存在しない状態を得ることができるため、この部分での強度を十分に高めることができ、シリンダブロックの信頼性の向上を図ることができる。   According to this specific matter, when the molten metal flows into the porous body through the mold cavity, bubbles and foreign matters (such as oxides of aluminum alloy) contained in the molten metal are formed in the porous body. The liquid flows toward the recessed portion and is deposited around the recessed portion. For this reason, when the molten metal is cooled and solidified, the outer peripheral side (water jacket side) of the cylinder block forming material facing the surface (for example, the lower end surface) into which the molten metal flows in the porous body There will be no casting defects due to contamination of the casting cavity or oxide film. Therefore, even in this configuration, it is possible to obtain a state in which there is no casting defect due to mixing of a cast hole or an oxide film in a region where a large stress acts (outer peripheral side portion: water jacket side portion). The strength can be sufficiently increased, and the reliability of the cylinder block can be improved.

また、多孔質体の内面形状の具体構成として以下のものが挙げられる。つまり、シリンダライナの外面に嵌合される前における多孔質体の内面形状として、シリンダブロックデッキ面側の内径寸法を、反シリンダブロックデッキ面側の内径寸法よりも小径に形成している。   Moreover, the following are mentioned as a specific structure of the inner surface shape of a porous body. That is, as the inner surface shape of the porous body before being fitted to the outer surface of the cylinder liner, the inner diameter dimension on the cylinder block deck surface side is formed smaller than the inner diameter dimension on the anti-cylinder block deck surface side.

この構成によれば、多孔質体に対するシリンダライナの圧入作業を容易にしながらも、この圧入後の状態では、多孔質体とシリンダライナとの間に隙間が生じない状態を得ることができる。このため、上記と同様に、多孔質体とシリンダライナとの間に、シリンダブロック形成材料（例えばアルミニウム合金）単独の層（ＭＭＣ化されていないシリンダブロック形成材料）が存在することが回避でき、この多孔質体とシリンダライナとの間に上記鋳巣や鋳造欠陥が存在することを確実に阻止できる。   According to this configuration, it is possible to obtain a state in which no gap is generated between the porous body and the cylinder liner in the state after the press-fitting while facilitating the press-in operation of the cylinder liner to the porous body. For this reason, similarly to the above, it is possible to avoid the presence of a single layer of the cylinder block forming material (for example, an aluminum alloy) (a cylinder block forming material that is not MMC) between the porous body and the cylinder liner, It is possible to reliably prevent the presence of the above-mentioned casting hole or casting defect between the porous body and the cylinder liner.

更に、多孔質体の外面形状の具体構成として以下のものが挙げられる。つまり、型締めされる前における多孔質体の外面形状として、シリンダブロックデッキ面側の外径寸法を、反シリンダブロックデッキ面側の外径寸法よりも小径に形成している。   Furthermore, the following are mentioned as a specific structure of the outer surface shape of a porous body. That is, as the outer surface shape of the porous body before being clamped, the outer diameter dimension on the cylinder block deck surface side is formed smaller than the outer diameter dimension on the anti-cylinder block deck surface side.

本発明では、金属基複合体の外面がウォータジャケットに臨む構成としているため、鋳造加工の際の型締め時にあっては、多孔質体の外面の略全周囲に亘ってウォータジャケット成形用金型が嵌め込まれることになる。この場合、上述した如く、多孔質体におけるシリンダブロックデッキ面側の外径寸法が、反シリンダブロックデッキ面側の外径寸法よりも小径に形成されておれば、多孔質体のシリンダブロックデッキ面側からのウォータジャケット成形用金型の嵌め込み作業を容易にしながらも、この嵌め込み（型締め）状態では、多孔質体の外面とウォータジャケット成形用金型との間に隙間が生じない状態を得ることができる。このため、多孔質体とウォータジャケット成形用金型との間に、シリンダブロック形成材料（例えばアルミニウム合金）の溶湯が流れ込むことが阻止され、金属基複合体の外周側に上記鋳巣や鋳造欠陥が存在することを確実に阻止できる。   In the present invention, since the outer surface of the metal matrix composite faces the water jacket, at the time of mold clamping at the time of casting, a water jacket molding die is formed over substantially the entire periphery of the outer surface of the porous body. Will be fitted. In this case, as described above, if the outer diameter dimension of the porous body on the cylinder block deck surface side is smaller than the outer diameter dimension of the anti-cylinder block deck surface side, the cylinder block deck surface of the porous body While facilitating the fitting operation of the water jacket molding die from the side, in this fitting (clamping) state, a state is obtained in which no gap is generated between the outer surface of the porous body and the water jacket molding die. be able to. For this reason, the molten metal of the cylinder block forming material (for example, an aluminum alloy) is prevented from flowing between the porous body and the water jacket molding die, and the above-mentioned cast hole or casting defect is formed on the outer peripheral side of the metal matrix composite. Can surely be prevented.

本発明では、オープンデッキタイプのシリンダブロックに対し、シリンダヘッドに対する合わせ面部分であるデッキ面部分においてシリンダライナの外周側にＭＭＣで成る金属基複合体を密着状態で配設し、この金属基複合体の外周側がウォータジャケットに臨む構成とすることで、ウォータジャケットの内側領域にあっては、デッキ面部分にシリンダヘッド本体の構成材料（アルミニウム合金等）が単独では存在しないようにしている。このため、このデッキ面部分の強度を十分に得ることができる。また、金属基複合体の内面の全面をシリンダライナの外面に密着させているため、この金属基複合体とシリンダライナとの間の密着度を長期間に亘って安定的に維持することが可能になる。   In the present invention, for the open deck type cylinder block, a metal matrix composite made of MMC is disposed in close contact with the outer peripheral side of the cylinder liner on the deck surface portion that is a mating surface portion with respect to the cylinder head. By adopting a configuration in which the outer peripheral side of the body faces the water jacket, the component material (aluminum alloy or the like) of the cylinder head main body is not present alone on the deck surface portion in the inner region of the water jacket. For this reason, the strength of the deck surface portion can be sufficiently obtained. In addition, since the entire inner surface of the metal matrix composite is in close contact with the outer surface of the cylinder liner, the adhesion between the metal matrix composite and the cylinder liner can be stably maintained over a long period of time. become.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下の各実施形態では、自動車用直列４気筒ディーゼルエンジンに使用されるサイアミーズ構造のシリンダブロックに本発明を適用した場合について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a case will be described in which the present invention is applied to a cylinder block having a siamese structure used in an in-line four-cylinder diesel engine for automobiles.

（参考例）
本発明の各実施形態について説明する前に参考例について説明する。
−シリンダブロックの概略構成−
図１は、本参考例に係る直列４気筒ディーゼルエンジンの各シリンダボア１１，１１，…及びその周辺部を示すシリンダブロック１の平面図（シリンダブロック１上部の端面図）であって、シリンダヘッドとの合わせ面であるデッキ面１ａ（シリンダブロック頂面）、シリンダ列、ウォータジャケット（冷却水通路）１２の配置状態を示している。また、図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 ( Reference example )
Before describing each embodiment of the present invention, a reference example will be described.
-Outline configuration of cylinder block-
Figure 1 is a cylinder bores 11, 11 of the series 4-cylinder diesel engine according to the present embodiment, ... and plan view of the cylinder block 1 showing a peripheral portion (end view of the cylinder block 1 top), and a cylinder head The arrangement | positioning state of the deck surface 1a (cylinder block top surface), the cylinder row | line | column, and the water jacket (cooling water passage) 12 which are the mating surfaces is shown. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.

尚、以下の説明では、図１において左端に位置する気筒を第１番気筒♯１、その右側に位置する気筒を第２番気筒♯２、更に、その右側に位置する気筒を第３番気筒♯３、そして、右端に位置する気筒を第４番気筒♯４として説明する。また、図１における上側を吸気側とし、下側を排気側として説明する。気筒番号や吸排気系の形態はこれに限るものではない。   In the following description, the leftmost cylinder in FIG. 1 is the first cylinder # 1, the right cylinder is the second cylinder # 2, and the right cylinder is the third cylinder. The cylinder located at # 3 and the right end will be described as the fourth cylinder # 4. Moreover, the upper side in FIG. 1 is described as the intake side, and the lower side is described as the exhaust side. The form of the cylinder number and the intake / exhaust system is not limited to this.

本参考例に係るシリンダブロック１は、その大部分がアルミニウム合金製であって、図１に示すように、直列状態で配置された４個のシリンダバレル２１，２１，…を有するサイアミーズシリンダバレル２を備えている。このサイアミーズシリンダバレル２の詳細な構成については後述する。 The cylinder block 1 according to the present reference example is mostly made of an aluminum alloy, and as shown in FIG. 1, a siamese cylinder barrel 2 having four cylinder barrels 21, 21,... Arranged in series. It has. The detailed configuration of the siamese cylinder barrel 2 will be described later.

また、シリンダブロック１はオープンデッキ型に構成されている。つまり、シリンダヘッドの組み付け面であるシリンダブロック１のデッキ面１ａにウォータジャケット１２が開放されている。   The cylinder block 1 is configured as an open deck type. That is, the water jacket 12 is opened to the deck surface 1a of the cylinder block 1 that is an assembly surface of the cylinder head.

また、このウォータジャケット１２は、上記サイアミーズシリンダバレル２の略全周囲を囲むようにシリンダブロック１の外壁とサイアミーズシリンダバレル２との間に形成されている。このため、このウォータジャケット１２は、図１の如く、各シリンダバレル２１，２１，…の外周面である円筒面形状に沿って延びている。   The water jacket 12 is formed between the outer wall of the cylinder block 1 and the Siamese cylinder barrel 2 so as to surround substantially the entire circumference of the Siamese cylinder barrel 2. Therefore, as shown in FIG. 1, the water jacket 12 extends along the cylindrical surface shape that is the outer peripheral surface of each cylinder barrel 21, 21,.

また、シリンダブロック１には、ウォータポンプ（図示省略）からの冷却水をウォータジャケット１２に導入するための冷却水入口通路１２ａがシリンダ列方向の一端側（図１における左端側）、つまり、第１番気筒♯１の近傍に形成されている。   Further, the cylinder block 1 has a cooling water inlet passage 12a for introducing cooling water from a water pump (not shown) into the water jacket 12 at one end side in the cylinder row direction (left end side in FIG. 1), that is, It is formed near the first cylinder # 1.

そして、このシリンダブロック１のウォータジャケット１２における冷却水の主な流れとしては、上記冷却水入口通路１２ａから導入された冷却水が各シリンダバレル２１，２１，…の配列方向に沿って略水平方向に流れていき、これによってシリンダブロック１の冷却を行う。具体的には、冷却水入口通路１２ａから流入した冷却水が、サイアミーズシリンダバレル２の一方側（図１における上側である吸気側）及び他方側（図１における下側である排気側）に分流されて、それぞれが第１番気筒♯１から第４番気筒♯４に向かって略水平方向に流れ（図１における矢印参照）、これによってシリンダブロック１が冷却されるようになっている。また、このシリンダブロック１を冷却した冷却水は、その後、シリンダヘッドのウォータジャケットに流入されてシリンダヘッドの冷却を行うことになる。   The main flow of the cooling water in the water jacket 12 of the cylinder block 1 is that the cooling water introduced from the cooling water inlet passage 12a is substantially horizontal along the arrangement direction of the cylinder barrels 21, 21,. Thus, the cylinder block 1 is cooled. Specifically, the cooling water flowing in from the cooling water inlet passage 12a is divided into one side (the intake side which is the upper side in FIG. 1) and the other side (the exhaust side which is the lower side in FIG. 1) of the siamese cylinder barrel 2. Thus, each flows in a substantially horizontal direction from the first cylinder # 1 to the fourth cylinder # 4 (see the arrow in FIG. 1), whereby the cylinder block 1 is cooled. The cooling water that has cooled the cylinder block 1 is then introduced into a water jacket of the cylinder head to cool the cylinder head.

尚、このシリンダブロック１の複数箇所には、シリンダヘッドガスケット及びシリンダヘッドを一体的に組み付けるためのヘッドボルトが挿通されるヘッドボルト孔１３，１３，…が複数箇所に形成されている。   It should be noted that head bolt holes 13, 13,... Through which the head bolts for assembling the cylinder head gasket and the cylinder head integrally are inserted at a plurality of locations in the cylinder block 1.

−サイアミーズシリンダバレル２−
次に、上記サイアミーズシリンダバレル２について説明する。上述した如く、このサイアミーズシリンダバレル２は４個のシリンダバレル２１，２１，…によって構成されている。各シリンダバレル２１，２１，…の構成は互いに略同一であるので、ここでは一つのシリンダバレル２１についてのみ説明する。 -Siamese cylinder barrel 2-
Next, the Siamese cylinder barrel 2 will be described. As described above, the siamese cylinder barrel 2 is composed of four cylinder barrels 21, 21,. Since the cylinder barrels 21, 21,... Are substantially the same in configuration, only one cylinder barrel 21 will be described here.

シリンダバレル２１は、内周側に位置するシリンダライナ３と、このシリンダライナ３の外周側に位置するＭＭＣ構造の偏平筒体４（以下、ＭＭＣリングと呼ぶ）とを備えている。以下、具体的に説明する。   The cylinder barrel 21 includes a cylinder liner 3 positioned on the inner peripheral side, and a flat cylindrical body 4 (hereinafter referred to as an MMC ring) having an MMC structure positioned on the outer peripheral side of the cylinder liner 3. This will be specifically described below.

シリンダライナ３は鋳鉄製の円筒体で成り、ピストンが摺動するシリンダボア１１の内面を構成する部材である。これにより、シリンダボア１１の内面の機械的強度、耐摩耗性、耐熱性等を確保するようになっている。   The cylinder liner 3 is formed of a cast iron cylinder and is a member constituting the inner surface of the cylinder bore 11 on which the piston slides. Thereby, the mechanical strength, wear resistance, heat resistance, etc. of the inner surface of the cylinder bore 11 are ensured.

ＭＭＣリング（金属基複合体）４は、予め略偏平円筒形状に成形された多孔質成形体（プリフォーム）４１（図３参照）に、後述するダイキャスト成形時にアルミニウム合金（シリンダブロック形成材料）の溶湯が含浸されることによって構成される金属基複合材料（ＭＭＣ）で成っている。   The MMC ring (metal matrix composite) 4 is an aluminum alloy (cylinder block forming material) that is formed into a porous molded body (preform) 41 (see FIG. 3) previously molded into a substantially flat cylindrical shape at the time of die-cast molding described later. The metal matrix composite material (MMC) comprised by being impregnated with the molten metal.

そして、このＭＭＣリング４は、内径寸法がシリンダライナ３の外径寸法に略一致して形成されており、これにより、ＭＭＣリング４の内周面はシリンダライナ３の外周面に密着している。一方、ＭＭＣリング４の外周面は上記ウォータジャケット１２に臨んでいる。より詳しくは、各ＭＭＣリング４，４，…は隣接する（隣の気筒の）ＭＭＣリング４との合わせ面４２が平坦面となっており、これら合わせ面４２，４２同士が密着された状態で配設されている。このため、各ＭＭＣリング４，４，…では、この合わせ面４２，４２，…以外の外周面４３，４３，…が上記ウォータジャケット１２に臨んでいる。   The MMC ring 4 is formed so that the inner diameter dimension thereof substantially coincides with the outer diameter dimension of the cylinder liner 3, whereby the inner peripheral surface of the MMC ring 4 is in close contact with the outer peripheral surface of the cylinder liner 3. . On the other hand, the outer peripheral surface of the MMC ring 4 faces the water jacket 12. More specifically, each MMC ring 4, 4,... Has a flat mating surface 42 with the adjacent (adjacent cylinder) MMC ring 4, and the mating surfaces 42, 42 are in close contact with each other. It is arranged. Therefore, in each of the MMC rings 4, 4,..., The outer peripheral surfaces 43, 43,... Other than the mating surfaces 42, 42,.

また、このＭＭＣリング４の軸心方向（上下方向）の長さ寸法は上記シリンダライナ３の軸心方向（上下方向）の長さ寸法に比べて大幅に短く（例えばシリンダライナ３の軸心方向の長さ寸法に対して１／１０程度に）設定されており、ＭＭＣリング４の上端面４ａ及びシリンダライナ３の上端面３ａがシリンダブロック１のデッキ面１ａに略面一となるように上記シリンダライナ３及びＭＭＣリング４は一体的に鋳込まれている。   The length of the MMC ring 4 in the axial direction (vertical direction) is significantly shorter than the length of the cylinder liner 3 in the axial direction (vertical direction) (for example, the axial direction of the cylinder liner 3). The upper end surface 4a of the MMC ring 4 and the upper end surface 3a of the cylinder liner 3 are substantially flush with the deck surface 1a of the cylinder block 1. The cylinder liner 3 and the MMC ring 4 are integrally cast.

尚、上記シリンダライナ３の下側部分は、シリンダブロック１のスカート部１ｂ（クランク室の上側を構成する部分）の近傍まで延びている。また、上記ＭＭＣリング４の配設領域よりも下側の領域におけるシリンダライナ３の外周側には、ウォータジャケット１２との間にアルミニウム合金（シリンダブロック形成材料）が存在している。   The lower portion of the cylinder liner 3 extends to the vicinity of the skirt portion 1b of the cylinder block 1 (the portion constituting the upper side of the crank chamber). Further, an aluminum alloy (cylinder block forming material) exists between the outer periphery of the cylinder liner 3 in a region below the region where the MMC ring 4 is disposed and the water jacket 12.

上記シリンダライナ３及びＭＭＣリング４をシリンダブロック１に一体的に鋳込む鋳造加工については後述する。   The casting process in which the cylinder liner 3 and the MMC ring 4 are integrally cast into the cylinder block 1 will be described later.

このように、シリンダバレル２１は、デッキ面部分においては、内周側のシリンダライナ３と外周側のＭＭＣリング４との２層構造で構成されており、シリンダブロック１の構成材料であるアルミニウム合金単独の層（ＭＭＣ化されていないアルミニウム合金の層）がデッキ面部分には存在しない構成となっている。つまり、デッキ面部分におけるシリンダボア１１とウォータジャケット１２との間には、シリンダライナ３及びＭＭＣリング４の２層構造のみが存在した構成とされている。   Thus, the cylinder barrel 21 has a two-layer structure of the cylinder liner 3 on the inner peripheral side and the MMC ring 4 on the outer peripheral side in the deck surface portion, and is an aluminum alloy that is a constituent material of the cylinder block 1. A single layer (a layer of aluminum alloy that has not been converted to MMC) does not exist on the deck surface portion. That is, only the two-layer structure of the cylinder liner 3 and the MMC ring 4 exists between the cylinder bore 11 and the water jacket 12 in the deck surface portion.

−シリンダブロック１の鋳造加工−
次に、上記構成のシリンダブロック１を製造するための鋳造加工について説明する。 -Casting of cylinder block 1-
Next, the casting process for manufacturing the cylinder block 1 having the above configuration will be described.

この鋳造加工では、前段階として上記シリンダライナ３とプリフォーム（多孔質体）４１とを一体的に組み付ける工程が行われ、このシリンダライナ３とプリフォーム４１とが一体化されたシリンダバレル成形物が金型５（図４参照）内に配置された状態でダイキャスト成形が行われることになる。   In this casting process, a step of integrally assembling the cylinder liner 3 and the preform (porous body) 41 is performed as a previous step, and a cylinder barrel molded product in which the cylinder liner 3 and the preform 41 are integrated. Die-casting is performed in a state where is disposed in the mold 5 (see FIG. 4).

先ず、シリンダライナ３とプリフォーム４１とを一体的に組み付ける工程について説明する。本参考例に係るシリンダブロック１は４気筒であるため、図３に示すように４個のシリンダライナ３，３，…と４個のプリフォーム４１，４１，…とが用いられる。 First, the process of assembling the cylinder liner 3 and the preform 41 integrally will be described. Since the cylinder block 1 according to this reference example has four cylinders, four cylinder liners 3, 3,... And four preforms 41, 41,.

各シリンダライナ３，３，…は、上述した如く鋳鉄製の円筒体で成り、互いに同一構造である。   Each of the cylinder liners 3, 3,... Is made of a cast iron cylinder as described above and has the same structure.

一方、プリフォーム４１，４１，…としては、第１番気筒♯１及び第４番気筒♯４に対応する外側プリフォーム４１Ａ，４１Ａと、第２番気筒♯２及び第３番気筒♯３に対応する内側プリフォーム４１Ｂ，４１Ｂとが用いられる。   On the other hand, as the preforms 41, 41,..., The outer preforms 41A, 41A corresponding to the first cylinder # 1 and the fourth cylinder # 4, the second cylinder # 2, and the third cylinder # 3 are used. Corresponding inner preforms 41B, 41B are used.

外側プリフォーム４１Ａ，４１Ａは、それぞれ隣接する内側プリフォーム４１Ｂとの合わせ面４２が１箇所に形成されている。また、内側プリフォーム４１Ｂ，４１Ｂは、それぞれ隣接する外側プリフォーム４１Ａ及び内側プリフォーム４１Ｂとの合わせ面４２，４２が２箇所に形成されている。   Each of the outer preforms 41A and 41A has a mating surface 42 formed at one location with the adjacent inner preform 41B. Further, the inner preforms 41B and 41B are formed with two mating surfaces 42 and 42 with the adjacent outer preform 41A and inner preform 41B, respectively.

また、これらプリフォーム４１Ａ，４１Ｂとして、具体的には、セラミック繊維で成形されている。例えばアルミナ繊維とカーボン繊維から成り、アルミナ繊維の成分はアルミナ９７％、シリカ３％程度で、カーボン繊維の成分はカーボン９９．７％である。アルミナ繊維とカーボン繊維の繊維長さは、共に平均長さ７０〜１３０μｍで、繊維径は平均径３〜６μｍを用いる。また、プリフォーム４１Ａ，４１Ｂの繊維体積率は１２〜２１％とし、その繊維配合比はアルミナ繊維体積率８〜１６％、カーボン繊維体積率４〜５％を混合し、上記所定の繊維体積率（１２〜２１％）に調節する。また、アルミナ繊維とカーボン繊維を上述した繊維長さ、繊維径に設定する理由は、アルミニウム合金の溶湯の含浸性を考慮し、繊維間の隙間を２０〜８０μｍに保つためである。そして、アルミナ繊維とカーボン繊維をセラミックバインダーで接着することで上記プリフォーム４１Ａ，４１Ｂを成形している。   Further, the preforms 41A and 41B are specifically formed of ceramic fibers. For example, it consists of alumina fibers and carbon fibers. The components of the alumina fibers are 97% alumina and 3% silica, and the carbon fibers are 99.7% carbon. The fiber lengths of the alumina fiber and the carbon fiber are both 70-130 μm in average length, and 3-6 μm in average fiber diameter is used. In addition, the fiber volume ratio of the preforms 41A and 41B is 12 to 21%, and the fiber blending ratio is a mixture of alumina fiber volume ratio 8 to 16% and carbon fiber volume ratio 4 to 5%. Adjust to (12-21%). The reason for setting the alumina fiber and the carbon fiber to the above-described fiber length and fiber diameter is to keep the gap between the fibers at 20 to 80 μm in consideration of the impregnation property of the molten aluminum alloy. The preforms 41A and 41B are formed by bonding alumina fibers and carbon fibers with a ceramic binder.

また、このプリフォーム４１Ａ，４１Ｂの構成材料としては、セラミック繊維に限るものではなく、その他の繊維材料であってもよいし、多孔質金属材料であってもよい。つまり、このプリフォーム４１Ａ，４１Ｂの機能として、後述するダイキャスト成形時において、溶湯中に含まれる気泡やアルミニウム合金の酸化物が捕捉（トラップ）できる性能を備えておればよい。   In addition, the constituent material of the preforms 41A and 41B is not limited to ceramic fibers, and may be other fiber materials or porous metal materials. In other words, the functions of the preforms 41A and 41B only need to be capable of capturing (trapping) bubbles or aluminum alloy oxides contained in the molten metal during die casting, which will be described later.

これらプリフォーム４１Ａ，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｂに対してそれぞれシリンダライナ３，３，…が圧入により嵌合され、その上端面４ａ，３ａ同士がそれぞれ面一な状態とされる。これにより、シリンダライナ３の外周面の全体とプリフォーム４１の内周面の全体とが密着状態で当接されることになる。   The cylinder liners 3, 3,... Are fitted into the preforms 41A, 41A, 41B, 41B by press-fitting, and the upper end surfaces 4a, 3a are flush with each other. Thereby, the whole outer peripheral surface of the cylinder liner 3 and the whole inner peripheral surface of the preform 41 are brought into contact with each other in a close contact state.

その後、このシリンダライナ３とプリフォーム４１とが一体化されたシリンダバレル成形物が予熱される。例えば４００℃程度の加熱炉によって所定時間加熱される。この加熱は、その後に行われるダイキャスト成形時の溶湯の含浸性を良好にするためである。また、この加熱温度は上述したものに限らず、例えば５００℃程度であってもよい。また、加熱の方式も上述したものに限らず電磁誘導方式であってもよい。   Thereafter, a cylinder barrel molded product in which the cylinder liner 3 and the preform 41 are integrated is preheated. For example, it is heated for a predetermined time by a heating furnace of about 400 ° C. This heating is for improving the impregnation property of the molten metal at the time of subsequent die casting. In addition, the heating temperature is not limited to that described above, and may be about 500 ° C., for example. Further, the heating method is not limited to the above-described method, and may be an electromagnetic induction method.

そして、それぞれシリンダライナ３，３，…が嵌合されたプリフォーム４１Ａ，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｂが、互いに合わせ面４２，４２同士が当接された状態で金型５内に配置される。図４は、このシリンダライナ３及びプリフォーム４１が金型５内に配置された状態を気筒列に沿う方向から見た断面図である。   Then, the preforms 41A, 41A, 41B, 41B fitted with the cylinder liners 3, 3,... Are arranged in the mold 5 with the mating surfaces 42, 42 being in contact with each other. FIG. 4 is a cross-sectional view of the cylinder liner 3 and the preform 41 arranged in the mold 5 as seen from the direction along the cylinder row.

この図４に示すように、金型５は、ボアピン５１、ウォータジャケット成形用金型５２、側型５３、下型５４を備えている。   As shown in FIG. 4, the mold 5 includes a bore pin 51, a water jacket molding mold 52, a side mold 53, and a lower mold 54.

ボアピン５１は、外径寸法が上記シリンダライナ３の内径寸法に略一致した円柱形状で成っており、型締め状態では、シリンダライナ３の内部に挿入される。ウォータジャケット成形用金型５２は、上記ボアピン５１が挿通されるピン孔５２ａ、上記ウォータジャケット１２を成形するためのウォータジャケット成形部５２ｂを備えている。この型締め状態では、ウォータジャケット成形部５２ｂとシリンダライナ３との間に形成されるキャビティ５７にプリフォーム４１の下端面４ｂが臨んだ状態となっている。側型５３は、シリンダブロック１の外壁面を成形するためのものであって、上記ウォータジャケット成形部５２ｂとの間に所定間隔のキャビティ５５を、また、シリンダライナ３との間に所定間隔のキャビティ５８をそれぞれ形成している。下型５４は、シリンダブロック１のスカート部１ｂを成形するためのものであって、上記ボアピン５１の先端面に当接した位置で位置決めされ、上記側型５３との間に所定間隔のキャビティ５６を形成している。この状態では、上記シリンダライナ３の下端面３ｂが、このキャビティ５６に臨んだ状態となっている。   The bore pin 51 has a cylindrical shape whose outer diameter dimension substantially matches the inner diameter dimension of the cylinder liner 3 and is inserted into the cylinder liner 3 in a clamped state. The water jacket molding die 52 includes a pin hole 52a through which the bore pin 51 is inserted, and a water jacket molding portion 52b for molding the water jacket 12. In this clamped state, the lower end surface 4b of the preform 41 faces the cavity 57 formed between the water jacket forming portion 52b and the cylinder liner 3. The side mold 53 is for molding the outer wall surface of the cylinder block 1, and has a cavity 55 with a predetermined interval between the water jacket forming part 52 b and a cylinder with a predetermined interval with the cylinder liner 3. Each cavity 58 is formed. The lower die 54 is for molding the skirt portion 1 b of the cylinder block 1, and is positioned at a position where it abuts against the front end surface of the bore pin 51. Is forming. In this state, the lower end surface 3 b of the cylinder liner 3 faces the cavity 56.

このようにしてシリンダライナ３及びプリフォーム４１が収容された状態で金型５が型締めされ、下型５４が形成しているキャビティ５６からシリンダブロック形成材料であるアルミニウム合金の溶湯が所定圧力で注入される。   In this way, the mold 5 is clamped in a state where the cylinder liner 3 and the preform 41 are accommodated, and the molten aluminum alloy as a cylinder block forming material is pressed at a predetermined pressure from the cavity 56 formed by the lower mold 54. Injected.

この溶湯は、下型５４と側型５３との間のキャビティ５６を流れた後、上記キャビティ５８，５７を順に流れてプリフォーム４１の下端面４ｂに達し、このプリフォーム４１の内部に含浸されていく。このため、このプリフォーム４１とアルミニウム合金とによるＭＭＣ化がなされ、この部分がＭＭＣリング４として成形されることになる。   The molten metal flows through the cavity 56 between the lower mold 54 and the side mold 53, then flows in the cavities 58 and 57 in order, reaches the lower end surface 4 b of the preform 41, and is impregnated inside the preform 41. To go. For this reason, the MMC is formed by the preform 41 and the aluminum alloy, and this portion is formed as the MMC ring 4.

また、このプリフォーム４１の存在により、溶湯中に含まれる気泡やアルミニウム合金の酸化物はプリフォーム４１の下端面４ｂ付近で捕捉（トラップ）され、プリフォーム４１の内部にまで気泡やアルミニウム合金の酸化物が流入することが阻止される。これによりＭＭＣリング４の内部には、鋳巣や酸化膜の混入による鋳造欠陥が存在することがなくなる。   Further, due to the presence of the preform 41, bubbles and aluminum alloy oxide contained in the molten metal are trapped in the vicinity of the lower end surface 4 b of the preform 41, and the bubbles and aluminum alloy are trapped inside the preform 41. Inflow of oxide is prevented. As a result, there is no casting defect due to mixing of a cast hole or an oxide film inside the MMC ring 4.

一方、上記ウォータジャケット成形用金型５２と側型５３との間のキャビティ５５に流れ込んだ溶湯は、シリンダブロック１の外壁を成形する。   On the other hand, the molten metal flowing into the cavity 55 between the water jacket molding die 52 and the side die 53 forms the outer wall of the cylinder block 1.

このようにして、キャビティ５５に充填されたアルミニウム合金と、キャビティ５７に充填されたアルミニウム合金及びＭＭＣリング４との間にウォータジャケット１２が成形される（図２参照）。   In this manner, the water jacket 12 is formed between the aluminum alloy filled in the cavity 55, the aluminum alloy filled in the cavity 57, and the MMC ring 4 (see FIG. 2).

このように各キャビティ５５，５６，５７，５８にアルミニウム合金が充填されると共に、プリフォーム４１がＭＭＣ化されてＭＭＣリング４が成形された状態で溶湯が冷却固化され、その後、型開きされて上記構成のシリンダブロック１が得られることになる。   In this manner, the cavities 55, 56, 57, and 58 are filled with the aluminum alloy, and the molten metal is cooled and solidified in a state where the preform 41 is made into MMC and the MMC ring 4 is formed, and then the mold is opened. The cylinder block 1 having the above configuration is obtained.

以上の鋳造加工により製造されたシリンダブロック１にあっては、上述した如く、シリンダバレル２１のデッキ面部分の構成として、内周側のシリンダライナ３と外周側のＭＭＣリング４との２層構造で成っており、シリンダブロック１の構成材料であるアルミニウム合金単独の層（ＭＭＣ化されていないアルミニウム合金の層）を含まない構成となっている。つまり、図１及び図２に示すように、デッキ面部分におけるシリンダボア１１とウォータジャケット１２との間には、シリンダライナ３及びＭＭＣリング４の２層構造のみが存在した構成となっている。このため、本参考例によれば、シリンダブロック１において最も高い強度が要求される部分であるデッキ面１ａ及びその周辺部分におけるウォータジャケット１２の内側領域にあっては、シリンダライナ３とＭＭＣリング４のみが存在した状態となり、この部分にシリンダブロック形成材料であるアルミニウム合金単独の層（ＭＭＣ化されていない材料）が存在することがない。従って、シリンダブロック１においてデッキ面１ａ及びその周辺部分に、空気の混入による鋳巣や酸化膜の混入による鋳造欠陥が存在するといった状況は招かず、この部分での強度を十分に得ることができる。また、上記ＭＭＣリング４の内面全体がシリンダライナ３の外周面に密着しているため、このＭＭＣリング４とシリンダライナ３との間の密着度を長期間に亘って安定的に維持することも可能になっている。 In the cylinder block 1 manufactured by the above casting process, as described above, the structure of the deck surface portion of the cylinder barrel 21 is a two-layer structure of the inner cylinder liner 3 and the outer MMC ring 4. The structure does not include an aluminum alloy single layer (a layer of aluminum alloy that is not MMC) that is a constituent material of the cylinder block 1. That is, as shown in FIGS. 1 and 2, only a two-layer structure of the cylinder liner 3 and the MMC ring 4 exists between the cylinder bore 11 and the water jacket 12 in the deck surface portion. For this reason, according to the present reference example , the cylinder liner 3 and the MMC ring 4 are provided in the inner area of the water jacket 12 in the deck surface 1a and the peripheral portion thereof, which are the parts requiring the highest strength in the cylinder block 1. In this part, there is no aluminum alloy single layer (material that is not MMC) that is a cylinder block forming material. Therefore, in the cylinder block 1, there is no situation in which there is a casting defect due to air intrusion or an oxide film in the deck surface 1a and its peripheral portion, and sufficient strength can be obtained in this portion. . Further, since the entire inner surface of the MMC ring 4 is in close contact with the outer peripheral surface of the cylinder liner 3, the degree of adhesion between the MMC ring 4 and the cylinder liner 3 can be stably maintained over a long period of time. It is possible.

また、上記プリフォーム４１は略偏平円筒形状に形成されている。つまり、溶湯の流れ込み方向に沿う厚さ寸法が比較的短く設定されている。このため、溶湯がデッキ面１ａまで容易に到達することが可能になり、このデッキ面１ａにおける溶湯の流れ込み不足を招くといったことはない。   The preform 41 is formed in a substantially flat cylindrical shape. That is, the thickness dimension along the flowing direction of the molten metal is set to be relatively short. For this reason, the molten metal can easily reach the deck surface 1a, and there is no shortage of molten metal flowing into the deck surface 1a.

また、上記ＭＭＣリング４を構成しているＭＭＣ（金属基複合材料）の物性としては、熱膨張率が１７×１０-6〜１８×１０-6／℃であり、ヤング率が２００〜２５０Ｍｐａであり、ビッカース硬さが１３５〜１５０となっている。一般的なダイキャスト用アルミニウム合金では、熱膨張率が２０×１０-6／℃程度であり、ヤング率が１５０〜２５０Ｍｐａであり、ビッカース硬さが９８〜１０５である。このため、上記ＭＭＣリング４を備えさせたことにより、熱膨張率の抑制に伴うシリンダボア１１内面の変形防止（真円度の維持）、ヤング率の向上に伴うシリンダボア１１の強度向上、ビッカース硬さの向上に伴うヘッドガスケット当接部分での圧痕防止による高いシール性の維持といった優れた効果を発揮することができる。 Further, as physical properties of the MMC (metal matrix composite material) constituting the MMC ring 4, the thermal expansion coefficient is 17 × 10 −6 to 18 × 10 −6 / ° C., and the Young's modulus is 200 to 250 Mpa. Yes, Vickers hardness is 135-150. A general die-cast aluminum alloy has a thermal expansion coefficient of about 20 × 10 −6 / ° C., a Young's modulus of 150 to 250 MPa, and a Vickers hardness of 98 to 105. For this reason, the provision of the MMC ring 4 prevents deformation of the inner surface of the cylinder bore 11 associated with the suppression of the thermal expansion coefficient (maintenance of roundness), increases the strength of the cylinder bore 11 associated with an increase in Young's modulus, and Vickers hardness. As a result of this improvement, excellent effects such as maintaining high sealing performance by preventing indentation at the head gasket contact portion can be exhibited.

（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態は、プリフォーム４１の形状が上記参考例のものと異なっている。その他の構成及び鋳造加工の手法は上記参考例と同様である。従って、ここではプリフォーム４１の形状について主に説明する。 (First Embodiment)
Next, a first embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the shape of the preform 41 is different from that of the reference example . Other configurations and casting methods are the same as those in the above reference example . Therefore, here, the shape of the preform 41 will be mainly described.

図５は、本実施形態においてシリンダライナ３及びプリフォーム４１が金型５内に配置された状態において、このプリフォーム４１及びその周辺部分を拡大して示す断面図である。   FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the preform 41 and its peripheral portion in a state where the cylinder liner 3 and the preform 41 are disposed in the mold 5 in the present embodiment.

この図５に示すように、本実施形態に係るプリフォーム４１は、その下端面４ｂ（上記キャビティ５７に臨む面）の形状として、内周側に向けて上側（デッキ面側：図中左側）に傾斜する傾斜面で形成されている。言い換えると、このプリフォーム４１の下端面４ｂは、シリンダライナ３側の領域がウォータジャケット１２側の領域よりも溶湯の流れ込み方向の下流側に位置している。その他の部分は上述した参考例におけるプリフォーム４１と同形状である。 As shown in FIG. 5, the preform 41 according to the present embodiment has an upper side (deck surface side: left side in the drawing) as the shape of the lower end surface 4 b (surface facing the cavity 57) toward the inner peripheral side. It is formed with the inclined surface which inclines in the direction. In other words, the lower end surface 4b of the preform 41 is located on the downstream side in the molten metal flow direction in the region on the cylinder liner 3 side than the region on the water jacket 12 side. Other portions have the same shape as the preform 41 in the reference example described above.

このような形状とされたプリフォーム４１が金型５内に配置された状態で溶湯が流し込まれると、上記キャビティ５７からプリフォーム４１の内部に溶湯が流れ込む際には、この溶湯中に含まれる気泡やアルミニウム合金の酸化物はプリフォーム４１の内周側に流れ込んで、この内周側に堆積されることになる（図５において破線で示す矢印参照）。このため、溶湯が冷却固化された状態にあっては、このプリフォーム４１の下端面４ｂに面しているアルミニウム合金のうち、外周側（ウォータジャケット１２側）には鋳巣や酸化膜の混入による鋳造欠陥が存在しない状態となる。   When the molten metal is poured in a state in which the preform 41 having such a shape is disposed in the mold 5, the molten metal flows into the preform 41 from the cavity 57 and is included in the molten metal. Air bubbles and aluminum alloy oxide flow into the inner periphery of the preform 41 and are deposited on the inner periphery (see the arrows shown by broken lines in FIG. 5). For this reason, in a state where the molten metal is cooled and solidified, of the aluminum alloy facing the lower end surface 4b of the preform 41, the outer periphery (water jacket 12 side) is mixed with a cast hole or an oxide film. There will be no casting defects due to.

特に、エンジンの膨張行程時における筒内圧力の応力はシリンダバレル２１の外周側部分に大きく作用するが、この大きな応力が作用する領域に、鋳巣や酸化膜の混入による鋳造欠陥が存在しない状態を得ることができるため、この部分での強度を十分に高めることができ、シリンダブロック１の信頼性の向上を図ることができる。   In particular, the in-cylinder pressure stress during the expansion stroke of the engine greatly acts on the outer peripheral side portion of the cylinder barrel 21, but there is no casting defect due to mixing of a cast hole or an oxide film in a region where this large stress acts. Therefore, the strength at this portion can be sufficiently increased, and the reliability of the cylinder block 1 can be improved.

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態も、プリフォーム４１の形状が上記参考例及び第１実施形態のものと異なっている。その他の構成及び鋳造加工の手法は参考例及び第１実施形態と同様である。従って、ここでもプリフォーム４１の形状について主に説明する。 ( Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. Also in this embodiment, the shape of the preform 41 is different from those of the reference example and the first embodiment . Other configurations and casting methods are the same as those in the reference example and the first embodiment . Therefore, the shape of the preform 41 will be mainly described here.

図６は、本実施形態においてシリンダライナ３及びプリフォーム４１が金型５内に配置された状態において、このプリフォーム４１及びその周辺部分を拡大して示す断面図である。   FIG. 6 is an enlarged sectional view showing the preform 41 and its peripheral portion in a state where the cylinder liner 3 and the preform 41 are disposed in the mold 5 in the present embodiment.

この図６に示すように、本実施形態に係るプリフォーム４１は、その下端面４ｂ（上記キャビティ５７に臨む面）の形状として、その中央部分に凹部４ｃが形成されている。この凹部４ｃは、プリフォーム４１の軸心を中心とする円環形状で形成されている。言い換えると、このプリフォーム４１の下端面４ｂには、シリンダライナ３側からウォータジャケット１２側に亘る中間部分に凹部４ｃが形成されている。その他の部分は上述した参考例及び第１実施形態におけるプリフォーム４１と同形状である。 As shown in FIG. 6, the preform 41 according to the present embodiment has a concave portion 4 c formed in the center portion thereof as the shape of the lower end surface 4 b (surface facing the cavity 57). The recess 4 c is formed in an annular shape centering on the axis of the preform 41. In other words, a recess 4c is formed in the lower end surface 4b of the preform 41 at an intermediate portion extending from the cylinder liner 3 side to the water jacket 12 side. Other portions have the same shape as the preform 41 in the reference example and the first embodiment described above.

このような形状とされたプリフォーム４１が金型５内に配置された状態で溶湯が流し込まれると、上記キャビティ５７からプリフォーム４１の内部に溶湯が流れ込む際には、この溶湯中に含まれる気泡やアルミニウム合金の酸化物はプリフォーム４１の下端面４ｂに形成されている凹部４ｃに向けて流れ込んで、この凹部４ｃの周辺に堆積されることになる（図６において破線で示す矢印参照）。このため、溶湯が冷却固化された状態にあっては、このプリフォーム４１の下端面４ｂに面しているアルミニウム合金のうち、外周側（ウォータジャケット１２側）には鋳巣や酸化膜の混入による鋳造欠陥が存在しない状態となる。   When the molten metal is poured in a state in which the preform 41 having such a shape is disposed in the mold 5, the molten metal flows into the preform 41 from the cavity 57 and is included in the molten metal. Bubbles and aluminum alloy oxide flow toward the concave portion 4c formed in the lower end surface 4b of the preform 41 and are deposited around the concave portion 4c (see the arrow indicated by the broken line in FIG. 6). . For this reason, in a state where the molten metal is cooled and solidified, of the aluminum alloy facing the lower end surface 4b of the preform 41, the outer periphery (water jacket 12 side) is mixed with a cast hole or an oxide film. There will be no casting defects due to.

上述した如くエンジンの膨張行程時における筒内圧力の応力はシリンダバレル２１の外周側部分に大きく作用するが、この大きな応力が作用する領域に、鋳巣や酸化膜の混入による鋳造欠陥が存在しない状態を得ることができるため、この部分での強度を十分に高めることができ、シリンダブロック１の信頼性の向上を図ることができる。   As described above, the in-cylinder pressure stress during the expansion stroke of the engine greatly acts on the outer peripheral portion of the cylinder barrel 21, but there is no casting defect due to contamination of the cast hole or oxide film in the region where this large stress acts. Since the state can be obtained, the strength at this portion can be sufficiently increased, and the reliability of the cylinder block 1 can be improved.

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態も、プリフォーム４１の形状が上記参考例及び各実施形態のものと異なっている。その他の構成及び鋳造加工の手法は上記参考例及び各実施形態と同様である。従って、ここではプリフォーム４１の形状について主に説明する。 ( Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. Also in the present embodiment, the shape of the preform 41 is different from those in the reference example and each embodiment . Other configurations and casting methods are the same as those in the above reference example and each embodiment . Therefore, here, the shape of the preform 41 will be mainly described.

図７は、本実施形態においてシリンダライナ３及びプリフォーム４１が金型５内に配置された状態において、このプリフォーム４１及びその周辺部分を拡大して示す断面図である。また、この図７では、型締めされる前のプリフォーム４１の断面形状を仮想線で示している。   FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the preform 41 and its peripheral portion in a state where the cylinder liner 3 and the preform 41 are disposed in the mold 5 in the present embodiment. Further, in FIG. 7, the cross-sectional shape of the preform 41 before being clamped is indicated by a virtual line.

この図７に示すように、本実施形態に係るプリフォーム４１は、先ず、その内面形状として、デッキ面側（図中左側）の内径寸法が、反デッキ面側（図中右側）の内径寸法よりも小径に形成されている。そして、反デッキ面側の内径寸法はシリンダライナ３の外径寸法に略一致しているのに対し、デッキ面側の内径寸法はシリンダライナ３の外径寸法よりも僅かに小径に設定されている。   As shown in FIG. 7, the preform 41 according to the present embodiment has an inner diameter of the deck surface side (left side in the figure) and an inner diameter dimension of the counter deck surface side (right side in the figure). Smaller diameter. The inner diameter dimension on the side opposite to the deck surface substantially matches the outer diameter dimension of the cylinder liner 3, whereas the inner diameter dimension on the deck surface side is set to be slightly smaller than the outer diameter dimension of the cylinder liner 3. Yes.

このような内径寸法の設定によれば、プリフォーム４１に対するシリンダライナ３の圧入作業を容易にしながらも、この圧入後の状態では、プリフォーム４１とシリンダライナ３との間に隙間が生じない状態を得ることができる。このため、プリフォーム４１とシリンダライナ３との間に、シリンダブロック形成材料（アルミニウム合金）単独の層（ＭＭＣ化されていないシリンダブロック形成材料）が存在することが回避でき、このプリフォーム４１とシリンダライナ３との間に上記鋳巣や鋳造欠陥が存在することを確実に阻止できることになる。   According to such setting of the inner diameter, the cylinder liner 3 can be easily press-fitted into the preform 41, but there is no gap between the preform 41 and the cylinder liner 3 after the press-fitting. Can be obtained. For this reason, it is possible to avoid the presence of a single layer of the cylinder block forming material (aluminum alloy) between the preform 41 and the cylinder liner 3 (cylinder block forming material that has not been converted to MMC). It is possible to reliably prevent the presence of the above-mentioned casting hole and casting defect between the cylinder liner 3 and the cylinder liner 3.

また、本実施形態に係るプリフォーム４１のもう一つの特徴としては、その外面形状にある。つまり、プリフォーム４１の外面形状として、デッキ面側（図中左側）の外径寸法が、反デッキ面側（図中右側）の外径寸法よりも小径に形成されている。そして、デッキ面側の外径寸法は、ウォータジャケット成形用金型５２のウォータジャケット成形部５２ｂの内径寸法に略一致しているのに対し、反デッキ面側の外径寸法は、ウォータジャケット成形用金型５２のウォータジャケット成形部５２ｂの内径寸法よりも僅かに大径に設定されている。   Another feature of the preform 41 according to the present embodiment is its outer shape. That is, as the outer surface shape of the preform 41, the outer diameter dimension on the deck surface side (left side in the figure) is formed smaller than the outer diameter dimension on the counter deck surface side (right side in the figure). The outer diameter dimension on the deck surface side substantially matches the inner diameter dimension of the water jacket molding portion 52b of the water jacket molding die 52, whereas the outer diameter dimension on the counter deck surface side is the water jacket molding. The diameter is set slightly larger than the inner diameter of the water jacket forming portion 52b of the metal mold 52.

このような外径寸法の設定によれば、プリフォーム４１のデッキ面側からのウォータジャケット成形用金型５２の嵌め込み作業を容易にしながらも、この嵌め込み（型締め）状態では、プリフォーム４１の外面とウォータジャケット成形用金型５２との間に隙間が生じない状態を得ることができる。このため、プリフォーム４１とウォータジャケット成形用金型５２との間に、シリンダブロック形成材料（アルミニウム合金）の溶湯が流れ込むことが阻止され、ＭＭＣリング４の外周側に上記鋳巣や鋳造欠陥が存在することを確実に阻止できる。   According to such setting of the outer diameter dimension, the water jacket molding die 52 can be easily fitted from the deck surface side of the preform 41, but in this fitted (clamped) state, the preform 41 is not fitted. A state in which no gap is generated between the outer surface and the water jacket molding die 52 can be obtained. For this reason, the melt of the cylinder block forming material (aluminum alloy) is prevented from flowing between the preform 41 and the water jacket molding die 52, and the above-mentioned cast hole and casting defect are formed on the outer peripheral side of the MMC ring 4. It can be surely prevented from existing.

尚、本実施形態の構成は、上述した第１実施形態や第２実施形態の構成とも組み合わせることが可能である。 The configuration of this embodiment can be combined with the configurations of the first embodiment and the second embodiment described above.

−その他の実施形態−
以上説明した各実施形態は、自動車用直列４気筒ディーゼルエンジンに使用されるサイアミーズ構造のシリンダブロック１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、その他の形式のディーゼルエンジンやガソリンエンジンにも適用可能である。また、サイアミーズ構造ではないシリンダブロックに対しても本発明は適用可能である。更に、自動車用に限らず、その他の用途に使用されるエンジンにも適用可能である。また、気筒数やエンジン形式（直列型やＶ型や水平対向型等の別）についても特に限定されるものではない。 -Other embodiments-
Each embodiment described above demonstrated the case where this invention was applied to the cylinder block 1 of the siamese structure used for the in-line 4-cylinder diesel engine for motor vehicles. The present invention is not limited to this, and can be applied to other types of diesel engines and gasoline engines. The present invention is also applicable to a cylinder block that does not have a siamese structure. Furthermore, the present invention can be applied not only to automobiles but also to engines used for other purposes. Also, the number of cylinders and the engine type (separate types such as in-line type, V type, and horizontally opposed type) are not particularly limited.

参考例に係るシリンダブロックの平面図である。It is a top view of the cylinder block concerning a reference example . 図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II-II line in FIG. シリンダライナとプリフォームとを一体的に組み付ける工程を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the process of assembling a cylinder liner and a preform integrally. シリンダライナ及びプリフォームが金型内に配置された状態を気筒列に沿う方向から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the state where the cylinder liner and the preform were arrange | positioned in the metal mold | die from the direction along a cylinder row | line | column. 第１実施形態においてシリンダライナ及びプリフォームが金型内に配置された状態において、このプリフォーム及びその周辺部分を拡大して示す断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the preform and its peripheral portion in a state where the cylinder liner and the preform are arranged in a mold in the first embodiment. 第２実施形態における図５に相当する図である。It is a figure equivalent to FIG. 5 in 2nd Embodiment. 第３実施形態における図５に相当する図である。It is a figure equivalent to FIG. 5 in 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ シリンダブロック
１ａ デッキ面（頂面）
１１ シリンダボア
１２ ウォータジャケット
３ シリンダライナ
４ ＭＭＣリング（金属基複合体）
４１ プリフォーム（多孔質体） 1 Cylinder block 1a Deck surface (top surface)
11 Cylinder bore 12 Water jacket 3 Cylinder liner 4 MMC ring (metal matrix composite)
41 Preform (porous material)

Claims (8)

シリンダボア内面を構成するシリンダライナを一体的に鋳込み且つオープンデッキタイプに構成されたシリンダブロックにおいて、
軸心方向の長さ寸法がシリンダライナの軸心方向の長さ寸法よりも短く設定された筒形状の多孔質体にシリンダブロック形成材料が含浸されて成る金属基複合体が、シリンダブロックデッキ面部分における上記シリンダライナの外周囲に装着されており、この金属基複合体は、外面がウォータジャケットに臨み、且つ内面の全面がシリンダライナの外面に密着されている一方、上記シリンダライナの内面はシリンダボアに臨んだ構成とされており、
上記金属基複合体は、シリンダブロック形成材料がシリンダライナの軸線に沿う方向に流れながら多孔質体に含浸されることで成形されており、この多孔質体において、シリンダブロック形成材料の溶湯が流れ込む面は、シリンダライナ側の領域がウォータジャケット側の領域よりも溶湯の流れ込み方向の下流側に位置していることを特徴とするシリンダブロック。 In the cylinder block that is integrally cast into the cylinder liner that constitutes the inner surface of the cylinder bore and is configured as an open deck type,
A metal matrix composite formed by impregnating a cylinder block forming material into a cylindrical porous body whose axial dimension is set to be shorter than the axial dimension of the cylinder liner is a cylinder block deck surface. The metal matrix composite is mounted on the outer periphery of the cylinder liner in the portion, the outer surface faces the water jacket, and the entire inner surface is in close contact with the outer surface of the cylinder liner, while the inner surface of the cylinder liner is It is configured to face the cylinder bore ,
The metal matrix composite is formed by impregnating the porous body while the cylinder block forming material flows in the direction along the axis of the cylinder liner, and the molten cylinder block forming material flows into the porous body. The cylinder block is characterized in that the area on the cylinder liner side is located downstream of the area on the water jacket side in the flow direction of the molten metal . シリンダボア内面を構成するシリンダライナを一体的に鋳込み且つオープンデッキタイプに構成されたシリンダブロックにおいて、
軸心方向の長さ寸法がシリンダライナの軸心方向の長さ寸法よりも短く設定された筒形状の多孔質体をシリンダブロックデッキ面部分における上記シリンダライナの外周囲に装着した状態で鋳造加工が行われることで、シリンダブロックデッキ面部分にあっては、シリンダボアとウォータジャケットとの間に、シリンダライナ及び、上記多孔質体にシリンダブロック形成材料が含浸されて成る金属基複合体のみが存在した構成とされており、
上記金属基複合体は、シリンダブロック形成材料がシリンダライナの軸線に沿う方向に流れながら多孔質体に含浸されることで成形されており、この多孔質体において、シリンダブロック形成材料の溶湯が流れ込む面は、シリンダライナ側の領域がウォータジャケット側の領域よりも溶湯の流れ込み方向の下流側に位置していることを特徴とするシリンダブロック。 In the cylinder block that is integrally cast into the cylinder liner that constitutes the inner surface of the cylinder bore and is configured as an open deck type,
Casting is performed with a cylindrical porous body whose axial length is set shorter than the axial length of the cylinder liner mounted around the cylinder liner on the cylinder block deck surface. In the cylinder block deck surface portion, only the cylinder liner and the metal matrix composite formed by impregnating the porous body with the cylinder block forming material exist between the cylinder bore and the water jacket. It is made the composition ,
The metal matrix composite is formed by impregnating the porous body while the cylinder block forming material flows in the direction along the axis of the cylinder liner, and the molten cylinder block forming material flows into the porous body. The cylinder block is characterized in that the area on the cylinder liner side is located downstream of the area on the water jacket side in the flow direction of the molten metal. シリンダボア内面を構成するシリンダライナを一体的に鋳込み且つオープンデッキタイプに構成されたシリンダブロックにおいて、In the cylinder block that is integrally cast into the cylinder liner that constitutes the inner surface of the cylinder bore and is configured as an open deck type,
軸心方向の長さ寸法がシリンダライナの軸心方向の長さ寸法よりも短く設定された筒形状の多孔質体にシリンダブロック形成材料が含浸されて成る金属基複合体が、シリンダブロックデッキ面部分における上記シリンダライナの外周囲に装着されており、この金属基複合体は、外面がウォータジャケットに臨み、且つ内面の全面がシリンダライナの外面に密着されている一方、上記シリンダライナの内面はシリンダボアに臨んだ構成とされており、A metal matrix composite formed by impregnating a cylinder block forming material into a cylindrical porous body whose axial dimension is set to be shorter than the axial dimension of the cylinder liner is a cylinder block deck surface. The metal matrix composite is mounted on the outer periphery of the cylinder liner in the portion, the outer surface faces the water jacket, and the entire inner surface is in close contact with the outer surface of the cylinder liner, while the inner surface of the cylinder liner is It is configured to face the cylinder bore,
上記金属基複合体は、シリンダブロック形成材料がシリンダライナの軸線に沿う方向に流れながら多孔質体に含浸されることで成形されており、この多孔質体において、シリンダブロック形成材料の溶湯が流れ込む面には、シリンダライナ側からウォータジャケット側に亘る中間部分に凹部が形成されていることを特徴とするシリンダブロック。The metal matrix composite is formed by impregnating the porous body while the cylinder block forming material flows in the direction along the axis of the cylinder liner, and the molten cylinder block forming material flows into the porous body. A cylinder block characterized in that a concave portion is formed in an intermediate portion from the cylinder liner side to the water jacket side on the surface. シリンダボア内面を構成するシリンダライナを一体的に鋳込み且つオープンデッキタイプに構成されたシリンダブロックにおいて、In the cylinder block that is integrally cast into the cylinder liner that constitutes the inner surface of the cylinder bore and is configured as an open deck type,
軸心方向の長さ寸法がシリンダライナの軸心方向の長さ寸法よりも短く設定された筒形状の多孔質体をシリンダブロックデッキ面部分における上記シリンダライナの外周囲に装着した状態で鋳造加工が行われることで、シリンダブロックデッキ面部分にあっては、シリンダボアとウォータジャケットとの間に、シリンダライナ及び、上記多孔質体にシリンダブロック形成材料が含浸されて成る金属基複合体のみが存在した構成とされており、Casting is performed with a cylindrical porous body whose axial length is set shorter than the axial length of the cylinder liner mounted around the cylinder liner on the cylinder block deck surface. In the cylinder block deck surface portion, only the cylinder liner and the metal matrix composite formed by impregnating the porous body with the cylinder block forming material exist between the cylinder bore and the water jacket. It is made the composition,
上記金属基複合体は、シリンダブロック形成材料がシリンダライナの軸線に沿う方向に流れながら多孔質体に含浸されることで成形されており、この多孔質体において、シリンダブロック形成材料の溶湯が流れ込む面には、シリンダライナ側からウォータジャケット側に亘る中間部分に凹部が形成されていることを特徴とするシリンダブロック。The metal matrix composite is formed by impregnating the porous body while the cylinder block forming material flows in the direction along the axis of the cylinder liner, and the molten cylinder block forming material flows into the porous body. A cylinder block characterized in that a concave portion is formed in an intermediate portion from the cylinder liner side to the water jacket side on the surface. シリンダボア内面を構成するシリンダライナを一体的に鋳込み且つオープンデッキタイプに構成されたシリンダブロックにおいて、In the cylinder block that is integrally cast into the cylinder liner that constitutes the inner surface of the cylinder bore and is configured as an open deck type,
軸心方向の長さ寸法がシリンダライナの軸心方向の長さ寸法よりも短く設定された筒形状の多孔質体にシリンダブロック形成材料が含浸されて成る金属基複合体が、シリンダブロックデッキ面部分における上記シリンダライナの外周囲に装着されており、この金属基複合体は、外面がウォータジャケットに臨み、且つ内面の全面がシリンダライナの外面に密着されている一方、上記シリンダライナの内面はシリンダボアに臨んだ構成とされており、A metal matrix composite formed by impregnating a cylinder block forming material into a cylindrical porous body whose axial dimension is set to be shorter than the axial dimension of the cylinder liner is a cylinder block deck surface. The metal matrix composite is mounted on the outer periphery of the cylinder liner in the portion, the outer surface faces the water jacket, and the entire inner surface is in close contact with the outer surface of the cylinder liner, while the inner surface of the cylinder liner is It is configured to face the cylinder bore,
上記金属基複合体は、多孔質体がシリンダライナの外面に圧入により嵌合され、その後、この多孔質体にシリンダブロック形成材料が含浸されることにより成形されたものであって、上記シリンダライナの外面に嵌合される前における多孔質体の内面形状は、シリンダブロックデッキ面側の内径寸法が、反シリンダブロックデッキ面側の内径寸法よりも小径に形成されていることを特徴とするシリンダブロック。The metal matrix composite is formed by press-fitting a porous body to the outer surface of a cylinder liner, and then impregnating the porous body with a cylinder block forming material. The inner surface shape of the porous body before being fitted to the outer surface of the cylinder is such that the inner diameter dimension on the cylinder block deck surface side is smaller than the inner diameter dimension on the anti-cylinder block deck surface side. block. シリンダボア内面を構成するシリンダライナを一体的に鋳込み且つオープンデッキタイプに構成されたシリンダブロックにおいて、In the cylinder block that is integrally cast into the cylinder liner that constitutes the inner surface of the cylinder bore and is configured as an open deck type,
軸心方向の長さ寸法がシリンダライナの軸心方向の長さ寸法よりも短く設定された筒形状の多孔質体をシリンダブロックデッキ面部分における上記シリンダライナの外周囲に装着した状態で鋳造加工が行われることで、シリンダブロックデッキ面部分にあっては、シリンダボアとウォータジャケットとの間に、シリンダライナ及び、上記多孔質体にシリンダブロック形成材料が含浸されて成る金属基複合体のみが存在した構成とされており、Casting is performed with a cylindrical porous body whose axial length is set shorter than the axial length of the cylinder liner mounted around the cylinder liner on the cylinder block deck surface. In the cylinder block deck surface portion, only the cylinder liner and the metal matrix composite formed by impregnating the porous body with the cylinder block forming material exist between the cylinder bore and the water jacket. It is made the composition,
上記金属基複合体は、多孔質体がシリンダライナの外面に圧入により嵌合され、その後、この多孔質体にシリンダブロック形成材料が含浸されることにより成形されたものであって、上記シリンダライナの外面に嵌合される前における多孔質体の内面形状は、シリンダブロックデッキ面側の内径寸法が、反シリンダブロックデッキ面側の内径寸法よりも小径に形成されていることを特徴とするシリンダブロック。The metal matrix composite is formed by press-fitting a porous body to the outer surface of a cylinder liner, and then impregnating the porous body with a cylinder block forming material. The inner surface shape of the porous body before being fitted to the outer surface of the cylinder is such that the inner diameter dimension on the cylinder block deck surface side is smaller than the inner diameter dimension on the anti-cylinder block deck surface side. block. シリンダボア内面を構成するシリンダライナを一体的に鋳込み且つオープンデッキタイプに構成されたシリンダブロックにおいて、In the cylinder block that is integrally cast into the cylinder liner that constitutes the inner surface of the cylinder bore and is configured as an open deck type,
軸心方向の長さ寸法がシリンダライナの軸心方向の長さ寸法よりも短く設定された筒形状の多孔質体にシリンダブロック形成材料が含浸されて成る金属基複合体が、シリンダブロックデッキ面部分における上記シリンダライナの外周囲に装着されており、この金属基複合体は、外面がウォータジャケットに臨み、且つ内面の全面がシリンダライナの外面に密着されている一方、上記シリンダライナの内面はシリンダボアに臨んだ構成とされており、A metal matrix composite formed by impregnating a cylinder block forming material into a cylindrical porous body whose axial dimension is set to be shorter than the axial dimension of the cylinder liner is a cylinder block deck surface. The metal matrix composite is mounted on the outer periphery of the cylinder liner in the portion, the outer surface faces the water jacket, and the entire inner surface is in close contact with the outer surface of the cylinder liner, while the inner surface of the cylinder liner is It is configured to face the cylinder bore,
上記金属基複合体は、多孔質体がシリンダライナの外面に圧入により嵌合され、その後、この多孔質体にシリンダブロック形成材料が含浸されることにより成形されたものであって、型締めされる前における多孔質体の外面形状は、シリンダブロックデッキ面側の外径寸法が、反シリンダブロックデッキ面側の外径寸法よりも小径に形成されていることを特徴とするシリンダブロック。The metal matrix composite is formed by press-fitting a porous body to the outer surface of the cylinder liner, and then impregnating the porous body with a cylinder block forming material, and then clamping the mold. The outer surface of the porous body before being formed is such that the outer diameter dimension on the cylinder block deck surface side is smaller than the outer diameter dimension on the anti-cylinder block deck surface side. シリンダボア内面を構成するシリンダライナを一体的に鋳込み且つオープンデッキタイプに構成されたシリンダブロックにおいて、In the cylinder block that is integrally cast into the cylinder liner that constitutes the inner surface of the cylinder bore and is configured as an open deck type,
軸心方向の長さ寸法がシリンダライナの軸心方向の長さ寸法よりも短く設定された筒形状の多孔質体をシリンダブロックデッキ面部分における上記シリンダライナの外周囲に装着した状態で鋳造加工が行われることで、シリンダブロックデッキ面部分にあっては、シリンダボアとウォータジャケットとの間に、シリンダライナ及び、上記多孔質体にシリンダブロック形成材料が含浸されて成る金属基複合体のみが存在した構成とされており、Casting is performed with a cylindrical porous body whose axial length is set shorter than the axial length of the cylinder liner mounted around the cylinder liner on the cylinder block deck surface. In the cylinder block deck surface portion, only the cylinder liner and the metal matrix composite formed by impregnating the porous body with the cylinder block forming material exist between the cylinder bore and the water jacket. It is made the composition,
上記金属基複合体は、多孔質体がシリンダライナの外面に圧入により嵌合され、その後、この多孔質体にシリンダブロック形成材料が含浸されることにより成形されたものであって、型締めされる前における多孔質体の外面形状は、シリンダブロックデッキ面側の外径寸法が、反シリンダブロックデッキ面側の外径寸法よりも小径に形成されていることを特徴とするシリンダブロック。The metal matrix composite is formed by press-fitting a porous body to the outer surface of the cylinder liner, and then impregnating the porous body with a cylinder block forming material, and then clamping the mold. The outer surface of the porous body before being formed is such that the outer diameter dimension on the cylinder block deck surface side is smaller than the outer diameter dimension on the anti-cylinder block deck surface side.
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