JP4633961B2 - 複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数気筒エンジンにおいてシリンダライナを鋳包んだものとしては、例えば、次図のようなシリンダブロックがある。次図で従来のシリンダライナの鋳包み成形方法を説明する。
図１９は従来のシリンダライナの鋳包み成形方法の説明図である。
まず、シリンダライナ１０１を形成し、その次にシリンダライナ１０１・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）を各々シリンダピッチＰだけ離して図に示していない鋳型内にセットし、そして鋳型にダイカスト機で溶融金属を充填することで、シリンダライナ１０１・・・をシリンダ部１０２に鋳包んだシリンダブロック１０３を得ることができる。
このようにシリンダライナ１０１を鋳包むことで、シリンダの耐摩耗性の向上を図ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、シリンダブロック１０３のシリンダピッチをＰに設定してシリンダライナ１０１を鋳包むと、シリンダライナ１０１と隣のシリンダライナ１０１との間の鋳物肉厚はＴ２となり、薄く、シリンダライナ１０１間の強度を確保し難かった。
この場合、シリンダライナ１０１間の部位を鋳物肉厚Ｔ２より厚くすると、シリンダピッチＰは大きくなり、シリンダブロック１０３の小型化・軽量化は図り難くなる。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、シリンダブロックの小型化・軽量化を図ることができる複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１では、酸化物系セラミックスからなる多孔質成形体とともに、アルミニウム合金及び、マグネシウム又はマグネシウム発生源を炉内に納め、窒化マグネシウムの作用で酸化物系セラミックスを還元し、酸化物系セラミックスの多孔質にアルミニウム合金の溶湯を浸透させてアルミニウム基複合材ビレットを製造し、アルミニウム基複合材ビレットを押出しプレスで筒に成形すると同時に、この筒の外面にリブを成形し、且つ筒の内面に位置決め部を成形し、この押出し後の押出し材を所定長さに切断加工してアルミニウム基複合材のシリンダライナを形成し、シリンダライナを並設させて鋳型内にセットし、注湯することで得る複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法であって、記押出しプレスで成形する筒は、鋳型にセットするときに隣りのシリンダに臨む外周部分を特別外周部、その他の外周部を一般外周部に区別し、一般外周部に放射リブを形成するが、特別外周部は複数のシリンダライナのピッチを短縮できるように、又はピッチ一定でシリンダライナ間の鋳物肉厚を増加できるように特別外周部に、溝を条設することを特徴とする。
【０００６】
アルミニウム基複合材ビレットを押出して、一般外周部に放射リブを形成するとともに、特別外周部にシリンダライナ間の鋳物肉厚を増加できるよう特別外周部に、溝を条設した押出し材に加工する。その次に、押出し材を切断してシリンダライナを形成し、このシリンダライナを鋳包むことで、複数のシリンダライナのピッチを大きく設定変更せずに、シリンダライナ間の鋳物肉厚を増加させる。従って、複数気筒エンジンのシリンダブロックの小型化が可能となる。
【０００９】
請求項１は、特別外周部に、溝を条設することを特徴とする。
溝を条設することで、リブを取り除き、その分だけ、シリンダライナ同士を接近させ、且つシリンダライナ間の鋳物肉厚を確保する。その結果、複数のシリンダライナのピッチを短縮することができ、複数気筒エンジンのシリンダブロックはより小型軽量となる。
また、特別外周部に、溝を条設することで、溝内で鋳物材が凝固してアンカ効果は向上する。
【００１０】
請求項２では、特別外周部は、リブなしの平滑面にすることを特徴とする。
特別外周部をリブなしの平滑面にすることで、複数のシリンダライナのピッチを短縮するとともに、シリンダライナ間の鋳物肉厚を確保する。その結果、複数気筒エンジンのシリンダブロックは、小型軽量となる。
【００１１】
請求項３は、特別外周部に、一般外周部の放射リブと同一高さの長リブを一般外周部の放射リブのピッチより大きなピッチで形成し、隣接する長リブを互い違いに配置することを特徴とする。
長リブを放射リブのピッチより大きなピッチで形成し、隣接する長リブを互い違いに配置したので、ピッチを大きく設定して広くした部分でシリンダライナ間の鋳物肉厚を確保することができ、複数のシリンダライナのピッチを大きく設定する必要はない。その結果、複数気筒エンジンのシリンダブロックの小型化が可能となる。
【００１２】
請求項４では、押出しで成形する位置決め部は、シリンダライナを支持するためのライナ支持部材に着脱可能に凸状に成形したものであることを特徴とする。
位置決め部を凸状に成形し、ライナ支持部材に着脱可能としたので、シリンダライナの特別外周部の位置決めに手間がかからない。
【００１３】
請求項５は、注湯で鋳包んだシリンダライナ内面の位置決め部を後工程で除去することを特徴とする。
後工程で、鋳包んだシリンダライナの位置決め部を除去することにより、位置決め部を除去する加工とシリンダの内面加工とを連続して行なうとができ、位置決め部を除去するための加工コストは減少する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法のフローチャートであり、ＳＴはステップを示す。
ＳＴ０１：酸化物系セラミックス成形体にアルミニウム合金を浸透させてアルミニウム基複合材ビレットを製造する。
ＳＴ０２：アルミニウム基複合材ビレットを押出し、一般外周部、特別外周部及び位置決め部を成形した押出し材を造る。
ＳＴ０３：押出し材を所定長さに切断加工してシリンダライナを形成する。
ＳＴ０４：シリンダライナを並設させて鋳型内にセットし、注湯する。
次に、ＳＴ０１〜ＳＴ０４を具体的に説明する。
【００１５】
図２は本発明に係るアルミニウム基複合材の製造装置の概要構造図であり、アルミニウム基複合材製造装置１０は、雰囲気炉１１と、この雰囲気炉１１に付属した加熱装置１２と、雰囲気炉１１に不活性ガスを供給するガス供給装置１３と、雰囲気炉１１内を減圧する真空ポンプ１４とからなる。１５及び１６は坩堝（るつぼ）である。
詳しくは、加熱装置１２は、例えば、制御装置２１と、温度センサ２２と、加熱コイル２３とからなり、ガス供給装置１３は、アルゴンガス（Ａｒ）２４のボンベ２５と、窒素ガス（Ｎ2）２６のボンベ２７と、これらのボンベ２５，２７のガスを雰囲気炉１１へ供給する管２８と、この管２８に設けた圧力ゲージ２９とからなる。
【００１６】
坩堝１５は酸化物系セラミックスであるところの多孔質アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）３１及びアルミニウム合金４１を入れる容器であり、坩堝１６はマグネシウム（Ｍｇ）４２を入れる容器である。アルミニウム合金４１は、例えばＡ６０６１である。マグネシウム（Ｍｇ）４２はマグネシウム合金でもよい。
【００１７】
図３（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るアルミニウム基複合材ビレットの製造要領図であり、（ａ）〜（ｃ）は浸透までの過程を模式的に示す。
（ａ）：まず、酸化物系セラミックスであるアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）３１とともに、アルミニウム合金４１及びマグネシウム（Ｍｇ）４２を炉内に納める。具体的には、坩堝１５にアルミナ３１を入れ、アルミナ３１にアルミニウム合金４１を載せ、坩堝１６にマグネシウム４２を入れる。
【００１８】
次に、雰囲気炉１１内の酸素を除去するために雰囲気炉１１内を真空引きし、一定の真空度に達したら、真空ポンプ１４を止め、雰囲気炉１１にアルゴンガス（Ａｒ）２４を矢印▲１▼の如く供給し、加熱コイル２３で矢印▲２▼の如く多孔質アルミナ３１、アルミニウム合金４１及びマグネシウム４２の加熱を開始する。
【００１９】
雰囲気炉１１内の温度を温度センサ２２で検出しつつ昇温（自動）する。所定温度（例えば、約７５０℃〜約９００℃）に達する過程で、アルミニウム合金４１は溶解する。同時に、マグネシウム（Ｍｇ）４２は矢印▲３▼の如く蒸発する。その際、雰囲気炉１１内はアルゴンガス（Ａｒ）２４の雰囲気下にあるので、アルミニウム合金４１及びマグネシウム（Ｍｇ）４２が酸化することはない。
【００２０】
（ｂ）：次に、雰囲気炉１１内を加圧し、窒化マグネシウム４４の作用でアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）３１を還元し、アルミナ３１の多孔質にアルミニウム合金４１の溶湯を浸透させてアルミニウム基複合材ビレット４５を製造する。具体的には、雰囲気炉１１に窒素ガス（Ｎ2）２６を矢印▲４▼の如く供給しつつ加圧（例えば、大気圧＋約０．５ｋｇ／ｃｍ2）し、雰囲気炉１１内の雰囲気を窒素ガス（Ｎ2）２６に置換する。
【００２１】
雰囲気炉１１内が窒素ガス（Ｎ2）２６の雰囲気になると、窒素ガス２６は、マグネシウム（Ｍｇ）４２と反応して窒化マグネシウム（Ｍｇ3Ｎ2）４４を生成する。この窒化マグネシウム４４はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）３１を還元するので、アルミナ３１は濡れ性がよくなる。その結果、アルミナ３１の多孔質にアルミニウム合金４１の溶湯が浸透する。アルミニウム合金４１が凝固してアルミニウム基複合材ビレット４５が完成する。浸透過程において、雰囲気炉１１内を加圧雰囲気下にすると、浸透が速くなり、短時間でアルミニウム基複合材ビレット４５を製造することができる。なお、雰囲気炉１１内を真空ポンプ１４で減圧し、減圧窒素雰囲気下でも短時間で浸透させることができる。
【００２２】
（ｃ）：アルミニウム基複合材ビレット４５（以下「ビレット４５」と略記する。）は、酸化物系セラミックスであるアルミナ３１にアルミニウム合金４１が浸透したもので、成形性に優れ、塑性変形がしやすい複合材料である。
（ｄ）：最後に、ビレット４５をＮＣ（数値制御）旋盤４６で所定寸法に切削加工する。寸法は次工程の押出しプレスに合せる。
【００２３】
図４は本発明に係るビレットの押出しの説明図（第１実施の形態）であり、アルミニウム基複合材ビレット４５を押出しプレス５０のコンテナ５１に挿入し、ラム５２で押出すことにより、ダイス５３とマンドレル５４の間を通して、押出し材５５に成形する。
ビレット４５は、アルミニウムと強化材の界面がケミカルコンタクトによって強固に結合された複合材なので、成形性がよく、その結果、押出し材５５の押出しは容易になる。
【００２４】
図５は本発明に係る押出し材の斜視図（第１実施の形態）である。
押出しプレス５０で押出した押出し材５５は、筒６１と、この筒６１の外面に成形した一般外周部６２と、特別外周部６３と、筒６１の内面に成形した位置決め部６４と、からなり、長尺なものである。詳細な構造は後述する。
【００２５】
図６は本発明に係る押出し材の切断加工の説明図（第１実施の形態）である。
押出し後の押出し材５５をカッタ６６で所定長さＬに切断加工し、アルミニウム基複合材のシリンダライナ６７を形成する。その際、シリンダライナ６７の端面６８，６８を切断すると同時に仕上げる。
【００２６】
図７は図６の７−７線矢視図であり、シリンダライナ６７の位置決め部６４を凸状に設けたことを示し、また、一般外周部６２及び特別外周部６３を示す。
一般外周部６２は、放射リブ７１・・・を各々所定のピッチ角度θｓで成形したもので、放射リブ７１の高さはＨ１とした。Ｄ１は押出し後のシリンダライナ６７の内径を示す。
【００２７】
特別外周部６３は、第１特別外周部６３ａと、第２特別外周部６３ｂとからなり、短リブ７２・・・を各々所定のピッチ角度θｓで成形したものである。
短リブ７２は、放射リブ７１より高さが小さいものであり、短リブ７２の高さはＨ２に設定した。なお、短リブ７２を成形する範囲は角度θ以内であり、第１特別外周部６３ａと第２特別外周部６３ｂは中心線Ｃ１を対称中心線として、図の左右に対称である。θ１は角度θの１／２であり、例えば、角度θを６０°に設定すると、角度θ１＝３０°、ピッチ角度θｓ＝１５°である。
次に、シリンダライナ６７を鋳型内にセットする。
【００２８】
図８（ａ），（ｂ）は本発明に係るシリンダライナのセットの説明図（第１実施の形態）である。
（ａ）：まず、シリンダライナ６７を取付け治具であるライナ支持部材７３に取付ける。具体的には、ライナ支持部材７３は上方にライナ嵌合部７４を形成し、ライナ嵌合部７４の外面に第１位置決め溝７５及びストッパ７６を形成し、下方に型嵌合部７７を形成し、この型嵌合部７７の外面に第２位置決め溝７８を形成したものであり、第１位置決め溝７５内にシリンダライナ６７の位置決め部６４を矢印▲５▼の如く嵌め込み、ストッパ７６に端面６８を当てる。
【００２９】
（ｂ）は嵌め込んだ状態を示し、シリンダライナ６７をライナ支持部材７３に取付けたものを４個用意する。
このように、位置決め部６４は、ライナ支持部材７３に着脱可能に凸状に成形したので、着脱に手間がかからない。
【００３０】
図９は本発明に係るシリンダライナの鋳包みの説明図（第１実施の形態）である。
ここで、シリンダライナ６７・・・を並設させて鋳型であるところのシリンダブロック鋳型８１内にセットする。その際、シリンダブロック鋳型８１の鋳包み材取付け部８２・・・にライナ支持部材７３・・・の型嵌合部７７・・・を嵌め込むとともに、第２位置決め溝７８を嵌め込むことで、シリンダライナ６７・・・の特別外周部６３・・・を所定の位置に手間をかけずにセットすることができる。なお、８３は第１シリンダ、８４は第２シリンダ、８５は第３シリンダ、８６は第４シリンダを示す。
【００３１】
すなわち、シリンダブロック鋳型８１にシリンダライナ６７・・・をセットする際に、ライナ支持部材７３によって特別外周部６３を隣りのシリンダに確実に臨ませることができる。ここでは、第１シリンダ８３の特別外周部６３（第２特別外周部）を第１シリンダ８３の隣りの第２シリンダ８４（第１特別外周部側）に臨ませることができる。他のシリンダライナ６７・・・の特別外周部６３も同様である。
【００３２】
続いて、シリンダブロック鋳型８１に注湯する。この場合、シリンダブロック鋳型８１を取付けたダイカスト機８７のスリーブ８８内の溶融アルミニウム合金を所定の圧力でシリンダブロック鋳型８１のキャビティ８９に充填する。アルミニウム合金は、製品をシリンダブロックとすると、例えば、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系合金の一種であるＪＩＳ−ＡＤＣ１２を用いる。溶融アルミニウム合金が凝固した後、シリンダブロックを取り出す。
【００３３】
図１０は本発明に係るシリンダブロックの斜視図（第１実施の形態）である。
シリンダブロック９１は、水冷直列４気筒のエンジン９０の一部で、シリンダライナ６７・・・をシリンダ部９１ａに鋳包み、シリンダ部９１ａの外方にウォータジャケット部９１ｂを有するものである。
この後、ウォータジャケット部９１ｂ、シリンダ部９１ａや第１〜第４シリンダ８３〜８６をＮＣ加工機９３で加工し、仕上げる。ここでは、シリンダライナ６７・・・の内面を切削工具９４で加工し、所定のシリンダ内径に形成する。
【００３４】
図１１（ａ），（ｂ）は本発明に係るシリンダの切削加工の説明図（第１実施の形態）である。
（ａ）：まず、第１シリンダ８３の内面を削る。この場合、シリンダライナ６７の内面に成形した位置決め部６４を断続的に切削工具９４で矢印▲６▼の如く切削し、続けて、押出し後の内径Ｄ１の内面を切削する。
【００３５】
このように、後工程のこの時点で、鋳包んだシリンダライナ６７の位置決め部６４を除去することにより、位置決め部６４の加工と第１シリンダ８３の内面加工とを連続して行なうとができ、位置決め部６４を除去するための加工コストの低減を図ることができる。
【００３６】
（ｂ）：第１シリンダ８３の内面を仕上げる。図に示していないホーニング盤でシリンダライナ６７を所定のシリンダ内径Ｄに研削し、第１シリンダ８３を仕上げる。同様に他のシリンダも仕上げる。
【００３７】
図１２は本発明に係るシリンダの平面図（第１実施の形態）である。
シリンダブロック９１では、シリンダライナ６７のピッチであるシリンダピッチは、従来と同じくＰに設定し、且つ一定とした。
すなわち、本発明のシリンダライナの鋳包み成形方法で、シリンダライナ６７・・・を製造するとともに、シリンダライナ６７・・・を鋳包んでシリンダブロック９１を製造したので、シリンダピッチがＰであっても、シリンダライナ６７・・・間の鋳物肉厚はＴとなり、従来のシリンダライナ間の鋳物肉厚Ｔ２よりも鋳物肉厚を増加させることができ、強度を確保することができる。
従って、複数気筒エンジンのシリンダブロック９１の小型化を図ることができる。
【００３８】
次に、本発明に係る複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法の別実施の形態を示す。
図１３は第２実施の形態図であり、上記図７に対応し、図７に示す実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し説明を省略する。
シリンダライナ６７Ｂは、特別外周部６３に、溝９５・・・を条設することを特徴とする。具体的には、筒６１の外面に溝９５・・・を各々ピッチ角度θｓで、且つ深さをＦに設定して成形したものである。
また、一般外周部６２の放射リブ７１Ｂ・・・の高さはＨ３とした。高さＨ３は、Ｈ２（短リブの高さ）＜Ｈ３＜Ｈ１（放射リブの高さ）である。
【００３９】
図１４は第２実施の形態のシリンダの平面図であり、上記図１２に対応し、図１２に示す実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し説明を省略する。
シリンダブロック９１Ｂでは、鋳物肉厚をＴに設定した。
本発明のシリンダライナの鋳包み成形方法で、シリンダライナ６７Ｂ・・・を製造するとともに、シリンダライナ６７Ｂ・・・を鋳包んでシリンダブロック９１Ｂを製造したので、鋳物肉厚をＴに設定しても、シリンダピッチはＰ１となり、従来のシリンダピッチＰより小さくすることができる。従って、シリンダブロック９１Ｂをより小型軽量にすることができる。
【００４０】
また、溝９５・・・を条設したので、シリンダライナ６７Ｂ・・・を鋳包んだ際に、溝９５・・・で溶融アルミニウム合金が凝固してアンカ効果を向上させることができる。
【００４１】
図１５は第３実施の形態図であり、上記図７及び図１３に示す実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し説明を省略する。
シリンダライナ６７Ｃの特別外周部６３は、リブなしの平滑面９６にすることを特徴とする。
【００４２】
図１６は第３実施の形態のシリンダの平面図である。
シリンダブロック９１Ｃでは、鋳物肉厚をＴに設定した。
本発明のシリンダライナの鋳包み成形方法で、シリンダライナ６７Ｃ・・・を製造するとともに、シリンダライナ６７Ｃ・・・を鋳包んでシリンダブロック９１Ｃを製造したので、鋳物肉厚をＴに設定しても、シリンダピッチはＰ１となり、従来のシリンダピッチＰより小さくすることができる。従って、シリンダブロック９１Ｃをより小型軽量にすることができる。
【００４３】
図１７は第４実施の形態図であり、上記図７に示す実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し説明を省略する。
シリンダライナ６７Ｄは、特別外周部６３に、放射リブ７１・・・と同一高さの長リブ９７・・・を放射リブ７１のピッチ角度θｓより大きなピッチ角度β１及びピッチ角度α１で成形することを特徴とする。なお、中心線Ｃ２を対称中心線として、対称に長リブ９７・・・を成形してもよく、例えば、図左右にピッチ角度α１，α２で成形してもよい。β２は放射リブ７１のピッチ角度を示す。
【００４４】
図１８は第４実施の形態のシリンダの平面図である。
シリンダブロック９１Ｄでは、シリンダピッチをＰに設定した。
本発明のシリンダライナの鋳包み成形方法で、シリンダライナ６７Ｄ…を製造するとともに、隣接する長リブ９７を互い違いに配置して（一方のシリンダライナ６７Ｄの長リブ９７がもう一方のシリンダライナ６７Ｄの長リブ９７間に対向する）、シリンダライナ６７Ｄ…を鋳包んでシリンダブロック９１Ｄを製造したので、シリンダピッチがＰであっても、シリンダライナ６７Ｄ…間の鋳物肉厚はＴとなり、従来のシリンダライナ間の鋳物肉厚Ｔ２よりも厚くすることができ、強度を確保することができる。
従って、複数気筒エンジンのシリンダブロック９１Ｄの小型化を図ることができる。
【００４５】
尚、本発明の実施の形態に示した図７のシリンダライナ６７の位置決め部６４は凸状に限定するものではない。
図８のライナ支持部材７３の形態は任意である。
図９のダイカスト機８７では、型内にアルミニウム合金を充填したが、製品によっては、マグネシウム合金を充填することも可能である。
図１３の一般外周部６２の放射リブ７１Ｂ・・・の高さはＨ３としたが、図７の放射リブ７１の高さＨ１と同じに設定することも可能である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、窒化マグネシウムの作用で酸化物系セラミックスを還元し、この酸化物系セラミックスの多孔質にアルミニウム合金の溶湯を浸透させ、アルミニウム基複合材ビレットを製造し、このビレットを押出し、筒に成形すると同時に、この筒の外面にリブを成形し、且つ筒の内面に位置決め部を成形し、この押出し後の押出し材を所定長さに切断加工してアルミニウム基複合材のシリンダライナを形成し、シリンダライナを並設させて鋳型内にセットし、注湯することで、鋳包むシリンダライナは、鋳型にセットするときに隣りのシリンダに臨む外周部分を特別外周部、その他の外周部を一般外周部に区別し、一般外周部に放射リブを形成するが、特別外周部は複数のシリンダライナのピッチが一定でシリンダライナ間の鋳物肉厚を増加できるように特別外周部に、溝を条設した。その結果、複数のシリンダライナのピッチを大きく設定しなくても、シリンダライナ間の鋳物肉厚は増加させることができる。従って、複数気筒エンジンのシリンダブロックの小型化を図ることができる。
【００４９】
請求項１では、特別外周部に、溝を条設することで、リブを取り除き、その分だけ、シリンダライナ同士を接近させることができるとともに、シリンダライナ間の鋳物肉厚を確保することができる。その結果、複数のシリンダライナのピッチを短縮することができ、複数気筒エンジンのシリンダブロックをより小型軽量にすることができる。
また、特別外周部に、溝を条設することで、溝内で鋳物材が凝固してアンカ効果を向上させることができる。
【００５０】
請求項２では、特別外周部は、リブなしの平滑面にすることで、リブを取り除き、リブがない分だけ、シリンダライナ同士を接近させても、シリンダライナ間の鋳物肉厚を確保することができ、複数のシリンダライナのピッチを短縮することができる。従って、複数気筒エンジンのシリンダブロックをより小型軽量にすることができる。
【００５１】
請求項３では、特別外周部に、一般外周部の放射リブと同一高さの長リブを一般外周部の放射リブのピッチより大きなピッチで形成し、隣接する長リブを互い違いに配置するので、ピッチが大きい部分だけシリンダライナ間の鋳物肉厚を厚くして、肉厚を確保することができ、複数のシリンダライナのピッチを大きく設定する必要はない。従って、複数気筒エンジンのシリンダブロックの小型化を図ることができる。
【００５２】
請求項４では、押出しで成形する位置決め部は、シリンダライナを支持するためのライナ支持部材に着脱可能に凸状に成形したので、シリンダライナの特別外周部の位置決めに手間がかからない。従って、生産効率の向上を図ることができる。
【００５３】
請求項５では、注湯で鋳包んだシリンダライナ内面の位置決め部を後工程で除去することにより、位置決め部を除去する加工とシリンダの内面加工とを連続して行なうとができ、位置決め部を除去するための加工コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法のフローチャート
【図２】本発明に係るアルミニウム基複合材の製造装置の概要構造図
【図３】本発明に係るアルミニウム基複合材ビレットの製造要領図
【図４】本発明に係るビレットの押出しの説明図（第１実施の形態）
【図５】本発明に係る押出し材の斜視図（第１実施の形態）
【図６】本発明に係る押出し材の切断加工の説明図（第１実施の形態）
【図７】図６の７−７線矢視図
【図８】本発明に係るシリンダライナのセットの説明図（第１実施の形態）
【図９】本発明に係るシリンダライナの鋳包みの説明図（第１実施の形態）
【図１０】本発明に係るシリンダブロックの斜視図（第１実施の形態）
【図１１】本発明に係るシリンダの切削加工の説明図（第１実施の形態）
【図１２】本発明に係るシリンダの平面図（第１実施の形態）
【図１３】第２実施の形態図
【図１４】第２実施の形態のシリンダの平面図
【図１５】第３実施の形態図
【図１６】第３実施の形態のシリンダの平面図
【図１７】第４実施の形態図
【図１８】第４実施の形態のシリンダの平面図
【図１９】従来のシリンダライナの鋳包み成形方法の説明図
【符号の説明】
１１…炉（雰囲気炉）、３１…酸化物系セラミックス（多孔質アルミナ）、４１…アルミニウム合金、４２…マグネシウム、４４…窒化マグネシウム、４５…アルミニウム基複合材ビレット、５０…押出しプレス、５５…押出し材、６１…筒、６２…一般外周部、６３…特別外周部、６４…位置決め部、６７，６７Ｂ〜６７Ｄ…シリンダライナ、７１，７１Ｂ…放射リブ、７２…短リブ、７３…ライナ支持部材、８１…鋳型（シリンダブロック鋳型）、９０…エンジン、９１，９１Ｂ〜９１Ｄ…シリンダブロック、９５…溝、９６…平滑面、９７…長リブ、Ｈ１…放射リブの高さ、Ｈ２…短リブの高さ、Ｌ…所定長さ、Ｐ…シリンダライナのピッチ（シリンダピッチ）、θｓ…放射リブのピッチ（放射リブのピッチ角度）、β１，α１…放射リブのピッチより大きなピッチ（ピッチ角度）。
【発明の属する技術分野】
本発明は複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数気筒エンジンにおいてシリンダライナを鋳包んだものとしては、例えば、次図のようなシリンダブロックがある。次図で従来のシリンダライナの鋳包み成形方法を説明する。
図１９は従来のシリンダライナの鋳包み成形方法の説明図である。
まず、シリンダライナ１０１を形成し、その次にシリンダライナ１０１・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）を各々シリンダピッチＰだけ離して図に示していない鋳型内にセットし、そして鋳型にダイカスト機で溶融金属を充填することで、シリンダライナ１０１・・・をシリンダ部１０２に鋳包んだシリンダブロック１０３を得ることができる。
このようにシリンダライナ１０１を鋳包むことで、シリンダの耐摩耗性の向上を図ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、シリンダブロック１０３のシリンダピッチをＰに設定してシリンダライナ１０１を鋳包むと、シリンダライナ１０１と隣のシリンダライナ１０１との間の鋳物肉厚はＴ２となり、薄く、シリンダライナ１０１間の強度を確保し難かった。
この場合、シリンダライナ１０１間の部位を鋳物肉厚Ｔ２より厚くすると、シリンダピッチＰは大きくなり、シリンダブロック１０３の小型化・軽量化は図り難くなる。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、シリンダブロックの小型化・軽量化を図ることができる複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１では、酸化物系セラミックスからなる多孔質成形体とともに、アルミニウム合金及び、マグネシウム又はマグネシウム発生源を炉内に納め、窒化マグネシウムの作用で酸化物系セラミックスを還元し、酸化物系セラミックスの多孔質にアルミニウム合金の溶湯を浸透させてアルミニウム基複合材ビレットを製造し、アルミニウム基複合材ビレットを押出しプレスで筒に成形すると同時に、この筒の外面にリブを成形し、且つ筒の内面に位置決め部を成形し、この押出し後の押出し材を所定長さに切断加工してアルミニウム基複合材のシリンダライナを形成し、シリンダライナを並設させて鋳型内にセットし、注湯することで得る複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法であって、記押出しプレスで成形する筒は、鋳型にセットするときに隣りのシリンダに臨む外周部分を特別外周部、その他の外周部を一般外周部に区別し、一般外周部に放射リブを形成するが、特別外周部は複数のシリンダライナのピッチを短縮できるように、又はピッチ一定でシリンダライナ間の鋳物肉厚を増加できるように特別外周部に、溝を条設することを特徴とする。
【０００６】
アルミニウム基複合材ビレットを押出して、一般外周部に放射リブを形成するとともに、特別外周部にシリンダライナ間の鋳物肉厚を増加できるよう特別外周部に、溝を条設した押出し材に加工する。その次に、押出し材を切断してシリンダライナを形成し、このシリンダライナを鋳包むことで、複数のシリンダライナのピッチを大きく設定変更せずに、シリンダライナ間の鋳物肉厚を増加させる。従って、複数気筒エンジンのシリンダブロックの小型化が可能となる。
【０００９】
請求項１は、特別外周部に、溝を条設することを特徴とする。
溝を条設することで、リブを取り除き、その分だけ、シリンダライナ同士を接近させ、且つシリンダライナ間の鋳物肉厚を確保する。その結果、複数のシリンダライナのピッチを短縮することができ、複数気筒エンジンのシリンダブロックはより小型軽量となる。
また、特別外周部に、溝を条設することで、溝内で鋳物材が凝固してアンカ効果は向上する。
【００１０】
請求項２では、特別外周部は、リブなしの平滑面にすることを特徴とする。
特別外周部をリブなしの平滑面にすることで、複数のシリンダライナのピッチを短縮するとともに、シリンダライナ間の鋳物肉厚を確保する。その結果、複数気筒エンジンのシリンダブロックは、小型軽量となる。
【００１１】
請求項３は、特別外周部に、一般外周部の放射リブと同一高さの長リブを一般外周部の放射リブのピッチより大きなピッチで形成し、隣接する長リブを互い違いに配置することを特徴とする。
長リブを放射リブのピッチより大きなピッチで形成し、隣接する長リブを互い違いに配置したので、ピッチを大きく設定して広くした部分でシリンダライナ間の鋳物肉厚を確保することができ、複数のシリンダライナのピッチを大きく設定する必要はない。その結果、複数気筒エンジンのシリンダブロックの小型化が可能となる。
【００１２】
請求項４では、押出しで成形する位置決め部は、シリンダライナを支持するためのライナ支持部材に着脱可能に凸状に成形したものであることを特徴とする。
位置決め部を凸状に成形し、ライナ支持部材に着脱可能としたので、シリンダライナの特別外周部の位置決めに手間がかからない。
【００１３】
請求項５は、注湯で鋳包んだシリンダライナ内面の位置決め部を後工程で除去することを特徴とする。
後工程で、鋳包んだシリンダライナの位置決め部を除去することにより、位置決め部を除去する加工とシリンダの内面加工とを連続して行なうとができ、位置決め部を除去するための加工コストは減少する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法のフローチャートであり、ＳＴはステップを示す。
ＳＴ０１：酸化物系セラミックス成形体にアルミニウム合金を浸透させてアルミニウム基複合材ビレットを製造する。
ＳＴ０２：アルミニウム基複合材ビレットを押出し、一般外周部、特別外周部及び位置決め部を成形した押出し材を造る。
ＳＴ０３：押出し材を所定長さに切断加工してシリンダライナを形成する。
ＳＴ０４：シリンダライナを並設させて鋳型内にセットし、注湯する。
次に、ＳＴ０１〜ＳＴ０４を具体的に説明する。
【００１５】
図２は本発明に係るアルミニウム基複合材の製造装置の概要構造図であり、アルミニウム基複合材製造装置１０は、雰囲気炉１１と、この雰囲気炉１１に付属した加熱装置１２と、雰囲気炉１１に不活性ガスを供給するガス供給装置１３と、雰囲気炉１１内を減圧する真空ポンプ１４とからなる。１５及び１６は坩堝（るつぼ）である。
詳しくは、加熱装置１２は、例えば、制御装置２１と、温度センサ２２と、加熱コイル２３とからなり、ガス供給装置１３は、アルゴンガス（Ａｒ）２４のボンベ２５と、窒素ガス（Ｎ2）２６のボンベ２７と、これらのボンベ２５，２７のガスを雰囲気炉１１へ供給する管２８と、この管２８に設けた圧力ゲージ２９とからなる。
【００１６】
坩堝１５は酸化物系セラミックスであるところの多孔質アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）３１及びアルミニウム合金４１を入れる容器であり、坩堝１６はマグネシウム（Ｍｇ）４２を入れる容器である。アルミニウム合金４１は、例えばＡ６０６１である。マグネシウム（Ｍｇ）４２はマグネシウム合金でもよい。
【００１７】
図３（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るアルミニウム基複合材ビレットの製造要領図であり、（ａ）〜（ｃ）は浸透までの過程を模式的に示す。
（ａ）：まず、酸化物系セラミックスであるアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）３１とともに、アルミニウム合金４１及びマグネシウム（Ｍｇ）４２を炉内に納める。具体的には、坩堝１５にアルミナ３１を入れ、アルミナ３１にアルミニウム合金４１を載せ、坩堝１６にマグネシウム４２を入れる。
【００１８】
次に、雰囲気炉１１内の酸素を除去するために雰囲気炉１１内を真空引きし、一定の真空度に達したら、真空ポンプ１４を止め、雰囲気炉１１にアルゴンガス（Ａｒ）２４を矢印▲１▼の如く供給し、加熱コイル２３で矢印▲２▼の如く多孔質アルミナ３１、アルミニウム合金４１及びマグネシウム４２の加熱を開始する。
【００１９】
雰囲気炉１１内の温度を温度センサ２２で検出しつつ昇温（自動）する。所定温度（例えば、約７５０℃〜約９００℃）に達する過程で、アルミニウム合金４１は溶解する。同時に、マグネシウム（Ｍｇ）４２は矢印▲３▼の如く蒸発する。その際、雰囲気炉１１内はアルゴンガス（Ａｒ）２４の雰囲気下にあるので、アルミニウム合金４１及びマグネシウム（Ｍｇ）４２が酸化することはない。
【００２０】
（ｂ）：次に、雰囲気炉１１内を加圧し、窒化マグネシウム４４の作用でアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）３１を還元し、アルミナ３１の多孔質にアルミニウム合金４１の溶湯を浸透させてアルミニウム基複合材ビレット４５を製造する。具体的には、雰囲気炉１１に窒素ガス（Ｎ2）２６を矢印▲４▼の如く供給しつつ加圧（例えば、大気圧＋約０．５ｋｇ／ｃｍ2）し、雰囲気炉１１内の雰囲気を窒素ガス（Ｎ2）２６に置換する。
【００２１】
雰囲気炉１１内が窒素ガス（Ｎ2）２６の雰囲気になると、窒素ガス２６は、マグネシウム（Ｍｇ）４２と反応して窒化マグネシウム（Ｍｇ3Ｎ2）４４を生成する。この窒化マグネシウム４４はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）３１を還元するので、アルミナ３１は濡れ性がよくなる。その結果、アルミナ３１の多孔質にアルミニウム合金４１の溶湯が浸透する。アルミニウム合金４１が凝固してアルミニウム基複合材ビレット４５が完成する。浸透過程において、雰囲気炉１１内を加圧雰囲気下にすると、浸透が速くなり、短時間でアルミニウム基複合材ビレット４５を製造することができる。なお、雰囲気炉１１内を真空ポンプ１４で減圧し、減圧窒素雰囲気下でも短時間で浸透させることができる。
【００２２】
（ｃ）：アルミニウム基複合材ビレット４５（以下「ビレット４５」と略記する。）は、酸化物系セラミックスであるアルミナ３１にアルミニウム合金４１が浸透したもので、成形性に優れ、塑性変形がしやすい複合材料である。
（ｄ）：最後に、ビレット４５をＮＣ（数値制御）旋盤４６で所定寸法に切削加工する。寸法は次工程の押出しプレスに合せる。
【００２３】
図４は本発明に係るビレットの押出しの説明図（第１実施の形態）であり、アルミニウム基複合材ビレット４５を押出しプレス５０のコンテナ５１に挿入し、ラム５２で押出すことにより、ダイス５３とマンドレル５４の間を通して、押出し材５５に成形する。
ビレット４５は、アルミニウムと強化材の界面がケミカルコンタクトによって強固に結合された複合材なので、成形性がよく、その結果、押出し材５５の押出しは容易になる。
【００２４】
図５は本発明に係る押出し材の斜視図（第１実施の形態）である。
押出しプレス５０で押出した押出し材５５は、筒６１と、この筒６１の外面に成形した一般外周部６２と、特別外周部６３と、筒６１の内面に成形した位置決め部６４と、からなり、長尺なものである。詳細な構造は後述する。
【００２５】
図６は本発明に係る押出し材の切断加工の説明図（第１実施の形態）である。
押出し後の押出し材５５をカッタ６６で所定長さＬに切断加工し、アルミニウム基複合材のシリンダライナ６７を形成する。その際、シリンダライナ６７の端面６８，６８を切断すると同時に仕上げる。
【００２６】
図７は図６の７−７線矢視図であり、シリンダライナ６７の位置決め部６４を凸状に設けたことを示し、また、一般外周部６２及び特別外周部６３を示す。
一般外周部６２は、放射リブ７１・・・を各々所定のピッチ角度θｓで成形したもので、放射リブ７１の高さはＨ１とした。Ｄ１は押出し後のシリンダライナ６７の内径を示す。
【００２７】
特別外周部６３は、第１特別外周部６３ａと、第２特別外周部６３ｂとからなり、短リブ７２・・・を各々所定のピッチ角度θｓで成形したものである。
短リブ７２は、放射リブ７１より高さが小さいものであり、短リブ７２の高さはＨ２に設定した。なお、短リブ７２を成形する範囲は角度θ以内であり、第１特別外周部６３ａと第２特別外周部６３ｂは中心線Ｃ１を対称中心線として、図の左右に対称である。θ１は角度θの１／２であり、例えば、角度θを６０°に設定すると、角度θ１＝３０°、ピッチ角度θｓ＝１５°である。
次に、シリンダライナ６７を鋳型内にセットする。
【００２８】
図８（ａ），（ｂ）は本発明に係るシリンダライナのセットの説明図（第１実施の形態）である。
（ａ）：まず、シリンダライナ６７を取付け治具であるライナ支持部材７３に取付ける。具体的には、ライナ支持部材７３は上方にライナ嵌合部７４を形成し、ライナ嵌合部７４の外面に第１位置決め溝７５及びストッパ７６を形成し、下方に型嵌合部７７を形成し、この型嵌合部７７の外面に第２位置決め溝７８を形成したものであり、第１位置決め溝７５内にシリンダライナ６７の位置決め部６４を矢印▲５▼の如く嵌め込み、ストッパ７６に端面６８を当てる。
【００２９】
（ｂ）は嵌め込んだ状態を示し、シリンダライナ６７をライナ支持部材７３に取付けたものを４個用意する。
このように、位置決め部６４は、ライナ支持部材７３に着脱可能に凸状に成形したので、着脱に手間がかからない。
【００３０】
図９は本発明に係るシリンダライナの鋳包みの説明図（第１実施の形態）である。
ここで、シリンダライナ６７・・・を並設させて鋳型であるところのシリンダブロック鋳型８１内にセットする。その際、シリンダブロック鋳型８１の鋳包み材取付け部８２・・・にライナ支持部材７３・・・の型嵌合部７７・・・を嵌め込むとともに、第２位置決め溝７８を嵌め込むことで、シリンダライナ６７・・・の特別外周部６３・・・を所定の位置に手間をかけずにセットすることができる。なお、８３は第１シリンダ、８４は第２シリンダ、８５は第３シリンダ、８６は第４シリンダを示す。
【００３１】
すなわち、シリンダブロック鋳型８１にシリンダライナ６７・・・をセットする際に、ライナ支持部材７３によって特別外周部６３を隣りのシリンダに確実に臨ませることができる。ここでは、第１シリンダ８３の特別外周部６３（第２特別外周部）を第１シリンダ８３の隣りの第２シリンダ８４（第１特別外周部側）に臨ませることができる。他のシリンダライナ６７・・・の特別外周部６３も同様である。
【００３２】
続いて、シリンダブロック鋳型８１に注湯する。この場合、シリンダブロック鋳型８１を取付けたダイカスト機８７のスリーブ８８内の溶融アルミニウム合金を所定の圧力でシリンダブロック鋳型８１のキャビティ８９に充填する。アルミニウム合金は、製品をシリンダブロックとすると、例えば、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系合金の一種であるＪＩＳ−ＡＤＣ１２を用いる。溶融アルミニウム合金が凝固した後、シリンダブロックを取り出す。
【００３３】
図１０は本発明に係るシリンダブロックの斜視図（第１実施の形態）である。
シリンダブロック９１は、水冷直列４気筒のエンジン９０の一部で、シリンダライナ６７・・・をシリンダ部９１ａに鋳包み、シリンダ部９１ａの外方にウォータジャケット部９１ｂを有するものである。
この後、ウォータジャケット部９１ｂ、シリンダ部９１ａや第１〜第４シリンダ８３〜８６をＮＣ加工機９３で加工し、仕上げる。ここでは、シリンダライナ６７・・・の内面を切削工具９４で加工し、所定のシリンダ内径に形成する。
【００３４】
図１１（ａ），（ｂ）は本発明に係るシリンダの切削加工の説明図（第１実施の形態）である。
（ａ）：まず、第１シリンダ８３の内面を削る。この場合、シリンダライナ６７の内面に成形した位置決め部６４を断続的に切削工具９４で矢印▲６▼の如く切削し、続けて、押出し後の内径Ｄ１の内面を切削する。
【００３５】
このように、後工程のこの時点で、鋳包んだシリンダライナ６７の位置決め部６４を除去することにより、位置決め部６４の加工と第１シリンダ８３の内面加工とを連続して行なうとができ、位置決め部６４を除去するための加工コストの低減を図ることができる。
【００３６】
（ｂ）：第１シリンダ８３の内面を仕上げる。図に示していないホーニング盤でシリンダライナ６７を所定のシリンダ内径Ｄに研削し、第１シリンダ８３を仕上げる。同様に他のシリンダも仕上げる。
【００３７】
図１２は本発明に係るシリンダの平面図（第１実施の形態）である。
シリンダブロック９１では、シリンダライナ６７のピッチであるシリンダピッチは、従来と同じくＰに設定し、且つ一定とした。
すなわち、本発明のシリンダライナの鋳包み成形方法で、シリンダライナ６７・・・を製造するとともに、シリンダライナ６７・・・を鋳包んでシリンダブロック９１を製造したので、シリンダピッチがＰであっても、シリンダライナ６７・・・間の鋳物肉厚はＴとなり、従来のシリンダライナ間の鋳物肉厚Ｔ２よりも鋳物肉厚を増加させることができ、強度を確保することができる。
従って、複数気筒エンジンのシリンダブロック９１の小型化を図ることができる。
【００３８】
次に、本発明に係る複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法の別実施の形態を示す。
図１３は第２実施の形態図であり、上記図７に対応し、図７に示す実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し説明を省略する。
シリンダライナ６７Ｂは、特別外周部６３に、溝９５・・・を条設することを特徴とする。具体的には、筒６１の外面に溝９５・・・を各々ピッチ角度θｓで、且つ深さをＦに設定して成形したものである。
また、一般外周部６２の放射リブ７１Ｂ・・・の高さはＨ３とした。高さＨ３は、Ｈ２（短リブの高さ）＜Ｈ３＜Ｈ１（放射リブの高さ）である。
【００３９】
図１４は第２実施の形態のシリンダの平面図であり、上記図１２に対応し、図１２に示す実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し説明を省略する。
シリンダブロック９１Ｂでは、鋳物肉厚をＴに設定した。
本発明のシリンダライナの鋳包み成形方法で、シリンダライナ６７Ｂ・・・を製造するとともに、シリンダライナ６７Ｂ・・・を鋳包んでシリンダブロック９１Ｂを製造したので、鋳物肉厚をＴに設定しても、シリンダピッチはＰ１となり、従来のシリンダピッチＰより小さくすることができる。従って、シリンダブロック９１Ｂをより小型軽量にすることができる。
【００４０】
また、溝９５・・・を条設したので、シリンダライナ６７Ｂ・・・を鋳包んだ際に、溝９５・・・で溶融アルミニウム合金が凝固してアンカ効果を向上させることができる。
【００４１】
図１５は第３実施の形態図であり、上記図７及び図１３に示す実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し説明を省略する。
シリンダライナ６７Ｃの特別外周部６３は、リブなしの平滑面９６にすることを特徴とする。
【００４２】
図１６は第３実施の形態のシリンダの平面図である。
シリンダブロック９１Ｃでは、鋳物肉厚をＴに設定した。
本発明のシリンダライナの鋳包み成形方法で、シリンダライナ６７Ｃ・・・を製造するとともに、シリンダライナ６７Ｃ・・・を鋳包んでシリンダブロック９１Ｃを製造したので、鋳物肉厚をＴに設定しても、シリンダピッチはＰ１となり、従来のシリンダピッチＰより小さくすることができる。従って、シリンダブロック９１Ｃをより小型軽量にすることができる。
【００４３】
図１７は第４実施の形態図であり、上記図７に示す実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し説明を省略する。
シリンダライナ６７Ｄは、特別外周部６３に、放射リブ７１・・・と同一高さの長リブ９７・・・を放射リブ７１のピッチ角度θｓより大きなピッチ角度β１及びピッチ角度α１で成形することを特徴とする。なお、中心線Ｃ２を対称中心線として、対称に長リブ９７・・・を成形してもよく、例えば、図左右にピッチ角度α１，α２で成形してもよい。β２は放射リブ７１のピッチ角度を示す。
【００４４】
図１８は第４実施の形態のシリンダの平面図である。
シリンダブロック９１Ｄでは、シリンダピッチをＰに設定した。
本発明のシリンダライナの鋳包み成形方法で、シリンダライナ６７Ｄ…を製造するとともに、隣接する長リブ９７を互い違いに配置して（一方のシリンダライナ６７Ｄの長リブ９７がもう一方のシリンダライナ６７Ｄの長リブ９７間に対向する）、シリンダライナ６７Ｄ…を鋳包んでシリンダブロック９１Ｄを製造したので、シリンダピッチがＰであっても、シリンダライナ６７Ｄ…間の鋳物肉厚はＴとなり、従来のシリンダライナ間の鋳物肉厚Ｔ２よりも厚くすることができ、強度を確保することができる。
従って、複数気筒エンジンのシリンダブロック９１Ｄの小型化を図ることができる。
【００４５】
尚、本発明の実施の形態に示した図７のシリンダライナ６７の位置決め部６４は凸状に限定するものではない。
図８のライナ支持部材７３の形態は任意である。
図９のダイカスト機８７では、型内にアルミニウム合金を充填したが、製品によっては、マグネシウム合金を充填することも可能である。
図１３の一般外周部６２の放射リブ７１Ｂ・・・の高さはＨ３としたが、図７の放射リブ７１の高さＨ１と同じに設定することも可能である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、窒化マグネシウムの作用で酸化物系セラミックスを還元し、この酸化物系セラミックスの多孔質にアルミニウム合金の溶湯を浸透させ、アルミニウム基複合材ビレットを製造し、このビレットを押出し、筒に成形すると同時に、この筒の外面にリブを成形し、且つ筒の内面に位置決め部を成形し、この押出し後の押出し材を所定長さに切断加工してアルミニウム基複合材のシリンダライナを形成し、シリンダライナを並設させて鋳型内にセットし、注湯することで、鋳包むシリンダライナは、鋳型にセットするときに隣りのシリンダに臨む外周部分を特別外周部、その他の外周部を一般外周部に区別し、一般外周部に放射リブを形成するが、特別外周部は複数のシリンダライナのピッチが一定でシリンダライナ間の鋳物肉厚を増加できるように特別外周部に、溝を条設した。その結果、複数のシリンダライナのピッチを大きく設定しなくても、シリンダライナ間の鋳物肉厚は増加させることができる。従って、複数気筒エンジンのシリンダブロックの小型化を図ることができる。
【００４９】
請求項１では、特別外周部に、溝を条設することで、リブを取り除き、その分だけ、シリンダライナ同士を接近させることができるとともに、シリンダライナ間の鋳物肉厚を確保することができる。その結果、複数のシリンダライナのピッチを短縮することができ、複数気筒エンジンのシリンダブロックをより小型軽量にすることができる。
また、特別外周部に、溝を条設することで、溝内で鋳物材が凝固してアンカ効果を向上させることができる。
【００５０】
請求項２では、特別外周部は、リブなしの平滑面にすることで、リブを取り除き、リブがない分だけ、シリンダライナ同士を接近させても、シリンダライナ間の鋳物肉厚を確保することができ、複数のシリンダライナのピッチを短縮することができる。従って、複数気筒エンジンのシリンダブロックをより小型軽量にすることができる。
【００５１】
請求項３では、特別外周部に、一般外周部の放射リブと同一高さの長リブを一般外周部の放射リブのピッチより大きなピッチで形成し、隣接する長リブを互い違いに配置するので、ピッチが大きい部分だけシリンダライナ間の鋳物肉厚を厚くして、肉厚を確保することができ、複数のシリンダライナのピッチを大きく設定する必要はない。従って、複数気筒エンジンのシリンダブロックの小型化を図ることができる。
【００５２】
請求項４では、押出しで成形する位置決め部は、シリンダライナを支持するためのライナ支持部材に着脱可能に凸状に成形したので、シリンダライナの特別外周部の位置決めに手間がかからない。従って、生産効率の向上を図ることができる。
【００５３】
請求項５では、注湯で鋳包んだシリンダライナ内面の位置決め部を後工程で除去することにより、位置決め部を除去する加工とシリンダの内面加工とを連続して行なうとができ、位置決め部を除去するための加工コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法のフローチャート
【図２】本発明に係るアルミニウム基複合材の製造装置の概要構造図
【図３】本発明に係るアルミニウム基複合材ビレットの製造要領図
【図４】本発明に係るビレットの押出しの説明図（第１実施の形態）
【図５】本発明に係る押出し材の斜視図（第１実施の形態）
【図６】本発明に係る押出し材の切断加工の説明図（第１実施の形態）
【図７】図６の７−７線矢視図
【図８】本発明に係るシリンダライナのセットの説明図（第１実施の形態）
【図９】本発明に係るシリンダライナの鋳包みの説明図（第１実施の形態）
【図１０】本発明に係るシリンダブロックの斜視図（第１実施の形態）
【図１１】本発明に係るシリンダの切削加工の説明図（第１実施の形態）
【図１２】本発明に係るシリンダの平面図（第１実施の形態）
【図１３】第２実施の形態図
【図１４】第２実施の形態のシリンダの平面図
【図１５】第３実施の形態図
【図１６】第３実施の形態のシリンダの平面図
【図１７】第４実施の形態図
【図１８】第４実施の形態のシリンダの平面図
【図１９】従来のシリンダライナの鋳包み成形方法の説明図
【符号の説明】
１１…炉（雰囲気炉）、３１…酸化物系セラミックス（多孔質アルミナ）、４１…アルミニウム合金、４２…マグネシウム、４４…窒化マグネシウム、４５…アルミニウム基複合材ビレット、５０…押出しプレス、５５…押出し材、６１…筒、６２…一般外周部、６３…特別外周部、６４…位置決め部、６７，６７Ｂ〜６７Ｄ…シリンダライナ、７１，７１Ｂ…放射リブ、７２…短リブ、７３…ライナ支持部材、８１…鋳型（シリンダブロック鋳型）、９０…エンジン、９１，９１Ｂ〜９１Ｄ…シリンダブロック、９５…溝、９６…平滑面、９７…長リブ、Ｈ１…放射リブの高さ、Ｈ２…短リブの高さ、Ｌ…所定長さ、Ｐ…シリンダライナのピッチ（シリンダピッチ）、θｓ…放射リブのピッチ（放射リブのピッチ角度）、β１，α１…放射リブのピッチより大きなピッチ（ピッチ角度）。
Claims (5)
- 酸化物系セラミックスからなる多孔質成形体とともに、アルミニウム合金及び、マグネシウム又はマグネシウム発生源を炉内に納め、窒化マグネシウムの作用で酸化物系セラミックスを還元し、酸化物系セラミックスの多孔質にアルミニウム合金の溶湯を浸透させてアルミニウム基複合材ビレットを製造し、前記アルミニウム基複合材ビレットを押出しプレスで筒に成形すると同時に、この筒の外面にリブを成形し、且つ筒の内面に位置決め部を成形し、この押出し後の押出し材を所定長さに切断加工してアルミニウム基複合材のシリンダライナを形成し、前記シリンダライナを並設させて鋳型内にセットし、注湯することで得る複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法であって、
前記押出しプレスで成形する筒は、前記鋳型にセットするときに隣りのシリンダに臨む外周部分を特別外周部、その他の外周部を一般外周部に区別し、一般外周部に放射リブを形成するが、特別外周部は複数のシリンダライナのピッチを短縮できるように、又はピッチ一定でシリンダライナ間の鋳物肉厚を増加できるように前記特別外周部に、溝を条設することを特徴とする複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法。 - 酸化物系セラミックスからなる多孔質成形体とともに、アルミニウム合金及び、マグネシウム又はマグネシウム発生源を炉内に納め、窒化マグネシウムの作用で酸化物系セラミックスを還元し、酸化物系セラミックスの多孔質にアルミニウム合金の溶湯を浸透させてアルミニウム基複合材ビレットを製造し、前記アルミニウム基複合材ビレットを押出しプレスで筒に成形すると同時に、この筒の外面にリブを成形し、且つ筒の内面に位置決め部を成形し、この押出し後の押出し材を所定長さに切断加工してアルミニウム基複合材のシリンダライナを形成し、前記シリンダライナを並設させて鋳型内にセットし、注湯することで得る複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法であって、
前記押出しプレスで成形する筒は、前記鋳型にセットするときに隣りのシリンダに臨む外周部分を特別外周部、その他の外周部を一般外周部に区別し、一般外周部に放射リブを形成するが、特別外周部は複数のシリンダライナのピッチを短縮できるように、又はピッチ一定でシリンダライナ間の鋳物肉厚を増加できるように前記特別外周部は、リブなしの平滑面にすることを特徴とする複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法。 - 酸化物系セラミックスからなる多孔質成形体とともに、アルミニウム合金及び、マグネシウム又はマグネシウム発生源を炉内に納め、窒化マグネシウムの作用で酸化物系セラミックスを還元し、酸化物系セラミックスの多孔質にアルミニウム合金の溶湯を浸透させてアルミニウム基複合材ビレットを製造し、前記アルミニウム基複合材ビレットを押出しプレスで筒に成形すると同時に、この筒の外面にリブを成形し、且つ筒の内面に位置決め部を成形し、この押出し後の押出し材を所定長さに切断加工してアルミニウム基複合材のシリンダライナを形成し、前記シリンダライナを並設させて鋳型内にセットし、注湯することで得る複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法であって、
前記押出しプレスで成形する筒は、前記鋳型にセットするときに隣りのシリンダに臨む外周部分を特別外周部、その他の外周部を一般外周部に区別し、一般外周部に放射リブを形成するが、特別外周部は複数のシリンダライナのピッチを短縮できるように、又はピッチ一定でシリンダライナ間の鋳物肉厚を増加できるように前記特別外周部に、前記一般外周部の前記放射リブと同一高さの長リブを前記一般外周部の前記放射リブのピッチより大きなピッチで形成し、隣接する前記長リブを互い違いに配置することを特徴とする複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法。 - 前記押出しで成形する位置決め部は、シリンダライナを支持するためのライナ支持部材に着脱可能に凸状に成形したものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法。
- 前記注湯で鋳包んだシリンダライナ内面の位置決め部を後工程で除去することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の複数気筒エンジンのシリンダライナの鋳包み成形方法。
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