JPH0245944B2

JPH0245944B2 -

Info

Publication number: JPH0245944B2
Application number: JP59238104A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Suzuki; Shizuo Ebisawa; Akio Kawase
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1984-11-12
Filing date: 1984-11-12
Publication date: 1990-10-12
Also published as: JPS61144263A

Description

【発明の詳細な説明】Ａ発明の目的 (1) 産業上の利用分野本発明は、複数のシリンダバレルを結合してな
るアルミニウム合金製サイアミーズシリンダバレ
ルの各シリンダバレルに鋳鉄製スリーブを鋳ぐる
んでなるサイアミーズ型シリンダブロツク素材の
鋳造装置に関する。

(2) 従来の技術従来、この種装置は金型のサイアミーズシリン
ダバレル成形用キヤビテイにスリーブを設置し、
そのキヤビテイに溶湯を加圧充填するように構成
されている。

(3) 発明が解決しようとする問題点しかしながら前記装置によると、溶湯充填時相
隣るスリーブの対向周壁部分が溶湯の充填圧を強
く受けるため各スリーブが長軸をシリンダバレル
の配列方向と直交させた略楕円形の断面形状を呈
すように変形する。

この場合、アルミニウム合金の凝固に伴う各シ
リンダバレルの収縮性の断面形状は長軸をシリン
ダバレル配列方向に平行させた略楕円形を呈する
ので、各スリーブはアルミニウム合金の収縮力を
受けて各シリンダバレルの収縮時の断面形状に倣
うように変形しようとするが、溶湯充填時におけ
る変形形状が僅かに変わる程度である。

したがつて各スリーブの断面形状と各シリンダ
バレルの断面形状とが両長軸を90゜食い違わせた
ようになつて各スリーブに残留する鋳造応力がそ
の円周回りにおいて不均一となる。この状態のま
まスリーブの内周面に真円加工を施してエンジン
を組み立てそれを運転すると、スリーブの円周回
りにおける熱膨脹量が不均一となるためピストン
リングとスリーブ間に〓間を生じ、ブローバイガ
スを増加させたり、オイルを無駄に消費するとい
つた問題がある。

本発明は上記に鑑み、エンジン運転中での各ス
リーブの円周回りにおける熱膨脹量を略均一にす
るサイアミーズ型シリンダブロツクを得ることの
できる前記素材の鋳造装置を提供することを目的
とする。

Ｂ発明の構成 (1) 問題点を解決するための手段本発明は、複数のシリンダバレルを結合してな
るアルミニウム合金製サイアミーズシリンダバレ
ルの各シリンダバレルに、鋳鉄製スリーブを鋳ぐ
るんでなるサイアミーズ型シリンダブロツク素材
の鋳造装置であつて、サイアミーズシリンダバレ
ル成形用キヤビテイを有する、開閉可能な金型
と；前記各スリーブ内に挿入可能に構成された、
各スリーブに拡径力を与えるための拡径機構と；
前記各スリーブに対し前記金型の開閉状態とは無
関係に任意に拡径力を付与すべく、前記拡径機構
を前記金型の開閉から独立して作動させ得る駆動
装置と；前記各スリーブの両開口部内周面に嵌合
されて該内周面及び前記拡径機構間をシールし得
る各一対のシール部材と；を備えることを特徴と
する。

(2) 作用溶湯充填前に拡径機構からスリーブに予め拡径
力を付与しておくと、溶湯充填圧に起因した各ス
リーブの変形を効果的に抑えることができる。

また溶湯により加熱されたスリーブが溶湯の凝
固完了後未だ低剛性のうちに、即ち上記金型を開
く以前に上記拡径力を除去すれば、スリーブを各
シリンダバレルの凝固収縮時の断面形状に倣わせ
ることができるので、サイアミーズ型シリンダブ
ロツク素材において各シリンダバレルの凝固収縮
時の断面形状が、長軸をシリンダバレル配列方向
に平行させた略楕円形となるも、かかる断面形状
に各スリーブを無理なく倣わせることができ、従
つて素材の冷却後において各スリーブに残留する
鋳造応力がその円周回りにおいて略均一化されて
その応力のバランス度が良好となる。

このようにして得られた素材の各スリーブ内周
面に真円加工を施すと、エンジンの運転中におい
て各スリーブの円周回りにおける熱膨脹量が略均
一となる。

さらに前記各シール部材により、鋳造時におけ
るスリーブ内への溶湯の侵入を確実に阻止するこ
とができる。

(3) 実施例第１〜第３図は、サイアミーズ型シリンダブロ
ツクＳを示し、それはアルミニウム合金製シリン
ダブロツク本体２と、鋳鉄製スリーブ３とよりな
る。シリンダブロツク本体２は複数、図示例は４
個のシリンダバレル１₁〜１₄を結合してなるサイ
アミーズシリンダバレル１と、サイアミーズシリ
ンダバレル１を囲繞する外壁部４と、それらの下
縁に連設されたクランクケース５とより構成され
る。サイアミーズシリンダバレル１と外壁部４間
にはサイアミーズシリンダバレル１の外周が臨む
ウオータジヤケツト６が形成され、そのウオータ
ジヤケツト６のシリンダヘツド側端部において各
シリンダバレル１₁〜１₄と外壁部４間は円周方向
に配列された複数の補強デツキ部８により部分的
に連結され、相隣る補強デツキ部８間はウオータ
ジヤケツト６のシリンダヘツド側への連通口７と
して機能する。これによりシリンダブロツク７は
クローズドデツキ型に構成される。スリーブ３は
各シリンダバレル１₁〜１₄に鋳ぐるまれており、
そのスリーブ３によりシリンダボア３ａが画成さ
れる。

第５〜第９図は、第４図に示すシリンダブロツ
ク素材Smを得るための本発明の一実施例に係る
鋳造装置を示し、その装置は金型Ｍを備え、その
金型Ｍは昇降自在な上型９と、その上型９の下方
に配設され、第５，６図において左右二つ割の第
１および第２側型１０₁，１０₂ならびに第７図に
おいて左右二つ割の第３および第４側型１０₃，
１０₄と、各側型１０₁〜１０₄を摺動自在に載置
する下型１１とより構成される。

上型９の下面に、各側型１０₁〜１０₄の上半部
と協働してサイアミーズシリンダバレル１および
外壁部４を形成すべく第１キヤビテイC₁を画成
する型締め用凹部１２が形成され、その凹部１２
と嵌合する型締め用凸部１３が各側型１０₁〜１
０₄の上面に突設される。

第７，８図に示すように、下型１１に溶解炉
（図示せず）よりアルミニウム合金よりなる溶湯
を受ける湯溜部１４と、その湯溜部１４に連通す
る給油シリンダ１５と、その給油シリンダ１５に
摺合されるプランジヤ１６と、湯溜部１４より２
本に分岐して第１キヤビテイC₁の長方手向に、
且つそれと略同一長さに亘つて延びる一対の湯道
１７とが設けられる。また下型１１は両湯道１７
間において上方へ突出する成形ブロツク１８を有
し、その成形ブロツク１８は各側型１０₁〜１０₄
の下半部と協働してクランクケース５を成形する
第２キヤビテイC₂を画成する。そのキヤビテイ
C₂の上端は第１キヤビテイC₁に連通し、また両
側の下端は両湯道１７に複数の堰１９を介して連
通する。

成形ブロツク１８は、所定の間隔で形成された
背の高い４個のかまぼこ形第１成形部１８₁と、
相隣る第１成形部１８₁間および最外側の両第１
成形部１８₁の外側に位置する凸字形第２成形部
１８₂とよりなり、各第１成形部１８₁はクランク
ピンおよびクランクアーム用回転空間２０（第
２、第３図）を成形するために用いられ、第２成
形部１８₂はクランクジヤーナルの軸受ホルダ２
１（第２、第３図）を成形するために用いられ
る。各堰１９は各第２成形部１８₂に対応して設
けられており、第２キヤビテイC₂の容量の大き
な部分に溶湯を早期に充填するようになつてい
る。

両湯道１７の断面積が湯溜部１４側より湯道先
１７ａに向けて段階的に減少するように、湯道１
７底面は湯溜部１４側より数段の上り階段状に形
成されている。各段部１７ｂに連なる各立上がり
部１７ｃは溶湯を各堰１９にスムーズに導くこと
ができるように斜めに形成される。

このような湯道１７の断面積を段階的に減少さ
せると、断面積の大きな部分では大量の溶湯を遅
い速度で堰１９を通じて第２キヤビテイC₂に充
填し、また断面積の小さな部分では少量の溶湯を
速い速度で堰１９を通じて第２キヤビテイC₂に
充填することができるので、そのキヤビテイC₂
内では両側下端よりその全長に亘つて略均等に油
面が上昇し、したがつて溶湯が第２キヤビテイ
C₂内で乱流を起こすことがなく、空気等のガス
が溶湯に巻き込まれることを防止して巣の発生を
回避することができる。また溶湯の充填作業が効
率良く行われるので、鋳造能率を向上させること
ができる。

第５、第６図に示すように各第１成形部１８₁
の頂面には、鋳鉄製スリーブ３の内周面と嵌合す
る位置決め突起２２が突設され、その位置決め突
起２２の中心には凹部２３が形成される。また両
側に位置する２つの第１成形部１８₁には、位置
決め突起２２の両側において第１成形部１８₁を
貫通する貫通孔２４が形成され、それら貫通孔２
４に一対の仮設置ピン２５がそれぞれ摺合され、
それら仮設置ピン２５は、ウオータジヤケツト用
砂中子の仮設置のために用いられる。両仮設置ピ
ン２５の下端は、成形ブロツク１８の下方に配設
された取付板２６に固定される。その取付板２６
には２本の支持ロツド２７が挿通され、各支持ロ
ツド２７の下部と取付板２６の下面との間にはコ
イルばね２８が縮設される。型開き時には、取付
板２６は各コイルばね２８の弾発力を受けて各支
持ロツド２７先端のストツパ２７ａに当接するま
で上昇し、これにより各仮設置ピン２５の先端は
第１成形部１８₁頂面より突出している。各仮設
置ピン２５の先端面には砂中子の下縁と係合する
凹部２５ａが形成される。

また両側に位置する２つの第１成形部１８₁に
は、両貫通孔２４間の二等分位置において第１成
形部１８₁を貫通する貫通孔２９が形成され、そ
の貫通孔２９に下端を取付板２６に固定された作
動ピン３０が摺合される。型開き時には、作動ピ
ン３０の先端は凹部２３内に突出し、また型閉め
時には後述する拡径機構により押し下げられ、こ
れにより両仮設置ピン２５を第１成形部１８₁頂
面より引き込ませるようになつている。

第１および第２側型１０₁，１０₂における第２
キヤビテイC₂を画成する壁部の中央部分に砂中
子を本設置するための中子受３１が２個所宛設け
られている。各中子受３１は砂中子の位置決めを
行う係合孔３１ａと、その開口部外周に形成され
て砂中子を挟持する挟持面３１ｂとよりなる。

上型９の型締め用凹部１２に、第１キラビテイ
C₁に連通する複数のオーバフロー用第３キヤビ
テイC₃および連通口成形用第４キヤビテイC₄が
それぞれ開口し、また上型９に各第３キヤビテイ
C₃および各第４キヤビテイC₄に連通する貫通孔
３２，３３がそれぞれ形成される。

それら貫通孔３２，３３には閉鎖ピン３４，３
５がそれぞれ挿入され、それら閉鎖ピン３４，３
５の上端は上型９の上方に配設される取付板３６
に固定される。

各貫通孔３２，３４の、両キヤビテイC₃，C₄
に対する連通端から上方へ所定の長さに亘つて延
びる小径部３２ａ，３３ａは各閉鎖ピン３４，３
５と嵌合して第３、第４キヤビテイC₃，C₄を閉
鎖し得るが、その外の部分の直径は各閉鎖ピン３
４，３５の直径よりも大きく、これにより各閉鎖
ピン３４，３５と各貫通孔３２，３３間に空気通
路３７，３８が形成される。

上型９の頂面と取付板３６間には、油圧シリン
ダ３９が介装され、その油圧シリンダ３９の作動
により取付板３６を昇降して各閉鎖ピン３４，３
５により各小径部３２ａ，３３ａを開閉するよう
になつている。４０は取付板３６の案内ロツドで
ある。

上型９には、各シリンダバレル１₁〜１₄に鋳ぐ
るまれるスリーブ３を保持するための拡径機構４
１が設けられ、その機構４１は下記のように構成
される。

上型９には、作動ピン３０の延長軸線に中心線
を合致させた貫通孔４２が形成され、その貫通孔
４２に支持ロツド４３が遊挿される。その支持ロ
ツド４３の上端は上型９の頂面に立設されたブラ
ケツト４４に固定され、またその下端にシール部
材としての溶湯浸入防止板４５が固着される。溶
湯浸入防止板４５の下面には、下型１１における
第１成形部１８₁頂面の凹部２３に嵌合し得る凸
部４５ａが形成される。

中空の保持筒４６は円形の外周面と、上部から
下部に向けて下り勾配のテーパ孔４７を有し、上
型９から下方へ突出する支持ロツド４３の下部は
保持筒４６のテーパ孔４７に遊挿され、その保持
筒４６の上端面は上型９の凹部１２に突設された
シール部材としての凸部４８に当接し、また下端
面は溶湯浸入防止板４５に当接する。第９図に示
すように保持筒４６の周壁部にはその内周面およ
び外周面より半径方向に延びる複数のすり割溝４
９が交互に且つ円周上等間隔に形成される。

支持ロツド４３には、保持筒４６を拡径するた
めの中空状作動ロツド５０が支持ロツド４３の略
全長に亘つて摺合され、その作動ロツド５０は保
持筒４６のテーパ孔４７に嵌合するテーパ部５０
ａと、そのテーパ部５０ａに連設されて上型９の
貫通孔４２に摺合されると共に上型９より突出す
る真円部５０ｂとよりなる。テーパ部５０ａには
複数のピン５７が突設され、それらピン５７は保
持筒４６の上下方向に長いピン孔５８に挿入さ
れ、これによりテーパ部５０ａの上下動を許容し
つつ保持筒４６の回止めがなされる。

上型９の頂面には、金型Ｍの開閉動作から独立
して任意に拡径機構４１を作動させるための駆動
装置としての油圧シリンダ５１が固定され、その
中空ピストン５２の上端面および下端面に突設さ
れた中空ピストンロツド５３₁，５３₂がシリンダ
本体５４の上端壁および下端壁をそれぞれ貫通し
ている。中空ピストン５２および中空ピストンロ
ツド５３を貫通する貫通孔５５には作動ロツド５
０の真円部５０ｂが挿入され、その真円部５０ｂ
の環状溝に嵌めた抜止めストツパ５６₁，５６₂を
中空ピストンロツド５３₁，５３₂の上、下端面に
それぞれ当接させて中空ピストン５２により作動
ロツド５０を昇降するようになつている。前記拡
径機構４１はシリンダブロツクＳの各シリンダバ
レル１₁〜１₄に対応して４機設けられる。

第１０、第１１図はウオータジヤケツト用砂中
子５９を示し、その砂中子５９は、シリンダブロ
ツクＳの４本のシリンダバレル１₁〜１₄に対応し
て４本の円筒部６０₁〜６０₄を備えると共にそれ
らの相隣るもの相互の重合する周壁を欠如させた
中子本体６１と、ウオータジヤケツトをシリンダ
ヘツドのウオータジヤケツトに連通する連通口７
を形成すべく、中子本体６１の上端面に突設され
た複数の突起６２と、中子本体６１の中間に位置
する２本の円筒部６０₂，６０₃の両外側面にそれ
ぞれ突設された幅木６３とより構成される。各幅
木６３は中子本体６１と一体の大径部６３ａと、
その端面に突設される小径部６３ｂとより形成さ
れる。この場合突起６２は前記第４キヤビテイ
C₄に遊挿されるように、その寸法設定がなされ
る。

次に前記鋳造装置によるシリンダブロツク素材
Smの鋳造作業について説明する。

先ず第５図に示すように、上型９を上昇させ、
また相対向する両側型１０₁，１０₂；１０₃，１
０₄を互いに離間するように移動させて型開きを
行う。拡径機構４１においては、各油圧シリンダ
５１を作動させて中空ピストン５２により作動ロ
ツド５０を下降させ、テーパ部５０ａの下方移動
により保持筒４６を縮径させておく。また上型９
上の油圧シリンダ３９を作動させて取付板３６を
上昇させ、これにより各閉鎖ピン３４，３５を第
３、第４キヤビテイC₃，C₄に連通する小径部３
２ａ，３３ａより離脱させる。さらに給湯シリン
ダ１５内のプランジヤ１６を下降させる。

略真円の鋳鉄製スリーブ３を各保持筒４６に遊
嵌し、スリーブ３の上端開口を上型９の凸部４８
に嵌合して閉鎖し、またスリーブ３の下端面を溶
湯浸入防止板４５の凸部４５ａ下端面に合致させ
ると共に溶湯浸入防止板４５をスリーブ３の下端
開口に嵌合してそれを閉鎖する。そして拡径機構
４１の油圧シリンダ５１を作動させ、その中空ピ
ストン５２により作動ロツド５０を上昇させる。
これによりテーパ部５０ａが上方へ移動するので
保持筒４６が拡径し、スリーブ３は拡径力を受け
て保持筒４６に確実に保持される。

第５、第１１図に示すように砂中子５９におけ
る両側の円筒部６０₁，６０₄下縁を、下型１１に
おける両側の第１成形部１８₁の頂面に突出する
各仮設置ピン２５の凹部２５ａに係合させて砂中
子５９の仮設置を行う。

両側型１０₁，１０₂をそれらが互いに接近する
方向に所定距離移動させ、各中子受３１の係合孔
３１ａに砂中子５９における各幅木６３の小径部
６３ｂを嵌合して砂中子５９の位置決めし、また
各大径部６３ａの端面を各中子受３１の挟持面３
１ｂに衝合し、これにより砂中子５９を正確に位
置決めして両側型１０₁，１０₂に挟持させ砂中子
５９の本設置を行う。また他の両側型１０₃，１
０₄も同様に移動させる。

第６図に示すように、上型９を下降させて各ス
リーブ３を砂中子５９の各円筒部６０₁〜６０₄内
に挿入し、溶湯浸入防止板４５の凸部４５ａを第
１成形部１８₁頂面の凹部２３に嵌合する。これ
により溶湯浸入防止板４５の凸部４５ａにより作
動ピン３０が押し下げられるので各仮設置ピン２
４が下降して第１成形部１８₁頂面より引込む。
また上型９の型締め用凹部１２が各側型１０₁〜
１０₄の型締め用凸部１３に嵌合して型締めが行
われる。第１キヤビテイC₁において、砂中子５
９の内側にサイアミーズシリンダバレル成形用キ
ヤビテイCaが、また砂中子５９の外側に外壁部
成形用キヤビテイCbがそれぞれ画成される。

下型１１の湯溜部１４に溶解炉よりアルミニウ
ム合金よりなる溶湯を供給し、プランジヤ１６を
上昇させて溶湯を両湯道１７より堰１９を通じて
第２キヤビテイC₂の両下縁よりそのキヤビテイ
C₂および第１キヤビテイC₁に充填する。両キヤ
ビテイC₁，C₂内の空気等のガスは、溶湯により
押し上げられ第３、第４キヤビテイC₃，C₄に連
通する空気通路３７，３８を径て上型９の上方へ
抜ける。

この場合両湯道１７の断面積が前述のように湯
道先１７ａに向けて段階的に減少するように、湯
道底面が湯溜部１４側より数段の上に段階状に形
成されているので、プランジヤ１６の上昇により
溶湯は両湯道１７より各堰１９を通じて第２キヤ
ビテイC₂の両側下端よりその全長に亘つて略均
等にそのキヤビテイC₂内をスムーズに押し上げ
られる。したがつて溶湯が両キヤビテイC₁，C₂
内で乱流を起こすことがなく、溶湯中への空気等
のガスの巻込みを防止して巣の発生を回避するこ
とができる。

各第３、第４キヤビテイC₃，C₄に溶湯が充填
された時点で、上型９上の油圧シリンダ３９を作
動させて取付板３６を下降させ、閉鎖ピン３４，
３５によつて両キヤビテイC₃，C₄に連通する小
径部３２ａ，３３ａを閉鎖する。

前記注湯作業において、第２、第１キヤビテイ
C₂，C₁に溶湯を充填するためのプランジヤ１６
の変位および溶湯圧力は第１２図に示すように制
御される。

即ち、プランジヤ１６はその移動速度を第１〜
第３速V₁〜V₃の３段階に制御される。本実施例
では第１速V₁は0.08〜0.12ｍ／sec、第２速V₂は
0.14〜0.18ｍ／sec、第３速V₃は大幅な減速状態
となるように0.04〜0.08ｍ／secにそれぞれ設定さ
れ、この３段階の速度制御によつて溶湯の波立を
防止して空気等のガスを巻き込むことのない静か
な溶湯流を形成し、その溶湯を前記両キヤビテイ
C₂，C₁に効率良く充填することができる。

またプランジヤ１６の第１速V₁では、溶湯は
両湯道１７等に充満するだけであるから溶湯の圧
力P₁は略一定に保持され、プランジヤ１６の第
２、第３速V₂，V₃では溶湯は両キヤビテイC₁，
C₂に充填されるので溶湯の圧力P₂は急激に上昇
する。プランジヤ１６を第３速V₃で所定時間移
動させた後は、溶湯の充填圧P₃を約1.5秒間、150
〜400Kg／cm²に保持し、これにより砂中子５９を
溶湯により完全に包んでその表面に溶湯凝固膜を
形成する。

前記時間経過後においては、プランジヤ１６を
速度V₄で減速移動させるので溶湯の圧力P₄は上
昇し、その圧力P₄が200〜600Kg／cm²となつたと
きプランジヤ１６の移動を止めてこの状態で熔湯
を凝固させる。

前記のように溶湯の圧力を所定時間略一定に保
つことにより砂中子５９の表面に溶湯凝固膜を形
成すると、次の溶湯加圧時に砂中子５９が前記膜
により保護されて破損することがない。

また溶湯によつて砂中子５９が膨脹するが、突
起６２は第４キヤビテイC₄に遊挿されているの
で、砂中子５９の膨脹に突起６２が追従し、これ
により突起６２の折れが回避される。

さらに砂中子５９は、それの各幅木６３を介し
て両側型１０₁，１０₂により正確な位置に挟持さ
れているので、第１キヤビテイC₁内への溶湯の
充填時およびそのキヤビテイC₁内の溶湯の加圧
時において砂中子５９が浮き上がつたりすること
がない。さらにまた各幅木６３の大径部６３ａの
端面が両側型１０₁，１０₂における中子受３１の
挟持面３１ｂに衝合しているので、砂中子５９が
膨らみ傾向になると、その変形力は各挟持面３１
ｂによつて支承され、これにより砂中子５９の変
形が防止されて各スリーブ３回りの肉厚が均一な
サイアミーズシリンダバレル１が得られる。

前記のようにプランジヤ１６の移動速度および
溶湯の圧力を制御することによつてダイカスト鋳
造と略同じ生産効率を以てクローズドデツキ型の
シリンダブロツケ素材を鋳造することができる。

溶湯が凝固を完了すると、拡径機構４１の油圧
シリンダ５１を作動させて作動ロツド５０を下降
させることによりスリーブ３に対する保持筒４６
の拡径力を除去し、その後、型開きを行い、第４
図に示すシリンダブロツク素材Smを取出すよう
にする。

このシリンダブロツク素材Smにおいては、第
１３図ａのタリロンド測定（100倍）結果に示す
ように各スリーブ３の断面形状が、長軸をシリン
ダバレル１₁〜１₄の配列方向に平行させた略楕円
形を呈し、これは各シリンダバレル１₁〜１₄の収
縮時の断面形状に合致している。

このような結果が得られる理由は、溶湯充填時
拡径機構４１により各スリーブ３に拡径力が与え
られているので、各スリーブ３が溶湯の充填圧に
より変形することが防止され、しかも溶湯により
加熱された各スリーブ３が、溶湯の凝固完了後に
未だ高温状態にあつて低剛性のうちに、即ち型開
き前に上記拡径力を除去すると、各スリーブ３が
各シリンダバレル１₁〜１₄の凝固収縮力を受けて
各シリンダバレル１₁〜１₄の断面形状に倣うよう
に無理なく変形するからである。

これによりサイアミーズ型シリンダブロツク素
材Smの冷却後において各スリーブ３に残留する
鋳造応力は、その全周に亘り略均一化される。

第１３図ｂは、真円のスリーブ３００を拡径機
構４１を用いずにシリンダバレル１００₁〜１０
０₄に鋳ぐるんで得られた比較例としてのサイア
ミーズ型シリンダブロツク素材のタリロンド測定
結果を示し、この図から明らかなように各スリー
ブ３００の断面形状は、長軸をシリンダバレルの
配列方向と直交させた略楕円形を呈しており、特
に相隣るシリンダバレル間においては、両スリー
ブ３００の対向周壁部が溶湯の充填圧を受けて凹
状部３００ａとなつている。

第１４図ａは本発明により得られたシリンダブ
ロツク素材Smにおける各スリーブ３に残留する
鋳造応力のバランス度を示し、真円ｃは鋳造応力
の０点を示している。この図から前記素材Smに
おいては、各スリーブ３の全周に亘に良好なバラ
ンス度が確保されていることが明らかである。

第１４図ｂは前記比較例における各スリーブ３
００に残留する鋳造応力のバランス度を示し、相
隣るシリンダバレル間が特異傾向にあつてバラン
ス度が悪くなつている。

前記測定後本発明により得られたシリンダブロ
ツク素材Smに研削加工を施して各第４キヤビテ
イC₄と砂中子５９の各突起６２との協働により
成形された各突出部６４を除去すると、突起６２
により連通口７が、また相隣る連通口７間に補強
デツキ部８がそれぞれ形成される。その後砂抜き
を行うことによりウオータジヤケツト６が得ら
れ、さらに各スリーブ３の内周面に真円加工を施
し、さらにまたその他の所定の加工を施すと第１
〜第３図に示すシリンダブロツクＳが得られる。

比較例のものにも同様の加工を施してシリンダ
ブロツクを得る。

第１５図ａ，ｂは両シリンダブロツクを均一に
加熱した場合における両スリーブ３，３００の内
径変化を膨脹量として表わしたものである。膨脹
量の測定は第１６図に示すように円周上４点a₁〜
a₄における内径の変化を求めた。

第１５図ａは本発明により得られた前記素材
SmよりなるシリンダブロツクＳの場合を示し、
エンジン運転中におけるシリンダブロツクの加熱
温度である190゜前後での最高膨脹量と最低膨脹量
の差D₁は20μと小さく各点a₁〜a₄における膨脹量
のばらつきが少ない。しかもそれら膨脹量は理論
膨脹量Ｔに近似している。これは前記のように各
スリーブ３に残留する鋳造応力のバランス度が良
いことに起因する。

第１５図ｂは比較例のものの場合を示し、前記
と同温度での最適膨脹量と最低膨脹量との差D₂
が128μと大きく各点a₁〜a₄における膨脹量にばら
つきが見られる。しかもそれら膨脹量のうち３点
a₂，a₃，a₄におけるものは理論膨脹量Ｔより大き
く隔つている。これは前記のように各スリーブ３
００に残留する鋳造応力のバランズ度が悪いこと
に起因する。

Ｃ発明の効果本発明によれば、複数のシリンダバレルを結合
してなるアルミニウム合金製サイアミーズシリン
ダバレルの各シリンダバレルに、鋳鉄製スリーブ
を鋳ぐるんでなるサイアミーズ型シリンダブロツ
ク素材の鋳造装置であつて、サイアミーズシリン
ダバレル成形用キヤビテイを有する、開閉可能な
金型と；前記各スリーブ内に挿入可能に構成され
た、各スリーブに拡径力を与えるための拡径機構
と；前記各スリーブに対し前記金型の開閉状態と
は無関係に任意に拡径力を付与すべく、前記拡径
機構を前記金型の開閉から独立して作動させ得る
駆動装置と；前記各スリーブの両開口部内周面に
嵌合されて該内周面及び前記拡径機構間をシール
し得る各一対のシール部材と；を備えるので、上
記拡径機構からスリーブに付与された拡径力によ
つて、溶湯充填圧に起因した各スリーブの変形を
効果的に抑えることができ、しかも溶湯により加
熱されたスリーブが溶湯の凝固完了後未だ低剛性
のうちに、即ち上記金型を開く以前に上記拡径力
を除去して、スリーブを各シリンダバレルの凝固
収縮時の断面形状に倣わせることができ、従つて
サイアミーズ型シリンダブロツク素材において各
シリンダバレルの凝固収縮時の断面形状が、長軸
をシリンダバレル配列方向に平行させた略楕円形
となるも、かかる断面形状に各スリーブを無理な
く倣わせることができるから、素材の冷却後にお
いて各スリーブに残留する鋳造応力がその円周回
りにおいて略均一化されてその応力のバランス度
が良好となる。このような素材の各スリーブ内周
面に真円加工を施すと、エンジンの運転中におい
て各スリーブの円周回りにおける熱膨脹量が略均
一となり、これによりピストンリングとスリーブ
間に〓間が生じることを極力抑制してブローバイ
ガスの増加、オイルの無駄な消費といつた問題を
解決することができる。また各スリーブが溶湯の
充填圧により変形することがないので、相隣なる
スリーブ間を極力接近させたサイアミーズ型シリ
ンダブロツク素材を得ることができ、これにより
この種エンジンを全体的に小型化し、その軽量化
を達成することができる。

さらに前記各シール部材により、各スリーブの
両開口部内周面及び前記拡径機構間をシールする
ことができるから、鋳造時においてスリーブ内へ
の溶湯の侵入を確実に阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１乃至第３図はサイアミーズ型シリンダブロ
ツクを示し、第１図は上方からみた斜視図、第２
図は第１図−線断面図、第２Ａ図は第２図
ａ−ａ線断面図、第３図は下方から見た斜視
図、第４図はサイアミーズ型シリンダブロツク素
材を上方から見た斜視図、第５図は本発明鋳造装
置の一実施例における型開き時の縦断正面図、第
６図は前記装置の型閉め時の縦断正面図、第７図
は第６図−線断面図、第８図は第７図−
線断面図、第９図は第５図−線断面図、第１
０図は砂中子を上方から見た斜視図、第１１図は
第１０図XI−XI線断面図、第１２図は時間に対す
るプランジヤの変位および時間に対する溶湯の圧
力の関係を示すグラフ、第１３図ａ，ｂは本発明
鋳造装置を用いて得られたサイアミーズ型シリン
ダブロツク素材および比較例におけるスリーブの
内径形状についてタリロンド測定を行つた結果を
示す測定図、第１４図ａ，ｂは本発明鋳造装置を
用いて得られたサイアミーズ型シリンダブロツク
素材および比較例におけるスリーブに残留する鋳
造応力のバランス度を示す説明図、第１５図ａ，
ｂは本発明鋳造装置を用いて得られた素材よりな
るサイアミーズ型シリンダブロツクおよび比較例
におけるスリーブの加熱温度に対する膨脹量の関
係を示すグラフ、第１６図はスリーブの膨脹量測
定位置を示す説明図である。 Ca……サイアミーズシリンダバレル成形用キ
ヤビテイ、Ｍ……金型、Ｓ……サイアミーズ型シ
リンダブロツク、Sm……サイアミーズ型シリン
ダブロツク素材、１₁〜１₄……シリンダバレル、
１……サイアミーズシリンダバレル、３……スリ
ーブ、４１……拡径機構、４５……シール部材と
しての溶湯浸入防止板、４８……シール部材とし
ての上型の凸部、５１……駆動装置としての油圧
シリンダ。

Claims

【特許請求の範囲】

１複数のシリンダバレル１₁〜１₄を結合してな
るアルミニウム合金製サイアミーズシリンダバレ
ル１の各シリンダバレル１₁〜１₄に、鋳鉄製スリ
ーブ３を鋳ぐるんでなるサイアミーズ型シリンダ
ブロツク素材の鋳造装置であつて、サイアミーズ
シリンダバレル成形用キヤビテイCaを有する、
開閉可能な金型Ｍと；前記各スリーブ３内に挿入
可能に構成された、各スリーブ３に拡径力を与え
るための拡径機構４１と；前記各スリーブ３に対
し前記金型Ｍの開閉状態とは無関係に任意に拡径
力を付与すべく、前記拡径機構４１を前記金型Ｍ
の開閉から独立して作動させ得る駆動装置５１
と；前記各スリーブ３の両開口部内周面に嵌合さ
れて該内周面及び前記拡径機構４１間をシールし
得る各一対のシール部材４５，４８と；よりなる
サイアミーズ型シリンダブロツク素材の鋳造装
置。