JPH0318540B2 - - Google Patents

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、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、溶湯の加圧充填下で鋳ぐるんだサイアミー
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、金型におけるサイアミー
ズシリンダバレル成形用キヤビテイの各スリーブ
配設位置に心金を設け、各心金にスリーブを嵌合
して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
配列方向と直交させた略楕円形の断面形状を呈す
るように変形する。

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時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隙間を生じ、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。

そこで複数のスリーブにそれぞれ拡径力を付与
し得る複数の拡径機構を用いて、溶湯の充填圧に
よる各スリーブの変形を防止することが考えられ
るが、その場合、複数の拡径機構を共通の駆動装
置により同じだけ駆動しようとすると、複数のス
リーブの内径加工精度にばらつきがあつた場合に
一部のスリーブに必要な拡径力を付与し得なくな
る不都合が生じる。

本発明は上記に鑑み提案されたもので、従来の
ものの問題、不都合を全て解決し得る、サイアミ
ーズ型シリンダブロツク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) 課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明は、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溶湯の加圧充填下で鋳包んだ
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
ヤビテイを有する金型と、前記キヤビテイに設置
される複数の前記スリーブにそれぞれ挿入可能に
配設されて該スリーブに拡径力を付与し得る複数
の拡径機構と、前記複数のスリーブの内径加工精
度にばらつきがあつてもその全スリーブに必要な
拡径力を確実に付与し得るよう、前記複数の拡径
機構を互いに独立して作動させる拡径機構独立作
動装置とを備えることを特徴とする。

(2) 作用 各拡径機構により各スリーブに拡径力を与えて
おくと、溶湯の充填圧による各スリーブの変形が
防止される。そして溶湯が凝固を完了した後各ス
リーブの拡径力を除去すると、各スリーブが各シ
リンダバレルの収縮時の断面形状に倣うように変
形して各スリーブの断面形状が長軸をシリンダバ
レル配例方向に平行させた略楕円形を呈するよう
になる。

これにより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。

この状態において各スリーブの内周面に真円加
工を施してエンジンを組立てそれを運転すると各
スリーブの円周回りにおける熱膨脹量が略均一と
なる。

また各拡径機構は互いに独立して作動するの
で、各スリーブの内径加工精度にばらつきを生じ
ても、各拡径機構により各スリーブに必要な拡径
力を確実に与えることができる。

(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を囲繞するシリンダブロツク外壁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とシリンダブロツク外壁４間に、サイアミーズ
シリンダバレル１の外壁が臨むウオータジヤケツ
ト６が形成される。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とシリンダブロツク外壁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Ｓは
クローズ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の鋳造装置を示し、その装置は金型Ｍ
を備え、その金型Ｍは昇降自在は上型９と、その
上型９の下方に配設され、第５、第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と協働し
てサイアミーズシリンダバレル１およびシリンダ
ブロツク外壁４を成形すべく第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１０
_１〜１０₄の上面に突設される。

第７、第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
る給湯シリンダ１５と、その給湯シリンダ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の長手方向に、
且つそれと略同一長さに亘つて延びる一対のラン
ナ１７とが設けられる。また下型１１は両ランナ
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
の下端は両ランナ１７に複数のゲート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。各ゲート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。両ランナ１７の断面積が湯溜部１４側より
先端部１７ａに向けて段階的に減少するように、
ランナ１７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
立上り部１７ｃは溶湯を各ゲート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。

このようにランナ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
遅い速度でゲート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ゲート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
て略均等に湯面が上昇し、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成形部１８₁の
頂面に、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２
２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、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２４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の下面との間にコイルばね２
８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２
７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、
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３
０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キヤビテイ
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に閉鎖ピン３４，３５
がそれぞれ挿入され、それら閉鎖ピン３４，３５
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、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３４，３５
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。

各シリンダバレル１₁〜１₄に鋳ぐるまれるそれ
ぞれのスリーブ３に拡径力を与えるべく、４機の
拡径機構４１が上型９に設けられ、各機構４１は
下記のように構成される。

上型９に、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４
２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
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４９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、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５０ａ
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、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に作動ロ
ツド５０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。

前記油圧シリンダ５１は、第７図に明示するよ
うに１個のシリンダ本体５４に４個のシリンダ孔
５４ａを形成し、各シリンダ孔５４ａに中空ピス
トン５２を摺合したもので、相隣るシリンダ孔５
４ａのピストン上動側油圧室Ａとピストン下動側
油圧室Ｂとは相互に連通し、最外側の両油圧室
Ａ，Ｂに油圧導管t₁，t₂がそれぞれ接続される。

これにより各拡径機構４１は互いに独立して作
動することができ、油圧シリンダ５１は、本発明
の拡径機構独立作動装置を構成している。

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、
また対向する両側型１０₁，１０₂；１０₃，１０₄
を互いに離間するように移動させて型開きを行
う。各拡径機構４１においては、油圧シリンダ５
１を作動させて各中空ピストン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。

略真円となるように機械加工により内径を仕上
げられた鋳鉄製スリーブ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によりスリーブ３の下
端開口を閉鎖する。そして各拡径機構４１におい
て、油圧シリンダ５１を作動させ、各中空ピスト
ン５２により作動ロツド５０、したがつてテーパ
部５０ａを上方へ移動させて保持筒４６を拡径す
る。この場合、各拡径機構４１は互いに独立して
作動するので、各スリーブ３の内径加工精度にば
らつきを生じても、各拡径機構４１により各スリ
ーブ３に必要な拡径力を確実に与えて各スリーブ
３を保持筒４６に保持させることができる。

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を位置決めし、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に挟持させた砂中
子５９の本設置を行う。

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。さらに、砂中子５９の突起６２が第４キ
ヤビテイC₄に遊挿される。

第１キヤビテイC₁において、砂中子５９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の外側にシリンダブロ
ツク外壁成形用キヤビテイ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ランナ１７よりゲート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を経て上型９
の上方へ抜ける。

この場合両ランナ１７の断面積が前述のように
先端部１７ａに向けて段階的に減少するように、
ランナ底面が湯溜部１４側より数段の上の階段状
に形成されているので、プランジヤ１６の上昇に
より溶湯は両ランナ１７より各ゲート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
両ランナ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P₅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溶湯
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
脹らみ傾向になると、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。

その上、各スリーブ３の上、下端開口は上型９
の凸部４８および溶湯浸入防止板４５によつて閉
鎖されているので、スリーブ３内への溶湯の浸入
が回避され、これにより溶湯による保持筒４６の
拡径および縮径機能の阻害を防止することができ
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
シリンダブロツク素材を鋳造することができる。

溶湯が凝固を完了した後、各拡径機構４１にお
いて油圧シリンダ５１を作動させ、作動ロツド５
０を下降させてスリーブ３に対する保持筒４６の
拡径力を除去し、型開きを行うと第４図に示すシ
リンダブロツク素材Smが得られる。

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
各拡径機構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、溶湯が凝固を完
了した後各スリーブ３の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の収縮時の
断面形状に倣うように変形するからである。

これにより各スリーブ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、略真円のスリーブ３００を心金
に嵌合してシリンダバレル１００₁〜１００₄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タリロンド測定結果を示
し、この図から明らからように各スリーブ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３０
０ａとなつている。

第１４図ａ前記は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Ｏ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の全周に亘り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により成形され
た、砂中子５９の突起６２を内蔵した各突出部６
４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4a₁〜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
と同温度での最高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
３００に残留する鋳造応力のバランス度が悪いこ
とに起因する。

Ｃ 発明の効果 本発明鋳造装置は、金型におけるサイアミーズ
シリンダバレル成形用キヤビテイに配設されたそ
れぞれのスリーブに拡径力を付与し得る複数の拡
径機構を備えているので、各拡径機構により溶湯
の充填圧による各スリーブの変形を防止すること
ができる。そして溶湯が凝固を完了した後前記拡
径力を除去すれば、各スリーブがサイアミーズシ
リンダバレルにおける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、これにより各ス
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。

このようなシリンダブロツクにおける各スリー
ブの内周面に真円加工を施してエンジンを組立て
それを運転する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
グとスリーブ間に隙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
いつた問題が解決される。

また前記複数のスリーブの内径加工精度にばら
つきがあつてもその全スリーブに必要な拡径力を
確実に付与し得るよう、前記複数の拡径機構を互
いに独立して作動させる拡径機構独立作動装置を
備えるので、全部のスリーブに対して、それらの
内径加工精度のばらつき如何に関係なく必要な拡
径力を確実に付与することができ、従つて拡径機
構の特設による前述の効果を全スリーブに対し確
実に達成することができる。

【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図は上方から見た斜視図、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図は本発明の一実
施例に係る鋳造装置の型開き時の縦断正面図、第
６図はその鋳造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１０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前記素
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、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、３……スリーブ、４１……拡径機構、５１
……拡径機構独立作動装置としての油圧シリン
ダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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を溶湯の加圧充填下で鋳包んだサイアミーズ
   型シリンダブロツク素材Sm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を有する金型Ｍと、前記キヤビテイCaに設置
   される複数の前記スリーブ３にそれぞれ挿入可能
   に配設されて該スリーブ３に拡径力を付与し得る
   複数の拡径機構４１と、前記複数のスリーブ３の
   内径加工精度にばらつきがあつてもその全スリー
   ブ３に必要な拡径力を確実に付与し得るよう、前
   記複数の拡径機構４１を互いに独立して作動させ
   る拡径機構独立作動装置５１とを備えることを特
   徴とする、サイアミーズ型シリンダブロツク素材
   の鋳造装置。