JPH04157057A - シリンダブロックの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、シリンダボアを形成する複数のライナが鋳ぐ
るまれで形成されるシリンダブロックの製造方法に関す
る。

（従来の技術） 車両に搭載されるエンジンを構成するシリンダブロック
は、一般に、鋳造により得られるものとされる。このよ
うなシリンダブロックの鋳造は、砂型とされる鋳型の内
部に形成される型空間内に、鋳鉄あるいはアルミニウム
合金等とされる鋳造材料の溶湯が注湯されて、内部に複
数のシリンダボアが配列配置されるシリンダ周囲外殻部
とそれから伸びて内部にクランク軸室部を形成する拡張
外殻部とが一体形成されて成るシリンダブロックが得ら
れるようにして行われるが、斯かる際、型空間内への注
湯は、通常、型内のガス抜きの容易性等の観点から型空
間の下方部分側、従って、拡張外殻部形成部分側からな
される。

このように鋳造によって得られるシリンダブロックは、
ピストンに対する摺動面となるシリンダボア内表面が耐
摩耗性に優れていることが要求される部分とされるので
、シリンダボアを形成する部分が他の部分に比して耐摩
耗性が良好であることが必要である。それゆえ、例えば
、特開昭５８−２１１５５０号公報にも示される如くに
、シリンダブロックを、軽量化を図ることを主目的とし
て、アルミニウム合金製とする場合、耐摩耗性に優れた
鋳鉄材料によって予め鋳造されて、シリンダボアを形成
する内周面部を有した円筒状体を成すものとされたライ
ナを複数個用い、各ライナの外周部をシリンダブロック
の鋳造材料であるアルミニウム合金によって鋳ぐるむこ
とにより、複数個のシリンダボアが内部に設けられたシ
リンダ周囲外殻部を形成するようになすことがｌｘされ
ている。そして、このように耐摩耗性に優れた鋳鉄製の
ライナを用いてシリンダボアを形成する手法は、シリン
ダブロック全体が鋳鉄製とされる場合にも適用されてい
る。

（発明が解決しようとする課題） 上述の如くに、鋳造により得られるシリンダプロ、りが
、複数個のシリンダボアを形成する内周面部を有した円
筒状体を成す耐摩耗性に優れたライナが鋳造材料によっ
て鋳くるまれるものとされる場合には、その鋳造にあた
り、複数個のライナの夫々が、鋳型内の型空間における
所定の位置に、例えば、砂中子による位置決めがなされ
て配置されることになる。しかしながら、鋳型内におけ
る複数のライナについての砂中子による位置決めに高精
度をもたせることは困難であって、ライチ間ピッチ等を
精度良く設定することができない。それゆえ、複数個の
ライナとして、適正なシリンダボア径より小なる径のシ
リンダボア用透孔が設けられた比較的大なる厚みを有す
るものが用いられ、それらが鋳造材料によって鋳ぐるま
れでシリンダブロックが鋳造された後、各ライナの内周
面部を研削して適正な径を有したシリンダボアを精度良
く設定されたシリンダボア間ピンチをもって得るように
なす機械加工処理が行われる。

このようなシリンダブロックの鋳造後における複数のラ
イナの夫々についての機械加工処理は、シリンダブロッ
クの製造工数及びコストの増大をまねく要因となってお
り、また、比較的大なる厚みを有するライナが用いられ
ることにより、シリンダブロックの鋳造時に、溶湯によ
るライナの温度上昇が充分に行われず、ライナの外周面
部に対するシリンダ周囲外殻部の溶着が適正になされな
い状態がもたらされる戊がある。さらに、上述の如くに
、シリンダブロックの鋳造にあたって、鋳型内の型空間
に対する注湯が型空間の下方部分側である拡張外殻部形
成部分側からなされるもとでは、型空間の上方部分であ
るシリンダ周囲外殻部形成部分に達する溶湯が、温度低
下を生したものとされ、斯かることからもライナの外周
面部に対するシリンダ周囲外殻部の溶着が適正になされ
ない事態が生じる虞がある。

斯かる点に鑑み、本発明は、シリンダボアを形成する内
周面部を有するものとして予め形成された耐摩耗性に優
れるライナが用いられて鋳造されることにより、内部に
複数のシリンダボアが配列配置されるシリンダ周囲外殻
部とそれから伸びて内部にクランク軸室部を形成する拡
張外殻部とが一体形成されて成り、製造工数及びコスト
の増大が抑制されるもとで、適正な径を有したシリンダ
ボアが精度良く設定されたシリンダボア間ピッチをもっ
て設けられるとともに、各ライナの外周面部に対するシ
リンダ周囲外殻部の溶着が適正になされるものとされる
シリンダブロックを得ることができるシリンダブロック
の製造方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成すべ（、本発明に係るシリンダブロッ
クの製造方法は、先ず、各々がシリンダボアを形成する
円筒状体とされた複数のライナを、それらの夫々に嵌合
し得る複数の係合孔が配列形成された板状部材に、夫々
の一端部を係合孔の夫々に対する嵌合状態をとるものと
して係合させ、次に、複数のライナが係合せしめられた
板状部材を、鋳型におけるその鋳型により鋳造されるシ
リンダブロックのシリンダ周囲外殻部の端面部分を形成
することになる位置に配置して、鋳型内における複数の
ライナの位置決めを行い、その後、複数のライナ及び板
状部材が配置された鋳型に、板状部材側の位置から鋳造
材料の溶湯を注湯することにより、鋳型によって、複数
のライナ及び板状部材が鋳くるまれて形成されるシリン
ダ周囲外殻部とシリンダ周囲外殻部から伸びて内部にク
ランク軸室部を形成する拡張外殻部とを有したシリンダ
ブロックを得るものとされる。

（作　用） 上述の如くの本発明に係るシリンダブロックの製造方法
によれば、鋳型内における複数のライナの夫々の位置決
めが、板状部材に設けられた複数の係合孔の配置に基づ
いて行われることになり、板状部材における複数の係合
孔の配置は高精度をもってなされ得るので、鋳型内にお
いて複数のライナを精度良（設定されたライナ間ピッチ
をもって配置できることになり、その結果、複数のライ
ナ及び板状部材が鋳くるまれて形成されるシリンダ周囲
外殻部とシリンダ周囲外殻部から伸びる拡張外殻部とを
有するものとされて鋳造されるシリンダブロックが、製
造工数及びコストの増大が抑制されるもとで、適正な径
を有したシリンダボアが精度良く設定されたシリンダボ
ア間ピンチをもって設けられたものとされる。また、シ
リンダブロックが鋳造された後に適正な径を有したシリ
ンダボアを精度良く設定されたシリンダボア間ピンチを
もって得るべく各ライナの内周面部を研削するという機
械加工処理が不要とされて、複数のライナとして比較的
小なる厚みを有するものを用いることができるので、鋳
造時において溶湯による各ライナの温度上昇が充分にな
され、しがも、鋳型に対する注湯が板状部材側から行わ
れて、シリンダ周囲外殻部を形成することになる溶湯が
、温度低下を生しることなく、各ライナの外周面部に達
するので、鋳造されたシリンダブロックが、各ライナの
外周面部に対するシリンダ周囲外殻部の溶着が適正にな
されたものとされる。

（実施例） 以下、本発明に係るシリンダプロ・ツクの製造方法の一
例を、それが直列４シリンダ・エンジンのシリンダブロ
ックを鋳造するにあたって適用された場合を例に挙げて
説明する。

この例の実施にあたっては、先ず、第１図に示される如
くの、比較的小なる厚みを有して長方形を成すものとさ
れ、その長さ方向に沿って４個の透孔２が直列配置され
て設けられた鋳鉄製の板状部材３に、各々が比較的小な
る厚みを有する円筒状体とされ、シリンダボアを形成す
る内周面部５Ａを有した鋳鉄製の４個のライナ５を、夫
々の一端部を４個の透孔２の夫々に対して嵌合状態をと
るものとして係合させたものを用意する。板状部材３に
設けられた４個の透孔２は、夫々が４個のライナ５の夫
々に嵌合し得るものとされて、相互間隔が高精度をもっ
て予め定められた値に設定されたものとされる。それに
より、板状部材３に設けられた４個の透孔２の夫々に対
して嵌合状態をとるものとされて、板状部材３に係合せ
しめられた４個のライナは、板状部材３上に、精度良く
予め定められたライナ間ピッチを伴って配置されたもの
とされる。そして、４個のライナ５の夫々は、耐摩耗性
に優れた鋳造材料が用いられて鋳造されたものとされる
。

次に、板状部材３、及び、板状部材３に、一端部を透孔
２に対して嵌合状態をとるものとなして係合せしめられ
た複数のライナ５を、第２図及び第３図に示される如く
に、シリンダブロック用鋳型１０内に配置する。

第２図及び第３図に示されるシリンダブロック用鋳型１
０は、一対の砂型半体１０Ａ及び１０Ｂが突合せしめら
れて形成される砂型とされている。

そして、砂型半体１０ＡＡ及びＩＯＢの夫々に設けられ
た型凹部により、突合せしめられた砂型半体１０Ａ及び
ＩＯＢ内に形成される空間が、シリンダブロック形成空
間部１２とされる。

シリンダブロック形成空間部１２は、シリンダブロック
用鋳型１０における下方側に位置する第１の空間部１２
Ａと、第１の空間部１２Ａの上方に広がる第２の空間部
１２Ｂとで形成されており、第２の空間部１２Ｂには砂
中子１３が配される。

そして、砂型半体１０Ａ及びＩＯＢの夫々における第２
の空間部１２Ｂを形成する型凹部と砂中子】３とが、シ
リンダブロックにおける、内側がクランク軸室部とされ
る拡張外殻部を形成するものとなる。

また、砂型半体１０Ａ及びＩＯＢ内には、シリンダブロ
ック形成空間部１２の下方となる位置に、堰１７Ａ及び
１７Ｂが形成されており、砂型半体１、ＯＡに形成され
た湯道１８、及び、砂型半体１０Ｂに形成された湯道１
９が、夫々、堰１７Ａ及び１７Ｂを通じてシリンダブロ
ック形成空間部１２に連通せしめられている。また、砂
型半体１０Ａと砂型半休１０Ｂとの突合部には、シリン
ダブロック用鋳型１０の上方において外部に臨む注湯口
２０、及び、注湯口２０からシリンダブロック用鋳型１
０の内部を下方に向かって伸びる湯道２１が形成され、
湯道２１は、シリンダブロック用鋳型１０の下方におい
て砂型半体１０Ａ及び１０Ｂに夫々形成された湯道２２
及び２３を通じて、湯道１８及び１９に連結されている
。

そして、第１図に示される如くの板状部材３及び板状部
材３に係合せしめられた４個のライナ５を、シリンダブ
ロック用鋳型１０内のシリンダブロック形成空間部１２
を形成する第１の空間部１２Ａ内に、第２図及び第３図
に示される如くに配置する。斯かる板状部材３及び４個
のライナ５の配置においては、板状部材３におけるライ
ナ５が突出する面とは反対側の面を、砂型半体１０Ａ及
びＩＯＢに設けられた型凹部における第１の空間部１２
Ａの下端部を区画する部分に当接させるとともに、夫々
の一端部を板状部材３に設けられた透孔２の夫々に対し
て嵌合状態をとるものとなして板状部材３から突出する
４個のライナ５の夫々の他端部を、砂中子１３の下端部
に当接させる。

また、このようにして板状部材３及び４個のライナ５が
配置されるシリンダブロック形成空間部１２を形成する
第１の空間部１２Ａ内にあっては、各ライナ５の外周面
部と砂型半体１０Ａ及び１０Ｂに設けられた型凹部との
間に、砂中子１４Ａ及びそれに突合せしめられる１４Ｂ
が配されるとともに、隣接する２個のライナ５の夫々の
外周面部間に砂中子１５Ａ及び１５Ｂ（砂中子１５Ａに
突合せしめられるものとされており、図には現れていな
い）が配置されるようになす。そして、砂型半体１０Ａ
及びＩＯＢの夫々における第１の空間部１２Ａを形成す
る型凹部と砂中子１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ及び１５Ｂと
が、シリンダブロックにおける、板状部材３及びそれに
係合した４個のライナ５を鋳ぐるんで成るシリンダ周囲
外殻部を形成するものとなり、砂中子１４Ａ、１４Ｂ、
１５Ａ及び１５Ｂは、４個のライナ５の夫々の周囲にウ
ォータジャケットを形成する。

このように板状部材３及びそれに係合した４個のライナ
５をシリンダブロック用鋳型ｌＯ内に配置するにあたっ
ては、砂型半体１０Ａと砂型半休１０Ｂとが相互に離隔
せしめられたもとで、板状部材３及び板状部材３に係合
せしめられた４個のライナ５を、例えば、砂型半体１０
Ａに対して、それに設けられて砂中子１３．１４Ａ及び
１５Ａが配された型凹部及び砂中子１３に係合せしめて
配し、その後、板状部材３及び板状部材３に係合せしめ
られた４個のライナ５が配された砂型半体１０Ａに、砂
中子１４Ｂ及び１５Ｂが配された型凹部を有した砂型半
体１０Ｂを突合させるようになし、その際、砂中子１４
Ａと砂中子１４Ｂとを、また、砂中子１５Ａと砂中子１
５Ｂとを夫々突合させる。　続いて、板状部材３及びそ
れに係合した４個のライナ５がシリンダブロック形成空
間部１２内に配置されたシリンダブロック用鋳型１０に
対して、例えば、鋳鉄材料の溶湯を注湯口２０から注湯
し、その溶湯を注湯口２０がら湯道２１゜湯道２２及び
２３．湯道１８及び１９、及び、堰１７Ａ及び１７Ｂを
通じてシリンダブロック形成空間部１２内へと到らしめ
、シリンダブロック形成空間部１２内に溶湯を充填する
。斯かる際、溶湯は、シリンダブロック形成空間部１２
内を、板状部材３及び４個のライナ５が配された第１の
空間部１２Ａから第２の空間部１２Ｂへと進んでいくも
のとされ、それにより、第１の空間部１２Ａには第２の
空間部１２Ｂに充填される溶湯より高い温度の溶湯が充
填されることになる。それにより、第１の空間部１２Ａ
において、板状部材３及びそれに係合した４個のライナ
５に対しての溶湯におけるシリンダブロックのシリンダ
周囲外殻部を形成することになる部分の溶着が適正に行
われる状態のもとに、板状部材３及び４個のライナ５を
鋳くるんだシリンダ周囲外殻部が形成されるとともに、
第２の空間部１２Ｂにおいて、シリンダ周囲外殻部に続
く拡張外殻部が形成される。

次に、シリンダブロック用鋳型１０内の溶湯が冷却凝固
した後、砂型半体１０Ａと砂型半体１０Ｂとを相互離隔
させて、鋳造素材状態のシリンダブロックを取り出す。

そして、得られた鋳造素材状態のシリンダブロックに、
機械加工による仕上加工処理を施して、第４図に示され
る如くの、板状部材３及び４個のライナ５を鋳くるんだ
シリンダ周囲外殻部２５とそれから伸びて内部にクラン
ク軸室２日を形成する拡張外殻部２６とから成るシリン
ダブロックを得る。

このようにして得られたシリンダブロックは、そのシリ
ンダ周囲外殻部２５が、４個のライナ５の夫々の内周面
部５Ａにより形成された４個のシリンダボア３０が直列
配置されて設けられるとともに、各シリンダボア３０を
包囲するウォータジャケント２７が形成されたものとさ
れ、また、板状部材３により、４個のシリンダボア３０
の周囲における、ウォータジャケット連通孔２７Ａが設
けられた上面部が形成されたものとされることになる。

そして、このような４個のシリンダボ？３０を形成する
内周面部５Ａを有した４個のライナ５は、その配置位置
が、相互間隔が高精度をもって予め定められた値に設定
されて板状部材３に設けられた４個の透孔２より定めら
れて、精度良く予め定められたライナ間ピッチを伴うも
のとされているので、シリンダ周囲外殻部２５に設けら
れた４個のシリンダボア３０は、各ライナ５の内周面部
５Ａの径により定められる適正な径を有し、かつ、精度
良く予め定められたシリンダボア間ピッチをもって配列
配置されたものとされる。従って、シリンダブロックの
鋳造後に、適正な径を有したシリンダボアを精度良く設
定されたシリンダボア間ピッチをもって得るべく各ライ
ナの内周面部を研削するという機械加工処理は不要とさ
れることになる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明に係るシリンダブ
ロックの製造方法によれば、シリンダボアを形成する内
周面部を有するものとして予め形成された耐摩耗性に優
れるライナを用いて、内部に複数のシリンダボアが配列
配置されるシリンダ周囲外殻部とそれから伸びて内部に
クランク軸室部を形成する拡張外殻部とが一体形成され
て成るシリンダブロックを鋳造するにあたり、鋳型内に
おける複数のライナの夫々の位置を、それらが係合する
板状部材に設けられた複数の係合孔の配置に基づいて、
精度良く設定されたライナ間ピッチをもって配置された
ものとなすことができ、その結果、製造工数及びコスト
の増大が抑制されるもとで、適正な径を有したシリンダ
ボアが精度良く設定されたシリンダボア間ピッチをもっ
て設けられたものとされるシリンダブロックを得ること
ができる。

また、シリンダブロックが鋳造された後に適正な径を有
したシリンダボアを精度良く設定されたシリンダボア間
ピッチをもって得るべく各ライナの内周面部を研削する
という機械加工処理が不要とされて、複数のライナとし
て比較的小なる厚みを有するものを用いることができる
ので、鋳造時において溶湯による各ライナの温度上昇を
充分なものとなすことができ、しかも、シリンダ周囲外
殻部を形成することになる溶湯を、温度低下を生じるこ
となく各ライナの外周面部に達するものとなすことがで
きるので、鋳造されるシリンダブロックを、各ライナの
外周面部に対するシリンダ周囲外殻部の溶着が適正にな
されたものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るシリンダブロックの製造方法の一
例の実施に用いられるライナ及びそのライナが係合せし
められる板状部材を示す斜視図、第２図及び第３図は本
発明に係るシリンダブロックの製造方法の一例の実施に
あたって用いられるシリンダプロ・ツク用鋳型の主要部
をライナ及び板状部材が配置された状態で示す断面図、
第４図は本発明に係るシリンダブロックの製造方法の一
例により得られるシリンダブロックの一例を示す斜視図
である。 図中、２は透孔、３は板状部材、５はライナ、５Ａは内
周面部、１０はシリンダブロック用鋳型、１２はシリン
ダブロック形成空間部、１２Ａは第１の空間部、１２Ｂ
は第２の空間部、２５はシリンダ周囲外殻部、２６は拡
張外殻部である。 特許出願人　　　マツダ株式会社　− 代理人　弁理士　神　原　貞　昭　−１じ゛・−Ｊ゛ ゝ−ご−″ 第　４　図　　　　　　　　　　　　　３°抜状也βネ
オ５・ライカ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 各々がシリンダボアを形成する円筒状体とされた複数の
   ライナを、該複数のライナの夫々に嵌合し得る複数の係
   合孔が配列形成された板状部材に、夫々の一端部を上記
   係合孔の夫々に対する嵌合状態をとるものとして係合さ
   せ、 上記複数のライナが係合せしめられた上記板状部材を、
   鋳型における該鋳型により鋳造されるシリンダブロック
   のシリンダ周囲外殼部の端面部分を形成することになる
   位置に配置して、上記鋳型内における上記複数のライナ
   の位置決めを行い、上記複数のライナ及び板状部材が配
   置された上記鋳型に、上記板状部材側の位置から鋳造材
   料の溶湯を注湯して、 上記鋳型により、上記複数のライナ及び板状部材が鋳ぐ
   るまれて形成されるシリンダ周囲外殻部と該シリンダ周
   囲外殻部から伸びて内部にクランク軸室部を形成する拡
   張外殻部とを有したシリンダブロックを得るシリンダブ
   ロックの製造方法。