JPS58145365A - アルミシリンダ−の製造法 - 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】 本発明はアルミシリンダーの製造法に関する。

従来のアルミシリンダーは次のような方法で製造されて
いた。

＋１１　　シリンダー全体をＡｔ−８１共晶合金（通常
シルミンで、１５％８１１で構成し、仕上は加ｆ：する
方法： この方法で得られるシリンダーの軸方向断面を第１図に
示す。

第１図中、Ｉｉｊシリンダ一本体、２はシリンダーヘッ
ド側７ランジ、３はクランクケース側７ランジ、４は冷
却フィン、５はシリンダヘッド側ネジ大、６はクランク
ケース側ネジ穴、７．８は夫々上記７ランジ２．５の当
り面、９はシリンダー内径仕上面である。

（２）　　鋳鉄スリーブを仕上げ加工容易なＡｔ合金（
Ａｔ−８１共晶合金以外、）で鋳ぐるみ、仕上げ加工す
る方法： この方法で得られるシリンダーの軸方向断面を第２図に
示す。

＃！２図中、第′１図と同一符号は第１図と同一機能部
を示し、１０は鋳鉄スリーブ、１１はスリーブ突起部（
タガ状」である９、（３）　　上記（２）と類似の方法
で鋳鉄スリーブに代って溶射シェルを上記（２）のＡ１
合金で鋳ぐるむ方法： この方法の手順を第５図（ｒ）−（ハ）に示す。

第３図（イ）は母型（円筒状）１２に＠射シェル１４を
溶射形成した状態を、第３図（ロ）は母型１２を外した
状態を、第５図（ハ）は溶射シェル１４にＡ４合金を鋳
ぐるんだ後、仕上は加工した状態をそれぞれ示す。なお
、第３図←）中の１５は耐熱被膜（離型剤的作用Ｊであ
る。

しかしながら、上記（１）〜（３）の方法には次のよう
な欠点がある。

（１）の方法： この方法は一体鋳造品が得られる長所がある反面、Ａｔ
−８ｉ共晶合金を用いるため、仕上は加工時の工具損傷
、摩耗が顕著で、生産性、コストの面で問題がある。な
お、荒仕上は加工時の問題はないが、ネジ穴５．６０穴
あけ、タップ立て、フランジ２．３０当り面７．８およ
びシリンダー内径仕上面９の精密仕上げ（２）の方法： 本体部の鋳造材質としてＡｔ−８ｉ共晶合金以外の鋳造
合金（Ａｔ合金）を用いるため、ネジ穴５．６、当り面
７．８の仕上げ加工は容易であり、また鋳鉄スリーブ１
ｏの使用により内径仕上面９の仕上げ加工も容易である
が、■　鋳鉄１ｒｉＡｔ合金に比し比重が大で、かつ鋳
鉄スリーブの肉厚（ｔ、）の薄肉比か困難であり、軽量
化に限度がある。仮に仕上げ加工時の切削量を増して対
処しても、加工工数が増し、コスト高どなる。

■　Ａｔ合金と鋳鉄は熱膨張係数が異り、かっ鋳塊で嵌
合されているため、使用中の温度変動上好ましくない。

等の欠点がある。

（３）の方法： ■　溶射時の高温により母型が変形、割れ、焼付等を生
じ、母型の耐久性、繰返し使用に難点がある。

■　母型への溶射工程が煩雑（母型への耐熱被膜の処理
、母型の予熱が必要）で、生産性が低く（溶射時間が長
く、個別に溶射する必要がある）、省資源でなく（溶射
粒子の母型上への歩留が低い）、省エネルギーでなく（
母型の予熱、溶射粒子の溶融エネルギーが必要）、シか
も作業環境が良好でない（粒子噴射の騒音、、粉塵の発
生がある）。

■　溶射シェルを母型から分離する（冷却して外す）工
程が必要である。

■　溶射シェルにスリーブ突起部（タガ状］を設けるこ
とは容易ではないし、またシェルと本体とは鋳ぐるみで
結合されているため苛酷な使用条件下で鋳離れ等を起し
耐久性上問題がある。

■　シェル厚み（ｔｏは鋳鉄スリーブよりも薄肉化（ｔ
、＞ｔ２）が可能であるとはいえ、シェル材の比重がｋ
１合金よりも大であるため、軽量化に限度がある。

本発明は、以上のような欠点のないアル瑠シリンダーの
製造方法を提供するものである。

すなわち本発明はシリンダ一本体をＡｔ又は機械加工が
容易なＡ１合金で鋳造し、該シリンダ一本体内に、該シ
リンダ一本体内径よりも小さい外径を有し、ステンレス
鋼又はセラミックで構成され、かつその外周に上記シリ
ンダ一本体よりも融点の低い高５ｔ−Ａｚ系合金よりな
る肉盛ろう肘用線材を巻回した円筒治具を挿入するか、
又は上記外径を有し上記材料で構成された円筒治具を挿
入後、該円筒治具と上記シリンダ一本体との間に上記肉
盛ろう肘用線材を充填し、次いで加熱炉中で上記肉盛ろ
う肘用線材を溶融、凝固させてＡｔ−８ｉ共晶組織とし
た後、上記円筒治具を取はずし、上記Ａｔ−８１共晶組
織部面を仕上加工することを特徴とするアルミシリンダ
ーの製造法に関するものである。

本発明方法は、小型エンジン、自動車用エンジン、コン
プレッサー、油圧等のシリンダー製造に適用でき、また
本発明方法で得られるシリンダーは前記した従来法で得
られるものに比して軽量であるため、ハンディ−性、燃
費向上等の面から極めて有益である。

本発明方法におけるシリンダ一本体と、シリンダ一本体
よりも融点の低い高Ｂｔ−Ａｚ系合金よりなる肉盛ろう
性用線材（以下、肉盛ろう性用線材と略す）としては、
それぞれ第１〜２表に示すもの等が使用できる。

第１表　（シリンダ一本ｔｌＦ） 註　（）内の数値はＳ１含有量 第２表　（肉盛ろう付用線材−高８１−八を系合金−）
以下、添付図面を参照して本発明方法を詳細に説明する
。

第４図（イ）〜（ハ）は本発明方法の一実施態様例のプ
ロセスを示す図、第５図（イ）は第４図（ロ）のＢ部詳
細図、第５図（ロ）は第４図（ハ）のＣ部詳細図〔ただ
し、第５図（ロ）＃′ｉ仕上加工前の、第４図（ハ）は
仕上加工後の状態〕である。

第４．５図中、１〜８は第１〜５図と同−機能部を示し
、９は本発明により製作された耐摩耗層、１５ａは肉盛
ろう付治具円筒部、１５ｂは肉盛ろう付治具フランジ部
、１６は当て治具、１７は肉盛ろう性用線材、１８はマ
スキングシール材（ＢＮ等の塗粒又はアルベスト等を挿
入する）、１９はシリンダ一本体、２０は溶融共晶肉盛
ろう付層、２１は拡散層、２２は機械仕上後の耐摩耗層
を示す。

上記のシリンダ、一本体１９はｋｔ又は機械加工性の良
好なｋ１合金で鋳造され、その内径は荒仕上げ機械加工
が施される（内径＝６とする）。

また、肉盛ろう付治具円筒ｌ５１５ａとフランジ部１５
ｂは、ろう何時のＡｔ−８ｉ系溶融ろうによって濡れな
いくろう接されない）ステンレス鋼、セラミック（グラ
ファイト、５１３Ｎ４、Ａ４ｏ、等）等で構成され、そ
の外径ｄ２は肉盛ろう性用線材１７の線径をｄ、とする
と、ｄ！≦ｄ、−２（１，の関係を有する。

この肉盛ろう付治具円筒部１５ａの外周には、第４図ｄ
）に示すように肉盛ろう性用線材１７が螺旋状に長さｔ
（シリンダ一本体１９の長さより大）だけ巻回される。

あるいは該円筒部１５ａとシリンダ一本体１９内径との
間隙に、真直な所定長ｔの上記線材１７を充填するよう
にしてもよい。

なお、当て治具１６はドーナツ状の形状を有し、材質は
上記の肉盛ろう付治具円１１ｉ　１Ｍ１５　ａ　。

フランジ部１５ｂと同じで、内径はほぼシリンダ一本体
１９の内径ｄ、と等しい。

肉盛ろう付治具円筒部１５ａの外周に肉盛ろう性用線材
１７を巻回したなら、これをシリンダ一本体１９内に、
線材１７が内接するように、かつクランクケース側７ラ
ンジ５と肉盛ろう付治具フランジ部１５ｂとが合うよう
に挿入し、反対側に突出した円筒部１５ａｆ当て治具１
６を設置し、上記のフランジ５とフランジ部１５ｔ）と
の間隙、シリンダーヘッド側フランジ２と当て治具１６
との間隙に、それぞれマスキングシール材１８を旌布又
は挿入する〔第４図（ロ）および第５図（イ）参照〕。

この状態のものを図示省略のろう付加熱炉（真空ろう何
戸、雰囲気加熱炉、フラックス炉等）へ、フランジ部１
５ｂが下になる姿勢で投入し、所定温度で所定時間加熱
後、取出す〔第５図（ロ）参照〕。この加熱時において
、肉盛ろう付治具フランジ部１５ｂ１マスキングシール
材１８および当て治具１６は溶融ろうが流出したり、ろ
う付不要箇所へ流動するのを阻止する作用をなす。

また、肉盛ろう肘用線材１７は溶融してＡｔ−８１共晶
肉盛ろう付層２０となり、更に該層２０とシリンダ一本
体１９との間で拡散層２１が形成される。なお、この肉
盛ろう肘用線材１７は、第５図（イ）、（ロ）に示すよ
うに、溶融後、シリンダ一本体１９と肉盛ろう付治具円
１１１１部１５ａとの間の体権よりも少くなるため、ろ
う材不足を補うよう前記したように長さｔをシリンダ一
本体１９の長さより大きくしておくのである。

ろう付加熱が終了したなら、肉盛ろう付治具円筒部１５
ａ１フランジ１５ｂおよび当て治具１６を外し、溶融共
晶肉盛ろう付層２０の内面９仕上げ、フランジ２．６の
端面７．８仕上け、ネジ穴５．６の仕上は等の加工を行
う〔第４図（ハ）参照〕。

以上詳述した本発明方法によれば、次のような効果を奏
することができる。

（１）　　シリンダ一本体１９をＡｔ又は機械加工性の
優れたｋ１合金で構成するため、加工時の工具摩耗の低
減、加工時間の短縮が図れる。

（２１肉盛ろう付治具１５ａ、　１５ｂ、　１６として
ステンレス鋼、セラミック等で製作されたものを使用す
るため、溶融ろうによる融合現象がなく、ろう付層の該
治具の取りはずしが容易である。

（３）　　ろう材の凝固組織はＡｔ−８ｉ共晶組織を呈
するため、耐摩耗性が大幅に向上する。

（４）　耐摩耗層９は必要最小限の厚さｔ３を容易に得
ることができるため、従来法によるものに比し、軽量化
が容易である。

（５）　　ろう付治具の組立てが簡単で、製造プロセス
が簡略化でき、しかもろう付加熱炉では複数個を一度に
処理できるため、製造コストを大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は従来法で得られるシリンダーの軸方向断面
を示す図、第５図（イ）〜（ハ）は従来法の一例の手順
を示す図、第４図（イ）〜（ハ）は本発明方法の一実施
態様例を示す図、第５図←）は第４図（ロ）のＢ部詳細
図、１１５図（ロ）は第４図３９のＣ部詳細図である。 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダ一本体をＡｊ又は機械加工が容易なＡｔ合金で
   鋳造し、該シリンダ一本体内に、該シリンダ一本体内径
   よりも小さい外径を有し、ステンレス鋼又はセラミック
   で構成され、かつその外周に上記シリンダ一本体よりも
   融点の低い高５ｉ−Ａｔ系合金よりなる肉盛ろう肘用線
   材を巻回した円筒治具を挿入するか、又は上記外径を有
   し上記材料で構成された円筒治具を挿入後、該円筒治具
   と上記シリンダ一本体との間に上記肉盛ろう肘用線材を
   充填し、次いで加熱炉中で上記肉盛ろう肘用線材を溶融
   、凝固させてＡｔ−３ｉ共晶組織とした後、上記円筒治
   具を取はずし、上記Ａｔ−８ｉ共晶組織部面を仕上加工
   することを特徴とするアルミシリンダーの製造法。