JPS61147960A - サイアミ−ズ型シリンダブロツク素材の鋳造方法 - 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】 Ａ０発明の目的 （１）　　産業上の利用分野 本発明はサイアミーズ型シリンダブロック素材、特に直
列に並んで互いに結合された複数のアルミニウム合金製
シリンダバレルに複数の鋳鉄製スリーブをそれぞれ溶湯
の加圧充填下で鋳ぐるんだものの鋳造方法に関する。

（２）　　従来の技術 従来、前記構成のサイアミーズ型シリンダブロック素材
は、金型のキャビティにスリーブを設置し、そのキャビ
ティに溶湯を加圧充填してスリーブをシリンダバレルに
鋳ぐるむことにより鋳造されている。

（３）　　発明が解決しようとする問題点しかしながら
前記鋳造方法によると、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、各シリンダバレルの凝固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凝固収縮
力を受けて各シリンダバレル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。

したがっ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って
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
加工を施してシリンダブロックを得、それを用いてエン
ジンを組立てると、エンジン運転中におけるスリーブの
円周回りにおける熱膨張量に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いった問題がある
。

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張量を略均−にするサイアミーズ
型シリンダブロックを得ることのできる前記素材の鋳造
方法を提供することを目的とする。

Ｂ０発明の構成 （１）問題点を解決するための手段 本発明は、前鋳造工程で溶湯により加熱された拡径部材
に前記スリーブを嵌着して該スリーブに拡径力を与える
と共に該拡径部材の保有熱により該スリーブを予熱する
工程と、溶湯の加圧充填下で前記スリーブを前記シリン
ダバレルに鋳ぐるむ工程と、溶湯が凝固を完了した後前
記スリーブの拡径力を除去する工程とを１鋳造サイクル
に含むことを特徴とする。

（２）作　用 溶湯充填時に拡径部材により各スリーブに拡径力を与え
てお（と、溶湯の充填圧による各スリーブの変形が防止
される。また前鋳造工程で溶湯により各スリーブを加熱
された拡径部材により予熱しておくと、鋳造中において
各スリーブを溶湯によりそれと略同温度に急速に加熱し
てその剛性を低下させることが可能で、これにより溶湯
が凝固を完了した後各スリーブの拡径力を除去すると、
低剛性となった各スリーブが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列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−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前記素材の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張量が略均−となる
。

（３）実施例 第１〜第３図は本発明により得られた素材からなるサイ
アミーズ型シリンダブロックＳを示し、それはアルミニ
ウム合金製シリンダブロック本体２と、その本体２に鋳
ぐるまれた鋳鉄製スリーブ３とよりなる。シリンダブロ
ック本体２は、直列に並ぶ複数、図示例は４個のシリン
ダバレル１゜〜１４相互を結合してなるサイアミーズシ
リンダバレル１と、そのサイアミーズシリンダバレル１
を囲繞する外壁部４と、外壁部４の下縁に連設されたク
ランクケース５とより構成され、各シリンダバレル１．
〜１４に前記スリーブ３が鋳ぐるまれており、各スリー
ブ３によりシリンダボア３ａが形成される。

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の全周が臨む水ジャケット６
が形成される。その水ジャケット６におけるシリンダヘ
ッド側の開口部において、サイアミーズシリンダバレル
１と外壁部４間は複数の補強デツキ部８により連結され
、相隣る補強デツキ部８間はシリンダヘッド側への連通
ロアとして機能する。これによりシリンダブロックＳは
クローズドデツキ型に構成される。

第５〜第９図は、第４図に示すシリンダブロック素材Ｓ
ｍを鋳造すべく本発明の実施に用いられる鋳造装置を示
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．第６
図において左右二つ割の第１および第２側型１０．．１
０□と、両側型１０、．１０．を摺動自在に載置する下
型１１とより構成される。

上型９の下面には、両側型ＩＬ、１０ｇ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を成形するた
めの第１キヤビテイＣ０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
両側型１０１．１０、の上面に突設される。

第７．第８図に示すように、下型１１には溶解炉（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ャ１６
と、湯溜部１４より２本に分岐して第１キヤビテイＣＩ
の長手方向に、且つそれと略同−長さに亘って延びる一
対の湯道′１７とが形成される。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ック１８を有し
、その成形ブロック１８は両側型１０．．１０２と協働
してクランクケース５を成形するための第２キヤビテイ
Ｃ２を画成する。そのキャビティＣ２の上端は前記第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を介して連通ずる。

成形ブロック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１８Ｉと、相隣る第１成形
部１８１問および最外側の画策１成形部１８．の外側に
位置する凸字形第２成形部１８□とよりなり、各第１成
形部１８．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）を形成するために用いられ、
第２成形部１８□はクランクジャ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。

各基１９は各第２成形部１８□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簸っている。

両湯道１７は、湯溜部１４側より湯道光１７ａに向けて
断面積が段階的に減少するように、湯道１７底面が湯溜
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は溶湯を各基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１
９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
キャビティＣ２内では両側下端よりその全長に亘って略
均等に場面が上昇し、したがって溶湯がキャビティ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ＩＬ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２
２が突設され、その位置決め突起２２の中心には凹部２
３が形成される。また両側に位置する２つの第１成形部
１８．には、位置決め突起２２の両側において第１成形
部１８．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、後述する水ジヤケツト用砂中子
の仮設置のために用いられる０両仮設置ピン２５の下端
は、成形ブロック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本の支持ロッド２７
が挿通され、各支持ロッド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
支持ロッド２７先端のストッパ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
１８．頂面より突出している。各仮設置ビン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１８Ｉには、両貫
通孔２４間の二環分位置において第１成形部１８．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に固定された作動ビン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コレット機構により押し下
げられ、これにより両板設置ピン２５を第１成形部１８
鵞頂面より引き込ませるようになっている。

第１および第２側型１０１．１０ｇにおける第１キヤビ
テイＣＩを画成する壁部の中央部分には砂中子を本設置
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保合孔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３１
ｂとよりなる。

上型９の型締め用凹部１２には、第１キ＋ビテイＣ１に
連通して溶湯をオーバフローさせるための複数の第３キ
ヤビテイＣａおよび連通ロアを成形するための第４キヤ
ビテイＣ４がそれぞれ形成され、また上型９には各第３
キヤビテイＣ１および第４キヤビテイＣ４に連通ずる貫
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３４，３５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、両キャビティＣ１，Ｃ４に対す
る連通端から上方へ所定の長さに亘って延びる小径部３
２ａ、３３ａは各閉鎖ピン３４゜３５と嵌合して第３キ
ヤビテイＣ１および第４キヤビテイＣ４を閉鎖し得るが
、その外の部分の直径は各閉鎖ピン３４．３５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３
６を昇降して各閉鎖ピン３４．３５により各小径部３２
ａ、３３ａを開閉するようになっている。４０は取付板
３６の案内ロッドである。

上型９には、各−シリンダバレル１．〜１４に鋳ぐるま
れるスリーブ３を保持するためのコレット機構４１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に支持ロッ
ド４３が遊挿される。°その支持ロフト４３の上端は上
型９の頂面に立設されたブラケット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
ＩＬ頂面の凹部２３に嵌合し得る凸部４５ａが形成され
る。

スリーブ３に拡径力を与える拡径部材としての中空の保
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
支持ロッド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１１４６
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。

支持口７ド４３には、保持筒４６を拡径するための中空
状作動ロッド５０が支持ロッド４３の略全長に亘って摺
合され、その作動ロッド５０は保持筒４６のテーパ孔４
７に嵌合するテーバ部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より突出する真内部５０ｂとよりなる。テーパ部５０
ｂには複数のビン５７が突設され、それらビン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、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
空ピストンロッド５３ｔ、５３ｍ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ッド５３を貫通する貫通
孔５５には作動ロッド５０の真内部５０ｂが挿入され、
その真内部５０ｂの環状溝に嵌めた抜止めストッパ５６
ｔ、５６ｇを中空ピストンロッド５３．．５３冨の上、
下端面にそれぞれ当接させて中空ピストン５２により作
動ロッド５０を昇降するようになっている。前記コレッ
ト機構４１はシリンダブロックＳの各シリンダバレル１
．〜１４に対応して４機設けられる。

第１０．第１１図は水ジヤケツト用砂中子５９を示し、
その砂中子５９は、シリンダブロック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６０．〜６
０４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、水ジャケットをシリ
ンダヘッドの水ジャケットに連通する連通ロアおよび補
強デツキ部８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のシリンダバ
レル配列方向両外側面、図示例は中間に位置する２本の
円筒部６０ｚ、６０ｓの円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。

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

この鋳造作業は、型開き−コレット機構４１の保持筒４
６によるスリーブ３の拡径および保持−砂中子５９の金
型Ｍへの設置−型閉め一注湯一コレット機構４１による
スリーブ３の拡径解除−型開きを１鋳造サイクルとして
行われる。

したがって、最初の鋳造作業を終了した時には、コレッ
ト機構４１の保持筒４６は溶湯により加熱されて略１５
０℃となる。

本発明においては、前記保持筒４６の保有熱を利用して
スリーブ３を予熱し、注湯時におけるスリーブ３の昇温
を容易にしてその高温化による剛性低下を狙ったもので
ある。

以下、鋳造作業について具体的に述べると、１鋳造サイ
クル終了後において、先ず第５図に示すように、上型９
を上昇させ、また両側型１０．。

１０ｆを互いに離・間するように移動させて型開きを行
う、コレット機構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により作動ロフト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キャビティＣｓ、Ｃ４に連通
ずる小径部３２ａ、３３ａより離脱させる。さらに給湯
シリンダ１５内のプランジャ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
によりスリーブ３の下端開口を閉鎖する。そしてコレッ
ト機構４１の油圧シリンダ５１を作動させ、その中空ピ
ストン５２により作動ロッド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。この場合保持筒４６は、前鋳造工程で溶
湯により加熱されて第１２図に示すように高温度Ｔｅと
なっているので、このとき、したがって時間ｔ、でスリ
ーブ３を前記のように保持筒４６に保持させると、その
保持筒４６の保有熱によりスリーブ３が時間の経過に伴
って予熱される。即ち、第１２図線ｌ、で示すように保
持筒４６の温度が降下し、一方線１ｔで示すようにスリ
ーブ３の温度が上昇する。この熱の授受により時間ｔ２
を経過した後は保持筒４６とスリーブ３の温度が線Ｉ１
３で示すように同一となる。

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６０．．６０４下縁を、下型１１における両側の
第１成形部１８．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１０＋、Ｌｏｇ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と各幅木６３とを係合
して砂中子５９の本設置を行う。

即ち、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のシリンダバレル配列方
向と平行な端面を各中子受３１の挟持面３１ｂに衝合し
て砂中子５９をそれら挟持面３１ｂにより挟持するもの
である。

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６０．〜６０゜内に挿入し、溶
湯浸入防止板４５の凸部４５ａを第１成形部ＩＬ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２４が下降して第１成形部１Ｂ、頂面より引
込む。

また上型９の型締め用凹部１２が両側型１０．。

１０□の型締め用凸部１３に嵌合して型締めが行われる
。

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、プランジャ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
雨下縁よりそのキャビティＣ２および第１キヤビテイＣ
’＋に充填する。両キャビティＣ＋、Ｃｚ内の空気等の
ガスは、溶湯により押し上げられ第３．第４キャビティ
Ｃｘ、Ｃ４に連通ずる空気通路３７．３８を経て上型９
の上方へ抜ける。

この場合両湯道１７は前述のように湯道光１７ａに向け
て断面積が段階的に減少するように、湯道底面が湯溜部
１４側より数段の上り階段状に形成されているので、プ
ランジャ１６の上昇により溶湯は両湯道１７より各基１
９を通じて第２キヤビテイＣ２の両側下端よりその全長
に亘って略均等にそのキャビティＣ８内をスムーズに押
し上げられる。したがって溶湯が両キャビティＣ，，Ｃ
２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
。

第３．第４キ＋ビテイＣｓ、Ｃａ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によって両キャビ
ティＣ３，Ｃ，に連通ずる小径部３２ａ、３３ａを閉鎖
する。

この溶湯の加圧４充填によりスリーブ３と保持筒４６の
温度が第１２図線１４で示すように急速に上昇し、以後
は溶湯の凝固に伴い線ｔｔ　ｓで示すように両者３，４
６の温度が徐々に降下する。

前記注湯作業において、第２キヤビテイＣ２および第１
キヤビテイＣＩに溶湯を充填するためのプランジャ１６
の変位基よび溶湯の圧力は第１３図に示すように制御さ
れる。

即ち、プランジャ１６はその移動速度を第１〜第３速Ｖ
、〜Ｖ、の３段階に制御される。本実施例では第１速ｖ
１は０．０８〜０．３　ｍ／ｓｅｃ　、第２速■２は０
．１４〜０．１８　ｍ／ｓｅｃ　、第３速■３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って溶湯
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ャビティＣｚ
、Ｃ＋に効率良く充填することができる。

またプランジャ１６の第１速ｖ１では、溶湯は両湯道１
７等に充満するだけであるから溶湯の圧力Ｐ、は略一定
に保持され、プランジャ１６の第２、第３速Ｖｚ、Ｖｉ
では溶湯は両キャビティＣ０，Ｃ２に充填されるので溶
湯の圧力Ｐｔは急激に上昇する。プランジャ１６を第３
速Ｖ、で所定時間移動させた後は、溶湯の充填圧Ｐ、を
約１．５秒間、１５０〜４００ｋｇ／−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、プランジャ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Ｐ、が２００〜６００ｋｇ／−となったときプランジ
ャ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路一定に保つことに
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。

また砂中子５９は、それの各幅木６３を介して両側型１
０＋、１０ｇ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ャ
ビティＣ８内の溶湯の加圧時において砂中子５９が浮き
上がったりすることがない。また各幅木６３の大径部６
３ａの端面が両側型１０１．１０□における中子受３１
の挟持面３１ｂに衝合しているのでミ砂中子５９が脹ら
み傾向になると、その変形力は各挟持面３１ｂにより支
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ャ１６の移動速度および溶湯の圧
力を制御することによっ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ック素材
を鋳造することができる。

溶湯が凝固を完了した後、コレット機構４１の油圧シリ
ンダ５１を作動させ、作動ロッド５０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ック素材Ｓｍが得られ
る。この鋳造作業終了時は第１２図時間ｔ３で示され、
したがって保持筒４６は高温度Ｔｅを保有している。

このシリンダブロック素材Ｓｍにおいては、第１４図（
ａｌのクリロッド測定（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ＩＩ〜１４の凝固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、溶湯充填時コレット
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が溶湯によりそれと
略同温度に加熱されて剛性を低下させられているので、
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−化される。

第１４図（′ｂ）は、真円のスリーブ３００をコレット
機構４１を用いずにシリンダバレル１００＋〜１００、
に鋳ぐる−んで得られた比較例としてのサイアミーズ型
シリンダブロック素材のタリロッド測定結果を示し、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となっている。

第１５図（ａ）は本発明により得られたシリンダブロッ
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１５図（ｂ）は前記比較例における各スリーブ３００
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ってバランス度が悪（なって
いる。

前記測定後本発明により得られたシリンダブロック素材
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６
４を除去すると各連通ロアおよび補強デツキ部８が形成
され、また砂抜きを行うことにより水ジャケット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
示すシリンダブロック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ック
を得る。

第１６図（ａ）、　（ｂ）は両シリンダブロックを均一
に加熱した場合における両スリーブ３，３００の内径変
化を膨張量として表わしたものである。膨張量の測定は
第１７図に示すように円周上４点ａ。

〜ａ４における内径の変化を求めた。

第１６図（ａ）は本発明により得られた素材からなるた
シリンダブロックＳの場合を示し、エンジン運転中にお
けるシリンダブロックの加熱温度である１９０”前後で
の最高膨張量と最低膨張量の差り、は２０μと小さく各
点ａ１〜ａ４における膨張量のばらつきが少ない。しか
もそれら膨張量は理論膨張量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１６図中）は比較例のものの場合を示し、前記と同温
度での最高膨張量と最低膨張量との差Ｄｔが１２８μと
大きく各点ａｌｘａ４における膨張量にばらつきが見ら
れる。しかもそれら膨張量のうち３点ａｍ　Ｉ　　ａ、
ｌ　　８４におけるものは理論膨張量Ｔより大きく隔っ
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ズ度が悪いことに起因する。

Ｃ０発明の効果 本発明によれば、各スリーブに拡径部材により拡径力を
与え、溶湯の加圧充填下で各スリーブを各シリンダバレ
ルに鋳ぐるむので、溶湯の充填圧によって各スリーブが
変形することが防止される。

また前鋳造工程で溶湯により加熱された拡径部材により
各スリーブを予熱しておくので、鋳造中において各スリ
ーブを溶湯によりそれと略同温度に急速に加熱してその
剛性を低下させることができ、これにより溶湯が凝固を
完了した後前記拡怪力を除去すると低剛性となった各ス
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
うに変形するので、各スリーブに残留する鋳造応力がそ
の内周面りにおいて略均−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
、エンジン運転中において各スリーブの内周面りにおけ
る熱膨張量が略均−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った問題を
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、相隣るスリーブ間の間隔を極力接近させたシ
リンダブロック素材を得ることができ、これによりエン
ジン全体を小型化し、その軽量化を達成することができ
る。

さらに拡径部材の保有熱は前鋳造工程における溶湯より
得られるので、拡径部材を加熱する、または直接スリー
ブ・を加熱する場合に必要な加熱装置および熱エネルギ
が不要となり、経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１乃至第３図は本発明により得られ素材からなるサイ
アミーズ型シリンダブロックを示し、第１図は上方から
みた斜視図、第２図は第１図ｎ−■線断面図、第２Ａ図
は第２図ＩＩａ−Ｉｌａ線断面図、第３図は下方から見
た斜視図、第４図は本発明により得られたサイアミーズ
型シリンダブロック素材を上方から見た斜視図、第５図
は鋳造装置の型開き時の縦断正面図、第６図は鋳造装置
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Ｉ
Ｘ−ＩＸ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Ｘ　Ｉ　−Ｘ　Ｉ線断面図、
第１２図は保持筒とスリーブにおける時間と温度との関
係を示すグラフ、第１３図は時間に対するプランジャの
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１４図は本発明により得られたサイアミーズ型シリ
ンダブロッ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ッド測定を行９た結果を示す測定図
、第１５図は本発明により得られたサイアミーズ型シリ
ンダブロッ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１６図は本
発明により得られた素材からなるサイアミーズ型シリン
ダブロックおよび比較例におけるスリーブの加熱温度に
対する膨張量の関係を示すグラフ、第１７図はスリーブ
の膨張量測定位置を示す説明図である。 Ｓｍ・・・サイアミーズ型シリンダブロック素材、１、
〜１４・・・シリンダバレル、３・・・スリーブ、４６
・・・拡径部材としての保持筒 第４図 第３図 第１図 第２図 第１２図 ｖ１１ｖ１ 手続補正書□ 昭和　６１年　１　月１３Ｅ３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直列に並んで互いに結合された複数のアルミニウム合金
   製シリンダバレルに複数の鋳鉄製スリーブをそれぞれ鋳
   ぐるんだサイアミーズ型シリンダブロック素材を鋳造す
   る方法であって、前鋳造工程で溶湯により加熱された拡
   径部材に前記スリーブを嵌着して該スリーブに拡径力を
   与えると共に該拡径部材の保有熱により該スリーブを予
   熱する工程と、溶湯の加圧充填下で前記スリーブを前記
   シリンダバレルに鋳ぐるむ工程と、溶湯が凝固を完了し
   た後前記スリーブの拡径力を除去する工程とを１鋳造サ
   イクルに含むことを特徴とするサイアミーズ型シリンダ
   ブロック素材の鋳造方法。