JPH0466261A - 鋳鉄製シリンダー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、鋳鉄製ンリンダーブロックの製造方法に関す
るものである。

［従来の技術］ 自動車の軽量化ないし小型化を図るために、サイアミー
ズ型シリンダーブロックあるいはアルミ合金製シリンダ
ーブロックが多用されている。しかしながら、アルミ合
金は耐熱性・耐摩耗性が低いので、ライナ（シリンダラ
イナ）だけを鋳鉄で形成し、この鋳鉄製ライナをアルミ
合金で鋳ぐるむようにしたシリンダーブロックの製造方
法が提案されている（例えば、特開昭５８−２１１５５
０号公報参照）。

しかしながら、ディーゼルエンジンにおいては、熱負荷
が高いので、アルミ合金製シリンダーブロックを用いる
と十分な耐久性が得られない。また、振動が強いので、
アルミ合金製シリンダーブロックを用いると振動騒音（
ＮＶＨ）が大きくなる。このため、一般にディーゼルエ
ンジンにおいては、鋳鉄で鋳造した鋳鉄製シリンダーブ
ロックが用いられる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、シリンダーブロックのライナ部のピストン摺
動面にダスト等の異物が侵入することがあり、この異物
によってピストン摺動面に損傷が生じることがある。こ
のため、ライナのピストン摺動面の耐摩耗性を十分に高
める必要があるが、鋳造によりつくられた普通の鋳鉄製
シリンダーブロックでは、ピストン摺動面の耐摩耗性か
十分に高められないといった問題がある。

そこで、鋳鉄製シリンダーブロック本体に、耐摩耗性の
高い材料で形成されたライナを圧入するといった対応が
考えられるが、このようにすると、ライナ圧入部まわり
に圧入代を確保しなければならないので、シリンダーブ
ロックのボア間ピッチが長くなる。このため、シリンダ
ーブロックが、長平方向に長くなり、大型化するといっ
た問題がある。　また、硬度の高い鋳鉄材料でシリンダ
ーブロックを鋳造するといった対応が考えられるが、こ
のようにするとシリンダーブロック本体の硬度が高くな
るので、シリンダーブロック本体の機械加工がむずかし
くなるといった問題がある。

そこで、耐摩耗性の高い鉄系材料で形成されたライナを
、鋳鉄て鋳ぐるむことによって、ライナ部の耐摩耗性を
高めるとともに、本体部の機械加工性を高めるようにし
たシリンダーブロックの製造方法が提案されている。

しかしながら、このように別体形成されたライナを鋳鉄
で鋳ぐるむことによってつくられたシリンダーブロック
においては、ライナと鋳ぐるみ材の接合面に接合不良（
溶着不良）が多発するといった問題がある。

そこで、本願発明者らは、本体部の機械加工が容易であ
り、ライナのピストン摺動面の耐摩耗性が高く、かつ冷
却効率の高い、コンパクトな鋳鉄製シリンダブロックの
製造方法を提供することを目的として、ライナ鋳ぐるみ
式シリンダーブロックの接合のメカニズムについて詳細
な研究を行なった。

その結果、ライナと鋳ぐるみ材の接合不良は、注湯時に
溶湯がライナとの接触によって急冷され、ライナと鋳ぐ
るみ材とが完全に融合一体化されないことが原因である
という事実を発見した。そこで、本願発明者らは、ライ
ナの外周部に熱い溶湯を供給すれば、ライナと溶！（鋳
ぐるみ材）の融合一体化を促進して、ライナと鋳ぐるみ
材の結合強度を高めることができるであろうと考えた。

［課題を解決するための手段コ 本発明は、このような事実と考察とに鑑み、上記の目的
を達するため、別体形成されたライナを、鋳鉄で鋳ぐる
んで、多気筒エンジンのシリンダーブロックを製造する
方法において、鋳型内において、ライナの外周部に面す
るシリンダーキャビティと、ライナの上端部まわりと下
端部まわりとでシリンダーキャビティと連通する外側キ
ャビティとを設け、ライナ下端部まわりのシリンダーキ
ャビティと外側キャビティとの連通部を遮断する一方シ
リンダーキャビティ側にのみ溶湯を流入させるようにな
った閉塞部材を配置し、シリンダーキャビティから溶湯
を供給し、外側キャビティへはシリンダーキャビティを
通して溶湯を供給するようにしたことを特徴とする鋳鉄
性シリンダーブロックの製造方法を提供する。

［発明の作用・効果］ 本発明によれば、湯道から供給される溶湯か、まずライ
ナまわりのシリンダーキャビティに流入し、シリンダー
キャビティ内を流通した後、ライナ上端部まわりの連通
部を通って外側キャピテイに流入する。したかって、注
湯開始から注湯終了時まて、ライナは常に湯道から流入
する熱い溶湯と接触するので、ライナが十分に融解し、
ライナと鋳ぐるみ材の融合一体化か促進され、接合強度
（溶着性）が高められる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

第１図〜第４図に示すように、４気筒エンジンのシリン
ダーブロックＢ（第６図参照）を鋳造するための鋳型Ｄ
Ｃには、鋳物砂で形成された母型１が設けられ、この母
型１の内側に鋳物砂で形成されたウォータジャケット中
子２が配置され、さらにウォータジャケット中子２の内
側に、鋳物砂で形成すれた４つのボア中子３が配置ｉ１
ｉてＬ）る。

そして、各ボア中子３の外周には、夫々耐摩耗性の高い
鉄系材料で別体形成されたライナ４がはめられている。

なお、第３図と第４図とでは、母型ｌを描いていない。

鋳型ＤＣの上半部において、ウォータジャケット中子２
とボア中子３との間にはシリンダーキャビティ５か形成
され、母型１とつす一タジャケット中子２との間には外
側キャビティ６が形成されている。なお、鋳型ＤＣの下
半部において、母型ｌ内には下側キャピテイ７が形成さ
れている。

シリンダーキャピテイ５と外側キャビティ６とは、ウォ
ータジャケット中子２が配置された部分では、ウォータ
ジャケット中子２によって仕切られているが、ウォータ
ジャケット中子２が配置されていない部分、すなわちラ
イナ４の上端部まわりと下端部まわりとでは互いに連通
している。しかしながら、ライナ４の下端部まわりの連
通部には、シリンダーキャビティ５と外側キャビティ６
の連通を遮断する、閉塞部材１０が配置されている。こ
の閉塞部材ｌＯは、鋳造の末期には完全に融解して、溶
湯中に分散しなければならず、また鋳ぐるみ材の材質に
悪影響を与えないようなものでなければならない。そこ
で、本実施例ではアルミ合金で閉塞部材ＩＯを形成して
いる。

この閉塞部材ＩＯには、第５図に示すように、鋳型ＤＣ
にセットされたときには、ライナ４（第１図参照）の外
周とほぼ重なるような４つのシリンダー穴９が形成され
、各シリンダー穴９の間には、夫々溶湯流人穴８が形成
されている。これらの溶湯流人穴８は、すべてシリンダ
ーキャビティ５内に位置している。

そして、鋳型ＤＣに鋳鉄の溶湯を供給するために、湯道
１１が設けられ、この湯道１１にはいくつかの堰１２が
接続されている。これらの堰１２は閉塞部材部材ｌＯの
溶湯流人穴８または下側キャビティ７に接続されている
。

以下、上記鋳型ＤＣの組み立て方法と、シリンダブロッ
クＢ（第６図参照）の鋳造方法とについて説明する。

■４つのボア中子３の外周に夫々ライナ４をはめ込む。

■母型■に、閉塞部材１０と、ライナ４を伴つｆこボア
中子３と、ウォータジャケット中子２とを配置する。

■湯道１１から鋳型ＤＣに鋳鉄の溶湯を供給する。ここ
において、湯道１１から供給される溶湯の一部は、堰１
２を通って下側キャビティ７に流入し、この溶湯は下側
キャビティ７内を下向きに流れ、やがてこれを満たす。

■また、湯道１１から供給される溶湯の一部は、閉塞部
材ＩＯの溶湯流人穴８を通ってシリンダーキャビティ５
内に流入する。この溶湯は、シリンダーキャビティ５内
を上向きに流れ、ライナ４の上端部まわりの連通部を通
って外側キャビティ６内に流入し、この中を下向きに流
れる。

ここにおいて、シリンダーキャビティ５には、常に湯道
１１（堰１２）から直接的に熱い溶湯が供給されるので
、ライナ４の外周面は、注湯開始時から注湯終了時まで
、常時熱い溶湯と接触することになる。このため、ライ
ナ４の外周部の融解が促進され、ライナ４と溶４（鋳ぐ
るみ材）とが十分に溶は合って融合一体化される。なお
、これと前後して、アルミ合金製の閉塞部材ｌＯが完全
に融解し、溶湯中に分散する。

■注湯終了後、溶湯を冷却・凝固させる。ここにおいて
、ライナ４と鋳ぐるみ材とが十分に融合一体化している
ので、ライナ４と鋳ぐるみ材の結合強度（溶着性）が高
められる。

■母型ｌとウォータジャケット中子２とボア中子３とを
取り外し、第６図に示すようなシリンダーブロックＢを
得る。このシリンダーブロックＢは、ライチ部１５は耐
摩耗性材料で形成されているので、ピストン摺動面の耐
摩耗性が十分に高められる。また本体部１６は普通の鋳
鉄で形成されているので、容易に機械加工を行なうこと
ができる。さらにライナ１ｉｌＥ１５と本体部１６の接
合強度（溶着性）が高められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる方法でシリンダーブロックを
製造する際に用いられる鋳型の側面断面説明図である。 第２図は、第１図に示す鋳型のＣ−Ｃ線断面説明図であ
る。 第３図は、第２図に示す鋳型のＡ−Ａ線断面説明図であ
る。 第４図は、第２図に示す鋳型のＢ−Ｂ線断面説明図であ
る。 第５図は、閉塞部材の平面説明図である。 第６図は、第１図に示す鋳型を用いて鋳造されたシリン
ダーブロックの斜視図である。 Ｂ・・・シリンダブロック、ＤＣ・・・鋳型、ｌ・・・
母型、２・・・ウォータジャケット中子、３・・・ボア
中子、４・・・ライナ、５・・・シリンダーキャビティ
、６・・・外側キャビティ、７・・・下側キャビティ、
８・・・溶湯流人穴、１０・・・閉塞部材、１１・・・
湯道、１２・・・堰、１５・・・ライナ部、１６・・・
本体部。 第３！！１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）別体形成されたライナを、鋳鉄で鋳ぐるんで、多
   気筒エンジンのシリンダーブロックを製造する方法にお
   いて、 鋳型内において、ライナの外周部に面するシリンダーキ
   ャビティと、ライナの上端部まわりと下端部まわりとで
   シリンダーキャビティと連通する外側キャビティとを設
   け、ライナ下端部まわりのシリンダーキャビティと外側
   キャビティとの連通部を遮断する一方シリンダーキャビ
   ティ側にのみ溶湯を流入させるようになった閉塞部材を
   配置し、シリンダーキャビティから溶湯を供給し、外側
   キャビティへはシリンダーキャビティを通して溶湯を供
   給するようにしたことを特徴とする鋳鉄性シリンダーブ
   ロックの製造方法。