JPH0635041B2 - 繊維強化シリンダブロツクの製造方法 - Google Patents
繊維強化シリンダブロツクの製造方法Info
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- JPH0635041B2 JPH0635041B2 JP3018686A JP3018686A JPH0635041B2 JP H0635041 B2 JPH0635041 B2 JP H0635041B2 JP 3018686 A JP3018686 A JP 3018686A JP 3018686 A JP3018686 A JP 3018686A JP H0635041 B2 JPH0635041 B2 JP H0635041B2
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- fiber
- cylinder
- molten metal
- molded body
- mold
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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、エンジンに用いられる繊維強化シリンダブロ
ック、特にシリンダボア回りを筒状繊維強化複合体より
構成したものの製造方法に関する。
ック、特にシリンダボア回りを筒状繊維強化複合体より
構成したものの製造方法に関する。
(2)従来の技術 従来、前記シリンダブロックを製造する場合は、筒状繊
維成形体を鋳型の繊維強化複合体成形部に配設し、シリ
ンダブロック素材を圧力鋳造すると同時に繊維成形体に
溶湯を充填して繊維強化複合体を得ている。
維成形体を鋳型の繊維強化複合体成形部に配設し、シリ
ンダブロック素材を圧力鋳造すると同時に繊維成形体に
溶湯を充填して繊維強化複合体を得ている。
この場合、繊維成形体の取扱い性を良好にし、また溶湯
の充填圧による破損を防止するため、繊維成形体は比較
的厚肉に形成される。
の充填圧による破損を防止するため、繊維成形体は比較
的厚肉に形成される。
(3)発明が解決しようとする問題点 しかしながら、繊維成形体を厚肉に形成すると、下記の
ような問題を生じる。
ような問題を生じる。
ａ．繊維成形体の製造時において、強化繊維を結合する
結合剤を乾燥する場合、その結合剤が繊維成形体の表面
から乾燥されて内部に未乾燥部分が発生すると、その未
乾燥部分の乾燥剤が乾燥された部分に浸入するため繊維
成形体の内部強度が低下し、その結果全体に亘って均一
な強度を有する繊維強化複合体を得ることができない。
結合剤を乾燥する場合、その結合剤が繊維成形体の表面
から乾燥されて内部に未乾燥部分が発生すると、その未
乾燥部分の乾燥剤が乾燥された部分に浸入するため繊維
成形体の内部強度が低下し、その結果全体に亘って均一
な強度を有する繊維強化複合体を得ることができない。
ｂ．繊維成形体に浸入した溶湯が途中で冷やされてその
充填性が悪化するため、繊維成形体が変形したり、ミク
ロポロシテイ、巣等の鋳造欠陥を発生し、形状精度およ
び鋳造品質が良好な繊維強化複合体を得ることができな
い。
充填性が悪化するため、繊維成形体が変形したり、ミク
ロポロシテイ、巣等の鋳造欠陥を発生し、形状精度およ
び鋳造品質が良好な繊維強化複合体を得ることができな
い。
本発明は前記従来の問題点を解決し得る前記製造方法を
提供することを目的とする。
提供することを目的とする。
Ｂ．発明の構成 (1)問題点を解決するための手段 本発明は、シリンダボア回りを筒状繊維強化複合体より
構成した繊維強化シリンダブロックを製造するに当り、
内側に被切削性の良好な金属製補強筒を嵌合した薄肉の
筒状繊維成形体を、鋳型の繊維強化複合体成形部に配設
し、シリンダブロック素材を圧力鋳造すると同時に前記
繊維成形体に溶湯を充填して前記繊維強化複合体を得る
工程と；前記シリンダブロック素材より前記補強筒を切
削除去して前記シリンダボアを形成する工程と；を用い
ることを特徴とする。
構成した繊維強化シリンダブロックを製造するに当り、
内側に被切削性の良好な金属製補強筒を嵌合した薄肉の
筒状繊維成形体を、鋳型の繊維強化複合体成形部に配設
し、シリンダブロック素材を圧力鋳造すると同時に前記
繊維成形体に溶湯を充填して前記繊維強化複合体を得る
工程と；前記シリンダブロック素材より前記補強筒を切
削除去して前記シリンダボアを形成する工程と；を用い
ることを特徴とする。
(2)作用 前記のように繊維成形体を薄肉に形成するので、繊維成
形体の乾燥時、繊維成形体に対する熱回りを良好にして
結合剤を繊維成形体全体に亘り均一に乾燥し、その内部
強度の低下といった不具合を除去し、これにより全体に
亘り均一な強度を有する繊維強化複合体を得ることがで
きる。
形体の乾燥時、繊維成形体に対する熱回りを良好にして
結合剤を繊維成形体全体に亘り均一に乾燥し、その内部
強度の低下といった不具合を除去し、これにより全体に
亘り均一な強度を有する繊維強化複合体を得ることがで
きる。
また繊維成形体に対する溶湯の充填性が良好となるの
で、繊維成形体が変形したり、またミクロポロシテイ等
の鋳造欠陥を発生することがなく、形状精度および鋳造
品質が良好な繊維強化複合体を得ることができる。
で、繊維成形体が変形したり、またミクロポロシテイ等
の鋳造欠陥を発生することがなく、形状精度および鋳造
品質が良好な繊維強化複合体を得ることができる。
さらに繊維成形体を薄肉に形成しても、それは補強筒に
より補強されているので、取扱い性が良好で、また溶湯
の充填圧により破損することがない。そして補強筒は切
削加工により容易に除去されるので、寸法精度が良好
で、周囲を繊維強化されたシリンダボアを容易に得るこ
とができる。
より補強されているので、取扱い性が良好で、また溶湯
の充填圧により破損することがない。そして補強筒は切
削加工により容易に除去されるので、寸法精度が良好
で、周囲を繊維強化されたシリンダボアを容易に得るこ
とができる。
(3)実施例 第１〜第３図は本発明により得られた繊維強化アルミニ
ウム合金製サイアミーズ型シリンダブロックＳを示し、
そのシリンダブロックＳは、直列に並ぶ複数、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、そのサイアミーズシリンダ
バレル１を囲繞する外壁部２と、外壁部２の下縁に連設
されたクランクケース３とより構成される。各シリンダ
バレル１１〜１４におけるシリンダボア４回りは筒状繊
維強化複合体Ｃｆより構成される。
ウム合金製サイアミーズ型シリンダブロックＳを示し、
そのシリンダブロックＳは、直列に並ぶ複数、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、そのサイアミーズシリンダ
バレル１を囲繞する外壁部２と、外壁部２の下縁に連設
されたクランクケース３とより構成される。各シリンダ
バレル１１〜１４におけるシリンダボア４回りは筒状繊
維強化複合体Ｃｆより構成される。
サイアミーズシリンダバレル１と外壁部２間に、サイア
ミーズシリンダバレル１の外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のシリンダヘッド側端
部において、サイアミーズシリンダバレル１と外壁部２
間は複数の補強デッキ部８により部分的に連結され、相
隣る補強デッキ部８間はシリンダヘッド側への連通口７
として機能する。これによりシリンダブロックＳはクロ
ーズドデッキ型に構成される。
ミーズシリンダバレル１の外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のシリンダヘッド側端
部において、サイアミーズシリンダバレル１と外壁部２
間は複数の補強デッキ部８により部分的に連結され、相
隣る補強デッキ部８間はシリンダヘッド側への連通口７
として機能する。これによりシリンダブロックＳはクロ
ーズドデッキ型に構成される。
第５〜第８図は、第４図に示すシリンダブロック素材Ｓ
ｍを鋳造する鋳造装置を示し、その装置は鋳型としての
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１０３，１
０４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。
ｍを鋳造する鋳造装置を示し、その装置は鋳型としての
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１０３，１
０４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の下面に型締め用凹部１２が形成され、その凹部
１２は各側型１０１〜１０４の上半部と協働してサイア
ミーズシリンダバレル１および外壁部２を成形するため
第１キャビテイＣ１を画成する。したがって第１キャビ
テイＣ１は繊維強化複合体成形部として機能する。凹部
１２と嵌合する型締め用凸部１３が各側型１０１〜１０
４の上面に突設される。
１２は各側型１０１〜１０４の上半部と協働してサイア
ミーズシリンダバレル１および外壁部２を成形するため
第１キャビテイＣ１を画成する。したがって第１キャビ
テイＣ１は繊維強化複合体成形部として機能する。凹部
１２と嵌合する型締め用凸部１３が各側型１０１〜１０
４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の溶湯を受ける湯溜部１４
と、その湯溜部１４に連結する給湯シリンダ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キャビテイＣ１の長手
方向に、且つそれと略同一長さに亘って延びる一対の湯
道１７とが設けられる。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は各側型１０１〜１０４の下半部と協働
してクランクケース３を成形するための第２キャビテイ
Ｃ２を画成する。そのキャビテイＣ２の上端は前記第１
キャビテイＣ１に連通し、また両側の下端は両湯道１７
に複数の堰１９を介して連通する。
ず）よりアルミニウム合金の溶湯を受ける湯溜部１４
と、その湯溜部１４に連結する給湯シリンダ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キャビテイＣ１の長手
方向に、且つそれと略同一長さに亘って延びる一対の湯
道１７とが設けられる。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は各側型１０１〜１０４の下半部と協働
してクランクケース３を成形するための第２キャビテイ
Ｃ２を画成する。そのキャビテイＣ２の上端は前記第１
キャビテイＣ１に連通し、また両側の下端は両湯道１７
に複数の堰１９を介して連通する。
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。各堰
１９は各第２成形部１８２に対応して設けられており、
第２キャビテイＣ２の容量の大きな部分に溶湯を早期に
注入するようになっている。
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。各堰
１９は各第２成形部１８２に対応して設けられており、
第２キャビテイＣ２の容量の大きな部分に溶湯を早期に
注入するようになっている。
両湯道１７の断面積が湯溜部１４側より湯道先１７ａに
向けて段階的に減少するように、湯道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に連なる各立上がり部１７ｃは溶湯を各堰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。
向けて段階的に減少するように、湯道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に連なる各立上がり部１７ｃは溶湯を各堰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１９
を通じて第２キャビテイＣ２に注入し、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キャビテイＣ２に注入することができるので、そのキ
ャビテイＣ２内に溶湯が湯道１７の全長に亘って略均等
に注入される。したがって溶湯がキャビテイ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。
また溶湯の注入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。
断面積の大きな部分では大量の溶湯を遅い速度で堰１９
を通じて第２キャビテイＣ２に注入し、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キャビテイＣ２に注入することができるので、そのキ
ャビテイＣ２内に溶湯が湯道１７の全長に亘って略均等
に注入される。したがって溶湯がキャビテイ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。
また溶湯の注入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１８１の頂面
に後述する繊維成形体を立設する位置決め突起２２が突
設され、その位置決め突起２２の中心に凹部２３が形成
される。また両側に位置する２つの第１成形部１８
１に、位置決め突起２２の両側において第１成形部１８
１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る。それら
仮設置ピン２５は、後述する水ジャケット用砂中子の仮
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。
に後述する繊維成形体を立設する位置決め突起２２が突
設され、その位置決め突起２２の中心に凹部２３が形成
される。また両側に位置する２つの第１成形部１８
１に、位置決め突起２２の両側において第１成形部１８
１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る。それら
仮設置ピン２５は、後述する水ジャケット用砂中子の仮
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心金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っている。
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心金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っている。
第１および第２側型１０１，１０２における第１キャビ
テイＣ１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。
テイＣ１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キャビテイ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キャ
ビテイＣ３および連通口７を成形するための第４キャビ
テイＣ４がそれぞれ開口し、また上型９に各第３キャビ
テイＣ３および第４キャビテイＣ４に連通するガス抜き
孔３２，３３がそれぞれ形成される。
通して溶湯をオーバフローさせるための複数の第３キャ
ビテイＣ３および連通口７を成形するための第４キャビ
テイＣ４がそれぞれ開口し、また上型９に各第３キャビ
テイＣ３および第４キャビテイＣ４に連通するガス抜き
孔３２，３３がそれぞれ形成される。
それらガス抜き孔３２，３３に閉鎖ピン３４，３５がそ
れぞれ遊挿され、それら閉鎖ピン３４，３５の上端部は
上型９の上方に配設される取付板３６に固定される。
れぞれ遊挿され、それら閉鎖ピン３４，３５の上端部は
上型９の上方に配設される取付板３６に固定される。
各ガス抜き孔３２，３３の、両キャビテイＣ３，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３２ａ，３３ａは各閉鎖ピン３４，３５の下端部と嵌
合して第３キャビテイＣ３および第４キャビテイＣ４を
閉鎖し得るようになっている。
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３２ａ，３３ａは各閉鎖ピン３４，３５の下端部と嵌
合して第３キャビテイＣ３および第４キャビテイＣ４を
閉鎖し得るようになっている。
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っている。４０は取付板３６
の案内ロッドである。
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っている。４０は取付板３６
の案内ロッドである。
上型９の型締め用凹部１２天面に各シリンダバレル１１
〜１４に対応して、軸線を上、下方向に向けた心金４１
が突設され、各心金４１の下端面に第１成形部１８１頂
面の凹部２３に嵌合し得る凸部４１ａが設けられる。ま
た心金４１の外周面は、その上端から下端に向けて先細
りのテーパ面に形成される。
〜１４に対応して、軸線を上、下方向に向けた心金４１
が突設され、各心金４１の下端面に第１成形部１８１頂
面の凹部２３に嵌合し得る凸部４１ａが設けられる。ま
た心金４１の外周面は、その上端から下端に向けて先細
りのテーパ面に形成される。
第９，第１０図は水ジャケット用砂中子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６０１〜６０
４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口７および補強
デッキ部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。
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６０１〜６０
４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口７および補強
デッキ部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。
第１１図において、筒状繊維成形体Ｆは、炭素繊維とア
ルミナ繊維との混合繊維より成形されたもので、その寸
法は外径８２mm、内径７８mm、高さ１５２mmであり、し
たがって肉厚は２mmと薄肉である。またかさ密度は0.3
〜1.2ｇ／cm3である。繊維成形体Ｆは、平均直径１８μ
ｍ、平均長さ0.8mmの炭素繊維（短繊維）と、平均直径
３〜４μｍ、平均長さ0.5mmのアルミナ繊維（短繊維）
とを１対３の割合で混合し、その混合繊維にシリカゾル
を結合剤として加え、吸引付着成形法を適用して成形さ
れる。前記シリカゾルの代りにアルミナゾル単体、また
はシリカゾルとアルミナゾルの混合物を用いることが可
能である。
ルミナ繊維との混合繊維より成形されたもので、その寸
法は外径８２mm、内径７８mm、高さ１５２mmであり、し
たがって肉厚は２mmと薄肉である。またかさ密度は0.3
〜1.2ｇ／cm3である。繊維成形体Ｆは、平均直径１８μ
ｍ、平均長さ0.8mmの炭素繊維（短繊維）と、平均直径
３〜４μｍ、平均長さ0.5mmのアルミナ繊維（短繊維）
とを１対３の割合で混合し、その混合繊維にシリカゾル
を結合剤として加え、吸引付着成形法を適用して成形さ
れる。前記シリカゾルの代りにアルミナゾル単体、また
はシリカゾルとアルミナゾルの混合物を用いることが可
能である。
前記吸引付着成形法とは、前記混合繊維とシリカゾルの
混合物を入れた槽中に、両端面を密封した通気性を有す
る円筒型を立設し、その円筒型の内部に吸引作用を施し
て前記混合物を円筒型外周面に吸着させる手法をいう。
混合物を入れた槽中に、両端面を密封した通気性を有す
る円筒型を立設し、その円筒型の内部に吸引作用を施し
て前記混合物を円筒型外周面に吸着させる手法をいう。
前記手法により成形された繊維成形体Ｆは、離型後乾燥
および焼成工程を経て使用に供される。この乾燥工程で
は、繊維成形体Ｆは薄肉であるから熱回りが良好とな
り、したがって結合剤が全体に亘って均一に乾燥され
る。
および焼成工程を経て使用に供される。この乾燥工程で
は、繊維成形体Ｆは薄肉であるから熱回りが良好とな
り、したがって結合剤が全体に亘って均一に乾燥され
る。
繊維成形体Ｆの内側に、被切削性の良好な金属、例えば
アルミニウム合金、鋳鉄等よりなる補強筒Ｔが嵌合さ
れ、これにより薄肉で脆弱な繊維成形体Ｆの取扱い性の
向上が図られている。補強筒Ｔの内周面は、心金４１と
嵌合し得るようにテーパ面に形成される。
アルミニウム合金、鋳鉄等よりなる補強筒Ｔが嵌合さ
れ、これにより薄肉で脆弱な繊維成形体Ｆの取扱い性の
向上が図られている。補強筒Ｔの内周面は、心金４１と
嵌合し得るようにテーパ面に形成される。
次に前記繊維成形体Ｆを用いた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。
ンダブロック素材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、また相対向
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。上型９上の油圧
シリンダ３９を作動させて取付板３６を介して各閉鎖ピ
ン３４，３５を上昇させ、第３，第４キャビテイＣ３，
Ｃ４に連通する小径部３２ａ，３３ａの各上部開口を開
く。さらに給湯シリンダ１５内のプランジヤ１６を下降
させる。
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。上型９上の油圧
シリンダ３９を作動させて取付板３６を介して各閉鎖ピ
ン３４，３５を上昇させ、第３，第４キャビテイＣ３，
Ｃ４に連通する小径部３２ａ，３３ａの各上部開口を開
く。さらに給湯シリンダ１５内のプランジヤ１６を下降
させる。
第５図に示すように、略３００℃に予熱された繊維成形
体Ｆを持つ補強筒Ｔの下部開口を第１成形部１８１の位
置決め突起２２に嵌合して繊維成形体Ｆを第１成形部１
８１に立設する。
体Ｆを持つ補強筒Ｔの下部開口を第１成形部１８１の位
置決め突起２２に嵌合して繊維成形体Ｆを第１成形部１
８１に立設する。
また第５，第１０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、両側の第１成形部１
８１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。砂中子５９の各
円筒部６０１〜６０４は各繊維成形体Ｆの外周に配設さ
れる。
側の円筒部６０１，６０４下縁を、両側の第１成形部１
８１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。砂中子５９の各
円筒部６０１〜６０４は各繊維成形体Ｆの外周に配設さ
れる。
第６図に示すように、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
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。また他の両側型１０３，１０４も同様に移動さ
せる。
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。また他の両側型１０３，１０４も同様に移動さ
せる。
次いで上型９を下降させ、心金４１を補強筒Ｔにテーパ
嵌合して繊維成形体Ｆおよび補強筒Ｔの上端面を凹部１
２の天面に衝合し、これにより繊維成形体Ｆを位置決め
固定する。また心金４１の凸部４１ａが第１成形部１８
１頂面の凹部２３に嵌合するので、作動ピン３０が押し
下げられて各仮設置ピン２５が第１成形部１８１頂面よ
り引込む。また砂中子５９の各突起６２が各第４キャビ
テイＣ４に遊挿され、さらに上型９の凹部１２が各側型
１０１〜１０４の凸部１３に嵌合して型締めが行われ
る。
嵌合して繊維成形体Ｆおよび補強筒Ｔの上端面を凹部１
２の天面に衝合し、これにより繊維成形体Ｆを位置決め
固定する。また心金４１の凸部４１ａが第１成形部１８
１頂面の凹部２３に嵌合するので、作動ピン３０が押し
下げられて各仮設置ピン２５が第１成形部１８１頂面よ
り引込む。また砂中子５９の各突起６２が各第４キャビ
テイＣ４に遊挿され、さらに上型９の凹部１２が各側型
１０１〜１０４の凸部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７３０〜７４０℃の
アルミニウム合金（ＪＩＳ ＡＤＣ１２）よりなる溶湯
を提供し、プランジヤ１６を0.08〜0.3ｍ／secの速度で
上昇させ、第１３図に示すように圧力ｐ１を以て溶湯を
両湯道１７より堰１９を通じて第２キャビテイＣ２の両
下部よりそのキャビテイＣ２および第１キャビテイＣ１
に注入する。両キャビテイＣ１，Ｃ２内の空気等のガス
は、溶湯により押し上げられて第３，第４キャビテイＣ
３，Ｃ４に連通するガス抜き孔３２，３３を経て上型９
の上方へ抜ける。
アルミニウム合金（ＪＩＳ ＡＤＣ１２）よりなる溶湯
を提供し、プランジヤ１６を0.08〜0.3ｍ／secの速度で
上昇させ、第１３図に示すように圧力ｐ１を以て溶湯を
両湯道１７より堰１９を通じて第２キャビテイＣ２の両
下部よりそのキャビテイＣ２および第１キャビテイＣ１
に注入する。両キャビテイＣ１，Ｃ２内の空気等のガス
は、溶湯により押し上げられて第３，第４キャビテイＣ
３，Ｃ４に連通するガス抜き孔３２，３３を経て上型９
の上方へ抜ける。
この場合両湯道１７の断面積が前述のように湯道先１７
ａに向けて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上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湯道１７より各堰１
９を通じて第２キャビテイＣ２に、その両下部よりその
全長に亘って略均等に注入される。
ａに向けて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上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湯道１７より各堰１
９を通じて第２キャビテイＣ２に、その両下部よりその
全長に亘って略均等に注入される。
また、ガス抜き孔３２，３３の小径部３２ａ，３３ａの
開口が狭くなっているので、第１，第２キャビテイ
Ｃ１，Ｃ２内に溶湯を注入する際、該キャビテイＣ１，
Ｃ２内に背圧が発生し、その背圧は湯面全体に均等に作
用する。その結果、湯面は波立ちを抑制されて略水平に
上昇し、これにより溶湯へのガスの巻込みが防止され、
またガス抜きも効率良く行われるので巣の発生が回避さ
れる。前記背圧に起因して、第１，第２キャビテイ
Ｃ１，Ｃ２内における溶湯の注入圧は、第１２図に示す
ように体気圧を上回る圧力ｐ１、例えば２〜５kg／cm2
になる。
開口が狭くなっているので、第１，第２キャビテイ
Ｃ１，Ｃ２内に溶湯を注入する際、該キャビテイＣ１，
Ｃ２内に背圧が発生し、その背圧は湯面全体に均等に作
用する。その結果、湯面は波立ちを抑制されて略水平に
上昇し、これにより溶湯へのガスの巻込みが防止され、
またガス抜きも効率良く行われるので巣の発生が回避さ
れる。前記背圧に起因して、第１，第２キャビテイ
Ｃ１，Ｃ２内における溶湯の注入圧は、第１２図に示す
ように体気圧を上回る圧力ｐ１、例えば２〜５kg／cm2
になる。
さらに繊維成形体Ｆが前記温度に予熱されているので、
繊維成形体Ｆ周りの溶湯の保温が行われ、これにより繊
維成形体Ｆに対する溶湯の凝着が回避される。
繊維成形体Ｆ周りの溶湯の保温が行われ、これにより繊
維成形体Ｆに対する溶湯の凝着が回避される。
第３，第４キャビテイＣ３，Ｃ４に溶湯が完全に注入さ
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
キャビテイＣ３，Ｃ４に連通する小径部３２ａ，３３ａ
を閉鎖する。
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
キャビテイＣ３，Ｃ４に連通する小径部３２ａ，３３ａ
を閉鎖する。
その後プランジャ１６を0.14〜0.18ｍ／secの速度で上
昇させて溶湯を、前記圧力ｐ１を上回る高圧力ｐ２下、
即ち４００kg／cm2圧力下に所定時間保持して繊維強化
複合体Ｃｆを得、またこの高圧下で溶湯を完全に凝固さ
せて、アルミニウム合金の組織を緻密化し、その強度を
図る。この溶湯の圧力上昇過程において溶湯の圧力５〜
２０kg／cm2で溶湯が繊維成形体Ｆに充填される。この
ように溶湯の充填圧力が低いので、充填中に繊維成形体
Ｆが溶湯により破壊されることはない。またこの場合、
繊維成形体Ｆは薄肉であるから溶湯の充填が効率良く、
且つ確実に行われ、これにより繊維成形体Ｆの変形およ
びミクロポロシテイ等の鋳造欠陥の発生のない繊維強化
複合体Ｃｆが得られる。
昇させて溶湯を、前記圧力ｐ１を上回る高圧力ｐ２下、
即ち４００kg／cm2圧力下に所定時間保持して繊維強化
複合体Ｃｆを得、またこの高圧下で溶湯を完全に凝固さ
せて、アルミニウム合金の組織を緻密化し、その強度を
図る。この溶湯の圧力上昇過程において溶湯の圧力５〜
２０kg／cm2で溶湯が繊維成形体Ｆに充填される。この
ように溶湯の充填圧力が低いので、充填中に繊維成形体
Ｆが溶湯により破壊されることはない。またこの場合、
繊維成形体Ｆは薄肉であるから溶湯の充填が効率良く、
且つ確実に行われ、これにより繊維成形体Ｆの変形およ
びミクロポロシテイ等の鋳造欠陥の発生のない繊維強化
複合体Ｃｆが得られる。
薄肉の繊維成形体Ｆを心金４１に直接嵌めるようにする
と、それらの間に間隙を生じた場合、繊維成形体Ｆが溶
湯の充填圧により破損することがあるが、本発明におい
ては繊維成形体Ｆをそれに嵌合する補強筒Ｔにより補強
しているので、繊維成形体Ｆが溶湯の充填圧によって破
損することがない。
と、それらの間に間隙を生じた場合、繊維成形体Ｆが溶
湯の充填圧により破損することがあるが、本発明におい
ては繊維成形体Ｆをそれに嵌合する補強筒Ｔにより補強
しているので、繊維成形体Ｆが溶湯の充填圧によって破
損することがない。
砂中子５９は、それの各幅木６３を介して両側型１
０１，１０２により正確な位置に挟持されているので、
第１キャビテイＣ１内への溶湯の注入時およびそのキャ
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１０１，１０２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シ
リンダボア４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。
０１，１０２により正確な位置に挟持されているので、
第１キャビテイＣ１内への溶湯の注入時およびそのキャ
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１０１，１０２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シ
リンダボア４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。
溶湯が凝固を完了した後、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。
シリンダブロック素材Ｓｍが得られる。
前記シリンダブロック素材Ｓｍに研削加工を施して各第
４キャビテイ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起部６４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間に補強デッキ部
８がそれぞれ形成され、さらに砂抜きを行うことにより
水ジャケット６が得られる。その後補強筒Ｔを切削加工
により除去してシリンダボア４を形成すると、第１〜第
３図に示すように、シリンダボア４回りを筒状繊維強化
複合体Ｃｆより構成されたシリンダブロックＳが得られ
る。
４キャビテイ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起部６４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間に補強デッキ部
８がそれぞれ形成され、さらに砂抜きを行うことにより
水ジャケット６が得られる。その後補強筒Ｔを切削加工
により除去してシリンダボア４を形成すると、第１〜第
３図に示すように、シリンダボア４回りを筒状繊維強化
複合体Ｃｆより構成されたシリンダブロックＳが得られ
る。
なお、前記繊維成形体Ｆは一種類の強化繊維より成形し
てもよい。さらにマトリックスとしては前記アルミニウ
ム合金の外に鋳鉄、銅、マグネシウム合金等が用いられ
る。
てもよい。さらにマトリックスとしては前記アルミニウ
ム合金の外に鋳鉄、銅、マグネシウム合金等が用いられ
る。
Ｃ．発明の効果 本発明によれば、繊維成形体を薄肉に形成するので、繊
維成形体の乾燥時、繊維成形体に対する熱回りを良好に
して結合剤を繊維成形体全体に亘り均一に乾燥し、その
内部強度の低下といった不具合を除去し、これにより全
体に亘り均一な強度を有する繊維強化複合体を得ること
ができる。
維成形体の乾燥時、繊維成形体に対する熱回りを良好に
して結合剤を繊維成形体全体に亘り均一に乾燥し、その
内部強度の低下といった不具合を除去し、これにより全
体に亘り均一な強度を有する繊維強化複合体を得ること
ができる。
また繊維成形体に対する溶湯の充填性が良好となるの
で、繊維成形体が変形したり、またミクロポロシテイ等
の鋳造欠陥を発生することがなく、形状精度および鋳造
品質が良好な繊維強化複合体を得ることができる。
で、繊維成形体が変形したり、またミクロポロシテイ等
の鋳造欠陥を発生することがなく、形状精度および鋳造
品質が良好な繊維強化複合体を得ることができる。
さらに繊維成形体を薄肉に形成しても、それは補強筒に
より補強されているので、取扱い性が良好で、また溶湯
の充填圧により破損することがない。そして補強筒は切
削加工により容易に除去されるので、寸法精度が良好
で、周囲を繊維強化されたシリンダボアを容易に得るこ
とができる。
より補強されているので、取扱い性が良好で、また溶湯
の充填圧により破損することがない。そして補強筒は切
削加工により容易に除去されるので、寸法精度が良好
で、周囲を繊維強化されたシリンダボアを容易に得るこ
とができる。
第１乃至第３図は本発明により得られたサイアミーズ型
シリンダブロックを示し、第１図は上方から見た斜視
図、第２図は第１図II−II線断面図、第２Ａ図は第２図
IIａ−IIａ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VII−VII線断面図、第８図は第７図VIII−VIII
線断面図、第９図は砂中子を上方から見た斜視図、第１
０図は第９図Ｘ−Ｘ線断面図、第１１図は繊維成形体の
斜視図、第１２図は溶湯の圧力と時間の関係を示すグラ
フである。 Ｃ１……繊維強化複合体成形部としての第１キャビテ
イ、Ｃｆ……繊維強化複合体、Ｆ……繊維成形体、Ｍ…
…鋳型としての金型、Ｓｍ……サイアミーズ型シリンダ
ブロック素材、Ｔ……補強筒
シリンダブロックを示し、第１図は上方から見た斜視
図、第２図は第１図II−II線断面図、第２Ａ図は第２図
IIａ−IIａ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VII−VII線断面図、第８図は第７図VIII−VIII
線断面図、第９図は砂中子を上方から見た斜視図、第１
０図は第９図Ｘ−Ｘ線断面図、第１１図は繊維成形体の
斜視図、第１２図は溶湯の圧力と時間の関係を示すグラ
フである。 Ｃ１……繊維強化複合体成形部としての第１キャビテ
イ、Ｃｆ……繊維強化複合体、Ｆ……繊維成形体、Ｍ…
…鋳型としての金型、Ｓｍ……サイアミーズ型シリンダ
ブロック素材、Ｔ……補強筒
Claims (1)
- 【請求項１】シリンダボア回りを筒状繊維強化複合体よ
り構成した繊維強化シリンダブロックを製造するに当
り、内側に被切削性の良好な金属製補強筒を嵌合した薄
肉の筒状繊維成形体を、鋳型の繊維強化複合体成形部に
配設し、シリンダブロック素材を圧力鋳造すると同時に
前記繊維成形体に溶湯を充填して前記繊維強化複合体を
得る工程と；前記シリンダブロック素材より前記補強筒
を切削除去して前記シリンダボアを形成する工程と；を
用いることを特徴とする繊維強化シリンダブロックの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3018686A JPH0635041B2 (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 繊維強化シリンダブロツクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3018686A JPH0635041B2 (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 繊維強化シリンダブロツクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62187562A JPS62187562A (ja) | 1987-08-15 |
| JPH0635041B2 true JPH0635041B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=12296721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3018686A Expired - Lifetime JPH0635041B2 (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 繊維強化シリンダブロツクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0635041B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0855292A (ja) * | 1994-08-11 | 1996-02-27 | Yamaichi Electron Co Ltd | 衝撃発生位置記憶装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3907923C1 (ja) * | 1989-03-11 | 1989-12-07 | Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De |
-
1986
- 1986-02-14 JP JP3018686A patent/JPH0635041B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0855292A (ja) * | 1994-08-11 | 1996-02-27 | Yamaichi Electron Co Ltd | 衝撃発生位置記憶装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62187562A (ja) | 1987-08-15 |
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