JPH0734962A - 軽合金製シリンダブロックとその製造方法 - Google Patents

軽合金製シリンダブロックとその製造方法

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JPH0734962A
JPH0734962A JP20097493A JP20097493A JPH0734962A JP H0734962 A JPH0734962 A JP H0734962A JP 20097493 A JP20097493 A JP 20097493A JP 20097493 A JP20097493 A JP 20097493A JP H0734962 A JPH0734962 A JP H0734962A
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JP
Japan
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die
cylinder
layer
cylinder block
casting
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JP20097493A
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English (en)
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Mikio Sasaki
幹夫 佐々木
Yasuto Doi
康人 土肥
Shizuo Ebisawa
賜寿雄 海老澤
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ダイカスト鋳造によって製造することができ、
しかも高品質のメッキ層を有する軽合金製ライナーレス
メッキシリンダブロックとその製造方法を提供する。 【構成】シリンダ2の内面を形成する部分にチラー4を
設置し、該チラー4を鋳ぐるんでシリンダブロック1を
ダイカスト鋳造する工程と、前記チラー4に当接する部
分に形成されるダイカスト素材の健全層2aが表面に露
出するように切削加工Cを施す工程と、前記ダイカスト
素材の健全層2aの表面にメッキ層5を形成する工程
と、からなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は軽合金製シリンダブロ
ックに関し、特にライナーレスメッキシリンダブロック
とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミニウム合金製のシリンダブロック
のシリンダ内面には、従来より鋳鉄によるライナーが設
けられていたが、重量の軽減と冷却効率の向上を図るた
めに、ライナーに代えてメッキを施したシリンダブロッ
クの開発が進められている。このライナーレスメッキシ
リンダブロックは、一般に低圧鋳造法によって製造され
ている。すなわちダイカスト鋳造によってライナーレス
メッキシリンダブロックを製造しようとすると、鋳造後
の切削加工によってダイカスト素材の一般層が表面に露
出せざるをえず、したがってその表面に高品質のメッキ
を施すことが困難であると考えられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに一般に低圧鋳
造法は、鋳造サイクル時間が長いために生産性が低い。
したがって本発明は、低圧鋳造法よりも鋳造サイクル時
間が格段に短いダイカスト鋳造によって製造することが
でき、しかも高品質のメッキ層を有する軽合金製ライナ
ーレスメッキシリンダブロックとその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたものであり、すなわち第1の発明
は、シリンダの内面を形成する部分にチラーを設置し、
該チラーを鋳ぐるんでシリンダブロックをダイカスト鋳
造する工程と、前記チラーに当接する部分に形成される
ダイカスト素材の健全層が表面に露出するように切削加
工を施す工程と、前記ダイカスト素材の健全層の表面に
メッキ層を形成する工程と、からなる軽合金製シリンダ
ブロックの製造方法である。第2の発明は、シリンダの
内面を鋳造するボア金型の抜き勾配を、シリンダ内面に
形成されるダイカスト素材の健全層の厚さとシリンダ内
面のピストンリングが摺動する部分の深さとの比以下に
形成して、シリンダブロックをダイカスト鋳造する工程
と、鋳込んだダイカストの収縮抵抗が生じる前に離型す
る工程と、ダイカスト素材表面の前記健全層が表面に残
るように切削加工を施す工程と、前記ダイカスト素材の
健全層の表面にメッキ層を形成する工程と、からなる軽
合金製シリンダブロックの製造方法である。第3の発明
は、シリンダの内面を鋳造するボア金型の抜き勾配を、
シリンダ内面に形成されるダイカスト素材の健全層の厚
さとシリンダ内面のピストンリングが摺動する部分の深
さとの比以下に形成し、前記ボア金型に可燃シートを巻
き付けて、シリンダブロックをダイカスト鋳造する工程
と、離型の後にダイカスト素材表面の前記健全層が表面
に残るように切削加工を施す工程と、前記ダイカスト素
材の健全層の表面にメッキ層を形成する工程と、からな
る軽合金製シリンダブロックの製造方法である。第4の
発明は、シリンダ内面に、Al−Si系共晶合金からな
るダイカスト素材一般層と、該一般層の表面に形成され
た結晶粒径が10μ以下の健全層と、該健全層の表面に
形成されたメッキ層と、を有するシリンダブロックであ
る。
【0005】
【実施例】本発明を図面によって説明する。図1〜4は
本発明の第1実施例を示し、この実施例のシリンダブロ
ック1には、複数個のシリンダ2が形成されており、各
シリンダ2は、隣接するシリンダと隣接部分を共有した
サイヤミーズ型に形成されている。また各シリンダ2の
外周面は、すべてウォータージャケット3によって取り
囲まれている。しかしてこのシリンダブロック1は次の
ようにして製造する。先ず図1及び図2に示すように、
各シリンダ2の内面を形成する部分、すなわちピストン
(図示せず)と摺動する摺動面を形成する部分にアルミ
ニウム合金製円筒状のチラー4を設置し、このチラー4
を鋳ぐるんでダイカスト鋳造によってシリンダブロック
1を鋳造する。これによって図3に示すように、チラー
4に当接する部分のシリンダ2にはダイカスト素材の健
全層2aが形成される。次いで図3中C−C線におい
て、すなわちダイカスト素材の健全層2a内を切断する
ように切削加工を施す。これによってチラー4はすべて
切除され、健全層2aの一部分も切除されて、シリンダ
2の内面には健全層2aの残部が露出する。次いで図4
に示すように露出したダイカスト素材の健全層2aの表
面にメッキ層5を形成する。
【0006】一般にダイカスト鋳造によれば、ダイカス
トの表面より深さ約1mm程度の間に、結晶粒径が10
μ程度以下の健全層2aが形成され、この健全層2aよ
りも深い位置に、生地のより荒いダイカスト素材の一般
層2bが形成される。このダイカストにメッキを施すと
きには、必ずダイカスト表層の健全層2aにメッキする
必要があり、一般層2bは生地が荒いために十分な品質
のメッキを施すことができない。他方、鋳型には離型の
ために抜き勾配を設ける必要があり、またシリンダ2内
面は、ピストンの摺動のために円筒形状に形成する必要
がある。そこでもしもチラー4を鋳ぐるまずに鋳造する
とすれば、鋳造後のシリンダ内面は下方に向って縮径す
る円錐台形状とならざるを得ず、シリンダ内面に形成さ
れる健全層2aも円錐台形状とならざるを得ない。した
がってこれを切削して円筒形状に加工すると、シリンダ
の底部ではダイカスト素材の一般層2bが露出してしま
い、十分な品質のメッキを施すことができなくなる。
【0007】しかるに本実施例ではチラー4を鋳ぐるん
でいるから、抜き勾配はチラーの内面に形成すれば良
く、チラーとダイカストとの界面は円筒形状に形成する
ことができる。したがってダイカスト素材の健全層2a
も円筒形状に形成されるから、健全層2a内を切断する
ように切削加工を施しても、露出する層はすべて健全層
2aとなり、したがってその表面に高品質のメッキを施
すことができる。こうして本実施例によれば、鋳造サイ
クル時間の短いダイカスト鋳造によってライナーレスメ
ッキシリンダブロックを得ることができる。また本実施
例ではチラーを用いているから、健全層2aの組織の緻
密化を図ることができ、したがって品質の高いシリンダ
ブロックを得ることができる。なお健全層2aのうちで
も更にその表層部分には、金属組織のより緻密なチル層
が形成されるから、このチル層内を切断するように切削
加工を施すことが一層好ましい。また本実施例ではシリ
ンダ内面にメッキを施すから、ダイカスト素材としては
過共晶合金を用いる必要はなく、加工し易いAl−Si
系共晶合金を用いることができる。メッキの種類につい
ては、ピストンリングとのマッチングを考慮して、Ni
メッキ、Crメッキ、Feメッキ等を用いることができ
る。
【0008】次に図5は第2実施例を示す。この実施例
のダイカスト鋳造後のシリンダ2内面の勾配αは、シリ
ンダ内面に形成されるダイカスト素材の健全層2aの厚
さtと、シリンダ2内面のピストンリング(図示せず)
が摺動する部分の深さLとの比t/L以下に、すなわち
α≦t/Lとなるように形成されている。逆に言えばシ
リンダ内面を形成するボア金型6の抜き勾配がαであ
り、このαがα≦t/Lとなるように形成されている。
例えばt=1mm、L=100mmとすれば、α≦0.
01(ラジアン)、すなわちボア金型6の抜き勾配αは
α≦34′に形成されている。こうしてこのシリンダブ
ロック1をダイカスト鋳造した後に、鋳込んだダイカス
トの収縮抵抗が生じる前に離型する。次いで図5中C−
C線において、すなわちシリンダ2摺動面のいずれにお
いてもダイカスト素材の健全層2a内で切断されるよう
に切削加工を施し、更に露出したダイカスト素材の健全
層2aの表面にメッキ層を形成する。
【0009】一般にダイカスト鋳造では、ダイカストが
凝固して収縮した後にも金型を離型できるように、金型
の抜き勾配αは少なくともα=1.5°〜3°、すなわ
ちα=0.026〜0.052(ラジアン)に形成され
ている。この結果シリンダ摺動面の深さLが例えばL=
100mmのときには、シリンダ摺動面の底での半径は
シリンダ上面での半径よりもLα=2.6mm〜5.2
mmだけ狭く鋳造される。したがってその後にシリンダ
摺動面を円筒形状に加工するために、シリンダ摺動面の
底では少なくとも2.6mm〜5.2mmも切削せざる
をえず、ダイカスト素材の一般層2bの露出を免れず、
高品質のメッキを施すことができない。しかるに本実施
例では、切削加工を施してもダイカスト素材の一般層2
bが露出しないほど浅い抜き勾配のボア金型6によって
ダイカスト鋳造し、これによる離型上の問題を、ダイカ
ストの収縮抵抗が生じる前に離型することによって解決
したものである。なお凝固したダイカストは凝固後の相
当早期に離型することとなる。したがってダイカストの
変形等を防止するために、ボア金型6の温度調節を行な
うことが好ましい。
【0010】次に図6は第3実施例を示す。この実施例
のボア金型6の抜き勾配αも、シリンダ内面に形成され
るダイカスト素材の健全層2aの厚さtと、シリンダ2
内面のピストンリング(図示せず)が摺動する部分の深
さLとの比t/L以下に、すなわちα≦t/Lとなるよ
うに形成されている。更にこの実施例では、ボア金型6
に可燃シート7を巻き付けてシリンダブロック1をダイ
カスト鋳造している。この結果、可燃シート7はボア金
型6とダイカストとの間に一定の間隙を保つ機能を果た
すと同時に、鋳造過程において可燃シート7は燃焼して
主としてカーボンとなるから、離型の際の潤滑材として
の機能も果たす。すなわち本実施例では、切削加工を施
してもダイカスト素材の一般層2bが露出しないほど浅
い抜き勾配のボア金型6によってダイカスト鋳造し、こ
れによる離型上の問題を、あらかじめボア金型6に可燃
シート7を巻き付けておくことによって解決したもので
ある。
【0011】
【発明の効果】本発明は、ダイカスト鋳造法によって製
造することができるから鋳造サイクル時間が短く、しか
もダイカスト素材の健全層にメッキを施すことができる
から高品質のメッキ層を形成することができる軽合金製
ライナーレスメッキシリンダブロック及びその製造方法
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の鋳造後を示す平面図
【図2】図1中A−A線断面図
【図3】図2中B部拡大図
【図4】メッキ後を示す図3に対応する図
【図5】第2実施例を示す要部縦断面図
【図6】第3実施例を示す要部縦断面図
【符号の説明】
1…シリンダブロック 2…シリンダ
2a…健全層 2b…一般層 3…ウォータージャケット
4…チラー 5…メッキ層 6…ボア金型
7…可燃シート t…健全層の厚さ L…ピストンリング下死点の
深さ α…抜き勾配 C…切削位置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダの内面を形成する部分にチラーを
    設置し、該チラーを鋳ぐるんでシリンダブロックをダイ
    カスト鋳造する工程と、 前記チラーに当接する部分に形成されるダイカスト素材
    の健全層が表面に露出するように切削加工を施す工程
    と、 前記ダイカスト素材の健全層の表面にメッキ層を形成す
    る工程と、からなる軽合金製シリンダブロックの製造方
    法。
  2. 【請求項2】シリンダの内面を鋳造するボア金型の抜き
    勾配を、シリンダ内面に形成されるダイカスト素材の健
    全層の厚さとシリンダ内面のピストンリングが摺動する
    部分の深さとの比以下に形成して、シリンダブロックを
    ダイカスト鋳造する工程と、 鋳込んだダイカストの収縮抵抗が生じる前に離型する工
    程と、 ダイカスト素材表面の前記健全層が表面に残るように切
    削加工を施す工程と、 前記ダイカスト素材の健全層の表面にメッキ層を形成す
    る工程と、からなる軽合金製シリンダブロックの製造方
    法。
  3. 【請求項3】シリンダの内面を鋳造するボア金型の抜き
    勾配を、シリンダ内面に形成されるダイカスト素材の健
    全層の厚さとシリンダ内面のピストンリングが摺動する
    部分の深さとの比以下に形成し、前記ボア金型に可燃シ
    ートを巻き付けて、シリンダブロックをダイカスト鋳造
    する工程と、 離型の後にダイカスト素材表面の前記健全層が表面に残
    るように切削加工を施す工程と、 前記ダイカスト素材の健全層の表面にメッキ層を形成す
    る工程と、からなる軽合金製シリンダブロックの製造方
    法。
  4. 【請求項4】シリンダ内面に、Al−Si系共晶合金か
    らなるダイカスト素材一般層と、該一般層の表面に形成
    された結晶粒径が10μ以下の健全層と、該健全層の表
    面に形成されたメッキ層と、を有するシリンダブロッ
    ク。
JP20097493A 1993-07-20 1993-07-20 軽合金製シリンダブロックとその製造方法 Pending JPH0734962A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009112177A1 (de) * 2008-03-12 2009-09-17 Daimler Ag Zylinderkurbelgehäuse und verfahren zu dessen herstellung
JP2015174140A (ja) * 2014-03-18 2015-10-05 ジヤトコ株式会社 アルミダイカスト工法及びダイカスト鋳放し製品

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WO2009112177A1 (de) * 2008-03-12 2009-09-17 Daimler Ag Zylinderkurbelgehäuse und verfahren zu dessen herstellung
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