JPS5979056A - エンジンのシリンダブロツクおよびその製造方法 - Google Patents
エンジンのシリンダブロツクおよびその製造方法Info
- Publication number
- JPS5979056A JPS5979056A JP19028382A JP19028382A JPS5979056A JP S5979056 A JPS5979056 A JP S5979056A JP 19028382 A JP19028382 A JP 19028382A JP 19028382 A JP19028382 A JP 19028382A JP S5979056 A JPS5979056 A JP S5979056A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liner
- shaped plate
- plate material
- spectacle
- cylinder block
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads having cooling means
- F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
- F02F1/16—Cylinder liners of wet type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
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。
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、エンジンのシリンダブロックおよびその製造
方法に関するものである。
方法に関するものである。
従来、シリンダブロックにアルミニウム系材料を用いて
軽量化する技術は、ジェネラルモーター社の1−ベガ」
車のエンジンに例をとるまでもなく、広く試みられる技
術であり、また鋼製のライナを併用することもレーシン
グカー等のエンジンで実証済であるが、量産タイプで長
期の耐久信頼性のちる、コンノシクト(シ11ンダ間隙
の少ない)で、安価な製法を約束し命ものは見られない
のが実情である。
軽量化する技術は、ジェネラルモーター社の1−ベガ」
車のエンジンに例をとるまでもなく、広く試みられる技
術であり、また鋼製のライナを併用することもレーシン
グカー等のエンジンで実証済であるが、量産タイプで長
期の耐久信頼性のちる、コンノシクト(シ11ンダ間隙
の少ない)で、安価な製法を約束し命ものは見られない
のが実情である。
一般にエンジンのアルミ化Vt、軽小型エンジンでは、
比較的薄肉とすることができ、熱膨張係数の影響も少な
く、剛性も得られる等で問題も少乳いのであるが、エン
ジンの大型化に伴い1薄肉とせざるを得ず、これに因っ
て諸欠点が現われてきて1ρる。また、古くジーゼルエ
ンジン等で寿命を長くするために乾式または湿式にシリ
ンダライナを圧入する技法がとられているが、アルミニ
ウムのシリンダブロックにおいても、鋳物と同様に鉄系
(鋼鉄、焼結材、鋳鋼その他)のスリーブをライナとす
る発想等けあるが、前記1.たよりに軽小型のエンジン
であれば、ライナの大きさに対してアルミニウムブロッ
クの容量、重量を大きくとることができるので、剛性上
の問題は少ないが、この関係を4まなけ6気筒エンジン
にサイズ・アップした場合、相対的に比例されたアルミ
ニウムブロックの量で1容積2重量が過大で過剰品質傾
向となりコストアップとkる。このなめアルミニウムブ
ロックの肉厚を薄くして、リブを設けて剛性を高める必
要があるが、アルミニウムは基本的に引張強度が鉄の場
合の約1/3で実用上の問題を生じ、また鋳造方案も難
しく、かつそのノウ八つの蓄積も困難である等技術的に
問題が多い。また、アルミニウムは鉄の約2倍の熱膨張
係数を有し、熱変化、温度差により異種金属との間で結
合上に6問題を生ずる。ブロックが厚肉であれば、圧縮
残留応力状−の締結もとりうるが、薄肉となると撓みを
生ずるので技術的に困難性が大となる。あるいは、単に
厚肉の湿式ライナを配設するのではシリンダ間隔が大と
なる。@とアルミニウムとの溶接は不可ではないが、量
産技術上回離性があり、また鉄をアルミニウムで鋳ぐる
む場合は生産性が悪いなど、アルミニウムと鉄との接合
に未解決の間Mが多い。
比較的薄肉とすることができ、熱膨張係数の影響も少な
く、剛性も得られる等で問題も少乳いのであるが、エン
ジンの大型化に伴い1薄肉とせざるを得ず、これに因っ
て諸欠点が現われてきて1ρる。また、古くジーゼルエ
ンジン等で寿命を長くするために乾式または湿式にシリ
ンダライナを圧入する技法がとられているが、アルミニ
ウムのシリンダブロックにおいても、鋳物と同様に鉄系
(鋼鉄、焼結材、鋳鋼その他)のスリーブをライナとす
る発想等けあるが、前記1.たよりに軽小型のエンジン
であれば、ライナの大きさに対してアルミニウムブロッ
クの容量、重量を大きくとることができるので、剛性上
の問題は少ないが、この関係を4まなけ6気筒エンジン
にサイズ・アップした場合、相対的に比例されたアルミ
ニウムブロックの量で1容積2重量が過大で過剰品質傾
向となりコストアップとkる。このなめアルミニウムブ
ロックの肉厚を薄くして、リブを設けて剛性を高める必
要があるが、アルミニウムは基本的に引張強度が鉄の場
合の約1/3で実用上の問題を生じ、また鋳造方案も難
しく、かつそのノウ八つの蓄積も困難である等技術的に
問題が多い。また、アルミニウムは鉄の約2倍の熱膨張
係数を有し、熱変化、温度差により異種金属との間で結
合上に6問題を生ずる。ブロックが厚肉であれば、圧縮
残留応力状−の締結もとりうるが、薄肉となると撓みを
生ずるので技術的に困難性が大となる。あるいは、単に
厚肉の湿式ライナを配設するのではシリンダ間隔が大と
なる。@とアルミニウムとの溶接は不可ではないが、量
産技術上回離性があり、また鉄をアルミニウムで鋳ぐる
む場合は生産性が悪いなど、アルミニウムと鉄との接合
に未解決の間Mが多い。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、軽
量で量産可能な構成とすることができると共に長期の耐
久信頼性に富み、また湿式2イナとアルミニウム等の帳
合金製のシリンダブロックとの接合および剛性上の問題
点を解決し、さらには、シリンダ間隙を極小として大幅
なコンパクト化が図れるエンジンのシリンダブロックお
よびその製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
量で量産可能な構成とすることができると共に長期の耐
久信頼性に富み、また湿式2イナとアルミニウム等の帳
合金製のシリンダブロックとの接合および剛性上の問題
点を解決し、さらには、シリンダ間隙を極小として大幅
なコンパクト化が図れるエンジンのシリンダブロックお
よびその製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
このため、本発明のエンジンのシリンダブロックの構成
は、シリンダブロック本体のウォータジャケット部を周
囲に形成したボア部の周囲り面部に段差部を設け、該段
差部に前記ボア部と対応する孔を有し且つ内周側F方部
位に係合部を形成しな眼鏡状板材を配設し、前記係合部
には内側に食み出す如く締りばめにて、また、前記眼鏡
状板材より内側に食み出しな部分との境部には溶接にて
該眼鏡状板材に湿式ライナを固着し、さらに、該ライナ
のF方部位を前記ボア部の周囲下面部に締りばめにて固
定したことを特徴としている。
は、シリンダブロック本体のウォータジャケット部を周
囲に形成したボア部の周囲り面部に段差部を設け、該段
差部に前記ボア部と対応する孔を有し且つ内周側F方部
位に係合部を形成しな眼鏡状板材を配設し、前記係合部
には内側に食み出す如く締りばめにて、また、前記眼鏡
状板材より内側に食み出しな部分との境部には溶接にて
該眼鏡状板材に湿式ライナを固着し、さらに、該ライナ
のF方部位を前記ボア部の周囲下面部に締りばめにて固
定したことを特徴としている。
tた、本発明のエンジンのシリンダブロックの製造方法
の構成は、シリンダブロック本体のボア部h 2.f応
する孔を有し且つ内周側下方部位に係合部を形成した眼
鏡状板材と、湿式ライナを、予めそれぞれ単体で作製し
、次いで、前記ライナを前記保合部に内側に食み出す如
く締りばめにて固着して該ライナと前記眼鏡状板材とを
一体化し、該ライナの下方部位を前記ボア部の周囲F面
部に締りばめに、て固定し、かつ、前記ボア部の周囲上
面部に形成された段差部に前記眼緯状板材を配殺し、さ
らに後、該眼鏡状板材、!:該眼鏡状板′材より内側に
食み出した前記ライナとの境部に溶接を施すことを特徴
としている。
の構成は、シリンダブロック本体のボア部h 2.f応
する孔を有し且つ内周側下方部位に係合部を形成した眼
鏡状板材と、湿式ライナを、予めそれぞれ単体で作製し
、次いで、前記ライナを前記保合部に内側に食み出す如
く締りばめにて固着して該ライナと前記眼鏡状板材とを
一体化し、該ライナの下方部位を前記ボア部の周囲F面
部に締りばめに、て固定し、かつ、前記ボア部の周囲上
面部に形成された段差部に前記眼緯状板材を配殺し、さ
らに後、該眼鏡状板材、!:該眼鏡状板′材より内側に
食み出した前記ライナとの境部に溶接を施すことを特徴
としている。
+)
以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。
第1図ないし第3図において、1はアルミニウム製のシ
リンダブロック本体であり、2はウォータジャケット部
3を周@に形成しなボア部である。ボア部2の周囲上面
部にけ段差部4が形成されており、この段差部4にはボ
ア部2と対応する孔5を有し且つ内周側下方部位に保合
部である溝部6を形成しな眼鏡状板材7が設けられてい
る。湿式ライナ8は溝部6に締りばめされて眼鏡状板材
7に一体化されている。ここで溝部6の水平方向の溝幅
はライナ8の肉厚よりも小K ifつ成されており、ラ
イナ8け眼鏡状板材7より第2図に示す如くシリンダ側
に食み出している。また、眼鏡状板材7と2イナ8との
締りばめけ、温度差嵌め、圧入等にて達成される。′P
c論、−り配係合部は溝部6に限るものではなく、単な
る円周部であってもよい。その場合は、ライチ側に溝部
を設けることとなる。あるいけ、゛まな、溝なしでもよ
い。ライナ8の下方部位はボア部2に、温度差嵌め、圧
入等によりにするために眼鏡状板材7と該眼鏡状板材7
から食み出したライナ8との境部の円周上に数箇所嘩さ
、れな補強用の溶接部を示している。図中、101dシ
一ル部材、11はピストン上部、12は冷却水a 路、
133吋テンシランボルトcけシリンダ間隙、pけボア
ピッチをそれぞれ示している。
リンダブロック本体であり、2はウォータジャケット部
3を周@に形成しなボア部である。ボア部2の周囲上面
部にけ段差部4が形成されており、この段差部4にはボ
ア部2と対応する孔5を有し且つ内周側下方部位に保合
部である溝部6を形成しな眼鏡状板材7が設けられてい
る。湿式ライナ8は溝部6に締りばめされて眼鏡状板材
7に一体化されている。ここで溝部6の水平方向の溝幅
はライナ8の肉厚よりも小K ifつ成されており、ラ
イナ8け眼鏡状板材7より第2図に示す如くシリンダ側
に食み出している。また、眼鏡状板材7と2イナ8との
締りばめけ、温度差嵌め、圧入等にて達成される。′P
c論、−り配係合部は溝部6に限るものではなく、単な
る円周部であってもよい。その場合は、ライチ側に溝部
を設けることとなる。あるいけ、゛まな、溝なしでもよ
い。ライナ8の下方部位はボア部2に、温度差嵌め、圧
入等によりにするために眼鏡状板材7と該眼鏡状板材7
から食み出したライナ8との境部の円周上に数箇所嘩さ
、れな補強用の溶接部を示している。図中、101dシ
一ル部材、11はピストン上部、12は冷却水a 路、
133吋テンシランボルトcけシリンダ間隙、pけボア
ピッチをそれぞれ示している。
ここで、溶接部9を形成する際はライナ8のL端面近傍
の第1ピストンリング最上昇点迄は熱影響は及ばないも
のである。当然、眼鏡状板材7とライナ8け溶接部の金
属同士の材料であるが、極論すれば、両4fセラミック
材料2しビーム溶接することも可能である。マタ、本発
明はアルミニウム製のシリンダブロックにのみ適用され
るものではなく、鋳鉄製のシリンダブロックにも適用さ
れ得るものである。
の第1ピストンリング最上昇点迄は熱影響は及ばないも
のである。当然、眼鏡状板材7とライナ8け溶接部の金
属同士の材料であるが、極論すれば、両4fセラミック
材料2しビーム溶接することも可能である。マタ、本発
明はアルミニウム製のシリンダブロックにのみ適用され
るものではなく、鋳鉄製のシリンダブロックにも適用さ
れ得るものである。
次r1・本発明のエンジンのシリンダブロックの製造方
法についてさらに説明をする。
法についてさらに説明をする。
眼鏡状板材7とライナ8けそれぞれ単体で製作される。
眼鏡状板材7とシリンダブロック本体1のそれぞれのボ
アピッチは高精度に製作可能であり、まな、眼鏡状板材
7とライナ8との王入部も高精度に加工が可能である。
アピッチは高精度に製作可能であり、まな、眼鏡状板材
7とライナ8との王入部も高精度に加工が可能である。
眼鏡状板材7にライナ8を締りばめにて一体化すると共
に、該ライナの下方部位をボア部2の下方部位に締りげ
めにて固定する。そして、眼鏡状板材7を段差部4に配
設する。この場合も、ライナ8、ボア部2の下方部位は
精度良く製作可能であり、特に、ボア部20丁方部位は
ボアピッチに加工される。また、段差部4もNoテープ
で7ライス加工され得るので精度良く加工される0この
後は溶接部9で示す如く、補強用の溶接を怖す。こ°の
場合、ビーム溶接でも勿論かまわないOhお、逆テーパ
構成の眼鏡状板材を予め、シリンダブロック本体の鋳造
行程で鋳ぐるみ一体化セットして組立を行うこと11可
能である。
に、該ライナの下方部位をボア部2の下方部位に締りげ
めにて固定する。そして、眼鏡状板材7を段差部4に配
設する。この場合も、ライナ8、ボア部2の下方部位は
精度良く製作可能であり、特に、ボア部20丁方部位は
ボアピッチに加工される。また、段差部4もNoテープ
で7ライス加工され得るので精度良く加工される0この
後は溶接部9で示す如く、補強用の溶接を怖す。こ°の
場合、ビーム溶接でも勿論かまわないOhお、逆テーパ
構成の眼鏡状板材を予め、シリンダブロック本体の鋳造
行程で鋳ぐるみ一体化セットして組立を行うこと11可
能である。
また、一体化されな眼鏡状板材7と、ライナ8からなる
サブアッセンブリは、鉄系であるから熱膨張係数は少で
あり、しかも、ライナ80下方部位はボア部2の下方部
位に締りけめにて固定されて(bるので、段差部4での
移動は少なく、また、アルミニウムの熱膨張係数岐大で
あっても、ウォータジャチット部3の水冷却により、ま
、た、上部の眼鏡状板材7より高温ではないので、ライ
ナ8の下方部位でのアルミニウムとの係今においても問
題とならない。さらに、前記サブアッセンブリ岐それだ
けで十分爆発力に耐えうるものである。
サブアッセンブリは、鉄系であるから熱膨張係数は少で
あり、しかも、ライナ80下方部位はボア部2の下方部
位に締りけめにて固定されて(bるので、段差部4での
移動は少なく、また、アルミニウムの熱膨張係数岐大で
あっても、ウォータジャチット部3の水冷却により、ま
、た、上部の眼鏡状板材7より高温ではないので、ライ
ナ8の下方部位でのアルミニウムとの係今においても問
題とならない。さらに、前記サブアッセンブリ岐それだ
けで十分爆発力に耐えうるものである。
このように構成したシリンダブロック本体1の上部に岐
、シリンダヘッド(図示せず)が、ガスケット(図示せ
ず)を介して被冠されミテンシ璽ンポルト13にて眼鏡
状板材7を上下面より加圧、固定される。
、シリンダヘッド(図示せず)が、ガスケット(図示せ
ず)を介して被冠されミテンシ璽ンポルト13にて眼鏡
状板材7を上下面より加圧、固定される。
以上述べたとおり、第1番目の発明によれば1シリンダ
ブロック本体とライナと眼鏡状板材とを組み合せをシリ
ンダブロックであるので、軽量化が果せ、また、高温と
なるライナを熱膨張係数が小であるものが使用できるの
でボア径のバラツキを少にして性能劣化を防ぐことがで
き、しかも、湿式ライナ方式であるが剛性に富み、また
量産性が向上し、さらには、眼鏡状板材の溝部に内側に
食み出す如く、ライナを締りばめにて16定したので、
シリンダrI11隙を極小とすることができてコンパク
ト化が果せ、また、薄肉のライナは冷却性能を高め、し
かも、該ライナはフィン付きの構成が可能であり、その
場合はさらに冷却性能を向上できる等の多くの効果を奏
するエンジンのシリンダブロックが提供できる。
ブロック本体とライナと眼鏡状板材とを組み合せをシリ
ンダブロックであるので、軽量化が果せ、また、高温と
なるライナを熱膨張係数が小であるものが使用できるの
でボア径のバラツキを少にして性能劣化を防ぐことがで
き、しかも、湿式ライナ方式であるが剛性に富み、また
量産性が向上し、さらには、眼鏡状板材の溝部に内側に
食み出す如く、ライナを締りばめにて16定したので、
シリンダrI11隙を極小とすることができてコンパク
ト化が果せ、また、薄肉のライナは冷却性能を高め、し
かも、該ライナはフィン付きの構成が可能であり、その
場合はさらに冷却性能を向上できる等の多くの効果を奏
するエンジンのシリンダブロックが提供できる。
また2第2番目の発明によれば、眼鏡状板材とライナが
単体で製作できるので、両部材を極めて精度良く加工で
き、かつ、焼入れ、研摩等の自由度を増し、あるい社、
各種熱処理法の選択ができて実用化が大幅に促進できる
と共に量産性が向上して原価低減も果せ、また、眼鏡状
板材とライナとを一体化させてなるサブアッセンブリは
互換性があるので、修理が容易であると共にシリンダブ
ロック本体はそのtまで、サブアッセンブリ体のみの寸
法を小股変するだけで再びシリンダブロックが得られ、
さらには、ライナが眼鏡状板材から食み出しているので
、それらの境部の溶接は極めて簡単にして確実に行・え
るなどの効果を奏するエンジンのシリンダプロッ、りの
製造方法が提供できる。
単体で製作できるので、両部材を極めて精度良く加工で
き、かつ、焼入れ、研摩等の自由度を増し、あるい社、
各種熱処理法の選択ができて実用化が大幅に促進できる
と共に量産性が向上して原価低減も果せ、また、眼鏡状
板材とライナとを一体化させてなるサブアッセンブリは
互換性があるので、修理が容易であると共にシリンダブ
ロック本体はそのtまで、サブアッセンブリ体のみの寸
法を小股変するだけで再びシリンダブロックが得られ、
さらには、ライナが眼鏡状板材から食み出しているので
、それらの境部の溶接は極めて簡単にして確実に行・え
るなどの効果を奏するエンジンのシリンダプロッ、りの
製造方法が提供できる。
哨1図は本発明に係る一実施例の平面図、第2図1/′
!第1図のll−1[線に沿う拡大断面図、第3図はラ
イナおよびライナと眼鏡状板材とを一体化したサブアッ
センブリの斜視図である。 1・・・シリンダブロック本体 2−・・ボア部3・
・・ウォータジャケット部 4・・・段差部5°°°
孔 6・・・溝部7・・・眼鏡状板材
8・・・湿式ライナ9・・・溶接部 特許出願人 トヨタ自動車株式会社第2図 才3 図 361−
!第1図のll−1[線に沿う拡大断面図、第3図はラ
イナおよびライナと眼鏡状板材とを一体化したサブアッ
センブリの斜視図である。 1・・・シリンダブロック本体 2−・・ボア部3・
・・ウォータジャケット部 4・・・段差部5°°°
孔 6・・・溝部7・・・眼鏡状板材
8・・・湿式ライナ9・・・溶接部 特許出願人 トヨタ自動車株式会社第2図 才3 図 361−
Claims (1)
- (1) シリンダブロック本体のウォータジャケット
部を周囲に形成したボア部の周囲上面部に段差部を設け
、該段差部に前記ボア部と対応すZ・孔を有し且つ内周
側下方部位に係合部を形成した眼鏡状板材を配設し、前
記係合部に社内側に食み出す卯〈締りばめにて、また、
11 前記眼鏡状板材より内側に食み出した部分との境部には
溶接にて該眼鏡状板材に、湿式ライナを固着し、さらに
、該ライナのF方部位を前記ボア部の周囲下面部に締り
ばめにて固定したことを特徴とするエンジンのシリンダ
プロッ、り。 た眼鏡状板材と、湿式ライナを、予めそれぞれ単体で作
製し、次いで、前記ライナを前記係合部に内側に食み出
す如く締りばめにて固着して該ライナと前記眼鏡状板材
とを一体化し、該ライナの下方部位を前記ボア部の周囲
下面部に締りばめにて固定し、九つ、前記ボア部の周囲
上面部に形成された段差部に前記眼鏡状板材を配設し、
さらに後、該眼鏡状板材と該眼鏡状板材より内側に食み
出した前記2・イナとの境部に溶接を施すことを特徴と
するエンジン゛のシリンダブロックの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19028382A JPS5979056A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | エンジンのシリンダブロツクおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19028382A JPS5979056A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | エンジンのシリンダブロツクおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5979056A true JPS5979056A (ja) | 1984-05-08 |
Family
ID=16255586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19028382A Pending JPS5979056A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | エンジンのシリンダブロツクおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5979056A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62135818U (ja) * | 1986-02-20 | 1987-08-26 | ||
| US7392771B2 (en) | 2003-01-28 | 2008-07-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Cylinder block and cylinder sleeve, method of producing cylinder block and cylinder sleeve by friction stir welding, and friction stir welding method |
-
1982
- 1982-10-29 JP JP19028382A patent/JPS5979056A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62135818U (ja) * | 1986-02-20 | 1987-08-26 | ||
| US7392771B2 (en) | 2003-01-28 | 2008-07-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Cylinder block and cylinder sleeve, method of producing cylinder block and cylinder sleeve by friction stir welding, and friction stir welding method |
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