(57)【要約】【課題】鋳造法を選ばず、簡易な構成で、芯材の除去を容易化するシリンダブロックの製造方法に関する技術を提供する。【解決手段】シリンダブロック５の鋳造工程に、芯材１の外周面に離型材層２を形成し、さらに、離型材層２の外周面に溶射層３を形成してなる中子４を鋳包んでシリンダブロック５の内面に溶射層３を転写する工程（即ち、溶射層転写工程）と、シリンダブロック５から芯材１を除去する工程（即ち、芯材除去工程）と、シリンダブロック５の内面に残留する離型材層２を除去する工程（即ち、離型材層除去工程）と、を備えたシリンダブロック５の製造方法であって、離型材層２を、易壊性を有する耐火物により形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックの鋳造工程に、
芯材の外周面に離型材層を形成し、さらに、前記離型材層の外周面に溶射層を形成してなる中子を鋳包んで、前記シリンダブロックの内面に前記溶射層を転写する工程と、
前記シリンダブロックから前記芯材を除去する工程と、
前記シリンダブロックの内面に残留する前記離型材層を除去する工程と、
を備えたシリンダブロックの製造方法であって、
前記離型材層を、
易壊性を有する耐火物により形成したこと、
を特徴とするシリンダブロックの製造方法。
【請求項２】
前記離型材層は、
珪藻土２０％、
ベントナイト５％、
水７５％の混合比率で生成するスラリーを前記芯材に塗布し、
乾燥させて形成すること、
を特徴とする請求項１記載のシリンダブロックの製造方法。
【請求項３】
前記離型材層は、
前記芯材を加熱しつつ軸心を中心に回転させるとともに、
前記スラリーを回転する前記芯材の外周面に吹付け塗布し、
乾燥させて形成すること、
を特徴とする請求項２記載のシリンダブロックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックの製造方法に関し、より詳しくは、シリンダブロックの鋳造時に、溶射層を形成した芯材を中子として鋳包んでシリンダブロックの内面に溶射層を転写する場合において、芯材の除去を容易かつ確実にするための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、芯材の表面に必要特性を有する物質を溶射して溶射層を形成し、この芯材を中子として鋳包んで鋳造品の内面に溶射層を転写する技術は、幾つかの方法が公表されており公知となっている。その方法は、それぞれ芯材の除去方法に特徴を有しており、例えば、以下のような方法が挙げられる。
（１）シェル砂等を用いて砂中子を芯材として使用する方法。
この方法では、砂中子を壊すことにより芯材を容易に除去することができる。
（２）鋼管製の芯材を用いる方法。
この方法では、機械加工により鋼管を切削除去するようにしている。
（３）溶射材に比して熱膨張係数が大きい材料を芯材として使用する方法。
この方法では、芯材を加熱して膨張させた状態で芯材の表面に溶射層を形成し、芯材を加熱したまま鋳包むようにしている。そして、鋳造品が冷めると芯材が収縮するため、芯材を容易に除去することができる。
（４）鋼管の表面に低融点金属の皮膜を形成したものを芯材として使用する方法。
この方法では、芯材に溶射層を形成する前に、芯材の表面に錫や鉛等の低融点金属の皮膜を形成しておくようにしている。そして、鋳造品を低融点金属の融点まで加熱することにより、芯材を容易に除去することができる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特公昭６４−５９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記各方法にはそれぞれに以下のような問題点がある。
（１）の方法では、ダイカスト・高圧鋳造等の鋳造圧力が高い鋳造法では、砂中子では強度不足となり、溶射層を含む中子の変形・破損が生じてしまう。
（２）の方法では、鋳造後に機械加工を施す必要があり、芯材の除去に余計な手間が掛かり、そのため製造コストも増加してしまう。
（３）の方法では、鋳造前に芯材の加熱処理を行う必要があり、鋳造工程の前処理に余計な手間が掛かり、そのため製造コストも増加してしまう。
（４）の方法では、離型時に低融点金属が溶融状態にあると、それらが流れ出して金型内に残留する可能性があるため、次回の鋳造前に残留した低融点金属を除去する必要があり、この低融点金属の除去に余計な手間が掛かり、製造コストが増加してしまう。
また、離型時に低融点金属が凝固状態にあると、芯材を引き抜くためには、鋳造品を低融点金属の融点以上の温度に再度加熱処理をする必要があり、この場合にも余計な手間が掛かり、製造コストが増加してしまう。
【０００４】
このように、従来技術によっても、芯材の除去を容易化することが可能ではあるが、適用できる鋳造法が限られていたり、また、余計なコストや手間が掛かるという問題点があった。
そこで本発明では、このような現状を鑑み、鋳造法を選ばず、簡易な構成で、芯材の除去を容易化するシリンダブロックの製造方法に関する技術を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
即ち、請求項１においては、シリンダブロックの鋳造工程に、芯材の外周面に離型材層を形成し、さらに、前記離型材層の外周面に溶射層を形成してなる中子を鋳包んで、前記シリンダブロックの内面に前記溶射層を転写する工程と、前記シリンダブロックから前記芯材を除去する工程と、前記シリンダブロックの内面に残留する前記離型材層を除去する工程と、を備えたシリンダブロックの製造方法であって、前記離型材層を、易壊性を有する耐火物により形成したこと、を特徴としたものである。
【０００７】
請求項２においては、前記離型材層は、珪藻土２０％、ベントナイト５％、水７５％の混合比率で生成するスラリーを前記芯材に塗布し、乾燥させて形成すること、を特徴としたものである。
【０００８】
請求項３においては、前記離型材層は、前記芯材を加熱しつつ軸心を中心に回転させるとともに、前記スラリーを回転する前記芯材の外周面に吹付け塗布し、乾燥させて形成すること、を特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１０】
請求項１においては、鋳造品を再加熱する必要がなく、また余計な手間を掛けることもなく芯材を容易に除去することができるとともに、離型材層の残留を容易に防止することができる。
【００１１】
請求項２においては、中子として必要な強度および耐熱性を確保しつつ、芯材除去時には容易に崩壊する離型材層を形成することができる。
【００１２】
請求項３においては、均一厚さの離型材層を容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る転写部材の全体的な構成を示した模式図、図２は同じく中子を鋳包んだ状態を示す模式図、図３は同じく鋳包み後に芯材を除去した状態を示す模式図、図４は同じく芯材除去後に離型材層を除去した状態を示す模式図である。
【００１４】
（１）離型材層形成工程
図１に示す如く、芯材１はパイプ状の部材であり、本実施例においては、材質は鋼製（ＪＩＳ  Ｓ５５Ｃ）とし、形状は外形８０（ｍｍ）、内径６８（ｍｍ）、パイプ長１１０（ｍｍ）とした部材を用いている。
尚、芯材１は、鋳造品の大きさ・形状・用途等により適宜材質や形状を選択するものであり、本発明を適用する芯材１の材質や形状をこれに限定するものではない。
【００１５】
離型材層２は、易壊性を有する耐火物により形成されており、本実施例においては、耐火物スラリー（珪藻土・ベントナイト・水等の混合物）を芯材１の外周面に塗布した後に乾燥させて水分を除去して離型材層２を形成している。
【００１６】
離型材層２の形成工程についてさらに詳述すると、本実施例においては、耐火物スラリーとして、珪藻土２０％、ベントナイト５％、水７５％の比率で混合したものを使用している。この混合比率とすることにより、鋳造時に必要とされる耐熱性（耐火性）および強度（耐圧性）を確保しつつ、人力で壊せる程度の易壊性を備える離型材層２を形成することができる。
【００１７】
そして、芯材１を１３０（℃）まで加熱しつつ、芯材１の軸心を中心として２００（ｒｐｍ）で回転させておき、この状態で、スプレーガン等を用いて芯材１の外周面上に耐火物スラリーを吹付け塗布している。このとき、吹付け圧力は、０．３（ＭＰａ）とし、離型材層２が３（ｍｍ）の厚さとなるまで吹付け塗布を行うようにしている。
最後に、スラリー状の離型材層２が固形状になるまで乾燥させると、離型材層２の形成工程が完了する。
尚、芯材１の加熱温度や回転速度および耐火物スラリーの吹付け圧力や離型材層２の厚さは、鋳造品の形状や設計仕様により適宜選択するものであり、本発明を適用する離型材層２の形成方法をこれに限定するものではない。
【００１８】
つまり、離型材層２を、珪藻土２０％、ベントナイト５％、水７５％の混合比率で生成するスラリー混合物を芯材１に塗布し、乾燥させて形成することにより、中子として必要な強度および耐熱性を確保しつつ、芯材１の除去時には容易に崩壊する離型材層２を形成することができるのである。
また、離型材層２を、芯材１を加熱しつつ軸心を中心に回転するとともに、スラリー混合物を回転する芯材１の外周面に吹付け塗布し、乾燥させて形成することにより、均一厚さの離型材層２を容易に形成することができるのである。
【００１９】
（２）溶射層形成工程
図１に示す如く、溶射層３は、前述した離型材層２の外周面上に形成される皮膜である。溶射層３には、例えば、耐磨耗性や耐熱性が高い等の必要特性を備える物質を選んで使用している。
【００２０】
溶射層３の形成工程についてさらに詳述すると、本実施例においては、溶射材として炭素鋼（Ｆｅ−０．８％Ｃ材）を用いている。
そして、離型材層２が形成された芯材１に、溶射層３が１．５（ｍｍ）の厚さとなるように溶射を施して、溶射層３の形成工程を完了する。この芯材１に離型材層２および溶射層３の形成が完了した部材を中子４として使用している。
尚、溶射層３の材質や厚さは、必要特性に応じて適宜選択するものであり、本発明を適用する溶射層３の形成方法をこれに限定するものではない。
【００２１】
（３）溶射層転写（鋳包み）工程
図２に示す如く、前記中子４を金型内にセットし、本実施例では、ダイカスト法により、６５０（℃）のアルミ材（ＪＩＳ  ＡＤＣ１２）で鋳込みを行うようにしている。
これにより、鋳造品（即ち、シリンダブロック５）の内面に溶射層３が転写されて、部分的に必要な特性を備えるシリンダブロック５が形成される。
尚、中子４は、十分な耐熱性および強度を備える構成としており、鋳造方法を選ばず適用可能であるため、本発明を適用する鋳造方法をこれに限定するものではない。
【００２２】
（４）芯材除去工程
図３に示す如く、シリンダブロック５に中子４が鋳包まれている状態において、芯材１を軸方向に押圧すると、離型材層２が容易に壊れるため、芯材１を容易に取り出すことができる。このとき、離型材層２は、残留部２ａと除去部２ｂに分かれる。尚、取り出した芯材１は、外周面等に残留する離型材層２（即ち、除去部２ｂ）を除去することにより再利用することが可能である。
【００２３】
（５）離型材層除去工程
図３に示す如く、芯材１を取り出した状態では、シリンダブロック５側にも離型材層２（即ち、残留部２ａ）が残留している。この残留部２ａは、シリンダブロック５の仕上げ時に通常実施されるショットブラストにより容易に除去されるため、余計な手間を掛けることなく、容易かつ確実に離型材層２を除去することができる。
そして、図４に示す如く、シリンダブロック５の内面に転写された溶射層３のみが残留する状態となり、シリンダブロック５の鋳造工程が完了する。
【００２４】
即ち、シリンダブロック５の鋳造工程に、芯材１の外周面に離型材層２を形成し、さらに、離型材層２の外周面に溶射層３を形成してなる中子４を鋳包んでシリンダブロック５の内面に溶射層３を転写する工程（即ち、溶射層転写工程）と、シリンダブロック５から芯材１を除去する工程（即ち、芯材除去工程）と、シリンダブロック５の内面に残留する離型材層２を除去する工程（即ち、離型材層除去工程）と、を備えたシリンダブロック５の製造方法であって、前記離型材層２を、易壊性を有する耐火物により形成する構成としている。
これにより、シリンダブロック５を再加熱する必要がなく、また、余計な手間を掛けることもなく芯材１を容易に除去することができるとともに、離型材層２の残留を容易に防止することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例に係る転写部材の全体的な構成を示した模式図。
【図２】同じく中子を鋳包んだ状態を示す模式図。
【図３】同じく鋳包み後に芯材を除去した状態を示す模式図。
【図４】同じく芯材除去後に離型材層を除去した状態を示す模式図。
【符号の説明】
【００２６】
１    芯材
２    離型材層
３    溶射層
４    中子
５    シリンダブロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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