(57)【要約】【課題】  シリコンを含有しているとともに従来に比べて外周部のシリコンの濃度が低いシリンダライナーを製造することができる方法と、その方法に使用する遠心鋳造装置を提供する。【解決手段】  シリンダライナーを製造する方法であって、シリコンを含有している溶融状態の金属材料９０を、絶縁体からなる筒状の成形型２０内に導入する導入工程と、成形型２０を回転させることによって、金属材料９０を筒状に成形しながら冷却する冷却工程と、冷却工程の一部の期間において、成形型２０の周りを周回する誘導加熱コイル３０に通電することによって、金属材料９０の外周部９０ａを加熱する加熱工程を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダライナーを製造する方法であって、
シリコンを含有している溶融状態の金属材料を、絶縁体からなる筒状の成形型内に導入する導入工程と、
成形型を回転させることによって、金属材料を筒状に成形しながら冷却する冷却工程と、
冷却工程の一部の期間において、成形型の周りを周回する誘導加熱コイルに通電することによって、金属材料の外周部を加熱する加熱工程と、
を備えていることを特徴とするシリンダライナー製造方法。
【請求項２】
金属材料の内周部が液相線温度以下であるときに、加熱工程を開始することを特徴とする請求項１に記載のシリンダライナー製造方法。
【請求項３】
金属材料の外周部が固体状態となる前に、加熱工程を開始することを特徴とする請求項１または２に記載のシリンダライナー製造方法。
【請求項４】
誘導加熱コイルと、その誘導加熱コイル内に配設されており、絶縁体からなる筒状の成形型と、その成形型を回転させる回転装置とを備えた遠心鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン等のシリンダ壁に用いられるシリンダライナーの製造方法及び遠心鋳造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、遠心鋳造によりシリンダライナーを製造する技術が開示されている。この技術では、溶融状態の金属材料を、回転している筒状の成形型内に導入する。すると、回転による遠心力により、金属材料が成形型の内周面上に存在するようになる。このように成形型を回転させることにより、金属材料を筒状に成形しながら冷却し、固化させる。これによって、筒状のシリンダライナーが完成する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シリンダライナーの耐摩耗性を向上させるために、シリコンを含有する金属により形成したシリンダライナーが提案されている。このようなシリンダライナーを遠心鋳造により製造する場合には、シリコンを含有している溶融状態の金属材料を成形型内に導入する。そして、成形型を回転させて、金属材料を筒状に成形しながら冷却する。これによって、シリンダライナーを製造する。
一般に、シリコンを含有している金属材料が溶融状態から固体状態に移行するときには、金属材料内に含有されているシリコンが金属材料内に析出する。このときに、金属材料の冷却速度が位置によって異なると、冷却が速い箇所に多くのシリコンが析出し、冷却が遅い箇所ではシリコンの析出量が少なくなる。すなわち、冷却が速い箇所では、冷却が遅い箇所に比べてシリコンの濃度が高くなる。このような現象を、シリコンの偏析現象という。
上述した遠心鋳造の冷却工程においては、成形型が外周側から冷却される。したがって、成形型内の金属材料も、外周側から冷却される。このため、冷却時には、金属材料内に、内周側から外周側に向かうにしたがって温度が低くなる温度分布が形成される。このため、シリコンの偏析現象によって、シリンダライナーの外周部（外周面近傍の部分）のシリコンの濃度が高くなる。しかしながら、シリンダライナーは、その内周面には高い耐磨耗性が要求されるものの、外周面では耐摩耗性は要求されない。また、シリコンの濃度が高いと、耐摩耗性が向上する一方で、金属材料がもろくなる。したがって、上述した遠心鋳造によってシリンダライナーを製造すると、シリンダライナーの外周部がもろくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、シリコンを含有しているとともに従来に比べて外周部のシリコンの濃度が低いシリンダライナーを製造することができる方法と、その方法に使用する遠心鋳造装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のシリンダライナー製造方法は、導入工程と、冷却工程と、加熱工程を備えている。導入工程では、シリコンを含有している溶融状態の金属材料を、絶縁体からなる筒状の成形型内に導入する。冷却工程では、成形型を回転させることによって、金属材料を筒状に成形しながら冷却する。加熱工程は、冷却工程の一部の期間において、成形型の周りを周回する誘導加熱コイルに通電することによって、金属材料の外周部を加熱する。
なお、上述した導入工程は、成形型を停止させた状態で成形型内に金属材料を導入してもよいし、成形型を回転させた状態で成形型内に金属材料を導入してもよい。
このシリンダライナー製造方法では、成形型を回転させることによって、金属材料を筒状に成形しながら冷却する（冷却工程）。そして、冷却工程の一部の期間において、誘導加熱コイルに通電する（加熱工程）。誘導加熱コイルに通電すると、誘導加熱コイルの内側に存在する金属の表面（外周側の表面）に誘導電流が生じる。上述したように、このシリンダライナー製造方法では絶縁体の成形型を用いるので、誘導電流は成形型内の金属材料の外周部に流れる。したがって、金属材料の外周部が局所的に加熱される。これによって、内周側から外周側に向かうにしたがって温度が低くなる金属材料内の温度分布を緩和することができる。このため、外周部のシリコンの濃度が高くなることを抑制することができる。すなわち、外周部のシリコンの濃度が低いシリンダライナーを製造することができる。
【０００７】
上述したシリンダライナー製造方法は、金属材料の内周部が液相線温度以下であるときに、加熱工程を開始することが好ましい。
内周部が液相線温度以下である場合には、内周部は半溶融状態または固体状態となっている。また、外周部は内周部より低温となっているので、外周部も半溶融状態または固体状態となっている。半溶融状態または固体状態にある金属材料中には、既にシリコンが析出している。このとき、上述したように、外周部ではシリコンが高濃度に析出する。一方、成形型を回転させながら金属材料を冷却するため、金属材料には遠心力が作用する。このとき、シリコンの質量が小さいために、シリコンには遠心力と反対方向（すなわち、内周側）に力が作用する。このため、金属材料中で析出したシリコンの一部が内周部へと移動し、内周部でもシリコンが高濃度に存在する状態となる。すなわち、内周部が液相線温度以下である場合には、金属材料中の全体にシリコンが析出しており、特に内周部と外周部でシリコンが高濃度に存在している状態となっている。この状態で加熱工程を開始すると、外周部近傍が高温となって外周部近傍に析出しているシリコンが再溶融する。一方、内周部は半溶融状態（すなわち、粘土が高い状態）または固体状態にあるので、内周部に存在しているシリコンが外周部へ移動することはない。加熱工程を終了すると、外周部近傍の温度が低下し、外周部近傍でシリコンが再度析出する。このときには、外周部近傍の加熱された領域が内周部より高温となっているため、その領域が内周部からも冷却される。したがって、外周部にシリコンが高濃度に析出することが抑制される。
【０００８】
上述したシリンダライナー製造方法では、金属材料の外周部が固体状態となる前に、加熱工程を開始することが好ましい。
金属材料は、固体状態となると急激に温度が低下する。したがって、外周部が固体状態にある状態で加熱工程を開始すると、外周部を昇温させるのに長時間を要することとなる。上記のように、金属材料の外周部が固体状態となる前に加熱工程を開始することで、外周部を容易に昇温させることが可能となる。
【０００９】
また、本発明は、上述したシリンダライナー製造方法に用いることができる遠心鋳造装置をも提供する。この遠心鋳造装置は、誘導加熱コイルと、成形型と、回転装置を備えている。成形型は、絶縁体からなっており、筒状に形成されている。成形型は、誘導加熱コイル内に配設されている（すなわち、誘導加熱コイルは、成形型の周りに周回されている）。回転装置は、成形型を回転させる。
このような遠心鋳造装置によれば、上述したシリンダライナー製造方法を好適に実施することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、シリコンを含有しているとともに外周部のシリコンの濃度が低いシリンダライナーを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
下記に詳細に説明する実施例の主要な特徴を最初に列記する。
（特徴１）成形型は、円筒形状を備えている。
（特徴２）成形型は、セラミックスにより構成されている。
（特徴３）成形型は、その中心軸がコイルの中心軸と略一致した状態でコイル内に配設されている。
（特徴４）成形型は、コイルと非接触となっている。
（特徴５）回転装置は、成形型の中心軸周りに成形型を回転させる。
（特徴６）遠心鋳造装置は、コイルに電流を供給する電源を備えている。
（特徴７）電源は、コイルに高周波の交流電流を供給する。
（特徴８）加熱工程は、金属材料の内周部が固相線温度にあるときに開始する。
（特徴９）加熱工程では、金属材料の外周部を、固相線温度より高い温度まで加熱する。
（特徴１０）加熱工程は、金属材料の内周部が固相線温度より高い温度に昇温する前に終了する。
【実施例】
【００１２】
本発明のシリンダライナー製造方法及び遠心鋳造装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
最初に、シリンダライナーの製造に用いる遠心鋳造装置について説明する。図１は、遠心鋳造装置１０の構成を示す断面図である。図１に示すように、遠心鋳造装置１０は、鋳型２０と、誘導加熱コイル３０と、回転装置４０と、高周波電源５０と、制御装置６０を備えている。
【００１４】
鋳型２０は、有底円筒形状を備えている。鋳型２０は、セラミックスにより構成されており、絶縁体である。鋳型２０は、誘導加熱コイル３０内に設置されている（誘導加熱コイル３０が、鋳型２０の周りに周回されているともいえる）。鋳型２０は、誘導加熱コイル３０と中心軸が一致するように設置されている。鋳型２０は、誘導加熱コイル３０と非接触となっている。
【００１５】
誘導加熱コイル３０は、鋳型２０を内包した状態で固定されている。誘導加熱コイル３０の両端部は、高周波電源５０と電気的に接続されている。
【００１６】
回転装置４０は、鋳型２０と物理的に接続されている。回転装置４０は、鋳型２０をその中心軸周りに回転させる。
【００１７】
高周波電源５０は、誘導加熱コイル３０の両端部と電気的に接続されている。高周波電源５０は、誘導加熱コイル３０に高周波の交流電流を供給する。
【００１８】
制御装置６０は、高周波電源５０に接続されている。制御装置６０は、高周波電源５０によって誘導加熱コイル３０に通電するタイミング（すなわち、通電開始タイミングと通電終了タイミング）を制御する。
【００１９】
次に、遠心鋳造装置１０によってシリンダライナーを製造する製造方法について説明する。本実施例では、シリコンを含有するアルミニウム（以下では、アルミ合金という）からなるシリンダライナーを製造する。遠心鋳造を開始する際には、溶融状態にあるアルミ合金を用意する。また、遠心鋳造の開始前に、鋳型２０を予熱しておく。遠心鋳造の準備が整ったら、図２に示す遠心鋳造の各工程を実施する。
【００２０】
ステップＳ１０では、回転装置４０によって鋳型２０を回転させる。そして、回転している鋳型２０内に溶融状態のアルミ合金を導入する。
なお、ステップＳ１０のアルミ合金の導入は、回転装置４０を停止した状態で行ってもよい。この場合には、アルミ合金を鋳型２０内に導入した後に、鋳型２０を回転させる。
【００２１】
ステップＳ１０で鋳型２０内にアルミ合金を導入すると、制御装置６０に信号（アルミ合金を導入したことを示す信号、以下、導入信号という）が入力される。導入信号の入力は、作業者が手動で行ってもよいし、アルミ合金の導入を検出する手段を設け、その検出手段でアルミ合金の導入を検出したときに自動で入力するようにしてもよい。
制御装置６０は、導入信号を受信したら、時間のカウントを開始する。後に詳述するが、制御装置６０は、カウントする時間に応じて高周波電源５０を制御する。
【００２２】
ステップＳ１０のアルミ合金の導入後においても、回転装置４０によって鋳型２０を回転させ続ける。図３は、導入直後の鋳型２０内のアルミ合金の状態を示している。鋳型２０内に導入されたアルミ合金は、鋳型２０の回転による遠心力によって、図３の参照番号９０に示すように鋳型２０の内周壁２２上に存在するようになる。すなわち、流動状態にあるアルミ合金９０が、鋳型２０の内周壁２２に沿って円筒状に分布する。
また、鋳型２０は、回転している間に、外気により冷却される。したがって、鋳型２０は、外周側から冷却される。また、鋳型２０の冷却に伴って、鋳型２０内のアルミ合金９０も外周側から冷却される。
【００２３】
図４は、冷却中におけるアルミ合金９０の温度変化を示している。図４の横軸は時間を示しており、その原点はアルミ合金９０を鋳型２０に導入したタイミングを示している。図４の縦軸はアルミ合金９０の温度を示している。また、図４のグラフＡ１は、アルミ合金９０の外周部９０ａ（アルミ合金９０の外周面に露出している領域（すなわち、鋳型２０の内周壁２２に接している領域）））の温度変化を示しており、図４のグラフＢ１は、アルミ合金９０の内周部９０ｂ（アルミ合金９０の内周面に露出している領域）の温度変化を示している。
また、図４の温度ｈａは、アルミ合金９０の液相線温度を示している。図４の温度ｈｂは、アルミ合金９０の固相線温度を示している。液相線温度ｈａより高い温度では、アルミ合金９０は溶融状態となる。液相線温度ｈａ以下かつ固相線温度ｈｂ以上の温度では、アルミ合金９０は半溶融状態（固体と液体が共存する状態）となる。固相線温度未満の温度では、アルミ合金９０は固体状態となる。
【００２４】
冷却の開始直後（図４の期間ＴＡ）においては、外周部９０ａと内周部９０ｂの双方の温度が低下していく。上述したように、アルミ合金９０は外周側から冷却されるので、外周部９０ａの温度が内周部９０ｂの温度より低くなる。
【００２５】
期間ＴＡにおいてアルミ合金９０が冷却されると、図４のタイミングｔａで外周部９０ａの温度が液相線温度ｈａまで低下する。すると、外周部９０ａにシリコンが析出（凝固）し始める。シリコンの析出が始まると（すなわち、温度が液相線温度ｈａ未満となると）、シリコンの凝固時の発熱の影響によってアルミ合金９０の温度の低下速度が遅くなる。したがって、タイミングｔａ以降では、外周部９０ａの温度の低下速度が遅くなる。
その後は、外周部９０ａ側から冷却が進み、タイミングｔａより遅いタイミングｔｂで内周部９０ｂが液相線温度ｈａまで低下する。したがって、タイミングｔａからタイミングｔｂの間の期間ＴＢ（図４参照）においては、外周部９０ａ側からシリコンの析出が進行する。
【００２６】
アルミ合金９０内に温度分布がある場合、シリコンは温度が低い箇所で高濃度に析出する（偏析現象）。期間ＴＢにおいては、アルミ合金９０の温度は外周部９０ａ側ほど低温となるので、外周部９０ａ側ほど高濃度にシリコンが析出する。すなわち、外周部９０ａ近傍では、アルミ合金９０全体のシリコンの平均濃度よりも高い濃度でシリコンが析出する。
【００２７】
タイミングｔｂで内周部９０ｂの温度が液相線温度ｈａまで低下すると、その後は、アルミ合金９０の冷却に伴って、アルミ合金９０全体でシリコンが析出するようになる。図４に示すように、タイミングｔｂ以降（図４の期間ＴＣの間）も外周部９０ａの温度が内周部９０ｂの温度より低い状態が継続するので、外周部９０ａ側で多くのシリコンが析出する状態が継続する。
【００２８】
図５は、図４の期間ＴＣにおけるアルミ合金９０の状態を示す断面図である。なお、図５の参照番号９２は、シリコン結晶を示している。
上述したように、期間ＴＣの間は、外周部９０ａ側ほど多くのシリコンが析出する。外周部９０ａの近傍で析出したシリコン結晶９２の多くは、図５に示すように、鋳型２０の内周壁２２に付着する。したがって、外周部９０ａではシリコン結晶９２が非常に高密度に存在することとなる。
一方、内周壁２２から剥がれ落ちたシリコン結晶９２や、内周壁２２と接しない領域で析出したシリコン結晶９２も存在する。期間ＴＣにおいては、アルミ合金９０内のアルミニウムは流動状態にあって粘土が低いので、これらのシリコン結晶９２はアルミ合金９０内を流動する。シリコンはアルミニウムに比べて質量が小さいので、シリコン結晶９２には鋳型２０の回転による遠心力によって内周側に力が作用する。したがって、鋳型２０の内周壁２２に付着していないシリコン結晶９２は、内周部９０ｂ側へと移動する（図５の矢印１００）。したがって、内周部９０ｂでもシリコン結晶９２の密度が高くなる。
【００２９】
アルミ合金９０の冷却が進むと、タイミングｔｃで外周部９０ａの温度が固相線温度ｈｂまで低下する。固相線温度ｈｂまで温度が低下すると、アルミ合金９０内のアルミニウムが凝固し始める。アルミニウムの凝固が始まると（すなわち、温度が固相線温度ｈｂまで低下すると）、アルミニウムの凝固時の発熱の影響によってアルミ合金９０は熱平衡状態となる。したがって、タイミングｔｃ以降では、外周部９０ａの温度が固相線温度ｈｂのまま略一定となる。一方、内周部９０ｂの温度は、タイミングｔｃより遅れたタイミングｔｄで固相線温度ｈｂまで低下する。タイミングｔｄ以降では、アルミ合金９０の全体でアルミニウムの凝固が進行する。
【００３０】
制御装置６０は、鋳型２０内にアルミ合金９０を導入してから時間ｔｅ（図４参照）が経過すると、高周波電源５０を作動させる（図２のステップＳ１２）。本実施例では、時間ｔｅは、外周部９０ａと内周部９０ｂの双方が固相線温度ｈｂとなる時間に設定されている。制御装置６０が高周波電源５０を作動させると、高周波電源５０から誘導加熱コイル３０に高周波の交流電流が供給される。本実施例では、鋳型２０が絶縁体であるので、誘導加熱コイル３０に供給された交流電流によって、アルミ合金９０中に誘導電流が流れる。高周波電源５０が供給する交流電流の周波数は、アルミ合金９０のうちの外周部９０ａ近傍だけに誘導電流が生じる周波数に設定されている。制御装置６０は、タイミングｔｅから一定時間経過後のタイミングｔｇまで（すなわち、図４の期間ＴＥの間）高周波電源５０を作動させる。
【００３１】
外周部９０ａ近傍に誘導電流が流れると、外周部９０ａ近傍が局所的に加熱される。タイミングｔｅで誘導加熱コイル３０に通電した直後においては、誘導電流により生じる熱は外周部９０ａ近傍で凝固しているアルミニウムを再溶融させるのに用いられる。このため、温度は固相線温度ｈｂから上昇しない。外周部９０ａ近傍のアルミニウムの略全てが再溶融すると、図４のタイミングｔｆに示すように、外周部９０ａ近傍の温度が上昇する。すると、外周部９０ａ近傍のシリコン結晶９２が再溶融する。一方、外周部９０ａで生じた熱の一部は、内周部９０ｂへも伝達する。しかしながら、期間ＴＥの間においては、内周部９０ｂの温度は固相線温度ｈｂから上昇しない。これは、内周部９０ｂに伝達した熱は内周部９０ｂ近傍で凝固しているアルミニウムを再溶融させるのに用いられるためである。このように、期間ＴＥでは内周部９０ｂの温度は上昇しないので、内周部９０ｂ近傍のシリコン結晶９２は溶融しない。
図６は、タイミングｔｇにおけるアルミ合金９０の状態を示す断面図である。図６に示すように、タイミングｔｇの時点では、外周部９０ａ近傍の領域（図６の領域９４）ではシリコン結晶９２が再溶融しているので、領域９４内にほとんどシリコン結晶９２は存在していない。一方、内周部９０ｂには、多数のシリコン結晶９２が存在している。
【００３２】
図４に示すように、制御装置６０は、外周部９０ａが固相線温度ｈｂより高い温度まで昇温し、内周部９０ｂが固相線温度ｈｂから上昇しないタイミングｔｇで、高周波電源５０を停止する（図２のステップＳ１４）。
タイミングｔｇで高周波電源５０が停止されると、外周部９０ａ近傍の温度が再度低下する。なお、外周部９０ａ近傍は局所的に加熱されているので、タイミングｔｇ以降では外周部９０ａ近傍の温度が比較的速く低下する。外周部９０ａ近傍の温度が低下すると、外周部９０ａ近傍（すなわち、図６の領域９４内）に再度、シリコン結晶９２が析出する。このとき、内周部９０ｂの温度が領域９４の温度よりも低くなっているので、領域９４内のアルミ合金９０は、内周側（すなわち、内周部９０ｂ側）からも冷却される。すなわち、領域９４内のアルミ合金９０は、外周側（すなわち、鋳型２０側）と内周側（すなわち、内周部９０ｂ側）の両方から冷却される。したがって、シリコン結晶９２が外周部９０ａ（すなわち、アルミ合金９０の外周面近傍）に偏析することが抑制される。すなわち、外周部９０ａでシリコンの濃度が高くなることが抑制される。また、外周部９０ａで析出したシリコン結晶９２の一部は、鋳型２０の内周壁２２から剥がれ落ちて、内周側へ移動する。これによっても、外周部９０ａでシリコンの濃度が高くなることが抑制される。なお、このときには内周部９０ｂ近傍のアルミニウムの多くが凝固しているので、内周部９０ｂ近傍ではアルミ合金９０の流動性が低い。したがって、内周壁２２から剥がれ落ちたシリコン結晶９２は、内周部９０ｂまで移動できない。剥がれ落ちたシリコン結晶９２は、領域９４内を内周側に移動して、領域９４の内周側の端部（ずなわち、アルミ合金９０の厚み方向の中間部あたり）に留まる。図７は、シリコン結晶９２が再凝固したタイミングｔｈにおけるアルミ合金９０の状態を示す断面図である。図７に示すように、シリコン結晶９２が再凝固すると、外周部９０ａに存在するシリコン結晶９２が非常に少なくなる。すなわち、外周部９０ａにおけるシリコンの濃度が低くなる。
【００３３】
タイミングｔｈ以降においては、アルミ合金９０の全体でアルミニウムの凝固が進行する。そして、略全てのアルミニウムが凝固することで、アルミ合金９０が固体状態となる。図４においては、外周部９０ａはタイミングｔｉで固体状態となり、内周部９０ｂはタイミングｔｊで固体状態となる。内周部９０ｂが固体状態となると、アルミ合金９０の全体が固体状態となる。アルミ合金９０が固体状態となると、アルミ合金９０の温度が急速に低下する。
【００３４】
タイミングｔｊ後に、アルミ合金９０が所定の温度まで冷却されたら、回転装置４０を停止して鋳型２０の回転を停止する。そして、鋳型２０からアルミ合金９０を取り出す（図２のステップＳ１６）。取り出したアルミ合金９０が、円筒状のシリンダライナー９０となる。
【００３５】
以上に説明したように、この製造方法によれば、外周部９０ａのシリコンの濃度が低いシリンダライナー９０を製造することができる。したがって、外周部９０ａの強度が高いシリンダライナー９０を製造することができる。また、この製造方法によれば、内周部９０ｂのシリコン濃度が高いシリンダライナー９０を製造することができる。したがって、内周部９０ｂの耐摩耗性が高いシリンダライナー９０を製造することができる。
【００３６】
このように製造されたシリンダライナー９０は、図８に示すように、アルミニウム製のシリンダブロック９６内に一体鋳造される。
外周部９０ａのシリコン濃度が低いと、一体鋳造するときに、シリンダライナー９０の外周部９０ａとシリンダブロック９６との界面でアルミニウム同士がなじみ易い。したがって、シリンダライナー９０とシリンダブロック９６とが強固に接続される。
また、外周部９０ａのシリコン濃度が低いと、シリンダライナー９０からシリンダブロック９６へ熱が伝わり易くなる。したがって、エンジンの使用時に、シリンダ９８内で生じる熱を好適にシリンダブロック９６側へ放熱することができる。
【００３７】
以上に説明したように、本実施例のシリンダライナー製造方法では、鋳型２０を回転させながらアルミ合金９０を冷却している間に、誘導加熱コイル３０によってアルミ合金９０の外周部９０ａを加熱する。したがって、外周部９０ａのシリコンの濃度が高くなることを抑制しながら、アルミ合金９０を冷却することができる。
【００３８】
なお、上述した実施例では、アルミ合金９０の外周部９０ａが固相線温度ｈｂにあり、かつ、内周部９０ｂが固相線温度ｈｂにあるタイミングｔｅにおいて外周部９０ａの加熱（すなわち、誘導加熱コイル３０への通電）を開始した。しかしながら、外周部９０ａの加熱は、アルミ合金９０の冷却中の何れのタイミングで行ってもよい。アルミ合金９０の冷却中に外周部９０ａを加熱すれば、アルミ合金９０内の温度分布（外周部９０ａ側ほど低温となる温度分布）を緩和することができる。したがって、外周部９０ａに高濃度にシリコン結晶９２が析出することを抑制することができる。
【００３９】
但し、外周部９０ａの加熱は、上述した実施例のように、内周部９０ｂが液相線温度ｈａ以下であるときに開始することが好ましい（すなわち、タイミングｔｂ以降に開始することが好ましい）。内周部９０ｂが液相線温度ｈａ以下であるときには、内周部９０ｂが半溶融状態となっているか、固体状態となっている。このような状態で外周部９０ａを加熱すれば、外周部９０ａが再度冷却されるときに、内周部９０ｂに存在するシリコンが外周部９０ａに集まり難くなる（内周部９０ｂが溶融状態（流動状態）にあれば、外周部９０ａが再度冷却されるときに、シリコンの偏析現象によって内周部９０ｂに存在するシリコンが外周部９０ａに集まる場合がある）。したがって、外周部９０ａのシリコンの濃度をより低減させることができる。
【００４０】
また、外周部９０ａの加熱は、上述した実施例のように、外周部９０ａが固体状態となる前に開始することが好ましい。図４のグラフＣ１は、誘導加熱コイル３０によって外周部９０ａを加熱しなかったときの外周部９０ａの温度履歴を示している。誘導加熱コイル３０によって外周部９０ａを加熱しない場合、図４のタイミングｔｋで外周部９０ａは固体状態となる。外周部９０ａは、固体状態となると急速に温度が低下する。このように外周部９０ａが固体状態となって温度が低下したときに外周部９０ａを加熱すると、外周部９０ａをシリコン結晶９２が再溶融する温度まで加熱するのに長時間を要する。本実施例では、タイミングｔｋより早いタイミングｔｅで外周部９０ａの加熱を開始するので、短時間でシリコン結晶９２が再溶融する温度まで外周部９０ａを加熱できる。したがって、効率よくシリンダライナー９０を製造することができる。
【００４１】
また、外周部９０ａの加熱は、上述した実施例のように、内周部９０ｂの温度が固相線温度ｈｂにある状態で開始することが好ましい。すなわち、外周部９０ａの加熱を、図４のタイミングｔｄ以降に開始することが好ましい。内周部９０ｂが固相線温度ｈｂにある状態では、内周部９０ｂに存在するアルミニウムの凝固が進行している。このような状態で外周部９０ａの加熱を開始すると、外周部９０ａからの熱が内周部９０ｂに伝達しても、内周部９０ｂで凝固しているアルミニウムが再溶融するので内周部９０ｂの温度が上昇し難い。したがって、内周部９０ｂに存在するシリコン結晶９２が再溶融することが抑制される。したがって、内周部９０ｂにおけるシリコンの濃度の低下を抑制できる。
【００４２】
なお、上述した実施例では、制御装置６０は、鋳型２０内にアルミ合金９０を導入したタイミングからの経過時間に応じて高周波電源５０を制御していた。しかしながら、外周部９０ａと内周部９０ｂの温度（または、これらの温度と相関関係にある温度）を検出する手段を設け、検出された温度に応じて制御装置６０が高周波電源５０を制御するようにしてもよい。
【００４３】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】遠心鋳造装置１０の概略構成を示す断面図。
【図２】シリンダライナーの製造工程を示すフローチャート。
【図３】鋳型２０内で導入直後のアルミ合金９０の状態を示す断面図。
【図４】冷却中におけるアルミ合金９０の温度変化を示すグラフ。
【図５】期間ＴＢ及びＴＣにおけるアルミ合金９０の状態を示す断面図。
【図６】タイミングｔｇにおけるアルミ合金９０の状態を示す断面図。
【図７】タイミングｔｈにおけるアルミ合金９０の状態を示す断面図。
【図８】シリンダブロック９６内に一体鋳造されたシリンダライナー９０を示す断面図。
【符号の説明】
【００４５】
１０：遠心鋳造装置
２０：鋳型
２２：内周面
３０：誘導加熱コイル
４０：回転装置
５０：高周波電源
６０：制御装置
９０：アルミ合金
９０ａ：外周部
９０ｂ：内周部
９２：シリコン結晶
【図１】
2009233715.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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