(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端側を開口して上下に延びる複数のシリンダ（２）と、このシリンダ（２）の上方において上側に向けて形成された摺動面（３）と、この摺動面（３）の上方と上記各シリンダ（２）内とを連通させる複数の連通孔（５）とを備えたシリンダブロック本体（１）に対し、上記摺動面（３）と、シリンダ（２）内壁面とに被覆材（９）の被覆を施すシリンダブロックの被覆鋳造方法であって、上記シリンダ（２）の下方からシリンダ（２）内に中子（６）を挿入してシリンダ（２）と中子（６）との間に空腔（１４）を形成するとともにシリンダ（２）の下端を封止し、不活性ガス又は還元性ガス等の非酸化性ガス雰囲気中で加熱し、上記摺動面（３）側から連通孔（５）を介して上記空腔（１４）内に被覆材（９）の溶湯（８）を鋳入して行うことを特徴とするシリンダブロックの被覆鋳造方法。
【請求項２】
上記加熱は固形の被覆材（９）とともに行い、上記鋳入は、この加熱によって次第に溶融した上記被覆材（９）の溶湯（８）を上記空腔（１４）内に流入させて行うことを特徴とする請求項１のシリンダブロックの被覆鋳造方法。
【請求項３】
上記固形の被覆材（９）は、上記摺動面（３）上に載置することを特徴とする請求項２のシリンダブロックの被覆鋳造方法。
【請求項４】
上記シリンダブロック本体（１）は鉄系材料で成され、上記被覆材（９）は銅合金であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかのシリンダブロックの被覆鋳造方法。
【請求項５】
上記加熱の温度は約９２０〜１０５０℃であることを特徴とする請求項４のシリンダブロックの被覆鋳造方法。
【請求項６】
上記加熱はカーボン材（１０）とともに行い、上記非酸化性ガス雰囲気は、加熱されたカーボン材（１０）の燃焼によって形成することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかのシリンダブロックの被覆鋳造方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかのシリンダブロックの被覆鋳造方法によって鋳造されたことを特徴とするアキシアルピストンポンプ又はアキシアルピストンモータのシリンダブロック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、油圧式アキシアルピストンポンプや油圧式アキシアルピストンモータのシリンダブロックの被覆鋳造方法と、この被覆鋳造方法によって鋳造されたシリンダブロックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来のシリンダブロックの被覆鋳造方法を説明するための図であり、シリンダブロックに備えられた複数のシリンダのうち１つのシリンダ断面を拡大して示している。このようなシリンダブロックでは、シリンダ３２の内壁面とシリンダ３２の反ピストン側に形成された摺動面３３とについて、銅合金等の被覆材で薄肉の被覆鋳造が行われる。そしてこの被覆鋳造においては、上記被覆材とシリンダブロック本体３１との溶着を確実とするために、予めシリンダブロック本体３１を加熱昇温させてから被覆材の溶湯を鋳入する必要がある。しかしながらシリンダブロック本体３１をそのまま加熱すると、その表面が酸化して不活性化し、そのため被覆材と上記内壁面及び摺動面３３との溶着が不十分なものとなる。そこで従来は、シリンダ３２と中子３６とで形成される空腔３７内に、例えば硼砂に硼酸を配合して成る溶融状態のフラックスを充填し、このフラックスによって加熱によるシリンダ３２内壁面の酸化を防止しつつ被覆材の溶湯を鋳入するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記図３にも示すように、薄肉被覆の鋳造を可能とするため、上記空腔３７はきわめて狭隘な空間となっている。そのため摺動面３３側から連通孔３５を介して溶湯を鋳入しようとしても、前もって充填されたフラックスの逃げ道がないために、溶湯とフラックスとを置換させるのは困難である。そこで従来は、次のような２ステップの鋳造工程を経て被覆鋳造を行っていた。まず図３に示すシリンダブロック本体３１の上下を逆にして、シリンダ３２内に溶湯を鋳入し、シリンダ３２内壁面の被覆鋳造の第１工程を行う。そして次にシリンダブロック本体３１を図３に示すような上下方向に位置させ、摺動面３３上に溶湯を鋳入して摺動面３３の被覆鋳造を第２工程として行うのである。従って鋳造工程は複雑なものとなり、これがシリンダブロックのコストダウンを阻害する一因となっていた。また特公平６−１３１４０号公報では、遠心力を与えることによって溶融フラックスと溶湯との比重差を増幅し、増幅された比重差によって溶融フラックスと溶湯とを置換させることが提案されている。しかしながらこの場合にも特別に遠心鋳造機が必要となり、また遠心鋳造機によって遠心力を与える工程が必要となるという問題があった。
【０００４】
この発明は上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡素な工程でシリンダブロックの被覆鋳造が可能な被覆鋳造方法を提供し、またこの被覆鋳造方法によってコストダウンを図ることが可能なシリンダブロックを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項１のシリンダブロックの被覆鋳造方法は、下端側を開口して上下に延びる複数のシリンダ２と、このシリンダ２の上方において上側に向けて形成された摺動面３と、この摺動面３の上方と上記各シリンダ２内とを連通させる複数の連通孔５とを備えたシリンダブロック本体１に対し、上記摺動面３と、シリンダ２内壁面とに被覆材９の被覆を施すシリンダブロックの被覆鋳造方法であって、上記シリンダ２の下方からシリンダ２内に中子６を挿入してシリンダ２と中子６との間に空腔１４を形成するとともにシリンダ２の下端を封止し、不活性ガス又は還元性ガス等の非酸化性ガス雰囲気中で加熱し、上記摺動面３側から連通孔５を介して上記空腔１４内に被覆材９の溶湯８を鋳入して行うことを特徴としている。
【０００６】
上記請求項１のシリンダブロックの被覆鋳造方法では、シリンダブロック本体１の加熱及び溶湯８の鋳入を非酸化性ガス雰囲気中で行うようにしているので、従来用いられてきたフラックスを不要とすることができる。そのため摺動面３側から溶湯８を鋳入することにより、連通孔５を介して容易に空腔１４内に溶湯８の鋳入を行うことができる。従ってシリンダ２内壁面と摺動面３との被覆を１ステップの簡素な鋳造工程で行うことが可能となる。
【０００７】
また請求項２のシリンダブロックの被覆鋳造方法は、上記加熱は固形の被覆材９とともに行い、上記鋳入は、この加熱によって次第に溶融した上記被覆材９の溶湯８を上記空腔１４内に流入させて行うことを特徴としている。
【０００８】
上記請求項２のシリンダブロックの被覆鋳造方法では、被覆材９は加熱によって溶融した部分から徐々に空腔１４内に流入することになるので、空腔１４内の非酸化性ガスを円滑に排出しながら空腔１４内への溶湯８の鋳入を行うことが可能となる。しかもそのための特別な鋳入工程は不要となるから、鋳造工程をさらに簡素なものとすることが可能となる。
【０００９】
このとき請求項３のように固形の被覆材９を摺動面３上に載置しておけば、その溶融によって摺動面３の被覆とシリンダ２の被覆との双方を確実に行うことができるので、鋳造工程を一段と簡素なものとすることが可能となる。
【００１０】
請求項４のシリンダブロックの被覆鋳造方法は、上記シリンダブロック本体１は鉄系材料で成され、上記被覆材９は銅合金であることを特徴としている。
【００１１】
上記請求項４のシリンダブロックの被覆鋳造方法では、その実施を容易とすることが可能となる。このとき請求項５のように加熱温度を約９２０〜１０５０℃とすれば、空腔１４内に溶湯８を徐々に流入させて円滑な鋳入を行うのに最適なものとなる。加熱温度が上記温度範囲未満では被覆材９の溶融はその進行がきわめて遅くなる一方、加熱温度が上記温度範囲を超えると空腔１４内への溶湯８の流入が急激となり、非酸化性ガスに乱流が生じて溶湯８内に気泡が混入するおそれがあるからである。
【００１２】
請求項６のシリンダブロックの被覆鋳造方法は、上記加熱はカーボン材１０とともに行い、上記非酸化性ガス雰囲気は、加熱されたカーボン材１０の燃焼によって形成することを特徴としている。
【００１３】
上記請求項６のシリンダブロックの被覆鋳造方法では、シリンダブロック本体１の加熱によって非酸化性ガス雰囲気が形成されるので、鋳造工程をさらに一段と簡素なものとすることが可能となる。
【００１４】
請求項７のシリンダブロックは、請求項１〜請求項６のいずれかのシリンダブロックの被覆鋳造方法によって鋳造されたことを特徴としている。
【００１５】
上記請求項７のシリンダブロックでは、簡素な鋳造工程によってそのコストダウンを図ることが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、この発明のシリンダブロックの被覆鋳造方法及びシリンダブロックの具体的な実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１７】
（実施形態１）
図１は、実施形態１のシリンダブロックの被覆鋳造方法及びシリンダブロックを説明するための断面図である。シリンダブロック本体１は、ＳＣＭ４４０クロム・モリブデン鋼等の鉄系材料で成されている。このシリンダブロック本体１には、入力軸（図示せず）を嵌入させる結合孔１９がその軸方向中心に形成され、そしてこの結合孔１９の周囲には、下端側を開口して上下に延びる複数のシリンダ２が設けられている。このシリンダ２の上方には摺動部４が設けられているが、この摺動部４は、上側に向けて形成された摺動面３と、この摺動面３の周囲に形成された立ち上がり縁部１５とから成っている。またこの摺動面３の外周部には凹陥部２２が形成され、上記各シリンダ２内は、この凹陥部２２において開口する連通孔５によって上記摺動部４側、すなわち摺動面３上方と連通されている。
【００１８】
上記のようなシリンダブロック本体１に対し、シリンダ２の下方から中子６を挿入する。この中子６は、エチルシリケート等をバインダにした耐火性のものである。そして中子６を挿入することによって上記シリンダ２と中子６との間に空腔１４を形成するとともに、中子６の下端側に形成された膨出部１６によってシリンダ２の下端開口を封止する。さらにこの中子６の下側にドーナツ状の受皿７を配置し、上記中子６をシリンダ２内に固定する。一方、上記摺動面３上には、固形の被覆材９を載置する。この被覆材９は、ＬＢＣ−３等の銅合金である。そしてこの被覆材９を上方から覆うように、カーボン製の蓋１０をシリンダブロック本体１に取着する。このカーボン蓋１０の側縁部１７には段差２３が設けられ、この段差２３に上記摺動部４の立ち上がり縁部１５が当接し両者が密着するようになっている。従って上記カーボン蓋１０をシリンダブロック本体１に取着することにより、上記空腔１４及び摺動面３上方の空間１８は、外部空気から遮断されることとなる。
【００１９】
次に、上記のように組み立てられた鋳造用組立品を、約９２０〜１０５０℃の温度にまで加熱昇温する。するとその過程でカーボン蓋１０の一部が燃焼し、上記空間１８と空腔１４とにＣＯ等の還元性ガスが充満する。そして上記鋳造用組立品が約９２０〜１０５０℃の温度になると、固形の被覆材９が次第に溶融を開始する。溶融した被覆材９の一部は摺動面３に形成された凹陥部２２に流れ落ち、さらに連通孔５を介して徐々に空腔１４に流入する。また他の一部は摺動面３上に広がる。この加熱を数分〜十数分間続けると、空腔１４と摺動面３上とに被覆材９の溶湯が充填される。そしてこのように被覆材９の溶湯が充填された後、次にこれを強制冷却する。冷却後、一部が燃焼したカーボン蓋１０、受皿７及び中子６を取り外すと、被覆鋳造されたシリンダブロックを得ることができる。
【００２０】
上記被覆鋳造方法では、空腔１４及び摺動面３上の空間１８に還元性ガスを充満させて加熱及び被覆材９の鋳入を行っているので、従来用いられてきたフラックスを不要とすることができる。そのため摺動面３上から連通孔５を介して空腔１４に、被覆材９の溶湯を容易に鋳入することができる。従って２ステップの鋳造工程や遠心鋳造機を用いる工程等の複雑な鋳造工程を経る必要はなく、その鋳造工程を簡素なものとすることができる。また上記では固形の被覆材９を摺動面３上に載置しておき、これをシリンダブロック本体１とともに加熱し、次第に溶融した被覆材９の溶湯を徐々に空腔１４に流入させるようにしている。従って空腔１４に充満する還元性ガスに乱流を生じさせることなく円滑な鋳入を行うことができ、鋳入された溶湯内に還元性ガスの気泡が残留するのを回避することができる。しかも被覆材９を載置して加熱するだけで特別な鋳入工程は不要であるから、鋳造工程はさらに簡素なものとなる。そして摺動面３に凹陥部２２を設けたので、上記鋳入はさらに円滑となる。またシリンダブロック本体１をＳＣＭ４４０クロム・モリブデン鋼等の鉄系材料製とし、また被覆材９をＬＢＣ−３等の銅合金としている。従って加熱によるシリンダブロック本体１の熱損傷を回避しつつ被覆材９を鋳入することができる。特に加熱温度を約９２０〜１０５０℃とすることによって被覆材９の溶融速度は最適なものとなり、上記空腔１４への溶湯の流入を確実に円滑なものとすることができる。また上記還元性ガスはカーボン蓋１０の燃焼によって発生させ、しかもこのカーボン蓋１０によって外気と遮断される空間１８、１４に、上記還元性ガスを充満させている。従ってこのような非酸化性ガス雰囲気を形成するための特別なチャンバや工程は不要となり、鋳造工程を一段と簡素なものとすることができる。そしてこのような被覆鋳造方法を用いてシリンダブロックを鋳造することにより、コストダウンを図ることが可能なシリンダブロックを提供することができる。
【００２１】
（実施形態２）
図２は、実施形態２のシリンダブロックの被覆鋳造方法及びシリンダブロックを説明するための断面図である。この実施形態２の被覆鋳造方法が上記実施形態１の被覆鋳造方法と異なっているのは、摺動面３上に固形の被覆材９を載置して加熱するのではなく、加熱昇温された後に、溶湯８をカーボン蓋１０の外から鋳入する点である。そのためこの実施形態におけるカーボン蓋１０には、その略中央部に鋳入穴２１が穿設され、さらにこの鋳入穴２１を閉鎖する補助蓋１１が備えられている。この補助蓋１１はカーボン製であってもよいが、そうでなくても別段に支障はない。還元性ガスはカーボン蓋１０の燃焼によって十分な量が得られるからである。そしてこの実施形態２の被覆鋳造方法では、上記実施形態１と同様にしてシリンダブロック本体１に中子６と受皿７とを組み付けた後、摺動面３上に固形の被覆材９を載置しないでカーボン蓋１０を取着し、その鋳入穴２１を補助蓋１１で閉鎖する。そしてこのようにして組み立てられた鋳造用組立品を、約９００℃にまで加熱昇温する。実施形態１の場合よりも加熱温度が低いのは、ここでは被覆材９を溶融させる必要がなく、単にシリンダ２の内壁面や摺動面３を活性化させて被覆材９のシリンダブロック本体１に対する溶着を確実なものとするためだけだからである。そして鋳造用組立品が約９００℃にまで加熱されると、補助蓋１１を取り外して鋳入穴２１から溶湯８を鋳入する。そして鋳入が終了すると上記実施形態１と同様の方法で冷却し、被覆鋳造されたシリンダブロックを得る。
【００２２】
上記被覆鋳造方法では、カーボン蓋１０の燃焼によって発生した還元性ガスを充満させて加熱を行うので、フラックスが不要となって鋳造工程を簡素化できるのは、実施形態１と同様である。しかしながらこの実施形態の被覆鋳造方法では、加熱後にカーボン蓋１０の外部から溶湯８を鋳入するようにしているので、上記実施形態１の場合よりも短時間で鋳入を完了できる。また加熱によって被覆材９を溶融させる必要もないから、加熱温度を低くすることができる。一方、このような被覆鋳造方法を用いてシリンダブロックを鋳造することによって、コストダウンを図ることが可能なシリンダブロックを提供することができるのは、上記実施形態１と同様である。
【００２３】
以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。上記両実施形態ではカーボン蓋１０によって空間１８及び空腔１４を外気と遮断したが、例えば金属やセラミックス等の他の材質の蓋によって上記遮断を行い、遮断された空間１８内にカーボン材の粉末を散布したり、あるいは上記蓋の裏面にカーボン材を付着させたり、また上記蓋の一部をカーボン材で形成したりしてもよい。また蓋によって空間１８及び空腔１４を外気と遮断するのではなく、チャンバ等を用いて外気と遮断するようにしてもよい。この場合にはカーボン材の燃焼によって還元性ガスを発生させてもよいが、他の方法で、例えば外部からの圧送によって還元性ガスや不活性ガスをチャンバ等に充満させて非酸化性ガス雰囲気を形成するようにしてもよい。さらに上記実施形態１では摺動面３上に直接被覆材９を載置したが、何らかの台上に被覆材９を載置するようにしてもよい。そして上記シリンダブロック本体１や被覆材９の材質が、ＳＣＭ４４０クロム・モリブデン鋼やＬＢＣ−３銅合金に限られる訳ではないのは勿論である。例えばシリンダブロックの材質はＦＣＤ４５０鋳鉄等でもよいし、被覆材の材質はＰＢＣ−２青銅等でもよい。
【００２４】
【発明の効果】
上記請求項１〜請求項６のいずれかのシリンダブロックの被覆鋳造方法では、従来用いられてきたフラックスを不要として簡素な工程でシリンダブロックの被覆鋳造が可能となる。また工程の簡素化により、被覆鋳造の自動化が容易になる。
【００２５】
また請求項７のシリンダブロックでは、簡素な被覆鋳造方法によって大幅なコストダウンを図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１のシリンダブロックの被覆鋳造方法及びシリンダブロックを説明するための断面図である。
【図２】この発明の実施形態２のシリンダブロックの被覆鋳造方法及びシリンダブロックを説明するための断面図である。
【図３】従来例のシリンダブロックの被覆鋳造方法を説明するための部分断面図である。
【符号の説明】
１  シリンダブロック本体
２  シリンダ
３  摺動面
４  摺動部
５  連通孔
６  中子
８  溶湯
９  被覆材
１０  カーボン蓋
１４  空腔
【図１】
0003733437.tif 000002
【図２】
0003733437.tif 000003
【図３】
0003733437.tif 000004