以下、本発明に係る中空部材及びその製� ��法につき好適な実施の形態を挙げ、添付の� ��面を参照して詳細に説明する。

 はじめに、粉末によって円筒形状体を作� ��した後、該円筒形状体の内部に注湯を行っ� ��円筒形状鋳造体を形成する第1実施形態につ き説明する。

 図1は、第1実施形態に係る中空部材10の概 略全体斜視図である。この中空部材10は、内� ��円筒形状体12と外側円筒形状体14とが積層さ れた積層体である。

 この場合、内側円筒形状体12は、Al-23%Si系 合金からなる鋳造品である。すなわち、後述 するように、該内側円筒形状体12は、溶湯が� ��却固化することで設けられる。なお、その� ��みT1は、5~6mm程度に設定される。

 この内側円筒形状体12では、平均粒径が35 μm以下の微細な初晶Siが外周壁側(外側円筒形 状体14側)に偏在することなく、直径方向に沿 って略均等に分散している。その上、初晶Si� ��粒度分布幅も小さい。換言すれば、内側円� ��形状体12の組織は、微細且つ互いに略同寸� �の初晶Siが一様に分散した状態となっている 。

 一方、外側円筒形状体14は、Al-12%Si系合金 からなる粉末が互いに溶着することによって 形成されたものである。そして、外側円筒形 状体14の内周壁は、内側円筒形状体12の外周� �に接合している。外側円筒形状体14の好適な 厚みT2は、0.5~2mmの範囲内である。

 このように構成された中空部材10からシ� �ンダスリーブを作製するに際しては、該中� �部材10の内周壁側、すなわち、内側円筒形状 体12から削り出しが行われる。換言すれば、� ��側円筒形状体12は、所定の厚みとなるまで� �肉化される。このように、内側円筒形状体12 は、中空部材10の加工代として設けられる。

 上記したように、内側円筒形状体12では� �微細且つ互いに略同寸法の初晶Siが直径方向 に沿って一様に分散している。このため、加 工後の中空部材10(シリンダスリーブ)では、� �ストンが摺接する内周壁にも優れた耐摩耗� �が発現する。その上、全体にわたって高強� �である。従って、このシリンダスリーブを� �み込んだ内燃機関は、優れた耐久性を示す� �

 次に、この中空部材10の製造方法につき� �図2に示す遠心鋳造装置20を使用する場合を� �示して説明する。

 この遠心鋳造装置20は、略水平方向に沿� �て横臥した円筒状金型22を有する。該円筒状 金型22の外周壁には、該外周壁を周回方向に� ��って切り欠くようにして2本の環状溝24、24� �設けられており、環状溝24、24の各々の底部� ��は、ローラ対をなすローラ26、26の外周壁が それぞれ摺接する。すなわち、円筒状金型22� ��2組のローラ対によって支持されている。

 4個のローラ26は図示しない回転駆動源に� ��結されており、このため、円筒状金型22は� �前記回転駆動源の作用下にローラ26の各々が 回転動作することに伴って回転する。

 円筒状金型22の一端部には円盤状閉塞部� �30が嵌着されており、一方、他端部には円環 状枠体32が取着されている。円環状枠体32は� �通孔34が設けられることで開口しており、こ の貫通孔34を介して粉末フィーダ36又はトラ� �40aの注湯管42aが円筒状金型22の内部に挿入さ れる。

 粉末フィーダ36は、図示しない粉末貯留� �器から延在している。この粉末貯留容器は� �示しない変位機構の作用下に変位させるこ� �が可能であり、前記粉末フィーダ36は、この 変位に追従して円筒状金型22に対して進退自� ��である。なお、粉末貯留容器には、外側円� ��形状体14の原材料であるAl-12%Si系合金の粉末 が貯留されている。

 トラフ40aの本体には、内側円筒形状体12� �設けるための溶湯L1が収容される。トラフ40a の近傍には傾動自在なポット44aaが配設され� �おり、このポット44aを介してトラフ40aに溶� �L1が供給される。

 中空部材10を製造するに際しては、円筒� �金型22の内周壁に塗型材が塗布された後、貫 通孔34を介して粉末フィーダ36が円筒状金型22 の内部に挿入される。この際、図3に示すよ� �に、粉末フィーダ36の先端は、円盤状閉塞部 材30の近傍に配置される。なお、図3ではトラ フ40aの注湯管42aを図示していないが、粉末フ ィーダ36に干渉しない位置に注湯管42aを配置� ��ておくようにしてもよい。

 この状態でローラ26の回転が開始され、� �れに追従して円筒状金型22が回転動作する。 その後、粉末フィーダ36を介してAl-12%Si系合� �の粉末Pが円筒状金型22の内部に供給される� �

 ここで、円筒状金型22をGNo.30以上として� �転させることが好ましい。これにより粉末P� ��遠心力によって円筒状金型22の内周壁に押� �されるので、円環形状体が形成される。

 粉末Pが導入される間、粉末フィーダ36は� ��図3の矢印X方向に沿って後退動作する。こ� �後退動作により、円筒状金型22の長手方向に 沿って粉末Pが略均等に供給され、その結果� �円環形状体の高さ方向が連続的に延伸する� �最終的に、図4に示すように、円筒状金型22� �内周壁に添着した外側円筒形状体14が形成さ れる。

 次に、溶解炉で調製されたAl-23%Siの溶湯L1 をポット44aに移し、さらに、該ポット44aを傾 動させてトラフ40aの本体に移す。これにより 、図5に示すように、トラフ40aの注湯管42aを� �して円筒状金型22の内部に溶湯L1が導入され� ��。導入された溶湯L1は、その流動性によっ� �円盤状閉塞部材30側まで展開する。なお、溶 湯L1を導入する間、円筒状金型22の回転動作� �続行させておく。

 溶湯L1の大部分は、遠心力によって外側� �筒形状体14の内周壁に添着するように偏在し 、これにより、図6に示すように、内側円筒� �状体12が形成される。その一方で、一部が外 側円筒形状体14に浸透する。外側円筒形状体1 4に接触した内側円筒形状体12、及び外側円筒 形状体14に浸透した溶湯L1の温度が高いため� �外側円筒形状体14をなす粉末が若干溶融し、 液相が生成する。溶湯L1が冷却固化する際に� ��の液相も冷却固化し、その結果、粉末同士� ��溶着して堅牢な外側円筒形状体14が設けら� �、中空部材10が得られるに至る。

 なお、外側円筒形状体14の外周壁には、� �型材のスパイニーが転写形成される。また� �外側円筒形状体14の内周壁が内側円筒形状体 12の外周壁に接合する。

 この場合、外側円筒形状体14が冷やし金(� ��ラー)として機能する。このため、第1実施� �態では、一般的な遠心鋳造に比して溶湯L1の 冷却速度が大きくなる。すなわち、初晶Siが� ��きく成長する前に溶湯L1が固化するので、� �晶Siが微細な組織が得られる。初晶Siの平均� ��径は、概ね35μm以下である。

 また、冷却速度が大きいので、溶湯L1中� �Siが遠心力によって外周壁側に移動する前に 固化が起こる。従って、初晶Siが偏在するこ� ��が抑制され、内側円筒形状体12の直径方向� �沿って略均等に分散する。このように、外� �円筒形状体14をチラーとして機能させること で、微細且つ互いに略同寸法の初晶Siが一様� ��分散した内側円筒形状体12を得ることがで� �る。

 次に、円筒状金型22の一端部から円環状� �体32を取り外した後、この端部側から、内側 円筒形状体12と外側円筒形状体14とが接合し� �中空部材10を引き抜いて塗型材とともに取り 出す。その後、外側円筒形状体14の外周壁に� ��着した塗型材をショットブラスト処理等に� ��って除去し、さらに、内側円筒形状体12の� �周壁側から所定量の加工代を除去する削り� �しを行えば、初晶Siが略均等に分散した内側 円筒形状体12を具備するシリンダスリーブが� ��られる。

 内側円筒形状体12を遠心鋳造によって設� �る際、仮に初晶Siが外側円筒形状体14側に若� ��偏在し、直径方向の中腹部よりも内側(内側 円筒形状体12の内周壁側)で初晶Siの量がやや� ��なくなったとしても、上記したように、削� ��出しが中空部材10の内周壁側から行われる� �で、Siの量が少ない部位が加工代として除去 される。結局、初晶Siの量が十分なシリンダ� ��リーブを得ることが可能となる。

 以上のように、第1実施形態によれば、高 強度で且つ耐摩耗性に優れたシリンダスリー ブの予備成形体として好適な中空部材10を作� ��することができる。

 また、第1実施形態では、外側円筒形状体 14を設けるための原材料として粉末を用いる� ��で、溶湯を用いる場合のように粉末を溶解� ��るための作業が不要であるとともに、溶解� ��ためのコストが一切不要となる。その上、� ��末を溶解するための溶解炉を設ける必要も� ��い。従って、設備投資が高騰することも回� ��可能である。このため、中空部材10を廉価� �作製することができる。

 さらに、外側円筒形状体14をチラーとし� �機能させて初晶Siの微細化を図るようにして いるので、円筒状金型の回転数や温度等の鋳 造条件を厳密に管理する必要がない。

 このようにして得られたシリンダスリー� ��は、自動車用の内燃機関を構成するシリン� ��ブロックを鋳造成形するための鋳造金型の� ��ャビティに配置される。そして、このキャ� ��ティにアルミニウム等の溶湯が導入された� ��、該溶湯が冷却固化されることによってシ� ��ンダブロックが鋳造成形されるとともに、� ��シリンダブロックにシリンダスリーブが鋳� ��るまれる。これにより、耐久性に優れた内� ��機関が構成される。

 なお、上述した第1実施形態においては、 外側円筒形状体14をなす粉末としてAl-12%Si系� �金の粉末を用いるようにしているが、その� �のAl合金粉末であってもよいし、Al粉末であ� ��てもよい。また、内側円筒形状体12の原材� �である溶湯L1もAl-23%Si系合金の溶湯L1に特に� �定されるものではなく、Al-Si系合金であれば 如何なる合金であってもよい。

 次に、円筒形状鋳造体を形成した後、前� ��円筒形状鋳造体の内部に該円筒形状鋳造体� ��同一種の溶湯を注湯することで中空部材を� ��る第2実施形態につき説明する。

 図7は、第2実施形態に係るシリンダスリ� �ブを設けるための予備成形体110の概略全体� �視図である。この予備成形体110は、内側円� �形状体112と外側円筒形状体114とが積層され� �積層体であり、且つその長手方向に沿って� �通孔が存在する中空部材である。

 この場合、内側円筒形状体112はAl-17~23%Si-2 .5%Cu系合金、すなわち、A390相当材(JIS,Al-17%系� ��金)又はAC9A相当材(Al-23%系合金)からなり、後 述するように、溶湯が冷却固化することで設 けられた鋳造品である。なお、その厚みT3は� ��5~6mm程度に設定される。

 この内側円筒形状体112では、平均粒径が3 5μm以下の微細な初晶Siが外周壁側(外側円筒� �状体114側)に偏在することなく、直径方向に� ��って略均等に分散している。その上、初晶S iの粒度分布幅も小さい。換言すれば、内側� �筒形状体112の組織は、微細且つ互いに略同� �法の初晶Siが一様に分散した状態となってい る。

 一方の外側円筒形状体114もまた、Al-17~23%S i-2.5%Cu系合金、すなわち、A390相当材又はAC9A� �当材からなる鋳造品である。すなわち、外� �円筒形状体114は内側円筒形状体112と同一種� �アルミニウム合金からなり、その内周壁は� �側円筒形状体112の外周壁に接合している。� �お、外側円筒形状体114の好適な厚みT4は、0.5 ~2.0mmの範囲内である。

 このように構成された予備成形体110から� ��リンダスリーブを作製するに際しては、該� ��備成形体110の内周壁側、すなわち、内側円� ��形状体112から削り出しが行われる。換言す� ��ば、内側円筒形状体112は、所定の厚みとな� ��まで薄肉化される。このように、内側円筒� ��状体112は、予備成形体110の加工代として設� ��られる。

 上記したように、内側円筒形状体112では� ��微細且つ互いに略同寸法の初晶Siが直径方� �に沿って一様に分散している。このため、� �工後の予備成形体110、すなわち、シリンダ� �リーブにおいては、ピストンが摺接する内� �壁にも優れた耐摩耗性が発現する。その上� �全体にわたって高強度である。従って、こ� �シリンダスリーブを組み込んだ内燃機関は� �優れた耐久性を示す。

 次に、このシリンダスリーブの製造方法� ��つき、図8に示す遠心鋳造装置120を使用する 場合を例示して説明する。なお、図2~図6に示 される構成要素と同一の構成要素については 、同一の参照符号を付す。

 この遠心鋳造装置120は、前記遠心鋳造装� ��20と略同様に構成され、略水平方向に沿っ� �横臥した円筒状金型22を有する。該円筒状金 型22の外周壁には、該外周壁を周回方向に沿� ��て切り欠くようにして2本の環状溝24、24が� �けられており、環状溝24、24の各々の底部に� ��、ローラ対をなすローラ26、26の外周壁がそ れぞれ摺接する。すなわち、円筒状金型22は2 組のローラ対によって支持されている。円筒 状金型22は、図示しない回転駆動源の作用下� ��ローラ26の各々が回転動作することに伴っ� �回転する。

 円筒状金型22の一端部には円盤状閉塞部� �30が嵌着され、一方、他端部には円環状枠体 32が取着される。円筒状金型22の内部には、� �環状枠体32に設けられた貫通孔34を介してト� ��フ40bの注湯管42bが挿入される。

 トラフ40bの本体には、外側円筒形状体114� ��び内側円筒形状体112を設けるためのAl-17~23%S i-2.5%Cu系合金の溶湯L2が収容される。トラフ40 bの近傍には傾動自在なポット44bが配設され� �おり、このポット44bを介してトラフ40bに溶� �L2が供給される。

 シリンダスリーブを製造するに際しては� ��先ず、溶解炉で調製されたAl-17~23%Si-2.5%Cu系� ��金の溶湯L2がポット44bに移され、さらに、� �ポット44bが傾動されることに伴ってトラフ40 bの本体に移される。その一方で、円筒状金� �22の内周壁に塗型材が塗布され、その後、図 9に示すように、貫通孔34を介してトラフ40bの 注湯管42bが円筒状金型22の内部に挿入される� ��

 この状態でローラ26の回転が開始され、� �れに追従して円筒状金型22が回転動作する。 その後、Al-17~23%Si-2.5%Cu系合金の溶湯L2の所定� ��がトラフ40bを介して円筒状金型22の内部に� �給され、該円筒状金型22の長手方向に沿って 流動する。溶湯L2は、さらに、遠心力の作用� ��よって円筒状金型22の内周壁に円筒体形状� �なすように偏在して、外側円筒形状体114を� �成する。ここで、第2実施形態では、溶湯L2� �、外側円筒形状体114の厚みが0.5~2.0mmの範囲� �となる量で供給される。

 このようにして外側円筒形状体114が形成� ��れる間、該外側円筒形状体114の外周壁には� ��塗型材のスパイニーが転写される。その一� ��で、Al-17~23%Si-2.5%Cu系合金の溶湯L2がポット44 bに補充される。

 溶湯L2の円筒状金型22への導入が終了して 外側円筒形状体114の温度が状態図の液相-固� �線温度以下となるのに必要な所定時間、例� �ば、ある条件下において好適には8~25秒が経� ��した直後(換言すれば、外側円筒形状体114の 温度が状態図の液相-固相線温度以下となっ� �直後)、ポット44bを傾動させて溶湯L2をトラ� �40bの本体に移す。これに追従し、図11に示す ように、トラフ40bの注湯管42bを介して円筒状 金型22の内部に溶湯L2が導入される。導入さ� �た溶湯L2は、その流動性によって円盤状閉塞 部材30側まで展開する。勿論、溶湯L2を導入� �る間、円筒状金型22の回転動作は続行される 。

 溶湯L2は、遠心力によって外側円筒形状� �114の内周壁に添着するように偏在し、これ� �より、図12に示すように、内側円筒形状体112 が形成される。その結果、内側円筒形状体112 の外方に外側円筒形状体114が積層され、且つ 外側円筒形状体114の内周壁が内側円筒形状体 112の外周壁に接合した予備成形体110が得られ る。

 内側円筒形状体112が冷却固化する際には� ��外側円筒形状体114が冷やし金(チラー)とし� �機能する。このため、第2実施形態では、一� ��的な遠心鋳造に比して溶湯L2の冷却速度が� �きくなる。すなわち、初晶Siが大きく成長す る前に溶湯L2が固化するので、初晶Siが微細� �組織が得られる。初晶Siの平均粒径は、概ね 35μm以下である。

 また、冷却速度が大きいので、溶湯L2中� �Siが遠心力によって外周壁側に移動する前に 固化が起こる。従って、初晶Siが偏在するこ� ��が抑制され、内側円筒形状体112の直径方向� ��沿って略均等に分散する。このように、外� ��円筒形状体114をチラーとして機能させるこ� ��で、微細且つ互いに略同寸法の初晶Siが一� �に分散した内側円筒形状体112を得ることが� �きる。

 次に、円筒状金型22の一端部から円環状� �体32を取り外した後、この端部側から、内側 円筒形状体112と外側円筒形状体114とが接合し た予備成形体110を引き抜いて塗型材とともに 取り出す。その後、外側円筒形状体114の外周 壁に付着した塗型材をショットブラスト処理 等によって除去し、さらに、内側円筒形状体 112の内周壁側から所定量の加工代を除去する 削り出しを行えば、初晶Siが略均等に分散し� ��内側円筒形状体112を具備するシリンダスリ� ��ブが得られる。

 内側円筒形状体112を遠心鋳造によって設� ��る際、仮に初晶Siが外側円筒形状体114側に� �干偏在し、直径方向の中腹部よりも内側(内� ��円筒形状体112の内周壁側)で初晶Siの量がや� ��少なくなったとしても、上記したように、� ��り出しが予備成形体110の内周壁側から行わ� ��るので、Siの量が少ない部位が加工代とし� �除去される。結局、初晶Siの量が十分なシリ ンダスリーブを得ることが可能となる。

 以上のように、第2実施形態によれば、高 強度で且つ耐摩耗性に優れたシリンダスリー ブを作製することができる。

 また、第2実施形態では、外側円筒形状体 114をチラーとして機能させて初晶Siの微細化� ��図るようにしているので、円筒状金型の回� ��数や温度等の鋳造条件を厳密に管理する必� ��がない。

 このようにして得られたシリンダスリー� ��は、自動車用の内燃機関を構成するシリン� ��ブロックを鋳造成形するための鋳造金型の� ��ャビティに配置される。そして、このキャ� ��ティに対し、シリンダブロックとなる金属� ��湯が導入される。最終的に、シリンダブロ� ��クにシリンダスリーブが鋳ぐるまれ、これ� ��より、内燃機関が構成される。この鋳ぐる� ��の際、シリンダスリーブ(外側円筒形状体114 )の外周壁に存在するスパイニーがアンカー� �して機能し、これにより、シリンダスリー� �とシリンダブロックとの間に十分な接合強� �が確保される。

 内燃機関においては、シリンダスリーブ� ��内周壁にピストンが摺接する。このシリン� ��スリーブの内周壁は、上記したように初晶S iに富むA390相当材(Al-17%Si系合金)又はAC9A相当� �(Al-23%Si系合金)からなる内側円筒形状体112で� ��り、このため、耐摩耗性に優れる。

 以上のように、第2実施形態によれば、シ リンダブロックとの接合強度が大きく、且つ ピストンが摺接する内周壁の耐摩耗性が良好 なシリンダスリーブを構成することができる 。

 図13に示されるような遠心鋳造装置150を� �成し、溶湯L2を円筒状金型22に導入するよう� ��してもよい。以下、この変形例について説� ��する。

 この場合、円環状枠体32の貫通孔34には、 注湯管152が通されている。換言すれば、該注 湯管152は、貫通孔34を介して円筒状金型22の� �部に挿入される。

 注湯管152は、4本の棒状ヒータ154で囲繞さ れている。すなわち、各々の中央貫通孔に注 湯管152が通された第1挟持板156、第1貫挿支持� ��158、第2貫挿支持板160、第2挟持板162の各々� �、該注湯管152の先端側からこの順序で位置� �め固定されており、各棒状ヒータ154の両端� �は、この中の第1挟持板156及び第2挟持板162で 挟持されている。また、第1貫挿支持板158及� �第2貫挿支持板160は、前記中央貫通孔の周囲� ��形成された小貫通孔に各棒状ヒータ154を通� ��ことで、その中腹部を支持している。

 図14に示すように、注湯管152は、供給管16 4を介して溶湯保持炉166に連結されている。� �なわち、供給管164は、注湯管152に連結され� �フレキシブルチューブ168と、溶湯保持炉166� �ら延在して略逆L字型をなす逆L字管170とが互 いに連結されることで、注湯管152から溶湯保 持炉166にわたって橋架されている。

 一方、溶湯保持炉166の底面には車輪172が� ��けられており、各車輪172は、作業ステーシ� ��ンの床に敷設された案内レール174に摺動自� ��に係合している。すなわち、溶湯保持炉166� ��、車輪172が回転した際に案内レール174に沿� ��て変位する。

 溶湯保持炉166の内部には断熱材176が収容� ��れており、この断熱材176に囲繞されるよう� ��して溶湯収容容器178が挿入されている。こ� ��溶湯収容容器178の内部には図示しない浸漬� ��ータが挿入されており、該溶湯収容容器178� ��貯留されたAl-17~23%Si-2.5%Cu系合金の溶湯L2は� �前記浸漬ヒータによって加温されるととも� �前記断熱材176によって保温される。

 また、溶湯収容容器178の上端部の一部に� ��溶湯を導入するための開口が設けられ、該� ��口は、蓋部材180で封止されている。

 蓋部材180には2本の貫通孔が設けられてお り、この中の1本には、上記したように、前� �供給管164を構成する逆L字管170が通されてい� ��。逆L字管170の先端部は、溶湯L2に浸漬され� ��いる。また、残余の1本には、図示しないア ルゴンガス供給源に連結されたガス導入管182 が通されており、該ガス導入管182は、溶湯L2� ��液面から若干離間している。

 このように構成された遠心鋳造装置150に� ��って予備成形体110を製造するに際しては、� ��ず、円筒状金型22の内周壁に塗型材が塗布� �れる。その後、ローラ26の回転が開始され、 これに追従して円筒状金型22が回転動作する� ��その一方で、前記アルゴンガス供給源から� ��ルゴンガス(不活性ガス)が供給され、ガス� �入管182を経由した後、溶湯保持炉166を構成� �る溶湯収容容器178の内部に放出される。

 溶湯収容容器178内では、溶湯L2がアルゴ� �ガスによって押圧される。アルゴンガスの� �力がさらに上昇すると、溶湯L2は、逆L字管17 0を上昇してフレキシブルチューブ168を経由� �た後、注湯管152に到達する。このように、� �2実施形態においては、不活性ガスで溶湯L2� �押圧することで溶湯保持炉166から円筒状金� �22へ移液するようにしているので、大気を巻 き込み難く、勿論、不活性ガスも巻き込み難 い。

 図15に示すように、注湯管152は、その先� �が円盤状閉塞部材30の近傍に位置するまで円 筒状金型22の内部に挿入されている。このた� ��、溶湯L2は円盤状閉塞部材30の近傍に導出さ れ、その後、円環状枠体32側に向かって流動� ��る。

 溶湯L2が導出される間、円筒状金型22の回 転動作が続行される。このため、溶湯L2は、� ��16に示すように、遠心力の作用によって円� �状金型22の内周壁に偏在して外側円筒形状体 114を形成する。外側円筒形状体114の厚みが0.5 ~2.0mmの範囲内となる量の溶湯L2が供給される� ��、該溶湯L2の供給が一旦停止される。

 そして、外側円筒形状体114の温度が状態� ��の液相-固相線温度以下となった直後、溶湯 L2の導入を再開して内側円筒形状体112を形成� ��る。なお、この導入再開に先立ち、棒状ヒ� ��タ154を予め発熱させておく。棒状ヒータ154� ��総発熱量は、例えば、約30kWに設定すればよ い。

 この場合、溶湯L2は、予備成形体110の最� �的な厚みが5~6mmの範囲内となる量で供給され 、その結果、棒状ヒータ154と予備成形体110の 内周壁とのクリアランスは約5mmとなる。上記 したように、溶湯L2が大気やその他のガスを� ��き込んだとしてもその量は極めて僅かであ� ��ので、予備成形体110には気泡(内部欠陥)が� �じ難い。なお、前記クリアランスが5mmであ� �場合、巻き込み量は極めて微量であること� �本発明者らによって確認されている。

 次に、注湯管152が円筒状金型22の内部に� �在した状態で溶湯L2の冷却固化が行われる。 上記したように棒状ヒータ154が予め発熱され ているため、冷却固化の最中、内側円筒形状 体112の内周壁は棒状ヒータ154によって加温さ れることになる。その一方で、内側円筒形状 体112の外周壁は、先に固化した外側円筒形状 体114に接触している。従って、内側円筒形状 体112における冷却速度は、外周壁側で大きく 且つ内周壁側で小さくなる。

 内側円筒形状体112にこのような熱勾配が� ��じることにより、仮に溶湯L2にアルゴンガ� �が巻き込まれて気泡が生じたとしても、こ� �気泡は、外周壁側に比して冷却速度が小さ� �固化に時間を要する内周壁側に移動するこ� �ができる。

 一方、外周壁側では冷却速度が大きいの� ��、初晶Siが大きく成長して粗大化すること� �抑制される。すなわち、第2実施形態によれ� ��、外周壁側に微細な初晶Siが分散し、且つ� �周壁側に欠陥が集中した内側円筒形状体112� �得られる。

 次に、溶湯保持炉166に力を付与し、これ� ��より該溶湯保持炉166を案内レール174に沿っ� ��円筒状金型22から離間する方向に変位させ� �。勿論、この際には、溶湯保持炉166の底面� �設けられた車輪172が回転する。

 上記した溶湯保持炉166の変位に追従して� ��注湯管152及び棒状ヒータ154が円筒状金型22� �外部に導出される。また、溶湯保持炉166は� �最終的に溶湯補給ステーションまで変位さ� �、変位停止後に溶湯収容容器178に溶湯L2が補 給される。

 次に、円筒状金型22の一端部から円環状� �体32を取り外した後、この端部側から予備成 形体110を引き抜いて塗型材とともに取り出す 。その後、該予備成形体110の外周壁に対して ショットブラスト処理等を施して塗型材を除 去し、さらに、削り出しを内周壁側から行え ば、欠陥が集中した内周壁側が除去され、且 つ微細な初晶Siが略均等に分散した外周壁側� ��残留する。すなわち、内部欠陥が極めて少� ��く、且つ微細な初晶Siに富むために高強度� �且つ耐摩耗性に優れたシリンダスリーブが� �られる。勿論、このシリンダスリーブの外� �壁には、塗型材の表面の凹凸が転写される� �とでスパイニーが形成されている。

 なお、内側円筒形状体112及び外側円筒形� ��体114の双方の材質をAl-17~23%Si-2.5%Cu系合金と� ��る場合、両者の成分組成を厳密に一致させ� ��必要は特にない。すなわち、例えば、A390相 当材は、Siが17~18%であるアルミニウム合金で� ��るが、Siが17%であるA390相当材からなる外側� ��筒形状体114を設け、且つSiが18%であるA390相� ��材からなる内側円筒形状体112を設けるよう� ��してもよい。

 上記第2実施の形態は、シリンダスリーブ を構成する内側円筒形状体112及び外側円筒形 状体114の材質としてA390相当材又はAC9A相当材� ��例示して説明しているが、両者の材質は特� ��これに限定されるものではなく、ADC10(JIS)や ADC12(JIS)等、別種のアルミニウム合金であっ� �もよい。

 さらに、外側円筒形状体114の厚みT4は、0. 5~2.0mmの範囲内に特に限定されるものではな� �、内側円筒形状体112の冷却速度を制御して� �望の組織が得られるように設定される。

 次に、円筒状成形体の内部に注湯して円� ��形状鋳造体を形成することで中空部材を得� ��第3実施形態につき説明する。

 図17は、第3実施形態に係るシリンダスリ� ��ブを設けるための予備成形体210の概略全体� ��視図である。この予備成形体210は、内側円� ��形状鋳造体212と外側円筒形状成形体214とが� ��層された積層体であり、且つその長手方向� ��沿って貫通孔が存在する中空部材である。

 この場合、内側円筒形状鋳造体212はAl-23%S i系合金からなる鋳造品である。すなわち、� �述するように、該内側円筒形状鋳造体212は� �溶湯が冷却固化することで設けられる。な� �、その厚みT5は、5~6mm程度に設定される。

 この内側円筒形状鋳造体212では、平均粒� ��が35μm以下の微細な初晶Siが外周壁側(外側� �筒形状成形体214側)に偏在することなく、直� ��方向に沿って略均等に分散している。その� ��、初晶Siの粒度分布幅も小さい。換言すれ� �、内側円筒形状鋳造体212の組織は、微細且� �互いに略同寸法の初晶Siが一様に分散した状 態となっている。

 一方の外側円筒形状成形体214は、例えば� ��Al-11%Si-2.5%Cu系合金(ADC12)からなる円筒体であ り、その内周壁は、内側円筒形状鋳造体212の 外周壁に接合している。この外側円筒形状成 形体214は、図18及び図19に示すように、内側� �筒形状鋳造体212を設ける前に予め、遠心鋳� �装置220を構成する円筒状金型22に挿入された ものである。なお、外側円筒形状成形体214の 好適な厚みT6は、1.0~2.0mmの範囲内である。

 このように構成された予備成形体210から� ��リンダスリーブを作製するに際しては、該� ��備成形体210の内周壁側、すなわち、内側円� ��形状鋳造体212から削り出しが行われる。換� ��すれば、内側円筒形状鋳造体212は、所定の� ��みとなるまで薄肉化される。このように、� ��側円筒形状鋳造体212は、予備成形体210の加� ��代として設けられる。

 上記したように、内側円筒形状鋳造体212� ��は、微細且つ互いに略同寸法の初晶Siが直� �方向に沿って一様に分散している。このた� �、加工後の予備成形体210、すなわち、シリ� �ダスリーブにおいては、ピストンが摺接す� �内周壁にも優れた耐摩耗性が発現する。そ� �上、全体にわたって高強度である。従って� �このシリンダスリーブを組み込んだ内燃機� �は、優れた耐久性を示す。

 次に、このシリンダスリーブの製造方法� ��つき、図18に示す遠心鋳造装置220を使用す� �場合を例示して説明する。なお、図2~図6及� �図8~図12に示される構成要素と同一の構成要� ��については、同一の参照符号を付す。

 この遠心鋳造装置220も、前記遠心鋳造装� ��20、120と略同様に構成される。すなわち、� �遠心鋳造装置220は、略水平方向に沿って横� �した円筒状金型22を有し、該円筒状金型22の� ��周壁には、該外周壁を周回方向に沿って切� ��欠くようにして2本の環状溝24、24が設けら� �ている。

 環状溝24、24の各々の底部には、ローラ対 をなすローラ26、26の外周壁がそれぞれ摺接� �る。すなわち、円筒状金型22は、図示しない 回転駆動源の作用下にローラ26の各々が回転� ��作することに伴って回転する。

 また、円筒状金型22の一端部には円盤状� �塞部材30が嵌着され、他端部には円環状枠体 32が取着される。円筒状金型22の内部には、� �環状枠体32に設けられた貫通孔34を介してト� ��フ40cの注湯管42cが挿入される。

 トラフ40cの本体には、内側円筒形状鋳造� ��212を設けるためのAl-23%Si系合金の溶湯L3が収 容される。トラフ40cの近傍には傾動自在なポ ット44cが配設されており、このポット44cを介 してトラフ40cに溶湯L3が供給される。

 シリンダスリーブを製造するに際しては� ��先ず、ADC12からなる円筒体、すなわち、外� �円筒形状成形体214が円筒状金型22の内部に挿 入される(図18及び図19参照)。勿論、外側円筒 形状成形体214の外径は円筒状金型22の内径に� ��応しており、従って、外側円筒形状成形体2 14と円筒状金型22はほとんど離間しない。

 この状態でローラ26の回転が開始され、� �れに追従して円筒状金型22が回転動作する。 上記したように、外側円筒形状成形体214と円 筒状金型22との間の遊びが極めて小さいので� ��外側円筒形状成形体214が円筒状金型22内で� �動することはない。

 その一方で、図20に示すように、貫通孔34 を介してトラフ40cの注湯管42cが円筒状金型22� ��内部に挿入される。さらに、溶解炉で調製� ��れたAl-23%Si系合金の溶湯L3がポット44cに移さ れ、該ポット44cが傾動されることに伴ってト ラフ40cの本体に移される。その後、Al-23%Si系� ��金の溶湯L3の所定量がトラフ40cを介して外� �円筒形状成形体214の内部に供給され、該外� �円筒形状成形体214の長手方向に沿って円盤� �閉塞部材30側に流動する。溶湯L3は、さらに� ��遠心力の作用によって外側円筒形状成形体2 14の内周壁に円筒体形状をなすように偏在し� ��、内側円筒形状鋳造体212を形成する。ここ� ��、第3実施形態では、溶湯L3は、内側円筒形� ��鋳造体212の厚みが5~6mmの範囲内となる量で� �給される。

 以上のようにして、図21に示すように、� �側円筒形状鋳造体212が形成される。その結� �、内側円筒形状鋳造体212の外方に外側円筒� �状成形体214が積層され、且つ外側円筒形状� �形体214の内周壁が内側円筒形状鋳造体212の� �周壁に接合した予備成形体210が得られる。

 内側円筒形状鋳造体212が冷却固化する際� ��は、外側円筒形状成形体214が冷やし金(チラ ー)として機能する。このため、第3実施形態� ��は、一般的な遠心鋳造に比して溶湯L3の冷� �速度が大きくなる。すなわち、初晶Siが大き く成長する前に溶湯L3が固化するので、初晶S iが微細な組織が得られる。外側円筒形状成� �体214の厚みT6を1.0~2.0mmに設定した第3実施形� �においては、初晶Siの平均粒径は、概ね35μm� ��下となる。

 しかも、冷却速度が大きいので、溶湯L3� �のSiが遠心力によって外周壁側に移動する前 に固化が起こる。従って、初晶Siが偏在する� ��とが抑制され、内側円筒形状鋳造体212の直� ��方向に沿って略均等に分散する。このよう� ��、外側円筒形状成形体214をチラーとして機� ��させることで、微細且つ互いに略同寸法の� ��晶Siが一様に分散した内側円筒形状鋳造体21 2を得ることができる。

 次に、円筒状金型22の一端部から円環状� �体32を取り外した後、この端部側から、内側 円筒形状鋳造体212と外側円筒形状成形体214と が接合した予備成形体210を引き抜いて塗型材 とともに取り出す。その後、外側円筒形状成 形体214の外周壁に対し、ショットブラスト処 理等によって微細な凹凸を設ける。さらに、 内側円筒形状鋳造体212の内周壁側から所定量 の加工代を除去する削り出しを行えば、初晶 Siが略均等に分散した内側円筒形状鋳造体212� ��具備するシリンダスリーブが得られる。

 内側円筒形状鋳造体212を遠心鋳造によっ� ��設ける際、仮に初晶Siが外側円筒形状成形� �214側に若干偏在し、直径方向の中腹部より� �内側(内側円筒形状鋳造体212の内周壁側)で初 晶Siの量がやや少なくなったとしても、上記� ��たように、削り出しが予備成形体210の内周� ��側から行われるので、Siの量が少ない部位� �加工代として除去される。結局、初晶Siの量 が十分なシリンダスリーブを得ることが可能 となる。

 以上のように、第3実施形態によれば、高 強度で且つ耐摩耗性に優れたシリンダスリー ブを作製することができる。

 また、第3実施形態では、外側円筒形状成 形体214をチラーとして機能させて初晶Siの微� ��化を図るようにしているので、円筒状金型� ��回転数や温度等の鋳造条件を厳密に管理す� ��必要がない。

 このようにして得られたシリンダスリー� ��は、自動車用の内燃機関を構成するシリン� ��ブロックを鋳造成形するための鋳造金型の� ��ャビティに配置される。そして、このキャ� ��ティに対し、シリンダブロックとなる金属� ��例えば、ADC12等の溶湯が導入される。

 最終的に、シリンダブロックにシリンダ� ��リーブが鋳ぐるまれ、これにより内燃機関� ��構成される。この鋳ぐるみの際、シリンダ� ��リーブ(外側円筒形状成形体214)の外周壁に� �けられた凹凸がアンカーとして機能する。� �た、シリンダブロックと外側円筒形状成形� �214とがADC12であるので、シリンダブロックと 外側円筒形状成形体214の線膨張係数が一致し 、前記金属溶湯の導入時、及び該金属溶湯の 冷却固化時にシリンダスリーブとシリンダブ ロックとが略同程度に膨張・収縮する。この ため、シリンダスリーブとシリンダブロック との間に剥離が生じ難い。従って、前記凹凸 のアンカー効果のみで、シリンダスリーブと シリンダブロックとの間に十分な接合強度が 確保される。

 内燃機関においては、シリンダスリーブ� ��内周壁にピストンが摺接する。このシリン� ��スリーブの内周壁は、上記したように初晶S iに富むAl-23%Si系合金からなる内側円筒形状鋳 造体212であり、従って、耐摩耗性が極めて大 きい。このため、耐久性に優れる。

 以上のように、第3実施形態によれば、シ リンダブロックとの接合強度が大きく、且つ ピストンが摺接する内周壁の耐摩耗性が良好 なシリンダスリーブを構成することができる 。

 なお、第3実施形態は、シリンダスリーブ を構成する外側円筒形状成形体214の材質とし てADC12を選定した場合を例示して説明してい� ��が、特にこれに限定されるものではなく、� ��側円筒形状鋳造体212と同一のAl-23%Si系合金� �あってもよいし、ADC10等のその他のアルミニ ウム合金であってもよい。さらに、アルミニ ウムであってもよい。

 また、内側円筒形状鋳造体212の材質もAl-2 3%Si系合金に特に限定されるものではなく、� �えば、ADC10やADC12等であってもよい。

 さらに、外側円筒形状成形体214の厚みT6� �、1.0~2.0mmの範囲内に特に限定されるもので� �なく、内側円筒形状鋳造体212の冷却速度を� �御して所望の組織が得られるように設定さ� �る。

 さらに、以上の第1~第3実施形態では、中� ��部材としてシリンダスリーブを例示して説� ��したが、中空部材も特にこれに限定される� ��のではなく、如何なる部材であってもよい� ��

 最後に、外周側と内周側とが別種の材質� ��らなるシリンダスリーブを得る第4実施形態 につき説明する。

 図22は、第4実施形態に係るシリンダスリ� ��ブを設けるための予備成形体310の概略全体� ��視図である。この予備成形体310は、内側円� ��形状体312と外側円筒形状体314とが積層され� ��積層体である。

 この場合、内側円筒形状体312はAl-17~23%Si-2 .5%Cu系合金、すなわち、A390相当材(Al-17%系合� �)又はAC9A相当材(Al-23%系合金)からなり、後述� ��るように、溶湯が冷却固化することで設け� ��れた鋳造品である。なお、その厚みT7は、5~ 6mm程度に設定される。

 この内側円筒形状体312では、平均粒径が3 5μm以下の微細な初晶Siが外周壁側(外側円筒� �状体314側)に偏在することなく、直径方向に� ��って略均等に分散している。その上、初晶S iの粒度分布幅も小さい。換言すれば、内側� �筒形状体312の組織は、微細且つ互いに略同� �法の初晶Siが一様に分散した状態となってい る。

 一方、外側円筒形状体314は、Al-11%Si-2.5%Cu� ��合金(ADC12)からなる鋳造品である。すなわち 、該外側円筒形状体314もまた溶湯が冷却固化 することで設けられたものであり、その内周 壁は内側円筒形状体312の外周壁に接合してい る。なお、外側円筒形状体314の好適な厚みT8� ��、0.5~2.0mmの範囲内である。

 このように構成された予備成形体310から� ��リンダスリーブを作製するに際しては、該� ��備成形体310の内周壁側、すなわち、内側円� ��形状体312から削り出しが行われる。換言す� ��ば、内側円筒形状体312は、所定の厚みとな� ��まで薄肉化される。このように、内側円筒� ��状体312は、予備成形体310の加工代として設� ��られる。

 上記したように、内側円筒形状体312では� ��微細且つ互いに略同寸法の初晶Siが直径方� �に沿って一様に分散している。このため、� �工後の予備成形体310、すなわち、シリンダ� �リーブにおいては、ピストンが摺接する内� �壁にも優れた耐摩耗性が発現する。その上� �全体にわたって高強度である。従って、こ� �シリンダスリーブを組み込んだ内燃機関は� �優れた耐久性を示す。

 次に、このシリンダスリーブの製造方法� ��つき、図23に示す遠心鋳造装置320を使用す� �場合を例示して説明する。

 この遠心鋳造装置320も、前記遠心鋳造装� ��20、120、220と略同様に構成される。すなわ� �、この遠心鋳造装置320は、略水平方向に沿� �て横臥した円筒状金型22と、該円筒状金型22� ��外周壁に形成された2本の環状溝24、24に摺� �し且つ回転動作することによって円筒状金� �22を回転させるローラ26、26とを有する。ま� �、上記と同様に、円筒状金型22の一端部に円 盤状閉塞部材30が嵌着される一方、他端部に� ��貫通孔34が設けらた円環状枠体32が取着され る。

 第4実施形態では、2個のトラフ40d、40eと� �2個のポット44d、44eとが用いられる。すなわ� ��、円筒状金型22の内部には、貫通孔34を介し てトラフ40dの注湯管42d又はトラフ40eの注湯管 42eが円筒状金型22の内部に挿入される。

 トラフ40dの本体には、外側円筒形状体314� ��設けるためのADC12の溶湯L4が収容される。ト ラフ40dの近傍には傾動自在なポット44dが配設 されており、このポット44dを介してトラフ40d に溶湯L4が供給される。

 一方、トラフ40eの本体には、内側円筒形� ��体14を設けるための溶湯L5が収容される。上 記同様、トラフ40eの近傍にも傾動自在なポッ ト44eが配設され、このポット44eからトラフ40e に向けて溶湯L5が供給される。

 シリンダスリーブとなる予備成形体310を� ��造するに際しては、先ず、溶解炉で調製さ� ��たADC12の溶湯L4がポット44dに移され、さらに 、該ポット44dが傾動されることに伴ってトラ フ40dの本体に移される。その一方で、円筒状 金型22の内周壁に塗型材が塗布され、その後� ��図24に示すように、貫通孔34を介してトラフ 40dの注湯管42dが円筒状金型22の内部に挿入さ� ��る。なお、図24ではトラフ40eの注湯管42eを� �示していないが、トラフ40dに干渉しない位� �に注湯管42eを配置しておくようにしてもよ� �。

 この状態でローラ26の回転が開始され、� �れに追従して円筒状金型22が回転動作する。 その後、ADC12の溶湯L4の所定量がトラフ40dを� �して円筒状金型22の内部に供給され、該円筒 状金型22の長手方向に沿って流動する。溶湯L 4は、さらに、遠心力の作用によって円筒状� �型22の内周壁に円筒体形状をなすように偏在 して、外側円筒形状体314を形成する(図25参照 )。ここで、第4実施形態では、溶湯L4は、外� �円筒形状体314の厚みが0.5~2.0mmの範囲内とな� �量で供給される。

 このようにして外側円筒形状体314が形成� ��れる間、該外側円筒形状体314の外周壁には� ��塗型材のスパイニーが転写される。

 その一方で、溶解炉で調製されたA390相当 材(Al-17%系合金)又はAC9A相当材(Al-23%系合金)の� ��湯L5をポット44eに移しておく。そして、外� �円筒形状体314の温度が状態図の液相-固相線� ��度以下となるのに必要な所定時間、例えば� ��ある条件下において好適には8~25秒が経過し た直後(換言すれば、外側円筒形状体314の温� �が状態図の液相-固相線温度以下となった直� ��)、該ポット44eを傾動させて溶湯L5をトラフ4 0eの本体に移す。これに追従し、図26に示す� �うに、トラフ40eの注湯管42eを介して円筒状� �型22の内部に溶湯L5が導入される。導入され� ��溶湯L5は、その流動性によって円盤状閉塞� �材30側まで展開する。勿論、溶湯L5を導入す� ��間、円筒状金型22の回転動作は続行される� �

 溶湯L5は、遠心力によって外側円筒形状� �314の内周壁に添着するように偏在し、これ� �より、図27に示すように、内側円筒形状体312 が形成される。その結果、内側円筒形状体312 の外方に外側円筒形状体314が積層され、且つ 外側円筒形状体314の内周壁が内側円筒形状体 312の外周壁に接合した予備成形体310が得られ る。

 内側円筒形状体312が冷却固化する際には� ��外側円筒形状体314が冷やし金(チラー)とし� �機能する。このため、第4実施形態では、一� ��的な遠心鋳造に比して溶湯L5の冷却速度が� �きくなる。すなわち、初晶Siが大きく成長す る前に溶湯L5が固化するので、初晶Siが微細� �組織が得られる。初晶Siの平均粒径は、概ね 35μm以下である。

 また、冷却速度が大きいので、溶湯L5中� �Siが遠心力によって外周壁側に移動する前に 固化が起こる。従って、初晶Siが偏在するこ� ��が抑制され、内側円筒形状体312の直径方向� ��沿って略均等に分散する。このように、外� ��円筒形状体314をチラーとして機能させるこ� ��で、微細且つ互いに略同寸法の初晶Siが一� �に分散した内側円筒形状体312を得ることが� �きる。

 次に、円筒状金型22の一端部から円環状� �体32を取り外した後、この端部側から、内側 円筒形状体312と外側円筒形状体314とが接合し た予備成形体310を引き抜いて塗型材とともに 取り出す。その後、外側円筒形状体314の外周 壁に付着した塗型材をショットブラスト処理 等によって除去し、さらに、内側円筒形状体 312の内周壁側から所定量の加工代を除去する 削り出しを行えば、初晶Siが略均等に分散し� ��内側円筒形状体312を具備するシリンダスリ� ��ブが得られる。

 内側円筒形状体312を遠心鋳造によって設� ��る際、仮に初晶Siが外側円筒形状体314側に� �干偏在し、直径方向の中腹部よりも内側(内� ��円筒形状体312の内周壁側)で初晶Siの量がや� ��少なくなったとしても、上記したように、� ��り出しが予備成形体310の内周壁側から行わ� ��るので、Siの量が少ない部位が加工代とし� �除去される。結局、初晶Siの量が十分なシリ ンダスリーブを得ることが可能となる。

 以上のように、第4実施形態によれば、高 強度で且つ耐摩耗性に優れたシリンダスリー ブを作製することができる。

 また、第4実施形態では、外側円筒形状体 314をチラーとして機能させて初晶Siの微細化� ��図るようにしているので、円筒状金型の回� ��数や温度等の鋳造条件を厳密に管理する必� ��がない。

 このようにして得られたシリンダスリー� ��は、自動車用の内燃機関を構成するシリン� ��ブロックを鋳造成形するための鋳造金型の� ��ャビティに配置される。そして、このキャ� ��ティに対し、シリンダブロックとなる金属� ��湯が導入される。

 この場合、前記金属溶湯としては、アル� ��ニウム、又はAl-9%Si-3%Cu合金(ADC10ないしADC12)� ��選定される。アルミニウム、ADC10又はADC12の 線膨張係数は、外側円筒形状体314の材質であ るADC12の線膨張係数と略同等であるので、前� ��金属溶湯の導入時、及び該金属溶湯の冷却� ��化時にシリンダスリーブとシリンダブロッ� ��とが略同程度に膨張・収縮し、このため、� ��側円筒形状体314の外周壁に転写されたスパ� ��ニーのアンカー効果で、シリンダスリーブ� ��シリンダブロックとの間に十分な接合強度� ��確保される。最終的に、シリンダブロック� ��シリンダスリーブが鋳ぐるまれ、これによ� ��、内燃機関が構成される。

 内燃機関においては、シリンダスリーブ� ��内周壁にピストンが摺接する。このシリン� ��スリーブの内周壁は、上記したように初晶S iに富むA390相当材又はAC9A相当材からなる内側 円筒形状体312であり、従って、耐摩耗性が極 めて大きい。このため、耐久性に優れる。

 以上のように、第4実施形態によれば、シ リンダブロックとの接合強度が大きく、且つ ピストンが摺接する内周壁の耐摩耗性が良好 なシリンダスリーブを構成することができる 。

 第2実施形態に係る変形例において用いた 遠心鋳造装置150と同様に構成された遠心鋳造 装置350を用い、これにより内側円筒形状体312 を設けるようにしてもよい。以下、この変形 例につき図28~図31を参照して説明する。なお� ��図13~図16に示される構成要素と同一の構成� �素には同一の参照符号を付し、その詳細な� �明を省略する。

 この場合においても、上記第2実施形態に 係る変形例に準拠して遠心鋳造装置350が構成 されるとともに(図28及び図29参照)、該変形例 と同様の操作が営まれる。すなわち、先ず、 遠心鋳造装置150を構成する円筒状金型22の内� ��壁に塗型材が塗布される。その後、ローラ2 6の回転が開始され、これに追従して円筒状� �型22が回転動作する。そして、貫通孔34を介� ��て円筒状金型22の内部に挿入されたトラフ40 dの注湯管42dから、ADC12の溶湯L4が供給される� ��トラフ40dの注湯管42dは、所定量の溶湯L4が� �給された後、円筒状金型22の外部に後退動作 する。

 次に、外側円筒形状体314の温度が状態図� ��液相-固相線温度以下となった直後、前記ア ルゴンガス供給源からアルゴンガス(不活性� �ス)が供給され、ガス導入管182を経由した後� ��溶湯保持炉166を構成する溶湯収容容器178の� ��部に放出される。

 溶湯収容容器178内では、溶湯L5がアルゴ� �ガスによって押圧される。アルゴンガスの� �力がさらに上昇すると、溶湯L5は、逆L字管17 0を上昇してフレキシブルチューブ168を経由� �た後、注湯管152に到達する。このように、� �4実施形態においては、不活性ガスで溶湯L5� �押圧することで溶湯保持炉166から円筒状金� �22へ移液するようにしているので、大気を巻 き込み難く、勿論、不活性ガスも巻き込み難 い。

 図30に示すように、注湯管152は、その先� �が円盤状閉塞部材30の近傍に位置するまで円 筒状金型22の内部に挿入されている。このた� ��、溶湯L5は円盤状閉塞部材30の近傍に導出さ れ、その後、円環状枠体32側に向かって流動� ��る。

 溶湯L5が導出される間、円筒状金型22の回 転動作が続行される。このため、溶湯L5は、� ��31に示すように、遠心力の作用によって外� �円筒形状体314の内周壁に偏在して内側円筒� �状体312を形成する。なお、溶湯L5の導入に先 立ち、棒状ヒータ154を予め発熱させておく。 棒状ヒータ154の総発熱量は、例えば、約30kW� �設定すればよい。

 この場合、溶湯L5は、予備成形体310の最� �的な厚みが5~6mmの範囲内となる量で供給され 、その結果、棒状ヒータ154と予備成形体310の 内周壁とのクリアランスは約5mmとなる。上記 したように、溶湯Lが大気やその他のガスを� �き込んだとしてもその量は極めて僅かであ� �ので、予備成形体310には気泡(内部欠陥)が生 じ難い。なお、前記クリアランスが5mmである 場合、巻き込み量は極めて微量であることが 本発明者らによって確認されている。

 次に、注湯管152が円筒状金型22の内部に� �在した状態で溶湯L5の冷却固化が行われる。 上記したように棒状ヒータ154が予め発熱され ているため、冷却固化の最中、内側円筒形状 体312の内周壁は棒状ヒータ154によって加温さ れることになる。その一方で、内側円筒形状 体312の外周壁は、先に固化した外側円筒形状 体314に接触している。従って、内側円筒形状 体312における冷却速度は、外周壁側で大きく 且つ内周壁側で小さくなる。

 内側円筒形状体312にこのような熱勾配が� ��じることにより、仮に溶湯L5にアルゴンガ� �が巻き込まれて気泡が生じたとしても、こ� �気泡は、外周壁側に比して冷却速度が小さ� �固化に時間を要する内周壁側に移動するこ� �ができる。

 一方、外周壁側では冷却速度が大きいの� ��、初晶Siが大きく成長して粗大化すること� �抑制される。すなわち、第4実施形態によれ� ��、外周壁側に微細な初晶Siが分散し、且つ� �周壁側に欠陥が集中した内側円筒形状体312� �得られる。

 次に、溶湯保持炉166に力を付与し、これ� ��より該溶湯保持炉166を案内レール174に沿っ� ��円筒状金型22から離間する方向に変位させ� �。勿論、この際には、溶湯保持炉166の底面� �設けられた車輪172が回転する。

 上記した溶湯保持炉166の変位に追従して� ��注湯管152及び棒状ヒータ154が円筒状金型22� �外部に導出される。また、溶湯保持炉166は� �最終的に溶湯補給ステーションまで変位さ� �、変位停止後に溶湯収容容器178に溶湯L5が補 給される。

 次に、円筒状金型22の一端部から円環状� �体32を取り外した後、この端部側から予備成 形体310を引き抜いて塗型材とともに取り出す 。その後、該予備成形体310の外周壁に対して ショットブラスト処理等を施して塗型材を除 去し、さらに、削り出しを内周壁側から行え ば、欠陥が集中した内周壁側が除去され、且 つ微細な初晶Siが略均等に分散した外周壁側� ��残留する。すなわち、内部欠陥が極めて少� ��く、且つ微細な初晶Siに富むために高強度� �且つ耐摩耗性に優れたシリンダスリーブが� �られる。勿論、このシリンダスリーブの外� �壁には、塗型材の表面の凹凸が転写される� �とでスパイニーが形成されている。

 なお、第4実施の形態においては、シリンダ ブロックの材質としてアルミニウム、ADC10又� ��ADC12を選定するとともに、外側円筒形状体31 4の材質としてADC12を選定するようにしている が、接合強度を確保するための外側円筒形状 体314の材質は特にこれに限定されるものでは なく、その熱膨張係数と、シリンダブロック の材質の線膨張係数との差が3×10 ^-6 /℃以内のものであればよい。また、シリン� �ブロックと外側円筒形状体314とを同一のア� �ミニウム合金としてもよいことは勿論であ� �。

 また、内側円筒形状体312の材質もA390相当 材(Al-17%系合金)又はAC9A相当材(Al-23%系合金)に� ��に限定されるものではなく、耐摩耗性を確� ��する場合、外側円筒形状体314をなすAl-Si系� �金に比して耐摩耗性が大きなAl-Si系合金であ れば如何なるものであってもよい。

 さらに、内側円筒形状体312の材質は耐摩� ��性が大きいもの、外側円筒形状体314の材質� ��シリンダブロックの線膨張係数に近いもの� ��特に限定されるものではなく、希求される� ��性に応じて適宜変更すればよい。

 さらにまた、外側円筒形状体314の厚みT8� �0.5~2.0mmの範囲内に特に限定されるものでは� �く、内側円筒形状体312の冷却速度を制御し� �所望の組織が得られるように設定される。