JPH0211735B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンのシリンダブロツクおよび
その製造方法に関するものである。

従来、シリンダブロツクにアルミニウム系材料
を用いて軽量化する技術は、ジエネラルモーター
社の「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
性のある、コンパクト（シリンダ間隙の少ない）
で、安価な製法を約束した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は、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、鋼性も得られる等で問題も少な
いのであるが、エンジンの大型化に伴い、薄肉と
せざるを得ず、これに因て諸欠点が現われてきて
いる。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
シリンダブロツクにおいても、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
ナとする発想等はあるが、前記したように軽小型
のエンジンであれば、ライナの大きさに対してア
ルミニウムブロツクの容量、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または６気筒エンジンにサイズ・アツプ
した場合、相対的に比例されたアルミニウムブロ
ツクの量では容積、重量が過大で過剰品質傾向と
なりコストアツプとなる。このためブロツクの内
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等が鉄
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、かつそのノウハウの蓄積も困難で
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
差による異種金属との接合の問題がある。ブロツ
クが厚肉であれば、圧力残留応力化もとりうる
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。鉄とアルミニウムとの溶接は不可
ではないが、量産技術上困難性があり、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問題が
多い。

本発明は、これらを考慮してなされたものであ
つて、アルミニウム製のシリンダブロツクに別体
の筒状の鋼製ライナをめがね状鋼板を利用して一
体に固定してなるシリンダブロツク、およびアル
ミニウム製シリンダブロツクに、あらかじめ鋼材
製筒状ライナとめがね状鋼板とを一体化したもの
を嵌挿し、しかる後、前記シリンダブロツクの上
部にめがね状鋼板を一体に固定するシリンダブロ
ツクの製造方法に関するものであり、これによつ
て、軽量、コンパクトで、かつ量産可能な構成と
することができると共に長期の耐久信頼性に富
み、また鋼製ライナとアルミニウム・ブロツクと
の接合および剛性の問題を解決することができた
ものである。

以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。
第１図および第２図に示すように、アルミニウム
で構成したシリンダブロツク本体１には、上部に
開口する複数の円形の凹穴部２，２…が設けられ
ており、また、シリンダブロツク本体を冷却する
ために循環水を流す流路３，４が適宜の個所に設
けられている。流路３は凹穴部２に連通していて
後述のライナ９がこの連通部を塞ぐことにより完
成された流路となる。

シリンダブロツク本体１の各凹穴部２の上部周
縁には段差部５が設けられている。各凹穴部２，
２…は近接して設けられているので各凹穴部２，
２…間のシリンダブロツク本体１は段差部５が連
続して存在し、第１図に解るように輪が連続した
ようなめがね形状の段差部となつている。６は段
差部５の一部から外方に向つて設けられた、後述
のめがね状鋼板の位置決め用の切欠部である。

前記シリンダブロツク本体１の各凹穴部２，２
…には、前記凹穴部２，２…対応する円形孔７を
連接しためがね状鋼板８と、各円形孔７，７…に
上縁部を溶接等の手段で固定した鋼材ライナ９，
９…と、鋼材ライナ９の下方より中間部に溶接等
の手段で固定した鋼材リング１０とからなる結合
体が嵌挿される。嵌挿に際しては、各鋼材ライナ
９は各凹穴部２に嵌挿し、リング１０をシリンダ
ブロツク１の凹穴部２内の肩部２ａにエポキシ樹
脂を含浸させた薄厚和紙等１１を介して当接し、
その周囲をエポキシ樹脂を主材とした接着剤１２
で固定する。リング１０の下方の凹穴部２とライ
ナ９とが接する部位にはガラス繊維を混入したエ
ポキシ樹脂１２′が望ましい。

また、めがね状鋼板８は、前記の段差部５にす
つぽり嵌合する形状をしているので、めがね状鋼
板８の耳片８ａを段差部５の切欠部６に適合し
て、相互の位置決めをした状態で嵌合される。

更に、シリンダブロツク本体１に埋設した適数
個のボルト１４と、めがね状鋼板８の縁部とを溶
接により固定する。

なお、めがね状鋼板８と鋼材ライナ９との接合
は、第３図に示すようにめがね状鋼板８の下面に
溶接によつて行つても良い。

このように構成したシリンダブロツク本体１の
上部には、シリンダヘツドが被冠され、シリンダ
ブロツク本体に穿設したテンシヨンボルト用ねじ
孔１５を利用して、これを一体化する。

上述の通り、第１番目の発明は、アルミニウム
のシリンダブロツク本体と鋼材ライナとめがね状
鋼板とを組合せたシリンダブロツクであるので、
軽量化、コンパクト化の構造となり、めがね状鋼
板およびライナはフインの役目を果すので冷却性
能を高めることになり、また、高温となるライナ
を鋼材としたので熱膨張を少とし、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
量産可能な構造である等の諸効果がある。

更に、ライナ９を鋼板化することは、ライナの
表面処理を有利な条件の下に行うことができるの
で、湿式の鋳鉄材ライナにおける、外周部の冷却
水当接面に生ずる、エンジン振動によるキヤビテ
ーシヨン穴明き損傷を防止することもできる。ま
た、２番目の発明の如く、めがね状鋼板８、ライ
ナ９、リング１０のサブアツセンブリ体は小型で
取扱い易いため、別途、浸炭窒化処理後、研摩仕
上げしたものを組付けることもできるし、あるい
はまた、一体化後、ナマの鋼材を機械加工し、そ
の素面を無歪状態でレーザー焼入れ処理すること
もできて、応用範囲の広い構成である。

第２番目の発明は、上記の効果の外に、鋼材ラ
イナとめがね状鋼板をあらかじめ一体にしておい
てあるので、シリンダブロツクへの組合わせが、
容易迅速に行うことができる。また、これらの構
成から強度、精度共に低品質で間に合い、また全
体の結合が接着、溶接、弾圧、ボルト締めの構成
のため分割のデメリツトをカバーして振動特性の
劣化を防止することもできる等の諸効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシリンダブロツクの平面図、
第２図は第１図−線に沿う拡大断面図、第３
図は他の実施例の断面図である。 １〜シリンダブロツク本体、２〜凹穴部、８〜
めがね状鋼板、９〜ライナ、１０〜リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 循環水としての容器を構成する、上部に開口
   する複数の凹穴部を連設したシリンダブロツク本
   体をアルミニウムで構成し、前記シリンダブロツ
   ク本体の凹穴部の上部周縁には段差部を形成し、
   前記段差部には、前記シリンダブロツク本体の凹
   穴部に対応する孔を連設しためがね状鋼板を固定
   し、前記凹穴部には、筒状の鋼材ライナを張設す
   ると共に前記メガネ鋼板と筒状の鋼材ライナの上
   端部とを一体に固定したことを特徴とするエンジ
   ンのシリンダブロツク。 ２ 循環水としての容器を構成する、上部に開口
   する複数の凹穴部を連設したシリンダブロツクを
   アルミニウムで構成し、前記シリンダブロツクの
   凹穴部に対応する孔を連設しためがね状鋼板に円
   筒に形成した鋼材ライナを、あらかじめ一体に固
   定し、しかる後前記シリンダブロツクの各凹穴部
   にライナを嵌挿し、しかる後、前記シリンダブロ
   ツクの上部にめがね状鋼板を一体に固定すること
   を特徴とするエンジンのシリンダブロツクの製造
   方法。