JPH06218560A - シリンダブロックの製造方法 - Google Patents

シリンダブロックの製造方法

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JPH06218560A
JPH06218560A JP820793A JP820793A JPH06218560A JP H06218560 A JPH06218560 A JP H06218560A JP 820793 A JP820793 A JP 820793A JP 820793 A JP820793 A JP 820793A JP H06218560 A JPH06218560 A JP H06218560A
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JP
Japan
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cylinder block
closing member
water jacket
solid
deck type
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JP820793A
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English (en)
Inventor
Masatsune Kondo
正恒 近藤
Akihisa Nishimura
晃尚 西村
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/108Siamese-type cylinders, i.e. cylinders cast together
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F2001/104Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling using an open deck, i.e. the water jacket is open at the block top face

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固相接合によってクローズドデッキ型と同程
度の剛性のシリンダブロックを製造する。 【構成】 鋳造によりオープンデッキ型シリンダブロッ
ク本体1を作製し、これに別部材である閉塞部材5を固
相接合する。固相接合では、押し込みによって接触部に
新生面を作り、それと同時に通電して接触部を抵抗加熱
し、接触面を金属結合させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、オープンデッキ型シリ
ンダブロック本体のウォータジャケット上端開口部に閉
塞部材を接合してシリンダブロックを製造する方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】シリンダブロックには、ウォータジャケ
ットの上端が開口したオープンデッキ型シリンダブロッ
クと、ウォータジャケットの上端が水穴を除いて閉塞さ
れているクローズドデッキ型シリンダブロックとがあ
る。クローズドデッキ型シリンダブロックは、シリンダ
ボアの変形、振動が小さい点でオープンデッキ型シリン
ダブロックに優っているが、ウォータジャケットの形成
に砂型を用いなければならず、金型によるダイカスト鋳
造を利用できない点において、オープンデッキ型シリン
ダブロックに劣る。
【0003】クローズドデッキ型シリンダブロックの性
能上の有利さとオープンデッキ型シリンダブロックの鋳
造上の有利さをもつシリンダブロックの製造方法とし
て、従来、予じめダイカスト鋳造によりオープンデッキ
型シリンダブロック本体を作成し、そのウォータジャケ
ット上端開口部に、シリンダブロック本体とは別部材の
閉塞部材を接合してウォータジャケット上端部を閉塞
し、シリンダボアの変形、振動をクローズドデッキ型シ
リンダブロックと同程度に小さくしたシリンダブロック
の製造方法が種々提案されている。
【0004】従来提案は、2群に大別される。第1は、
溶接、ろう付、融着等、金属の溶融を利用して接合する
方法で、実開平2−105557号公報、実開昭62−
165442号公報等の接合はこれに属する。第2は、
圧入等、機械的に固定する方法である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、金属の溶融を
利用する接合方法は、接合加熱時の入熱が大のため、シ
リンダボアの歪を伴いやすく、かつアルミ鋳物から発生
する大量のガスにより溶接ナゲットにブローホールが発
生し十分な接合強度を得にくいという問題があった。ま
た、機械的固定方法には、使用期間が長くなってくると
シリンダボアの変形等によって固定がゆるみ、長期耐久
性に劣るという問題があった。
【0006】本発明の目的は、従来の金属溶融接合と
も、圧入等の機械的固定とも原理が異なる固相接合を用
いてシリンダブロック本体と閉塞部材とを接合するシリ
ンダブロックの製造方法を提供し、これによって従来方
法の問題点であった大入熱量のためのシリンダブロック
の変形、長期耐久性の不足を解消又は軽減することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明に係
る次のシリンダブロックの製造方法によって達成され
る。すなわち、鋳造により形成したオープンデッキ型シ
リンダブロック本体の、ウォータジャケットの上端開口
部に、前記シリンダブロック本体とは別部材のウォータ
ジャケットの閉塞部材を押し込み、接合するシリンダブ
ロックの製造方法において、前記シリンダブロック本体
のウォータジャケット上端開口部と前記閉塞部材との接
触部の表面を押し込み力を利用して削りとり新生面を生
成して該新生面同志を圧接させるとともに、前記シリン
ダブロック本体と前記閉塞部材間に通電し前記接触部を
抵抗発熱により加熱して前記新生面同志の接触部を固相
接合するシリンダブロックの製造方法。
【0008】
【作用】固相接合は、通常、摩擦接合に見られる。たと
えば、同種または異種の金属棒を圧接しながら相対回転
させると、圧接面は摩擦力で削りとられて新生面同志の
圧接となり、同時に摩擦発熱で接触面は高温となり、両
面は固相のままで接合する。接合部には溶接等における
如きナゲット、ビードは存在しない。この固相接合の原
理を利用して、本発明のシリンダブロック本体と閉塞部
材とが接合される。押し込み力を利用して接触部には新
生面ができ、新生面をエアに曝さず接触した状態のま
ま、部材間に通電し抵抗発熱により接触面を加熱し、接
触部を接合する。摩擦接合のような摩擦熱による加熱を
利用できないので、抵抗発熱を併用したものである。金
属を溶融するまでの入熱は必要でないので、入熱量は小
であり、ボアの熱変形や溶融アルミからのガス発生によ
るブローホールの発生を防止できる。
【0009】
【実施例】本発明実施例の方法は、シリンダブロック本
体1と閉塞部材5とを鋳造する工程と、閉塞部材5をシ
リンダブロック本体1に固相接合してシリンダブロック
2とする工程とから成る。図1、図2は製造されたシリ
ンダブロックを示す。シリンダブロック本体1を鋳造す
る工程では、金型を用いたダイカスト鋳造法により、ア
ルミからシリンダブロック本体1をウォータジャケット
9の上端部が開口したオープンデッキ型シリンダブロッ
クを形成する。シリンダブロック本体1はシリンダ外周
壁3とウォータジャケット外周壁4を有し、ウォータジ
ャケット9は外周壁3、4間に形成される。
【0010】閉塞部材5も通常ダイカスト鋳造法で成形
され、たとえばアルミ製である。ただし、固相金属結合
は異種金属間でも成り立つので、アルミ以外でもよい。
閉塞部材5はウォータジャケット9の上端開口部に押し
込まれ、シリンダブロック本体1に接合される。シリン
ダブロックとシリンダヘッドとの間にはエンジン冷却水
がやりとりされるが、閉塞部材5にはエンジン冷却水を
通す水穴8が鋳抜かれている。また、閉塞部材5には、
シリンダ外周壁3とウォータジャケット外周壁4とを連
結するための連結部6が適宜形成されている。連結部6
の4つの角にシリンダ外周壁3、ウォータジャケット外
周壁4との間に隙間をあけて連結部6に通電を集中させ
るための凹部7が形成されている。図3は閉塞部材5を
斜視図で示している。
【0011】シリンダブロック本体1および閉塞部材5
の形成段階で、閉塞部材5がウォータジャケット上端開
口部に押し込まれるときに、閉塞部材5とシリンダブロ
ック本体のウォータジャケット上端開口部との接触部の
表面を削りとって新生面を出すための面削り手段が形成
される。この面削り手段は、図1−図6の実施例では、
シリンダブロック本体1のウォータジャケット上端開口
部に形成された段部10の角部11と、閉塞部材5の両
側面に形成されたテーパ面12とから成る。
【0012】閉塞部材5がウォータジャケット上端開口
部に押し込まれる前の状態では、図5に示すように、連
結部6において、閉塞部材5の最大幅aはウォータジャ
ケット9の幅eよりも大でありかつウォータジャケット
9の段部の最大幅bよりは小で段部の側面との間にギャ
ップc、dを有する。また、閉塞部材5のテーパ部下端
の最小幅fは、ウォータジャケット9の幅eよりも小で
ある。
【0013】連結部6でない部分においては、図4に示
すように、閉塞部材5の幅Aは、段部のないウォータジ
ャケット9の幅Bよりも小であり、ウォータジャケット
9の表面との間にギャップC、Dが形成される。ギャッ
プC、Dの存在により、非連結部では閉塞部材5とシリ
ンダブロック本体1との間には電流は流れず、電流は連
結部6に集中する。
【0014】閉塞部材5とシリンダブロック本体1との
接合固定では、閉塞部材5をウォータジャケット上端開
口部内へ押し込むとともに、閉塞部材5とシリンダブロ
ック本体1との間に通電する。図6の状態に押し込むこ
とによって、面削り手段が働らき、すなわち角部11が
テーパ面12の表面を削り角部11も摩耗して、閉塞部
材5とシリンダブロック本体ウォータジャケット上端開
口部表面との接触部に新生面が生成され、この新生面は
外気に曝されることなく新生面同志の接触状態を保つ。
【0015】それと同時に、通電による抵抗加熱によっ
て、接触部は加熱される。この新生面同志の接触と加熱
とによって、接触面は金属結合し、固相接合する。固相
接合であるから従来の溶接接合と異なりナケットは生成
されず、通電量も金属を溶融する迄のエネルギは必要で
ないから、入熱量は従来の溶接接合に比べて低減され
る。したがって、シリンダボアの熱歪も軽減される。ま
た、固相接合であるから一体接合であり、従来の圧入に
比べて長期耐久性に優る。
【0016】図7は本発明のもう一つの実施例を示す。
図7の実施例では、閉塞部材5Aは、図3のように連続
したものではなく、適宜の長さの部材から成り、これを
図1の連結部6に対応する位置に配して、シリンダブロ
ックのウォータジャケットの上端開口部に押し込み固相
接合する方法である。その他は図1−図6の実施例に準
じる。
【0017】図8は本発明のさらにもう一つの実施例を
示す。図8の実施例では、面削り手段のうち角部11B
が閉塞部材5B側に形成されており、テーパ面12Bが
シリンダブロック本体のウォータジャケット上端開口部
側に形成された方法である。その他は図1−図6の実施
例に準じる。
【0018】つぎに、本発明実施例の作用、効果を説明
する。シリンダブロック本体1は普通の金型ダイカスト
鋳造法で成形できる。これに、閉塞部材5を金属結合さ
せてクローズドデッキ型シリンダブロックと同程度の剛
性をもつシリンダブロックを形成する。したがって、従
来の砂中子を用いて鋳造するクローズドデッキ型シリン
ダブロックの製造方法に比べて、生産性が向上し、大幅
なコストダウンができる。砂中子を用いた従来方法で
は、ダイカスト用の特殊な中子を用いた場合でも、中子
の割れによるウォータジャケットの閉塞検査が必要であ
り、検査工数が増大するが、本発明ではそれが不要とな
る。また、従来の砂中子を用いた製造方法に比べて、中
子造型、砂処理、砂落とし、その他砂中子に付随する諸
々の工程、処理が不要となる。
【0019】また、ろう付けか従来の溶融溶接を用いて
閉塞部材をシリンダブロック本体に結合する場合、抵抗
圧接に比べて、高温に長時間さらされるため、溶接歪、
変形が大きく、後工程で機械加工の取り代が大となる
が、本発明方法ではそれを軽減できる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、閉塞部材をシリンダブ
ロック本体に固相接合する方法であるから、従来の溶接
による接合に比べて入熱量を低減できシリンダブロック
の熱歪、熱変形を抑制できるとともに、従来の圧入に比
べて長期耐久性を改善できる。また、閉塞部材をシリン
ダブロック本体と別部材として作っておいてそれをシリ
ンダブロック本体に接合してクローズドデッキ型シリン
ダブロックと同程度の剛性を得る方法であるから、砂中
子を用いる必要がなく金型によるダイカスト鋳造法によ
ってシリンダブロック本体を作製でき、生産性を良好に
維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るシリンダブロックの製
造方法で製造されたシリンダブロックの平面図である。
【図2】図1のシリンダブロックの2−2線に沿う断面
図である。
【図3】図1のうち閉塞部材の斜視図である。
【図4】図1の4−4線に沿う部分断面図である。
【図5】図1の5−5線に沿う部分断面図である。
【図6】図5の状態から閉塞部材を押し込んだ状態の部
分断面図である。
【図7】本発明のもう一つの実施例に係るシリンダブロ
ックの製造方法で製造されたシリンダブロックの部分斜
視図である。
【図8】本発明のさらにもう一つの実施に係るシリンダ
ブロックの製造方法で製造されたシリンダブロックの部
分断面図である。
【符号の説明】
1 シリンダブロック本体 2 シリンダブロック 3 シリンダ外周壁 4 ウォータジャケット外周壁 5 閉塞部材 6 連結部 7 凹部 8 水穴 9 ウォータジャケット 10 段部 11 角部 12 テーパ面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋳造により形成したオープンデッキ型シ
    リンダブロック本体の、ウォータジャケットの上端開口
    部に、前記シリンダブロック本体とは別部材のウォータ
    ジャケットの閉塞部材を押し込み、接合するシリンダブ
    ロックの製造方法において、前記シリンダブロック本体
    のウォータジャケット上端開口部と前記閉塞部材との接
    触部の表面を押し込み力を利用して削りとり新生面を生
    成して該新生面同志を圧接させるとともに、前記シリン
    ダブロック本体と前記閉塞部材間に通電し前記接触部を
    抵抗発熱により加熱して前記新生面同志の接触部を固相
    接合することを特徴とするシリンダブロックの製造方
    法。
JP820793A 1993-01-21 1993-01-21 シリンダブロックの製造方法 Pending JPH06218560A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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