JPH09151782A - シリンダブロックの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シリンダライナを鋳ぐるんだシリンダブロック
において、シリンダライナの円筒部における外周面の中
心線とシリンダボアの中心線とを一致させ、同円筒部の
厚みが均一なシリンダブロックを製造する。 【解決手段】シリンダブロックの製造に際し、円筒部２
１〜２３が列をなすように複数のシリンダライナ１５〜
１７を配置し、これらを相互に連結することにより、隣
り合う円筒部２１〜２３の外周面２０の中心線Ｌ２の間
隔Ｗを変更するための可変構造部を形成しながらライナ
連結体１２を形成する。ライナ連結体１２の配置された
鋳造型内に溶融金属を注湯及び硬化させることにより、
ライナ連結体１２の周囲にブロック本体を成形する。ブ
ロック本体を基準にして円筒部２１〜２３の内周面１９
を切削加工することによりシリンダボアを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエンジンのシリンダ
ブロックを製造する方法に係り、より詳しくは、気筒数
と同数のシリンダボアを有するシリンダライナと、その
周囲に鋳造により設けられたブロック本体とからなるシ
リンダブロックを製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、多気筒内燃機関のシリンダブロッ
クとして、全体を鋳鉄によって形成したタイプが知られ
ている。このシリンダブロックの製造に際しては、気筒
数と同数の孔を有するブロック粗材を鋳造によって形成
する。ブロック粗材において、予め設定した基準位置か
ら所定長さ離れた箇所を中心として孔の内壁を切削加工
することにより、シリンダボアを形成する。

【０００３】別のタイプとして、図２４及び図２５に示
すようにシリンダライナ９１と、そのライナ９１を囲む
ブロック本体９２とからなるシリンダブロック９３も知
られている。例えば特開平５−３２１７５１号公報に
は、シリンダライナ９１を鋳鉄によって形成し、ブロッ
ク本体９２をアルミニウムによって形成したシリンダブ
ロック９３が開示されている。シリンダライナ９１は、
内周面９４及び外周面９５の両中心線Ｌ１，Ｌ２が一致
し厚みの均一な円筒部９６と、隣り合う円筒部９６，９
６間に位置する連結部９７とからなる。シリンダライナ
９１の円筒部配列方向（図の左右方向）の長さは常に一
定である。

【０００４】後者のタイプのシリンダブロック９３に関
しても前者のタイプと同様にして製造することが考えら
れる。すなわち、まず図２４に示すようなシリンダライ
ナ９１を形成し、これを鋳造型内に配置し、溶融状態の
金属材料を注湯する。金属材料が収縮をともないながら
凝固すると、シリンダライナ９１の回りにブロック本体
９２が形成される。シリンダライナ９１を鋳ぐるんだブ
ロック粗材が得られる。続いて、ブロック本体９２の基
準位置から所定長さ離れた箇所を中心として、円筒部９
６の内周面９４を切削加工する。すると、シリンダボア
♯１，♯２を有するシリンダブロック９３が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記鋳造工
程においては、溶融金属が鋳造型に注湯された後に０．
６％程度の収縮をともないながら凝固するのに対し、シ
リンダライナ９１はほとんど収縮しない。このため、全
体を鋳鉄によって形成したタイプのシリンダブロックと
同様にブロック本体９２を基準にして切削加工を行う
と、前記外周面９５の中心線Ｌ２とは異なる箇所（中心
線Ｌ３）を中心とするシリンダボア♯１，♯２が形成さ
れることになる。その結果、円筒部９６の厚みにばらつ
きが生じ、部分的に強度の不足する箇所が生ずるおそれ
がある。

【０００６】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的はシリンダライナを鋳ぐるんだシリ
ンダブロックにおいて、シリンダライナの円筒部の外周
面の中心線とシリンダボアの中心線とを一致させ、同円
筒部の厚みが均一なシリンダブロックを製造することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の第１の発明は、外周面及び内周面
の両中心線が一致する円筒部を有するシリンダライナを
形成する工程と、前記円筒部が列をなすように複数のシ
リンダライナを配置し、同シリンダライナを相互に連結
することにより、隣り合う円筒部の外周面の中心線の間
隔を変更するための可変構造部を形成しながらライナ連
結体を形成する工程と、前記可変構造部を前記間隔が狭
まる方向へ移動可能な状態にして、前記ライナ連結体を
鋳造型内に配置する工程と、前記鋳造型に溶融金属を注
湯し硬化させることにより、前記ライナ連結体の周囲に
ブロック本体を成形する工程と、前記ブロック本体を基
準にして前記円筒部の内周面を切削加工することにより
シリンダボアを形成する工程とを備えている。

【０００８】上記第１の発明では、シリンダブロックの
製造に際し、まず円筒部を有するシリンダライナが形成
される。このシリンダライナにおいては円筒部の外周面
及び内周面の両中心線が一致しており、同円筒部の厚み
がどの部分においても均一である。次に、円筒部が列を
なすように複数のシリンダライナが配置される。シリン
ダライナが相互に連結されることにより、可変構造部を
有するライナ連結体が形成される。このライナ連結体に
おいては、可変構造部により、隣り合う円筒部の外周面
の中心線の間隔を変更することが可能である。

【０００９】続いて、ライナ連結体が鋳造型内に配置さ
れる。この状態では、ライナ連結体は可変構造部におい
て前記間隔が狭まる方向へ移動可能である。そして、鋳
造型に溶融金属が注湯される。溶融金属は収縮をともな
いながら硬化する。各シリンダライナに収縮にともなう
応力が加わり、同ライナが同収縮に追従して前記中心線
の間隔を狭める方向へ移動する。この方向は、後工程で
の切削加工により形成されるシリンダボアの中心線に近
づく方向である。溶融金属が硬化すると、ライナ連結体
の周囲にブロック本体が形成される。

【００１０】続いて、ブロック本体を基準にして前記各
円筒部の内周面が切削加工される。ここで、前述したよ
うに溶融金属の凝固過程での収縮にともない各シリンダ
ライナが移動しているので、前記切削加工により、円筒
部の外周面の中心線を中心線とするシリンダボアの形成
が可能となる。円筒部の外周面及びシリンダボアの両中
心線が一致すれば、切削加工後に残るシリンダライナの
円筒部は厚みが均一となる。

【００１１】請求項２に記載の第２の発明では、第１の
発明におけるシリンダライナの形成工程が、隣り合うシ
リンダライナの一方に凹所を形成し、他方に同凹所に係
合し得る突起を形成する処理を含み、前記ライナ連結体
の形成工程は、複数のシリンダライナを連結すべく前記
突起を凹所に係合させたとき、前記可変構造部として、
前記間隔を変更する方向への突起及び凹所の相対移動を
許容するための空隙を生じさせる処理を含んでいる。

【００１２】上記第２の発明では、シリンダライナの形
成工程において、隣り合うシリンダライナの一方に凹所
が形成され、他方に突起が形成される。ライナ連結体の
形成工程において、複数のシリンダライナを連結すべく
前記突起が凹所に係合させられる。すると、ライナ連結
体が形成されるとともに、シリンダライナ間に可変構造
部としての空隙が生ずる。この空隙は、前記中心線の間
隔を変更する方向への突起及び凹所の相対移動を許容す
る。従って、突起を凹所に係合するという簡単な作業を
行うだけで可変構造部を有するライナ連結体が得られ
る。

【００１３】また、鋳造型に配置されたライナ連結体を
保持するために、例えば、各シリンダライナが被せられ
る複数の入子ピンを有する保持機構を用いた場合、次の
点で有利である。この保持機構を用いた場合、隣り合う
入子ピンの間隔は鋳造型の温度に応じて変化する。これ
に対し、ライナ連結体の隣り合うシリンダライナは、可
変構造部により中心線の間隔を変更する方向へ移動可能
である。このため、前記のように入子ピンの間隔が変化
しても、その変化に合わせて各シリンダライナの位置を
ずらすことにより、対応する入子ピンに装着することが
可能である。

【００１４】請求項３に記載の第３の発明では、第１の
発明におけるライナ連結体の形成工程が、前記可変構造
部として、隣り合うシリンダライナ間に前記間隔を変更
する方向への両シリンダライナの相対移動を許容するた
めの柔軟性の接着剤層を形成する処理を含んでいる。

【００１５】上記第３の発明では、ライナ連結体の形成
工程において、隣り合うシリンダライナ間に可変構造部
としての接着剤層が形成される。この接着剤層は溶融金
属の収縮にともなう応力により変形し、中心線の間隔を
変更する方向への両シリンダライナの相対移動を許容す
る。従って、シリンダライナ間に接着剤層を設けるとい
う簡単な作業を行うだけで可変構造部を有するライナ連
結体が得られる。

【００１６】また、鋳造型に配置されたライナ連結体を
保持するために、各シリンダライナが被せられる複数の
入子ピンを有する保持機構を用いた場合、第３の発明は
前述した第２の発明と同様に作用する。すなわち、ライ
ナ連結体の隣り合うシリンダライナは、接着剤層が変形
することにより、中心線の間隔を変更する方向へ移動可
能である。このため、隣り合う入子ピン間の間隔が鋳造
型の温度に応じて変化しても、その変化に合わせて各シ
リンダライナの位置をずらすことにより、対応する入子
ピンに装着することが可能である。

【００１７】さらに、隣り合うシリンダライナ間に介在
される接着剤層は柔軟性を有しているので、両シリンダ
ライナに密着する。このため、接着剤層の形状を工夫す
ることにより、鋳造時に溶融金属がシリンダライナ間に
侵入しないようにシールすることが可能である。この場
合、たとえシリンダライナにおいて接着剤層に接触する
面が平滑でなくても、接着剤層がその面に合わせて変形
する。従って、接着剤層を介在させない場合に両シリン
ダライナ間に隙間が生じないようにするには、同シリン
ダライナの接合面を平滑に加工する必要があるが、第３
の発明ではこのような加工が不要である。

【００１８】請求項４に記載の第４の発明は、複数の円
筒部を有し、かつ各円筒部の配列方向の長さが一定であ
るライナ連結体を形成する工程と、前記ライナ連結体を
鋳造型に配置する工程と、前記鋳造型に溶融金属を注湯
し硬化させることにより、前記ライナ連結体の周囲にブ
ロック本体を成形する工程と、前記ブロック本体を基準
にして前記円筒部の内周面を切削加工することによりシ
リンダボアを形成する工程とを備えたシリンダブロック
の製造方法であって、前記ライナ連結体の形成工程で
は、前記円筒部の外周面の中心線が、内周面の中心線よ
りもシリンダブロックにおける円筒部配列方向の中央部
側へずれたライナ連結体を形成するようにしている。

【００１９】上記第４の発明では、シリンダブロックの
製造に際し、複数の円筒部を有するライナ連結体が形成
される。このライナ連結体においては、各円筒部の配列
方向の長さが一定である。また、円筒部の外周面の中心
線が、内周面の中心線よりもシリンダブロックにおける
円筒部配列方向の中央部側へずれている。すなわち、円
筒部の厚みは一定ではなく、円筒部配列方向の中央部側
ほど厚くなっている。

【００２０】前記ライナ連結体が鋳造型に配置され、そ
の後、同鋳造型に溶融金属が注湯される。溶融金属は収
縮をともないながら硬化する。この際、ライナ連結体に
は収縮にともなう応力が加わるが、同連結体の円筒部配
列方向の長さは一定である。溶融金属が凝固すると、ラ
イナ連結体の周囲にブロック本体が成形される。

【００２１】ブロック本体を基準にして各円筒部の内周
面が切削加工される。ここで、前述したように、ライナ
連結体の円筒部配列方向の長さが一定であるものの、円
筒部の外周面の中心線が予め内周面の中心線よりも円筒
部配列方向の中央部側へずらされている。このため、円
筒部の外周面及び内周面の両中心線が一致しているもの
に比べ、外周面の中心線に近い箇所を中心線としたシリ
ンダボアの形成が可能となる。両中心線が一致すれば、
切削加工後に残る円筒部の厚みは均一となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、第１及び第２の発明を具体
化した第１の実施の形態を図１〜図１１に従って説明す
る。

【００２３】図９及び図１１は、４気筒エンジン用のシ
リンダブロック１１を示している。シリンダブロック１
１は、気筒数と同数（この場合４つ）のシリンダボア♯
１，♯２，♯３，♯４を有するライナ連結体１２を備え
ている。各シリンダボア♯１〜♯４はピストンリング１
３の装着されたピストン１４を往復動可能に収容するた
めのものである。隣り合うシリンダボア♯１〜♯４にお
いて最も接近した箇所での間隔は、５〜８mm程度と非常
に狭くなっている。各シリンダボア♯１〜♯４において
ピストン１４よりも上側の空間は、燃料及び空気の混合
気を燃焼するための燃焼室３０の一部を構成する。各シ
リンダボア♯１〜♯４は、前記混合気や燃焼によって生
じたガスの気密を保つために、精度（真円度）の高い円
筒面に形成されている。

【００２４】これらのシリンダボア♯１〜♯４は、図２
及び図６に示すライナ連結体１２を切削加工することに
よって形成されたものである。より詳しくは、ライナ連
結体１２は第１シリンダライナ１５、第２シリンダライ
ナ１６、第３シリンダライナ１７及び第４シリンダライ
ナ１８を備える。

【００２５】各シリンダライナ１５〜１８は、外周面２
０の中心線Ｌ２及び内周面１９の中心線Ｌ１が一致する
円筒部２１，２２，２３，２４と、同外周面２０におい
て、前記中心線Ｌ１，Ｌ２を挟んで互いに反対側の位置
に設けられた、突起としての一本の第１の突条２５及び
二本の第２の突条２７，２７とからなる。第１の突条２
５は、前記外周面２０から外方へ突出した状態で、中心
線Ｌ１，Ｌ２に平行に延びている。第１の突条２５の先
端面２５ａは、隣の円筒部２２（又は２３）の外周面２
０に合わせて湾曲形成されている。図３に示すように第
１の突条２５の先端部の両側縁には、先端が尖り、前記
中心線Ｌ１，Ｌ２に平行に延びる一対の爪部２６が形成
されており、両爪部２６先端の幅が第１の突条２５の他
の箇所での幅よりも広くなっている。

【００２６】一方、両第２の突条２７，２７は互いに離
間した位置において、外周面２０から外方へ突出した状
態で、中心線Ｌ１，Ｌ２に平行に延びている。両第２の
突条２７，２７の間隔は、前記両爪部２６，２６の幅よ
りも若干狭く設定されている。両第２の突条２７，２７
と外周面２０の一部（両第２の突条２７，２７によって
挟まれた箇所）とによって凹所２８が構成されている。
そして、隣り合うシリンダライナ１５〜１８を相互に連
結すべく第１の突条２５を凹所２８に係合させたとき、
可変構造部としての三つの空隙３１，３２，３３が生ず
るようになっている。これらの空隙３１〜３３は、隣り
合う円筒部２１〜２４の外周面２０における中心線Ｌ２
の間隔Ｗ（図２参照）を変更するためのものである。空
隙３１は前記先端面２５ａと凹所２８の底面との間に生
じ、空隙３２，３３は第２の突条２７の先端面と、隣の
円筒部２１〜２４の外周面２０との間に生ずる。

【００２７】そして、前記のように、第１の突条２５を
凹所２８に係合させて全てのシリンダライナ１５〜１８
を連結させることにより、ライナ連結体１２が形成され
ている。

【００２８】図９に示すように前記ライナ連結体１２の
周囲には、鋳造によって形成されたアルミニウム製のブ
ロック本体３４が設けられている。ブロック本体３４
は、それ自身やライナ連結体１２を冷却するための水路
であるウォータジャケット３５を備えている。ウォータ
ジャケット３５は、全シリンダボア♯１〜♯４を取り囲
むようにライナ連結体１２の周囲に形成されている。

【００２９】ところで、シリンダライナ１５〜１８に
は、通常、以下の（１）〜（５）の各種特性が要求され
る。（１）ピストン１４が繰り返し往復動しても摩耗し
にくく、耐摩耗性向上のためにエッチングや表面処理を
施す必要がないこと、（２）ピストン１４が繰り返し往
復動しても焼付かないこと、（３）シリンダブロック１
１の鋳造時に、溶融金属から受ける熱により、シリンダ
ライナ１５〜１８の母材の硬度が低下しにくいこと、
（４）鋳造圧に耐える強度や靱性を有すること、（５）
鋳鉄製のシリンダライナと同じ方法で加工できること。
これは、鋳鉄製のシリンダライナの生産設備を流用する
ためである。

【００３０】単一の金属では上記各要求特性を満足させ
ることが困難であることから、本実施の形態では複合材
を採用している。より詳しくは、各シリンダライナ１５
〜１８は、内層とその外側に接合されたアルミニウム合
金製の外層とからなる二層構造となっている。

【００３１】次に、前記構成を有するシリンダブロック
１１を製造する方法について工程別に説明する。この方
法は、シリンダライナを形成する工程（Ａ）と、ライナ
連結体を形成する工程（Ｂ）と、ライナ連結体を鋳造型
に配置する工程（Ｃ）と、ブロック本体を成形する工程
（Ｄ）と、シリンダボアを形成する工程（Ｅ）とを備え
ている。

【００３２】シリンダライナの形成工程（Ａ） この工程（Ａ）では、前述した材料からなるマトリック
ス粉末、アルミナ及び黒鉛を均一に混合し、ＣＩＰ(Col
d Isostatics Press) により、孔を有するビレット(Bil
let)を成形する。アルミニウム合金製の缶内に前記ビレ
ットを挿入して複合ビレットを作製し、これに熱を加え
て昇温させる。シリンダライナ１５〜１８を成形するた
めの形状を有する金型に前記複合ビレットを挿入し、こ
れに圧力を加えて押出す。すると、粉末間で金属結合が
起こり、二層構造をなす長尺状物が得られる。この長尺
状物を所定の長さに切断すると、円筒部、第１の突条及
び第２の突条からなるシリンダライナが得られる。得ら
れた各シリンダライナにおいては、円筒部の外周面及び
内周面の両中心線が一致しており、同円筒部の肉厚がど
の部分においても均一である。

【００３３】ライナ連結体の形成工程（Ｂ） この工程（Ｂ）では、前の工程（Ａ）で得られたシリン
ダライナを４つ（１５〜１８）準備し、円筒部２１〜２
４が列をなすようにこれらのシリンダライナ１５〜１８
を連結する。詳しくは図４に示すように連結の対象とな
る第１の突条２５の先端面２５ａの上部及び下部にシリ
コーン系の接着剤を塗布する。又は第２の突条２７，２
７間の外周面２０の上部及び下部に同接着剤を塗布す
る。あるいは、両者２５，２０に接着剤を塗布する。隣
り合うシリンダライナ１５〜１８を相互に接近させ、図
２及び図３に示すように、第１の突条２５を対応する凹
所２８に押し込む。このとき、第１の突条２５の両側面
が第２の突条２７に面接触するのではなく、両爪部２６
の先端が第２の突条２７に線接触しながら同第１の突条
２５が凹所２８に入り込んでゆく。

【００３４】全てのシリンダライナ１５〜１８に対し同
様の作業を行うと、第１の突条２５と凹所２８との係合
によって、隣り合うシリンダライナ１５〜１８が接着剤
層２９を介して連結される。なお、このようにして得ら
れたライナ連結体１２においては、各シリンダライナ１
５〜１７は円筒部２１〜２４の配列方向への移動が可能
である。この移動にともない、円筒部２１〜２４の外周
面２０の中心線Ｌ２の間隔Ｗが変化する。

【００３５】ライナ連結体の配置工程（Ｃ） この工程（Ｃ）と次工程（Ｄ）には、図５及び図６に示
す鋳造型３６が用いられる。この鋳造型３６は固定型３
７、上部可動型３８、下部可動型３９、側部可動型４０
及び保持機構４１を備える。固定型３７の複数（エンジ
ンの気筒数と同数）の箇所には孔４２があけられてい
る。固定型３７の側面４４において各孔４２の回りに
は、ウォータジャケット３５を成形するための成形突部
４３が設けられている。

【００３６】上部可動型３８は前記成形突部４３の上方
に配置され、下部可動型３９は同成形突部４３の下方に
配置されている。両可動型３８，３９は前記側面４４を
摺接しながら垂直方向へ往復動し、前記成形突部４３に
接近及び離間する。側部可動型４０は水平方向へ往復動
可能に配置されており、その往復動により固定型３７に
接近及び離間する。

【００３７】保持機構４１は、鋳造型３６に配置された
ライナ連結体１２を保持するためのものであり、互いに
離間した状態で配置された複数本（気筒数と同数本）の
入子ピン４５と、隣り合う入子ピン４５の基端部を繋ぐ
連結部４６とから一体的に構成されている。各入子ピン
４５は円筒部２１〜２４の内周面１９よりも若干小径の
丸棒状をなし、前記孔４２において固定型３７に固定さ
れている。

【００３８】この鋳造型３６にライナ連結体１２を配置
するには、まず、図５に示すように、三つの可動型３８
〜４０を成形突部４３からそれぞれ離間させる（型開き
する）。ライナ連結体１２を成形突部４３と入子ピン４
５との間の空間４３ａに挿入する。すると、ライナ連結
体１２が入子ピン４５に被せられる。

【００３９】ここで、次の工程（Ｄ）での溶融金属の収
縮長さをαとすると、図３に示す三つの空隙３１〜３３
の幅ｗ１〜ｗ３は全て同収縮長さαよりも大きくなって
いる。別の表現をすれば、シリンダボア♯１〜♯４の中
心線Ｌ３の間隔（ボアピッチ）をＡとすると、ライナ連
結体１２が入子ピン４５に装着された状態での外周面２
０の中心線Ｌ２の間隔ＷはＡ＋αとなっている。この状
態では、シリンダライナ１５〜１８は同間隔Ｗを狭める
方向へ移動可能である。

【００４０】ブロック本体の成形工程（Ｄ） この工程（Ｄ）では前記ライナ連結体１２をインサート
とし、これをアルミニウムによって鋳ぐるむ。より詳し
くは、図７に示すように、可動型３８〜４０をそれぞれ
移動させて成形突部４３に接近させる。このように型締
めが行われると、固定型３７、各可動型３８〜４０及び
ライナ連結体１２間には、ブロック本体３４を成形する
ためのキャビティ４７が形成される。側部可動型４０の
湯道４８を通じて溶融状態の金属材料をこのキャビティ
４７内に注湯する。

【００４１】キャビティ４７に充填された溶融金属は
０．６％程度の収縮をともないながら硬化する。このと
き各シリンダライナ１５〜１８に収縮にともなう応力が
加わる。この応力により、シリンダライナ１５〜１８は
同収縮に追従して中心線Ｌ２の間隔Ｗ（図２参照）を狭
める方向へ移動する。この方向は、次の工程（Ｅ）にお
いて形成されるシリンダボア♯１〜♯４の中心線Ｌ３に
近づく方向である。溶融金属が硬化すると、ライナ連結
体１２を金属（アルミニウム）によって鋳ぐるみ、かつ
同ライナ連結体１２の回りにウォータジャケット３５を
有するブロック粗材４９が成形される。このブロック粗
材４９においては円筒部２１〜２４の外周面２０の中心
線Ｌ２がシリンダボア♯１〜♯４の中心線Ｌ３に一致す
る。

【００４２】次に、図８に示すように可動型３８〜４０
を成形突部４３から離間させるとともに、押し出しピン
（図示略）により鋳造型３６からブロック粗材４９を押
し出す。

【００４３】シリンダボアの形成工程（Ｅ） この工程（Ｅ）では、ブロック本体３４において予め設
定した位置を基準にし、その基準位置から所定長さ離れ
た箇所を切削中心として円筒部２１〜２４の内周面１９
を切削加工する。前述したように、溶融金属の凝固過程
での収縮にともない、円筒部２１〜２４の内周面１９及
び外周面２０の両中心線Ｌ１，Ｌ２が移動しているの
で、前記切削加工により、図９及び図１０に示すよう
に、同中心線Ｌ２を自身の中心線Ｌ３とし所定の半径を
有するシリンダボア♯１〜♯４が形成される。切削加工
後に残る円筒部２１〜２４の厚みは均一となる。このよ
うにすると、従来技術とは異なり、部分的に強度の低い
箇所のないシリンダブロック１１が得られる。

【００４４】なお、前記シリンダブロック１１を構成部
品としたエンジン５１においては、図１１に示すよう
に、同ブロック１１の上にガスケット５２を介してシリ
ンダヘッド５３が組付けられ、下にオイルパン（図示
略）が取付けられる。各シリンダボア♯１〜♯４にピス
トン１４が収容される。そして、このエンジン５１の作
動時には、燃焼室３０で混合気が爆発・燃焼され、ピス
トン１４がシリンダボア♯１〜♯４に沿って垂直方向に
往復動する。

【００４５】本実施の形態は、前述した事項以外にも次
に示す特徴を有する。 （ａ）円筒部２１〜２４、第１の突条２５及び第２の突
条２７によってシリンダライナ１５〜１８を構成してい
る。このため、ライナ連結体１２の形成工程（Ｂ）にお
いて、第１の突条２５を凹所２８に係合させるという簡
単な作業を行うだけで、隣り合うシリンダライナ１５〜
１８を連結するとともに、可変構造部としての空隙３１
〜３３を生じさせることができる。

【００４６】（ｂ）ライナ連結体１２を構成するシリン
ダライナ１５〜１８を全て同一の形状としているので、
部品の共通化を図ることができる。 （ｃ）第１の突条２５の先端部の両側縁に爪部２６，２
６を形成し、同突条２５が凹所２８に係合されたとき、
同爪部２６の先端が第２の突条２７に線接触するように
している。このため、第１の突条２５と凹所２８との接
触面積が狭くなり、同接触部分での摩擦が小さくなる。
これにともないシリンダライナ１５〜１８が移動しやす
くなる。鋳造後の凝固過程において金属材料が収縮する
際、その収縮にともなってシリンダライナ１５〜１８を
狙い通りに移動させることが可能となる。

【００４７】（ｄ）シリンダボア♯１〜♯４の中心線Ｌ
３の間隔Ａが狭くなるので、シリンダブロック１１の全
長（円筒部配列方向の長さ）が短くなり、エンジン５１
全体の長さが短くなる。このため、エンジン５１の軽量
化や、車両等への搭載性の向上を図ることができる。

【００４８】（ｅ）仮に、円筒部のみからなる複数のシ
リンダライナを互いに接近させた状態で配置し、それら
の回りに鋳造によってブロック本体を形成してシリンダ
ブロックを製造しようとすると、次の不具合がある。こ
の場合、鋳造後の凝固過程において隣り合うシリンダラ
イナ間に位置する金属材料は、同シリンダライナ間の間
隔の大きい方向（図９において矢印Ｙｄで示す方向）へ
向けて引っ張られる。すると、同間隔の最も狭い箇所で
金属材料に亀裂が入るおそれがある。この亀裂はシリン
ダライナ間の間隔が狭くなるほど発生しやすい。

【００４９】これに対し、本実施の形態では各シリンダ
ライナ１５〜１８において前記間隔の最も狭くなる箇所
（亀裂が発生しやすい箇所）に突条２５，２７が形成さ
れている。これらの突条２５，２７は十分に高い剛性を
有している。そして、隣り合うシリンダライナ１５〜１
８同士が突条２５，２７において連結されている。この
ため、鋳造後の凝固過程に矢印Ｙｄ方向に応力が加わっ
ても、前記のような亀裂が発生するおそれはない。

【００５０】（ｆ）ライナ連結体１２の各シリンダライ
ナ１５〜１８を対応する入子ピン４５に対し確実に装着
することができる。これは以下の理由による。図５及び
図６に示すように、隣り合う入子ピン４５の軸線Ｌｘの
間隔は鋳造型３６の温度に応じて変化する。鋳造型３６
が高温になるほど熱膨張量が多くなり、同間隔が拡が
る。鋳造型３６の温度を左右する要素の一つには、同鋳
造型３６に溶融金属を注湯してからの経過時間がある。
この温度は注湯直後に最大となり、その後、時間の経過
とともに低下する。従って、前回の鋳造サイクルにおい
て注湯した時点から、今回の鋳造サイクルにおいてライ
ナ連結体１２を配置するまでの時間が異なれば、前記軸
線Ｌｘの間隔も異なることになる。ここで、仮にライナ
連結体において隣り合うシリンダライナが剛結合されて
いると、各入子ピンの軸線と各シリンダライナの中心線
とがずれ、同ライナを入子ピンに被せることができなく
なるおそれがある。

【００５１】しかし、本実施の形態では、隣り合うシリ
ンダライナ１５〜１８は、可変構造部（空隙３１〜３
３）により中心線Ｌ２の間隔Ｗを変更する方向へ移動可
能である。このため、軸線Ｌｘの間隔が変化しても、そ
の変化に合わせて各シリンダライナ１５〜１８の位置を
ずらすことにより、同中心線Ｌ２を軸線Ｌｘに一致させ
ることが可能となる。このように中心線Ｌ２及び軸線Ｌ
ｘが一致すれば、ライナ連結体１２を入子ピン４５に被
せることが可能となる。

【００５２】（ｇ）シリンダライナ１５〜１８及びライ
ナ連結体１２の形成に要するコストをできるだけ低く抑
えることができる。これは以下の理由による。第１の突
条２５及び第２の突条２７は、隣り合うシリンダライナ
１５〜１８を連結する機能と、可変構造部（空隙３１〜
３３）を形成する機能とを兼ねている。そのため、単独
の機能を有する部分を別々に設けた場合に比べ材料費を
少なくできる。

【００５３】また、仮にライナ連結体が可変構造部を備
えず円筒部配列方向の長さが一定であるとすると、隣り
合うシリンダライナの連結部分に隙間が生じていた場
合、そこに鋳造時の溶融金属が侵入するおそれがある。
その侵入を防止するには、連結に関わる部分の表面粗さ
を向上させるための加工を施す必要がある。しかし、本
実施の形態では、円筒部２１〜２４の連結部分に積極的
に空隙３１〜３３を生じさせている。これらの空隙３１
〜３３の形状には精度が要求されない。このため、上述
したような表面粗さを向上させるための加工は不要であ
る。

【００５４】さらに、シリンダライナ１５〜１８の形成
工程（Ａ）では、押出し加工により突条２５，２７が形
成されるので、これらを後に加工する必要はない。この
ように材料費が少なくてすみ、表面粗さを向上するため
の後加工や、突条２５，２７を形成するための後加工が
不要となることから、製造コストを低減できる。

【００５５】（ｈ）仮に、前記空隙に溶融金属が入り込
むと、その金属によってシリンダライナの動きが規制さ
れるおそれがある。しかし、本実施の形態では、空隙３
１〜３３の上下に接着剤層２９が設けられ、同空隙３１
〜３３が封鎖される。このため、溶融金属の空隙３１〜
３３内への侵入を接着剤層２９によって防止し、シリン
ダライナ１５〜１８のスムーズな移動を確保できる。な
お、接着剤層２９は硬化するまでは柔軟性を有している
ので、これがシリンダライナ１５〜１８の移動を妨げる
ことはない。

【００５６】（ｉ）シリンダブロックをアルミニウムに
よって形成する場合には、ピストンや、ピストンリング
との摺動特性を確保するために、通常、シリンダボアに
ニッケルメッキを施したり、ＭＭＣ（金属基複合材料、
Metal Matrix Compositeの略）の層をシリンダボアの内
側に形成したり、高シリコンアルミ合金（Ａ３９０）を
エッチングしたりすることが行われる。この場合、シリ
ンダボア内面の品質を確保するために低圧鋳造、低速中
圧鋳造で製造されるが、ダイカスト法に比べ平均肉厚が
厚くなり、シリンダブロック全体が重く、鋳造サイクル
も長くなる。

【００５７】しかし、本実施の形態ではシリンダライナ
１５〜１８を前述したような特殊な構造（内層と外層と
からなる二層構造）とすることにより、鋳鉄製のシリン
ダライナとほぼ同等の強度、靱性を確保している。この
ため、前記ダイカスト鋳造工程をそのまま用いてライナ
連結体１２を鋳ぐるむことができる。この新規な構造の
シリンダブロック１１を製造するのに必要な設備投資を
必要最小限に抑えることができる。また、ダイカスト法
を用いることができるので、シリンダブロック１１の平
均肉厚を薄くしたり、軽量化を図ったり、鋳造サイクル
を短くしたりすることができる。 （第２の実施の形態）次に、第１及び第３の発明を具体
化した第２の実施の形態を図１２〜図１９に従って説明
する。

【００５８】本実施の形態は、可変構造部の構成及び形
成方法が第１の実施の形態と大きく異なる。そのほかに
も、本実施の形態では、円筒部２１〜２４の外周面２０
に多数本のリブを形成したり、シリンダライナ１５〜１
８の連結部分にボア間冷却水路を形成したりしている。
以下には、これらの相違点を中心に本実施の形態を説明
する。なお、第１の実施の形態と同一の部材には同一の
番号を付して説明を省略する。

【００５９】図１３及び図１８に示すように本実施の形
態においては、全てのシリンダライナ１５〜１８が同一
形状をなしているのではなく、両端に位置する第１シリ
ンダライナ１５及び第４シリンダライナ（図示略）が互
いに同一形状をなし、中間に位置する第２及び第３シリ
ンダライナ１６，１７が互いに同一形状をなしている。
ライナ連結体１２の形成に際しては、第４シリンダライ
ナは第１シリンダライナ１５に対し１８０°回転した状
態で配置され、第３シリンダライナ１７は第２シリンダ
ライナ１６に対し１８０°回転した状態で配置される。
このようにライナ連結体１２は、形状の異なる二種類の
シリンダライナ１５及び１６，１７によって構成されて
いる。

【００６０】第１シリンダライナ１５及び第４シリンダ
ライナは、外周面２０及び内周面１９の両中心線Ｌ２，
Ｌ１が一致する円筒部２１と、その円筒部２１から半径
方向外方ヘ向けて突出し、かつ先端に平坦な接合面５４
を有する一つの連結部５５とからなる。また、第２及び
第３シリンダライナ１６，１７は、外周面２０及び内周
面１９の両中心線Ｌ２，Ｌ１が一致する円筒部２２，２
３と、各円筒部２２，２３から互いに反対方向へ向けて
突出し、かつ先端に平坦な接合面５６，５８を有する一
対の連結部５７，５９とからなる。各外周面２０には、
中心線Ｌ１，Ｌ２に対し平行に延びる多数本のリブ６１
が形成されている。

【００６１】本実施の形態では、前記４つのシリンダラ
イナ１５〜１８を連結しながら可変構造部を形成するた
めに、接着剤が利用されている。より詳しくは、隣り合
う連結部５５，５７の接合面５４，５６間には可変構造
部としての接着剤層６２が介在されている。同様に、隣
り合う連結部５９，５９の接合面５８，５８間にも可変
構造部としての接着剤層６２が介在されている。接着剤
層６２は接合面５４，５６，５８の上縁部、下縁部及び
両側縁部に接着剤を塗布することによって形成され、全
体として縦長の四角環状をなしている（図１２参照）。
接着剤層６２の下部６２ａは、他の箇所よりも広い幅を
有している。これらの接着剤層６２は、鋳造後の凝固過
程において溶融金属が収縮する際に、シリンダライナ１
５〜１８が中心線Ｌ２の間隔Ｗを狭める方向へ相対移動
するのを許容する。

【００６２】ここで、接着剤層６２には、（１）連結部
５５，５７，５９の接合面５４，５６，５８に接着して
隣り合うシリンダライナ１５〜１８を連結すること、
（２）可変構造部として機能するために、鋳造後の凝縮
過程において柔軟性を有していること、（３）鋳造時に
おいて、連結部５５，５７，５９間に溶融金属が侵入す
るのを防止するため、瞬間的な高温、高圧に耐え得るこ
とが要求される。これらの要求特性を満たす接着剤とし
て、本実施の形態ではシリコーン系の接着剤が用いられ
ている。

【００６３】図１６、図１７及び図１９に示すように、
シリンダブロック１１には、ウォータジャケット３５内
の冷却水６３をシリンダボア♯１〜♯４間に導くための
ボア間冷却水路６４，６５が設けられている。一方のボ
ア間冷却水路６４は、隣り合う連結部５５，５７間の上
部に形成された複数（４つ）の横長の閉空間６６と、そ
の両側に設けられ、かつ閉空間６６及びウォータジャケ
ット３５間を連通させる一対の穴６７とからなる。他方
のボア間冷却水路６５は、隣り合う連結部５９，５９間
の上部に形成された複数（４つ）の横長の閉空間６８
と、その両側に設けられ、かつ閉空間６８及びウォータ
ジャケット３５間を連通させる一対の穴６９とからな
る。

【００６４】閉空間６６，６８の形成のために、図１３
及び図１４に示すように、第２シリンダライナ１６の接
合面５６の上部における両側縁間には、深さＤを有し、
中心線Ｌ１，Ｌ２に直交て延びる複数本（４本）の溝７
１が設けられている。図示はしないが、第３シリンダラ
イナ１７の接合面にも同様の溝が設けられている。第１
シリンダライナ１５及び第４のシリンダライナ１８の接
合面５４にはこのような溝は設けられていない。そし
て、第１及び第２シリンダライナ１５，１６が接着剤層
６２を介して相互に連結されたとき、あるいは第４シリ
ンダライナ１８及び第３シリンダライナ１７が接着剤層
６２を介して相互に連結されたとき、溝７１と接合面５
４とによって所定の幅を有する閉空間６６が形成され
る。

【００６５】さらに、第２及び第３シリンダライナ１
６，１７の各接合面５８の上部における両側縁間には、
Ｄ／２の深さを有し、中心線Ｌ１，Ｌ２に直交して延び
る複数本（４本）の溝７２がそれぞれ設けられている。
そして、第２及び第３シリンダライナ１６，１７が相互
に連結されたとき、両溝７２，７２によって所定の幅を
有する閉空間６８が形成される。

【００６６】上記の構成を採用したのは、閉空間６６，
６８の形成のためにシリンダライナ１５〜１８に対し行
う加工をできるだけ少なくし、隣り合うシリンダボア♯
１〜♯４間の中央に閉空間６６，６８を位置させるため
である。特に、後者に関しては、各シリンダボア♯１〜
♯４からボア間冷却水路６４，６５までの距離を等しく
し、隣合うシリンダボア♯１〜♯４を均一に冷却するこ
とを狙っている。

【００６７】なお、接合面５４，５６，５８の各上部に
のみ溝７１，７２を形成したのは、この箇所がエンジン
の作動時に接合面５４，５６，５８中最も高温となり、
ウォータジャケット３５を流れる冷却水６３のみでは十
分な冷却効果が期待できないからである。すなわち、エ
ンジン５１の作動時には燃焼室３０で混合気が爆発・燃
焼され、それにともない熱が発生する。この熱によって
燃焼室３０やその近傍が高温となる。前述したように、
シリンダライナ１５〜１８のうちピストン１４よりも上
側の空間が燃焼室３０を構成するので、同シリンダライ
ナ１５〜１８の上部が高温となる。燃焼室３０から下方
へ離れるほど燃焼熱による影響を受けにくくなるので、
これらの部分はウォータジャケット３５を流れる冷却水
６３によって十分冷却できる。この部分にはボア間冷却
水路６４，６５は必ずしも必要でない。

【００６８】次に、前記構成を有するシリンダブロック
１１を製造する方法について、工程別に説明する。この
方法は、第１の実施の形態における工程（Ａ）〜（Ｅ）
と、穴６７，６９を形成する工程（Ｆ）とからなる。

【００６９】シリンダライナの形成工程（Ａ） この工程（Ａ）では、第１の実施の形態と同様にして、
ＣＩＰ法に従いビレットを成形し、押し出し加工により
二層構造をなす長尺物を製作する。この長尺物を所定の
長さに切断し、円筒部及び一つの連結部からなるシリン
ダライナを得る。同様にして円筒部及び二つの連結部か
らなるシリンダライナを得る。得られた二種類のシリン
ダライナにおいては、円筒部の外周面及び内周面の両中
心線が一致しており、同円筒部の肉厚がどの部分におい
ても均一である。

【００７０】ライナ連結体の形成工程（Ｂ） この工程（Ｂ）では、前記した二種類のシリンダライナ
を二つずつ準備し、円筒部２１〜２４が列をなすように
シリンダライナ１５〜１８を連結する。詳しくは連結の
対象となる一対の連結部５５，５７（又は５９，５９）
の接合面５４，５６（又は５８，５８）の少なくとも一
方に、その上縁部、下縁部及び側縁部に沿ってシリコー
ン系接着剤を塗布する。例えば、図１２に示すように、
溝７１を有する接合面５６に四角環状をなすように接着
剤を塗布する。この際、下縁部にのみ、他よりも幅広に
接着剤を塗布する。隣り合う連結部５５，５７同士（又
は５９，５９同士）を接近させて前記接着剤によりシリ
ンダライナ１５〜１８を接着する。すると、接着剤によ
って隣り合うシリンダライナ１５〜１８が連結されたラ
イナ連結体１２が形成される。なお、この連結体１２に
おいては、接着剤層６２の厚みの分だけ隣り合う連結部
５５，５７（又は５９，５９）の接合面５４，５６（又
は５８，５８）間に隙間ができており、各シリンダライ
ナ１５〜１８は円筒部配列方向への移動が可能である。
この移動にともない中心線Ｌ２の間隔Ｗが変化する。

【００７１】また、前記接合面５４，５６（又は５８，
５８）の接近により、図１８に示すように隣り合うシリ
ンダライナ１５〜１８の連結部分に閉空間６６，６８が
形成される。すなわち、第１及び第２シリンダライナ１
５，１６間には、接合面５４と溝７１とによって閉空間
６６が形成される。同様にして、第４及び第３シリンダ
ライナ１７間にも閉空間６６が形成される。さらに、第
２及び第３シリンダライナ１６，１７間には、一対の溝
７２，７２によって閉空間６８が形成される。これらの
閉空間６６，６８はいずれも同じ容積を有し、しかも隣
り合うシリンダボア♯１〜♯４間の中央に位置する。

【００７２】ライナ連結体の配置工程（Ｃ） この工程（Ｃ）では、第１の実施の形態と同様にして、
鋳造型３６の三つの可動型３８〜４０を成形突部４３か
らそれぞれ離間させる。ライナ連結体１２を成形突部４
３と入子ピン４５との間の空間４３ａに挿入する。する
と、ライナ連結体１２が入子ピン４５に装着されて鋳造
型３６に配置される（図５参照）。この状態では、隣り
合う連結部５５，５７（又は５９，５９）の接合面５
４，５６（又は５８，５８）間の間隔は、ブロック本体
３４の形成工程（Ｄ）での溶融金属の収縮長さαよりも
大きくなっている。この状態では、シリンダライナ１５
〜１８は中心線Ｌ２の間隔Ｗを狭める方向へ移動するこ
とが可能である。

【００７３】ブロック本体の成形工程（Ｄ） この工程（Ｄ）では、第１の実施の形態と同様にして、
可動型３８〜４０をそれぞれ移動させて成形突部４３に
接近させ、固定型３７、各可動型３８〜４０及びライナ
連結体３４間に、ブロック本体１２を成形するためのキ
ャビティ４７を形成する。側部可動型４０の湯道４８を
通じて溶融状態の金属材料をこのキャビティ４７内に注
湯する（図７参照）。

【００７４】注湯された溶融金属は０．６％程度の収縮
をともないながら硬化する。このとき各シリンダライナ
１５〜１８に収縮にともなう応力が加わる。接着剤層６
２が接合面５４，５６，５８の縁部に沿った四角環状を
なしており、連結部５５，５７間又は５８，５８間に溶
融金属が侵入するのを防止している。また、接着剤層６
２はシリコーン系樹脂によって形成され、柔軟性を有し
ている。このため、前記応力により、シリンダライナ１
５〜１８は同収縮に追従して、接着剤層６２を変形させ
ながら中心線Ｌ２の間隔Ｗを狭める方向へ移動する。

【００７５】溶融金属が硬化すると、ライナ連結体１２
をアルミニウムによって鋳ぐるみ、かつ同ライナ連結体
１２の回りにウォータジャケット３５を有するブロック
粗材４９が成形される。このブロック粗材４９において
は円筒部２１〜２４の外周面２０の中心線Ｌ２がシリン
ダボア♯１〜♯４の中心線Ｌ３に一致する。

【００７６】次に、可動型３８〜４０を成形突部４３か
ら離間させるとともに、押し出しピン（図示略）により
鋳造型３６からブロック粗材４９を押し出す（図８参
照）。このブロック粗材４９においては、ライナ連結体
１２の各円筒部２１〜２４の内周面１９が露出している
ものの、それ以外の部分は鋳物（ブロック本体３４）に
よって覆われている。また、隣り合う連結部５５，５７
間又は５９，５９間にはそれぞれ複数（４つ）の閉空間
６６，６８が形成されているが、これらはウォータジャ
ケット３５に未だ連通していない。

【００７７】シリンダボアの形成工程（Ｅ） この工程（Ｅ）では、ブロック本体３４において予め設
定した位置を基準にし、その基準位置から所定長さ離れ
た箇所を切削中心として円筒部２１〜２４の内周面１９
を切削加工する。前述したように、溶融金属の凝固過程
での収縮にともない、円筒部２１〜２４の両中心線Ｌ
１，Ｌ２が移動しているので、前記切削加工により、図
１９に示すように同中心線Ｌ２を自身の中心線Ｌ３とし
所定の半径を有するシリンダボア♯１〜♯４が形成され
る。切削加工後に残る各円筒部２１〜２４は厚みは均一
となる。すると、第１の実施の形態と同様にして、部分
的に強度の低い箇所のないシリンダブロック１１が得ら
れる。

【００７８】穴の形成工程（Ｆ） この工程（Ｆ）では、図１９で示すように、ライナ連結
体１２における連結部５５，５７（又は５９，５９）の
接合部分の両側に対応する箇所に対し、前記ブロック粗
材４９の上方からドリル等の穿孔具によって穴６７，６
９をあける。すると、各閉空間６６，６８の両側部及び
ウォータジャケット３５が前記穴６７，６９によって連
通させられる。各閉空間６６，６８及び穴６７，６９に
よりボア間冷却水路６４，６５が構成され、目的とする
シリンダブロック１１が得られる。

【００７９】このシリンダブロック１１を構成部品とし
たエンジン５１においては、冷却水６３がウォータジャ
ケット３５を流れ、同冷却水６３の一部が図１５におい
て矢印で示すようにボア間冷却水路６４，６５を流れ
る。高温となったシリンダライナ１５〜１８と冷却水６
３との間で熱交換が行われ、同シリンダライナ１５〜１
８の温度上昇が抑制される。特に本実施の形態では、各
シリンダボア♯１〜♯４からボア間冷却水路６４，６５
までの距離が等しくなっている。このため、同水路６
４，６５を流れる冷却水６３によって隣り合うシリンダ
ライナ１５〜１８が均一に冷却される。

【００８０】本実施の形態は、前述した事項以外にも次
に示す特徴を有する。 （ａ）ライナ連結体１２が鋳造型３６に配置された状態
では、接着剤層６２の下部は湯口４８ａに最も近い部分
であり、鋳造時の溶融金属から高い圧力を受ける。これ
に対し、本実施の形態では特に同下部６２ａを他の箇所
よりも幅広にしている。このため、前記のように高い圧
力を受けても、溶融金属が連結部５５，５７間又は５
９，５９間に侵入するのを確実に防止できる。

【００８１】（ｂ）鋳造時には高温高圧の溶融金属が接
着剤層６２に接触するが、同接着剤層６２を構成する接
着剤としてシリコーン系接着剤を用いているので、前記
溶融金属に接しても十分に耐えることができる。

【００８２】（ｃ）ライナ連結体１２の隣り合うシリン
ダライナ１５〜１８は、所定の厚みと柔軟性とを有する
接着剤層６２により、中心線Ｌ２の間隔Ｗを変更する方
向へ移動可能である。このため、鋳造型３６における入
子ピン４５の軸線Ｌｘの間隔が変化しても、その変化に
合わせて各シリンダライナ１５〜１８の位置をずらすこ
とにより、同中心線Ｌ２を軸線Ｌｘに一致させることが
可能である。このため、第１の実施の形態と同様に、ラ
イナ連結体の配置工程（Ｃ）において、ライナ連結体１
２を入子ピン４５に対し確実に装着することができる。

【００８３】（ｄ）仮に、ライナ連結体において隣り合
うシリンダライナが剛結合されているとする（従来技術
に相当）と、鋳造後の凝固過程において溶融金属が収縮
する際の応力により、円筒部がその配列方向に圧縮変形
され、同配列方向に直交する方向に長い扁平な形状にな
るおそれがある。そこで、この圧縮変形分を考慮して、
シリンダライナの形成工程（Ａ）では、部分的に肉厚を
大きくする必要がある。

【００８４】これに対し、本実施の形態では、凝固過程
での収縮にともなう応力を、シリンダライナ１５〜１８
間の接着剤層６２の変形によって吸収できる。このた
め、各シリンダライナ１５〜１８の円筒部２１〜２４の
変形量は上述の場合よりも少なくなり、同円筒部２１〜
２４の肉厚を部分的に大きくしなくてもすむ。

【００８５】（ｅ）隣り合う連結部５５，５７間又は５
９，５９間に介在される接着剤層６２は柔軟性を有して
いるので接合面５４，５６，５８に密着する。このた
め、たとえ接合面５４，５６，５８が平滑でなくても、
接着剤層６２がその面の凹凸に合わせて変形する。従っ
て、接着剤層６２を介在させない場合にシリンダライナ
１５〜１８間に隙間が生じないようにするには、接合面
５４，５６，５８を平滑に加工する必要があるが、本実
施の形態ではこのような加工が不要である。

【００８６】（ｆ）第１シリンダライナ１５及び第４シ
リンダライナ１８を同一の形状にし、第２及び第３シリ
ンダライナ１６，１７を同一の形状にしている。このた
め、部品の共通化を図ることができ、シリンダライナの
形成工程（Ａ）では、上記二種類のシリンダライナを製
作するだけで、４つのシリンダライナ１５〜１８を用意
することができる。

【００８７】（ｇ）シリンダボア♯１〜♯４の中心線Ｌ
３から接合面５４，５６，５８までの距離を種々設定す
るとともに、溝７１，７２の形成位置を種々設定してい
るので、第１シリンダライナ１５及び第４シリンダライ
ナ１８の連結部５５には溝を形成する必要がない。従っ
て、閉空間６６の形成に要する工数や加工費を少なくで
きる。

【００８８】（ｈ）ブロック本体３４を構成する材料と
シリンダライナ１５〜１８を構成する材料とが異なって
いる。これらの材料の線膨張係数が異なると、エンジン
５１作動にともなう熱によってブロック本体３４とシリ
ンダライナ１５〜１８との境界部分に微小な隙間がで
き、ブロック本体３４におけるシリンダライナ１５〜１
８の保持強度が低下するおそれがある。

【００８９】これに対し、本実施の形態では各円筒部２
１〜２４の外周面に多数本のリブ６１が形成されてい
る。これらのリブ６１はブロック本体３４との密着性を
高める。このため、エンジン５１の作動にともなう熱に
よって体積膨張しても、ブロック本体３４のシリンダラ
イナ１５〜１８に対する保持強度を高く維持することが
できる。

【００９０】（ｉ）複数本の溝７１，７２によって閉空
間６６，６８を構成するようにしたので、一つの大きな
凹部によって閉空間を構成した場合に比べ、シリンダボ
ア間近傍のシリンダライナの剛性を高めることができ
る。 （第３の実施の形態）次に、第４の発明を具体化した第
３の実施の形態を図２０〜図２３に従って説明する。

【００９１】本実施の形態は、ライナ連結体１２が可変
構造部を有しておらず、同連結体１２の円筒部配列方向
の長さが一定である点と、各円筒部２１〜２４の肉厚が
均一でない点とが、前述した第１及び第２の実施の形態
と大きく異なっている。以下には、これらの相違点を中
心に本実施の形態を説明する。なお、第２の実施の形態
と同一の部材には同一の番号を付して説明を省略する。

【００９２】図２０に示すように、ライナ連結体１２を
構成する各シリンダライナ１５〜１８は、円筒部２１〜
２４とその外周面２０に一体形成された連結部５５，５
７，５９とからなる。これらの外周面２０の中心線Ｌ２
は、内周面１９の中心線Ｌ１よりもシリンダブロック１
１における円筒部配列方向の中央部側へずらされてい
る。すなわち、各円筒部２１〜２４の厚みは一定ではな
く、円筒部配列方向の中央部側ほど厚くなっている。

【００９３】より詳しくは、第１シリンダライナ１５の
円筒部２１における外周面２０の中心線Ｌ２はシリンダ
ボア♯１の中心線Ｌ３に一致し、第２シリンダライナ１
６の円筒部２２における外周面２０の中心線Ｌ２はシリ
ンダボア♯２の中心線Ｌ３に一致している。

【００９４】また、第２シリンダライナ１６及び第３シ
リンダライナ１７の接合部分を基準位置７３とし、この
基準位置７３とシリンダボア♯１（又は♯４）の中心線
Ｌ３との間隔をＢとし、同基準位置７３とシリンダボア
♯２（又は♯３）の中心線Ｌ３との間隔をＣとする。鋳
造後の凝固過程での溶融金属の収縮にともなう、中心線
Ｌ２の間隔Ｗの変化率をβとする。すると、第１シリン
ダライナ１５（又は第４シリンダライナ１８）における
内周面１９の中心線Ｌ１は、前記基準位置７３から、Ｂ
・（１＋β／１００）だけ離れた箇所に位置している。
第２シリンダライナ１６（又は第３シリンダライナ１
７）における内周面１９の中心線Ｌ１は、前記基準位置
７３から、Ｃ・（１＋β／１００）だけ離れた箇所に位
置している。換言すると、中心線Ｌ１は硬化過程での収
縮を考慮し、中心線Ｌ３から予めオフセットした位置
（鋳造型３６の入子ピン４５の軸線Ｌｘの位置）に設定
されている。

【００９５】また、本実施の形態では、隣り合うシリン
ダライナ１５〜１８を連結するために以下の構成が採ら
れている。図２２に示すように、隣り合う接合面５４，
５６（又は５８，５８）のいずれか一方の両側部には、
中心線Ｌ１に沿って延びる一対の溝７４が形成されてい
る。他方の両側部には、中心線Ｌ１に沿って延び、かつ
前記溝７４に係合し得る一対の突条７５が設けられてい
る。溝７４と突条７５との係合部分は、工程（Ｆ）にお
いて穴６７，６９のあけられる箇所である。

【００９６】さらに、溝７４に突条７５が係合されたと
き、その近傍に溶融金属の流入可能な空隙７６，７７が
生ずるようになっている。これらの空隙７６，７７は、
溶融金属の流通性を考慮すると、０．２mm以上の幅を有
するものである必要がある。０．２mmよりも狭いと、鋳
造時に溶融金属（この場合、アルミニウム）が十分に入
り込まないおそれがある。

【００９７】次に、前記の構成を有するシリンダブロッ
ク１１を製造する方法について、工程別に説明する。こ
の方法は、第２の実施の形態と同様に工程（Ａ）〜
（Ｆ）からなる。

【００９８】シリンダライナの形成工程（Ａ） この工程（Ａ）では、第１の実施の形態と同様にして、
ＣＩＰ法に従いビレットを成形し、押し出し加工により
二層構造をなす長尺物を製作する。この長尺物を所定の
長さに切断し、円筒部及び一つの連結部からなるシリン
ダライナを得る。同様にして円筒部及び二つの連結部か
らなるシリンダライナを得る。得られた二種類のシリン
ダライナにおいては、円筒部の外周面及び内周面の両中
心線がずれており、同円筒部の肉厚が円筒部配列方向の
中央部側ほど大きくなっている。

【００９９】ライナ連結体の形成工程（Ｂ） この工程（Ｂ）では、円筒部２１〜２４が列をなすよう
にシリンダライナ１５〜１８を連結する。詳しくは、隣
り合うシリンダライナ１５〜１８を相互に接近させ、溝
７４に突条７５を係合させる。この係合により両接合面
５４，５６（又は５８，５８）が相互に当接する。両連
結部５５，５７間（又は５９，５９間）に閉空間６６
（又は６８）と空隙７６，７７とを有するライナ連結体
１２が形成される。

【０１００】ライナ連結体の配置工程（Ｃ） この工程（Ｃ）では、第１の実施の形態と同様にして、
鋳造型３６の可動型３８〜４０を成形突部４３からそれ
ぞれ離間させる。ライナ連結体１２を成形突部４３と入
子ピン４５との間の空間４３ａに挿入する。すると、ラ
イナ連結体１２が入子ピン４５に装着される（図５参
照）。この状態では、図２０に示すように内周面１９の
中心線Ｌ１が、シリンダボア♯１〜♯４の中心線Ｌ３か
ら予めオフセットした位置（入子ピン４５の軸線Ｌｘの
位置）に設定されている。このため、同内周面１９にお
いて、各シリンダライナ１５〜１８を対応する入子ピン
４５に装着することができる。

【０１０１】ブロック本体の成形工程（Ｄ） この工程（Ｄ）では、可動型３８〜４０をそれぞれ成形
突部４３に接近させ、固定型３７、各可動型３８〜４０
及びライナ連結体１２間に、ブロック本体３４を成形す
るためのキャビティ４７を形成する。側部可動型４０の
湯道４８を通じて溶融状態の金属材料をこのキャビティ
４７内に注湯する（図７参照）。注湯された溶融金属の
一部は前述した二つの空隙７６，７７内にも流入する。
この際、いずれの空隙７６，７７も十分に広い幅（０．
２mm以上）を有しているので、溶融金属は確実に空隙７
６，７７内に入り込む。

【０１０２】注湯された溶融金属は０．６％程度の収縮
をともないながら硬化する。このとき各シリンダライナ
１５〜１８には収縮にともなう応力が加わるが、ライナ
連結体１２の円筒部配列方向の長さは一定である。

【０１０３】溶融金属が硬化すると、ライナ連結体１２
をアルミニウムによって鋳ぐるみ、両空隙７６，７７を
同アルミニウムによって充填し、かつ同ライナ連結体１
２の回りにウォータジャケット３５を有するブロック粗
材４９が成形される。

【０１０４】次に、可動型３８〜４０を成形突部４３か
ら離間させるとともに、押し出しピン（図示略）により
鋳造型３６からブロック粗材４９を押し出す（図８参
照）。このブロック粗材４９においては、ライナ連結体
１２の各円筒部２１〜２４の内周面１９が露出している
ものの、それ以外の部分はブロック本体３４によって覆
われている。また、隣り合う連結部５５，５７間（又は
５９，５９間）には閉空間６６（又は６８）が形成され
ているが、これらはウォータジャケット３５に未だ連通
していない。

【０１０５】シリンダボアの形成工程（Ｅ） この工程（Ｅ）では、基準位置７３から所定間隔Ｂ離れ
た箇所を切削中心として第１シリンダライナ１５の円筒
部２１の内周面１９を切削加工し、同基準位置７３から
所定間隔Ｃ離れた箇所を切削中心として第２シリンダラ
イナ１６の円筒部２２の内周面１９を切削加工する。こ
のように、ライナ連結体１２の円筒部配列方向の長さが
一定であるものの、円筒部２１〜２４の外周面２０の中
心線Ｌ２が予め内周面１９の中心線Ｌ１よりも円筒部配
列方向の中央部側へずらされている。そして、もともと
の中心線Ｌ１とは異なる箇所（中心線Ｌ３）を中心とし
て切削加工が行われる。このため、円筒部の外周面及び
内周面の両中心線が一致しているもの（従来技術に相
当）とは異なり、切削加工後に残るシリンダライナ１５
〜１８の円筒部２１〜２４は厚みが均一となる。従っ
て、本実施の形態によっても、第２の実施の形態と同様
にし、シリンダライナ１５〜１８に部分的に強度の低い
箇所が生じない。

【０１０６】穴の形成工程（Ｆ） この工程（Ｆ）では、図２１及び図２３で示すように、
第２の実施の形態と同様にしてライナ連結体１２におけ
る連結部５５，５７（又は５９，５９）の接合部分に、
前記ブロック粗材４９の上方からドリル等の穿孔具によ
って穴６７，６９をあける。すると、各閉空間６６，６
８の両側部及びウォータジャケット３５が前記穴６７，
６９によって連通させられる。各閉空間６６，６８及び
穴６７，６９によりボア間冷却水路６４，６５が構成さ
れ、目的とするシリンダブロック１１が得られる。

【０１０７】本実施の形態は、前述した事項以外にも次
に示す特徴を有する。 （ａ）溝７４と突条７５との係合部分に隙間があると、
冷却水６３は穴６７，６９を流通する際にこの隙間に侵
入するおそれがある。これに対し、本実施の形態では、
前記冷却水６３の侵入が空隙７６，７７内の金属によっ
て遮られる。その結果、エンジン５１の作動時に、冷却
水６３が前記隙間を通過しシリンダブロック１１の下端
からクランクケース７９内へ漏れ出るといった不具合を
未然に防止することができる。

【０１０８】なお、本発明は次に示す別の実施の形態に
具体化することができる。 （１）第１の実施の形態におけるライナ連結体１２の形
成工程（Ｂ）では隣り合うシリンダライナ１５〜１８間
に接着剤層２９を介在させたが、この接着剤層２９を省
略してもよい。このようにすると、ブロック本体３４の
形成工程（Ｄ）において溶融金属が空隙３１〜３３に入
り込むおそれがある。しかし、たとえ溶融金属が入り込
んだとしても、その溶融金属は柔軟性を有しているの
で、空隙３１〜３３を狭める方向へのシリンダライナ１
５〜１８の移動は可能である。

【０１０９】（２）第１及び第３の実施の形態における
各円筒部２１〜２４の外周面２０にも、第２の実施の形
態と同様のリブを形成してもよい。 （３）ブロック本体３４を製作する際の鋳造法として
は、ダイカスト、中圧鋳造、低圧鋳造、重力鋳造、吸引
鋳造等の各種鋳造法を利用することができる。

【０１１０】（４）接着剤層２９，６２を構成する材料
としてはシリコーン系以外にもセラミック系やアルミナ
系の接着剤を用いることができる。 （５）各シリンダライナ１５〜１８の材質はアルミニウ
ム合金以外にも、鋳鉄や合金鋳鉄であってもよい。この
場合には、シリンダライナ１５〜１８は鋳造によって形
成される。突条２５，２７，７５、溝７１，７２，７４
等はシリンダライナ１５〜１８の鋳造時におおまかな形
状に形成され、その後、機械加工によって仕上げられ
る。

【０１１１】（６）本発明の製造方法は、４気筒のシリ
ンダブロックに限らず、２つ以上の気筒を有するシリン
ダブロックであれば適用可能である。 （７）第３の実施の形態においてシリンダライナ１５〜
１８同士を連結してライナ連結体１２を形成するのに、
以下の方法を採ってもよい。

【０１１２】隣り合う接合面同士を接触させた後、それ
らの外周部分を溶接してもよい。また、接合面の両側部
に一対のキー溝を形成するとともに、対向する接合面の
両側部にキーを形成し、キーをキー溝に差し込むように
してもよい。

【０１１３】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、各形態から把握できる請求項以外の技術的思想
について、以下にそれらの効果とともに記載する。 （イ）請求項２に記載の製造方法において、前記シリン
ダライナの形成工程は、前記凹所に線接触し得る爪部を
突起の側縁に形成する処理を含むものであるシリンダブ
ロックの製造方法。このようにすると、ライナ連結体の
形成工程において、シリンダライナを相互に連結したと
き、凹所と突起との間の摩擦が小さくなる。このため、
ブロック本体の形成工程において、溶融金属が硬化する
過程でシリンダライナを狙い通りに移動させることがで
きる。

【０１１４】（ロ）請求項３に記載の製造方法におい
て、前記シリンダライナの形成工程は円筒部の外周面に
連結部を形成する処理を含み、前記ライナ連結体の形成
工程は、環状をなす接着剤層を隣り合う連結部間に形成
する処理を含むものであるシリンダブロックの製造方
法。このようにすると、ブロック本体の形成工程におけ
る鋳造時に、溶融金属が連結部間に侵入するのを防止す
ることができる。

【０１１５】（ハ）請求項３に記載の製造方法におい
て、前記ライナ連結体の形成工程は、接着剤層において
鋳造型の溶融金属の湯口に近い箇所を、他の箇所よりも
幅広に形成する処理を含むものであるシリンダブロック
の製造方法。このようにすると、鋳造時の溶融金属の高
い圧力にも耐え得る接着剤層を形成することができる。

【０１１６】

【発明の効果】以上詳述したように第１及び第４の発明
によると、シリンダライナを鋳ぐるんだシリンダブロッ
クにおいて、シリンダライナの円筒部の外周面の中心線
とシリンダボアの中心線とを一致させ、同円筒部の厚み
が均一で、部分的に強度の不足する箇所のないシリンダ
ブロックを製造することが可能となる。

【０１１７】第２及び第３の発明によると、第１の発明
の効果に加え、簡単な作業を行うだけで可変構造部を有
するライナ連結体を形成することができる。また、鋳造
型に配置されたライナ連結体を保持するために複数の入
子ピンを有する保持機構を用いた場合には、可変構造部
によって各シリンダライナの入子ピンへの装着性を向上
できる。

【０１１８】さらに、第３の発明によると、上述した効
果に加え、隣り合うシリンダライナの接合面を平滑にす
るための加工が不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態における各シリンダライナの
平面図。

【図２】ライナ連結体の部分平面図。

【図３】図２のＸ部の拡大図。

【図４】図２のIV-IV 線断面図。

【図５】鋳造型を型開きした状態を示す部分断面図。

【図６】入子ピンとライナ連結体との対応関係を示す説
明図。

【図７】鋳造型を型締めした状態を示す部分断面図。

【図８】鋳造型を用いてブロック粗材を成形した状態を
示す部分断面図。

【図９】シリンダブロックの部分平面図。

【図１０】図９のＺ部の拡大図。

【図１１】シリンダブロックの縦断面図。

【図１２】第２の実施の形態を示す図であり、図１３の
第２シリンダライナの左側面図。

【図１３】各シリンダライナの平面図。

【図１４】図１３のXIV-XIV 線断面図。

【図１５】図１９のXV-XV 線断面図。

【図１６】図１９のXVI-XVI 線断面図。

【図１７】図１９のXVII-XVII 線断面図。

【図１８】ライナ連結体の部分平面図。

【図１９】シリンダブロックの部分平面図。

【図２０】第３の実施の形態におけるライナ連結体の部
分平面図。

【図２１】シリンダブロックの部分平面図。

【図２２】ライナ連結体において隣り合うシリンダライ
ナの連結部分の平面図。

【図２３】シリンダブロックにおいて隣り合うシリンダ
ライナの連結部分の平面図。

【図２４】従来のシリンダライナの部分平面図。

【図２５】従来の方法に従って製造したシリンダブロッ
クの部分平面図。

【符号の説明】

１２…ライナ連結体、１５…第１シリンダライナ、１６
…第２シリンダライナ、１７…第３シリンダライナ、１
８…第４シリンダライナ、１９…内周面、２０…外周
面、２１，２２，２３，２４…円筒部、２５…突起とし
ての第１の突条、２８…凹所、３１，３２，３３…第１
の実施の形態において可変構造部を構成する空隙、３４
…ブロック本体、３６…鋳造型、６２…第２の実施の形
態において可変構造部を構成する接着剤層、７３…基準
位置、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…中心線、Ｗ…中心線の間隔、
♯１，♯２，♯３…シリンダボア。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面及び内周面の両中心線が一致する
   円筒部を有するシリンダライナを形成する工程と、 前記円筒部が列をなすように複数のシリンダライナを配
   置し、同シリンダライナを相互に連結することにより、
   隣り合う円筒部の外周面の中心線の間隔を変更するため
   の可変構造部を形成しながらライナ連結体を形成する工
   程と、 前記可変構造部を前記間隔が狭まる方向へ移動可能な状
   態にして、前記ライナ連結体を鋳造型内に配置する工程
   と、 前記鋳造型に溶融金属を注湯し硬化させることにより、
   前記ライナ連結体の周囲にブロック本体を成形する工程
   と、 前記ブロック本体を基準にして前記円筒部の内周面を切
   削加工することによりシリンダボアを形成する工程とを
   備えたシリンダブロックの製造方法。
2. 【請求項２】 前記シリンダライナの形成工程は、隣り
   合うシリンダライナの一方に凹所を形成し、他方に同凹
   所に係合し得る突起を形成する処理を含み、前記ライナ
   連結体の形成工程は、複数のシリンダライナを連結すべ
   く前記突起を凹所に係合させたとき、前記可変構造部と
   して、前記間隔を変更する方向への突起及び凹所の相対
   移動を許容するための空隙を生じさせる処理を含むもの
   である請求項１に記載のシリンダブロックの製造方法。
3. 【請求項３】 前記ライナ連結体の形成工程は、前記可
   変構造部として、隣り合うシリンダライナ間に前記間隔
   を変更する方向への両シリンダライナの相対移動を許容
   するための柔軟性の接着剤層を形成する処理を含むもの
   である請求項１に記載のシリンダブロックの製造方法。
4. 【請求項４】 複数の円筒部を有し、かつ各円筒部の配
   列方向の長さが一定であるライナ連結体を形成する工程
   と、 前記ライナ連結体を鋳造型に配置する工程と、 前記鋳造型に溶融金属を注湯し硬化させることにより、
   前記ライナ連結体の周囲にブロック本体を成形する工程
   と、 前記ブロック本体を基準にして前記円筒部の内周面を切
   削加工することによりシリンダボアを形成する工程とを
   備えたシリンダブロックの製造方法であって、 前記ライナ連結体の形成工程では、前記円筒部の外周面
   の中心線が、内周面の中心線よりもシリンダブロックに
   おける円筒部配列方向の中央部側へずれたライナ連結体
   を形成するようにしたシリンダブロックの製造方法。