JPH09323166A

JPH09323166A - アルミニウムの接合方法

Info

Publication number: JPH09323166A
Application number: JP8166880A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Suzuki; 延明鈴木; Yoichi Shimazaki; 陽一嶌崎; Shigenori Yamada; 茂則山田
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 1997-12-16

Abstract

(57)【要約】【課題】接合強度に優れ、且つ接合部の気密性の高い
アルミニウムの接合方法を提供すること。【解決手段】予め亜鉛合金はんだ層が付された接合面
を有する第１接合部材１と第２接合部材３とを備えると
共に、これら各接合部材１，３の少なくとも一方をアル
ミニウムにより構成し、これら各接合部材１，３の接合
面１ａ，３ａ同志を所定の隙間部７を設けて突き合わ
せ、隙間部７を亜鉛合金はんだ浴中に浸漬すると共に、
この隙間部７近傍に超音波振動を印加して溶融した亜鉛
合金はんだを充填し、両接合部材１，３を亜鉛合金はん
だ浴から引き上げて、しかる後、接合面１ａ，３ａを均
一に加圧して接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウムの接
合方法にかかり、特に超音波振動を印加して複数の接合
部材をはんだ付けして接合するアルミニウムの接合方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、アルミニウムの接合方法とし
ては以下のようなものがあった。即ち特開平１−１００
３５２号公報（第１従来例）によれば、例えば、内燃機
関等に用いられるシリンダブロックの冷却水通路の開口
部に、強度向上を目的として所定形状のピース部材を溶
接固定する、という提案がなされている。また、特開平
１−１４７１４５号公報（第２従来例）では、第１従来
例と同様に所定のピース部材を冷却水通路の解放部に溶
接固定するものであるが、特に、ピース部材をシリンダ
ブロック本体より高融点のアルミ合金により構成するも
のである。更に、特開平２−１０５５５７号公報（第３
従来例）では、所定のプラグ部材（ピース部材）をシリ
ンダブロック本体より融点の低い材質で構成し、これを
シリンダブロック本体に対してアークまたはレーザーな
どの熱源により加熱して溶着するものである。

【０００３】また、複数の接合部材を接合ことにより、
例えばシリンダブロック等を製造する方法として、実開
昭６３−６９７４０号公報に開示されているものがあ
る。これは、シリンダブロック本体を上部と下部の二つ
の部材に分割してそれぞれ別個に鋳造し、その後これら
を相互にボルトで締結し構成するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来例には以下のような不都合があった。即ち、一般
的な手法であるダイカスト鋳造法でアルミニウムの接合
部材を製造する場合には、この製造法の特性上、鋳物の
内部にガスが微細空隙となって分散してトラップされ
る。このため、上記した通常の溶接方法（レーザー溶
接，アーク溶接等）ではガス欠陥が顕著に出現して、接
合後の十分な機械的接合強度を得ることができない。ま
た、外部から加熱する接合方法では、溶着状態も不均一
になると共に局部的に熱応力が集中して、強固な接合力
を得ることができない、という不都合を生じていた。

【０００５】また、接合部材の材質より低融点の金属材
料を外部熱源からの加熱により融解させる場合でも、以
下のような不都合がある。例えば、鋳造によって構成さ
れた接合部材のアルミの地肌は強固な酸化被膜が形成さ
れており、従来の溶接法等では接合部材同志を強固に溶
着させることはできない。これに対して、フラックス等
を用いて表面処理を施した後溶着させる場合も考えられ
るが、接合強度を十分に確保することは困難である。逆
にフラックスによる接合部材の不要な腐食等を誘発す
る、という不都合を生じていた。

【０００６】また、接合部材を複数の部材から構成して
これらをボルト等で接合固着する方法の場合には、接合
部の気密性を高めるために高性能なガスケットを使用し
たり、その他ボルトによる締結箇所の増加に伴い、機械
加工の工程数が増大するため、製造コストの上昇を招来
し、また、エンジンの組立作業効率が低下する、という
不都合を生じていた。

【０００７】加えて、各接合部材に所定の貫通孔が形成
され、これらの貫通孔を相互に接合する必要のある場合
などには、通常の溶接法等によって両者を接合しても、
接合面相互間に生じる僅かな隙間を解消することはでき
ない。このため、上記した貫通孔に流体等を流入させた
場合に、これらの流体が隙間を通って外部に漏洩した
り、また異なる貫通孔内を流れる流体同志が相互に混合
してしまう、という不都合を生じていた。これらの現象
は特に高圧の流体が流れる場合に顕著となり、大きな問
題となっていた。例えば、内燃機関等の構成部材等は、
その内部に数多くの貫通孔が形成されており、接合部の
気密度の要求は通常の機械部品等と比較しても高いもの
となっている。

【０００８】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、特に接合強度に優れ、且つ接合部の気密性の
高いアルミニウムの接合方法を提供することを、その目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１記載の発明では、予め亜鉛合金はんだ
層が付された接合面を有する第１接合部材と第２接合部
材とを備えると共に、これら各接合部材の少なくとも一
方をアルミニウムにより構成する。そして、これら各接
合部材の接合面同志を所定の隙間部を設けて突き合わ
せ、隙間部を亜鉛合金はんだ浴中に浸漬すると共に、こ
の隙間部近傍に超音波振動を印加して溶融した亜鉛合金
はんだを隙間部に充填する。更に、両接合部材を亜鉛合
金はんだ浴から引き上げて、しかる後、接合面を均一に
加圧して接合するという構成及び方法を採っている。

【００１０】以上のようなアルミニウムの接合方法の工
程を詳述すると、先ず、第１接合部材及び第２接合部材
を予熱し、各接合部材の接合面に超音波振動を印加して
亜鉛合金はんだ層を形成する。そして、各接合部材の接
合面同志を所定の隙間を設けて突き合わせる。両接合部
材を突き合わせたまま、固定手段によって両者を固定す
る。そして、一体的に固定された接合部材を電気炉内で
同時に加熱する。

【００１１】接合部材がある所定温度に加熱されたらこ
れを取り出し、溶融した亜鉛合金はんだ浴中に上記した
隙間部全体が浸かるように浸漬する。そして、これと同
時に隙間部の近傍に超音波振動を印加して、この隙間部
に溶融した亜鉛合金はんだを十分に充填する。その後、
この接合部材をゆっくりと亜鉛合金はんだ浴から引き上
げる。そして、湯切り後、接合面に所定の押圧力が加わ
るようにして、そのまま自然放冷する。

【００１２】そして、冷却によって亜鉛合金はんだが凝
固した後に、固定手段を接合部材から取り外す。そし
て、必要のある場合には所定の機械加工を施し、接合部
材の接合が完了する。

【００１３】請求項２または３記載の発明では、両接合
部材の接合面相互間に所定のスペーサを配設し、または
接合部材に所定の凸部を設けて隙間部を形成するという
構成を採り、その他の構成及び方法は請求項１記載の発
明と同様である。このため、亜鉛合金はんだ層が形成さ
れた接合面同志を突き合わせるに際してスペーサや凸部
の厚みを調整することにより、隙間部の間隔を柔軟に変
更することができる。

【００１４】また、請求項４記載の発明では、隙間部の
間隔を０．２〔ｍｍ〕〜１．５〔ｍｍ〕に設定するとい
う構成を採り、その他の構成及び方法は請求項１，２ま
たは３記載の発明と同様である。

【００１５】更に、請求項５記載の発明では、両接合部
材の突き合わせに際しては、着脱可能な固定手段を用い
るという構成を採り、その他の構成及び方法は請求項
１，２，３または４記載の発明と同様である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を、図
面に基づいて説明する。

【００１７】まず、図１は本発明にかかるアルミニウム
の接合方法によって接合する各接合部材を示す正面図で
ある。そして、本発明にかかる接合方法においては、予
め亜鉛合金はんだ層が付された接合面を有する第１接合
部材１と第２接合部材３とを備えると共に、これら各接
合部材１，３の少なくとも一方をアルミニウムにより構
成し、これら各接合部材１，３の接合面１ａ，３ａ同志
を所定の隙間部７を設けて突き合わせ、隙間部７を亜鉛
合金はんだ浴中に浸漬すると共に、この隙間部７近傍に
超音波振動を印加して溶融した亜鉛合金はんだを充填
し、両接合部材１，３を亜鉛合金はんだ浴から引き上げ
て、しかる後、接合面１ａ，３ａを均一に加圧して接合
する、という手法を採っている。

【００１８】以下詳述すると、第１接合部材１及び第２
接合部材３は共にアルミニウム製のブロックであり、こ
れらの相互間にスペーサ５が配設されて、所定の隙間部
７が形成されている。但し、本実施形態における接合部
材１，３は単なる一例であって、その形状は何ら限定さ
れるものではない。また、接合部材１，３の材質につい
ても、一方が鉄製の接合部材であっても本発明を適用す
ることは可能である。

【００１９】各接合部材１，３の内部には、図２に示す
ように、流体ｘ及び流体ｙ等が通る複数個の経路Ｘ，Ｙ
が形成されている。ここで、これらの接合部材１，３の
接合に際しては、以下のような要求がある。即ち、各接
合部材１，３の接合強度を十分に確保することはもちろ
んであるが、各経路Ｘ，Ｙについて接合後もそれぞれ完
全な気密性が保たれる必要もある。より具体的には、流
体ｘ及び流体ｙが相互に混合されないこと、そしてこれ
らの流体ｘ，ｙが外部に漏洩しないことである。

【００２０】また、各接合部材１，３の接合面１ａ，３
ａには、予め亜鉛合金はんだ層が付されている。この亜
鉛合金はんだ層は、各接合部材１，３を適切な温度に昇
温した後、亜鉛合金はんだ浴中に浸漬し、振動板を介し
て超音波を印加し、それぞれの接合面に亜鉛合金はんだ
層をコーティングしてなる。

【００２１】各接合部材１，３の相互間には、図３に示
すように、所定のスペーサ５が配設されている。このス
ペーサ５は、各接合部材１，３の接合面１ａ，３ａの相
互間に所定の隙間部７を形成する役割を有しており、接
合面１ａ，３ａの複数箇所に配置されている。また、ス
ペーサ５の形状としては、隙間部７の所望の間隔に対応
した厚さのものであれば特に限定されるものではない。
また、スペーサ５の材質としては、アルミニウム製のも
のとする他、ＺｎメッキやＣｕメッキ等の表面処理を施
した鉄製のものを使用してもよい。

【００２２】また、接合面１ａ，３ａに隙間部７を形成
する方法としては、上記したスペーサ５を用いるものに
限定されるものではない。即ち、図４に示すように、予
め粗材の段階から各接合部材１，３の接合面１ａ，３ａ
に所定の凸部５ａを設けるようにしてもよい。ここで、
この図４に示した凸部５ａは、それぞれ第１接合部材１
及び第２接合部材３に凸部５ａを設ける場合を示してい
る。しかしながら本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば、第１接合部材１側にのみ凸部５ａを設ける
ようにしても良いし、逆に第２接合部材３側にのみ凸部
５ａを設けるようにしてもよい。

【００２３】また、スペーサ５，５ａによって形成され
る隙間部７の間隔は、０．２〔ｍｍ〕〜１．５〔ｍｍ〕
程度に設定されている。例えば、隙間部７の間隔が０．
２〔ｍｍ〕以下の場合には、後述する溶融した亜鉛合金
はんだの充填作業において、上記したスペーサ５や凸部
５ａが亜鉛合金はんだ浴中に融出してしまったり、ま
た、狭い隙間に溶融した亜鉛合金はんだが侵入しにく
く、接合強度を確保することができないという理由から
である。一方、隙間部７の間隔が１．５〔ｍｍ〕以上の
場合には、超音波振動を印加して亜鉛合金はんだ浴から
引き上げた後、隙間部７に充填された亜鉛合金はんだが
表面張力の影響によって外部へ流出してしまうという現
象が生じ易いという理由からである。

【００２４】以上のように、所定の隙間部７が形成さ
れ、相互に接合面１ａ，３ａが突き合わされた接合部材
１，３は、図５に示すように、固定手段としての所定の
ボルト部材９によって相互に固定される。より具体的に
は、図６に示すように、第１接合部材１側にはボルト部
材９の外形より大きな内径を有する抜け穴１１が形成さ
れており、一方、第２接合部材３側には、ボルト部材９
のネジ部９ａが固定されるための雌ネジ部１３が形成さ
れている。また、スペーサ５の形状は、図７に示すよう
なドーナツ状としている。但し、接合部材１，３の固定
手段としては、上記したボルト部材９に限定されるもの
ではなく、例えば、図８に示すように、コ字状のクラン
プ治具１０を用いることも可能である。

【００２５】次に、以上のように相互に固定された第１
接合部材１と第２接合部材３を実際に接合する工程につ
いて説明する。先ず、図５または図８に示すように相互
に一体となった接合部材１，３を所定温度まで加熱す
る。このとき、加熱方法としては電気炉内に接合部材
１，３を載置して行う。但し、加熱方法としてはこの
他、ガスバーナ等を用いることも可能である。

【００２６】各接合部材１，３を加熱した後には、図９
に示すように、接合部材１，３を亜鉛合金はんだ浴１５
に入れて、上記した隙間部７を溶融した亜鉛合金はんだ
中に浸漬する。そして、このまま、隙間部７近傍に超音
波振動を印加する。この作業によって、各接合面１ａ，
３ａの亜鉛合金はんだ層の層厚が増大すると同時に、隙
間部７に溶融した亜鉛合金はんだが完全に充填されるこ
ととなる。ここで、超音波振動を印加する装置の概要を
説明すると、図９に示すように、ヒータ１７を内蔵した
はんだ槽２０に、溶融した亜鉛合金はんだが満たされて
いる。そして、亜鉛合金はんだ浴１５中に所定の振動板
１９が配置されると共に、この振動板１９に超音波ホー
ン２１が係合されている。また、超音波ホーン２１には
振動子２３が接合されており、発振器２５からの信号に
基づいて超音波振動を発生するようになっている。

【００２７】次に、隙間部７に亜鉛合金はんだが充填さ
れた後は、接合部材１，３をゆっくりと亜鉛合金はんだ
浴１５から引き上げる。そして、必要に応じて、亜鉛合
金はんだの液だれ等を除去する。このとき、隙間部７に
充填された亜鉛合金はんだを流出させないように、接合
部材１，３の取り扱いは緩やかに行う必要がある。

【００２８】そして、溶融した亜鉛合金はんだが凝固し
ないうちに、図１０に示すように、接合部材１，３を所
定の台２７上に載置する。このとき、載置方法として
は、第１接合部材１が第２接合部材３の上部に位置する
ようにする。なぜなら、第１接合部材１の自重が接合面
１ａ，３ａに加わり、これにより隙間部７に充填された
亜鉛合金はんだの内、余分な部分が外部に排出され、接
合面１ａ，３ａが均一に押圧され、厚さの均一な接合層
７ａが形成されるからである。また、第１接合部材１の
自重では荷重が不足する場合には、図１１に示すように
第１接合部材１の上方から、所定の押圧力を加えるよう
にしてもよい。

【００２９】最後に、亜鉛合金はんだが凝固した後、固
定手段としてのボルト部材（図示略）を取り外し、接合
作業が完了する。ここで、図１２は、以上の接合行程を
示す行程図である。

【００３０】次に、具体的な実施例として、上記したア
ルミニウムの接合方法を利用して内燃機関のシリンダブ
ロックを製造する方法について詳述する。

【００３１】先ず、一般的なシリンダブロックの形態と
しては、図１３及び図１４に示すようなものがある。即
ち、図１３はいわゆるドライライナ方式のシリンダブロ
ック３１であり、シリンダスリーブ３３が冷却水通路３
５と接していないものである。一方、図１４はウェット
ライナ方式と呼ばれるものであり、シリンダスリーブ３
３の外周面が冷却水通路３５の一部として機能するもの
である。本発明は、これらのシリンダブロック３１，３
２の製造に対して適用できる。

【００３２】ここで、従来より行われていた超音波振動
を利用したはんだ付けによるシリンダブロックの接合方
法に付いて概説する。この方法では、各接合部材の接合
面に予め亜鉛合金はんだ層を形成し、接合面を突き合わ
せる点は本発明と同様であるが、従来はこの後、接合部
材を亜鉛合金はんだの融点以上に加熱すると共に、所定
の押圧力を加えたまま超音波接合装置によって超音波振
動を印加していた。また、単に加熱して押圧力を加える
のみの方法も用いられていた。このため、これらの方法
には以下のような点で不都合があった。

【００３３】即ち、当該実施例のシリンダブロックの接
合のように、接合面が広く、広領域を同時に押圧しなが
ら超音波振動を印加しなければならない場合には、超音
波接合装置に大型のホーンを具備する必要があり、また
高出力の発振器や複数の発振器をリンクさせて稼働させ
る必要が生じ、これらの装置が大型化し複雑化してしま
う。また、超音波振動の印加により、接合部材に接する
ホーン先端部の摩耗が生じ、大量生産を必要とする場合
には問題となる。

【００３４】また、亜鉛合金はんだの融点以上に加熱し
て押圧するのみの接合方法では、一部酸化した亜鉛合金
はんだが溶解し難く、加熱後に接合面を押圧したとして
も、接合面の相互間の隙間に溶融した亜鉛合金はんだが
充填しきれず、均一な接合層を得ることができない。こ
の結果、オイルジャケット（潤滑油通路）やウォーター
ジャケット（冷却水通路）の耐圧性が十分に得られな
い、という不都合があった。

【００３５】本発明は、以上のような不都合のないアル
ミニウムの接合方法であり、図１５に示すように、シリ
ンダスリーブ（図示略）を支えるデッキ部材４１と、ク
ランクジャーナル部４４やシリンダー部４５を有しなが
らウォータージャケット（冷却水通路、Ｗ／Ｊ）４６が
オープンデッキ状となっているシリンダブロック本体４
３は、それぞれ別個にアルミダイカスト鋳造される。こ
こで、これらを分割する位置としては、完成品を示す図
１３を参照すると、形成しようとするウォータージャケ
ット３５の上端部から下端部までの間としている。

【００３６】また、デッキ部材４１には、図１６に示す
ように、シリンダブロック本体４３に対応してシリンダ
ボア穴４７，シリンダヘッド（図示略）への冷却水連通
穴４８，シリンダヘッドをシリンダブロック本体４３に
締結するためのスタットボルト穴４９、オイル落とし穴
５０等がアルミダイカスト鋳造時の鋳抜きによって設け
られている。また、デッキ部材４１とシリンダブロック
本体４３を固定するためのボルト部材が挿入される抜け
穴５１も同様に設けられている。特にこの抜け穴５１
は、両者の位置決めを正確にできるように、少なくとも
二つ設ける。

【００３７】また、シリンダブロック本体４３も、上記
したようにアルミダイカスト鋳造によって構成されてい
る。ここで、シリンダブロック本体４３は、ウォーター
ジャケット４６がオープンデッキ状となっているので、
その形状から鋳造後に容易に鋳抜くことができる。そし
て、シリンダブロック本体４３には、上記したデッキ部
材４１と同様にスタットボルト穴４９ａ，オイル落とし
穴５０ａ及び上記した抜け穴５１に対応するネジ穴５１
ａが形成されている。

【００３８】そして、これらのデッキ部材４１およびシ
リンダブロック本体４３は、鋳造後に先ずフライス加工
により接合面４１ａ，４３ａ（図１５参照）の黒皮が除
去される。この黒皮の除去作業は、後行程の超音波振動
印加によるはんだ付け行程において、亜鉛合金はんだを
各接合面４１ａ，４３ａに適切に付着させるためであ
る。

【００３９】次に、接合部材としてのデッキ部材４１及
びシリンダブロック本体４３は、フライス加工された接
合面４１ａ，４３ａが、図１７に示すように、超音波は
んだ付け装置の振動板１９に対向する向きで載置され
る。そして、この状態で超音波振動が振動板１９を介し
てシリンダブロック本体４３に印加され、低融点の亜鉛
合金はんだが接合面４３ａに付される。ここで、超音波
振動によるはんだ付けの設定条件としては、発振周波数
を２０〔ＫＨｚ〕程度，発振器出力２５０〜５００
〔Ｗ〕，炉内加熱による接合部材の予熱温度を３７０
〔℃〕，超音波振動の印加時間を６〜１０〔秒〕として
いる。また、亜鉛合金はんだは融点が３９０〔℃〕以下
のものを使用している。なぜなら、３９０〔℃〕以上の
融点を持つはんだを用いると、ダイカスト鋳物にブリス
ターが生じるからである。

【００４０】以上のように亜鉛合金はんだ層が付された
デッキ部材４１及びシリンダブロック本体４３の内、シ
リンダブロック本体４３の鋳抜き穴にネジ切り加工をす
る。これは、図６に詳記したように、ボルト部材９が固
定されるためのものである。一方、デッキ部材４１側の
鋳抜き穴は上記したように抜け穴５１のままにしてお
く。このように、一方の部材にネジ切り加工をし、他方
を抜け穴５１のままにしておくのは、後行程で亜鉛合金
はんだを隙間部に充填した際にデッキ部材４１が自由と
なって隙間部の亜鉛合金はんだを均一に押し広げること
ができるからである。

【００４１】次に、図１８に示すように、ドーナツ状の
スペーサ５（図７参照）を介してデッキ部材４１とシリ
ンダブロック本体４３の接合面４１ａ，４３ａを突き合
わせる。また、スペーサ５は、アルミニウム合金製の薄
板で構成されており、具体的な形状としては、外径がφ
10，内径φ6.5，厚さが0.5〔ｍｍ〕となっている。この
とき、デッキ部材４１とシリンダブロック本体４３との
位置決めに指しては、ピン部材８１等を用いることで、
正確な位置決めをすることができる。そして、図１９に
示すように、このスペーサ５の中央部に形成された穴を
通してボルト部材９が挿入され、デッキ部材４１とシリ
ンダブロック本体４３とが固定される。ここで、ボルト
部材９の表面には予め焼付防止又は亜鉛合金はんだの付
着防止を兼ねて、所定のセラミック系粉末を塗布した。
また、ボルト部材９の頭部に形成された六角穴には、シ
リカ系の断熱材ウールを詰め込むことで、亜鉛合金はん
だの不要な付着を防止した。

【００４２】その後、デッキ部材４１及びシリンダブロ
ック本体４３を一体的に固定したまま、これらを再度３
７０〔℃〕程度まで加熱炉（図示略）内で加熱する。そ
して接合部材が所定温度になったら、図２０に示すよう
に、接合面相互間に形成された隙間部７を亜鉛合金はん
だ浴１５に浸漬し、デッキ部材４１の接合面の反対側の
面を振動板１９に載置して超音波振動を印加する。この
時の超音波振動の印加条件は、上記した亜鉛合金はんだ
層の形成時とほぼ同様である。

【００４３】以上の作業によって、接合面に形成されて
いた亜鉛合金はんだ層の厚みは増大して、隙間部の全体
に溶融した亜鉛合金はんだが十分に充填される。そして
その後、シリンダブロック本体４３及びデッキ部材４１
を亜鉛合金はんだ浴１５からゆっくりと引き上げ、亜鉛
合金はんだの液だれ等を除去した後、デッキ部材４１が
下になるようにして所定の平板上に載置する。これによ
り、シリンダブロック本体４３の自重が接合面に作用し
て、隙間部に滞留している余分な亜鉛合金はんだは外部
に流出し、全体の厚みが均一な接合層を得ることができ
る。

【００４４】シリンダブロック本体４３とデッキ部材４
１の接合後は、所定温度まで冷却し、亜鉛合金はんだを
凝固させる。そして、その後ボルト部材を取り外し、最
後にシリンダボア穴の内周壁の切削等、従来の機械加工
を施し、シリンダスリーブ３３の圧入等を行うことで、
図２１に示すようなアルミダイカスト製のクローズドデ
ッキ式のシリンダブロックが完成する。

【００４５】また、他の具体的実施例としていわゆるウ
エットライナ型のクローズドデッキ式のシリンダブロッ
クの製造についても本発明の適用を試みた。当該実施例
では、図２２に示すように、シリンダスリーブ（図示
略）を支えるデッキ部材６１とシリンダブロック本体６
３とを別個にアルミダイカスト鋳造する。ここで、シリ
ンダブロック本体６３とデッキ部材６１の分割位置は、
完成品として例示した図１４に示すシリンダブロック
の、ウォータージャケット（Ｗ／Ｊ）の上端部から下端
部までの間に設定する。

【００４６】デッキ部材６１には、上記したドライライ
ナ式の場合と同様に、シリンダブロック本体６３に対応
してシリンダボア穴６７，シリンダヘッド（図示略）へ
の冷却水連通穴６８，シリンダヘッドをシリンダブロッ
ク本体６３に締結するためのスタットボルト穴６９、オ
イル落とし穴７０等がアルミダイカスト鋳造時の鋳抜き
によって設けられている。また、デッキ部材６１とシリ
ンダブロック本体６３を固定するためのボルト部材が挿
入される抜け穴７１も同様に設けられている。特にこの
抜け穴７１は、両者の位置決めを正確にできるように、
少なくとも二つ設ける。

【００４７】また、シリンダブロック本体６３も上記し
たようにアルミダイカスト鋳造によって構成されてい
る。そして、シリンダブロック本体６３には、上記した
デッキ部材６１と同様にスタットボルト穴６９ａ，オイ
ル落とし穴７０ａ，ボルト部材が締結されるネジ穴７１
ａが形成されている。

【００４８】そして、これらのデッキ部材６１およびシ
リンダブロック本体６３は、鋳造後にフライス加工がさ
れ、この加工された接合面６１ａ，６３ａに低融点の亜
鉛合金はんだが付される。次に、図２３に示すようにス
ペーサ７を介してデッキ部材６１とシリンダブロック本
体６３の接合面６１ａ，６３ａを相互に突き合わせる。
そして、接合面６１ａ，６３ａ相互間に形成された隙間
部を亜鉛合金はんだ浴に浸漬する。

【００４９】そして最後に、シリンダボア穴６７の内周
壁の切削等、従来の機械加工を施し、シリンダスリーブ
３３の圧入等を行うことで、図２４に示すようなアルミ
ダイカスト製のクローズドデッキ式のウェットライナ型
のシリンダブロックが完成する。

【００５０】接合作業の完了後は、接合面の状態は図２
５に示すようになる。この図２５は図１６におけるＶ−
Ｖ線における断面図である。図に示すように、亜鉛合金
はんだが隙間部に十分充填され、ウォータージャケット
及びオイルジャケットの他、各経路を適切に接合してい
る。

【００５１】

【発明の効果】以上のように本発明では、接合面の相互
間に隙間部を設け、この隙間部に溶融した亜鉛合金はん
だを超音波振動を印加しつつ充填して接合部材を接合す
ることとした。このため、接合面全体にわたり厚みが均
一な接合層を形成することができる、という優れた効果
を生じる。またこれに伴い、接合部材に流体等が流れる
経路が形成されている場合でも、接合後の各経路の耐圧
性及び気密性を十分に確保することができる、という優
れた効果を生じる。

【００５２】また、本発明では各接合部材を突き合わせ
た後は、接合のための特別な超音波接合装置等を必要と
しない。このため、設備コストを抑制することができる
のはもちろんのこと、作業行程が簡略化されることによ
り時間的な製造効率を向上させることができる、という
優れた効果を生じる。

【００５３】また、簡易な形状のスペーサまたは各接合
部材に直接形成された凸部を利用して隙間部を設けるこ
ととした。このため、特別複雑な装置や部材を必要とせ
ずに所望の隙間部を形成することができる、という優れ
た効果を生じる。

【００５４】さらに、隙間部の間隔を０．２〜１．５
〔ｍｍ〕に設定することとした。このため、間隔が狭い
ために生じるスペーサや凸部の融出現象を確実に防止で
きると共に、隙間部に溶融した亜鉛合金はんだを確実に
充填することができる、という優れた効果を生じる。一
方、隙間部の間隔を１．５〔ｍｍ〕以下に設定すること
で、隙間部に充填された亜鉛合金はんだが表面張力の影
響によって外部へ流出してしまうという現象を確実に防
止できる、という優れた効果を生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す正面図であり、スペ
ーサを介して両接合部材を突き合わせた状態を示す。

【図２】図１に開示した接合部材の具体的形状を示す斜
視図であり、図２（Ａ）は第１接合部材を示し、図２
（Ｂ）は第２接合部材を示す。

【図３】第１接合部材と第２接合部材との相互間にスペ
ーサを配設して隙間部を形成している状態を示す断面図
である。

【図４】第１接合部材及び第２接合部材に凸部を設けて
相互間に隙間部を形成している状態を示す断面図であ
る。

【図５】第１接合部材と第２接合部材とをボルト部材に
よって固定している状態を示す断面図である。

【図６】図５に開示したボルト部材による各接合部材の
固定構造を示す拡大断面図である。

【図７】隙間部を形成するために用いられるスペーサを
示す図であり、図７（Ａ）は平面図を示し、図７（Ｂ）
は正面図を示す。

【図８】各接合部材をクランプ治具で相互に固定してい
る状態を示す正面図である。

【図９】隙間部に溶融した亜鉛合金はんだを充填してい
る状態を示す断面図である。

【図１０】隙間部への亜鉛合金はんだの充填後、余分な
亜鉛合金はんだを排出させる状態を示す正面図である。

【図１１】余分な亜鉛合金はんだを排出させるために、
押圧力を加えている状態を示す正面図である。

【図１２】本発明のアルミニウムの接合方法の接合行程
を説明する図である。

【図１３】ドライライナ式でクローズドデッキ型の一般
的なシリンダブロックを示す図である。

【図１４】ウェットライナ式でクローズドデッキ型の一
般的なシリンダブロックを示す図である。

【図１５】本発明の具体的実施例を示す図であり、デッ
キ部材とシリンダブロック本体の接合前の状態を示す断
面図である。

【図１６】図１５に開示した部材を示す平面図であり、
図１６（Ａ）はデッキ部材を示し、図１６（Ｂ）はシリ
ンダブロック本体を示す。

【図１７】シリンダブロック本体の接合面に亜鉛合金は
んだ層をコーティングする状態を説明する断面図であ
る。

【図１８】デッキ部材をスペーサを介してシリンダブロ
ック本体に当接させる状態を説明する断面図である。

【図１９】ボルト部材近傍を示す拡大断面図である。

【図２０】デッキ部材とシリンダブロック本体との相互
間に形成された隙間部に溶融した亜鉛合金はんだを充填
する状態を説明する断面図である。

【図２１】接合完了後のシリンダブロックを示す断面図
である。

【図２２】他の具体的実施例を示す図であり、図２２
（Ａ）はデッキ部材の平面図を示し、図２２（Ｂ）はシ
リンダブロック本体の平面図を示す。

【図２３】図２２に開示したデッキ部材をシリンダブロ
ック本体に当接させる状態を示す説明図である。

【図２４】接合完了後のシリンダブロックを示す断面図
である。

【図２５】図１６のＶ−Ｖ線における接合面の接合状態
を示す断面組織図である。

【符号の説明】

１第１接合部材１ａ接合面３第２接合部材３ａ接合面５スペーサ５ａ凸部７隙間部１５亜鉛合金はんだ浴９固定手段（ボルト部材）１０固定手段（クランプ治具）

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【手続補正書】

【提出日】平成８年８月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２５】図１６のＶ−Ｖ線における接合面の金属組織
を表わす写真である。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｆ 1/00 Ｆ０２Ｆ 1/00 Ｋ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】予め亜鉛合金はんだ層が付された接合面
を有する第１接合部材と第２接合部材とを備えると共
に、これら各接合部材の少なくとも一方をアルミニウム
により構成し、これら各接合部材の接合面同志を所定の隙間部を設けて
突き合わせ、前記隙間部を亜鉛合金はんだ浴中に浸漬す
ると共に、この隙間部近傍に超音波振動を印加して溶融
した亜鉛合金はんだを充填し、前記両接合部材を亜鉛合金はんだ浴から引き上げて、し
かる後、前記接合面を均一に加圧して接合することを特
徴としたアルミニウムの接合方法。
【請求項２】前記両接合部材の接合面相互間に所定の
スペーサを配設して前記隙間部を形成することを特徴と
した請求項１記載のアルミニウムの接合方法。
【請求項３】前記両接合部材の接合面の内の少なくと
も一方の接合面に所定の凸部を設けて前記隙間部を形成
することを特徴とした請求項１記載のアルミニウムの接
合方法。
【請求項４】前記隙間部の間隔を０．２〔ｍｍ〕〜
１．５〔ｍｍ〕に設定することを特徴とした請求項１，
２または３記載のアルミニウムの接合方法。
【請求項５】前記両接合部材の突き合わせに際して
は、着脱可能な固定手段を用いることを特徴とした請求
項１，２，３または４記載のアルミニウムの接合方法。