(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端から下端まで長手方向に延びて前記上端と前記下端の間の区間長を有するライナー部材を備え、
前記ライナー部材は、中心軸の周りに延在する内側表面と反対側を向く外側表面とを含み、
前記外側表面は前記区間長の第１の部分に沿った第１の外径と、前記区間長の第２の部分に沿った第２の外径とを有し、前記第１の外径は、前記上端と前記第２の部分との間において一定であり且つ前記第２の外径よりも短く、
前記第１の部分に沿った前記外側表面に適用されるアルミニウムベースの素材で形成される結合層をさらに備えた、
シリンダーライナー。
【請求項２】
前記第１の部分が前記外側表面の前記区間長の１０から５０パーセントである、請求項１に記載のシリンダーライナー。
【請求項３】
前記ライナー部材が前記アルミニウムベースの素材とは異なる金属素材で形成される、請求項１に記載のシリンダーライナー。
【請求項４】
前記外側表面は前記第１の部分に沿って１ミリメートル以下の深さの複数の凹部を有する、請求項１に記載のシリンダーライナー。
【請求項５】
アルミニウムベースの素材の前記結合層が前記外側表面に溶射によって適用される、請求項１に記載のシリンダーライナー。
【請求項６】
前記外側表面の前記第１の部分が前記ライナー部材の前記上端と隣接して配置され、前記第２の部分は、前記第１の部分から前記ライナー部材の対向する前記下端に延びる、請求項１に記載のシリンダーライナー。
【請求項７】
前記ライナー部材は鋳鉄で形成され、
前記ライナー部材の前記内側表面は周方向に前記中心軸の周りに延在し、前記上端から前記下端に延びる円筒状の開口部を有し、
前記ライナー部材の前記区間長は１００ミリメートルから１５０ミリメートルであり、
前記外側表面の前記第１の部分は前記ライナー部材の前記区間長の１０から５０％であり、
前記第１の外径が前記第２の外径よりも小さくなるよう前記外側表面は前記中心軸に対して径方向にある距離機械加工され、
前記外側表面には、前記第１の部分に沿って１ミリメートル以下の深さの複数の凹部を呈し、
前記ライナー部材には、前記内側表面から前記外側表面に延びる厚みを有し、前記厚みは前記第１の部分に沿って少なくとも１．８ミリメートルであり、前記第１の部分に沿った厚みは、前記第２の部分に沿った厚みよりも１０から１５ミリメートル短く、
前記結合層は、前記第１の部分に沿って前記外側表面を全体的に覆い、
前記結合層の前記アルミニウムベースの素材がアルミニウム合金であり、
前記アルミニウム合金は、アルミニウムを８５から９０重量パーセント、シリコンを１０から１５重量パーセント、酸素を０．０５から０．１５重量パーセント、任意に鉄、マグネシウム、亜鉛及びマンガンを合計で１重量パーセント未満、前記アルミニウム合金の総重量に対して含み、
前記結合層は５％未満の気孔率と、５０から４００℃で８０〜１２０Ｗ／ｍＫの熱伝導率と、２０〜１５０℃で２０〜２４×１０−６/Ｋの熱膨張係数と、少なくとも１７０ＭＰaの引張強度と４０〜７０Ｇｐａの弾性率とを有し、
前記結合層は１５ミリメートル以下の厚みを有し、
前記結合層は、前記外側表面に溶射により適用される、
請求項１に記載のシリンダーライナー。
【請求項８】
上端から下端まで長手方向に延び前記上端と前記下端の間の区間長を有するライナー部材を提供するステップを備え、前記ライナー部材は中心軸の周りに延在する内側表面と、反対側を向く外側表面とを含み、前記外側表面は前記区間長の第１の部分に沿った第１の外径と、前記区間長の第２の部分に沿った第２の外径とを有し、前記第１の外径（Ｄ１）は、前記上端と前記第２の部分との間において一定であり且つ前記第２の外径（Ｄ２）よりも短く、さらに、
前記区間長の前記第１の部分に沿った前記外側表面にアルミニウムベースの素材の層を適用するステップ、
を備えるシリンダーライナーの製造方法。
【請求項９】
前記外側表面への前記アルミニウムベースの素材の前記層を適用するステップが、前記外側表面に前記アルミニウムベースの素材を溶射することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の外径（Ｄ１）が、前記第２の外径（Ｄ２）よりも短くなるよう、前記第１の部分に沿った前記第１の外径（Ｄ１）を減じることを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
深さが１ミリメートル以下の複数の凹部を形成するために前記第１の部分に沿った前記外側表面にショットブラストを施すこと事を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記ライナー部材が前記アルミニウムベースの素材とは異なる金属素材で形成される、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
複数のシリンダーライナーを備え、それぞれの前記シリンダーライナーは上端から下端に長手方向に延びる前記上端と前記下端の間の区間長を有するライナー部材を含み、前記ライナー部材は中心軸の周りに延在する内側表面と、反対側を向く外側表面とを含み、前記外側表面は前記区間長の第１の部分に沿った第１の外径と、前記区間長の第２の部分に沿った第２の外径とを有し、前記第１の外径は、前記上端と前記第２の部分との間において一定であり且つ前記第２の外径よりも短く、
それぞれの前記シリンダーライナーは前記第１の部分に沿って前記外側表面に適用される第１のアルミニウムベースの素材の層を含み、
第２のアルミニウムベースの素材で形成され、前記シリンダーライナーの１つを受け入れる複数の穴を有するブロックをさらに備え、
前記シリンダーライナーの前記第１のアルミニウムベースの素材が前記ブロックの前記第２のアルミニウムベースの素材と結合している、エンジンブロックアセンブリ。
【請求項１４】
前記シリンダーライナーの前記第１のアルミニウムベースの素材が前記ブロックの前記第２のアルミニウムベースの素材と同じである、請求項１３に記載のエンジンブロックアセンブリ。
【請求項１５】
前記ライナー部材が前記層の前記第１のアルミニウムベースの素材及び前記ブロックの前記第２のアルミニウムベースの素材とは異なる金属素材で形成される、請求項１３に記載のエンジンブロックアセンブリ。
【請求項１６】
前記ブロックが前記第２のアルミニウムベースの素材で複数の前記穴の各々から離隔された冷却室を有し、前記ブロックは上側表面に複数のブリッジエリアを含み、それぞれの前記ブリッジエリアは平坦で隣り合う前記穴の間に位置し、前記ブロックは前記冷却室から冷却液体を運搬するために、前記冷却室から前記穴の間の前記ブロックの一部を通過してそれぞれ延びる複数の冷却通路を含む、請求項１３に記載のエンジンブロックアセンブリ。
【請求項１７】
複数のシリンダーライナーを提供するステップを備え、それぞれの前記シリンダーライナーは上端から下端まで長手方向に延びる前記上端と前記下端の間の区間長を有するライナー部材を含み、前記ライナー部材は中心軸の周りに延在する内側表面と、反対側を向く外側表面とを含み、前記外側表面は前記区間長の第１の部分に沿った第１の外径と、前記区間長の第２の部分に沿った第２の外径とを有し、前記第１の外径は、前記上端と前記第２の部分との間において一定であり且つ前記第２の外径よりも短く、それぞれの前記シリンダーライナーは前記第１の部分に沿って前記外側表面に適用される第１のアルミニウムベースの素材の層を含み、
金型内に前記複数のシリンダーライナーを配置するステップと、
前記金型内の前記複数のシリンダーライナーの周りに第２のアルミニウムベースの素材を鋳込むステップと、
を備えるエンジンブロックアセンブリの製造方法。
【請求項１８】
前記第２のアルミニウムベースの素材が前記鋳込むステップにおいて前記第１のアルミニウムベースの素材と結合される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ライナー部材が前記第１のアルミニウムベースの素材および前記第２のアルミニウムベースの素材と異なる金属素材で形成される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１のアルミニウムベースの素材を溶射によって前記外側表面に適用する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
上端から下端まで長手方向に延び区間長を有するライナー部材を備え、
前記ライナー部材は、中心軸の周りに延在する内側表面と、反対側を向く外側表面とを含み、
前記外側表面は前記区間長の第１の部分に沿った第１の外径と、前記区間長の第２の部分に沿った第２の外径とを有し、前記第１の外径は、前記上端と前記第２の部分との間において一定であり且つ前記第２の外径よりも短く、
前記第１の部分に沿った前記外側表面に付着された結合層を備え、前記結合層がアルミニウムを含有する、シリンダーライナー。
【請求項２２】
上端から下端まで長手方向に延びて区間長を有するライナー部材を提供する工程を備え、前記ライナー部材は中心軸の周りに延在する内側表面と、反対側を向く外側表面とを含み、前記外側表面は前記区間長の第１の部分に沿った第１の外径と、前記区間長の第２の部分に沿った第２の外径を有し、前記第１の外径は、前記上端と前記第２の部分との間において一定であり且つ前記第２の外径よりも短く、
前記区間長の前記第１の部分に沿った前記ライナー部材の前記外側表面にアルミニウムを含有する結合層が付着する工程を備えるシリンダーライナーの製造方法。
【請求項２３】
複数のシリンダーライナーを備え、それぞれの前記シリンダーライナーは上端から下端に長手方向に延びて区間長を有するライナー部材を含み、前記ライナー部材は中心軸の周りに延在する内側表面と、反対側を向く外側表面とを含み、前記外側表面には前記区間長の第１の部分に沿った第１の外径と前記区間長の第２の部分に沿った第２の外径を有し、前記第１の外径が、前記上端と前記第２の部分との間において一定であり且つ前記第２の外径よりも短く、
それぞれの前記シリンダーライナーは前記第１の部分に沿って前記外側表面に適用されるアルミニウムを含有する第１の素材の結合層を含み、
アルミニウムを含有する第２の素材で形成され、前記シリンダーライナーの１つをそれぞれ受け入れる複数の穴を有するブロックを備え、
前記結合層の前記第１の素材の上に前記ブロックの前記第２の素材が鋳造される、エンジンブロックアセンブリ。
【請求項２４】
複数のシリンダーライナーを提供する工程を備え、それぞれの前記シリンダーライナーは上端から下端に長手方向に延びて区間長を有するライナー部材を含み、前記ライナー部材はそれぞれ中心軸の周りに延在する内側表面と、反対側を向く外側表面とを含み、前記外側表面には前記区間長の第１の部分に沿った第１の外径と前記区間長の第２の部分に沿った第２の外径を有し、前記第１の外径が、前記上端と前記第２の部分との間において一定であり且つ前記第２の外径よりも短く、それぞれの前記シリンダーライナーは前記第１の部分に沿った前記外側表面に適用されるアルミニウムを含有する第１の素材の結合層を含み、
金型内に前記複数のシリンダーライナーを配置する工程と、
前記金型内の前記シリンダーライナーの前記結合層上にアルミニウムを含有する第２の素材を鋳込む工程とを備えるエンジンブロックアセンブリの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本特許出願は、２０１３年７月１６日に出願され、米国仮特許出願第６１／８４６，９７３号の利益を主張し、その全ての内容が引用により本明細書に援用される。
【０００２】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、内燃機関、シリンダーライナーを含むエンジンブロックアセンブリおよびその製造方法のためのシリンダーライナーに関する。
【背景技術】
【０００３】
２．先行技術の記述
今日のエンジンは、包装を凝縮し、エンジンの質量を減らし、燃費を改善するためにより小さく軽く設計されるのが好ましい。しかしながら、小さいサイズでは様々な構成要素や機械加工の場所や位置を見つけることへの問題や懸念がある。１つの懸念領域は、エンジンブロック内のピストンシリンダー開口部の間のより小さなボア間ブリッジ部である。ボア間ブリッジの冷却が必要な際、ブリッジ部に穴があけられ、および/または切り取られたスロットが機械加工される。より小さな穴間隔で、もしライナーがシリンダー内に位置したら、シリンダーライナーに接触せず、切削工具を損傷することなく、切り取られたスロットを機械加工し、および/または穴をあけることは困難になるであろう。これはエンジンブロックの廃棄および/またはブロックラインの休止時間を引き起こす可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シリンダーライナーの外側表面を下側に向けると、ボア間ブリッジ部にスロットや穴を機械加工するための追加スペースを形成することができる。しかしながら、これではシリンダーライナーのエンジンブロックへの物理的または機械的な結合不足のため、低い熱伝導率と大きなボアのゆがみを生じてしまうおそれがある。このような状態はエンジンブロックのこれらの重要な領域において望ましくない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明の概要
本発明の１つの態様は、エンジンブロックとの結合が改善された内燃機関向けのシリンダーライナーを提供する。シリンダーライナーは上端から下端まで長手方向に延びて上端と下端間の区間長を有するライナー部材を含む。ライナー部材は中心軸の周りに延在し外側表面と対向する内側表面を含む。外側表面は、区間の第１の部分に沿った第１の外径と、区間の第２の部分に沿った第２の外径を有し、第１の外径は第２の外径よりも短い。結合層はライナー部材の第１の部分に沿う外側表面に適用されたアルミニウムベースの素材で形成される。
【０００６】
本発明はさらに、改良されたシリンダーライナーの製造方法を提供する。この方法は、区間の第１の部分に沿った第１の外径と、区間の第２の部分に沿った第２の外径を有するライナー部材を提供することを含む。この方法はさらに、ライナー部材の区間の第１の部分に沿った外側表面にアルミニウムベースの素材の層を適用することも含む。
【０００７】
本発明の別の態様は、複数のシリンダーライナーを含むエンジンブロックアセンブリを提供する。それぞれのシリンダーライナーはライナー部材および第１の部分に沿って外側表面に適用された第１のアルミニウムベースの素材の層を含む。アセンブリはまた第２のアルミニウム素材で形成されるブロックを含み、シリンダーライナーの１つを受け入れる複数のボアを有する。シリンダーライナーの第１のアルミニウムベースの素材は、ブロックの第２のアルミニウムベースの素材と結合される。
【０００８】
本発明はさらにエンジンブロックアセンブリを製造する方法を提供する。この方法はシリンダーライナーを複数提供し、金型内に複数のシリンダーライナーを配置することを含む。この方法は次に、金型内の複数のシリンダーライナーの周りに第２のアルミニウムベースの素材を鋳込むことを含む。
【０００９】
図面の簡潔な説明
本発明の他の利点は以下の詳細な説明および添付の図面を考慮すると、容易に理解でき、同時に、より理解が深まるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の例示的な実施例によるシリンダーライナーの概略図である。
【図１Ａ】図１の線１Ａの部分のシリンダーライナーの拡大図である。
【図２】本発明の例示的な実施例によるシリンダーライナーを製造する方法中の溶射工程を示す。
【図３】本発明の例示的な実施例による複数のシリンダーライナーを含むエンジンブロックアセンブリの製造方法における鋳造工程を示す。
【図４】本発明の例示的な実施例による複数のシリンダーライナーを含むエンジンブロックアセンブリの概略図である。
【図４Ａ】図４の線４Ａに沿ったエンジンブロックアセンブリの断面図である。
【図５】図４のエンジンブロックアセンブリの平面図である。
【図６】図４および図５に示されたエンジンブロックアセンブリの一部分の拡大平面図である。
【図７】本発明の例示的な実施例によるエンジンブロックアセンブリの製造方法における工程を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施形態の詳細な説明
本発明の１つの態様は、図１に示されるように、ライナー部材２２および結合層２４を備えた内燃機関向けのシリンダーライナー２０を提供する。結合層２４はライナー部材２２の金属素材とエンジンブロック２６を形成する周囲に鋳造される金属素材の間で改善された結合と向上した熱伝導性を提供する。結合層２４はさらに、エンジンブロック２６内の隣り合うシリンダーライナー２２の間により増大された空間を提供する。
【００１２】
シリンダーライナー２０は、金属素材で形成されたライナー部２２を含む。例示的な実施例ではライナー部２２を形成するために用いる金属素材は鋳鉄であるが、これに代えて鋼または温度、圧力その他内燃機関の状況に耐えうるその他の金属素材で形成されてもよい。ライナー部材２２を形成するために用いられる金属素材はエンジンブロック２６を取り囲む金属素材とは異なり、ライナー部材２２の金属素材は典型的には、結合層２４以外でエンジンブロックと物理的、化学的に結合しない。
【００１３】
図１に示されるように、ライナー部材２２は、上端２８から下端３０まで長手方向に延び、上端および下端２８、３０間の区間長Ｌを呈する。例示的な実施例ではライナー部材２２の区間長Ｌは１００ミリメートルから１５０ミリメートルの範囲にある。ライナー部材２２はまた、中心軸Ａの周辺に延在し外側表面３４に対向する内側表面３２を含む。ライナー部材２２の内側表面３２は、中心軸Ａの周囲に円周状に延在し、上端２８から下端３０に延びる円筒状の開口部を提供する。
【００１４】
ライナー部材２２の外側表面もまた、中心軸Ａの周囲に円周状に延在し、上端２８から下端３０に延びる円筒状の開口部を提供する。外側表面３４は区間長Ｌの第１の部分に沿った第１の外径Ｄ１と、区間長Ｌの第２の部分に沿った第２の外径Ｄ２を有する。図１に示されるように、第１の外径は第２の外径よりも短い。例示的な実施例では、第１の部分は中心軸Ａに対して半径方向にある距離だけ機械加工され、減じられた第１の外径Ｄ１を有する。しかしながら、第２の外径Ｄ２よりも短くなるよう第１の外径Ｄ１を減じる他の方法を用いることができる。ライナー部材２２は、図１に示されるように、外側表面３４から内側表面３２に延びる厚みｔ１およびｔ２を有する。機械加工されたライナー部材の第１の部分の厚みｔ１は典型的には第２の部分に沿った厚みｔ２よりも１０から１５ミリメートル薄い。ライナー部材２２の厚みｔ１、ｔ２は、用途に応じて変える事ができるが、典型的にはライナー部材２２の第１の部分に沿った厚みｔ１は少なくとも１．８ミリメートルである。
【００１５】
減じられた第１の外径Ｄ１と減じられた厚みｔ１を備えた第１の部分は、ライナー部材２２の区間長Ｌの１００％よりも少ないライナー部材２２の区間長Ｌの一部に沿って延びる。第２の部分もまた、ライナー部２２の区間Ｌの１００％よりも少ないライナー部材２２の区間長Ｌの一部に沿って延びる。外側表面３４の第１の部分は典型的にはライナー部材２２の区間長Ｌの１０％から５０％であり、より典型的にはライナー部材２２の区間長Ｌの２０から３０％である。第１の部分は典型的にはライナー部材２２の端２８または３０のいずれか一方に隣接して位置づけられ、その場合、第２の部分は第１の部分から反対側の端部２８または３０にまで延びる。例えば図１に示されるように、第１の部分はライナー部材２２の上端２８に隣接して、エンジンブロック内でマニホールドに向かって上方に位置づけることができる。これに代えて、第１の部分はライナー部材２２の両端２８、３０から距離を置いて、例えばライナー部材２２の中央に配置することも可能である。この代替ケースでは、第２の部分は２つの別個の領域に配置され、各領域はそれぞれライナー部材２２の１つの端部２８，３０から第１の部分まで延びる。さらに別の実施例では、ライナー部材２２は複数の機械加工された第１の部分が任意の場所でお互いに第２の部分で離間されてもよい。
【００１６】
ライナー部材２２の第１の部分の区間長Ｌに沿った外径Ｄ１は、典型的には一定である。しかしながら、第１の外径にわずかな変動があってもよい。例えば、第１の外径Ｄ１は、第１の部分の区間長Ｌに沿って１ミリメートルを超えない範囲で変動してもよい。ある実施例では、外側表面３４の第１の部分は、結合層２４が適用される前にショットブラスト処理される。図１Ａに示されるように、ショットブラスト工程により外側表面３４に沿って複数の凹部３６が形成され、結合層２４をライナー部材２２に接着する手助けとなる。それぞれの凹部は典型的には１ミリメートルを超えない深さを有する。
【００１７】
ライナー部材２２の第２の部分の区間長Ｌに沿った第２の外径Ｄ２もまた、典型的には一定である。しかしながら、第２の外径Ｄ２にわずかな変動があってもよい。例えば、第２の外径Ｄ２は、第２の部分の区間長Ｌに沿って１ミリメートルを超えない範囲で変動してもよい。代替の実施例では、第２の外径Ｄ２は区間長Ｌの第２に沿ってより顕著に変化する。例えば外側表面３４は、リブや突起などの複数の突出部（示されていない）を備えることができ、突出部は外側表面３４を取り囲む部分に対し径方向外向きに延びる。第２の部分に沿った外側表面３４は代替的に他の種類の設計された表面（示されていない）を備えてもよい。突出部または他の設計された表面はライナー部材２２と取り囲む鋳造エンジンブロック２２との間で改善された機械的接続をもたらす。
【００１８】
ライナー部材２２に適用される結合層２４はアルミニウムベースの素材で形成される。結合層２４は、典型的には外側表面３４の第１の部分全体を覆うが、第１の部分の一部のみを覆ってもよい。第１のアルミニウムベースの素材として参照される、ライナー部材２２に適用されるアルミニウムベースの素材は、典型的にはエンジンブロック２６を形成するために用いられる第２のアルミニウムベースの素材と同じか類似している。このように第２のアルミニウムベースの素材が第１のアルミニウムベースの素材の周囲に鋳込まれて強固な結合が形成される。結合層２４は変動してもよい厚みｔ３を有する。図１Ａに示されるように、結合層２４には、ライナー部材２２の第２の外径Ｄ２よりも大きくない外径Ｄ３を形成するのが望ましい。ある実施例では、厚みｔ３は１５ミリメートル以下であり、例えば１０〜１５ミリメートルである。結合層２４は望ましい厚みｔ３を達成するために、１つの層あるいは複数の層２４を備えることができる。
【００１９】
ある例示的な実施例では、結合層２４を形成するために使用されるアルミニウムベースの素材は、アルミニウムを８５〜９０重量％、シリコンを１０〜１５重量％、酸素を０．０５〜０．１５重量％、そして選択的に鉄、マグネシウム、亜鉛およびマンガンをトータルで１重量％未満総重量に対して含むアルミニウム合金である。この例示的な実施例では、結合層２４は５％未満の気孔率と、５０から４００℃の範囲で８０〜１２０Ｗ／ｍＫの熱伝導率と、２０〜１５０℃で２０〜２４×１０−６/Ｋの熱膨張係数と、少なくとも１７０ＭＰaの引張強度および４０〜７０Ｇｐａの弾性率も有する。
【００２０】
例示的な実施例では、結合層２４は外側表面３４にプラズマ照射などの溶射によって適用される。しかしながら、ライナー部材２２に結合層２４を適用するために他の方法を使用することもできる。
【００２１】
本発明の他の態様は、シリンダーライナー２０を製造する方法を提供する。この方法は上述のライナー部材２２のようなライナーを提供することをまず含む。しかしながらライナー部材２２の形状は多岐にわたることが可能である。次の方法は結合層２４へ適用するためのライナー部２２の準備を含む。これは典型的に、減少された外径Ｄ１を有する第１の部分を形成するためにライナー部材２２の外側表面３４の一部を半径方向に機械加工することを含む。しかしながら、減少された第１の外径Ｄ１を形成するために機械加工以外の他の方法を用いることも可能である。
【００２２】
結合層２４への適用のためにさらにライナー部材２２を準備するために、上記方法は、典型的に機械加工された第１の部分に沿った外側表面３４を活性化することを含む。このステップには、外側表面３４から汚染物質、オイル、腐食を除去することが含まれる。この方法はまた、例えば上述のようなショットブラスト工程により第１の部分に沿って粗い構造を形成することを含む。ショットブラスト工程により、結合層２４をライナー部材２２に接着させる手助けとなる複数の凹部３６が形成される。
【００２３】
第１のアルミニウムベースの素材として参照される、アルミニウムベースの素材の層を第１の部分に沿って外側表面３４に適用するステップは、好ましくは溶射を含む。任意の種類の溶射技術、例えばプラズマ照射を用いることができる。図２は、自動化された工程や製造工程で用いることができる、１つの例示的な実施例による第１のアルミニウムベースの素材をライナー部材２２に適用するステップを図示する。この実施例では、複数の機械加工されたライナー部材２２が回転軸５２上に配置され、溶射装置５４に対して長手方向に移動しながら、溶射装置５４により溶射される。しかしながら、第１のアルミニウムベースの素材で形成された結合層２４は、代替的に他の方法を用いてライナー部材２２の第１の部分に適用することも可能である。結合層２４をライナー部材２２に適用するステップは、望ましい厚みｔ２を実現するために１つまたは複数の層２４を形成することを含むことができる。
【００２４】
本発明の別の態様は、図３から図７に示されるように、結合層２４を備えたシリンダーライナー２０を含む内燃機関向けのエンジンブロックアセンブリ３８と、エンジンブロック３８を製造する方法を提供する。エンジンブロックアセンブリ３８は複数のシリンダーライナー２０を含み、シリンダーライナー２０は、上述のような溶射手法の適用されたライナー部材２２と結合層２４を含む。エンジンブロックアセンブリ３８はまた、第２のアルミニウムベースの素材の層で形成され、シリンダーライナー２０の１つをそれぞれ受け入れるための複数の穴４０を有するブロック２６を含む。結合層２４を備えたシリンダーライナー２０の機械加工された第１の部分は、典型的にはライナー部材２２の上端２８近傍に位置し、マニホールドに向かってエンジンブロックの上方に位置する。しかしながら、上述のように、機械加工された第１の部分は別の場所に位置することも可能である。ライナー部材２２の上端はエンジンブロック２６の上側表面４８よりもわずかに下に配置される。
【００２５】
ライナー部材２２は、層およびブロック２６のアルミニウムベースの素材と異なる金属素材で形成される。例示的な実施例では、ライナー部材２２は第１のアルミニウムベースの素材で形成され、穴４０に沿って物理的および化学的にブロック２６の第２のアルミニウムベースの素材と結合される。エンジンブロック２６の第２のアルミニウムベースの素材はシリンダーライナー２０の第１のアルミニウムベースの素材と同じもしくは類似しているのが好ましく、２つの素材は、鋳造工程中に、第１のアルミニウムベースの素材と第２のアルミニウムベースの素材の均質な混合物を含む金属間結合を形成する。ライナー部材２２からの熱はライナー部材２２と結合層２４を通じてブロック２６に流れることができるので、金属間結合により最終的なエンジンブロックアセンブリ３８の熱伝導率は増大される。結合層２４はまた、穴４０とブリッジ領域のゆがみを低減する。
【００２６】
図４から図６に示されるように、例示的な実施例のエンジンブロック２６には、ブロック２６の第２のアルミニウムベースの素材でそれぞれの穴４０と隔離されている、ウォータージャケットとも呼ばれる冷却室４４がある。エンジンブロック２６はまた、ドリル穴や切込みスロットなどの複数の冷却通路４６を含み、冷却通路４６は冷却室４４から前記穴４０の間を前記ブロック内の部分を通過して延びる。冷却通路は、隣り合う穴４０の間のエリアの過熱を防止するために、冷却室４４からエンジンブロック２６内を通じて冷却流体を運搬する。
【００２７】
エンジンブロック２６の上側表面４８には複数のブリッジエリア４２があり、それぞれのブリッジエリア４２は平坦で隣り合う穴４０の間に位置する。隣り合う穴４０の間に位置し、冷却室４４と冷却通路４６を形成するために用いるそれぞれのブリッジエリア４２の幅は、結合層２４を備えないシリンダーライナーと比較して、結合層２４が用いられ機械加工されたシリンダーライナー２０を用いるときより大きくなる。図６は、機械加工可能なブリッジエリア４２が結合層２４によりｄ１からｄ２に増加することを示す。ここで、ｄ１は隣り合うシリンダーライナー２０の機械加工されていない部分の第２の外径Ｄ２の間の距離であり、ｄ２を隣り合うコーティングされたシリンダーライナー２０の外径Ｄ３の間の距離である。この増加したブリッジエリア４２は、冷却室４４と冷却通路４６を形成するために使用されるより広いスペースを提供するので、製造過程において有利である。
【００２８】
本発明の別の態様は、エンジンブロックアセンブリ３８を製造する方法を提供する。この方法は一般的には、ライナー部材２２の機械加工され第１の部分に適用される第１のアルミニウムベースの素材で形成された結合層２４を含む複数のシリンダーライナーを提供し、シリンダーライナー２０を金型５０内に配置し、金型５０内で複数のシリンダーライナー２０の周りに第２のアルミニウムベースの素材を鋳造することを含む。その方法の各工程の一例は図７に開示されている。
【００２９】
シリンダーライナー２０を提供する第１のステップは上述のように行われることが可能である。図７に開示されているように、方法のこの部分は典型的にライナー部材２２の第１の部分の外側表面３４を例えばショットブラスト処理により機械加工することと、例えば溶射により機械加工された第１の部分に第１のアルミニウムベースの素材を適用することとを含む。
【００３０】
こうして金型５０内にコーティングされたシリンダーライナー２０が配置される。鋳造ステップは、エンジンブロック２６を形成するために、第２のアルミニウムベースの素材を融状態で提供し、金型５０第２のアルミニウムベースの素材をに注入することを含む。第２のアルミニウムベースの素材は鋳造ステップにおいて、結合層２４の第１のアルミニウムベースの素材と物理的および化学的に結合する。鋳造ステップで形成された機械的かつ金属間結合は、シリンダーライナー２０がエンジンブロック２６と強く結合するのを確保する。
【００３１】
エンジンブロック２６は、冷却して固化された後、金型５０から除去される。その後、エンジンブロック２６は、望まれるまたは必要とされる形に機械加工および/またはドリル加工され、上述のように、典型的にはブリッジエリア４２、冷却室４４および冷却通路４６を形成する。
【００３２】
明らかに、本発明の多くの修正および変形が上記教示の観点から可能であり、添付の請求項の範囲内ではあるが、具体的に説明した以外の方法でも実施可能である。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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