(57)【要約】【課題】オープンデッキ構造のシリンダブロックにおいて、必要なエンジン冷却性能を確保しつつ、シリンダボアの剛性を容易に向上することができるシリンダブロックおよびシリンダブロックの製造方法を提供する。【解決手段】ブロック本体１に、複数のシリンダボア２・２・・・を形成するボア部４と、前記ボア部４を包囲する一体的な空隙部たるウォータージャケット５を形成するシリンダブロック１００であって、ウォータージャケット５には、該ウォータージャケット５外周のブロック本体１と前記ボア部４を連結して、前記ウォータージャケット５を複数に分断する、一乃至複数のピース部材６が鋳包まれており、前記ピース部材６には、該ピース部材６により分断されたウォータージャケット５を連通するための貫通孔７が形成されている。【選択図】図１
2008208748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロック本体に、
一乃至複数のシリンダボアを形成するボア部と、
前記ボア部を包囲する一体的な空隙部を形成するシリンダブロックの製造方法であって、
非溶着面となる側面に貫通孔が形成されて、かつ、該貫通孔に中子を内包する一乃至複数の結合部材を、前記空隙部を形成すべき金型のうち前記結合部材の配置に対応する切欠き部分に嵌合させた上で鋳造し、前記結合部材を鋳包む工程と、
前記中子を除去する工程とを含む、
ことを特徴とするシリンダブロックの製造方法。
【請求項２】
ブロック本体に、
一乃至複数のシリンダボアを形成するボア部と、
前記ボア部を包囲する一体的な空隙部を形成するシリンダブロックの製造方法であって、
非溶着面となる側面に貫通孔が形成されて、かつ、該貫通孔に金属製またはセラミック製のフィルター部材を内包する一乃至複数の結合部材を、前記空隙部を形成すべき金型のうち前記結合部材の配置に対応する切欠き部分に嵌合させた上で鋳造し、前記結合部材を鋳包む工程を含む、
ことを特徴とするシリンダブロックの製造方法。
【請求項３】
ブロック本体に、
一乃至複数のシリンダボアを形成するボア部と、
前記ボア部を包囲する一体的な空隙部を形成するシリンダブロックの製造方法であって、
一乃至複数の結合部材を、前記空隙部を形成すべき金型のうち該空隙部の底部に対応する部分に嵌合させた上で鋳造し、前記結合部材を鋳包む工程を含む、
ことを特徴とするシリンダブロックの製造方法。
【請求項４】
ブロック本体に、
一乃至複数のシリンダボアを形成するボア部と、
前記ボア部を包囲する一体的な空隙部を形成するシリンダブロックであって、
前記空隙部には、該空隙部外周のブロック本体と前記ボア部を連結して、前記空隙部を複数に分断する、一乃至複数の結合部材が鋳包まれており、
前記結合部材には、該結合部材により分断された空隙部を連通するための貫通孔が形成されている、
ことを特徴とするシリンダブロック。
【請求項５】
前記貫通孔には、
金属製またはセラミック製のフィルター部材が内包される、
ことを特徴とする請求項４記載のシリンダブロック。
【請求項６】
ブロック本体に、
一乃至複数のシリンダボアを形成するボア部と、
前記ボア部を包囲する一体的な空隙部を形成するシリンダブロックであって、
前記空隙部の底部には、該空隙部外周のブロック本体と前記ボア部を連結する、一乃至複数の結合部材が鋳包まれている、
ことを特徴とするシリンダブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックの構造および製造方法の技術に関し、より詳しくは、オープンデッキ構造のシリンダブロックにおいて、シリンダボアの剛性を向上させるシリンダブロックの構造およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セミクローズドデッキ構造のシリンダブロックにより構成されるエンジンが知られており、自動車等に広く採用されている。セミクローズドデッキ構造のシリンダブロックは、シリンダボアとシリンダブロックが部分的に結合されているためにシリンダボアの剛性を容易に確保できるという利点がある。しかしその反面、シリンダボア壁の外側に形成される空隙部（ウォータージャケット）が分断され、該ウォータージャケット内を流れる冷却水の流れを阻害してしまうためにエンジンの冷却性能を確保することが困難であるという問題があった。この問題を改善するべく、シリンダボアとシリンダブロックとの結合部に連通孔を設けて、分断されたウォータージャケット間を冷却水が容易に流通できる構成とし、冷却性能を確保する技術が知られている。そして、この連通孔を形成するための技術も公知となっている（特許文献１参照）。
従来技術においては、連通孔を形成するためには、鋳造後に切削加工を施す必要があり、連通孔の形成に余計な手間が掛かるという問題点があった。
【０００３】
一方近年では、エンジンの軽量化や生産性向上のためにオープンデッキ構造のシリンダブロックを採用する事例が増加しており、ダイカスト法により製造されるオープンデッキ構造のシリンダブロックが広く採用されている。
オープンデッキ構造のシリンダブロックは、シリンダボア壁の外側に形成される空隙部（ウォータージャケット）が一体的に（即ち、仕切り等がない状態）形成されているために、冷却水を循環させる流路が十分に確保することができるため、高いエンジン冷却性能を確保することができる。しかしその反面、シリンダボアの剛性を確保することが難しいという問題がある。
【特許文献１】特公平７−１０８４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明では、このような現状を鑑み、オープンデッキ構造のシリンダブロックにおいて、必要なエンジン冷却性能を確保しつつ、シリンダボアの剛性を容易に向上することができるシリンダブロックおよびシリンダブロックの製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
即ち、請求項１においては、ブロック本体に、一乃至複数のシリンダボアを形成するボア部と、前記ボア部を包囲する一体的な空隙部を形成するシリンダブロックの製造方法であって、非溶着面となる側面に貫通孔が形成されて、かつ、該貫通孔に中子を内包する一乃至複数の結合部材を、前記空隙部を形成すべき金型のうち前記結合部材の配置に対応する切欠き部分に嵌合させた上で鋳造し、前記結合部材を鋳包む工程と、前記中子を除去する工程とを含む、ことを特徴としたものである。
【０００７】
請求項２においては、ブロック本体に、一乃至複数のシリンダボアを形成するボア部と、前記ボア部を包囲する一体的な空隙部を形成するシリンダブロックの製造方法であって、非溶着面となる側面に貫通孔が形成されて、かつ、該貫通孔に金属製またはセラミック製のフィルター部材を内包する一乃至複数の結合部材を、前記空隙部を形成すべき金型のうち前記結合部材の配置に対応する切欠き部分に嵌合させた上で鋳造し、前記結合部材を鋳包む工程を含む、ことを特徴としたものである。
【０００８】
請求項３においては、ブロック本体に、一乃至複数のシリンダボアを形成するボア部と、前記ボア部を包囲する一体的な空隙部を形成するシリンダブロックの製造方法であって、一乃至複数の結合部材を、前記空隙部を形成すべき金型のうち該空隙部の底部に対応する部分に嵌合させた上で鋳造し、前記結合部材を鋳包む工程を含む、ことを特徴としたものである。
【０００９】
請求項４においては、ブロック本体に、一乃至複数のシリンダボアを形成するボア部と、前記ボア部を包囲する一体的な空隙部を形成するシリンダブロックであって、前記空隙部には、該空隙部外周のブロック本体と前記ボア部を連結して、前記空隙部を複数に分断する、一乃至複数の結合部材が鋳包まれており、前記結合部材には、該結合部材により分断された空隙部を連通するための貫通孔が形成されている、ことを特徴としたものである。
【００１０】
請求項５においては、前記貫通孔には、金属製またはセラミック製のフィルター部材が内包される、ことを特徴としたものである。
【００１１】
請求項６においては、ブロック本体に、一乃至複数のシリンダボアを形成するボア部と、前記ボア部を包囲する一体的な空隙部を形成するシリンダブロックであって、前記空隙部の底部には、該空隙部外周のブロック本体と前記ボア部を連結する、一乃至複数の結合部材が鋳包まれている、ことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
請求項１においては、結合部材を鋳包むことにより、ボア部がブロック本体により支持される構造となり、オープンデッキ構造のシリンダブロックであってもボア部の剛性を向上させることができる。また、結合部材に貫通孔を形成することにより、冷却水の流路を確保することができる。さらに、前記貫通孔は、鋳造後に中子を除去するだけで形成することができるので、貫通孔を形成するための切削工程を必要とせず、生産性向上を図ることができる。
【００１４】
請求項２においては、結合部材を鋳包むことにより、ボア部がブロック本体により支持される構造となり、オープンデッキ構造のシリンダブロックであってもボア部の剛性を向上させることができる。また、結合部材に貫通孔を形成することにより、冷却水の流路を確保することができる。さらに、貫通孔内にフィルター部材を仕込むことにより、中子を除去する手間を省くことができ、さらに生産性向上に寄与することができる。
【００１５】
請求項３においては、結合部材を鋳包むことにより、ウォータージャケットが浅底化されるため、ボア部がブロック本体により支持される支持面積が増加し、オープンデッキ構造のシリンダブロックであってもボア部の剛性を向上させることができる。また、結合部材が冷し金として作用し、肉厚となるウォータージャケットの底部に鋳巣が発生することを防止できる。
【００１６】
請求項４においては、結合部材を鋳包むことにより、ボア部がブロック本体により支持される構造となり、オープンデッキ構造のシリンダブロックであってもボア部の剛性を向上させることができる。また、結合部材に貫通孔を形成することにより、冷却水の流路を確保することができる。
【００１７】
請求項５においては、結合部材を鋳包むことにより、ボア部がブロック本体により支持される構造となり、オープンデッキ構造のシリンダブロックであってもボア部の剛性を向上させることができる。また、結合部材に貫通孔を形成することにより、冷却水の流路を確保することができる。さらに、貫通孔内にフィルター部材を仕込むことにより、中子を除去する手間を省くことができ、生産性向上に寄与することができる。
【００１８】
請求項６においては、結合部材を鋳包むことにより、ウォータージャケットが浅底化されるため、ボア部がブロック本体により支持される支持面積が増加し、オープンデッキ構造のシリンダブロックであってもボア部の剛性を向上させることができる。また、結合部材が冷し金として作用し、肉厚となるウォータージャケットの底部に鋳巣が発生することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の第一および第二実施例に係るシリンダブロックの全体構成を示す平面図、図２は本発明の第一実施例に係るピース部材を示す（ａ）平面および側面図（ｂ）斜視図、図３は本発明の第一および第二実施例に係るピース部材の金型への配置状況を示す模式図、図４は本発明の第一および第二実施例に係るピース部材の鋳包み状況を詳細に示す部分断面図、図５は本発明の第一実施例に係るシリンダブロックの図１におけるＡ−Ａ'断面図、図６は本発明の第二実施例に係るシリンダブロックの図１におけるＡ−Ａ'断面図、図７は本発明の第三実施例に係るシリンダブロックの全体構成を示す平面図、図８は本発明の第三実施例に係るシリンダブロックの図７におけるＢ−Ｂ'断面図である。
【実施例１】
【００２０】
まず始めに、本発明の第一実施例に係るシリンダブロック１００の全体構成について、図１乃至図３を用いて説明をする。
図１に示す如く、シリンダブロック１００は、アルミ製オープンデッキ構造のシリンダブロックであり、ブロック本体１に、複数のシリンダボア２・２・・・が連設されている。また、各シリンダボア２・２はボア壁３により区切られており、各シリンダボア２・２・・・をまとめて全体としてボア部４を形成している。
さらに、ボア部４の周囲には、空隙部たるウォータージャケット５が一体的に形成されている。但し、本実施例においては、ウォータージャケット５には複数の結合部材たるピース部材６・６・・・を配設しており、各ピース部材６・６・・・により、ウォータージャケット５は複数の空隙部に分断される構成となっている。
【００２１】
図２に示す如く、ピース部材６は、略直方体形状の部材であり、本実施例においてはアルミ製としている。ピース部材６は、長辺方向の寸法（図２中のＸ）を前記ウォータージャケット５の深さと略同一の寸法とし、短辺方向の寸法（図２中のＺ）を前記ウォータージャケット５の溝幅に比して短い寸法としている。また、もう一つの短辺方向の寸法（図２中のＹ）は、前記寸法ＸおよびＹと、前記ウォータージャケット５の曲率半径に応じて、ピース部材６をウォータージャケット５に挿入可能な寸法として決定している。尚、本実施例では、アルミ製のシリンダブロックを例としており、このため、ピース部材６をアルミ製としているが、本発明を適用するシリンダブロック１００およびピース部材６の材質をこれに限定するものではない。
【００２２】
また、ピース部材６・６・・・の非溶着面（即ち、被溶着面を避けて）には、冷却水の流路となる断面視略矩形状の貫通孔７を形成している。尚、本実施例では、貫通孔７を断面視略矩形状に一箇所のみ形成する例を示しているが、貫通孔７の形状および数量をこれに限定するものではない。
【００２３】
図３に示す如く、ウォータージャケット５を形成すべき金型１１の一部に切欠部１１ａ・１１ａ・・・を形成し、該切欠部１１ａ・１１ａ・・・にピース部材６・６・・・を嵌合させてシリンダブロック１００を鋳込むことにより、ピース部材６・６・・・をウォータージャケット５内に配置した状態で鋳包むようにしている。
これにより、図４に示す如く、ピース部材６を介して、ウォータージャケット５の外周に位置するブロック本体１とボア壁３（即ち、ボア部４）が溶湯層１０により溶着される。つまり、ボア部４がブロック本体１により支持される構造となり、これにより、ボア部４の剛性を向上させることができる。
【００２４】
また、ピース部材６・６・・・を金型１１・１１・・・に嵌合させる際には、前記貫通孔７に中子を内包しておき、ピース部材６・６・・・を鋳包んだ後に中子を除去するようにしている。これにより、貫通孔７が溶湯によって塞がれてしまうことがなく、確実に貫通孔７を形成することができる。
【００２５】
ところで、ピース部材６・６・・・を設けると、ウォータージャケット５が深さ方向の全長に渉ってピース部材６・６・・・および溶湯層１０・１０・・・によって塞がれるため、ウォータージャケット５の空隙部が分断されてしまい、冷却水を流通させることができなくなってしまう。
しかし図５に示す如く、この第一実施例においては、前述した通り、各ピース部材６・６・・・には貫通孔７・７・・・を形成しており冷却水の流路を確保している。これにより、エンジン冷却性能を確保しつつ、ボア部４の剛性を容易に向上することができる。
【００２６】
即ち、ブロック本体１に、複数のシリンダボア２・２・・・を形成するボア部４と、前記ボア部４を包囲する一体的な空隙部たるウォータージャケット５を形成するシリンダブロック１００であって、ウォータージャケット５には、該ウォータージャケット５外周のブロック本体１と前記ボア部４を連結して、前記ウォータージャケット５を複数に分断する、一乃至複数のピース部材６が鋳包まれており、前記ピース部材６の非溶着面には、該ピース部材６により分断されたウォータージャケット５を連通するための貫通孔７が形成される構成としている。
また、シリンダブロック１００の製造方法には、非溶着面となる側面に貫通孔７が形成されて、かつ、該貫通孔７に中子を内包する複数のピース部材６・６・・・を、ウォータージャケット５を形成すべき金型のうちピース部材６・６・・・の配置に対応する切欠部に嵌合させた上で鋳造し、ピース部材６・６・・・を鋳包む工程と、前記中子を除去する工程とを含んでいる。
このようなシリンダブロック１００の構造および製造方法を採用して、ピース部材６・６・・・を鋳包むことにより、オープンデッキ構造のシリンダブロックであっても、ボア部４がブロック本体１により支持される構造となり、ボア部４の剛性を向上させることができるのである。また、ピース部材６・６・・・に貫通孔７・７・・・を形成することにより、冷却水の流路を確保することができるのである。
【実施例２】
【００２７】
次に、本発明の第二実施例について説明をする。
図６に示す如く、本発明の第二実施例は、ピース部材６・６・・・の貫通孔７・７・・・に挿入する中子の代わりにフィルター部材８・８・・・を用いて、該フィルター部材８・８・・・を内包した上で鋳込みを行うという点が、第一実施例と相違している。
フィルター部材８は、金属製あるいはセラミック製のフィルター部材であり、溶湯の温度（即ち、本実施例ではアルミニウムの融点）に比して高融点である物質により形成されたフィルター部材を採用している。
このように中子の代わりにフィルター部材８・８・・・を採用することにより、貫通孔７・７・・・に溶湯が浸入することを防止して、貫通孔７・７・・・を確実に形成するとともに、鋳造後に中子を除去する手間を省略して、生産性の向上に寄与することができる。
【００２８】
即ち、シリンダブロック１００の貫通孔７・７・・・には、金属製またはセラミック製のフィルター部材が内包されており、また、シリンダブロック１００の製造方法には、非溶着面となる側面に貫通孔７・７・・・が形成されて、かつ、貫通孔７・７・・・に金属製またはセラミック製のフィルター部材８・８・・・を内包する複数のピース部材６・６・・・を、ウォータージャケット５を形成すべき金型のうちピース部材６・６・・・の配置に対応する切欠部に嵌合させた上で鋳造し、ピース部材６・６・・・を鋳包む工程を含んでいる。
このようなシリンダブロック１００の構造および製造方法を採用して、ピース部材６・６・・・を鋳包むことにより、オープンデッキ構造のシリンダブロックであっても、ボア部４がブロック本体１により支持される構造となり、ボア部４の剛性を向上させることができるのである。また、ピース部材６・６・・・に貫通孔７・７・・・を形成することにより、冷却水の流路を確保することができるのである。さらに、貫通孔７・７・・・内にフィルター部材８・８・・・を仕込むことにより、中子を除去する手間を省くことができ、生産性向上に寄与することができるのである。
【実施例３】
【００２９】
次に、本発明の第三実施例について説明をする。
本発明の第三実施例に係るシリンダブロック２００の全体構成について、図７を用いて説明をする。
図７に示す如く、シリンダブロック２００は、前述したシリンダブロック１００と同様に、アルミ製オープンデッキ構造のシリンダブロックであり、ブロック本体１に、複数のシリンダボア２・２・・・が連設されて全体としてボア部４を形成し、さらに、ボア部４の周囲には、空隙部たるウォータージャケット５が一体的に形成されている。
但し、第三実施例においては、第一および第二実施例の如く、ウォータージャケット５に複数のピース部材６・６・・・を配設し各ピース部材６・６・・・によりウォータージャケット５を複数の空隙部に分断する構成ではなく、ウォータージャケット５の底部５ａに底上げ部材９を配置する構成としており、ウォータージャケット５は一体的な空隙部を保持したままであり、冷却水の流路が容易に確保できる構成としている。
【００３０】
底上げ部材９は、アルミ製部材であり、平面視においてウォータージャケット５の形状と略一致する形状としている。尚、本実施例では、底上げ部材９を一体的な部材としているが、適当な大きさに適宜分割するような構成とすることもできる。また、本実施例では、アルミ製のシリンダブロックを例としており、このため、底上げ部材９をアルミ製としているが、本発明を適用するシリンダブロック２００および底上げ部材９の材質をこれに限定するものではない。
【００３１】
図８に示す如く、ウォータージャケット５の底部５ａを形成すべき金型１２に、底上げ部材９を嵌合させてシリンダブロック２００を鋳込むことにより、底上げ部材９により、ウォータージャケット５を浅底化するとともに、ボア壁３がブロック本体１により支持される面積が拡大する。つまり、ボア部４のブロック本体１による支持が増強される構造となり、これにより、ボア部４の剛性を向上させることができる。
また、金型のみでウォータージャケット５を浅底化すると、底部５ａが肉厚と成りすぎて冷却速度にばらつきが生じ鋳巣が発生するため、ウォータージャケット５の浅底化が困難であったが、底上げ部材９を鋳包んで浅底化することにより、底上げ部材９が冷し金として作用し、底部５ａの冷却が促進されるために鋳巣の発生を抑制することができるという利点も有している。
【００３２】
即ち、ブロック本体１に、複数のシリンダボア２・２・・・を形成するボア部４と、ボア部４を包囲する一体的な空隙部たるウォータージャケットを形成するシリンダブロック２００であって、ウォータージャケット５の底部５ａには、該ウォータージャケット５外周のブロック本体１と前記ボア部４を連結する、一乃至複数の底上げ部材９が鋳包まれている構成としている。
また、シリンダブロック２００の製造方法においては、底上げ部材９を、ウォータージャケット５を形成すべき金型のうちウォータージャケット５該の底部５ａに対応する部分に嵌合させた上で鋳造し、底上げ部材９を鋳包む工程を含んでいる。
このようなシリンダブロック１００の構造および製造方法を採用して、底上げ部材９を鋳包むことにより、ウォータージャケット５が浅底化されるため、オープンデッキ構造のシリンダブロックであっても、ボア部４がブロック本体１により支持される支持面積が増加し、ボア部４の剛性を向上させることができるのである。また、底上げ部材９が冷し金として作用し、肉厚となるウォータージャケット５の底部５ａに鋳巣が発生することを防止できるのである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第一および第二実施例に係るシリンダブロックの全体構成を示す平面図。
【図２】本発明の第一実施例に係るピース部材を示す（ａ）平面および側面図（ｂ）斜視図。
【図３】本発明の第一および第二実施例に係るピース部材の金型への配置状況を示す模式図。
【図４】本発明の第一および第二実施例に係るピース部材の鋳包み状況を詳細に示す部分断面図。
【図５】本発明の第一実施例に係るシリンダブロックの図１におけるＡ−Ａ'断面図。
【図６】本発明の第二実施例に係るシリンダブロックの図１におけるＡ−Ａ'断面図。
【図７】本発明の第三実施例に係るシリンダブロックの全体構成を示す平面図。
【図８】本発明の第三実施例に係るシリンダブロックの図７におけるＢ−Ｂ'断面図。
【符号の説明】
【００３４】
１      ブロック本体
２      シリンダボア
４      ボア部
５      ウォータージャケット
６      ピース部材
７      貫通孔
１００  シリンダブロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008208748.tif 000006
【図５】
2008208748.tif 000007
【図６】
2008208748.tif 000008
【図７】
2008208748.tif 000009
【図８】
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