(57)【要約】【課題】シリンダブロック本体にボアを形成するライナを摩擦溶接により溶着してなるライナ一体化シリンダブロックにおいて、摩擦溶接時のライナ保持の際におけるライナの変形を防止する上で有効な技術を提供する。【解決手段】シリンダブロック本体２とボア１０を形成するライナ３とを摩擦溶接により溶着してなるライナ一体化シリンダブロック１であって、ライナ３の外周には、フランジ部３１が形成されている。そしてフランジ部３１には、摩擦溶接時に保持手段にて保持される保持部３２を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロック本体とボアを形成するライナとを摩擦溶接により溶着してなるライナ一体化シリンダブロックであって、
前記ライナの外周には、フランジ部が形成されており、そのフランジ部には、前記摩擦溶接時に保持手段にて保持される保持部を有することを特徴とするライナ一体化シリンダブロック。
【請求項２】
請求項１に記載のライナ一体化シリンダブロックであって、
シリンダブロック本体には、ウォータジャケットが設けられており、ライナのフランジ部には、前記ウォータジャケットと連通する水穴が設けられており、前記水穴が保持手段によって保持される保持部をも構成する構成になっていることを特徴とするライナ一体化シリンダブロック。
【請求項３】
請求項１または２に記載のライナ一体化シリンダブロックであって、
シリンダブロック本体とライナの両部材の少なくとも一方の部材を、ライナの軸中心周りに回転させることで生じた前記両部材間の摩擦熱によって、前記両部材が溶着されていることを特徴とするライナ一体化シリンダブロック。
【請求項４】
請求項１または２に記載のライナ一体化シリンダブロックであって、
シリンダブロック本体とライナの両部材の少なくとも一方の部材を、ライナの軸方向に往復振動させることで生じた前記両部材間の摩擦熱によって、前記両部材が溶着されていることを特徴とするライナ一体化シリンダブロック。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のライナ一体化シリンダブロックであって、
シリンダブロック本体は、ライナが打込まれる筒孔を有しており、
前記筒孔は、前記ライナを打込む際の打込口側に、前記ライナの先端部が接合される小径部よりも径の大きい大径部を有しており、
前記大径部による上側開口部が前記ライナのフランジ部によって覆い塞がれることで前記大径部内にウォータジャケットが形成されていることを特徴とするライナ一体化シリンダブロック。
【請求項６】
請求項５に記載のライナ一体化シリンダブロックであって、
ライナのフランジ部が筒孔の大径部内に打込まれ、
前記フランジ部の外周面が、前記大径部の内周面に摩擦溶接されていることを特徴とするライナ一体化シリンダブロック。
【請求項７】
シリンダブロック本体とボアを形成するライナとを摩擦溶接により溶着してなるライナ一体化シリンダブロックの製造方法であって、
前記ライナの外周に形成されたフランジ部を保持手段によって保持し、前記ライナと前記シリンダブロック本体の両部材の少なくとも一方の部材を他の部材に対して摺接させて前記両部材間に摩擦熱を生じさせ、その摩擦熱によって前記両部材を溶着することを特徴とするライナ一体化シリンダブロックの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のライナ一体化シリンダブロックの製造方法であって、
ライナのフランジ部には、シリンダブロック本体のウォータジャケットと連通する水穴が形成されており、その水穴に保持手段の爪を挿入しその爪によって前記ライナを保持することを特徴とするライナ一体化シリンダブロックの製造方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載のライナ一体化シリンダブロックの製造方法であって、
ライナのフランジ部に形成された保持部を保持手段の爪によって保持する保持工程と、前記ライナの上端面を前記保持手段の押え部によって前記シリンダブロック本体に向けて押え込むことで前記ライナをシリンダブロック本体に打込む打込工程とを有することを特徴とするライナ一体化シリンダブロックの製造方法。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれかに記載のライナ一体化シリンダブロックの製造方法であって、
シリンダブロック本体とライナの両部材を摩擦溶接させるために、前記両部材の少なくとも一方の部材を、ライナの軸中心周りに回転させて前記両部材間に摩擦熱を発生させる摩擦熱発生工程と、
回転させている部材の位置を検出する角度検出手段によって、前記部材の回転静止位置を決定し、その位置にて前記部材の回転を静止させ、前記両部材の溶着位置を決定する位置決定工程とを有することを特徴とするライナ一体化シリンダブロックの製造方法。
【請求項１１】
請求項７から９のいずれかに記載のライナ一体化シリンダブロックの製造方法であって、
シリンダブロック本体の筒孔にライナを打込む際に、前記ライナの打込み方向と同じ方向の往復振動を前記シリンダブロック本体と前記ライナの両部材間に加え、その往復振動を利用して前記ライナを前記筒孔に打込むと同時に、前記往復振動を利用して前記両部材間に摩擦熱を生じさせることを特徴とするライナ一体化シリンダブロックの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のライナ一体化シリンダブロックの製造方法であって、
往復振動は、保持手段に設けられた超音波振動発生装置によって発生させていることを特徴とするライナ一体化シリンダブロックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シリンダブロック本体とボアを形成するライナとを摩擦溶接により溶着してなるライナ一体化シリンダブロックおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジン用シリンダブロックにおいて、ライナからシリンダブロック本体への伝熱性を向上させてボア面の冷却性能を向上させ、エンジンの出力性能の向上を図ることを目的として、シリンダブロック本体にボアを形成する中空状のライナを摩擦溶接により溶着して接合する構成のライナ一体化シリンダブロックが知られている。シリンダブロック本体に対するライナの摩擦溶接は、打ち込み用シリンダに接続された拡径式のホルダーによりライナの筒孔内周面を保持し、このホルダーを回転させながら打ち込み用シリンダを作動させて、ライナを回転させつつシリンダブロック本体の筒孔内に打ち込むという形態で行う。これにより、シリンダブロック本体の筒孔内周面とライナの外周面との摺接部に発生した摩擦熱で該摺接部が溶融し、その後、冷却過程を経て溶着される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２１０１７８号公報（段落番号（００１７）参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来のライナ一体化シリンダブロックでは、摩擦溶接時におけるライナの保持は、拡径式のホルダによってライナの内周面を保持する、いわゆる内径掴みであり、ライナに摩擦溶接に必要な回転力と打ち込み力を与えるには、ライナの内周面に対して径方向に非常に強い加圧力を付与してライナを保持する必要があり、その結果としてライナが変形する（径方向に歪む）可能性がある。
そこで本発明は、シリンダブロック本体にボアを形成するライナを摩擦溶接により溶着してなるライナ一体化シリンダブロックにおいて、摩擦溶接時のライナ保持の際におけるライナの変形を防止する上で有効な技術を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明に係るライナ一体化シリンダブロックは、特許請求の範囲の請求項１〜６に記載の通りに構成される。また、本発明に係る製造方法は、請求項７〜１２に記載の通りに行われる。
請求項１に記載の発明によると、ライナの外周にフランジ部が形成されている。そしてフランジ部には、摩擦溶接時に保持手段にて保持される保持部を有する。
したがって本発明によるライナは、フランジ部に形成された保持部において保持される。そのためライナは、内周面が保持されることなく保持手段によって保持される。そしてその保持状態においてライナがシリンダブロック本体に摩擦溶接される。したがって本構造によると、ライナの内周面が変形されるおそれが少ない。
またフランジ部は、ライナの外周に形成されており、ライナは、そのフランジ部において径方向の厚みが厚くなっている。したがってライナは、フランジ部において径方向に変形しにくい構造になっている。そしてその部分に保持部が形成されている。したがってライナは、保持部が保持手段によって保持された場合であっても径方向に変形しにくい構造になっている。
かくして本発明によると、摩擦溶接時のライナを保持する際におけるライナの変形を防止できる。
なおここでの保持部とは、保持手段によって保持される構成であればどんな構成であっても良く、例えば、突状に形成された突部、溝状に形成された溝部、穴状に形成された穴部などどんな構成であってもよい。
【０００６】
請求項２に記載の発明によると、シリンダブロック本体には、ウォータジャケットが設けられ、ライナのフランジ部には、ウォータジャケットと連通する水穴が設けられている。そしてその水穴が保持手段によって保持される保持部をも構成する構成になっている。
すなわちライナは、フランジ部に水穴を有し、その水穴が保持手段によって保持される。したがって本発明によれば、水穴が二つの機能を兼用している構成になっている。すなわち水穴は、ウォータジャケットに連通する機能と、保持手段によって保持される機能とを兼用している構成になっている。このためライナの構造が容易になり、シリンダブロックが安価に構成され得る。
【０００７】
請求項３に記載の発明によると、シリンダブロック本体とライナの両部材の少なくとも一方の部材を、ライナの軸中心周りに回転させることで生じた両部材間の摩擦熱によって両部材が溶着されている。
すなわちライナまたはシリンダブロック本体のいずれかの部材、あるいは両部材を回転させる。そしてその回転によって両部材が摺接し、その摺接による摩擦熱によって両部材が溶着される構成になっている。
ところでライナは、摩擦溶接時に保持部において保持されている（請求項１参照）。そしてその保持部は、フランジ部に形成されている。そのためライナは、ライナの軸中心から比較的離れた位置に形成された保持部において保持される。
したがってライナを回転させる際には、その保持部に小さな力を加えることで、所定の回転モーメントを発生させることができる。またシリンダブロック本体を回転させる際においては、その回転による回転モーメントが保持部によって保持されることでライナが保持され、その時に保持部に伝わる力は小さい。このため保持部の変形が防止され、ライナの変形が防止される。
【０００８】
請求項４に記載の発明によれば、シリンダブロック本体とライナの両部材の少なくとも一方の部材を、ライナの軸方向に往復振動させることで生じた両部材間の摩擦熱によって、両部材が溶着されている。
すなわちライナまたはシリンダブロック本体のいずれかの部材、あるいは両部材を軸方向に往復振動させる。そして往復振動によって両部材が摺接し、その摺接による摩擦熱によって両部材が溶着される構成になっている。
ところで複数の気筒を有するエンジンに利用されるシリンダブロックは、シリンダブロック本体に複数の筒孔を有し、これら筒孔のそれぞれにライナが打込まれる。そしてライナの上端同士がフランジ部を介して一体にされる構成も考えられる。そしてこのような形態の場合には、ライナをシリンダブロック本体に対して軸中心周りに回転させることができない。
しかし本発明によれば、このような形態においてもライナとシリンダブロック本体を相対的に軸方向に往復振動させることができる。そしてその往復振動によって両部材を摺接させ、その摺接による摩擦熱によって両部材を溶着することができる。かくして本発明の構成によれば、様々な形態に適応可能なシリンダブロックが構成され得る。
【０００９】
請求項５に記載の発明によれば、シリンダブロック本体は、ライナが打込まれる筒孔を有する。筒孔は、ライナを打込む際の打込口側に、ライナの先端部が接合される小径部よりも径の大きい大径部を有する。そして大径部による上側開口部がライナのフランジ部によって覆い塞がれることで大径部内にウォータジャケットが形成されている。
すなわちウォータジャケットが、大径部内に構成されている。そしてウォータジャケットは、大径部を構成する構成面と、ライナの外周面と、ライナのフランジ部の下側面とによって構成されている。
したがってウォータジャケットは、ライナの外周面とフランジ部の下側面とを利用してシリンダブロック本体内に構成されている。そのためシリンダブロック本体は、容易な構成でウォータジャケットを備える構成になっている。
【００１０】
請求項６に記載の発明によれば、ライナのフランジ部が筒孔の大径部内に打込まれ、フランジ部の外周面が大径部の内周面に摩擦溶接されている。
したがってフランジ部は、大径部の内周面に摩擦溶接されることで、ライナ本体とシリンダブロック本体とを架橋する。すなわちフランジ部が、ブリッジとしてライナ本体を支持する。かくしてライナは、シリンダブロック本体に対して安定良く支持される。
【００１１】
請求項７に記載の製造方法によると、ライナの外周に形成されたフランジ部を保持手段によって保持する。そしてライナとシリンダブロック本体の両部材の少なくとも一方の部材を他の部材に対して摺接させて両部材間に摩擦熱を生じさせる。そしてその摩擦熱によって両部材を溶着する。
したがって本発明によれば、ライナがフランジ部を有し、そのフランジ部が保持手段によって保持される。そのためライナは、内周面が保持されることなく保持手段によって保持される。そしてその保持状態においてライナがシリンダブロック本体に摩擦溶接される。したがって本製造方法によると、ライナの内周面が変形されるおそれが少ない。
またフランジ部は、ライナの外周に形成されており、ライナは、そのフランジ部において径方向の厚みが厚くなっている。したがってライナは、フランジ部において径方向に変形しにくい構造になっている。そしてそのフランジ部が保持手段によって保持されるため、ライナは径方向に変形しにくい。
かくして本形態によると、摩擦溶接時のライナを保持する際におけるライナの変形を防止できる。
なおフランジ部を保持手段によって保持する場合は、フランジ部に形成された突部や溝部や穴部などを保持する方法であっても良いし、あるいはフランジ部の外周端部を保持する方法などであっても良い。
【００１２】
請求項８に記載の製造方法によると、ライナのフランジ部には、シリンダブロック本体のウォータジャケットと連通する水穴が形成されている。そしてその水穴に保持手段の爪を挿入してライナを保持する。
すなわち本発明によれば、ライナがフランジ部に水穴を有する。そして保持手段は、その水穴を利用してライナを保持する。
したがって保持手段は、容易に、かつ安定良くライナを保持することができる。そしてその構造は、保持手段に爪を構成するという容易な構成で構成され得る。そのため設備コストの低減を図ることもできる。
また水穴は、二つの機能を有して構成されている。すなわち水穴は、ウォータジャケットに連通する機能と、保持手段によって保持される機能とを有して構成されている。このためライナの構造が容易になり、シリンダブロックが安価に構成され得る。
【００１３】
請求項９に記載の製造方法によると、ライナのフランジ部に形成された保持部を保持手段の爪によって保持する保持工程と、ライナの上端面を保持手段の押え部によってシリンダブロック本体に向けて押え込むことでライナをシリンダブロック本体に打込む打込工程とを有する。
すなわち本発明の製造方法に係る保持手段は、爪と押え部を別個に有する。そして爪によってライナを保持し、押え部によってライナの上端面を押し込む。
したがってライナをシリンダブロック本体に打込む際の打込み方向への力は、ライナの上端面と押え部との間に生じる。したがってライナを打込む際における保持部に必要な保持力を小さくすることができる。そのためライナの径方向の変形を防止することができる。
また爪による保持力を低く設定することができるため、装置のコストを安価にすることも可能である。
【００１４】
請求項１０に記載の製造方法によると、シリンダブロック本体とライナの両部材を摩擦溶接させるために、両部材の少なくとも一方の部材を、ライナの軸中心周りに回転させて両部材間に摩擦熱を発生させる摩擦熱発生工程を有する。そして回転させている部材の位置を検出する角度検出手段によって、部材の回転静止位置を決定し、その位置にて部材の回転を静止させ、両部材の溶着位置を決定する位置決定工程とを有する。
すなわち本発明の製造方法は、摩擦熱発生工程と位置決定工程とを有する。そして位置決定工程では、角度検出手段によってシリンダブロック本体とライナとの相対位置を決定できる。
したがって本発明によると、ライナとシリンダブロック本体とを所定位置で溶着させることができる。
【００１５】
請求項１１に記載の製造方法によると、シリンダブロック本体の筒孔にライナを打込む際に、ライナの打込み方向と同じ方向の往復振動をシリンダブロック本体とライナの両部材間に加える。そしてその往復振動を利用してライナを筒孔に打込むと同時に、往復振動を利用して両部材間に摩擦熱を生じさせる。
したがって本製造方法では、例えば、両部材のいずれか一方の部材、あるいは両部材に往復振動を加えることで、両部材間に往復振動を加える。そして往復振動を利用して二つの製造工程を同時に行う。すなわちライナをシリンダブロック本体に打込む打込工程と、両部材間に摩擦熱を発生させる摩擦熱発生工程とを同時に行う。
そして打込工程では、往復振動の方向が打込み方向と同じ方向であるために、その振動を利用して容易にライナをシリンダブロック本体の筒孔に打込むことができる。また摩擦熱発生工程では、往復振動が打込み方向と同じ方向であるために、様々な態様のシリンダブロックに適応できる方法になっている。例えば、複数のライナが一体となっている態様であって、これらライナをシリンダブロック本体に打込む場合においても本方法は対応し得る方法になっている。
そして往復振動は、例えば、請求項１２に記載の発明のように、保持手段に設けられた超音波振動発生装置によって発生させる方法が挙げられる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
実施の形態１を図１〜４にしたがって説明する。
実施の形態１に係るエンジン用のライナ一体化シリンダブロック１は、図１に示すようにシリンダブロック本体２と、ボア１０を形成するライナ３を有する。シリンダブロック本体２は、軽量化のためにアルミニウム系合金（ＪＩＳ  ＡＣ２Ｃ）からなり、ライナ３は、高シリコンアルミニウム軽合金（ＡＡ  Ａ３９０）からなる。
【００１７】
シリンダブロック本体２は、筒状の筒孔２０を有している。そして筒孔２０にライナ３が打込まれている。
筒孔２０は、ライナ３の径とほぼ同じ径を有する小径部２２と、その小径部２２よりも径の大きい大径部２１を有する。
小径部２２は、筒孔２０の下側部分に形成されており、ライナ３の打込み先端部が打込まれている。そして小径部２２の内周面にライナ３の先端部の外周面３０ａが摩擦溶接によって接合されている。
大径部２１は、ライナ３を筒孔２０に打込む際の打込口側、すなわち筒孔２０の上側部分に形成されている。そして大径部２１にライナ３が挿入されている。そしてライナ３の外周面３０ａと大径部２１の構成面とによってウォータジャケット１１が大径部２１内に形成されている。
【００１８】
ライナ３は、図１に示すように筒状（例えば円筒状）のライナ本体３０と、ライナ本体３０の外周に形成されたフランジ部３１を有する。
ライナ本体３０は、筒孔２０に打込まれる構成であって、ライナ本体３０の先端部が小径部２２に打込まれる。
フランジ部３１は、ライナ本体３０の上端部に設けられている。そして図２に示すようにフランジ部３１は、環状であってライナ本体３０の外周全周に沿って形成されている。
そしてフランジ部３１は、図１に示すように筒孔２０の大径部２１に打込まれる構成であって、大径部２１とほぼ同じ径を有する。したがってフランジ部３１は、大径部２１に打込まれることで大径部２１による上側開口部を覆い塞ぐ。そして大径部２１には、ライナ３と大径部２１との協働によってウォータジャケット１１が形成される。
【００１９】
したがってウォータジャケット１１は、大径部２１の構成面と、ライナ本体３０の外周面３０ａと、フランジ部３１の下側構成面とによって構成されている。そしてフランジ部３１には、図２に示すようにウォータジャケット１１に連通される複数の水穴３２が設けられている。水穴３２は、フランジ部３１を厚み方向に貫通しており、例えば円孔または楕円孔に構成されている。
【００２０】
水穴３２は、図３，４に示すようにライナ３とシリンダブロック本体２とを摩擦溶接する時に保持手段４によって保持される。すなわち水穴３２は、保持手段４に保持される保持部をも兼ねた構成になっている。
保持手段４は、図３に示すように装置本体４０と、装置本体４０の下側に突出する複数（例えば二つ）の爪４１を有する。また保持手段４は、爪４１を平行移動させるための移動手段を有しており、複数の爪４１を移動手段によって相互に近接離間することでライナ３をクランプ（保持）する構成になっている。
【００２１】
以下に、保持手段４を利用してライナ３とシリンダブロック本体２とを摩擦溶接する方法を説明する。
先ず、ライナ３とシリンダブロック本体２を別々に成形する（準備工程）。
次に、図３に示すようにライナ３の水穴３２に保持手段４の爪４１を挿入する。そして図４に示すように複数の爪４１を移動させ、爪４１の間隔を近接または離間させることでライナ３を保持する（保持工程）。
【００２２】
次に、ライナ３を保持手段４によって保持させた状態のまま、ライナ３をシリンダブロック本体２の筒孔２０に向けて移動させる。そして図１に示すように装置本体４０の下側端面に形成された押え部４２をライナ３の上端面に押し当て、押え部４２によってライナ３を筒孔２０へ向けて打込む（打込工程）。
そして打込工程と同時に、あるいは打込工程の後に、ライナ３をライナ３軸中心周りに回転させる（図４参照）。例えば、保持手段４の爪４１と押え部４２とを装置本体４０に対して回転させる。
【００２３】
これによってライナ本体３０の外周面が、筒孔２０の小径部２２の内周面に対して摺接する（図１参照）。そして摺接部において摩擦熱が発生し、その摩擦熱によって摺接部が溶融する（摩擦熱発生工程）。
また摩擦熱発生工程時には、フランジ部３１の外周面３１ａが大径部２１の内周面に摺接する。そしてこれら摺接部において摩擦熱が生じ、その摩擦熱によって摺接部が溶融する（摩擦熱発生工程）。
【００２４】
ところで保持手段４には、図４に示すようにライナ３の軸周り方向の角度位置を検出するための角度検出手段４３が設けられている。角度検出手段４３は、爪４１の位置を検出する機器であって、爪４１の位置を検出することでライナ３のシリンダブロック本体２に対する位置を検出する。
したがってライナ３の位置を角度検出手段４３によって検出しながら、ライナ３を回転させ、ライナ３が所定角度位置（静止位置）に達した際に回転を静止させる（位置決定工程）。
【００２５】
これにより前記した溶融部分が冷えて固まり溶着する。すなわちライナ本体３０と小径部２２が溶着し、フランジ部３１と大径部２１が溶着する。
またライナ３のシリンダブロック本体２に対する打込み量は、図１に示すようにフランジ部３１の上端面とシリンダブロック本体２の上端面がほぼ面一になるように調整されれている。
【００２６】
以上のようにして、シリンダブロック１が形成されている。
したがって本形態によるライナ３は、図１に示すようにフランジ部３１に形成された水穴３２（保持部）において保持される。そのためライナ３は、内周面３０ｂが保持されることなく保持手段４によって保持される。そしてその保持状態においてライナ３がシリンダブロック本体２に摩擦溶接される。したがって本構造によると、ライナ３の内周面３ｂが変形されるおそれが少ない。
【００２７】
またフランジ部３１は、ライナ３の外周（ライナ本体３０の外周）に形成されており、ライナ３は、フランジ部３１において径方向の厚みが厚くなっている。したがってライナ３は、フランジ部３１において径方向に変形しにくい構造になっている。そしてその部分に水穴３２が形成されている。したがってライナ３は、水穴３２が保持手段４によって保持された場合であっても径方向に変形しにくい構造になっている。
かくして本形態によると、摩擦溶接時のライナ３を保持する際におけるライナ３の変形を防止できる。
【００２８】
また本形態によれば、水穴３２が二つの機能を兼用している構成になっている。すなわちウォータジャケット１１に連通する機能と、保持手段４によって保持される機能とを兼用している構成になっている。このためライナ３の構造が容易になり、シリンダブロック１が安価に構成され得る。
またライナ３は、摩擦溶接時に水穴３２において保持されている。そして水穴３２は、フランジ部３１に形成されている。そのためライナ３は、ライナ３の軸中心から比較的離れた位置に形成された水穴３２において保持される。
したがってライナ３を回転させる際には、その水穴３２に小さな力を加えることで、所定の回転モーメントを発生させることができる。このため水穴３２の変形が防止され、ライナ３の変形が防止される。
【００２９】
またウォータジャケット１１は、図１に示すように大径部２１内に構成されている。そしてウォータジャケット１１は、大径部２１を構成する構成面と、ライナ３の外周面３０ａと、ライナ３のフランジ部３１の下側面３１ｂとによって構成されている。
したがってウォータジャケット１１は、ライナ３の外周面３０ａとフランジ部３１の下側面３１ｂとを利用してシリンダブロック本体２内に構成されている。そのためシリンダブロック本体２は、容易な構成でウォータジャケット１１を備える構成になっている。
【００３０】
またフランジ部３１は、大径部２１の内周面に溶着されることで、ライナ本体３０とシリンダブロック本体２とを架橋する。すなわちフランジ部３１が、ブリッジとしてライナ本体３０を支持する。かくしてライナ３は、シリンダブロック本体２に対して安定良く支持される。そしてシリンダブロック１は、フランジ部３１によってクローズド構造となっており、ライナ３がシリンダブロック本体２に対して安定良く支持される。
【００３１】
また保持手段４は、水穴３２を利用してライナ３を保持する。したがって保持手段４は、容易に、かつ安定良くライナ３を保持することができる。そしてその構造は、保持手段４に爪４１を構成するという容易な構成で構成され得る。そのため設備コストの低減を図ることもできる。
また保持手段４は、爪４１と押え部４２を別個に有する。そして爪４１によってライナ３を保持し、押え部４２によってライナ３の上端面を押し込む。
したがってライナ３をシリンダブロック本体２に打込む際の打込み方向への力は、ライナ３の上端面と押え部４２の間に生じる。したがってライナ３を打込む際における水穴３２に必要な保持力を小さくすることができる。そのためライナ３の径方向の変形を防止することができる。
また爪４１による保持力を低く設定することができるため、装置のコストを安価にすることも可能である。
【００３２】
（実施の形態２）
実施の形態２を図５に従って説明する。
実施の形態２に係るシリンダブロック１は、実施の形態１とほぼ同様に構成されている。しかしライナ３は、実施の形態１と異なる摩擦溶接方法によってシリンダブロック本体２に溶着されている。
すなわち実施の形態２の摩擦溶接の際には、図５に示すように保持手段４に設けられた振動発生装置４４を利用する。
【００３３】
振動発生装置４４は、振動を発生する装置であって、主にライナ３のシリンダブロック本体２への打込み方向Ｂと同じ方向（ライナ３の軸方向）の振動を発生させる。そして振動発生装置４４は、保持手段４を振動させることでライナ３に振動を加え、ライナ３とシリンダブロック本体２との間に振動を発生させる。
以下に、振動発生装置４４と保持手段４を利用してライナ３とシリンダブロック本体２とを摩擦溶接する方法を説明する。
先ず、ライナ３とシリンダブロック本体２を別々に成形する（準備工程）。
次に、ライナ３の水穴３２に保持手段４の爪４１を挿入する。そして複数の爪４１の間隔を近接または離間し、爪４１によってライナ３を保持する（保持工程）。
【００３４】
次に、ライナ３を保持手段４によって保持させた状態のまま、ライナ３をシリンダブロック本体２の筒孔２０に向けて移動させる。そして装置本体４０の下側端面に形成された押え部４２をライナ３の上端面に押し当て、押え部４２によってライナ３を筒孔２０へ向けて打込む（打込工程）。
そして打込工程の際には、振動発生装置４４を振動させる。これによりライナ３は、シリンダブロック本体２に対して往復振動する。そのためライナ３は、往復振動を利用して除々に筒孔２０内に打込まれる。そして往復振動によってライナ３とシリンダブロック本体２とが摺接し、両部材間に摩擦熱が生じる。そのため摺接部が摩擦熱によって溶融する（摩擦熱発生工程）。
【００３５】
また往復振動によって、フランジ部３１も大径部２１の内周面に対して摺接する。そのためこれらの間に摩擦熱が生じ、これら摺接部も溶融する（摩擦熱発生工程）。
そしてライナ３のシリンダブロック本体２に対する溶接位置を決定し、振動発生装置４４を停止させる（位置決定工程）。これによりライナ本体３０と小径部２２が溶着し、フランジ部３１が大径部２１に溶着する。
【００３６】
以上のようにして、シリンダブロック１が製造される。
すなわち本形態によると、ライナ３をシリンダブロック本体２に対して軸方向に往復振動させる。そして往復振動によって両部材が摺接し、その摺接による摩擦熱によって両部材が溶着する。
そして本製造方法では、往復振動を利用して二つの製造工程を同時に行う。すなわちライナ３をシリンダブロック本体２に打込む打込工程と、両部材間に摩擦熱を発生させる摩擦熱発生工程とを同時に行う。したがって打込工程と摩擦熱発生工程とが同時になされて、効率良くこれらの工程がなされる。
また打込工程では、往復振動の方向が打込み方向と同じ方向であるために、その振動を利用して容易にライナ３をシリンダブロック本体２の筒孔２０に打込むことができる。
なお本形態の振動発生装置４４は、例えば、超音波振動を発生する超音波発生装置で構成されることが好ましい。
【００３７】
（実施の形態３）
実施の形態３を図６〜８に従って説明する。
実施の形態３に係るシリンダブロック５は、図６に示すように複数のボア５０を有しており、複数の気筒を有する（例えば四気筒の）エンジンに利用される構造である。
しかし他の構造は、実施の形態１または実施の形態２とほぼ同様な構成である。そしてライナ７０とシリンダブロック本体６との溶接方法は、実施の形態２とほぼ同様に行われている。したがってここでは、主に実施の形態１，２と異なっている部分についての説明をする。
【００３８】
シリンダブロック５は、図６に示すようにシリンダブロック本体６とライナ構造体７を有する。
シリンダブロック本体６は、複数の筒孔６０を有する。そしてこれら筒孔６０は、径の異なる大径部６１と小径部６２を有する。小径部６２は、ボア５０毎に区画された構成になっている。そして大径部６１は、図８に示すようにそれぞれの大径部６１が繋がった構成になっており、ライナ７０が挿入されることで区画される構成になっている（図６参照）。
【００３９】
ライナ構造体７は、図６に示すようにボア５０を構成する複数のライナ７０と、ライナ７０の上端部同士を連結するフランジ部７１とを一体に有する（マルチシリンダー）。
ライナ７０は、筒孔６０に打込まれる構成であって、打込み先端部が小径部６２に打込まれて小径部６２に摩擦溶接されている。
フランジ部７１は、ライナ７０の上端部の外周全周に渡った環状に形成されており、ライナ７０の上端部同士を架橋する。
【００４０】
またフランジ部７１は、図７に示すように大径部６１に打込まれることで大径部６１による上側開口部を覆い塞ぐ。そして図６に示すように大径部６１内には、ライナ７０とシリンダブロック本体６の協働によって構成されたウォータジャケット５１が形成されている。
そしてフランジ部７１には、図７に示すように複数の水穴７２が形成されており、水穴７２は、図６に示すようにウォータジャケット５１に連通する。
【００４１】
ライナ構造体７とシリンダブロック本体６は、摩擦溶接されており、その摩擦溶接は、実施の形態２と同様に振動発生装置４４と保持手段４を利用して行われている。
以下に、摩擦溶接方法とシリンダブロック５の製造方法を説明する。
先ず、ライナ構造体７とシリンダブロック本体６を別々に成形する（準備工程）。
次に、図８に示すように保持手段４の爪４１をライナ構造体７の水穴７２に挿入する。そして複数の（例えば二つの）爪４１の間隔を近接または離間し、爪４１によってライナ構造体７を保持する（保持工程）。
【００４２】
次に、ライナ構造体７を保持手段４によって保持させた状態のまま、各ライナ７０を各筒孔６０に打込む。そして押え部４２をライナ構造体７の上端面に押し当てる。そしてライナ構造体７を押え部４２によって筒孔６０へ向けて打込む（打込工程）。
そして打込工程の際には、振動発生装置４４を振動させる。これによりライナ構造体７は、シリンダブロック本体６に対してライナ７０軸方向に往復振動する。そのためライナ構造体７は、往復振動を利用して除々に筒孔６０内に打込まれる。また往復振動によってライナ構造体７がシリンダブロック本体６に対して摺接し、両部材間に摩擦熱が生じる。そのため摺接部が摩擦熱によって溶融する（摩擦熱発生工程）。
【００４３】
また往復振動によって、フランジ部７１も大径部６１の内周面に対して摺接する。そのためこれらの間にも摩擦熱が生じ、これら摺接部が溶融する（摩擦熱発生工程）。
そしてライナ構造体７のシリンダブロック本体６に対する溶接位置を決定し、振動発生装置４４を停止させる（位置決定工程）。これによりライナ７０の外周面と小径部６２の内周面が溶着し、フランジ部７１が大径部６１の内周面に溶着する。
【００４４】
以上のようにして、シリンダブロック５が製造される。
すなわち本形態では、ライナ７０を軸方向に往復振動させている。そして往復振動によってライナ７０とシリンダブロック本体６とを溶着させている。
ところで本形態では、ライナ７０をシリンダブロック本体６に対して軸中心周りに回転させることができない形態である。しかしライナ７０をシリンダブロック本体６に対して軸方向に往復振動させることが可能で、その往復振動によって両部材を溶着することができる。
【００４５】
なお、本発明は上述した実施の形態１〜３に限定されるものではなく、以下の形態であってもよい。
（１）すなわち実施の形態１では、ライナを回転させることでライナとシリンダブロック本体との間に摩擦熱を発生させていた。しかしライナを保持手段によって保持させた状態において、シリンダブロック本体をライナに対して回転させることで摩擦熱を発生させる構成であってもよいし、両部材を逆方向に回転させる構成であってもよい。そしてこの形態では、シリンダブロック本体を回転させる際に、その回転モーメントが水穴（保持部）によって保持されることでライナが保持される。しかし水穴は、ライナの外周に形成されたフランジ部に形成されているために回転中心から離れた位置に構成されている。そのため水穴に伝わる力は小さく、水穴の変形が防止され、ライナの変形が防止される。
（２）また実施の形態２，３では、ライナに往復振動を付与することでライナとシリンダブロック本体との間に摩擦熱を発生させていた。しかしライナを保持手段によって保持させた状態において、シリンダブロック本体をライナに対して回転させたり、あるいは両部材を逆方向に振動させる構成であってもよい。
（３）また実施の形態１〜３では、ライナの水穴に保持手段の爪を挿入することでライナを保持する形態であった。しかしライナのフランジ部に突状に形成された突部、あるいは溝状に形成された溝部を設け、これらを保持部として保持手段によって保持する形態であってもよい。
あるいは水穴の代わりに他の穴部を保持部として利用する構成であってもよい。例えばフランジ部にオイルの通路を構成するオイル穴を設け、オイル穴を保持手段によって保持する形態であってもよい。
（４）また実施の形態１〜３では、ライナの水穴に保持手段の爪を挿入することでライナを保持する形態であった。しかしライナのフランジ部の外周端部をフランジ部の爪などによって保持させることで、ライナを保持する構成であっても良い。なおこの形態の場合には、フランジ部が筒孔に打込まれる構成ではなく、フランジ部が筒孔の上端面に配置され、フランジ部の下面と筒孔の上端面が摩擦熱によって溶着され、フンランジ部によって筒孔の上端開口部を覆い塞ぐ構造などである。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、シリンダブロック本体にライナを摩擦溶接により溶着して接合してなるライナ一体化シリンダブロックにおいて、摩擦溶接時のライナ保持によるライナの変形を防止する上で有効な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に１に係るシリンダブロックの縦断面図である。
【図２】シリンダブロック本体の上面図である。
【図３】保持手段の側面図と、ライナの縦断面図である。
【図４】ライナをシリンダブロック本体に対して打込む状態を示す縦断面図である。
【図５】図４に相当する実施の形態２に係るシリンダブロックの縦断面図である。
【図６】実施の形態３に係るシリンダブロックの縦断面図である。
【図７】実施の形態３に係るシリンダブロック本体の上面図である。
【図８】図４に相当する実施の形態３に係るシリンダブロックの縦断面図である。
【符号の説明】
１，５…シリンダブロック
２，６…シリンダブロック本体
３，７０…ライナ
４…保持手段
７…ライナ構造体
１１…ウォータジャケット
２０，６０…筒孔
２１，６１…大径部
２２，６２…小径部
３０…ライナ本体
３１，７１…フランジ部
３２，７２…水穴（保持部）
４１…爪
４３…角度検出手段
４４…振動発生装置
【図１】
2004298922.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004298922.tif 000009
【図８】
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