(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部をピストンが摺動する複数のシリンダと、前記シリンダを冷却する冷却水を流通するウォータジャケットと、エンジンオイルの通路であるオイル通路とを備え、金型を用いて鋳造されるクローズドデッキタイプのシリンダブロック構造において、
内側がメインオイル通路となる第１中空部材と、前記第１中空部材の外面に接合され、前記シリンダの周囲に配置される第２中空部材と、からなるインサート部材が形成され、
前記第１中空部材には、前記シリンダの配列方向と直交する２面に第１開口部が形成され、前記第２中空部材には、前記シリンダの開口部が面するアッパーデッキ面側に水路用突起が設けられ、前記水路用突起の先端に第２開口部が形成され、
前記第１開口部及び前記第２開口部に前記金型に形成される挿入突起を差し込んで、前記インサート部材を保持し、
前記金型に保持された前記インサート部材を鋳包んで鋳造され、
前記第２中空部材の内側がウォータジャケットとなることを特徴とするクローズドデッキタイプのシリンダブロック構造。
【請求項２】
請求項１に記載のクローズドデッキタイプのシリンダブロック構造において、
前記シリンダの周囲で前記第２中空部材よりもクランクシャフト側に第３中空部材が備えられ、前記第２中空部材と前記第３中空部材がお互いの外面で接合され、
前記第１中空部材の外表面に前記第２中空部材の代わりに前記第３中空部材が接合され、前記インサート部材が形成されることを特徴とするクローズドデッキタイプのシリンダブロック構造。
【請求項３】
請求項２に記載のクローズドデッキタイプのシリンダブロック構造において、
前記第２中空部材の外周に第４中空部材が備えられ、前記第２中空部材の外表面と接合され前記インサート部材が形成されることを特徴とするクローズドデッキタイプのシリンダブロック構造。
【請求項４】
内部をピストンが摺動する複数のシリンダと、前記シリンダを冷却する冷却水を流通するウォータジャケットとを備えるクローズドデッキタイプのシリンダブロックにおいて、
前記シリンダの周囲に配置される第２中空部材と、
前記シリンダの周囲で前記第２中空部材よりもクランクシャフト側に形成され、前記第２中空部材の外表面に接合される第３中空部材と、を備え、
前記第２中空部材には、前記シリンダの開口部が面するアッパーデッキ面側に水路用突起が設けられ、前記水路用突起の先端に第２開口部が形成され、
前記第３中空部材の外周面側に面して入口用突起及び出口用突起が設けられ、前記入口用突起及び前記出口用突起の先端にそれぞれ第３開口部が形成されることで、
前記第２中空部材の内側がウォータジャケットとなり、
前記第３中空部材の内側がＥＧＲ流路となることを特徴とするクローズドデッキタイプのシリンダブロック。
【請求項５】
内部をピストンが摺動する複数のシリンダと、前記シリンダを冷却する冷却水を流通するウォータジャケットを備えるクローズドデッキタイプのシリンダブロックにおいて、
前記シリンダの周囲に配置される第２中空部材と、
前記シリンダの周囲で前記第２中空部材よりもクランクシャフト側に形成され、前記第２中空部材の外表面に接合される第３中空部材と、を備え、
前記第２中空部材には、前記シリンダの開口部が面するアッパーデッキ面側に水路用突起が設けられ、前記水路用突起の先端に第２開口部が形成され、
前記第３中空部材の外周面側に面して入口用突起及び出口用突起が設けられ、前記入口用突起及び前記出口用突起の先端にそれぞれ第３開口部が形成されることで、
前記第２中空部材の内側がウォータジャケットとなり、
前記第３中空部材の内側をエンジンオイル流路とし、エンジンオイルクーラーとして使用することを特徴とするクローズドデッキタイプのシリンダブロック。
【請求項６】
内部をピストンが摺動する複数のシリンダと、前記シリンダを冷却する冷却水を流通するウォータジャケットを備えるクローズドデッキタイプのシリンダブロックにおいて、
前記シリンダの周囲に配置される第２中空部材と、
前記シリンダの周囲で前記第２中空部材よりもクランクシャフト側に形成され、前記第２中空部材の外表面に接合される第３中空部材と、を備え、
前記第２中空部材には、前記シリンダの開口部が面するアッパーデッキ面側に水路用突起が設けられ、前記水路用突起の先端に第２開口部が形成され、
前記第２中空部材の内側がウォータジャケットとなり、
前記第３中空部材の内側を空洞とすることを特徴とするクローズドデッキタイプのシリンダブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はクローズドデッキタイプのシリンダブロックの内部に形成されるウォータジャケットに関し、詳しくは予め製作したウォータジャケットを鋳包むことで鋳造時に中子を用いずにシリンダブロックを形成する技術である。
【背景技術】
【０００２】
水冷式のエンジンに用いられるシリンダブロックは、エンジン冷却のためにウォータジャケットを備えている。ウォータジャケットにはシリンダとブロック外壁との間に形成され、内部に冷却液が流される。この冷却液を流すことで、シリンダを冷却する効果が得られ、シリンダボアで発生する音を吸収して静音化を図ることもできる。
ところで、シリンダブロックは、大きく分けてクローズドデッキタイプとオープンデッキタイプの２種類に分類できる。シリンダヘッド締結側であるアッパーデッキ面にシリンダボアを備えるシリンダとブロック外壁とを結ぶブリッジを備えるのがクローズドデッキタイプであり、ブリッジを備えず、アッパーデッキ面でシリンダとブロック外壁が分かれているのがオープンデッキタイプである。
クローズドデッキタイプのシリンダは、シリンダブロックのアッパーデッキ面にブリッジを備えることで、シリンダとブロック外壁が結合され、振動耐性が向上し騒音が低減できる等のメリットがあるが、反面製作が困難になるというデメリットがある。
【０００３】
シリンダブロックは生産効率などの点からダイカスト成形で製造されることが多くなってきているが、クローズドデッキタイプのシリンダブロックの備えるウォータジャケットを形成するためには、崩壊性の中子を用いる必要がありダイカスト成形の利点が生かせない。
つまり、シリンダブロックをダイカスト成形時においてウォータジャケットを形成する中子を崩さない程度の鋳造圧力で溶融材料を供給する必要があり、湯流れ速度を遅くする必要がある。その為、生産速度が低下し、ダイカスト成形でメリットとされる量産効果が得られにくくなってしまう。
このような事情から、クローズドデッキタイプのシリンダブロックに関しては鋳造で成形されるケースも珍しくない。
あるいは、シリンダブロックの別の箇所を補強することで剛性を確保し、オープンデッキタイプのシリンダブロックをエンジンに採用するケースもある。
しかしながら、より高剛性を求めたい場合などは、クローズドデッキタイプのシリンダブロックの方が有利である。したがって、クローズドデッキタイプのシリンダブロックについても生産効率の向上が求められている。
【０００４】
特許文献１には、シリンダブロックのウォータジャケットを、パイプを鋳包むことにより形成し、シリンダボア間の近傍位置にシリンダブロックのアッパーデッキ側からパイプを貫通して連通する連通穴を形成することで、冷却効率の良いウォータジャケットを形成することを可能とする技術が公開されている。
パイプなどでウォータジャケットを形成する場合、シリンダボア間の曲げＲがきつくなり、冷却液の流れが悪くなることも考えられるが、その部分に連通穴を空けることでその問題を解消している。
【０００５】
特許文献２には、シリンダの天井壁を備えるように板金形成した板材を鋳包んでシリンダブロックを形成することで、品質の良いダイカスト製のシリンダブロック構造体を提供している。
シリンダライナと、シリンダライナの外側を覆うような円筒状の外殻である冷却水室形成板を固着して鋳包めば、シリンダ外壁面と冷却水室形成板の内壁面とで形成する空間をウォータジャケットとすることも可能である。また、シリンダライナと冷却水室形成板を、主成分が同一の軽合金材料により成形しているので、放熱性が向上する。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１８５４０２号公報（段落１４〜、図１、図４等）
【特許文献２】特開２００１−１５２９５９号公報（段落２６〜、図１、図３、図５等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２には、以下のような課題があると考えられる。
特許文献１に開示される技術については、ウォータジャケット用のパイプを鋳造するにあたって、パイプの潰れ防止のために内部に砂を詰めておく（段落１８及び図３）等の手間がある。この場合、鋳造後に砂を取り出す必要があるので、砂を取り出す工程が必要となる。また、鋳造後にウォータジャケットを形成するパイプの接続部分に穴を空ける工程を必要とする。このような工程の増加は、コストダウンの妨げとなる。
【０００８】
特許文献２に開示される技術は、シリンダの天井壁があるタイプのエンジンに対応する技術である。したがって、シリンダブロックとシリンダヘッドが分割するタイプのエンジンでは、シリンダライナに冷却水室形成板を被せて固着することできず、そのまま適用することは困難である。
また、特許文献１及び特許文献２に記載の技術を組み合わせたとしても、鋳造に用いる場合には、パイプ材又は板材の位置決めが必要となる。しかし、位置決め方法については特許文献１及び特許文献２には明示的に示されていない。
【０００９】
近年のエンジンには高出力化と燃費性能改善の両方が求められ、シリンダブロックの肉厚も薄くなっている。したがって、ウォータジャケットの位置についてもある程度の精度が求められる。
よって、鋳包むパイプや板材を適切に位置決めして鋳造することが望ましい。
また、シリンダブロックを鋳造するために鋳包むパイプや板材を適切に金型に保持しないと、溶融材料の圧力によってずれる虞があり、不良を発生してしまう可能性がある。
【００１０】
そこで、本発明はこのような課題を解決するために、中子を用いずに製作できるクローズドデッキタイプのシリンダブロック構造、又はクローズドデッキタイプのシリンダブロックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明によるクローズドデッキタイプのシリンダブロック構造は以下のような特徴を有する。
（１）内部をピストンが摺動する複数のシリンダと、前記シリンダを冷却する冷却水を流通するウォータジャケットと、エンジンオイルの通路であるオイル通路とを備え、金型を用いて鋳造されるクローズドデッキタイプのシリンダブロック構造において、
内側がメインオイル通路となる第１中空部材と、前記第１中空部材の外面に接合され、前記シリンダの周囲に配置される第２中空部材と、からなるインサート部材が形成され、前記第１中空部材には、前記シリンダの配列方向と直交する２面に第１開口部が形成され、前記第２中空部材には、前記シリンダの開口部が面するアッパーデッキ面側に水路用突起が設けられ、前記水路用突起の先端に第２開口部が形成され、前記第１開口部及び前記第２開口部に前記金型に形成される挿入突起を差し込んで、前記インサート部材を保持し、前記金型に保持された前記インサート部材を鋳包んで鋳造され、前記第２中空部材の内側がウォータジャケットとなることを特徴とする。
【００１２】
（２）（１）に記載のクローズドデッキタイプのシリンダブロック構造において、
前記シリンダの周囲で前記第２中空部材よりもクランクシャフト側に第３中空部材が備えられ、前記第２中空部材と前記第３中空部材がお互いの外面で接合され、前記第１中空部材の外表面に前記第２中空部材の代わりに前記第３中空部材が接合され、前記インサート部材が形成されることを特徴とする。
【００１３】
（３）（２）に記載のクローズドデッキタイプのシリンダブロック構造において、
前記第２中空部材の外周に第４中空部材が備えられ、前記第２中空部材の外表面と接合され前記インサート部材が形成されることを特徴とする。
【００１４】
また、別の課題としてエンジンに排出ガス中の窒素酸化物低減や部分負荷時の燃費向上を目的としてＥＧＲ（Exhaust  Gas  Recirculation）を採用した場合には、エンジンの排気側からＥＧＲクーラーを介して吸気側に接続しなければならず、エンジン周りのスペースを要するという課題がある。ＥＧＲは排気を再び吸気に回して再循環させることをいうが、シリンダ内で爆発することによって温度の高まっている排気ガスを直接吸気系に戻すと、吸気の温度が上がってしまい、酸素濃度が低下してエンジン性能に影響が出る。このため、排気ガスの温度を下げてから吸気系に戻す必要がある。
しかし、排気側から吸気側に配管するためにはエンジンを跨いで配管する必要があり、その途中にＥＧＲクーラーを設ける必要があるため配管の取り回しやスペースの確保が難しく、メンテ性を損ねたり、コストアップに繋がったりするなどの問題があった。
【００１５】
この課題を解決するために、本発明によるクローズドデッキタイプのシリンダブロックは以下のような特徴を有する。
（４）内部をピストンが摺動する複数のシリンダと、前記シリンダを冷却する冷却水を流通するウォータジャケットとを備えるクローズドデッキタイプのシリンダブロックにおいて、
前記シリンダの周囲に配置される第２中空部材と、前記シリンダの周囲で前記第２中空部材よりもクランクシャフト側に形成され、前記第２中空部材の外表面に接合される第３中空部材と、を備え、前記第２中空部材には、前記シリンダの開口部が面するアッパーデッキ面側に水路用突起が設けられ、前記水路用突起の先端に第２開口部が形成され、前記第３中空部材の外周面側に面して入口用突起及び出口用突起が設けられ、前記入口用突起及び前記出口用突起の先端にそれぞれ第３開口部が形成されることで、前記第２中空部材の内側がウォータジャケットとなり、前記第３中空部材の内側がＥＧＲ流路となることを特徴とする。
【００１６】
（５）（４）に記載のクローズドデッキタイプのシリンダブロックにおいて、
前記第２中空部材の外周面に接合される第４中空部材を備え、前記第４中空部材の外周面側に面して前記入口用突起及び前記出口用突起が設けられ、前記入口用突起及び前記出口用突起の先端にそれぞれ第４開口部が形成されることで、前記第４中空部材の内側がＥＧＲ流路となることを特徴とする。
【００１７】
（６）内部をピストンが摺動する複数のシリンダと、前記シリンダを冷却する冷却水を流通するウォータジャケットを備えるクローズドデッキタイプのシリンダブロックにおいて、
前記シリンダの周囲に配置される第２中空部材と、前記シリンダの周囲で前記第２中空部材よりもクランクシャフト側に形成され、前記第２中空部材の外表面に接合される第３中空部材と、を備え、前記第２中空部材には、前記シリンダの開口部が面するアッパーデッキ面側に水路用突起が設けられ、前記水路用突起の先端に第２開口部が形成され、前記第３中空部材の外周面側に面して入口用突起及び出口用突起が設けられ、前記入口用突起及び前記出口用突起の先端にそれぞれ第３開口部が形成されることで、前記第２中空部材の内側がウォータジャケットとなり、前記第３中空部材の内側をエンジンオイル流路とし、エンジンオイルクーラーとして使用することを特徴とする。
【００１８】
（７）（６）に記載のクローズドデッキタイプのシリンダブロックにおいて、
前記第２中空部材の外周面に接合される第４中空部材を備え、前記第４中空部材の外周面側に面して前記入口用突起及び前記出口用突起が設けられ、前記入口用突起及び前記出口用突起の先端にそれぞれ第４開口部が形成されることで、前記第４中空部材の内側をエンジンオイル流路とし、エンジンオイルクーラーとして使用することを特徴とする。
【００１９】
（８）内部をピストンが摺動する複数のシリンダと、前記シリンダを冷却する冷却水を流通するウォータジャケットを備えるクローズドデッキタイプのシリンダブロックにおいて、
前記シリンダの周囲に配置される第２中空部材と、前記シリンダの周囲で前記第２中空部材よりもクランクシャフト側に形成され、前記第２中空部材の外表面に接合される第３中空部材と、を備え、前記第２中空部材には、前記シリンダの開口部が面するアッパーデッキ面側に水路用突起が設けられ、前記水路用突起の先端に第２開口部が形成され、前記第２中空部材の内側がウォータジャケットとなり、前記第３中空部材の内側を空洞とすることを特徴とする。
【００２０】
（９）（８）に記載のクローズドデッキタイプのシリンダブロックにおいて、
前記第２中空部材の外周面に接合される第４中空部材を備え、前記第４中空部材の内側を空洞とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
このような特徴を有する本発明によるクローズドデッキタイプのシリンダブロック構造により、以下のような作用、効果が得られる。
まず、（１）に記載される発明は、内部をピストンが摺動する複数のシリンダと、シリンダを冷却する冷却水を流通するウォータジャケットと、エンジンオイルの通路であるオイル通路とを備え、金型を用いて鋳造されるクローズドデッキタイプのシリンダブロック構造において、内側がメインオイル通路となる第１中空部材と、第１中空部材の外面に接合され、シリンダの周囲に配置される第２中空部材と、からなるインサート部材が形成され、第１中空部材には、シリンダの配列方向と直交する２面に第１開口部が形成され、第２中空部材には、シリンダの開口部が面するアッパーデッキ面側に水路用突起が設けられ、水路用突起の先端に第２開口部が形成され、第１開口部及び第２開口部に金型に形成される挿入突起を差し込んで、インサート部材を保持し、金型に保持されたインサート部材を鋳包んで鋳造され、第２中空部材の内側がウォータジャケットとなる。
【００２２】
したがって、第１中空部材及び第２中空部材を接合してシリンダブロックに鋳包み鋳造するため、第１中空部材の内側をオイル通路として、第２中空部材の内側をウォータジャケットとして使用でき、シリンダブロックを鋳造する際に中子を用いる必要がない。このため、中子の取り出し工程などを省略でき、コストダウンに貢献する。
また、第１中空部材及び第２中空部材よりなるインサート部材に設けられた開口部に、金型に形成される挿入突起を差し込んで金型にインサート部材を固定し鋳造するため、鋳造時に溶融材料の圧力によってずれたり曲がったりすることを防ぐことができ、溶融材料の圧力を高めることが可能であるので、溶融材料を高圧で送り短時間で成形可能なダイカスト法を用いることが可能となり、生産効率の向上を図ることができる。
【００２３】
また、（２）に記載される発明は、（１）に記載のクローズドデッキタイプのシリンダブロック構造において、シリンダの周囲で第２中空部材よりもクランクシャフト側に第３中空部材が備えられ、第２中空部材と第３中空部材がお互いの外面で接合され、第１中空部材の外表面に第２中空部材の代わりに第３中空部材が接合され、インサート部材が形成される。
シリンダブロックに備えられるシリンダの燃焼室はアッパーデッキ側になるので、ウォータジャケットで冷却するのは上部だけで良い。実際に、市販の車に採用されるシリンダブロックには、ウォータジャケットの下部には冷却液が流れないようにスペーサーを用意しているものもある。このため、第２中空部材をウォータジャケットとして用い、第３中空部材はただの空洞とすることで、シリンダの過冷却を防ぐことが可能となる。
【００２４】
また、（３）に記載される発明は、（２）に記載のクローズドデッキタイプのシリンダブロック構造において、第２中空部材の外周に第４中空部材が備えられ、第２中空部材の外表面と接合されインサート部材が形成されるので、第４中空部材を空洞とすることで、エンジンの音を低減させる効果がある。
【００２５】
また、このような特徴を有する本発明によるクローズドデッキタイプのシリンダブロックにより、以下のような作用、効果が得られる。
（４）に記載される発明は、内部をピストンが摺動する複数のシリンダと、シリンダを冷却する冷却水を流通するウォータジャケットとを備えるクローズドデッキタイプのシリンダブロックにおいて、シリンダの周囲に配置される第２中空部材と、シリンダの周囲で第２中空部材よりもクランクシャフト側に形成され、第２中空部材の外表面に接合される第３中空部材と、を備え、第２中空部材には、シリンダの開口部が面するアッパーデッキ面側に水路用突起が設けられ、水路用突起の先端に第２開口部が形成され、第３中空部材の外周面側に面して入口用突起及び出口用突起が設けられ、入口用突起及び出口用突起の先端にそれぞれ第３開口部が形成されることで、第２中空部材の内側がウォータジャケットとなり、第３中空部材の内側がＥＧＲ流路となる。
【００２６】
したがって、第３中空部材の内側をＥＧＲ通路とすることで、ＥＧＲクーラーとして用いることができ、別途ＥＧＲクーラーを用意する必要がなくなるため、省スペース化及びコストダウンを図ることが可能である。さらに、排気ガスの余熱を利用してシリンダブロックを温める効果もある。
これにより、エンジンのシリンダはエンジン始動時に温度が低く、エンジン稼働中は高温となるが、エンジン始動時に高温の排気ガスを第３中空部材の中に流すことで排気ガスよりシリンダの温度が低いときには、シリンダの暖気を促進させる効果があり、排気ガスよりシリンダの温度が高い場合には、シリンダを冷却する効果がある。
【００２７】
また、（５）に記載される発明は、（４）に記載のクローズドデッキタイプのシリンダブロックにおいて、第２中空部材の外周面に接合される第４中空部材を備え、第４中空部材の外周面側に面して入口用突起及び出口用突起が設けられ、入口用突起及び出口用突起の先端にそれぞれ第４開口部が形成されることで、第４中空部材の内側がＥＧＲ流路となるので、第４中空部材の内部もＥＧＲクーラーとして使用が可能で、より排気ガスの冷却性能の向上し、エンジンの暖気性能を向上させるのに貢献する。
【００２８】
また、（６）に記載される発明は、内部をピストンが摺動する複数のシリンダと、シリンダを冷却する冷却水を流通するウォータジャケットを備えるクローズドデッキタイプのシリンダブロックにおいて、シリンダの周囲に配置される第２中空部材と、シリンダの周囲で第２中空部材よりもクランクシャフト側に形成され、第２中空部材の外表面に接合される第３中空部材と、を備え、第２中空部材には、シリンダの開口部が面するアッパーデッキ面側に水路用突起が設けられ、水路用突起の先端に第２開口部が形成され、第３中空部材の外周面側に面して入口用突起及び出口用突起が設けられ、入口用突起及び出口用突起の先端にそれぞれ第３開口部が形成されることで、第２中空部材の内側がウォータジャケットとなり、第３中空部材の内側をエンジンオイル流路とし、エンジンオイルクーラーとして使用する。
【００２９】
このため、第３中空部材の内側をエンジンオイル流路とし、エンジンオイルクーラーとして使用することで、エンジンオイルを冷却すると共に、（４）と同様にシリンダの暖気又は冷却に効果がある。
また、エンジンオイルの冷却が第３中空部材又は第４中空部材を通過させることで十分冷却できるように設計されれば専用のオイルクーラーを設ける必要がなくなり、コストダウンに貢献することができる。
【００３０】
また、（７）に記載される発明は、（６）に記載のクローズドデッキタイプのシリンダブロックにおいて、第２中空部材の外周面に接合される第４中空部材を備え、第４中空部材の外周面側に面して入口用突起及び出口用突起が設けられ、入口用突起及び出口用突起の先端にそれぞれ第４開口部が形成されることで、第４中空部材の内側をエンジンオイル流路とし、エンジンオイルクーラーとして使用するので、第４中空部材の内部もオイルクーラーとして使用が可能で、よりエンジンオイルの冷却性能の向上し、エンジンの暖気性能を向上させるのに貢献する。
【００３１】
また、（８）に記載される発明は、内部をピストンが摺動する複数のシリンダと、シリンダを冷却する冷却水を流通するウォータジャケットを備えるクローズドデッキタイプのシリンダブロックにおいて、シリンダの周囲に配置される第２中空部材と、シリンダの周囲で第２中空部材よりもクランクシャフト側に形成され、第２中空部材の外表面に接合される第３中空部材と、を備え、第２中空部材には、シリンダの開口部が面するアッパーデッキ面側に水路用突起が設けられ、水路用突起の先端に第２開口部が形成され、第２中空部材の内側がウォータジャケットとなり、第３中空部材の内側を空洞とするので、空洞内部に貯えられた気体がエンジンの騒音、振動、熱放射などを低減し、エンジンの静粛性を向上させることが可能となる。
【００３２】
また、（９）に記載される発明は、（８）に記載のクローズドデッキタイプのシリンダブロックにおいて、第２中空部材の外周面に接合される第４中空部材を備え、第４中空部材の内側を空洞とするので、エンジンの騒音、振動、熱放射などを低減し、エンジンの静粛性の向上に貢献する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
（第１実施形態）
図１に、第１実施形態のシリンダブロック１０の上面視図を示す。また、図２に、シリンダブロック１０の断面図を示す。図１のＡＡ断面に相当する。
第１実施形態のシリンダブロック１０は、直列４気筒のエンジンに用いられるものであり、シリンダ１２内部にシリンダボア１１が４つ形成されている。シリンダブロック１０はクローズドデッキタイプであり、シリンダ１２とブロック外壁１３はブリッジ１４で接続されている。
シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１０ａには、複数のヘッドボルト穴１５が設けられており、図示しないシリンダヘッドをヘッドボルトにて締結可能である。
【００３４】
ヘッドボルト穴１５は、シリンダブロック１０が直列４気筒のエンジンに用いられるので、１気筒辺り４本用意される。すなわち、シリンダボア１１の周囲には４つのヘッドボルト穴１５が設けられている。ただし、図１に示すように隣り合うシリンダボア１１でボルト穴を共有しているので、第１シリンダボア１１ａと第２シリンダボア１１ｂの間には２つのヘッドボルト穴１５が備えられることになる。
シリンダブロック１０の下部には、クランクキャップを取り付けるクランクボルト穴１７が設けられている。図示しないクランクキャップとシリンダブロック１０とでクランクシャフトを挟んで保持する際に、固定するためのボルト穴である。
シリンダブロック１０には、シリンダ１２の周囲にウォータジャケット１６が形成されている。ウォータジャケット１６は、シリンダ１２を冷却するために備えられ、稼働時には内部に冷却水を流す。
また、メインオイル通路１８が形成されており、図示しないクランクシャフトを支持するジャーナル面１９に給油をするジャーナル給油路１８ａに接続されている。
【００３５】
図３に、シリンダブロック１０の内部を表した斜視図を示す。
実線で示しているのは、内側にメインオイル通路１８が形成されるオイル通路用パイプ材２０と、内側にウォータジャケット１６が形成される冷却用中空材３０である。
オイル通路用パイプ材２０及び冷却用中空材３０の材質は、耐食性を考慮してステンレス製とするか、リサイクル性を考慮してシリンダブロック１０の素材と同じくアルミニウム合金製とする。
オイル通路用パイプ材２０は適当な太さのパイプ材を用いて製作すればよい。また、冷却用中空材３０は、板材を曲げてプレスで製作し、必要な部分を溶接するという手法等で製作すれば良い。ただし、鋳造時に溶融材料が冷却用中空材３０の内部に差し込まないように製作することが必要である。
オイル通路用パイプ材２０と冷却用中空材３０は、図２で示すように外表面に溶接部２５が形成され、溶接にて接合されている。なお、この接合方法に関しては、ロウ付けなどの手法を用いても良い。
【００３６】
オイル通路用パイプ材２０の両端には開口部が備えられている。
また、冷却用中空材３０にもシリンダブロック１０のアッパーデッキ面１０ａ側に連通するようにウォータジャケット突起３０ａが設けられ、水路開口部１６ａが設けられている。
水路開口部１６ａは、図示しないシリンダヘッドに設けられるウォータジャケットと連通して、冷却水を流す。水路開口部１６ａは１気筒辺り６カ所設けられ、隣り合うシリンダ１２と水路開口部１６ａを共有するので、冷却用中空材３０には１８カ所の水路開口部１６ａが設けられている。ただし、この数については設計思想によって変更しても良い。
このように、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１０ａには、ウォータジャケット１６の開口部として水路開口部１６ａしか現れず、クローズドデッキタイプのシリンダブロック１０として機能する。
【００３７】
次に、第１実施形態のシリンダブロック１０の製造方法について簡単に説明する。
図４に、上型５１にインサート部材３５を固定した様子を表す断面図を示す。
ダイカスト成形に用いる金型５０は、固定型５２とスライド型５３及び上型５１等からなる分割型であり、図４には上型５１が実線で、その他は二点鎖線で示されている。
上型５１には、シリンダボア突起５１ａと位置決めピン５１ｂが備えられている。シリンダボア突起５１ａは、シリンダライナ１２ａを保持する突起であり、直列４気筒のエンジンであれば４本備えられる。なお、シリンダライナ１２ａを用いないケースであれば、シリンダボア１１を形成する突起となる。
位置決めピン５１ｂは、インサート部材３５の冷却用中空材３０の位置決めを行うための突起であり、ウォータジャケット突起３０ａの水路開口部１６ａに嵌合し位置決めを行う。
【００３８】
この上型５１に、インサート部材３５及びシリンダライナ１２ａを保持させて、ダイカスト成形を行う。
インサート部材３５は、オイル通路用パイプ材２０及び冷却用中空材３０を所定の位置で溶接して付けることにより形成される。
図１１に、スライド型５４に備える差し込みピン５４ａをインサート部材３５のオイル通路用パイプ材２０が備える開口部に挿入する様子を表す模式図を示す。
上型５１の位置決めピン５１ｂをウォータジャケット突起３０ａに差し込んでインサート部材３５を保持した後、上型５１を固定型５２に近づけて所定の位置にセットする。そして、オイル通路用パイプ材２０の開口部２０ａには、シリンダブロック１０のシリンダ配列方向に直交する面に配置されるスライド型５４に備える位置決めピン５４ａを差し込むことで、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の固定を行う。このスライド型５４は図３に示すシリンダブロック１０のオイル通路用パイプ材２０の開口部を備える面を形成する。
オイル通路用パイプ材２０に対してピンを長く差し込めば、ダイカスト成形する際の溶融材料の圧力によってインサート部材３５が変形したりずれてしまったりすることを防ぐことができる。また、ピンを差し込むことで、インサート部材３５の備える中空部に溶融材料が侵入することを防ぐことができる。
このように金型５０にインサート部材３５を保持し、上型５１、スライド型５３を所定の位置にスライドさせてキャビティを形成し、ダイカスト成形することでシリンダブロック１０を形成する。
【００３９】
第１実施形態のシリンダブロック１０は上記構成を備えるので、以下に説明する作用、効果を奏する。
まず、第１実施形態のクローズドデッキタイプのシリンダブロック構造を採用することで、シリンダブロック１０の生産性の向上が可能である点が挙げられる。
内部をピストンが摺動する複数のシリンダ１２と、シリンダ１２を冷却する冷却水を流通するウォータジャケット１６と、潤滑オイルの通路であるメインオイル通路１８とを備え、金型５０を用いてダイカスト成形されるクローズドデッキタイプのシリンダブロック構造において、内側がメインオイル通路１８となるオイル通路用パイプ材２０と、オイル通路用パイプ材２０の外面に接合され、シリンダ１２の周囲に配置される冷却用中空材３０と、からなるインサート部材３５が形成される。
そして、オイル通路用パイプ材２０には、シリンダブロック１０のシリンダ配列方向に直交する面にそれぞれ開口部が形成され、冷却用中空材３０にはシリンダブロック１０のアッパーデッキ面１０ａにウォータジャケット突起３０ａが設けられ、ウォータジャケット突起３０ａの先端に開口部が形成されている。この開口部に金型５０に形成されるシリンダボア突起５１ａ等を差し込んで、インサート部材３５を保持し、金型５０に保持されたインサート部材３５を鋳包んでダイカスト成形され、冷却用中空材３０の内側がウォータジャケット１６となる。
【００４０】
このように、オイル通路用パイプ材２０および冷却用中空材３０を溶接して、シリンダブロック１０に鋳包みダイカスト成形するため、オイル通路用パイプ材２０の内側をメインオイル通路１８として、冷却用中空材３０の内側をウォータジャケット１６として使用でき、シリンダブロック１０をダイカスト成形する際に中子を用いる必要がない。
また、中子を用いないので、後工程でシリンダブロック１０から砂を取り出す工程を必要としない。
また、オイル通路用パイプ材２０及び冷却用中空材３０よりなるインサート部材３５に設けられた開口部に、金型に形成されるシリンダボア突起５１ａ等の挿入突起を差し込んで金型にインサート部材３５を固定しダイカスト成形するため、ダイカスト成形時に溶融材料によってインサート部材３５がずれたり曲がったりすることを防ぐことができ、溶融材料の圧力を高めることが可能であるので、生産効率の向上を図ることができる。
【００４１】
中子を用いてダイカスト成形する場合は、例えば層流充填ダイカスト法などを用い、湯流れ速度０．１〜０．２ｍ／ｓ程度と遅くする必要がある。このため、シリンダブロック１０の一般肉厚を厚くしたり、型温を上昇させたりして湯流れを改善する必要があり、ダイカストの生産速度が遅くなってしまう。
しかし、第１実施形態のようにインサート部材３５を用いてダイカスト成形することで、湯流れ速度を例えば２〜４ｍ／ｓ程度の通常のダイカストと同じ速度とすることができ、後工程で中子を取り出す必要性もないので、生産速度を向上することが可能となる。
【００４２】
この他、インサート部材３５を用いることで、ヒケ巣による影響を排除することが可能である。ダイカスト成形を含む鋳造においては、ヒケ巣と呼ばれる欠陥ができることがある。これは溶融材料が凝固する際に５％も体積が収縮するためで、特に肉厚に形成する部分にこの現象は起きやすい。
内部にヒケ巣による空洞が発生すると、例えば、メインオイル通路１８を機械加工する必要がある場合などには、この空洞と繋がってしまうことがあり、通路に滞留部分を作ってしまったり、不良となってしまったりすることもある。
しかし、メインオイル通路１８及びウォータジャケット１６は、インサート部材３５によって事前に形成された部材の空洞を使うため、シリンダブロック１０をダイカスト成形した後もヒケ巣の影響を抑えることができる。
このように不良率の低減にも効果がある。
【００４３】
（第２実施形態）
図５に、第２実施形態のＶ６型シリンダブロック４０の内部を表した斜視図を示す。また、図６にＶ型インサート部材４５の上面視図を示す。また、図７に、Ｖ６型シリンダブロック４０の断面図を示す。図６に示すＢＢ断面でシリンダブロック１０を切断した場所に相当する。
第２実施形態のシリンダブロック１０は、Ｖ６エンジンの場合を示している。このように、第１実施形態に示すような直列レイアウトだけでなく、Ｖ型レイアウトのエンジンにも適用が可能である。
【００４４】
Ｖ６型シリンダブロック４０は、第１実施形態のシリンダブロック１０と同様に、内部にオイル通路用パイプ材２０と冷却用中空材３０からなるＶ型インサート部材４５が鋳包まれて形成されている。
オイル通路用パイプ材２０は、どちらか一方の冷却用中空材３０と溶接され、Ｖ型インサート部材４５を形成している。図７では、第１冷却用中空材３０Ａと、オイル通路用パイプ材２０が溶接され、第２冷却用中空材３０Ｂとは溶接されていない。これは、金型の分割面の都合であり、アッパーデッキ面側に配置される一方のスライド金型に第１冷却用中空材３０Ａが、他方のスライド金型に第２冷却用中空材３０Ｂが取り付けられてボイドを構成するため、Ｖ型インサート部材４５は分割されている必要があるのである。
また、オイル通路用パイプ材２０の両端、すなわちＶ６型シリンダブロック４０のシリンダ配列方向に直交する面に、開口部を備えている。冷却用中空材３０はＶ６エンジンの片側３気筒分のウォータジャケット１６を内部に形成し、ウォータジャケット突起３０ａを備えている。ウォータジャケット突起３０ａには水路開口部１６ａが備えられている。そして、水路開口部１６ａはアッパーデッキ面４０ａに開口部として形成されている。
【００４５】
第２実施形態のＶ６型シリンダブロック４０はこのように構成されるため、以下に説明する作用、効果を奏する。
第２実施形態のＶ６型シリンダブロック４０は第１実施形態のシリンダブロック１０と同様に、生産性が向上する効果が得られる。
したがって、Ｖ型インサート部材４５を鋳包んでＶ６型シリンダブロック４０をダイカスト成形することで、ウォータジャケット１６及びメインオイル通路１８を形成する際に中子を必要とせず、後工程で砂を取り出す必要がなくなる。
また、Ｖ型インサート部材４５を図示しない金型に備える挿入突起で位置決めを行い、ダイカスト成形するため、溶融材料の圧力を高めることが可能であり生産効率を向上させることが可能となる。
【００４６】
Ｖ６型シリンダブロック４０は直列レイアウトのシリンダブロック１０よりもさらに複雑な金型が必要になる。金型の分割数も多くなり、形状が複雑な分、溶融材料の流路設計にも気を遣う必要がある。湯流れの条件についても厳しくなる。
よって、Ｖ型インサート部材４５を用いることで、大きく生産性が向上することが期待できる。例えば、ヒケ巣の発生によるウォータジャケット１６及びメインオイル通路１８の欠陥発生を防ぐことが可能であり、歩留まりの向上を図ることができる。
【００４７】
（第３実施形態）
図８に、第３実施形態のシリンダブロック１０の断面図を示す。また、図９に、シリンダブロック１０の内部にあるインサート部材３５の斜視図を示す。
第３実施形態のシリンダブロック１０は、第１実施形態のシリンダブロック１０とその構成においてほぼ同じである、ただし、インサート部材３５の構成が異なる。以下、構成の異なる部分について説明する。
第３実施形態のインサート部材３５は、オイル通路用パイプ材２０は同じであるが、冷却用中空材３０の下面に第３中空部材３１が設けられ、冷却用中空材３０の外周面に第４中空部材３２が設けられている。そして、オイル通路用パイプ材２０は、第３中空部材３１の外周面に接合されている。
【００４８】
冷却用中空材３０は、第１実施形態と同様に、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１０ａ側にウォータジャケット突起３０ａを備えている。そして、冷却用中空材３０は、４気筒分あるシリンダ１２の周囲に配置される。
冷却用中空材３０の外周面に沿って形成されるのが、第４中空部材３２である。
第４中空部材３２には、エンジンの排気側に入口用突起３２ａが形成され開口部を有している。また、エンジンの吸気側に出口用突起３２ｂが形成され開口部を有している。
そして、冷却用中空材３０と第４中空部材３２と合わせたものほぼ同じ厚みで第３中空部材３１がそれらの下部、すなわち図示しないクランクシャフト側に設けられている。第３中空部材３１についても、エンジンの排気側に入口用突起３１ａが形成され開口部を有している。また、エンジンの吸気側に出口用突起３１ｂが形成され開口部を有している。
【００４９】
冷却用中空材３０、第３中空部材３１、第４中空部材３２はそれぞれ板金で形成してもパイプ材を曲げて形成してもどちらでも良い。板金で製作する場合は、例えば冷却用中空材３０の外壁が第３中空部材３１又は第４中空部材３２の外壁の一部を兼ねても良い。
そして、オイル通路用パイプ材２０、冷却用中空材３０、第３中空部材３１、及び第４中空部材３２は、それぞれ溶接、又はロウ付けされてインサート部材３５をなしている。そしてシリンダブロック１０はインサート部材３５が鋳包まれて形成され、冷却用中空材３０の内側がウォータジャケット１６となる。
また、第３中空部材３１及び第４中空部材３２の内側がＥＧＲクーラーとして用いる。
【００５０】
第３実施形態のシリンダブロック１０は、上記の構成を備えるので、以下に説明する作用、効果を奏する。
第１の効果として、ウォータジャケット１６による過冷却を防ぐ効果がある点が挙げられる。
シリンダ１２の周囲で冷却用中空材３０よりもクランクシャフト側に第３中空部材３１が備えられ、冷却用中空材３０と第３中空部材３１がお互いの外面で接合され、オイル通路用パイプ材２０の外表面に第３中空部材３１が接合され、冷却用中空材３０の外周に第４中空部材３２が備えられ、冷却用中空材３０の外表面と接合されインサート部材３５を形成される。
この際に冷却用中空材３０の内面がウォータジャケット１６として働き、冷却水を流してシリンダブロック１０を冷却する。
【００５１】
エンジンにシリンダブロック１０が組み込まれ運転する際には、図示しないシリンダブロック１０の上部に取り付けられるシリンダヘッドとシリンダブロック１０、及びピストン上面で形成する燃焼室で、燃料を爆発させる。したがって、シリンダブロック１０の上部、つまりアッパーデッキ面１０ａ側が主に温度が上昇する。
一方、シリンダブロック１０の下部は、特に発熱しないため本来あまり冷却を必要としない。逆にエンジン始動時にはエンジンオイルが硬いため、温めた方がシリンダ１２やピストンにダメージが少なくて済む。
このような理由から、冷却用中空材３０の内面に形成されるウォータジャケット１６によって、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１０ａ側が冷却される効果を得ることができる。
【００５２】
そして、第２の効果として、第３中空部材３１、及び第４中空部材３２の内部は、ＥＧＲクーラーとして用いることが可能である点が挙げられる。
エンジンにＥＧＲを採用した場合には、排気ガスを吸気側に持ってくる過程で排気ガスを冷却する必要がある。吸気側に熱いままの排気ガスを導入すると、吸気効率が低下しエンジンの燃焼効率が低下する虞があるためである。
このため、ＥＧＲクーラーを用いるケースが多いが、第２実施形態のシリンダブロック１０においては、第３中空部材３１及び第４中空部材３２をＥＧＲクーラーとして用いることで、専用のＥＧＲクーラーを必要としなくなるメリットがある。
【００５３】
第３中空部材３１及び第４中空部材３２は長方形断面に形成されている。したがって、効率的に熱の交換を行うことができ、第３中空部材３１を通過させる場合には、シリンダ１２の温度が低ければ、シリンダブロック１０のブロック外壁１３側とシリンダ１２側の両方から、シリンダ１２の温度が高ければブロック外壁１３の片側から熱を奪われ、排気ガス自体は冷却される。
また、第４中空部材３２を通過させる場合には、冷却用中空材３０とブロック外壁１３の両側から冷却されるので、排気ガスを冷却することが可能である。
そして、専用のＥＧＲクーラーを必要としないことでコストダウンが可能となる。
【００５４】
さらに、排気ガスを吸気側に回すために、排気側のエキマニから吸気側のインマニへ配管をしなければならず、配管するスペースなどが必要となる事が問題であるが、第３実施形態のシリンダブロック１０においては、第３中空部材３１及び第４中空部材３２をＥＧＲクーラーとして用いることで、配管を最小限で済ませることができる。
第３中空部材３１には入口用突起３１ａ及び出口用突起３１ｂが形成され、第４中空部材３２には入口用突起３２ａ及び出口用突起３２ｂが形成されているので、エンジンの排気側からの配管は、入口用突起３１ａ及び出口用突起３２ｂに接続し、吸気側に接続する配管は出口用突起３１ｂ及び出口用突起３２ｂから配管することで、省スペースでの配管を実現することが可能である。
【００５５】
また、第３中空部材３１及び第４中空部材３２を熱い排気ガスが通過することで、排気ガスよりもシリンダブロック１０の温度が低い場合には、エンジンを排気ガスで暖めることが可能となる。
エンジン始動時には、エンジンは十分に暖まっていないため、温度は低いままである。この際にはエンジン摺動部に供給されるエンジンオイルの温度は低く、摺動抵抗も高いためフリクションロスが大きい。
このため、排気ガスで早めにシリンダブロック１０を温めてやることで、このフリクションロスを改善する効果が得られる。したがって、燃費向上に寄与することができる。
【００５６】
（第４実施形態）
第４実施形態のシリンダブロック１０は、第３次実施形態のシリンダブロック１０とその構成は同じである。ただし、第３中空部材３１及び第４中空部材３２の内部をオイル流路とする点で異なる。
第４実施形態のシリンダブロック１０は、上記構成を備えるので、以下に説明する作用、効果を奏する。
第３中空部材３１及び第４中空部材３２の内側にエンジンオイルを流通させる流路とし、オイルクーラーとして用いることで、専用のオイルクーラーを車載する必要がなくなりコストダウンに貢献する。
また、第３実施形態と同様に、第３中空部材３１及び第４中空部材３２に加熱されたエンジンオイルを通過させることで、シリンダブロック１０とエンジンオイルが熱交換を行い、エンジンの暖気性能を高めることが可能となり燃費向上に貢献することができる。
【００５７】
（第５実施形態）
図１０に、シリンダブロック１０の内部にあるインサート部材３５の斜視図を示す。
第５実施形態のシリンダブロック１０は、第３実施形態のシリンダブロック１０とその構成においてほぼ同じであるが、第３中空部材３１に入口用突起３１ａ及び出口用突起３１ｂを備えて居らず、第４中空部材３２にも入口用突起３２ａ及び出口用突起３２ｂを備えていない点で異なる。
第５実施形態のシリンダブロック１０は、上記構成を備えるので、以下に説明する作用、効果を奏する。
シリンダブロック１０に備える、第３中空部材３１の内部や第４中空部材３２の内部を空洞とすれば、断熱効果や遮音効果を得ることが可能となる。
【００５８】
第３中空部材３１及び第４中空部材３２の内部が空洞であり、内部の空気が動かなければ、空気は比較的断熱性が高いため、断熱効果が得られる。また、エンジンは、シリンダ１２内部で爆発が常に起こるため、大きな音が発生するが、第３中空部材３１及び第４中空部材３２の内部が空洞であれば、この音を吸収する効果が期待できる。
この結果、第５実施形態のシリンダブロック１０を備えたエンジンは、エンジン稼働時の静粛性を高めることが可能である。
【００５９】
以上、本実施形態に則して発明を説明したが、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより実施することもできる。
例えば、第１実施形態及び第３実施形態は直列４気筒のエンジン、第２実施形態はＶ６エンジンを説明しているが、気筒数を増減することを妨げない。また、水平対向エンジン等の他のレイアウトのエンジンに適用することを妨げない。
【００６０】
また、各実施形態で示した、冷却用中空材３０、第３中空部材３１、第４中空部材３２の形状は、隣り合う気筒の周囲を繋げて覆うような形状となっているが、シリンダ１２を単独で冷却するような流路形状を採用しても良い。
また、第１実施形態乃至第３実施形態では、ダイカスト法によってシリンダブロック１０又はＶ６型シリンダブロック４０を成形しているが、例えばアルミ低圧鋳造などの金型を用いた鋳造方法であれば、本発明を適用可能である。
【００６１】
また、第３実施形態及び第４実施形態では、それぞれ第３中空部材３１及び第４中空部材３２に同じ流体を通しており、第５実施形態では気体を閉じこめている状態としているが、これらを組み合わせることを妨げない。例えば、第３中空部材３１をＥＧＲクーラーとし、第４中空部材３２を空洞として封止するなどの組み合わせや、第４中空部材３２をオイルクーラーにするなどの組み合わせにすることを妨げない。
また、第３実施形態乃至第５実施形態では、第３中空部材３１及び第４中空部材３２を設けているが、どちらか一方と冷却用中空材３０を組み合わせる形態でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】第１実施形態の、シリンダブロック１０の上面視図を示している。
【図２】第１実施形態の、シリンダブロック１０のＡＡ断面図を示している。
【図３】第１実施形態の、シリンダブロック１０の内部を表した斜視図を示している。
【図４】第１実施形態の、上型５１にインサート部材３５を固定した様子の断面図を示している。
【図５】第２実施形態の、Ｖ６型シリンダブロック４０の内部を表した斜視図を示している。
【図６】第２実施形態の、Ｖ型インサート部材４５の上面視図を示している。
【図７】第２実施形態の、Ｖ６型シリンダブロック４０の断面図を示している。
【図８】第３実施形態及び第４実施形態の、シリンダブロック１０の断面図を示している。
【図９】第３実施形態及び第４実施形態の、シリンダブロック１０の内部にあるインサート部材３５の斜視図を示している。
【図１０】第５実施形態の、シリンダブロック１０の内部にあるインサート部材３５の斜視図を示している。
【図１１】第１実施形態の、スライド型５４に備える差し込みピン５４ａをインサート部材３５のオイル通路用パイプ材２０が備える開口部に挿入する様子を表す模式図を示している。
【符号の説明】
【００６３】
１０      シリンダブロック
１０ａ      アッパーデッキ面
１１      シリンダボア
１２      シリンダ
１３      ブロック外壁
１４      ブリッジ
１５      ヘッドボルト穴
１６      ウォータジャケット
１６ａ      水路開口部
１７      クランクボルト穴
１８      メインオイル通路
１９      ジャーナル面
２０      オイル通路用パイプ材
３０      冷却用中空材
３０ａ      ウォータジャケット突起
３５      インサート部材
５０      金型
５１      上型
５１ａ      シリンダボア突起
５１ｂ      位置決めピン
５２      スライド型
５３      固定型
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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