JPH01147145A - アルミ合金製シリンダブロック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車等車両のエンジン部品であるシリンダ
ブロックに関する。

（従来の技術） 一般に、シリンダブロックは、そのトップデツキの形式
により、ウォータジャケットのシリンダヘッド側端部が
開放されたいわゆるオープンデツキタイプのものと、ピ
ース材がウォータジャケットのシリンダヘッド側端部の
全部もしくはその一部を除く部分を覆うようにアルミ合
金製シリンダブロック本体に溶接により接合されてなる
いわゆるクローズドデツキタイプのものとに分けること
かできる。そして、上記クローズドデツキタイプのシリ
ンダブロックは、オープンデツキタイプのものに比べて
高剛性を確保することができるという利点がある。しか
し、このタイプのものは、上述の如くウォータジャケッ
トのシリンダヘッド側端部の全部もしくはその一部を除
く部分がピース材により覆われていることから、例えば
ダイカスト鋳造法によりアルミ合金製シリンダブロック
を一体成形する場合には中子を用いなければならない。

このため、鋳造変形や溶湯の差込み等の不具合が生じた
り、あるいは中子の完全な抜取りが困難である等、製造
する上において多くの制約が生ずる。

そこで、クローズドデツキタイプのアルミ合金製シリン
ダブロックを中子を用いずに製作したものとして、例え
ば特開昭５９−３１４２号公報に開示されているように
、ダイカスト鋳造法により一体成形したオーブンデツキ
タイプのシリンダブロック本体に対し、そのウォータジ
ャケットのシリンダヘッド側端部の全部もしくはその一
部を除く部分を覆うようにピース材を溶接により接合す
ることにより、上記中子を用いることによる製造上の制
約を解消するようにしたものが知られている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、シリンダブロック本体は、そのウォータジャ
ケットを構成する内壁および外壁が、軽量化を図る観点
より、剛性面において許容し得る範囲で可及的に薄肉に
形成されている。さらに、ピストンが摺動するシリンダ
ブロックに鋳鉄を鋳くるんだものにおいては、上記内壁
の肉厚がその分だけさらに薄くなってしまう。このよう
な状況下において、上記の従来例の如くオーブンデツキ
タイプのシリンダブロック本体のウォータジャケットの
シリンダヘッド側端部にピース材を溶接により接合する
場合には、溶接によるビード幅に自ずと制約が生じる。

このため、このビード幅が広くなり過ぎたときには、シ
リンダブロック本体に溶は落ち等による形状変化やシリ
ンダライチの溶損が起こったり、シリンダライチとシリ
ンダブロック本体とが剥離する等の不具合が生ずるおそ
れがある。

そこで、溶接によるビード幅を可及的に狭くする方法と
して、電子ビーム等の高密度集中エネルギにて溶接する
ことが考えられるが、シリンダブロック本体を鋳造性を
良くすべくＳｉ含ｋｍの多いアルミ合金で鋳造している
場合には、アルミ合金の融点が低いことから、ビード形
状が幅方向に広がってワインカップ状となってビード幅
を狭くすることができない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、上述の如くオーブンデツキタイプの
シリンダブロック本体に対し、そのウォータジャケット
のシリンダヘッド側端部の全部もしくはその一部を除く
部分を覆うようにピース材を溶接により接合することに
よりクローズドデツキタイプのシリンダブロックを製作
する場合に、上記ピース材の材質を特定することにより
、溶接により形成されるビードの形状がワインカップ状
となることがなく、これによりビード幅を可及的に狭く
、かつその溶は込み量を比較的多くせしめ、よってシリ
ンダブロック本体に溶は落ち等による形状変化等の不具
合のないシリンダブロックを得んとすることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、ピー
ス材がウォータジャケットのシリンダヘッド側端部の全
部もしくはその一部を除く部分を覆うようにアルミ合金
製シリンダブロック本体に溶接により接合されてなるシ
リンダブロックを対象とし、この場合、上記ピース材を
、上記シリンダブロック本体よりも高融点のアルミ合金
にて形成したものである。

（作用） 上記の構成により、本発明では、アルミ合金製シリンダ
ブロック本体におけるウォータジャケットのシリンダヘ
ッド側端部の全部もしくはその一部を除く部分には、上
記シリンダブロック本体よりも高融点のアルミ合金にて
形成されたピース材が溶接により接合されていることか
ら、溶接により形成されるビードの形状が幅方向に広が
ってワインカップ状となるのが防止され、これによりビ
ード幅が可及的に狭く、かつその溶は込み世が比較的多
くせしめられ、よってシリンダブロック本体に溶は落ち
等による形状変化等の不具合のないクローズドデツキタ
イプのシリンダブロックが得られることとなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図は自動車等車両のエンジン部品とし
ての本発明の実施例に係るアルミ合金製シリンダブロッ
クを示す。１は、例えばダイカスト鋳造法により一体成
形され、金属組織がＳｉ２．０重量％、ＣｕＯ，１重量
％、Ｆｅ　　Ｏ。

４重塁％、Ｍｇ０．３重量％、残部がＡｐよりなるアル
ミ合金（ＪＩＳ規格　ＡＣ２Ａ）製シリンダブロック本
体、２は、該シリンダブロック本体１に形成されたシリ
ンダ３に一体的に嵌合せしめられ、図示しないピストン
が摺動する鋳鉄製シリンダライナ、４は上記シリンダブ
ロック本体１゛に形成されたウォータジャケットであっ
て、上記シリンダブロック本体１は、そのウォータジャ
ケット４のシリンダヘッド側端部（第２図で上端部）が
開放されたオープンデツキタイプのものである。

また、上記シリンダブロック本体１には、複数個のピー
ス材５，５．・・・がウォータジャケット４のシリンダ
ヘッド側端部の一部を除く部分を覆うように所定の間隔
をあけて溶接により一体的に接合され、これにより本実
施例に係るクローズドデツキタイプのアルミ合金製シリ
ンダブロックを構成している。そして、本発明の特徴と
して、該各ピース材５は、その金属組織がＳｉＯ，３重
量％、Ｃｕ３．０重量％、ＦｅＯ，４重量％、Ｍｇ４．
５重量％、残部がＡｇよりなるアルミ合金（ＪＩＳ規格
　５０５６）にて形成され、その融点は、上記シリンダ
ブロック本体１のそれが５１０〜６２０℃であるのに対
し５７０〜６４０℃と、シリンダブロック本体１よりも
高融点に設定されている。なお、第１図および第２図中
、６゜６、・・・は、溶接時にシリンダブロック本体１
とピース材５とが溶けてできた細長い帯状のビードであ
る。

このように、本実施例では、シリンダブロック本体１に
おけるウォータジャケット４のシリンダヘッド側端部の
一部を除く部分に、上記シリンダブロック本体１よりも
高融点の複数個のピース材５．５．・・・を溶接により
一体的に接合したことから、溶接により形成されるビー
ド６の形状が幅方向に広がってワインカップ状となるの
を防止し得、これによりビード幅を可及的に狭く、かつ
その溶は込み量を比較的多くせしめ、よってシリンダブ
ロック本体１に溶は落ち等による形状変化やシリンダラ
イナ３の溶損が起こったり、該シリンダライナ３とシリ
ンダブロック本体１とが剥離する等の不具合のないクロ
ーズドデツキタイプのアルミ合金製シリンダブロックを
得ることができる。

このことを実証するために、上記ピース材５と同一の金
属組織よりなる本実施例（ＪＩＳ規格５０５　Ｂ）のテ
ストピース（７０Ｘ１００Ｘ３０關）と、比較例（ＪＩ
Ｓ規格　ＡＣ２Ａ）のテストピース（７０Ｘ１００Ｘ３
０ｍｎ＋）とを用意し、各々のテストピースを電子ビー
ム加工機を用いて下記の溶接テスト条件の下でビードオ
ンプレートを行い、ビード６形状を比較した。そのテス
トデータを第３図に示す。なお、第３図中、○印を付し
て表わすものは本実施例におけるビード６の溶は込み深
さ（Ｈ）を、口印を付して表わすものは比較例における
ビード６の溶は込み深さ（Ｈ）を、・印を付して表わす
ものは本実施例におけるビード幅（Ｗ）を、冒印を付し
て表わすものは比較例におけるビード幅（Ｗ）をそれぞ
れ示す。

溶接テスト条件 ワークデイスタンス　　　３００ｍｍ レンズ電流　　　　　　　１．　２５Ａビーム出力　　
　　　　　５Ｋｗ このテストデータより明らかな如く、高融点材で構成し
た本実施例の方が比較例に比べて溶は込み深さが深く、
しかもビード幅（Ｗ）の狭いシャープなビード６が形成
されていることが判る。特に溶接速度が０．５ｍ／分と
１．０ｍ／分の場合において、比較例ではビード６形状
がワインカップ状となってビード幅（Ｗ）が広くなって
いることが判る。因みに、そのときの具体的な数値を挙
げると、溶接速度が０．５ｍ／分の場合には、本実施例
ではビード６の溶は込み深さ（Ｈ）は２５゜０ｍｍ、ビ
ード幅ＣＷ）は４．０ｍｍであったが、比較例の場合に
は、ビード６の溶は込み深さ（Ｈ）は１７．５ｍｍ、ビ
ード幅（Ｗ）は７．Ｏｍｍであった。なお、他の溶接速
度の場合におけるビード６形状の具体的な数値は挙げな
かったが、第３図に図式化した各場合における断面形状
を見れば自ずから明らかである。

さらに、別の実施例として、厚さ１５ｍｍに設定された
ＡＣ２Ａ製の平板と同じく厚さ１５ｍｍに設定された５
０５６製の平板とを突き合わせて溶接した場合の本実施
例と、ＡＣ２Ａ製の平板同士を突き合わせて溶接した場
合の比較例とにおいて、ビード６の溶は込み深さ（Ｈ）
およびビード幅（Ｗ）を調べた。なお、このときの溶接
テスト条件は下記の如くである。

溶接テスト条件 ワークデイスタンス　　　３００ｍ＋＋＋レンズ電流　
　　　　　　１．　２５Ａビーム出力　　　　　　　６
Ｋｗ 溶接速度　　　　　　　　１．０ｍ／分その結果、本実
施例では厚さ１５ｍｍの平板を厚さ方向に完全に接合す
ることができ、十分なるビード溶は込み深さ（Ｈ）を得
ることができたが、比較例では１４．０ｍのビード溶は
込み深さ（Ｈ）しか得ることができなかった。また、ビ
ード幅（Ｗ）は、本実施例では２．２ｍｍであったが、
比較例では６．θ市と本実施例の約３倍近くにも広がっ
た。

なお、上記実施例では、シリンダブロック本体１に対し
そのウォータジャケット４のシリンダヘッド側端部の一
部を除く部分を覆うように複数個のピース材５．５．・
・・を溶接により接合したが、これに限らず、例えばウ
ォータジャケット４のシリンダヘッド側端部の全部を完
全に閉塞する場合においても適用可能なことは勿論であ
る。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、シリンダブロッ
ク本体よりも高融点のアルミ合金にて形成されたピース
材を、上記シリンダブロック本体におけるウォータジャ
ケットのシリンダヘッド側端部の全部もしくはその一部
を除く部分を覆うようにシリンダブロック本体に溶接し
たので、溶接により形成されるビードの幅が可及的に狭
く、かつその溶は込み量が比較的多くなって、シリンダ
ブロック本体に溶は落ち等による形状変化等のないクロ
ーズドデツキタイプのシリンダブロックを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例に係るアルミ合金
製シリンダブロックを示す平面図および縦断側面図、第
３図は本実施例と比較例との溶接テストデータである。 １・・・シリンダブロック本体、４・・・ウォータジャ
ケット、５・・・ピース材、６・・・ビード。 特　許　出　願　人　　マツダ株式会社代　　　　理　
　　　人　　前　１）　弘第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ピース材がウォータジャケットのシリンダヘッド
   側端部の全部もしくはその一部を除く部分を覆うように
   アルミ合金製シリンダブロック本体に溶接により接合さ
   れてなるシリンダブロックであって、上記ピース材は、
   上記シリンダブロック本体よりも高融点のアルミ合金に
   て形成されていることを特徴とするアルミ合金製シリン
   ダブロック。