JPH01148470A - アルミ合金製シリンダブロックの製造方法 - 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
ブロックの製造方法に関する。

（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ブ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
ができる。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する方法として、例え
ば特開昭５９−３１４２号公報に開示されているように
、ウォータジャケットのシリンダヘッド側端部が開放さ
れたオーブンデツキタイプのシリンダブロック本体をダ
イカスト鋳造法により一体成形し、次いで、該シリンダ
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方法が知られている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上述の如くシリンダブロック本体とピース材
とを溶接により接合する場合、溶接により形成されるビ
ードの終端にはアークやガス炎の作用によってクレータ
が発生することから、このクレータが上記シリンダブロ
ック本体のシリンダライチ周辺に存在する際には、ガス
ケットのグロメットの動きが抑制されたり、ガスシール
性が悪化したりするおそれがある。そこで、このクレー
タの発生を抑制すべく、溶接終了間際に溶接電流を徐々
に下げるいわゆるスロープダウンさせることが考えられ
る。しかし、この方法によると、溶接終了付近は溶は込
みが浅くなるという不具合が生ずることになる。特に溶
接長さが短い場合には溶接開始直後からスロープダウン
させる必要があるため、溶接箇所中に占める溶は込み不
足部分が多くなって接合強度が低下してしまうこととな
る。

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、適切
な溶接手段を講するとともに溶接後に適切な処置を施す
ことにより、スロープダウンさせる必要がなく、よって
溶接により形成されるビードを溶接箇所全体に亘って所
定の溶は込み深さに均一に設定し得、しかもビード終端
に発生するクレータをその後の処置によって除去し得、
これによりシリンダブロック本体に対するピース材の接
合強度の優れた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の
製造方法として、まず、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シリンダブロック本体を用意
する。

次いで、該シリンダブロック本体のウォータジャケット
開放部にピース材を挿入配置する。その後、上記シリン
ダブロック本体とピース材とをビード終端がピース材側
に逸れるように溶接する。しかる後、上記溶接されたピ
ース材をピース材側に逸れたビード部分が取り除かれる
ように加工するようにする。

（作用） 上記の構成により、本発明方法では、シリンダブロック
本体のウォータジャケット開放部に挿入配置されたピー
ス材は、ビード終端がピース材側に逸れるように上記シ
リンダブロック本体に溶接により接合され、その後、ピ
ース材側に逸れたビード部分が取り除かれることから、
ス白−ブダウンさせる必要がなく、これにより溶接によ
り形成されるビードが溶接箇所全体に亘って所定の溶は
込み深さに均一に設定され、しかもビード終端に発生す
るクレータがその後の処置によりて除去され、よってシ
リンダブロック本体に対するピース材の接合強度の優れ
た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、本発明の実施例に係るアルミ合金製シリンダブロ
ック製造方法を図面に基づいて説明する。

まず、第２図および第３図に示すように、ウォータジャ
ケット１のシリンダヘッド側端部（−第３図で上端部）
が開放された。オーブンデツキタイプのシリンダブロッ
ク本体２を用意する。該シリンダブロック本体２は、例
えば砂型動力鋳造法により鋳造され、その金属組織がＳ
ｉ４．０ｆｆｉ量％、ＣｕＯ，１重量％、ＦｅＯ，４重
量％、Ｍｇ０、　３ｆｆｉＪ１％、残部がＡｆＩよりな
るアルミ合金ＣＪＩＳ規格　ＡＣ２Ａ）製のものである
。そして、該シリンダブロック本体２にはシリンダ３が
形成され、該シリンダ３には、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が一体的に嵌合せしめら
れている。

次いで、上記シリンダブロック本体２のウォータジャケ
ット１開放部にそ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、第１図（ａ）に拡大詳示する如き複
数個のピース材５，５．・・・（同図に表われるものの
形状は１０關（幅）×１５關（厚さ）ｘ５Ｑｍｍ（円周
方向の長さ）に設定されている）を所定間隔をあけて挿
入配置する。

該各ピース材５は、金属組織がＳｌＧ、３重量％、Ｃｕ
３．０ｆｆｉ量％、ＦｅＯ，４１１量％、Ｍｇ　　４．
５ｆｆｆ量％、残部がＡｆＩよりなるアルミ合金（ＪＩ
Ｓ規格　５０５６）製のものである。

その後、第１図（ｂ）に拡大詳示するように、上記シリ
ンダブロック本体２と各ピース材５との両側の境目の各
々をそれぞれ一端側から他端に向かって（同図では左側
から右側に向かって）電子ビーム等の高密度集中エネル
ギの照射により溶接し、この溶接時にシリンダブロック
本体２とピース材５とが溶けてできた細長い帯状のビー
ド６゜６が各々所定の長さになった時点で、溶接電流を
下げることなく（スロープダウンすることなく）各ビー
ド６終端がピース材５側に逸れるように溶接箇所をずら
せる。この状態で上記各ピース材５の各ビード６終端に
は、上下方向に貫通するクレータ７が形成されている。

しかる後、第１図（Ｃ）に拡大詳示するように、上記各
ピース材５の長手方向両端をドリル加工することにより
該各ピース材５両端を半円形状に切削し、上記ピース材
５側に逸れた各ビード６部分を取り除く。

このように、本実施例では、シリンダブロック本体２の
ウォータジャケット１開放部に挿入配置された複数個の
ピース材５，５．・・・を、ビード６終端がピース材５
側に逸れるように上記シリンダブロック本体２にスロー
プダウンさせることなく溶接により接合し、その後、ピ
ース材５側に逸れたビード６部分をドリル加工によって
取り除くようにするので、溶接により形成される各ビー
ド６を溶接箇所全体に亘って所定の溶は込み深さに均一
に設定し得、しかもビード６終端に発生する各クレータ
７を上記ドリル加工によって切削し得、よってシリンダ
ブロック本体２に対する各ピース材５の接合強度の優れ
た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。

二９ことを実証するために、本実施例の方法によるビー
ド６形状およびクレータ７形状を、溶接電流値を変化さ
せたほかは同一の溶接テスト条件の下で溶接した比較例
の場合と比較した。

溶接テスト条件 ワークデイスタンス　　　３５０１脂 ａｂ値　　　　　　　　１．０ レンズ電流　　　　　　　１．２１Ａ ビーム出力　　　　　　　５Ｋｗ 周波数　　　　　　　　　３０００Ｈｚ振幅　　　　　
　　　　　０．　１龍 溶接速度　　　　　　　　１０００鰭／ｓ１ｎなお、本
実施例においては、第１図（ｂ）中、ｘ印を付して表わ
すＡ点〜Ｃ点間を１００ｍＡの溶接電流値でもって溶接
した。一方、比較例Ｉにおいては、Ａ点〜Ｂ点間を１０
０ｍＡの溶接電流値でもって溶接し、Ｂ点で終了した。

また、比較例■においては、Ａ点を１００ｍＡの溶接電
流値でもってスタートし、Ｂ点の手前１０ｎでスロープ
ダウンし、Ｂ点で終了した。さらに、比較例■において
は、Ａ点を１００ｍＡの溶接電流値でもってスタートし
、Ｂ点の手前２０ｎでスロープダウンし、Ｂ点で終了し
た。また、比較例■においては、Ａ点〜Ｂ点間を１００
ｍＡの溶接電流値でもって溶接し、Ｂ点〜Ｂ′点間をス
ロープダウンし、Ｂ＝点で終了した。さらに、比較例Ｖ
においては、Ａ点〜Ｂ点間を１０．０ｍＡの溶接電流値
でもって溶接し、Ｂ点〜Ｂ″゛点間をスロープダウンし
、Ｂ゛点で終了した。なお、Ａ点〜Ｂ点間の距離は３０
１１％　Ｂ点〜Ｃ点間の距離は３■ｔａ、　Ｂ点〜Ｂ゛
点間の距離は１０＋ｓ＋、Ｂ点〜Ｂ”点間の距離は２０
關である。

その結果、比較例Ｉのようにスロープダウンを行わずに
溶接した場合には、ビード６全長において１５龍の溶は
込み深さを得ることができたが、ビード６終端（Ｂ点）
にピース材５を貫通する直径４龍のクレータ７が形成さ
れた。また、比較例■および比較例■のように溶接終了
の手前からスロープダウンした場合には、クレータ７は
比較例■が深さ３關、直径４關、比較例■が深さ１．５
龍、直径３ｕ＋と共に小さくなるが、溶は込み深さは比
較例■が２０鰭、比較例■が１０鰭と共に短かった。さ
らに、比較例■および比較例Ｖのように一定電流値で所
定長さ溶接した後スロープダウンした場合には、比較例
１の場合と同様にビード６全長において１５ｍｍの溶は
込み深さを得ることができ、かつクレータ７も比較例■
が深さ３ｍｍ。

直径４ＩＩｆｆｉ、比較例ｖが深さ１　、　５　ｍｌｌ
、　直径３　＋ｕト共に小さくなるが、スロープダウン
分に相当する長さだけピース材５を長くしなければなら
ず不経済である。しかし、本実施例においては、ピース
材５を長くすることなくビード６全長において１５鰭の
溶は込み深さを得ることができる。そして、ビード６終
端（０点）にピース材５を貫通する直径４＋ａｍのクレ
ータ７が形成されるが、このクレータ７は後処理として
のドリル加工によって取り除かれるので支障は起きない
。

なお、第４図に示すように、各ビード６終端をドリル加
工のセンタに位置せしめれば、その後のドリル加工が容
易になる利点を有する。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明方法によれば、シリンダブ
ロック本体のウォータジャケット開放部にピース材を挿
入配置し、その後、上記シリンダブロック本体とピース
材とをビード終端がピース材側に逸れるように溶接し、
しかる後、上記溶接されたピース材をピース材側に逸れ
たビード部分が取り除かれるように加工するので、溶接
により形成されるビードの溶は込み深さを均一に設定し
得、しかもビード終端に発生するクレータをその後の処
置によって除去し得、これによりシリンダブロック本体
に対するピース材の接合強度の優れたクローズドデツキ
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】

ｍ１図（ａ）〜（ｃ）は本発明方法を説明するためのシ
リンダブロック本体の要部拡大平面図、第２図および第
３図は本発明方法により製造されたシリンダブロックの
平面図および縦断側面図である。第４図は別の製造方法
を説明するための第１図Ｃｂ＞相当図である。 １・・・ウォータジャケット、２・・・シリンダブロッ
ク本体、５・・・ピース材、６・・・ビード。

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
   ブロックの製造方法であって、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シリンダブロック本体
   を用意し、次いで、該シリンダブロック本体のウォータ
   ジャケット開放部にピース材を挿入配置し、その後、上
   記シリンダブロック本体とピース材とをビード終端がピ
   ース材側に逸れるように溶接し、しかる後、上記溶接さ
   れたピース材をピース材側に逸れたビード部分が取り除
   かれるように加工することを特徴とするアルミ合金製シ
   リンダブロックの製造方法。