JPH0526224A - エンジンのシリンダブロツクの製造法 - Google Patents

エンジンのシリンダブロツクの製造法

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベアリングキャップを鋳ぐるんだロアブロッ
クをブロック本体に締結した状態でベアリング部の加工
を行うについて、締結力の解除に伴う真円度の低下を改
善する。 【構成】 ベアリングキャップを鋳ぐるんだ後のロアブ
ロックをブロック本体に締結した状態でベアリング部の
前段仕上げ加工を行い、この前段仕上げ加工後のロアブ
ロックの締結力を一旦解放し、その後、該ロアブロック
を再度ブロック本体に締結してから前記ベアリング部の
最終仕上げ加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ベアリングキャップを
鋳ぐるんだロアブロックをブロック本体に組み付けクラ
ンクシャフトを支持するようにしたエンジンのシリンダ
ブロックの製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、エンジンのシリンダブロック
をアルミニウムなどの軽合金によって鋳造して構成する
ようにしたものでは、それまでの鋳鉄製シリンダブロッ
クより剛性が低いため、この軽合金によって直接クラン
クシャフトのジャーナル部を軸支すると、耐摩耗性、支
持強度等が不足すると共に、ベアリング部が変形するこ
とから、例えば特開昭61−45108 号公報に見られるよう
に、ベアリングキャップをロアブロックに鋳ぐるみ、こ
のロアブロックをブロック本体に締結してクランクシャ
フトを支持することでベアリング部の強度を高める技術
が公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかして、上記のよう
にベアリングキャップを鋳ぐるんだアルミニウム合金製
ロアブロックをブロック本体に組み付けてクランクシャ
フトを支持するベアリング部を構成するようにした場合
に、上記ベアリング部はブロック本体にロアブロックを
組み付けた状態で共加工して所定の真円度を得ている
が、加工後にロアブロックを外しクランクシャフトと共
に組み付ける間に真円度が低下する問題を有する。
【０００４】すなわち、前記ロアブロックに鋳ぐるんだ
ベアリングキャップには鋳造後にアルミニウム合金の収
縮に伴う残留応力が作用し、これに応じて変形してい
る。このロアブロックをブロック本体に組み付けて変形
を規制した状態で前記ベアリング部を所定寸法に研削し
真円加工を行っても、加工後にロアブロックをブロック
本体から分解して締結力を解放すると、前記加工によっ
てベアリングキャップのベアリング部の強度が研削量に
応じて低下したことに伴って前記残留応力による変形量
が変化し、ベアリング部の真円度が損なわれる。その結
果、上記ロアブロックを再度ブロック本体にクランクシ
ャフトと共に組み付けたときに、軸受メタルに対するベ
アリング部のクリアランスが不均一となり部分的な油膜
切れが生じる問題を有するものである。
【０００５】そこで、本発明は上記事情に鑑み、ベアリ
ングキャップを鋳ぐるんだロアブロックにおけるベアリ
ング部の真円度の高い加工を行うようにしたエンジンの
シリンダブロックの製造法を提供することを目的とする
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のシリンダブロックの製造法は、クランクシャフ
トの中心から上方のブロック本体に、下方のベアリング
キャップを鋳ぐるんだアルミニウム合金製ロアブロック
を組み付け、両者間のベアリング部にクランクシャフト
を支持する構造のシリンダブロックについて、前記ベア
リングキャップを鋳ぐるんだ後のロアブロックをブロッ
ク本体に組み付け締結ボルトで締結した状態で前記ベア
リング部の前段仕上げ加工を行い、この前段仕上げ加工
後のロアブロックの締結力を一旦解放し、その後、該ロ
アブロックを再度ブロック本体に締結してから前記ベア
リング部の最終仕上げ加工を行ってシリンダブロックを
得るものである。
【０００７】
【作用および効果】上記のようなシリンダブロックの製
造法では、ベアリングキャップを鋳ぐるんだ後のロアブ
ロックをブロック本体に組み付け締結ボルトで締結した
状態でベアリング部の前段仕上げ加工を行い、この前段
仕上げ加工後のロアブロックの締結力を締結ボルトを所
定量弛めてから振動を与えるか、ロアブロックを一旦ブ
ロック本体から分解することで、ロアブロックのブロッ
ク本体に対する締結力による拘束状態を解放し、上記前
段仕上げ加工による研削でベアリングキャップの強度が
変化することに伴う鋳造後の残留応力による変形を行わ
せ、この後に、該ロアブロックを再度ブロック本体に締
結してから前記ベアリング部の最終仕上げ加工を行っ
て、前記変形によるロアブロックのベアリング部の真円
度の低下を修正しつつ所定寸法に仕上げるものであり、
この最終仕上げ加工による研削量は僅少で最終的にロア
ブロックをブロック本体から分離しても残留応力による
変形はほとんどなくなり、ベアリング部の良好な真円度
を維持することができるものである。これにより、油膜
切れの問題を生じることなく、クランクシャフトの良好
な支持状態を得るようにしている。
【０００８】
【実施例】以下、図面に沿って本発明の実施例を説明す
る。図１はＶ型エンジンのシリンダブロックの正面図を
示す。
【０００９】Ｖ型エンジンのシリンダブロック１は、中
央下部のクランクシャフト（図示せず）を支持するベア
リング部８の中心で上下にブロック本体２とロアブロッ
ク３とに分割されている。上記ブロック本体２は、上部
に互いに角度をもってＶ型にシリンダが設置された右バ
ンクＲと左バンクＬとを備えている。
【００１０】上記ブロック本体２の中央下部には、前記
ベアリング部８の上半部を構成する鉄系軸受部材11が鋳
ぐるみによって一体に設置されている。上記鉄系軸受部
材11は、詳細は図示していないが半円状の軸受部分と下
部両側に延びる締結部分とで構成され、この鉄系軸受部
材11がアルミニウム合金によってブロック本体２を鋳造
する際に、その前後壁および各気筒間の隔壁状のバルク
ヘッド（図示せず）に鋳ぐるまれて一体に形成される。
【００１１】一方、下方のロアブロック３は、図２ない
し図４にも示すように、上記ブロック本体２の鉄系軸受
部材11に対応する位置にベアリング部８の下半部を構成
する鉄系ベアリングキャップ12が鋳ぐるみによって一体
に設置されている。この鉄系ベアリングキャップ12は、
アルミニウム合金によってロアブロック３を鋳造する際
に、前壁部3a、後壁部3bおよび各気筒間の隔壁部3cに鋳
ぐるまれて一体に形成され、各壁部3a〜3cは両側の側壁
部材3dに連結されると共に、各壁部3a〜3c間が縦方向の
連結部材3eによって連結されて一体に構成されている。
【００１２】上記鉄系ベアリングキャップ12は、図５お
よび図６に示すように、半円状の軸受部13と該軸受部13
の両側にそれぞれ２つずつ下方に向けて柱状に連接され
た大小の締結用ボス部14,15 とで構成され、大径締結用
ボス部14は内側に小径締結用ボス部15が外側に配置され
ている。上記両締結用ボス部14,15 には内部にボルト挿
通孔14a,15a が貫通形成され、その先端部はボルト座面
14b,15b に形成されている。さらに、両側の大径締結用
ボス部14,14 を軸受部13から相互に連結するリブ16が形
成されている。なお、前記小径締結用ボス部15のボルト
挿通孔15a は、ロアブロック鋳造後に穿設される。
【００１３】前記ロアブロック３のブロック本体２の下
面への締結は、ベアリングキャップ12の両側で内外４本
の締結ボルト21,22 によって行われる。
【００１４】ここで、上記シリンダブロック１の製造工
程を図８のブロック図と共に説明すれば、まず、第１工
程としてブロック本体２およびロアブロック３はそれぞ
れ別途にアルミニウム合金によって鋳造されるものであ
り、その鋳造時にブロック本体２のベアリング部８には
鉄系軸受部材11が、また、ロアブロック３のベアリング
部８には鉄系ベアリングキャップ12がそれぞれ一体に鋳
ぐるまれる。なお、前記ベアリングキャップ12における
大径締結用ボス部14のボルト挿通孔14a が、鋳造時に該
ベアリングキャップ12を鋳型に挿入した際の位置決めに
使用される。
【００１５】また、上記鋳造後のロアブロック３におい
ては、アルミニウム合金の冷却に伴う収縮応力によっ
て、前記ベアリングキャップ12は締結用ボス部14,15 の
下端部が中央側に押し付けられる力を受けて変形し、一
方、半円状の軸受部13の上端部は外側に広がるように変
形している。
【００１６】続いて、第２工程として、上記鋳造後のロ
アブロック３を図１のようにブロック本体２に組み付け
て締結ボルト21,22 によって締結した状態で、両者のベ
アリング部８の内径が所定寸法となるように真円度を高
める共加工を行うものであるが、まず、第３工程として
前段仕上げ加工を行う。該前段仕上げ加工は、荒仕上げ
加工と中仕上げ加工とを行うものであり、例えば、未加
工のベアリングキャップ12の軸受部13の内径が62mmで、
これを66mmのベアリング部８の内径に仕上げる場合に
は、65.8mmまで前段仕上げ加工を行うものである。
【００１７】上記前段仕上げ加工を終了すると、第４工
程として前記締結ボルト21,22 を所定量緩めるととも
に、該ロアブロック３の両サイドからピッチハンマ等で
振動を与え、これにより、図７に示すように、ロアブロ
ック３の締結力を解放してブロック本体２から分離す
る。なお、図７においては、ロアブロック３とブロック
本体２との間に形成される隙間は誇張して示されてい
る。上記ピッチハンマ等により衝撃を加えるのは、締結
ボルト21,22 を弛めただけではブロック本体２とロアブ
ロック３とがまだ面接触しているため、この状態では拘
束状態の解放が不十分であり、両者の面接触を積極的に
解消することから行うものである。
【００１８】上記のようにブロック本体２に対する締結
力が解除されたロアブロック３は、締結ボルト21,22 に
よる拘束状態が解放されると変形が許容されるものであ
り、前記前段仕上げ加工によるベアリングキャップ12の
強度変化に応じ、残留応力に対する変形が行われる。
【００１９】その後、第５工程として前記締結ボルト2
1,22 を再度締め付けて上記ロアブロック３をブロック
本体２に締結してから、第６工程として前記ベアリング
部８の真円度の最終仕上げ加工を行うもので、前記例で
はベアリング部８の内径を65.8mmから最終寸法の66mmに
仕上げるものである。
【００２０】なお、前記ロアブロック３の加工中に、ベ
アリングキャップ12の小径締結用ボス部15のボルト挿通
孔15a を穿設すると共に、大径締結用ボス部14のボルト
挿通孔14a を所定寸法に穿設し直して、該ボルト挿通孔
14a の直線性を得るようにしている。
【００２１】上記のような実施例によれば、鉄系ベアリ
ングキャップ12を鋳ぐるんでなるアルミニウム合金製ロ
アブロック３においては、鋳造後はアルミニウム合金の
収縮に伴う残留応力がベアリングキャップ12に作用し、
ベアリングキャップ12の剛性に応じた変形を行っている
ものであるが、ベアリング部８の加工に伴う剛性変化に
より変形状態が変わるのを、そのまま変形を拘束してブ
ロック本体２に組み付けた状態で最終仕上げ加工を行う
と、クランクシャフトなどを組み込むために締結ボルト
21,22 を緩めて分離解放された時に変形してベアリング
部８の真円度が低下するのを、加工途中に一旦締結力を
解放した拘束解除によって変形させてから最終仕上げ加
工を行って真円度を確保するものである。この前段仕上
げ加工と最終仕上げ加工との比率は、加工途中での解放
に伴う変形量との関係で決定すればよいものである。
【００２２】次に、シリンダブロック１の製造工程の他
の実施例を図９のブロック図により説明すれば、第１工
程のブロック本体２およびロアブロック３の鋳造、第２
工程の両者の組み付け、第３工程の前段仕上げ加工は前
例と同様に行われる。そして、第４工程は、上記実施例
では締結ボルト21,22 を所定量弛めて衝撃を与えて締結
力を解放して拘束状態を解除するようにしているが、こ
れに代えて締結ボルト21,22 を弛めて抜き取り、ロアブ
ロック３をブロック本体２から完全に分離して分解放置
し、変形を許容するものである。その後、第５工程は上
記分解放置したロアブロック３をブロック本体２に再度
組み付けて締結ボルト21,22 を締結するものであり、こ
の状態で前例同様の第６工程としての最終仕上げ加工を
行う。
【００２３】なお、前記実施例のようにロアブロック３
を分解放置しない方法によれば、製造工程における工数
低減による生産タクト効率が向上する点で好適である。
【００２４】また、上記実施例はＶ型エンジンの例につ
いて示したが、直列型エンジンなどのエンジンについて
も同様に構成することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるＶ型エンジンのシリ
ンダブロックの正面図
【図２】ロアブロックの底面図
【図３】図２の III−III 線に沿う断面正面図
【図４】ロアブロックの中央横断面図
【図５】ベアリングキャップの正面図
【図６】図５のVI−VI線に沿う断面図
【図７】荒仕上げ加工後のシリンダブロックを示す正面
図
【図８】シリンダブロックの製造工程の一実施例を示す
ブロック図
【図９】シリンダブロックの製造工程の他の実施例を示
すブロック図
【符号の説明】
１ シリンダブロック ２ ブロック本体 ３ ロアブロック ８ ベアリング部 11 軸受部材 12 ベアリングキャップ 13 軸受部 14,15 締結用ボス部 21,22 締結ボルト

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 クランクシャフトの中心から上方のブロ
    ック本体に、下方のベアリングキャップを鋳ぐるんだア
    ルミニウム合金製ロアブロックを組み付け、両者間のベ
    アリング部にクランクシャフトを支持するエンジンのシ
    リンダブロックの製造法であって、前記ベアリングキャ
    ップを鋳ぐるんだ後のロアブロックをブロック本体に組
    み付け締結ボルトで締結した状態で前記ベアリング部の
    前段仕上げ加工を行い、この前段仕上げ加工後にロアブ
    ロックの締結力を一旦解放し、その後、該ロアブロック
    を再度ブロック本体に締結してから前記ベアリング部の
    最終仕上げ加工を行うことを特徴とするエンジンのシリ
    ンダブロックの製造法。
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JP2021071100A (ja) * 2019-11-01 2021-05-06 トヨタ自動車株式会社 ベアリングキャップ、内燃機関及び内燃機関の製造方法
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