JPH07269410A - エンジンのシリンダブロック及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリンダボアの真円度の低下を低く抑えつ
つ、効果的にシリンダブロックの剛性を向上させる。 【構成】 本発明に係るエンジンのシリンダブロック
は、シリンダボアを画成する内壁の回りにウォータジャ
ケットが形成されており、そのウォータジャケットがデ
ッキ面で連続していて前記ウォータジャケットの外側を
画成する外壁と前記内壁とがデッキ面で分離されてお
り、隣接するシリンダボア間で前記内壁が共有されてい
る複数気筒用のシリンダブロック本体において、隣接す
るシリンダボア間の位置のみで前記内壁と外壁とが連結
ピースで連結されている。これによって、シリンダブロ
ックの剛性が確保されるとともに、シリンダボアの周方
向の熱膨張特性がオープンデッキ型シリンダブロックの
熱膨張特性に近づくために、シリンダボアの真円度の悪
化を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリンダボアを画成す
る内壁の回りにウォータジャケットが形成されており、
そのウォータジャケットがデッキ面で連続していて前記
ウォータジャケットの外側を画成する外壁と前記内壁と
がデッキ面で分離されており、しかも隣接するシリンダ
ボア間で内壁が共有されている、いわゆる、オープンデ
ッキ型の複数気筒用のシリンダブロック本体の補強技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】オープンデッキ型シリンダブロックは、
ウォータジャケットがデッキ面において連続しており、
シリンダボアを取り囲むとともにウォータジャケットの
内側を定める内壁と、ウォータジャケットを外側から取
り囲む外壁とがデッキ面で完全に分離されている。この
オープンデッキ型シリンダブロックは、クローズドデッ
キ型シリンダブロックと異なり、ウォータジャケット用
の中子を使用しなくても鋳造できるために、鋳造作業を
簡略化するとともに、工程の簡略化も図ることができ
る。また、シリンダボアを画成する内壁が外壁によって
拘束されていないために、シリンダボアの真円度を高く
維持することができる。しかしながら、オープンデッキ
型シリンダブロックの場合、シリンダボアを画成し、あ
るいは取り囲む内壁が外壁によって支持されていないた
めに剛性が低いという問題がある。この問題を解決する
ために、デッキ面において内壁と外壁とを連結ピースで
連結して補強することにより剛性を高める技術が提案さ
れ、この技術が特開平１−１１８３８３号公報に記載さ
れている。

【０００３】このシリンダブロック２は、図１５、図１
６に示されるように、一列に配列された複数のシリンダ
４（図では二個のみ記載している）を備えており、その
シリンダ４のボア４ｂ（以下、シリンダボア４ｂとい
う。）を画成する内壁４ｗとシリンダブロック外壁３と
の間に冷却水を通すためのウォータジャケット６が形成
されている。図中８は、前記内壁４ｗと外壁３とをデッ
キ面で連結する連結ピースであり、シリンダブロック２
の長手方向（Ｘ軸方向）と幅方向（Ｙ軸方向）から内壁
４ｗのデッキ面側端部と外壁３のデッキ面側端部とを連
結している。これによって、シリンダボア４ｂを画成す
る内壁４ｗのデッキ面側端部が外壁３に支持されること
になり、シリンダブロック２の剛性が向上する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、オープ
ンデッキ型シリンダブロックの場合、内壁４ｗが外壁３
によってもともとは拘束されていないために、熱膨張が
生じても一様に膨張して高い真円度が維持し易い。しか
しながら、従来の補強技術によると、この利点が失われ
る。即ち、補強のため、図１５、図１６に示されるよう
に、内壁４ｗを外壁３に拘束してしまうと、内壁４ｗが
均等に熱膨張しなくなり、シリンダボア４ｂの真円度が
悪化してしまう。シリンダボア４ｂの真円度が悪化する
と、オイルリング（図示されていない）の追従性が悪化
してオイルの消費量が多くなるという問題がある。本発
明の技術的課題は、連結ピースの位置を工夫することに
よって、シリンダボアの真円度の低下を最小限に抑えつ
つ、シリンダブロックの剛性を高めることができる補強
技術を提案するものである。そして、その際に、連結ピ
ースが確実に内壁と外壁とに接続される製造方法も提案
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段、作用、効果】

〔課題を解決するための請求項１に係る手段〕上記した
課題は、以下の特徴を有するエンジンのシリンダブロッ
クによって解決される。即ち、請求項１に係るエンジン
のシリンダブロックは、シリンダボアを画成する内壁の
回りにウォータジャケットが形成されており、そのウォ
ータジャケットがデッキ面で連続していて前記ウォータ
ジャケットの外側を画成する外壁と前記内壁とがデッキ
面で分離されており、隣接するシリンダボア間で前記内
壁が共有されている複数気筒用のシリンダブロック本体
において、隣接するシリンダボア間の位置のみで前記内
壁と外壁とが連結ピースで連結されている。 〔請求項１に記載された発明の作用〕本発明によると、
連結ピースはシリンダボア間の位置のみで内壁と外壁と
を連結している。この連結位置によると、シリンダボア
の周方向の熱膨張特性がオープンデッキ型シリンダブロ
ックの熱膨張特性に近づくことになる。このため、シリ
ンダボアの真円度の悪化を抑制することができる。さら
に、前記シリンダボアを画成する内壁が連結ピースによ
り外壁に連結されているために、シリンダブロックの剛
性も確保される。 〔請求項１に記載された発明の効果〕本発明によると、
シリンダボアの真円度の低下を低く抑えつつ、効果的に
シリンダブロックの剛性を高めることができる。

【０００６】〔課題を解決するための請求項２に係る手
段〕このエンジンのシリンダブロックは、請求項１に記
載されたエンジンのシリンダブロックにおいて、隣接す
るシリンダボア間の内壁のデッキ面側端面に、前記ウォ
ータジャケットに連通するスリットが形成されており、
前記スリットの底面よりも下方で前記連結ピースが前記
内壁と外壁とを連結している。 〔請求項２に記載された発明の作用〕本発明によると、
シリンダボア間の内壁にはウォータジャケットに連通す
るスリットが形成されているために、隣合うシリンダボ
ア間にスリットを通して冷却水を流せるようになる。ま
た、連結ピースはスリットの底面よりも下の位置で内壁
と外壁とを連結しているため、前記連結ピースが前記ス
リットを流れる冷却水を妨げることはない。これによっ
て、シリンダボアの真円度の低下がさらに低く抑えられ
る。 〔請求項２に記載された発明の効果〕本発明によると、
請求項１に記載された発明と同様の効果を保有しつつ、
さらに、シリンダボアの真円度の低下を抑えることがで
きる。

【０００７】〔課題を解決するための請求項３に係る手
段〕このエンジンのシリンダブロックの製造方法は、請
求項２に記載のエンジンのシリンダブロックの製造方法
であり、連結ピースが接続される内壁の外側面、及び／
又は、外壁の内側面に、前記連結ピースの幅よりも広い
範囲で、デッキ面からスリットの底面レベル、あるいは
それより下のレベルまで到達する切欠きを形成する工程
と、前記連結ピースを前記内壁と外壁との間に挿入し、
その連結ピースの上面が前記切欠きの下端面とほぼ連続
する位置に位置決めする工程と、位置決めされた連結ピ
ースの溶接面が前記切欠きの下に位置する内壁の外側
面、及び／又は、外壁の内側面と面接触する部位に、前
記溶接面と平行方向から前記切欠きを通して高エネルギ
ービームを照射し、前記連結ピースを内壁、及び／又
は、外壁に溶接する工程と、を有している。 〔請求項３に記載された発明の作用〕本発明によると、
内壁の外側面、及び／又は、外壁の内側面には、前記連
結ピースの幅よりも広い範囲で、デッキ面からスリット
の底面レベル、あるいはそれより下のレベルまで到達す
る切欠きが形成される。そして、前記連結ピースはその
上面が前記切欠きの下端面とほぼ連続する位置に位置決
めされる。即ち、前記切欠きが形成されることにより、
位置決めされた連結ピースの上面よりも上側の内壁、及
び／又は、外壁では、その外側面、及び／又は、内側面
が切欠きの深さ分だけ連結ピースの溶接面の位置から後
退する。このため、連結ピースの溶接面と内壁の外側
面、及び／又は、外壁の内側面とが面接触する部位に、
高エネルギービームが照射されても、高エネルギービー
ムの広がり部分が連結ピースより上側で内壁の外側面、
及び／又は、外壁の内側面と干渉することはない。この
ため、高エネルギービームのエネルギーを溶接部位、即
ち、連結ピースの溶接面と内壁の外側面、及び／又は、
外壁の内側面とが面接触する部位に集中することがで
き、前記連結ピースを前記スリットの底面よりも下方に
おいて内壁、及び／又は、外壁に確実に溶接することが
できる。 〔請求項３に記載された発明の効果〕本発明によると、
連結ピースを前記スリットの底面よりも下方で内壁、及
び／又は、外壁に確実に溶接することができるために、
請求項２に記載されたエンジンのシリンダブロックを良
好に製造することができる。

【０００８】〔課題を解決するための請求項４に係る手
段〕このエンジンのシリンダブロックの製造方法は、請
求項２に記載のエンジンのシリンダブロックの製造方法
であり、前記連結ピースを前記内壁と外壁との間に挿入
し、所定位置に位置決めする工程と、位置決めされた連
結ピースと内壁、及び／又は、外壁との接触部分のうち
所定部位を狙って、デッキ面側から内壁、及び／又は、
外壁に対して斜めに高エネルギービームを照射し、前記
連結ピースを内壁、及び／又は、外壁に溶接する工程
と、を有している。 〔請求項４に記載された発明の作用〕本発明によると、
連結ピースと内壁、及び／又は、外壁との接触部分のう
ち所定部位を狙って、高エネルギービームがデッキ面側
から内壁、及び／又は、外壁に対して斜めに照射され
る。これによって、高エネルギービームの広がり部分が
内壁の外側面、及び／又は、外壁の内側面と干渉するこ
とがなくなり、請求項３に記載された発明のように、内
壁の外側面、及び／又は、外壁の内側面に切欠きを形成
する必要がなくなる。このため、前記切欠きの厚み分だ
け内壁、及び／又は、外壁の厚みを小さくすることがで
きる。 〔請求項４に記載された発明の効果〕本発明によると、
切欠きの厚み分だけ内壁、及び／又は、外壁の厚みを小
さくすることができるために、請求項２に記載されたエ
ンジンのシリンダブロックをコンパクトに製造すること
ができる。

【０００９】

【実施例】

〔第１実施例〕以下、図１〜図９に基づいて、本発明の
第１実施例に係るエンジンのシリンダブロック及びその
製造方法の説明を行う。ここで、図１は、本実施例に係
るエンジンのシリンダブロック１０の全体平面図（正確
には、図２のI-I 矢視で示すように、デッキ面の直下位
置の断面を示している）であり、図２は、図１の II-II
矢視図である。また、図３は、図１の要部平面図、図４
は、図３の IV-IV 矢視図である。なお、シリンダブロ
ック１０の長手方向をＸ軸方向、幅方向をＹ軸方向、高
さ方向をＺ軸方向として以後の説明を行う。前記シリン
ダブロック１０は、直列四気筒タイプのオープンデッキ
型シリンダブロック本体を連結ピース１８により支持補
強したタイプのものであり、図１に示されるように、隣
合うシリンダ１４のボア１４ｂ（以下、シリンダボア１
４ｂという）が内壁１４ｗの一部を互いに共用した状態
で一列に配置されている。

【００１０】前記シリンダボア１４ｂを画成する内壁１
４ｗと、前記シリンダブロック１０の外壁１３との間に
は、冷却水を通すためのウォータジャケット１６が形成
されている。このウォータジャケット１６はデッキ面１
０ｄにおいて連続しており、内壁１４ｗと外壁１３とは
完全に分離されている。また、各々のシリンダボア１４
ｂ間に位置する内壁１４ｗには、その上端部に冷却水を
通すためのスリット１４ｓがシリンダブロックの幅方向
（Ｙ軸方向）に前記ウォータジャケット１６と連通する
ように形成されている。なお、前記スリット１４ｓは、
図２、図４に示されるように、シリンダブロックの幅方
向中央が最も深くなるように底面が円弧状に形成されて
いる。前記内壁１４ｗの外側面１４ｚには、図３、図４
に示されるように、各々のシリンダボア１４ｂ間及びそ
の近傍の位置に、デッキ面１０ｄからスリット１４ｓの
底面レベルまで到達する切欠き１７が形成されており、
その切欠き１７の下端面である段差部１７ｄが前記スリ
ット１４ｓの底面１４ｊと連続するようになっている。
同様に、外壁１３の内側面１３ｚにも、前記内壁１４ｗ
の切欠き１７に対向する位置に切欠き１７と段差部１７
ｄとが形成されている。

【００１１】そして、図５に示されるように、前記内壁
１４ｗの切欠き１７及び外壁１３の切欠き１７よりも下
方に連結ピース１８が挿入されて、その連結ピース１８
の上面１８ｕが前記切欠き１７の段差部１７ｄに連続す
るように位置決めされる。ここで、前記連結ピース１８
は、前記ウォータジャケット１６の平面形状に倣うよう
に平面略矢羽根形をした板材であり（図３参照）、Ｘ軸
方向における幅は、各々のシリンダボア１４ｂ間の肉厚
１４ｔ以下の設定されている。また、連結ピース１８の
厚みは、実働時にその連結ピース１８に加わる応力に耐
えられるだけの強度を有する厚みに設定されている。な
お、前記連結ピース１８の側面のうち、内壁１４ｗの外
側面１４ｚ及び外壁１３の内側面１３ｚと面接触する面
が溶接面１８ｚとなる。

【００１２】前記連結ピース１８が予めきめられた位置
に位置決めされると、次に、図５に示されるように連結
ピース１８の溶接面１８ｚと内壁１４ｗの外側面１４ｚ
との面接触部分、及び連結ピース１８の溶接面１８ｚと
外壁１３の内側面１３ｚとの面接触部分に、その溶接面
１８ｚと平行方向からレーザビームＢｅが照射されて溶
接が行われる。ここで、前記切欠き１７に設けられた段
差部１７ｄの幅Ｌは、連結ピース１８より上側で内壁１
４ｗの外側面１４ｚ及び外壁１３の内側面１３ｚがレー
ザビームＢｅの最外周ラインＫと干渉しないような値に
設定される。また、前記段差部１７ｄの長さは、図３に
示されるように、連結ピース１８の溶接部分の長さより
も両側にほぼ寸法Ｌだけ余裕ができる長さに設定されて
いる。図６は、段差部１７ｄの幅を狭くした分だけ切欠
き１７の側面に傾斜を持たせ、レーザビームＢｅの最外
周ラインＫと干渉しないようにした例を表している。こ
のようにして、前記内壁１４ｗと外壁１３とがシリンダ
ボア１４ｂ間の位置で連結ピース１８によって連結され
る。

【００１３】次に、本実施例に係るシリンダブロック１
０の製造方法の説明を行う。先ず、前述の直列四気筒タ
イプのオープンデッキ型シリンダブロック本体が鋳造に
より成形される。次に、図３、図４に示されるように、
シリンダボア１４ｂ間に位置する内壁１４ｗの上端部に
冷却水を通すためのスリット１４ｓが加工され、さら
に、ウォータジャケット１６の両側壁面、即ち，内壁１
４ｗの外側面１４ｚと外壁１３の内側面１３ｚには前述
の切欠き１７が形成される。この状態で、予め加工され
ている連結ピース１８がデッキ面１０ｄ側からウォータ
ジャケット１６内に挿入されて、図１に示されるよう
に、各々のシリンダボア１４ｂ間の内壁１４ｗと、それ
に対向する外壁１３との間に位置決めされる。さらに、
図４、図５に示されるように、その連結ピース１８の上
面１８ｕが切欠き１７に設けられた段差部１７ｄに連続
するように位置合わせが行われる。ここで、前記切欠き
１７の段差部１７ｄは、スリット１４ｓの底面とほぼ等
しい高さに形成されるために、その段差部１７ｄと上面
１８ｕが連続している連結ピース１８は前記スリット１
４ｓよりも下に位置決めされることになる。この結果、
その連結ピース１８がスリット１４ｓを通過する冷却水
の流れを妨げることがなくなる。

【００１４】このようにして、前記連結ピース１８が所
定位置に位置決めされると、図５に示されるように、連
結ピース１８の溶接面１８ｚと内壁１４ｗの外側面１４
ｚとの面接触部分、及び連結ピース１８の溶接面１８ｚ
と外壁１３の内側面１３ｚとの面接触部分に、その溶接
面１８ｚと平行方向からレーザビームＢｅが照射されて
溶接が行われる。この結果、連結ピース１８と内壁１４
ｗ及び外壁１３の面接触部分に沿って深部まで溶接さ
れ、シリンダボア１４ｂを画成する内壁１４ｗの上部は
連結ピース１８によって外壁１３に連結される。これに
よって、シリンダブロック１０の剛性が向上する。この
ように、本実施例に係るエンジンのシリンダブロック１
０及びその製造方法によると、連結ピース１８はシリン
ダボア１４ｂ間の位置のみで内壁１４ｗと外壁１３とを
連結している。この連結位置によると、周方向の熱膨張
特性がオープンデッキ型シリンダブロックの熱膨張特性
に近づくことになる。このため、シリンダボア１４ｂの
真円度の悪化を抑制することができる。さらに、前記シ
リンダボア１４ｂを画成する内壁１４ｗが連結ピース１
８により外壁１３に連結されているために、シリンダブ
ロック１０の剛性も確保される。即ち、真円度の低下の
程度を低く抑えつつ、効果的に剛性を高めることができ
る。

【００１５】図７は、本実施例に係るシリンダブロック
１０とオープンデッキ型シリンダブロック及びクローズ
ドデッキ型シリンダブロックの実働時（回転数5200rpm
、スロットルバルブ全開）のボアの真円度（上端から2
0mmの位置）を比較したグラフである。前記真円度は有
限要素法（ＦＥＭ）を用いて変形次数列別に解析したデ
ータを使用している。ここで、本実施例に係るシリンダ
ブロック１０では連結ピース１８はシリンダ１４の上端
から20mmの位置に固定されており、また、連結ピース１
８の厚みは8mm 、幅は8.5 mmに設定されている。なお、
比較例として示したクローズドデッキ型シリンダブロッ
クでは、連結ピースは、図１５及び図１６に示される位
置に固定されている。これらのグラフから明らかなよう
に、実働時には、本実施例に係るシリンダブロック１０
のシリンダボア１４ｂの真円度は、オープンデッキ型シ
リンダブロックのシリンダボアの真円度とほぼ等しくな
り、真円度の悪化が抑制される。

【００１６】図８は、本実施例に係るシリンダブロック
１０とオープンデッキ型シリンダブロックおよびクロー
ズドデッキ型シリンダブロックの剛性を比較したグラフ
である。ここで、剛性は、有限要素法（ＦＥＭ）を用い
て解析したデータを使用している。このグラフから明ら
かなように、本実施例に係るシリンダブロック１０の剛
性は、クローズドデッキ型シリンダブロックの剛性に近
づくことが分かる。また、図９は、本実施例に係るシリ
ンダブロック１０において使用された連結ピース１８の
幅とシリンダボア１４ｂの真円度との関係を表したグラ
フである。このグラフから明らかなように、連結ピース
１８の幅がシリンダボア１４ｂ間の肉厚１４ｔの二倍よ
りも大きくなると、シリンダボア１４ｂの真円度が徐々
に悪化することが分かる。本実施例に係るシリンダブロ
ック１０では、連結ピース１８の幅は、シリンダボア１
４ｂ間の肉厚１４ｔよりも小さく設定されているため、
連結ピース１８がシリンダボア１４ｂの真円度に悪影響
を与えることはほとんどない。

【００１７】さらに、ウォータジャケット１６の側壁
面、即ち、内壁１４ｗの外側面１４ｚ及び外壁１３の内
側面１３ｚには、スリット１４ｓの底面とほぼ等しい高
さの段差部１７ｄを有する切欠き１７が形成されてお
り、前記連結ピース１８はその上面１８ｕが前記段差部
１７ｄとほぼ連続するように位置決される。このため、
連結ピース１８がスリット１４ｓよりも下、即ち、ウォ
ータジャケット１６の奥に位置決めされたとしても、デ
ッキ面１０ｄ側から連結ピース１８の溶接面１８ｚと内
壁１４ｗの外側面１４ｚ及び外壁１３の内側面１３ｚと
の面接触部分が容易に確認できる。したがって、シリン
ダブロック１０のデッキ面１０ｄの真上から前記溶接面
１８ｚと平行にレーザ溶接が行えるようになり、面接触
部分の深部まで溶接が可能になる。ここで、本実施例で
は、各シリンダ１４間にスリット１４ｓを設け、さら
に、ウォータジャケット１６の側壁面に切欠き１７を設
けて、その段差部１７ｄに連結ピース１８の上面を合わ
せる最も好ましい例を示しているが、これに限定される
わけではなく、前記スリット１４ｓや切欠き１７がなく
ても本発明が成立することは言うまでもない。

【００１８】〔第２実施例〕以下、図１０、図１１に基
づいて本発明の第２実施例の説明を行う。ここで、図１
０は、本実施例に係るエンジンのシリンダブロック２０
の要部平面図、図１１は、図１０のXI-XI 矢視図であ
る。前記シリンダブロック２０は、第１実施例で使用さ
れた連結ピース２８の両端部、即ち、溶接部分の平面形
状を曲線形状から直線のみからなる形状に変更するとと
もに、この連結ピース２８の形状に合わせて、ウォータ
ジャケット２６の側壁面、即ち、内壁２４ｗの外側面２
４ｚと外壁２３の内側面２３ｚの形状を変更したもので
ある。また、前記連結ピース２８の上面２８ｕが切欠き
２７の段差部２７ｄと連続するように、内壁２４ｗの外
側面２４ｚと外壁２３の内側面２３ｚにその連結ピース
２８を下から支える支持部２９を設けたものである。

【００１９】これによって、連結ピース２８の両端面の
加工が容易になり、さらに、面精度も向上する。また、
連結ピース２８と内壁２４ｗの溶接線及び連結ピース２
８と外壁２３の溶接線が直線となるために、溶接も行い
易くなる。さらに、連結ピース２８は支持部２９によっ
て下方から支持されるために、連結ピース２８の上面２
８ｕを切欠き２７の段差部２７ｄと連続させる際の位置
合わせが容易になる。また、前記支持部２９があること
により、溶接の際の溶融金属がウォータジャケット２６
の内部に落下し難くなる。

【００２０】上記したように第１実施例、第２実施例は
下記の特徴を備えている。 １） シリンダボアの並び方向における連結ピースの幅
は、シリンダボア間の肉厚よりも小さい。 ２） 内壁の外側面および外壁の内側面には、連結ピー
スの上面とほぼ連続する面を備える段差が形成されてい
る。 ３） 内壁の外側面および外壁の内側面には、前記段差
の下方に連結ピースを下から支える支持部が形成されて
いる。 ４） シリンダボア間で内壁が共用されているオープン
デッキ型シリンダブロックを成形する工程と、そのシリ
ンダブロックに形成されているウォータジャケット内
に、デッキ面側から連結ピースを挿入し、その連結ピー
スを外壁とシリンダボア間に位置する内壁との間に位置
決めする工程と、位置決めされた前記連結ピースの両端
面を前記外壁の内側面と内壁の外側面とにビーム溶接す
る工程とを有している。 ５） 前記外壁の内側面と内壁の外側面とに上面を備え
る段差を形成する工程と、前記ウォータジャケット内に
デッキ面側から連結ピースを挿入して、その連結ピース
の上面が前記段差の上面と連続する位置で位置決めする
工程とを有している。 ６） 前記連結ピースと内壁及び外壁との接続部分の平
面形状は、直線を組み合わせた形状からなる。

【００２１】〔第３実施例〕次に、図１２〜図１４に基
づいて本発明の第３実施例の説明を行う。ここで、図１
２は、本実施例に係るエンジンのシリンダブロック３０
の要部詳細図（図１４のXII 部詳細図）、図１３は、前
記エンジンのシリンダブロック３０の要部平面図、図１
４は、図１３のXIV-XIV 矢視図である。本実施例では、
シリンダボア３４ｂを画成する内壁３４ｗとシリンダブ
ロック３０の外壁３３との連結に使用される連結ピース
３８の形状を変更し、さらに、レーザービームＢｅを照
射する方法を改良することにより、第１実施例、第２実
施例において必要とされた内壁及び外壁の切欠き１７，
２７を不要にしている。

【００２２】前記連結ピース３８は、図１３に示される
ように、ウォータジャケット３６の平面形状に倣うよう
に平面略矢羽根形をした板材であり、Ｘ軸方向における
幅Ｆは各々のシリンダボア３４ｂ間の肉厚Ｅの二倍に設
定されている。さらに、連結ピース３８の厚みは、実働
時にその連結ピース３８に加わる応力に耐えられるだけ
の強度を有する厚みに設定されている。また、前記内壁
３４ｗの外側面３４ｚ及び外壁３３の内側面３３ｚに溶
接される連結ピース３８の側面３８ｚ（以下、溶接面３
８ｚという）は、図１２（Ｂ）に示されるように、所定
角度αで傾斜している。さらに、連結ピース３８のＹ軸
方向の長さはウォータジャケット３６の幅よりも寸法２
Ｇだけ短く製作されている。

【００２３】一方、内壁３４ｗの外側面３４ｚ及び外壁
３３の内側面３３ｚはＺ軸に平行に成形されており、さ
らに、スリット３４ｓのレベルよりも下方には、図１４
に示されるように、連結ピース３８を水平に位置決めす
るための段差３３ｄ，３４ｄが形成されている。そし
て、その連結ピース３８が前記段差３３ｄ，３４ｄ上に
セットされた状態で、連結ピース３８の上面３８ｕはス
リット３４ｓの底面３４ｊの端部とほぼ等しい高さにな
る。また、連結ピース３８は、前述のように、ウォータ
ジャケット３６の幅よりも寸法２Ｇだけ短く製作されて
いるため、前記段差３３ｄ，３４ｄ上にセットされた状
態で、図１２（Ａ）に示されるように、連結ピース３８
の最端部Ｍと内壁３４ｗの外側面３４ｚ及び外壁３３の
内側面３３ｚとの間には寸法Ｇの余裕が生じる。さら
に、連結ピース３８の溶接面３８ｚは所定角度αで傾斜
しているため、その溶接面３８ｚと内壁３４ｗの外側面
３４ｚ及び外壁３３の内側面３３ｚとのなす角は所定角
度αとなる。ここで、前記内壁３４ｗの外側面３４ｚ及
び外壁３３の内側面３３ｚはＺ軸に平行であるため、連
結ピース３８の溶接面３８ｚはＺ軸に対して角度αだけ
傾斜することになる。

【００２４】前記連結ピース３８が内壁３４ｗと外壁３
３との間に挿入されて、段差３３ｄ，３４ｄ上にセット
されると、連結ピース３８と内壁３４ｗとの接触部分の
うち連結ピース３８の最端部Ｍを狙って、図１２（Ａ）
に示されるように、レーザービームＢｅが照射される。
ここで、前記レーザービームＢｅは、連結ピース３８の
溶接面３８ｚと内壁３４ｗの外側面３４ｚとによって形
成される空間を通して連結ピース３８の最端部Ｍに照射
される。このため、レーザービームＢｅが空間のほぼ中
央を通過するように、レーザー照射角はＺ軸に対して角
度 0.5αに設定されている（図１２（Ｂ）参照）。ま
た、レーザービームＢｅが連結ピース３８の溶接面３８
ｚ及び内壁３４ｗの外側面３４ｚに干渉しないように、
レーザービームＢｅの広がり角βは角度αよりは小さく
設定される。

【００２５】一般的に、レーザービームＢｅの最外周ラ
インＫと内壁３４ｗの外側面３４ｚの最上部との距離は
Ｐに、また、レーザービームＢｅの最外周ラインＫと連
結ピース３８の溶接面３８ｚの最上部との距離はＱに設
定される。そして、レーザービームＢｅの照射と同期し
てそのレーザービームＢｅの照射部位に連結ピース３８
と等しい材質の線材（図示されていない）が供給され
る。これによって、線材が溶かされて連結ピース３８と
内壁３４ｗとの間の空間が埋められ、連結ピース３８と
内壁３４ｗとが溶接される。なお、前記連結ピース３８
と外壁３３との間の溶接も上記した方法と同様な方法で
実施される。

【００２６】このように本実施例によると、レーザービ
ームＢｅが内壁３４ｗの外側面３４ｚ及び外壁３３の内
側面３３ｚに対して斜めに照射されため、レーザービー
ムＢｅの最外周ラインＫが内壁３４ｗの外側面３４ｚ及
び外壁３３の内側面３３ｚと干渉することがなくなる。
このため、第１、第２実施例のように、内壁及び外壁に
切欠き１７，２７を形成する必要がなくなり、前記切欠
き１７，２７の厚み分だけ内壁３４ｗ及び外壁３３の厚
みを小さくすることができる。即ち、エンジンのシリン
ダブロック３０をコンパクトに製造することが可能にな
る。また、連結ピース３８の幅Ｆは各々のシリンダボア
３４ｂ間の肉厚Ｅの二倍に設定されているために、Ｘ軸
方向、ねじり方向の剛性が第１、第２実施例に記載され
たエンジンのシリンダブロックよりも向上している。な
お、連結ピース３８の幅Ｆが前記肉厚Ｅの二倍に設定さ
れた場合におけるシリンダボア３４ｂの真円度は、連結
ピース３８の幅Ｆが前記肉厚Ｅに等しい場合の真円度か
らほとんど低下することはない。

【００２７】ここで、本実施例においては、溶接面３８
ｚが所定角度αで傾斜している連結ピース３８を使用し
て、レーザービームＢｅをその連結ピース３８と内壁３
４ｗ及び外壁３３との空間を通して照射する例を説明し
た。しかしながら、この方法に限定されるわけではな
く、連結ピース３８の溶接面３８ｚを垂直に成形し、そ
の溶接面３８ｚが内壁３４ｗの外側面３４ｚ等に面接触
している状態で、レーザービームＢｅを予め決められた
レーザー照射角（例えば、図１２における 0.5α）で所
定部位（例えば、図１２における部位Ｍ）を狙って照射
する方法でも可能である。この方法によると、レーザー
ビームＢｅの出力をアップする必要があるが、レーザー
ビームＢｅの照射と同期して照射部位に線材を供給する
必要がなくなる。

【００２８】また、本実施例においては、段差３３ｄ，
３４ｄを使用して連結ピース３８を内壁３４ｗと外壁３
３の間の所定位置に位置決めする例を示したが、この方
法に限定されるわけではなく、連結ピース３８の長さを
ウォータジャケット３６の幅よりも若干長く製作して内
壁３４ｗと外壁３３の間の所定位置まで圧入する方法で
も可能である。これによって、連結ピース３８を位置決
めするための前記段差３３ｄ，３４ｄが必要なくなる。
さらに、本実施例では、連結ピース３８と内壁３４ｗ、
及び連結ピース３８と外壁３３とを同じ方法で溶接する
例を示したが、一方を本実施例に示す方法で、他方を第
１、第２実施例に示す切欠き１７，２７を使用する方法
で溶接することも可能であることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るエンジンのシリンダ
ブロックの全体平面図である。

【図２】図１のII-II 矢視図である。

【図３】図１の要部平面図である。

【図４】図３のIV-IV 矢視図である。

【図５】連結ピースと内壁の外側面、及び外壁の内側面
とを溶接する様子を表す断面図である。

【図６】連結ピースと内壁の外側面、及び外壁の内側面
とを溶接する様子を表す断面図である。

【図７】本発明の第１実施例に係るシリンダブロックと
オープンデッキ型シリンダブロックおよびクローズドデ
ッキ型シリンダブロックの実働時におけるボアの真円度
を比較したグラフである。

【図８】本発明の第１実施例に係るシリンダブロックと
オープンデッキ型シリンダブロックおよびクローズドデ
ッキ型シリンダブロックの剛性を比較したグラフであ
る。

【図９】連結ピースの幅とボアの真円度の関係を表した
グラフである。

【図１０】本発明の第２実施例に係るエンジンのシリン
ダブロックの要部平面図である。

【図１１】図１０のXI-XI 矢視図である。

【図１２】本発明の第３実施例に係るエンジンのシリン
ダブロックの要部詳細図である。

【図１３】本発明の第３実施例に係るエンジンのシリン
ダブロックの要部平面図である。

【図１４】図１３のXIV-XIV 矢視図である。

【図１５】従来のエンジンのシリンダブロックの要部平
面図である。

【図１６】図１５のXIII-XIII 矢視図である。

【符号の説明】

１０ シリンダブロック １０ｄ デッキ面 １３ 外壁 １３ｚ 外壁の内側面 １４ シリンダ １４ｂ シリンダボア １４ｗ 内壁 １４ｚ 内壁の外側面 １４ｔ シリンダボア間の肉厚 １４ｓ スリット １６ ウォータジャケット １７ 切欠き １７ｄ 段差部（下端面） １８ 連結ピース ２９ 支持部 ３８ 連結ピース ３３ 外壁 ３４ｗ 内壁 Ｂｅ レーザービーム（高エネルギービーム）

フロントページの続き (72)発明者 安部 静生 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 阿部 和佳 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダボアを画成する内壁の回りにウ
   ォータジャケットが形成されており、そのウォータジャ
   ケットがデッキ面で連続していて前記ウォータジャケッ
   トの外側を画成する外壁と前記内壁とがデッキ面で分離
   されており、隣接するシリンダボア間で前記内壁が共有
   されている複数気筒用のシリンダブロック本体におい
   て、 隣接するシリンダボア間の位置のみで前記内壁と外壁と
   が連結ピースで連結されていることを特徴とするエンジ
   ンのシリンダブロック。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のエンジンのシリンダブ
   ロックにおいて、 隣接するシリンダボア間の内壁のデッキ面側端面に、前
   記ウォータジャケットに連通するスリットが形成されて
   おり、 前記スリットの底面よりも下方で前記連結ピースが前記
   内壁と外壁とを連結していることを特徴とするエンジン
   のシリンダブロック。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のエンジンのシリンダブ
   ロックの製造方法であり、 連結ピースが接続される内壁の外側面、及び／又は、外
   壁の内側面に、前記連結ピースの幅よりも広い範囲で、
   デッキ面からスリットの底面レベル、あるいはそれより
   下のレベルまで到達する切欠きを形成する工程と、 前記連結ピースを前記内壁と外壁との間に挿入し、その
   連結ピースの上面が前記切欠きの下端面とほぼ連続する
   位置に位置決めする工程と、 位置決めされた連結ピースの溶接面が前記切欠きの下に
   位置する内壁の外側面、及び／又は、外壁の内側面と面
   接触する部位に、前記溶接面と平行方向から前記切欠き
   を通して高エネルギービームを照射し、前記連結ピース
   を内壁、及び／又は、外壁に溶接する工程と、を有する
   ことを特徴とするエンジンのシリンダブロックの製造方
   法。
4. 【請求項４】 請求項２に記載のエンジンのシリンダブ
   ロックの製造方法であり、 前記連結ピースを前記内壁と外壁との間に挿入し、所定
   位置に位置決めする工程と、 位置決めされた連結ピースと内壁、及び／又は、外壁と
   の接触部分のうち所定部位を狙って、デッキ面側から内
   壁、及び／又は、外壁に対して斜めに高エネルギービー
   ムを照射し、前記連結ピースを内壁、及び／又は、外壁
   に溶接する工程と、を有することを特徴とするエンジン
   のシリンダブロックの製造方法。