JPH1018903A - Manufacture of cylinder block - Google Patents

Manufacture of cylinder block

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Publication number
JPH1018903A
JPH1018903A JP19134396A JP19134396A JPH1018903A JP H1018903 A JPH1018903 A JP H1018903A JP 19134396 A JP19134396 A JP 19134396A JP 19134396 A JP19134396 A JP 19134396A JP H1018903 A JPH1018903 A JP H1018903A
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JP
Japan
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cylinder block
joining member
main body
alloy
vibration
Prior art date
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Application number
JP19134396A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuaki Suzuki
延明 鈴木
Shigenori Yamada
茂則 山田
Masahiro Takahashi
昌博 高橋
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Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPH1018903A publication Critical patent/JPH1018903A/en
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  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a cylinder block excellent in mechanical strength and a vibration damping property. SOLUTION: In a cylinder block 1 equipped with a cylinder block main body 3 made of an aluminum alloy, and a joining member 5 to be joined to the cylinder block main body 3, the joining member 5 is constituted of a damping alloy, and also material, having a damping coefficient range of 10-100 times that of the aluminum alloy of the cylinder block main body 3, is used as the damping alloy, and ultrasonic vibration is applied to at least one side of the cylinder block main body 3 and the joining member 5, to form a zinc alloy soldering layer on a surface, and then the joining member 5 is joined to a strong-vibration region at the time of operation in the cylinder block main body 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダブロック
の製造方法にかかり、特に自動車用のエンジンに使用さ
れるシリンダブロックの製造方法に関する。
The present invention relates to a method of manufacturing a cylinder block, and more particularly to a method of manufacturing a cylinder block used for an automobile engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、自動車用のエンジン等の水冷
式内燃機関のシリンダブロックは、近年特にアルミ化が
進展している。ここで、シリンダブロックの形式として
は、いわゆるクローズドデッキ式のものとオープンデッ
キ式のものがある。
2. Description of the Related Art A cylinder block of a water-cooled internal combustion engine such as an engine for an automobile has recently been particularly made of aluminum. Here, as the type of the cylinder block, there are a so-called closed deck type and an open deck type.

【0003】ここで、オープンデッキ式とは、シリンダ
の周囲部全体に冷却水通路が形成されており、シリンダ
ブロックの上端面の冷却水通路の周囲部全体が解放され
て、冷却水通路がメガネ状に形成されているものであ
る。このオープンデッキ式のものは、通常ダイカスト鋳
造法により製造されている。ここで、オープンデッキ式
のものは、シリンダブロックの上端部の全体が解放され
ているので、この領域の強度が低く、運転時のシリンダ
内での燃焼による振動や騒音が発生し易い。このため、
従来より、以下のような改良が提案されている。
Here, in the open deck type, a cooling water passage is formed around the entire periphery of a cylinder, and the entire periphery of the cooling water passage on the upper end face of the cylinder block is opened, so that the cooling water passage is made up of glasses. It is formed in a shape. This open deck type is usually manufactured by a die casting method. Here, in the open deck type, since the entire upper end of the cylinder block is released, the strength of this region is low, and vibration and noise due to combustion in the cylinder during operation are likely to occur. For this reason,
Conventionally, the following improvements have been proposed.

【0004】即ち、シリンダブロックの強度を向上させ
ることを目的として、例えば、特開平1−100352
号公報(第1従来例)では、冷却水通路の開口部に、所
定形状のピース部材を溶接固定する、という提案がなさ
れている。また、特開平1−147145号公報(第2
従来例)では、第1従来例と同様に所定のピース部材を
冷却水通路の解放部に溶接固定するものであるが、特
に、ピース部材をシリンダブロック本体より高融点のア
ルミ合金により構成するものである。また特開平2−1
05557号公報(第3従来例)では、所定のプラグ部
材(ピース部材)をシリンダブロック本体より融点の低
い材質で構成し、これをシリンダブロック本体に対して
アークまたはレーザーなどの熱源により加熱して溶着す
るものである。
That is, for the purpose of improving the strength of a cylinder block, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
In Japanese Patent Laid-Open Publication No. H11 (first conventional example), a proposal is made to fix a piece member having a predetermined shape by welding to an opening of a cooling water passage. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-147145 (No. 2)
In the conventional example, a predetermined piece member is welded and fixed to the opening of the cooling water passage as in the first conventional example. In particular, the piece member is made of an aluminum alloy having a higher melting point than the cylinder block body. It is. In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 2-1
In Japanese Patent Application Publication No. 05557 (third conventional example), a predetermined plug member (piece member) is made of a material having a lower melting point than the cylinder block main body, and this is heated by a heat source such as an arc or a laser to the cylinder block main body. Weld.

【0005】また、エンジンから発生する振動や音を抑
制する手段としては以下のようなものが提案されてい
る。即ち、エンジンを車体のエンジンマウントに固定す
る際に、ゴム等の弾性材を主成分としたダンパ部材を介
して設置するようにしている。これにより、エンジンか
ら発生した振動や音を車体に伝達しないようにするため
である。
[0005] As means for suppressing vibration and noise generated from the engine, the following has been proposed. That is, when the engine is fixed to the engine mount of the vehicle body, the engine is installed via a damper member mainly composed of an elastic material such as rubber. Thereby, vibrations and sounds generated from the engine are not transmitted to the vehicle body.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来例には以下のような不都合が有った。即ち、ダイ
カスト鋳造法でオープンデッキ式のシリンダブロック本
体を製造する場合には、この製造法の特性上鋳物の内部
にガスが微細空隙となって分散してトラップされる。こ
のため、通常の溶接方法(レーザー、アーク溶接等)で
はガス欠陥が顕著に出現して十分な機械的接合強度を得
ることができない、という不都合を生じていた。
However, the above-mentioned prior art has the following disadvantages. That is, when an open deck cylinder block body is manufactured by die casting, gas is dispersed and trapped as fine voids in the casting due to the characteristics of this manufacturing method. For this reason, the conventional welding method (laser, arc welding, etc.) has a disadvantage that gas defects appear remarkably and sufficient mechanical joining strength cannot be obtained.

【0007】また、シリンダブロックの材質より低融点
の金属材料を熱源の熱により融解させる第3従来例で
も、以下のような不都合がある。即ち、鋳造後のシリン
ダブロックのアルミの地肌は強固な酸化被膜が形成され
ており、既存の溶接法等では強固に溶着させることはで
きない。これに対して、フラックス等を用いて表面処理
をした後溶着する場合でも、接合強度を十分に確保する
ことは困難である。逆にフラックスによるアルミ部材の
腐食等を誘発する、という不都合を生じていた。
Further, the third conventional example in which a metal material having a lower melting point than the material of the cylinder block is melted by the heat of the heat source has the following disadvantages. That is, a strong oxide film is formed on the aluminum surface of the cylinder block after casting, and cannot be firmly welded by an existing welding method or the like. On the other hand, even when welding is performed after surface treatment using a flux or the like, it is difficult to ensure sufficient bonding strength. Conversely, there has been a disadvantage that the flux induces corrosion of the aluminum member and the like.

【0008】更に、上記したようにシリンダブロック本
体にピース部材等を接合してシリンダブロックを製造す
る場合には、シリンダブロック自体の強度を高めるとい
う目的に対しては一部有効であるが、一方で、エンジン
からの振動や音の発生を抑止することはできない。この
ため、従来より用いられているダンパ部材等をエンジン
とは別個に使用する必要があり、これらの部材はエンジ
ンルームのスペースの一部を占有してしまう、という不
都合を生じていた。また、ダンパ部材等を介してエンジ
ンを設置する場合には、取り付け作業が煩雑化する、と
いう不都合をも生じていた。
Further, when a cylinder block is manufactured by joining a piece member or the like to the cylinder block main body as described above, it is partially effective for the purpose of increasing the strength of the cylinder block itself. Therefore, it is not possible to suppress the generation of vibration and noise from the engine. For this reason, it is necessary to use a conventionally used damper member and the like separately from the engine, and these members occupy a part of the space of the engine room. In addition, when the engine is installed via a damper member or the like, there has been a problem that the mounting operation is complicated.

【0009】[0009]

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、特に機械的強度及び制振性に優れたシリンダ
ブロックを製造する方法を提供することをその目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a cylinder block which is improved in the disadvantages of the prior art and has particularly excellent mechanical strength and vibration damping properties.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項1記載の発明では、アルミ合金製のシリ
ンダブロック本体と、このシリンダブロック本体に接合
される接合部材とを備えたシリンダブロックにおいて、
接合部材を制振合金により構成すると共に、この制振合
金には制振係数がシリンダブロック本体のアルミ合金の
10〜100倍の範囲のものを使用し、シリンダブロッ
ク本体及び接合部材の少なくとも一方に超音波振動を印
加して表面に亜鉛合金はんだ層を形成し、しかる後、接
合部材をシリンダブロック本体における運転時の大振動
領域に接合する、という構成を採っている。
According to one aspect of the present invention, there is provided a cylinder having a cylinder block body made of an aluminum alloy and a joining member joined to the cylinder block body. In the block,
The joining member is made of a damping alloy, and a damping coefficient of the damping alloy is in a range of 10 to 100 times that of the aluminum alloy of the cylinder block body. At least one of the cylinder block body and the joining member is used. Ultrasonic vibration is applied to form a zinc alloy solder layer on the surface, and then the joining member is joined to a large vibration region in the cylinder block body during operation.

【0011】上記シリンダブロックの製造方法の作用に
ついて説明すると、シリンダブロック本体はアルミ合金
製鋳物によって形成され、また接合部材がZn−Al系
等の制振合金でそれぞれ個別に形成される。そしてシリ
ンダブロック本体の接合部と接合部材の表面に超音波振
動印加により亜鉛合金はんだ層が形成される。その後、
予熱をしながら亜鉛合金はんだ層を介して接合部(冷却
水通路の通路壁面)に接合部材が挿入される。即ち、シ
リンダブロック本体の上端部の解放された冷却水通路の
通路壁面の相互間に挿入される。そして、当該通路壁面
に接合部材が所定の加圧力をもって更に挿入される。
The operation of the above-described method for manufacturing a cylinder block will be described. The cylinder block body is formed of an aluminum alloy casting, and the joining members are individually formed of a damping alloy such as Zn-Al. Then, a zinc alloy solder layer is formed on the joining portion of the cylinder block body and the surface of the joining member by applying ultrasonic vibration. afterwards,
The joining member is inserted into the joining portion (the passage wall surface of the cooling water passage) via the zinc alloy solder layer while preheating. That is, it is inserted between the passage wall surfaces of the opened cooling water passage at the upper end of the cylinder block body. Then, the joining member is further inserted into the passage wall surface with a predetermined pressing force.

【0012】これと同時に接合部材またはシリンダブロ
ック本体は加熱され超音波振動が印加され、亜鉛合金は
んだ層が溶融する。これにより、シリンダブロック本体
と接合部材との接合部に亜鉛合金はんだ層が生成され、
加熱及び超音波振動を停止させることで接合部の温度が
下がり、両者が強固に接合される。
At the same time, the joining member or the cylinder block body is heated and ultrasonic vibration is applied to melt the zinc alloy solder layer. As a result, a zinc alloy solder layer is generated at the joint between the cylinder block body and the joining member,
By stopping the heating and the ultrasonic vibration, the temperature of the joint is reduced, and the two are joined firmly.

【0013】また、請求項2記載の発明では、制振合金
として常温から150℃の範囲で内耗値(Q-1×1
3)が0.2以上のものを使用するという構成を採
り、その他の構成は請求項1記載の発明と同様である。
According to the second aspect of the present invention, the internal wear value (Q -1 × 1) of the vibration damping alloy in a range from room temperature to 150 ° C.
0 3 ) is 0.2 or more, and the other configuration is the same as that of the first aspect.

【0014】次に、請求項3記載の発明では、制振合金
としてZn基の制振合金を用いるという構成を採り、そ
の他の構成は請求項1又は2記載の発明と同様である。
以上のように構成されたので、シリンダブロック本体と
接合部材との接合に際しては、溶融した亜鉛合金はんだ
とのぬれ性が良く、超音波はんだ付けが容易となり、且
つ高い接合強度を得ることができる。
Next, a third aspect of the present invention employs a configuration in which a Zn-based damping alloy is used as the damping alloy, and the other configurations are the same as those of the first or second aspect.
With the above configuration, when joining the cylinder block body and the joining member, the wettability with the molten zinc alloy solder is good, the ultrasonic soldering is easy, and high joining strength can be obtained. .

【0015】更に、請求項4記載の発明では、制振合金
としてAl基の制振合金を用いるという構成を採り、そ
の他の構成は請求項1又は2記載の発明と同様である。
Further, the invention according to claim 4 employs a structure in which an Al-based vibration damping alloy is used as the vibration damping alloy, and the other structure is the same as that of the invention according to claim 1 or 2.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を、
図面に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to the drawings.

【0017】図1は、本発明にかかるシリンダブロック
1を示す斜視図である。シリンダブロック1は、アルミ
合金製のシリンダブロック本体3と、このシリンダブロ
ック本体3に接合される接合部材5とを備え、この接合
部材5が制振合金により構成されると共に、この制振合
金には制振係数がシリンダブロック本体3のアルミ合金
の10〜100倍の範囲のものを使用している。そし
て、シリンダブロック本体3及び接合部材5の少なくと
も一方に超音波振動が印加され、表面に亜鉛合金はんだ
層が形成される。しかる後、接合部材5がシリンダブロ
ック本体3における運転時の大振動領域に接合される。
FIG. 1 is a perspective view showing a cylinder block 1 according to the present invention. The cylinder block 1 includes a cylinder block body 3 made of an aluminum alloy, and a joining member 5 joined to the cylinder block body 3. The joining member 5 is made of a vibration damping alloy. Is used whose damping coefficient is in the range of 10 to 100 times the aluminum alloy of the cylinder block body 3. Then, ultrasonic vibration is applied to at least one of the cylinder block main body 3 and the joining member 5, and a zinc alloy solder layer is formed on the surface. Thereafter, the joining member 5 is joined to the large vibration region of the cylinder block body 3 during operation.

【0018】この場合、シリンダブロック本体3に対す
る接合部材5の接合に際しては、両者の接合部7の周囲
を一様に加熱すると共に、接合部材5をシリンダブロッ
ク本体3に対して加圧しながら超音波振動を印加して接
合する、という工程を採用している。接合部7の周囲の
加熱に際しては、周囲を一様に加熱するために高周波加
熱の手法が用いられるが、これに限定されるものではな
く、例えば低周波加熱でもよいし、またLPGガスバー
ナー等による加熱であってもよい。また、シリンダブロ
ック本体3に接合部材5を挿入したまま加熱炉内(図示
略)に入れ、全体を加熱した後加熱炉から取り出し、前
述と同様所定圧力で加圧しながら超音波振動を印加して
接合するようにしてもよい。
In this case, when the joining member 5 is joined to the cylinder block body 3, the periphery of both joining portions 7 is uniformly heated, and the ultrasonic wave is applied while the joining member 5 is pressed against the cylinder block body 3. The process of applying vibration and joining is adopted. When heating the periphery of the joint 7, a high-frequency heating method is used to uniformly heat the periphery. However, the heating method is not limited to this. For example, low-frequency heating may be used, or an LPG gas burner or the like may be used. Heating. Also, while the joining member 5 is inserted into the cylinder block main body 3, it is put into a heating furnace (not shown), the whole is heated, then taken out of the heating furnace, and ultrasonic vibration is applied while applying a predetermined pressure as described above. You may make it join.

【0019】以下これを更に詳述すると、図2に示すよ
うに、本実施形態にかかるシリンダブロック本体3はア
ルミ合金製のダイカスト鋳造品である。そして、その材
質は、一般的に用いられているADC10,ADC12
そしてADC14等である。また、シリンダライナ11
の周囲部全体には冷却水通路9が形成されている。
More specifically, as shown in FIG. 2, the cylinder block body 3 according to the present embodiment is a die-cast product made of an aluminum alloy. The materials are ADC10 and ADC12 which are generally used.
And ADC14. Also, the cylinder liner 11
A cooling water passage 9 is formed in the entire periphery of the cooling water passage.

【0020】冷却水通路9は、接合部材5を挿入する前
には上端部が解放されている。ここで、シリンダブロッ
ク本体3の上端部は、図示しないシリンダヘッドが装着
されるように、平らに加工されている。また、冷却水通
路9は、各シリンダの周囲を囲むようにメガネ状(図1
参照)に形成されており、全シリンダの冷却水通路9が
相互に連結されている。
The upper end of the cooling water passage 9 is opened before the joining member 5 is inserted. Here, the upper end of the cylinder block body 3 is flattened so that a cylinder head (not shown) is mounted. The cooling water passage 9 is shaped like a pair of glasses so as to surround the periphery of each cylinder (FIG. 1).
), And the cooling water passages 9 of all the cylinders are interconnected.

【0021】シリンダブロック本体3の下方領域は、内
部に所定のクランク軸(図示略)が装着されるようにク
ランクケース13が形成されている。このクランクケー
ス13の下端部は、図示しないボトムケースと当接する
ように平面で構成され、図示しないボルト部材により相
互に結合されるようになっている。
A crankcase 13 is formed in a lower region of the cylinder block body 3 so that a predetermined crankshaft (not shown) is mounted inside. The lower end of the crankcase 13 is formed as a flat surface so as to contact a bottom case (not shown), and is connected to each other by a bolt member (not shown).

【0022】次に、シリンダブロック1の具体的な製造
方法について説明すると、先ず、冷却水通路9の上端部
全体が解放されたオープンデッキ式のシリンダブロック
本体3を用いる。このシリンダブロック本体3は、ダイ
カスト鋳造法によって製造されたのち、所定の機械加工
を経て最高350〔℃〕程度に予熱される。
Next, a specific method of manufacturing the cylinder block 1 will be described. First, an open deck type cylinder block body 3 in which the entire upper end of the cooling water passage 9 is opened is used. The cylinder block body 3 is manufactured by a die casting method and then preheated to a maximum of about 350 ° C. through predetermined machining.

【0023】そしてその後、その一部分(接合部7近傍
領域)が、図6に示すように、溶融した亜鉛合金はんだ
浴15に浸漬され、冷却水通路9の接合部7に亜鉛合金
はんだ層が形成される。具体的にはシリンダヘッド(図
示略)が装着される側の上端面から約30〔mm〕程度
まで亜鉛合金はんだ層が形成される。この場合、亜鉛合
金はんだとしては、例えば、融点が約382〔℃〕であ
るAH−Z95A(JIS Z3281)が使用され
る。この亜鉛合金はんだを溶解して410〔℃〕から4
30〔℃〕に保持された亜鉛合金はんだ浴15中に、前
述した接合部7を浸漬して超音波振動を印加する。
Then, as shown in FIG. 6, a part (the area near the joint 7) is immersed in a molten zinc alloy solder bath 15 to form a zinc alloy solder layer on the joint 7 of the cooling water passage 9. Is done. Specifically, a zinc alloy solder layer is formed up to about 30 [mm] from the upper end surface on the side where the cylinder head (not shown) is mounted. In this case, for example, AH-Z95A (JIS Z3281) having a melting point of about 382 [° C.] is used as the zinc alloy solder. This zinc alloy solder is melted to 410 [° C] to 4
The above-described joint 7 is immersed in a zinc alloy solder bath 15 maintained at 30 ° C., and ultrasonic vibration is applied.

【0024】ここで、超音波振動をシリンダブロック本
体3に印加するための装置について詳述すると、シリン
ダブロック本体3は、図6に示すように所定の振動板1
7に担持され、上記した上端部分が亜鉛合金はんだ浴1
5中に浸漬される。この亜鉛合金はんだ浴15を保持し
ているのは、ヒータ付はんだ槽19であり、溶融はんだ
の温度を上記した所定値に維持している。また、振動板
17には、超音波発振装置21が係合されており、超音
波振動が伝達されるようになっている。この超音波発振
装置21は、上記振動板17に振動を付与するホーン2
3と、このホーン23に振動を伝える振動子25と、当
該振動子25に発振信号を伝達する発振器27より構成
される。
Here, an apparatus for applying ultrasonic vibration to the cylinder block main body 3 will be described in detail. As shown in FIG.
7 and the above-mentioned upper end portion is a zinc alloy solder bath 1
5 dipped. What holds the zinc alloy solder bath 15 is a solder bath 19 with a heater, which maintains the temperature of the molten solder at the above-mentioned predetermined value. Further, an ultrasonic oscillator 21 is engaged with the diaphragm 17 so that ultrasonic vibration is transmitted. The ultrasonic oscillating device 21 includes a horn 2 for applying vibration to the diaphragm 17.
3, a vibrator 25 for transmitting vibration to the horn 23, and an oscillator 27 for transmitting an oscillation signal to the vibrator 25.

【0025】ここで、図6においては、振動板17の上
方と下方が分断されているように記載されているが、振
動板17は所定の深さだけ亜鉛合金はんだ浴15中に浸
漬されてある状態を示す。
Here, in FIG. 6, the upper and lower parts of the diaphragm 17 are described as being divided, but the diaphragm 17 is immersed in the zinc alloy solder bath 15 to a predetermined depth. Indicates a certain state.

【0026】一方、接合部材5の製造に際しては、先
ず、冷却水通路9の通路壁面に挿入できるような形状及
び大きさで形成される。このとき、接合部材5は上記し
たように制振合金からなる。この制振合金(別名「防振
合金」ともいう)は、内部摩擦が非常に大きく、この合
金で作られた部材に振動が加わった場合でも、急速にこ
れを減衰することができるものである。
On the other hand, when manufacturing the joining member 5, first, the joining member 5 is formed in a shape and a size that can be inserted into the passage wall surface of the cooling water passage 9. At this time, the joining member 5 is made of the damping alloy as described above. This vibration-damping alloy (also called "vibration-proof alloy") has a very high internal friction, and can rapidly attenuate even if vibration is applied to a member made of this alloy. .

【0027】ここで、内部摩擦について簡単に説明す
る。金属の結晶をいろいろな方法で振動させると、振幅
は次第に減衰して振動エネルギが吸収される。これは、
金属の結晶内に摩擦になぞらえられるような弾性変形に
対する抵抗があるものと考えて、これを内部摩擦と呼
ぶ。
Here, the internal friction will be briefly described. When a metal crystal is vibrated in various ways, the amplitude gradually decreases and the vibration energy is absorbed. this is,
Considering that the metal crystal has resistance to elastic deformation that can be compared to friction, this is called internal friction.

【0028】上記接合部材5の制振合金は、制振係数が
シリンダブロック本体3の材料(アルミ合金)と比較し
て約10〜100倍のものを使用している。ここで、制
振係数とは、0.2%耐力の1/10のせん断応力を負
荷した時の弾性エネルギが1サイクル毎に失われる比率
のことをいう。また、制振合金のその他の条件として
は、常温から150℃までの内耗値(Q-1×103
が、0.2 以上のものであるという点である。ここ
で、内耗値について簡単に説明すると、Qは共鳴の鋭さ
を表す値で、所定の部材の共鳴周波数を半価幅(最大振
幅を2の平方根で除した時の振幅が含まれる周波数の
幅)で除した値で表される。そしてこのQの逆数Q
-1は、振動が吸収されるときのエネルギ減衰率=2πQ
-1という関係がある。従って、Q-1の値が大きいほど制
振性に優れていることとなる。
The damping alloy used for the joining member 5 has a damping coefficient of about 10 to 100 times that of the material (aluminum alloy) of the cylinder block body 3. Here, the damping coefficient refers to a ratio at which elastic energy is lost in each cycle when a shear stress of 1/10 of the 0.2% proof stress is applied. Other conditions for the damping alloy include an internal wear value from normal temperature to 150 ° C. (Q −1 × 10 3 )
Is 0.2 or more. Here, the internal wear value will be briefly described. Q is a value representing the sharpness of resonance, and the resonance frequency of a predetermined member is a half-value width (the width of the frequency including the amplitude when the maximum amplitude is divided by the square root of 2). ). And the reciprocal Q of this Q
-1 is the energy decay rate when vibration is absorbed = 2πQ
There is a relationship of -1 . Therefore, the larger the value of Q- 1 , the better the vibration damping property.

【0029】本実施形態において使用する制振合金の組
成について説明すると、Zn基の制振合金としては、例
えば各成分を重量%で表すと、Alが20%ないし40
%の他、Si,Cu,Mn,Mg等を微量づつ組み合わ
せ、残りの50%余りをZnとしている。また、Al基
の制振合金としては、Znが約40%,Siが約6%,
Cuが約1%の他、Mn、Mg等を微量づつ組み合わ
せ、残りの約60%余りをAlとしている。このように
構成された制振合金の物理的特性について概説すると、
例えば上記したZn基の制振合金では、密度が4.1
〔g/cm3〕,電気伝導度が27.4〔%IAC
S〕,融点が516〔℃〕,比熱が590〔J/Kg/
℃〕そして線膨張係数が25.6〔10ー6/℃〕となっ
ている。
The composition of the damping alloy used in the present embodiment will be described. As a Zn-based damping alloy, for example, when each component is expressed by weight%, Al is 20% to 40%.
%, Si, Cu, Mn, Mg, etc. are combined in trace amounts, and the remaining 50% is Zn. As the Al-based vibration damping alloy, Zn is about 40%, Si is about 6%,
In addition to about 1% of Cu, a small amount of Mn, Mg and the like are combined in small amounts, and the remaining about 60% is made of Al. An overview of the physical properties of the vibration damping alloy thus configured is as follows.
For example, the above-mentioned Zn-based damping alloy has a density of 4.1.
G / cm 3 ] and an electric conductivity of 27.4 [% IAC]
S], melting point 516 [° C.], specific heat 590 [J / Kg /
° C] and the coefficient of linear expansion is 25.6 [10 / ° C].

【0030】以上のような条件を満たした材質で製造さ
れた接合部材5は、シリンダブロック本体3の場合と同
様に予熱され、また亜鉛合金はんだ浴中に浸漬され超音
波振動を印加される。このとき、亜鉛合金はんだ層形成
の条件は上記したシリンダブロック本体3の場合とほぼ
同様である。以上により、接合部材5の表面に亜鉛合金
はんだ層が形成される。ここで、接合部材5を亜鉛合金
はんだ浴中に浸漬すると接合部材5の全体に亜鉛合金は
んだ層が形成されるが、特に製造上は問題とならない。
The joining member 5 made of a material satisfying the above conditions is preheated as in the case of the cylinder block body 3, and is immersed in a zinc alloy solder bath and subjected to ultrasonic vibration. At this time, the conditions for forming the zinc alloy solder layer are almost the same as those for the cylinder block body 3 described above. As described above, a zinc alloy solder layer is formed on the surface of the joining member 5. Here, when the joining member 5 is immersed in a zinc alloy solder bath, a zinc alloy solder layer is formed on the entire joining member 5, but this does not pose any problem in manufacturing.

【0031】次に、シリンダブロック本体3に接合部材
5を挿入して接合を行う行程について説明する。上記の
如く、互いに亜鉛合金はんだ層が形成されたシリンダブ
ロック本体3と接合部材5が用意され、図2に示すよう
に接合部材5がシリンダブロック本体3の上端部であっ
て冷却水通路9に挿入される。このシリンダブロック本
体3の上端部は、オープンデッキ式のシリンダブロック
本体3としては、最も強度が弱い部分の一つであり、い
わゆる大振動領域となっている。
Next, a process of inserting the joining member 5 into the cylinder block body 3 and joining will be described. As described above, the cylinder block main body 3 and the joining member 5 each having the zinc alloy solder layer formed thereon are prepared. As shown in FIG. 2, the joining member 5 is located at the upper end of the cylinder block main body 3 and in the cooling water passage 9. Inserted. The upper end of the cylinder block main body 3 is one of the weakest parts of the open deck type cylinder block main body 3, and is a so-called large vibration area.

【0032】続いて、接合部材5が冷却水通路9に挿入
されたシリンダブロック本体3は、別に設けられた超音
波接合装置(図示略)に設置される。この超音波接合装
置は、シリンダブロック本体3を担持すると共に後述す
る超音波振動子に接合されたホーンにこのシリンダブロ
ック本体3を当接させるためのエアシリンダを備えてい
る。また、エアシリンダの上方には、所定の超音波発振
装置が配設されている。この超音波発振装置は、接合部
材5を直接加振するホーンとこのホーンに振動を伝達す
る振動子と、この振動子に発振信号を付与する発振器よ
りなる。
Subsequently, the cylinder block body 3 in which the joining member 5 is inserted into the cooling water passage 9 is installed in a separately provided ultrasonic joining device (not shown). The ultrasonic bonding apparatus has an air cylinder that carries the cylinder block main body 3 and abuts the cylinder block main body 3 on a horn bonded to an ultrasonic vibrator described later. Further, a predetermined ultrasonic oscillator is provided above the air cylinder. The ultrasonic oscillator includes a horn that directly vibrates the joining member 5, a vibrator that transmits vibration to the horn, and an oscillator that applies an oscillation signal to the vibrator.

【0033】また、上記したホーンの近傍には、所定の
加熱装置が装備されている。この加熱装置は、シリンダ
ブロック本体3と接合部材5の接合部を予熱しておくた
めのものであり、高周波加熱器より構成されている。だ
たし、加熱装置としては、これに限定されるものではな
く、例えばLPGガスを用いるガスバーナー等であって
もよい。
A predetermined heating device is provided near the horn. This heating device is for preheating the joint between the cylinder block main body 3 and the joining member 5, and is constituted by a high-frequency heater. However, the heating device is not limited to this, and may be, for example, a gas burner using LPG gas.

【0034】そして、エアシリンダ上に担持されたシリ
ンダブロック本体3は、エアシリンダの作用により上方
に移動せられ、その上方に配設されているホーンに当接
する。正しくは、通路壁面に挿入され、未だ突出してい
る接合部材5がホーンに当接することとなる。その後、
接合部7は、上記した加熱装置により加熱されると共に
超音波振動が印加される。このとき、エアシリンダは、
シリンダブロック本体をホーンに対して常時所定圧力で
押圧しているので、加熱及び超音波振動の印加と共に亜
鉛合金はんだ層が融解し、接合部材5がシリンダブロッ
ク本体3の中へ挿入されてゆく。
Then, the cylinder block body 3 carried on the air cylinder is moved upward by the action of the air cylinder, and abuts on the horn disposed above it. Rather, the joining member 5 inserted into the passage wall surface and still projecting comes into contact with the horn. afterwards,
The joint 7 is heated by the above-described heating device and is subjected to ultrasonic vibration. At this time, the air cylinder
Since the cylinder block body is constantly pressed against the horn with a predetermined pressure, the zinc alloy solder layer is melted with the application of heating and ultrasonic vibration, and the joining member 5 is inserted into the cylinder block body 3.

【0035】以上の行程により、シリンダブロック本体
3と接合部材5は一体となり、最後に所定の機械加工が
加えられて、図1または図2に示すシリンダブロック1
が完成する。
Through the above steps, the cylinder block main body 3 and the joining member 5 are integrated, and finally, a predetermined machining is applied to the cylinder block 1 shown in FIG. 1 or FIG.
Is completed.

【0036】ここで参考として、オープンデッキ式の他
のシリンダブロック本体への本案の応用例を図3及び図
4に示した。これらのシリンダブロック本体3a,3b
は、それぞれハーフウェットライナ型、ウェットライナ
型と呼ばれ、シリンダブロック本体を鋳造した後、外周
面に加工が施された別個のシリンダライナ11が、シリ
ンダブロック本体3a,3bに圧入される。従って、各
図から判るように、この場合には上記した制振合金から
なる接合部材5と鋳鉄からなるシリンダスリーブ11と
の異種間接合となる。しかし、接合部材5の材質やはん
だの材質を適切に選択することにより、強固な接合は可
能である。
For reference, FIGS. 3 and 4 show an application example of the present invention to another cylinder block main body of the open deck type. These cylinder block bodies 3a, 3b
Are called a half wet liner type and a wet liner type, respectively. After casting the cylinder block main body, separate cylinder liners 11 whose outer peripheral surfaces are processed are press-fitted into the cylinder block main bodies 3a and 3b. Therefore, as can be seen from the drawings, in this case, the joining member 5 made of the above-described damping alloy and the cylinder sleeve 11 made of cast iron are joined in different kinds. However, by properly selecting the material of the joining member 5 and the material of the solder, strong joining is possible.

【0037】以上は、シリンダブロック本体3と接合部
材5の接合に際して超音波振動を印加する場合を説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、超音波
振動を印加せず、接合部7近傍を亜鉛合金はんだの融点
より高い温度に加熱して加圧するだけでも同様の効果を
得ることができる。
Although the case where ultrasonic vibration is applied at the time of joining the cylinder block body 3 and the joining member 5 has been described above, the present invention is not limited to this. The same effect can be obtained only by heating and pressurizing the vicinity of the portion 7 to a temperature higher than the melting point of the zinc alloy solder.

【0038】また、上記した実施形態では、シリンダブ
ロック本体3の冷却水通路9に接合部材5を挿入して接
合する場合を説明してきた。しかしながら、本発明はこ
れに限定されるものではない。例えば、図5に示すよう
に、接合部材としてシリンダブロック本体3cの上端面
全体を覆う封止部材5aを用い、この封止部材5aの下
面とシリンダブロック本体3cの上端面を相互に接合す
るようにしてもよい。このようにシリンダライナ11の
周囲部全体に封止部材5aを接合することで、シリンダ
ブロック1cの機械的強度は飛躍的に向上する。また同
時に、オープンデッキ式のシリンダブロックにおいて最
も強度が不足する部分である上端部が制振合金からなる
封止部材5aによって接合されるので、この部分の振動
が適切に抑制され、また不快な音の発生も確実に抑制さ
れる。
In the above-described embodiment, the case where the joining member 5 is inserted into the cooling water passage 9 of the cylinder block main body 3 and joined is described. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 5, a sealing member 5a that covers the entire upper end surface of the cylinder block body 3c is used as a joining member, and the lower surface of the sealing member 5a and the upper end surface of the cylinder block body 3c are joined to each other. It may be. By joining the sealing member 5a to the entire periphery of the cylinder liner 11 in this manner, the mechanical strength of the cylinder block 1c is dramatically improved. At the same time, the upper end of the open deck cylinder block, which has the least strength, is joined by the sealing member 5a made of a vibration damping alloy, so that vibration of this portion is appropriately suppressed, and unpleasant noise is also generated. Is reliably suppressed.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、オー
プンデッキ式のシリンダブロック本体に接合部材を超音
波はんだ付けするので、シリンダブロック本体をダイカ
スト鋳造法等を用いて安価に製造することができると共
に、超音波はんだ付けによって接合部材で冷却水通路の
通路壁面を接合するので、機械的強度に優れたクローズ
ドデッキ式と同様の強度を有するシリンダブロックを製
造することができる、という優れた効果を生じる。ま
た、ダイカスト鋳造法を用いることができるので、生産
性を向上させることができる。
As described above, according to the present invention, the joining member is ultrasonically soldered to the open deck type cylinder block main body, so that the cylinder block main body can be manufactured at a low cost by die casting or the like. It is possible to manufacture a cylinder block having the same strength as a closed deck type having excellent mechanical strength because the wall surface of the cooling water passage is joined by a joining member by ultrasonic soldering. Is generated. In addition, since the die casting method can be used, productivity can be improved.

【0040】また、接合部材を制振合金により構成した
ので、上記した機械的強度の向上という効果に加え、接
合部材近傍に伝達されるエンジンの燃焼に起因する振動
や音が効率よく抑制される、という優れた効果を生じ
る。また、振動が抑制される結果、従来エンジンのマウ
ントに用いられていたダンパ部材が不要となり、製造コ
ストを削減することができる、という優れた効果を生じ
る。
Further, since the joining member is made of a vibration damping alloy, in addition to the above-described effect of improving the mechanical strength, vibration and noise caused by combustion of the engine and transmitted to the vicinity of the joining member are efficiently suppressed. , Which is an excellent effect. Further, as a result of suppressing the vibration, there is an excellent effect that the damper member conventionally used for mounting the engine becomes unnecessary, and the manufacturing cost can be reduced.

【0041】更には、制振合金としてZn基またはAl
基の材料を用いるので、接合に使用する亜鉛合金はんだ
とのぬれ性(親和性)が良いので、超音波はんだ付けが
容易となり、且つ高い接合強度を得ることができる、と
いう優れた効果を生じる。
Further, a Zn-based or Al
Since the base material is used, the wettability (affinity) with the zinc alloy solder used for bonding is good, so that an excellent effect that ultrasonic soldering is easy and high bonding strength can be obtained is produced. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態にかかるシリンダブロック
を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a cylinder block according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に開示したシリンダブロックの側方断面図
である。
FIG. 2 is a side sectional view of the cylinder block disclosed in FIG. 1;

【図3】本発明をハーフウェットライナ型のシリンダブ
ロック本体に適用した場合を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a case where the present invention is applied to a half wet liner type cylinder block main body.

【図4】本発明をウェットライナ型のシリンダブロック
本体に適用した場合を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a case where the present invention is applied to a wet liner type cylinder block main body.

【図5】本発明の変形例を示す図であり、シリンダブロ
ック本体の上端面の全面に封止部材を接合する場合を示
す断面図である。
FIG. 5 is a view showing a modification of the present invention, and is a cross-sectional view showing a case where a sealing member is joined to the entire upper surface of the cylinder block main body.

【図6】シリンダブロック本体に亜鉛合金はんだ層を形
成する装置を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing an apparatus for forming a zinc alloy solder layer on a cylinder block main body.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリンダブロック 3 シリンダブロック本体 5 接合部材 7 接合部 9 冷却水通路 11 シリンダライナ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder block 3 Cylinder block main body 5 Joining member 7 Joining part 9 Cooling water passage 11 Cylinder liner

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルミ合金製のシリンダブロック本体
と、このシリンダブロック本体に接合される接合部材と
を備えたシリンダブロックにおいて、 前記接合部材を制振合金により構成すると共に、この制
振合金には制振係数が前記シリンダブロック本体のアル
ミ合金の10〜100倍の範囲のものを使用し、 前記シリンダブロック本体及び接合部材の少なくとも一
方に超音波振動を印加して表面に亜鉛合金はんだ層を形
成し、しかる後、前記接合部材を前記シリンダブロック
本体における運転時の大振動領域に接合することを特徴
としたシリンダブロックの製造方法。
1. A cylinder block comprising a cylinder block body made of an aluminum alloy and a joining member joined to the cylinder block body, wherein the joining member is made of a damping alloy, and the damping alloy has Use a cylinder whose damping coefficient is in the range of 10 to 100 times the aluminum alloy of the cylinder block main body, and apply a ultrasonic vibration to at least one of the cylinder block main body and the joining member to form a zinc alloy solder layer on the surface. Thereafter, the joining member is joined to a large vibration region during operation of the cylinder block body during the operation of the cylinder block body.
【請求項2】 前記制振合金には、常温から150℃の
範囲で内耗値(Q-1×103)が0.2以上のものを使
用することを特徴とした請求項1記載のシリンダブロッ
クの製造方法。
2. The cylinder according to claim 1, wherein the damping alloy has an inner wear value (Q -1 × 10 3 ) of 0.2 or more in a range from room temperature to 150 ° C. Block manufacturing method.
【請求項3】 前記制振合金には、Zn基の制振合金を
用いることを特徴とした請求項1又は2記載のシリンダ
ブロックの製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the damping alloy is a Zn-based damping alloy.
【請求項4】 前記制振合金には、Al基の制振合金を
用いることを特徴とした請求項1又は2記載のシリンダ
ブロックの製造方法。
4. The method for manufacturing a cylinder block according to claim 1, wherein the damping alloy is an Al-based damping alloy.
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