WO2004074667A1

WO2004074667A1 - シリンダブロック及びシリンダスリーブ、摩擦撹拌接合によるシリンダブロック及びシリンダスリーブの製造方法、摩擦撹拌接合方法

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Publication number: WO2004074667A1
Application number: PCT/JP2004/000745
Authority: WO
Inventors: Toshihide Sunada; Yasushi Iseda; Masanori Kosugi; Kazumi Nagao
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2004-01-28
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2005-07-28
Also published as: EP1630395A1; EP1630395A4; WO2004074667B1; US20060213465A1; US7392771B2

Description

シリンダブロック及びシリンダスリ一ブ、摩擦撹拌接合によるシリンダブ口ック及びシリンダスリーブの製造方法、摩擦撹拌接合方法技術分野

本発明は、内燃機関を構成するシリンダブロック、該シリンダブロックを設け明

るためのシリンダスリ—ブ、該シリンダブ口ック及びシリンダスリーブの製造方法、シリンダスリーブとブロック本体とを接合する際に好適な摩擦撹拌接合方法書

に関する。背景技術

自動車等の内燃機関を構成するシリンダブロックの 1種として、図 5 8に示すクローズドデッキ型シリンダブロック 1が挙げられる。クローズドデッキ型シリンダブロック 1は、ゥォ一タジャケット部 2のガスケット面 3側が閉塞されているため、ウォー夕ジャケット部のガスケット面側が開放されているオープンデッキ型シリンダブ口ックに比して剛性が高いという利点がある。

この種のクローズドデッキ型シリンダプロック 1は、通常、以下のようにして作製されている。すなわち、先ず、铸造用金型でキヤビティを形成し、崩壊性中子や、いわゆる F Cスリーブ、メツキスリーブ、 MM Cスリーブ、ハイシリコン系アルミニウム製スリーブ等、耐摩耗性に優れるシリンダスリーブ 4を該キヤビティに配置する。そして、アルミニウム溶湯をキヤビティに注湯し、該溶湯で崩壊性中子ゃシリンダスリーブ 4等を囲繞する。

次に、溶湯を冷却固化することによってブロック本体 5を設ける。この冷却固化に伴って、シリンダスリーブ 4がブロック本体 5に铸包まれる。すなわち、穴部（シリンダポア） 6にシリンダスリーブ 4が配置されたシリンダブロック 1が形成される。

ここで、シリンダスリーブ 4をブロック本体 5と別素材とする理由は、ブロック本体 5をハイシリコン系アルミニウムで錶造成形した場合、シリンダポア 6に巣穴が形成されるために品質不良の製品が多くなるからである。さらに、ハイシリコン系アルミニウムは切削加工し難いので、機械加工コストが高騰するという不具合を招くからである。

その後、前記崩壊性中子を崩壌させる。この崩壊によって出現した中空部は、前記ウォータジャケット部 2として使用される。図 5 8から諒解されるように、ゥォ一タジャケット部 2は、ブロック本体 5におけるシリンダポア 6間の肉壁の一部が除去された形態で設けられる。

このようにして設けられたクローズドデッキ型シリンダブロック 1では、シリンダポア 6の内部でピストン（図示せず）が往復動作する。この際、該ピストンにおける頭部の側周壁部がシリンダスリーブ 4の内周壁面に摺接することに伴つて発生する摩擦熱は、ウォー夕ジャケット部 2に導入された冷却水によって除去される。

ところで、近年、地球温暖化を防止する観点から、燃料の使用量を低減すること、換言すれば、自動車等の燃費を向上させることが希求されている。その方策として、例えば、特開昭 5 9 - 3 1 4 2号公報、特開昭 5 8 - 7 4 8 5 0号公報、特開昭 5 9— 7 9 0 5 6号公報及び特開昭 6 0— 9 4 2 3 0号公報には、内燃機関等を軽量化することによって、最終製品である自動車を軽量化することが提案されている。

クローズドデッキ型シリンダブロック 1を軽量化するためには、該クローズドデッキ型シリンダブ口ック 1の体積を小さくすればよい。しかしながら、上記のようにシリンダボア 6同士の間にウォータジャケット部 2を設けた場合、シリンダポア 6同士の間の肉厚を大きくする必要があるので、クローズドデッキ型シリンダブロック 1の体積を小さくすることは困難である。この不都合は、シリンダが複数個設けられた多気筒型のものにおいて特に顕著となる。

肉厚の小さいブロック本体 5を得ることが可能な方法としては、高圧铸造（H P D C ) や精密铸造等が挙げられる。しかしながら、 H P D Cでは中子を使用するのが著しく困難であるため、クローズドデッキ型シリンダプロック 1を铸造成形することが困難である。このため、 H P D Cは、専らオープンデッキ型シリンダブロックを製造するのに採用されている。

一方、精密铸造においては、ウォー夕ジャケット部 2の間隔を狭小化しようとすると、高強度且つ排出性が良好な崩壊性中子を使用しなければならないが、このような崩壌性中子は作製することが困難であるという不具合がある。

そこで、ブロック本体 5を铸造成形した後、該ブロック本体 5のシリンダポア 6にシリンダスリーブ 4を揷入し、両者を溶接することが想起される。しかしながら、この場合、溶接時の熱によってブロック本体 5ないしシリンダスリーブ 4 に歪が生じることがある。また、プロック本体 5が H P D Cによつて作製されたものであると、シリンダスリープ 4を溶接すること自体が困難である。

このように、体積が小さいクローズドデッキ型シリンダブ口ックを製造することには様々な不具合を伴う。発明の開示

本発明の一般的な目的は、体積が小さいクローズドデッキ型シリンダブロックを製造することが可能なシリンダブ口ックの製造方法を提供することにある。本発明の主たる目的はシリンダブ口ックとシリンダスリ一プとを接合する場合に特に好適に採用される摩擦撹拌接合方法を提供することにある。

本発明の別の目的は、シリンダブ口ックに容易に摩擦撹拌接合することが可能なシリンダスリーブを提供することにある。

本発明の一実施形態によれば、内燃機関のシリンダブロックを構成するブロック本体に設けられたシリンダポアに揷入されるシリンダスリーブにおいて、中空状の円筒体部と、

前記円筒体部の外周壁部から直径方向に沿って外部に延在する方向に突出形成された大径部と、

前記大径部の外周壁部に設けられた段部と、

を有し、

隣接するシリンダスリープの前記大径部同士が前記段部を介して積層されているシリンダスリ一ブが提供される。

この大径部は、シリンダブロックを構成するブロック本体のガスケット面に設けられた大径部載置部に載置される。

このような構成とすることにより、ブロック本体とシリンダスリーブとの間のクリアランス、必要であればシリンダスリーブ同士の間のクリアランスをウォー夕ジャケット部として機能させることができる。したがって、ウォー夕ジャケット部をブロック本体の中空部として設ける必要がない。このため、シリンダポア同士の間の肉厚や、ブロック本体における端部の肉厚を小さくすることができ、体積が小さく且つ軽量のクロ一ズドデッキ型のシリンダブ口ックを構成することができる。

しかも、この場合、段部がポア穴の内周壁部に当接するので、摩擦撹拌接合を遂行する際にシリンダスリ一ブとブロック本体とが離間し難くなる。その上、軟 '化した肉がウォー夕ジャケット部に流入することを阻止することもできる。なお、好適な実施の形態では、大径部がウォー夕ジャケット部のガスケット面側を閉塞する。

本発明の別の一実施形態によれば、内燃機関のシリンダブロックを構成するブロック本体に設けられたシリンダボアに挿入されるシリンダスリーブにおいて、中空状の円筒体部と、

前記円筒体部の内周壁部が縮径されることによって設けられた縮径部と、を有するシリンダスリ一ブが提供される。

シリンダスリ一ブの内周壁部に縮径部を設けることにより、該縮径部に摩擦撹拌接合用工具のプロ一ブを当接させることができる。このため、摩擦撹拌接合を実施することが容易となり、シリンダスリーブの外周壁部とプロック本体の内周壁部とを確実に接合することができる。このようにして構成されたシリンダブ口ックは、剛性に優れる。

なお、この場合、オープンデッキ型のシリンダブロックを構成することも可能である。

本発明のまた別の一実施形態によれば、内燃機関のシリンダブロックを構成するブロック本体に設けられたシリンダポアに挿入されるシリンダスリーブにおいて、

中空状の円筒体部と、

前記円筒体部の内周壁部が縮径されることによって設けられた縮径部と、前記円筒体部の外周壁部から直径方向に沿って外部に延在する方向に突出形成された大径部と、

を有するシリンダスリ一ブが提供される。

この場合、縮径部と大径部とを有するので、縮径部を有することに由来する利点と、大径部を有することに由来する利点とを奏するシリンダスリーブを構成することができる。

そして、この場合においても、大径部の外周壁部に段部を設けることが好ましい。これにより、上記したように段部がポア穴の内周壁部に当接するので、摩擦撹拌接合を遂行する際にシリンダスリ一ブとプロック本体とが離間し難くなるとともに、軟ィ匕した肉がウォータジャケット部に流入することを阻止することができるからである。

いずれの場合においても、縮径部は、テーパ状に縮径したテ一パ部を有することが好ましい。この場合、摩擦撹拌接合用工具を傾斜すれば、該摩擦撹拌接合用工具をプロック本体等に干渉させることなくシリンダスリーブの内部に容易に揷入することができる。すなわち、この場合、汎用されている摩擦撹拌接合用工具によってシリンダスリーブとプロック本体とを容易に接合することができる。また、本発明のさらに別の一実施形態によれば、第 1の部材に設けられた挿入用孔部の内壁と、前記挿入用孔部に挿入された中空な第 2の部材の外壁とを摩擦撹拌接合によつて接合する摩擦撹拌接合方法であつて、

前記第 2の部材の内壁に前記挿入用孔部の開口端部から離間するに従って縮幅されたテーパ部を有する縮幅部を設け、

前記テーパ部に摩擦撹拌接合用工具のプロ一ブを当接させた後、前記摩擦撹拌接合用工具を前記テ一パ部に沿って移動させ、

前記プローブの回転動作によって生じる摩擦熱にて前記第 2の部材のテーパ部及び外壁の各肉と、前記第 1の部材における前記揷入用孔部の内壁の肉とを軟化させるとともに撹拌して摩擦撹拌接合し、

前記プローブを前記テーパ部から離脱させた後、前記縮幅部を除去する摩擦撹拌接合方法が提供される。

この方法においては、第 2の部材のテーパ部に摩擦撹拌接合用工具のプローブを当接させて該摩擦撹拌接合用工具を傾斜させる。このため、摩擦撹拌接合用ェ具が第 1の部材に干渉することがない。したがって、摩擦撹拌接合用工具をテ一パ部に沿つて移動させることにより、第 1の部材における揷入用孔部の内壁の肉と、第 2の部材の外壁の肉とを容易且つ簡便に接合することができる。

そして、この場合、縮幅部を除去するので、第 2の部材における中空部を均一幅とすることができる。

なお、プローブを挿入用孔部の内壁から離間させた後にテーパ部から離脱させ、この離脱により形成された離脱穴を縮幅部とともに除去することが好ましい。これにより、脱離穴が存在しないので美観と剛性が優れる接合部を得ることができる。

第 1の部材の好適な例としては、内燃機関のシリンダブ口ックを構成するプロック本体を挙げることができる。この場合シリンダボアが挿入用孔部となる。そして、第 2の部材の好適な例としては.，シリンダスリーブを挙げることができる。

本発明のさらにまた別の一実施形態によれば、回転動作する摩擦撹拌接合用ェ具を、突き当て部が形成されたワークに埋没させる工程と、

前記摩擦撹拌接合用工具又は前記ワークの少なくともいずれか一方を移動させることにより、前記摩擦撹拌接合用工具を前記突き当て部に沿って変位させることに伴って、前記突き当て部の肉を摩擦熱にて軟化させるとともに前記摩擦撹拌接合用工具によつて撹拌することで接合する工程と、

前記接合の後に前記摩擦撹拌接合用工具を前記ワークから離脱させる工程と、を有し、

少なくとも前記摩擦撹拌接合用工具を離脱させることによって形成される離脱穴を加工して穴部を設ける摩擦撹拌接合方法が提供される。

この場合、離脱穴を穴部とするので、製品に離脱穴が残留することがない。このため、美観に優れる製品を作製することができる。また、製品に離脱穴が残留しないので、該製品は、強度及び剛性に優れたものとなる。

しかも、この場合、離脱穴に充填材を充填する必要がない。また、ワークの一部を切断除去する必要がないので、ワークの形状を大きくする必要もない。このため、コストを低廉化することができる。

穴部の好適な例としては、ねじ穴を挙げることができる。そして、ワークが内燃機関を構成するシリンダブロックである場合、前記ねじ穴をスタツトポルト穴とすることもできる。

なお、ワークが内燃機関を構成するシリンダブロックである場合には、前記穴部として、オイル穴、ノック穴、ダウエルピン穴を設けるようにしてもよい。本発明の別の一実施形態によれば, ブロック本体と、前記ブロック本体のポア穴に挿入されたシリンダスリーブとの当接部を、回転動作する摩擦撹拌接合用ェ具によつて摩擦撹拌接合してシリンダブロックとする摩擦撹拌接合方法であつて、前記プロック本体又は前記シリンダスリーブの少なくともいずれか一方に前記摩擦撹拌接合用工具を埋没させ

前記摩擦撹拌接合用工具を前記当接部に沿つて変位させることに伴って、前記当接部の肉を摩擦熱にて軟化させるとともに前記摩擦撹拌接合用工具によって撹拌することで前記当接部を接合する工程と、

前記接合の後に前記摩擦撹拌接合用工具を前記当接部又は前記シリンダスリーブから離脱させる工程と、

を有し、

前記摩擦撹拌接合用工具を、前記ブロック本体と前記シリンダスリーブとの間のウォー夕ジャケット部と連通する水路を設ける箇所で離脱させる摩擦撹拌接合方法が提供される。

この場合、離脱穴を水路とするので、製品に離脱穴が残留することがない。このため、美観に優れるシリンダブロックを得ることができる。また、シリンダブロックに離脱穴が残留しないので、上記と同様、該シリンダブロックが強度及び剛性に優れたものとなる。

しかも、この場合も離脱穴に充填材を充填する必要がない。また、ブロック本体の一部を切断除去する必要がないので、該ブロック本体の形状を大きくする必要もない。このため、コストを低廉化することができる。

なお、シリンダスリーブとして円筒部と大径部とを有するものを用い、大径部を前記ブロック本体に設けられた載置部に載置することによって円筒部と前記ポァ穴との間に形成された間隙をウォータジャケット部とするとともに、前記プロック本体のガスケット面と大径部とを摩擦撹拌接合して、少なくともこの大径部に水路を設けることが好ましい。このようなシリンダスリ一ブを使用して大径部に水路を設けることにより、ウォータジャケット部と水路とを連通させることが著しく容易となる。

本発明の別の一実施形態によれば-. 穴部が設けられたブロック本体と、前記穴部に挿入されたシリンダスリーブとを摩擦撹拌接合することによってシリンダプロックを得るシリンダブロックの製造方法であって、

回転動作する摩擦撹拌接合用工具を前記シリンダスリーブの内周壁部側から埋没させて前記穴部の内周壁まで到達させる工程と、

前記摩檫撹拌接合用工具を移動させることにより、前記シリンダスリーブの肉と前記プロック本体の肉とを摩擦熱にて軟化させるとともに前記摩擦撹拌接合用工具によつて撹拌することで前記シリンダスリーブと前記ブロック本体とを接合する工程と、

前記接合の後に前記摩擦撹拌接合用工具を離脱させる工程と、

を有し、

前記摩擦撹拌接合用工具は、前記穴部に挿入されるピストンの側周壁部に嵌着されたピストンリングの下死点よりも下方となる箇所で前記シリンダスリーブから離脱されるシリンダブロックの製造方法が提供される。

すなわち、この場合、燃料とガソリンの混合気が導入及び点火される室よりも下方となる箇所で摩擦撹拌接合用工具を離脱させる。このため、内燃機関を運転する際、混合気が離脱穴に入り込むことを回避することができるので、混合比等を保つことができ、結局、該内燃機関に所定の性能を発揮させることができる。なお、摩擦撹拌接合用工具は、ピストンのスカート部の下死点よりも下方となる箇所でシリンダスリーブから離脱させることが好ましい。これにより、混合気が離脱穴に入り込むことを一層容易に回避することができるからである。

さらに、ブロック本体のガスケット面と、シリンダスリーブのガスケット面側端面とを摩擦撹拌接合する工程を行うことが好ましい。これによりブロック本体とシリンダスリーブとの接合強度が増加するので、シリンダブ口ックの剛性を一層向上させることができるからである。

本発明のまた別の一実施形態によれば、直径方向に窪んだ段部を有する穴部、及びガスケット面に設けられた摩擦撹拌接合用工具離脱部を具備するブロック本体と、前記穴部に挿入されたシリンダスリーブとを摩擦撹拌接合することによつてシリンダブ口ックを得るシリンダブ口ックの製造方法であって、

前記摩擦撹拌接合用工具を移動させることにより、前記シリンダスリーブの肉と前記プロック本体の肉とを摩擦熱にて軟化させるとともに前記摩擦撹拌接合用工具によつて撹拌することで前記シリンダスリープと前記ブロック本体とを接合する工程と、

を有し、

前記摩擦撹拌接合用工具は、前記シリンダスリープの内周壁部から前記摩擦撹拌接合用工具離脱部に移動された後に該摩擦撹拌接合用工具離脱部から離脱されるシリンダブロックの製造方法が提供される。

この場合、摩擦撹拌接合用工具離脱部から摩擦撹拌接合用工具を離脱させるので、最終製品であるシリンダブロックに離脱穴が残留することがない。このため、美観に優れるシリンダブロックを作製することができる。また、シリンダブロックに離脱穴が残留しないので、該シリンダブロックは、強度及び剛性に優れたものとなる。

しかも、この場合も離脱穴に充填材を充填する必要がないので、コストを低廉化することもできる。

なお、シリンダスリーブの一端部を、穴部に挿入された際に該穴部から突出させるようにしてもよい。この場合、突出した一端部の外周壁部を摩擦撹拌接合用工具離脱部の内壁部に当接させるようにすればよい。

そして、シリンダスリーブとブロック本体とを接合した後、摩擦撹拌接合用ェ具を、突出した前記一端部まで移動させて該一端部を介して前記摩擦撹拌接合用工具離脱部から離脱させる。さらに、摩擦撹拌接合用工具離脱部が離脱した前記一端部を除去して、前記シリンダスリーブの上端面の位置を前記ガスケット面と揃える。これにより、上記と同様に、離脱穴が存在せず、したがって、美観に優れるとともに、強度及び剛性に優れたシリンダブ口ックを作製することができる。さらに、ブロック本体のガスケッ卜面と、シリンダスリープのガスケット面側端面とを摩擦撹拌接合する工程を行うことが好ましい。これによりブロック本体とシリンダスリーブとの接合強度が増加するので、シリンダブ口ックの剛性を一層向上させることができるからである。

本発明のさらに別の一実施形態によれば、円筒部材と、前記円筒部材の外周壁部に接合された閉塞部材とを有し、プロック本体に設けられたシリンダボア内に挿入された際、前記ブロック本体に設けられたウォータジャケット部におけるガスケット面側の開口を前記閉塞部材が閉塞することに伴ってクローズドデッキ型シリンダブロックを構成するクロ一ズドデッキ型シリンダブロック用シリンダスリーブの製造方法であって、

前記円筒部材を挿入可能な第 1挿入部と、前記閉塞部材を揷入可能な第 2挿入部とを有する治具を使用して、前記第 1揷入部に前記円筒部材を揷入するとともに、前記第 2揷入部に前記閉塞部材を揷入し、

前記円筒部材と前記閉塞部材とを摩擦撹拌接合によつて接合するクローズドデツキ型シリンダブロック用シリンダスリ一ブの製造方法が提供される。

この場合、円筒部材と閉塞部材とを摩擦撹拌接合にて接合するという簡便な作業により、クローズドデッキ型シリンダブロック用シリンダスリーブを容易に作製することができる。

なお、円筒部材の外周壁部に支持用段部を設け、且つ治具の第 1揷入部に円筒部材を挿入した際に前記支持用段部を露呈させ、該支持用段部に閉塞部材を載置して円筒部材と閉塞部材との摩擦撹拌接合を遂行することが好ましい。これにより、摩擦撹拌接合を遂行する際、閉塞部材が支持用段部によっても堅牢に支持される。したがって、シリンダスリープと閉塞部材とを確実に接合することができる。

本発明のさらにまた別の一実施形態によれば、ブロック本体と、前記ブロック本体に設けられたシリンダポア内に挿入された円筒部材と、前記ブロック本体と前記円筒部材との間に設けられたウォータジャケッ卜部と、前記ウォータジャケッ卜部の前記ブロック本体におけるガスケット面側を閉塞する閉塞部材とを備えるクローズドデッキ型シリンダブロックの製造方法であって、

前記円筒部材と前記閉塞部材とを摩擦撹拌接合によって互いに接合する工程と、前記プロック本体と前記閉塞部材とを摩擦撹拌接合によって互いに接合するェ程と、

を有するクローズドデッキ型シリンダプロックの製造方法が提供される。

この実施形態においては、プロック本体と円筒部材とが閉塞部材を介して接合される。このため、ブロック本体と円筒部材との間に設けられたウォー夕ジャケッ卜部のガスケット面側開口部を閉塞部材によって閉塞することができるとともに、ブロック本体と閉塞部材、円筒部材と閉塞部材とを摩擦撹拌接合によって容易且つ簡便に接合することができる。

したがって、シリンダポア間の肉厚を小さくすることができる上、肉厚の小さなプロック本体を作製するべく H P D Cを採用することができるので、小型且つ軽量なクローズドデッキ型シリンダブ口ックを製造することができる。

ここで、円筒部材と閉塞部材との摩擦撹拌接合は、円筒部材を挿入可能な第 1 揷入部と、閉塞部材を挿入可能な第 2揷入部とを有する治具を使用して遂行することができる。具体的には、第 1挿入部に円筒部材を揷入するとともに、第 2揷入部に閉塞部材を揷入し、その後、閉塞部材の内縁周部と円筒部材の外周壁部上端とを摩擦撹拌接合にて接合する。そして、閉塞部材が接合された円筒部材をブロック本体のシリンダポアに挿入した後、ブロック本体と閉塞部材との摩擦撹拌接合を遂行するようにすればよい。

この場合、円筒部材の外周壁部に支持用段部を設け、治具の第 1揷入部に円筒部材を挿入した際に前記支持用段部を露呈させることが好ましい。これにより、該支持用段部に閉塞部材を載置して円筒部材と閉塞部材との摩擦撹拌接合を遂行する際、閉塞部材が支持用段部によっても堅牢に支持されるので、円筒部材と閉塞部材とを確実に接合することができるからである。

あるいは、プロック本体又は円筒部材の外周壁部の少なくともいずれか一方に支持用段部を設け、該支持用段部に閉塞部材を載置して、円筒部材と閉塞部材との摩擦撹拌接合と、ブロック本体と閉塞部材との摩擦撹拌接合を遂行するようにしてもよい。

なお、この場合には、円筒部材と閉塞部材との摩擦撹拌接合を先に遂行するようにしてもよいし、ブロック本体と閉塞部材との摩擦撹拌接合を先に遂行するようにしてもよい。

本発明の別の一実施形態によれば、円筒部材と、前記円筒部材の外周壁部に接合された閉塞部材とを有し、ブロック本体に設けられたシリンダポア内に挿入された際、前記ブロック本体に設けられたウォー夕ジャケット部におけるガスケッ卜面側の開口を前記閉塞部材が閉塞することに伴ってクローズドデッキ型シリンダブ口ックを構成するクローズドデッキ型シリンダブ口ック用シリンダスリーブの製造方法であって、

第 1挿入部、第 2揷入部及び第 3挿入部を有する治具を使用して、前記第 1挿入部に前記円筒部材、前記第 2揷入部に前記閉塞部材、前記第 3揷入部に摩擦撹拌接合用工具離脱部材をそれぞれ挿入した後、前記円筒部材と前記閉塞部材とを摩擦撹拌接合によつて接合する工程と、

摩擦撹拌接合を終了した摩擦撹拌接合用工具を前記摩擦撹拌接合用工具離脱部材から離脱させるクローズドデッキ型シリンダブ口ック用シリンダスリ一ブの製造方法が提供される。

この実施形態においても、閉塞部材と円筒部材とを摩擦撹拌接合にて接合するという簡便な作業により、クローズドデッキ型シリンダブロック用シリンダスリーブを容易に作製することができる。

また、治具に第 3揷入部を設け、円筒部材と閉塞部材との摩擦撹拌接合を遂行した後、第 3揷入部に挿入された摩擦撹拌接合用工具離脱部材から摩擦撹拌接合用工具を離脱させるようにすることにより、摩擦撹拌接合用工具の離脱穴が存在しないクローズドデッキ型シリンダブ口ック用シリンダスリーブを得ることができる。離脱穴が存在しないクローズドデッキ型シリンダブロック用シリンダスリーブは、優れた剛性を示す。

この場合、円筒部材の外周壁部に支持用段部を設け、且つ治具の第 1揷入部に円筒部材を挿入した際に前記支持用段部を露呈させ、該支持用段部に閉塞部材を載置して円筒部材と閉塞部材との摩擦撹拌接合を遂行することが好ましい。これにより、摩擦撹拌接合を遂行する際、閉塞部材が支持用段部によっても堅牢に支持される。したがって、シリンダスリーブと閉塞部材とを確実に接合することができる。

なお、多気筒クローズドデッキ型シリンダブ口ックを構成するシリンダスリ一ブを作製する場合、複数個の前記円筒部材を予め連結させておくようにしてもよレ

本発明のまた別の一実施形態によれば、プロック本体とシリンダスリープとの間の間隙にウォータジャケット部が形成され、且つ前記ウォータジャケット部のガスケット面側端部が閉塞されたクローズドデッキ型シリンダプロックの製造方法であって、

直径方向に窪んだ段部と、前記シリンダスリーブの一端面を載置するための載置部を有する穴部が設けられたブロック本体を作製する工程と、

前記穴部に前記シリンダスリ一ブを揷入し、該シリンダスリーブの一端面を前記載置部に載置するとともに、該シリンダスリ一ブの外周壁部と前記段部との間に前記ウォー夕ジャケット部を形成する工程と、

前記シリンダスリーブと前記穴部の内周壁部とを摩擦撹拌接合することによつてシリンダブロックを得る工程と、

を有するクローズドデッキ型シリンダブロックの製造方法が提供される。

すなわち、この場合、シリンダスリーブを挿入する穴部に同心円状に拡径された段部を設け、該段部とシリンダスリーブとの間に形成される間隙をウォー夕ジャケット部とする。このため、従来技術に係るシリンダブロックのようにブロック本体に中空部を設け、該中空部をウォー夕ジャケット部とする必要がないので、ブロック本体にシリンダスリ―ブを铸包む部位が不要となる。

しかも、この場合、シリンダスリ一ブゃブ口ック本体の切削加工量が著しく低減する。その結果、クローズドデッキ型シリンダブロックの素材コスト、ひいては製造コストを低廉化することができる。

しかも、本発明においては、ブロック本体にウォー夕ジャケット部となる中空部を設ける必要がない。このため、肉厚が薄く且つ軽量なクローズドデッキ型シリンダブ口ックを得ることができる。

さらに、ブロック本体とシリンダスリーブとを摩擦撹拌接合で接合するので、両者が互いに異種の金属材からなる場合であっても、強固に接合することができる。その結果、得られたクローズドデッキ型シリンダブロックは、強度且つ剛性に優れたものとなる。

いずれにおいても、さらに、穴部に挿入されたシリンダスリーブのガスケット面側端面と、プロック本体のガスケット面とを摩擦撹拌接合するようにすることが好ましい。これによりブロック本体とシリンダスリーブとの接合強度が向上するので、クローズドデッキ型シリンダブ口ックの強度及び剛性を一層向上させることができる。

なお、クロ一ズドデッキ型シリンダブロックが多気筒のものである場合、シリンダスリーブの外周壁部に平坦面を設け、穴部内で隣接するシリンダスリーブ同士を、前記平坦面を介して当接させるようにすることが好ましい。これにより、隣接するシリンダスリーブ同士の間の間隔が小さくなるので、肉厚が一層薄く軽量なクローズドデッキ型シリンダブロックを得ることができる。

この場合、シリンダスリーブの直径方向に窪んでウォータジャケット部として機能する凹部を設けるようにしてもよい。これにより、隣接するシリンダスリ一ブ同士の間の間隔を大きくすることなく、換言すれば、肉厚を大きくすることなくクローズドデッキ型シリンダブロックの冷却効率を向上させることができる。図面の簡単な説明

図 1は、第 1実施形態に係るシリンダスリーブを具備するシリンダブ口ックの要部概略縦断面図である。

図 2は、図 1のシリンダブロックにおけるガスケット面側からの平面図である。図 3は、図 1のシリンダブ口ックを構成するプロック本体の要部概略縦断面図である。

図 4は、図 3のブロック本体におけるガスケット面側からの平面図である。図 5は、第 1実施形態に係るシリンダスリーブの概略全体斜視図である。

図 6は、図 5の V I— V I線矢視断面図である。

図 7は、図 5のシリンダスリーブの外周壁部をポア穴の内周壁部に摩擦撹拌接合にて接合する状態を示す要部概略縦断面図である。

図 8は、摩擦撹拌接合用工具のプローブを変位させて該プローブを連通穴部の内周壁部から離間させた状態を示す要部概略縦断面図である。

図 9は、大径部をブロック本体に接合する際の摩擦撹拌接合用工具の変位方向を説明するガスケット面側からの平面説明図である。

図 1 0は、大径部とブロック本体とを摩擦撹拌接合している状態を示す要部拡大縦断面図である。

図 1 1は、大径部同士を接合する際の摩擦撹拌接合用工具の変位方向を説明するガスケット面側からの平面説明図である。

図 1 2は、別形状のシリンダスリーブの要部概略縦断面図である。

図 1 3は、図 1 2のシリンダスリーブを具備するシリンダブロックの要部拡大縦断面図である。図 1 4は、図 1 3のシリンダブロックにおいて、大径部とブロック本体とを摩擦撹拌接合している状態を示す要部拡大縦断面図である。

図 1 5は、縮径部が設けられていないシリンダスリーブの外周壁部をポア穴の内周壁部に摩擦撹拌接合にて接合する状態を示す要部概略縦断面図である。図 1 6は、シリンダスリーブにおける摩擦撹拌接合用工具のプローブの離脱穴と、下死点に位置したピストンのスカート部との位置関係を示す切欠斜視要部説明図である。

図 1 7は、シリンダスリーブにおける摩擦撹拌接合用工具のプローブの離脱穴と、下死点に位置したピストンリングとの位置関係を示す切欠斜視要部説明図である。

図 1 8は、また別形状のシリンダスリーブの要部概略縦断面図である。

図 1 9は、さらに別形状のシリンダスリーブの要部概略縦断面図である。図 2 0は、大径部をプロック本体に接合する際の摩擦撹拌接合用工具の変位方向の一例を示すガスケット面側からの平面説明図である。

図 2 1は、図 2 0の X X I—X X I線矢視断面図である。

図 2 2は、ブロック本体とシリンダスリーブとが摩擦撹拌接合されることによつて作製されたシリンダブロックのガスケッ卜面側からの平面図である。

図 2 3は、図 2 2のシリンダブ口ックの要部拡大縦断面図である。

図 2 4は、摩擦撹拌接合用工具を大径部とガスケット面との接合箇所から離脱させた状態を示す要部拡大縦断面図である。

図 2 5は、図 2 4の離脱穴を起点として屈曲形成された水路を示す要部拡大縦断面図である。

図 2 6は、第 2実施形態に係る製造方法によって製造されるシリンダブロックの要部概略断面分解図である。

図 2 7は、ブロック本体の連通穴部にシリンダスリーブを挿入して、摩擦撹拌接合用工具のプローブを埋没させた状態を示す要部概略縦断面図である。

図 2 8は、摩擦撹拌接合を遂行した後に摩擦撹拌接合用工具を摩擦撹拌接合用工具離脱部材まで移動させた状態を示す要部拡大縦断面図である。図 2 9は、ブロック本体のガスケット面と、シリンダスリーブにおけるガスケット面側端部とを摩擦撹拌接合している状態を示す要部概略縦断面図である。図 3 0は、摩擦撹拌接合を遂行した後に摩擦撹拌接合用工具を穴部から突出して摩擦撹拌接合用工具離脱部材に囲繞された一端部まで移動させた状態を示す要部拡大縦断面図である。

図 3 1は、前記一端部を介して摩擦撹拌接合用工具離脱部材から摩擦撹拌接合用工具を離脱させた後、該一端部を切削除去した状態を示す要部拡大縦断面図である。

図 3 2は、第 2実施形態に係る摩擦撹拌接合方法が遂行されるシリンダスリ一ブの概略全体斜視図である。

図 3 3は、第 2実施形態に係る摩擦撹拌接合方法が遂行される閉塞部材の概略全体斜視図である。

図 3 4は、シリンダスリーブと閉塞部材とを摩擦撹拌接合するための治具の概略全体斜視図である。

図 3 5は、図 3 4の治具を使用してシリンダスリーブと閉塞部材とを摩擦撹拌接合にて接合している状態を示す概略縦断面説明図である。

図 3 6はシリングスリーブと閉塞部材とが接合されることにより作製されたスリ一ブ連結体の全体概略斜視図である。

図 3 7は、図 3 6のスリーブ連結体がプロック本体における連通穴部に挿入された状態を示す概略縦断面説明図である。

図 3 8は、閉塞部材の外縁周部をブロック本体に接合する際の摩擦撹拌接合用工具の変位方向を説明するガスケット面側からの平面説明図である。

図 3 9は、閉塞部材とブロック本体とを摩擦撹拌接合している状態を示す要部拡大縦断面図である。

図 4 0は、図 5の治具を使用してシリンダスリーブと閉塞部材とを摩擦撹拌接合にて接合し、別形状のシリンダプロックを作製している状態を示す概略縦断面説明図である。

図 4 1は、第 2実施形態に係る摩擦撹拌接合方法が遂行されるシリンダスリーブの概略全体斜視図である。

図 4 2は、図 3 4の治具を使用してシリンダスリーブと閉塞部材とを摩擦撹拌接合にて接合している状態を示す概略縦断面説明図である。

図 4 3は、摩擦撹拌接合用工具離脱部材を有する治具の概略全体斜視図である。図 4 4は、図 4 3の治具を使用してシリンダスリーブと閉塞部材とを摩擦撹拌接合にて接合している状態を示す概略縦断面説明図である。

図 4 5は、摩擦撹拌接合用工具離脱部材を複数個有する治具の概略全体斜視図である。

図 4 6は、シリンダスリーブと閉塞部材とを摩擦撹拌接合している状態を示す要部拡大縦断面図である。

図 4 7は、シリンダスリーブと閉塞部材とを摩擦撹拌接合している状態を示す要部拡大縦断面図である。

図 4 8は、シリンダスリ一ブと閉塞部材とを摩擦撹拌接合している状態を示す要部拡大縦断面図である。

図 4 9は、 3個の環状部材から構成される閉塞部材の概略全体斜視図である。図 5 0は、 3個のシリンダスリーブが直線的に連結された状態を示す概略全体斜視図である。

図 5 1は、クローズドデッキ型シリンダブロックを構成するプロック本体の概略斜視一部切欠図である。

図 5 2は、クローズドデッキ型シリンダブロックを構成するシリンダスリーブの概略全体斜視図である。

図 5 3は、プロック本体の穴部にシリンダスリーブを揷入した状態を示す要部概略縦断面図である。

図 5 4は、シリンダスリーブに摩擦撹拌接合用工具のプローブを埋没させた状態を示す要部概略縦断面図である。

図 5 5は、ブロック本体のガスケット面と、シリンダスリーブにおけるガスケット面側端部とを摩擦撹拌接合している状態を示す要部概略縦断面図である。図 5 6は、シリンダスリーブのガスケット面側の端面をブロック本体（ガスケット面）に接合する際の摩擦撹拌接合用工具の変位方向を説明するガスケット面側からの平面説明図である。

図 5 7は、シリンダスリーブのガスケット面側の端面同士を接合する際の摩擦撹拌接合用工具の変位方向を説明するガスケット面側からの平面説明図である。図 5 8は、一般的な多気筒クローズドデッキ型シリンダブロックの要部概略縦断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明に係るシリンダスリーブにっき、該シリンダスリーブをブロック本体に接合して得られるクローズドデツキ型シリンダブロック、及び、その際に実施される摩擦撹拌接合方法との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

先ず、第 1実施形態につき説明する。

第 1実施形態に係るシリンダブ口ック 1 0の要部概略縦断面図を図 1に示すとともに、上端面であるガスケット面 1 2側からの平面図を図 2に示す。このシリンダブロック 1 0は、第 1環状切欠部 1 3及び第 2環状切欠部 1 4が設けられた連通穴部（シリンダポア） 1 6を具備し、且つアルミニウムからなるプロック本体 1 8と、連通穴部 1 6内に揷入されてプロック本体 1 8に接合されたシリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cと、各シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cを冷却する冷却水が導入されるゥォ一夕ジャケット部 2 2とを有する。なお、図 2における参照符号 2 4 a〜 2 4 hは、シリンダプロック 1 0を他の部材と組み合わせて内燃機関を構成する際に使用されるポルトを通すためのスタツ卜ポルト穴を示す。

図 1に示すように、連通穴部 1 6の内周壁部には、ガスケット面 1 2側に指向して突出形成した壁部 2 6 a、 2 6 bが連設されている。これら連通穴部 1 6の内周壁部及び壁部 2 6 a、 2 6 bには環状段部 2 8 a〜 2 8 cが設けられており、シリンダスリーブ 2 0 a〜 2 0 cの各下端部は、各環状段部 2 8 a〜 2 8 cにそれぞれ載置されている。この載置により、シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cが支持されている。また、ブロック本体 1 8において、連通穴部 1 6のガスケット面 1 2側開口部には、 3個の環状段部がその外周部で逐次的に連結した形状の凹部 3 0が設けられている。

一方、シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cは、ハイシリコン系アルミニウムからなり、円筒体部 3 4 a〜3 4 cと、該円筒体部 3 4 a〜 3 4 cの上端部に設けられた大径部 3 6 a〜3 6 cとを有する。これらシリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 c の下端部は、環状段部 2 8 a〜2 8 cにそれぞれ載置されている。 .また、後述するように、円筒体部 3 4 a〜3 4 cは、第 1環状切欠部 1 3の内周壁部に接合されている。

その一方で、図 1に示すように、各大径部 3 6 a〜 3 6 cが前記凹部 3 0上に載置されている。この載置に伴い、ウォー夕ジャケット部 2 2のガスケット面 1 側が大径部 3 6 a〜3 6 cで閉塞されている。すなわち、シリンダプロック 1 0は、クローズドデッキ型のシリンダブロックである。

ここで、シリンダスリーブ 2 0 a〜 2 0 cにおける大径部 3 6 a〜 3 6 cの側周壁部下方には、該側周壁部の一部が切り欠かれることにより、環状段部 3 8 a 〜 3 8 cがそれぞれ設けられている。これら環状段部 3 8 a〜 3 8 cの側周壁部は、連通穴部 1 6における第 2環状切欠部 1 4の内周壁部に当接している。

なお、シリンダスリーブ 2 0 の大径部 3 6 bは、その一部が直線状に切り欠かれており、これにより環状段部 3 8 bが露呈している。シリンダスリーブ 2 0 a、 2 0 cの各大径部 3 6 a、 3 6 cは、この露呈した環状段部 3 8 b上に載置されている。その一方で、環状段部 3 8 a、 3 8 cの一部が直線状に切り欠かれることによって、環状段部 3 8 a、 3 8 cと環状段部 3 8 bとが干渉することが回避されている。

シリンダスリ一ブ 2 0 a〜 2 0 cにおける円筒体部 3 4 a〜 3 4 cの各外周壁部は、第 1環状切欠部 1 3の内周壁部及び壁部 2 6 a、 2 6 bに接合されている。また、凹部 3 0上に載置されたシリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cにおける各大径部 3 6 a〜 3 6 cの外縁部は、ブロック本体 1 8のガスケット面 1 2と接合されている。さらに、シリンダスリーブ 2 0 bの大径部 3 6 bは、該大径部 3 6 の環状段部 3 8 bに載置されたシリンダスリーブ 2 0 a、 2 0 cの大径部 3 6 a、 3 6 cに接合されている。以上の接合は、後述するように、摩擦撹拌接合にて行われている。

なお、図 1及び図 2においては、便宜上、ブロック本体 1 8と各シリンダスリープ 2 0 a〜2 0 cの大径部 3 6 a〜3 6 cとを境界線にて明確に区別しているが、実際には、各部材 1 8、 3 6 a〜3 6 c同士は摩擦撹拌接合によって継目なく接合されている。すなわち、各部材 1 6、 3 6 a〜3 6 cは一体的に接合されており、視認可能な程度に明確な境界線は存在しない。以下の説明においても同様である。

シリンダブロック 1 0は、以下のようにして製造することができる。

先ず、铸造作業によって、図 3及び図 4に示すブロック本体 1 8を铸造成形する。この際、該ブロック本体 1 8には、連通穴部 1 6とウォータジャケット部 2 2とが連通し、且つ第 1環状切欠部 1 3及び第 2環状切欠部 1 4を有する連通穴部 1 6が設けられるとともに、該連通穴部 1 6内に壁部 2 6 a , 2 6 bが突出形成される。勿論、連通穴部 1 6の内周壁部と壁部 2 6 a、 2 6 bには環状段部 2 8 a〜2 8 cが設けられ、且つ連通穴部 1 6のガスケット面 1 2側開口部には、凹部 3 0が設けられる。

なお、図 4から諒解されるように、錄造成形された直後のプロック本体 1 8には、スタツ卜ポルト穴 2 4 a〜 2 4 hは設けられていない。

その一方で、図 5及び図 6に示すように、下端部近傍の内周壁部がテーパ状に縮径されることによって設けられた縮径部 4 4を有する円筒体部 3 4 a〜3 4 b と、該円筒体部 3 4 a〜 3 4 cの一端部に設けられた大径部 3 6 a〜3 6 cとを有するシリンダスリ一プ 2 0 a〜2 0 cを作製する。なお、縮径部 4 4の一部であるテ一パ部 4 6は、シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cの内周が大径部 3 6 a〜 3 6 Cから離間するにつれて縮径するように設ける。

このような形状のシリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cは、押し出し成形ゃ铸造成形等の公知の成形法によつて作製することができる。

これら大径部 3 6 a〜3 6 cにおける側周壁部の下方を円周方向に沿って機械加工にて切り欠き、該大径部 3 6 a〜 3 6 cの下方に環状段部 3 8 a〜 3 8 cを設ける。その後、大径部 3 6 bの一部を直線的に切り欠いて、環状段部 3 8 bを露呈する。その一方で、環状段部 3 8 a、 3 8 cの一部を直線的に切り欠く。次いで、プロック本体 1 8の連通穴部 1 6にシリンダスリ一ブ 2 0 a〜 2 0 c を挿入する。揷入されたシリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cの各下端部が環状段部 2 8 a〜 2 8 cに載置され、その一方で、大径部 3 6 a〜 3 6 cが凹部 3 0に載置されるとともに、大径部 3 6 a、 3 6 cが環状段部 3 8 b上に載置される。この際、環状段部 3 8 a、 3 8 cが切り欠かれているので、環状段部 3 8 a、 3 8 cが環状段部 3 8 bに干渉することはない。さらに、環状段部 3 8 a〜 3 8 cの側周壁部が第 2環状切欠部 1 4の内周壁部に当接する。

この挿入に伴って、第 2環状切欠部 1 4の内周壁部と各シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cとの間にクリアランスが形成される。このクリアランスは、シリンダスリーブ 2 0 a、 2 0 同士の間、及びシリンダスリーブ 2 0 b、 2 0 c同士の間に形成されたクリアランスに連通し、これによりウォータジャケット部 2 2が形成される。

このように、第 1実施形態においては、連通穴部 1 6にシリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cを揷入することによってゥォ一夕ジャケット部 2 2が形成される。すなわち、ブロック本体 1 8に連通穴部 1 6から離間したウォー夕ジャケット部を設ける必要がない。

このため、錡造用金型のキヤビティに崩壌性中子を配置する必要はない。すなわち、本実施の形態によれば、崩壊性中子を作製する煩雑な作業が不要となるとともに、崩壊性中子の作製コストを削減することができるのでシリンダブ口ック

1 0の製造コストを低廉化することができる。

次いで、連通穴部 1 6の内周壁部及び壁部 2 6 a、 2 6 bと、シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cの外周壁部とを摩擦撹拌接合によって互いに接合する。

図 7に示すように、摩擦撹拌接合用工具 5 0は、円柱状の回転体 5 2と、該回転体 5 2に比して小径で且つ先端が円錐状のプローブ 5 4とを備える。この摩擦撹拌接合用工具 5 0を、シリンダスリーブ 2 0 aの長手軸方向に対して傾斜した状態でシリンダスリーブ 2 0 a内に挿入し、プローブ 5 4をテーパ部 4 6に当接させる。

この状態で回転体 5 2を回転付勢すると、プローブ 5 4がテーパ部 4 6に摺接することに伴って摩擦熱が発生し、テーパ部 4 6におけるプローブ 5 4の当接箇所が軟化する。その結果、プローブ 5 4の先端部がシリンダスリーブ 2 0 aと連通穴部 1 6の内周壁部との当接箇所に到達し、該当接箇所においても、シリンダスリーブ 2 0 aの外周壁部と連通穴部 1 6の内周壁部とが摩擦熱によって軟化する。

そして、摩擦撹拌接合用工具 5 0をテーパ部 4 6に沿って旋回動作させると、軟化した肉は、プローブ 5 4にて撹拌されることに伴って塑性流動した後、該プローブ 5 4が離間することに伴って固相接合する。摩擦撹拌接合用工具 5 0が旋回動作されることに追従してこの現象が逐次的に繰り返されることにより、シリンダスリーブ 2 0 aの外周壁部と、第 1環状切欠部 1 3の内周壁部又は壁部 2 6 aとが一体的に接合されるに至る。

その後、図 8に示すように、プローブ 5 4を第 1環状切欠部 1 3の内周壁部から離間するように変位させた上で、摩擦撹拌接合用工具 5 0を縮径部 4 4から離脱させる。この離脱に伴い、縮径部 4 4に離脱穴が形成される。

勿論、残余のシリンダスリープ 2 0 b、 2 0 cにおいても同様の作業が営まれる。

このように、シリンダスリーブ 2 0 a〜 2 0 cの各内周壁部に縮径部 4 4を設けることによって、該縮径部 4 4のテーパ部 4 6に摩擦撹拌接合用工具 5 0のプローブ 5 4を当接させることができる。このため、摩擦撹拌接合を容易に実施することができる。

次に、シリンダスリーブ 2 0 a〜 2 0 cの大径部 3 6 a〜 3 6 cとブロック本体 1 8におけるガスケット面 1 2とを接合する。この接合も、摩擦撹拌接合にて行われる。すなわち、摩擦撹拌接合用工具 5 0の回転体 5 2を回転付勢し、プロ —ブ 5 4を摺接させながら大径部 3 6 a〜3 6 c及びブロック本体 1 8の肉を摩擦撹拌接合する。この場合、図 9の矢印 Aに沿って摩擦撹拌接合用工具 5 0を変位させることによって大径部 3 6 a〜3 6 cとガスケット面 1 2 (プロック本体

1 8 ) とを接合すればよい。

この際、図 1 0に拡大して示すように、大径部 3 6 a〜3 6 cは、凹部 3 0に載置されていることによって堅牢に支持されている。また、環状段部 3 8 a〜3 8 cの側周壁部が連通穴部 1 6の内周壁部に当接しているので、該環状段部 3 8 a〜3 8 cの楔作用によって、大径部 3 6 a〜3 6 cがブロック本体 1 8から離間し難くなる。このため、ブロック本体 1 8と大径部 3 6 a〜3 6 cとが離間することを防止するためのクランプ用治具を特に使用することなく、摩擦撹拌接合を容易に遂行することができる。

しかも、この場合、ゥォ一夕ジャケット部 2 2を閉塞する環状段部 3 8 a〜3

8 cが軟化しないので、軟化した肉がゥォ一タジャケット部 2 2に流動することを回避することもできる。

次に.. 大径部 3 6 a、 3 6 b同士、大径部 3 6 b、 3 6 c同士を摩擦撹拌接合する。この際には、図 1 1の矢印 B、 Cに沿つて摩擦撹拌接合用工具 5 0を変位させるようにすればよい。この場合においては、シリンダスリーブ 2 0 bの環状段部 3 8 bにシリンダスリーブ 2 0 a、 2 0 cの大径部 3 6 a、 3 6 cが載置されることによって支持されているので上記と同様、摩擦撹拌接合を容易に遂行することができる。

以上の作業によって、シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cとブロック本体 1 8、及びシリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 c同士を一体的に接合することができる。次いで、シリンダスリーブ 2 0 a〜 2 0 c内の縮径部 4 4を除去する。すなわち、例えば、ドリルによつて研削加工を行う等して、シリンダスリープ 2 0 a〜 2 0 cの内周を等径とする。これにより、該シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 c内でピストンが往復動作することが可能となる。

この除去の際には、縮径部 4 4において形成されたプローブ 5 4の離脱穴が形成された箇所も除去される。このため、円筒体部 3 4 a〜3 4 cの内周壁部にプローブ 5 4の離脱穴が残留することはない。

このように、シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cとブロック本体 1 8、及びシリンダスリーブ 2 0 a〜 2 0 c同士を摩擦撹拌接合することに伴つて、各部材 1 8、

2 0 a〜2 0 cがー体的に接合される。これにより、剛性に優れたシリンダブ口ック 1 0を構成することができる。

しかも、摩擦撹拌接合によれば、溶接し難い素材からなる部材同士であっても比較的容易に接合することができる。したがって、例えば、ブロック本体 1 8が H P D Cによって作製されたものであっても、シリンダスリ一ブ 2 0 a〜2 0 c を容易に接合することができる。このため、肉厚の一層小さいシリンダブロック 1 0を構成することができる。

プローブ 5 4を離脱させることに伴って形成された離脱穴は、スタツトポルト穴 2 4 a〜2 4 hのいずれかとして加工するようにすればよい。例えば、大径部

3 6 a〜3 6 cとブロック本体 1 8とを摩擦撹拌接合した後の離脱穴 Y 1 (図 9 参照）をスタツトポルト穴 2 4 e (図 2参照）となるようにすればよい。また、大径部 3 6 a、 3 6 b同士を摩擦撹拌接合した後の離脱穴 Y 2 (図 1 1参照) をスタツトポルト穴 2 4 ί (図 2参照）となるようにし、大径部 3 6 b、 3 6 c同士を摩擦撹拌接合した後の離脱穴 Y 3 (図 1 1参照) をスタツトポルト穴 2 4 g (図 2参照）となるようにすればよい。これにより、プローブ 5 4の離脱穴が残留することを回避することができる。

ス夕ットボルト穴を設けることに代替して、その他の用途に供される穴部、例えば、オイル穴、様々な加工を施す際にシリンダブ口ック 1 0を位置決めする位置決め治具を通すノック穴、シリンダへッドとの位置決めに使用するピンを通すダウエルピン穴等を設けるようにしてもよい。勿論、ス夕ットポルト穴及びダウエルピン穴の両機能を兼ね備える穴部であってもよい。

このシリンダブロック 1 0においては、図 1から諒解されるように、環状切欠部 2 8とシリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cとの間のクリアランス、シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cにおける隣接するもの同士の間のクリアランスがゥォ一タジャケット部 2 2となる。このため、ウォー夕ジャケット部 2 2に流通される冷却水がシリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cに直接的に接触する。

換言すれば、一般的なクローズドデッキ型シリンダブロック 1 (図 5 8参照）のように、ゥォ一夕ジャケット部 2をブロック本体 5の中空部として設ける必要はない。このため、ブロック本体 1 8の肉厚を小さくすることができるので、シリンダブロック 1 0の体積を小さくすることができる。すなわち、シリンダブ口ック 1 0を小型化することができるとともに、軽量化することができる。

その上、ウォータジャケット部 2 2に流通された冷却水がシリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cに直接接触するので、シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cを効率的に冷却することができる。このため、シリンダブロック 1 0を組み込んで構成された内燃機関を運転する際、運転に伴って発生する熱によってシリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cの温度が過度に上昇することを抑制することができる。

さらに、耐摩耗性に優れるハイシリコン系アルミニウムからなるシリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cを使用しているので、シリンダブロック 1 0の耐久性を確保することもできる。しかも、この場合、ブロック本体 1 8を安価なアルミニウムから構成するようにしているので、シリンダプロック 1 0の製造コストが上昇することもない。

なお、この実施形態においては、シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cに環状段部 3 8 a〜 3 8 cを設けるとともに、シリンダスリーブ 2 0 bの環状段部 3 8 bの一部を露呈するようにしているが、図 1 2に示すように、シリンダスリープ 2 0 a〜2 0 cに大径部 3 6 a〜3 6 c及び縮径部 4 4のみを設けるようにしてもよい。この場合、図 1 3に示すように、該大径部 3 6 a〜 3 6 cの側周壁部同士を当接させるようにすればよい。なお、図 1 3においては、シリンダスリーブ 2 0 a〜 2 0 cの各縮径部 4 4が除去された状態を示す。この場合においても、図 1 4に拡大して示すように、大径部 3 6 a〜 3 6 cがプロック本体 1 8の凹部 3 0 に載置 ·支持されているので、摩擦撹拌接合を容易に遂行することができる。また、図 1 5に示すように、シリンダスリーブ 2 0 a〜 2 0 cは、大径部 3 6 a〜3 6 c及び環状段部 3 8 a〜3 8 cのみを有するものであってもよい。この場合、第 1回転体 6 0と、該第 1回転体 6 0の側周壁部に設けられて第 1回転体 6 0とは独立して回転可能な第 2回転体 6 2と、該第 2回転体 6 2の先端部に設けられたプローブ 6 4とを有する摩擦撹拌接合用工具 6 6を使用すればよい。第 1回転体 6 0及び第 2回転体 6 2を同時に回転付勢するこ^:によって、シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cの外周壁部と連通穴部 1 6の内周壁部とを接合することができる。この場合においても、環状段部 3 8 a〜3 8 cを設けることなくシリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cを構成するようにしてもよい。

この場合、プロ一ブ 6 4は、シリンダスリーブの内周壁部において、図 1 6に示すピストン 8 0におけるスカート部 8 2の下死点よりも下方となる箇所に当接され、その後、第 1回転体 6 0 (図 1 5参照）が上記のように回転動作されることによって、シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cの外周壁部と連通穴部 1 6の内周壁部とが接合一体化される。

摩擦撹拌接合が終了した後、プローブ 6 4をシリンダスリーブの内周壁部から離間させる。この際、該内周壁部に離脱穴 Z 1 (図 1 6参照）が形成される。このようにして構成されたシリンダブロックは、図 1 6に示すピストン 8 0等の所定の部材と組み合わされることによって、図示しない内燃機関を構成する。ここで、シリンダスリーブ 2 0 a〜 2 0 cのそれぞれに挿入されたピストン 8 0 は、他の部位に比して若干長尺なスカート部 8 2をその下端部に有する。また、側周壁部にはピン穴 8 4が設けられており、且つ該ピン穴 8 4の上方には、 3個のピストンリング 8 6 a〜8 6 cが嵌着されている。なお、図 1 6においてはピストン 8 0が下死点に位置している状態を示す。

内燃機関が運転される際、下死点に位置するピストン 8 0の上端面とシリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cの内周壁部とで形成される室 8 8に燃料と空気の混合気が導入される。次に、ピストン 8 0が上昇動作することに伴つて混合気が圧縮された後、該混合気が点火される。この際に混合気が膨張するとともに、ピストン 8 0が下降動作する。すなわち、ピストン 8 0は、シリンダスリーブ 2 0 a〜 2 0 cの内部で上下に往復動作し、この際、該ピストン 8 0の側周壁部に嵌着されたピストンリング 8 6 a〜8 6 c、及び該ピストン 8 0のスカート部 8 2は、シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cの内周壁部に摺接する。

ここで、図 1 6に示すように、プローブ 6 4の離脱穴 Z 1は、ピストン 8 0におけるスカート部 8 2が下死点に位置した場合であっても、該下死点よりも下方となる位置に設けられている。そして、前記室 8 8からの混合気の漏洩は、ピストン 8 0の側周壁部に嵌着されたピストンリング 8 6 a〜8 6 cによって阻止される。このため、離脱穴 Z 1に混合気が入り込むことはない。

このように、ピストン 8 0のスカート部 8 2の下死点よりも下方で摩擦撹拌接合用工具 6 6のプローブ 6 4を離脱させることにより、離脱穴 Z 1が残存しているにも関わらず、該離脱穴 Z 1に混合気が入り込むことを回避することができる。このため、室 8 8内の燃料と空気の混合比が適切範囲に保たれるので、内燃機関に所定の性能を発揮させることができる。

プローブ 6 4の離脱箇所は、最下方に配置されたピストンリング 8 6 aの下死点よりも下方であれば、スカート部 8 2の下死点よりも上方であってもよい。この場合、図 1 7に示すように、離脱穴 Z 2が存在しない箇所にスカート部 8 2を摺接させるようにすればよい。なお、この場合においても、シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cの内周壁面側の空間とウォー夕ジャケット部 2 2とが連通することを回避するべく、該シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cの外周壁部と第 1環状切欠部 1 3とが摩擦撹拌接合される。すなわち、プローブ 5 4は、第 1環状切欠部 1 3及びシリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cを介して離脱される。

さらに、大怪部 3 6 a〜3 6 cは必ずしも先端部に設ける必要はない。例えば、図 1 8に示すように.，先端部からやや縮径部 4 4側に偏在して設けるようにしてもよい。この場合においても、縮径部 4 4を設ける必要は特にない。

さらにまた、図 1 9に示すように、シリンダスリーブ 2 0 a〜 2 0 cは、縮径部 4 4のみを有するものであってもよい。この場合、ウォー夕ジャケット部 2 2 のガスケット面 1 2側が閉塞されていないオープンデッキ型シリンダブ口ックを構成することもできる。勿論、この場合においても、縮径部 4 4は、該シリンダスリーブ 2 0 a〜 2 0 cがブロック本体 1 8に摩擦撹拌接合された後に切削除去される。

ここで、プローブ 5 4の離脱穴は、ウォー夕ジャケット部 2 2への水路とすることもできる。

すなわち、上記した通り、ブロック本体 1 8の連通穴部 1 6にシリンダスリーブ 2 0 a〜 2 0 cを挿入した後、該シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cにおける円筒体部 3 4 a〜 3 4 cの外周壁部を、縮径部 4 4を介して連通穴部 1 6の内周壁部に接合一体化する（図 7参照）。

そして、シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cの大径部 3 6 a〜3 6 cとブロック本体 1 8におけるガスケット面 1 2とを摩擦撹拌接合する。この際、摩擦撹拌接合用工具 5 0のプローブ 5 4を、図 2 0に矢印 Aとして示すように、大径部 3 6 aとガスケット面 1 2との当接部、大径部 3 6 a、 3 6 bの当接部、大径部 3 6 bとガスケッ卜面 1 2との当接部、大径部 3 6 b、 3 6 cの当接部、大径部 3 6 cとガスケット面 1 2との当接部、大径部 3 6 c、 3 6 bの当接部、大径部 3 6 bとガスケット面 1 2との当接部、大径部 3 6 b、 3 6 aの当接部、及び大径部 3 6 aとガスケット面 1 2との当接部に沿って変位させる。この変位に伴い、大径部 3 6 a〜3 6 cの肉と、プロック本体 1 8におけるガスケッ卜面 1 2の肉とが摩擦熱によって軟化するとともに、プロ一プ 5 4によって撹拌される。その結果、これらの肉同士が固相接合され、シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cとブロック本体 1 8同士、及びシリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 c同士とがー体的に接合される。

その後、図 2 0及び図 2 1に示すように., 大径部 3 6 aにおいて水路を設ける部位からプロ一プ 5 4を離脱させる。この際、ブロック本体 1 8には、離脱穴 Y 1が形成される。

以上の作業の後、該離脱穴 Y 1を機械加工にて拡開した後に仕上げ加工を施して、図 2 2に示すように、離脱穴 Y 1を水路 9 0 aとする。これにより、プロ一ブ 5 4の離脱穴 Y 1が残留していないシリンダプロック 1 0が得られるに至る。さらに、大径部 3 6 a〜 3 6 cに水路 9 0 b〜 9 0 jを設ける。図 2 3から諒解されるように、これら水路 9 0 a〜9 0 jは、ウォー夕ジャケット部 2 2に連通する。

このように、大径部 3 6 aに形成された離脱穴 Y 1を加工して水路 9 0 aを設けることにより、美観が良好なシリンダブロック 1 0を得ることができる。また、シリンダブロック 1 0は、離脱穴 Y 1が残留していないので、強度及び剛性に優れる。

この場合、充填材を使用する必要がなく、ブロック本体 1 8又は大径部 3 6 a 〜3 6 cの一部を切断除去する必要、ひいてはブロック本体 1 8又は大径部 3 6 a〜3 6 cを予め大型化しておく必要もない。このため、コストを低廉化することもできる。

スタツトポルト穴 2 4 a〜 2 4 1Ί及び水路 9 0 a〜 9 0 jを設けた後、上記に準拠してシリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 c 'の各縮径部 4 4を除去する。これにより、シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cの内周が等径となり（図 1参照）、該シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 c内でピストン 8 0が往復動作することが可能となる (図 1 6又は図 1 7参照）勿論、この除去の際、縮径部 4 4におけるプローブ 5 4の離脱穴が形成された箇所も除去される。このため、円筒体部 3 4 a〜3 4 cの内周壁部にプローブ 5 4の離脱穴が残留することはない。

シリンダブロック 1 0や図示しないシリンダへッド等が組み合わされて内燃機関が構成された際、水路 9 0 a〜9 0 jは、前記シリンダへッドの冷却水路と連通する。すなわち、該冷却水路に流通された冷却水は、水路 9 0 a〜9 0 jを介してウォー夕ジャケット部 2 2に導入される。

プロ一ブ 5 4は、, 図 2 4に示すように大径部 3 6 a〜3 6 cのいずれかとガスケット面 1 2との接合箇所から離脱させるようにしてもよい。この場合、図 2 5に示すように、離脱穴 Y 2を起点とする水路 9 0を屈曲させて設けるようにすれぱよい。

次に、円筒体形状であるシリンダスリーブをブロック本体に摩擦撹拌接合する本発明の第 2実施形態について説明する。

図 2 6に、シリンダブ口ック 1 0 0の要部概略分解断面図を示す。このシリンダブ口ック 1 0 0は、ブロック本体 1 0 2と、シリンダスリ一ブ 1 0 4とで構成される。

図 2 6から諒解されるように、ブロック本体 1 0 2には、シリンダスリーブ 1 0 4を挿入するための連通穴部 1 0 6が設けられており、該連通穴部 1 0 6の下方には、環状段部 1 0 8が設けられている。また、この連通穴部 1 0 6には、直径方向に窪んだ環状の段部 1 1 0が設けられている。すなわち、連通穴部 1 0 6 と段部 1 1 0は、同心円状に設けられている。なお、図 2 6中、参照符号 1 1 2、 1 1 4は、それぞれ、ガスケット面、ジャーナル部を示す。

このブロック本体 1 0 2は、例えば、アルミニウムの溶湯を使用しての H P D Cによって作製することができる。この際、铸造用金型のキヤビティに崩壊性中子を配置する必要はない。

一方、シリンダスリーブ 1 0 4は、例えば、ハイシリコン系アルミニウムからなるワーク ίこ対して押し出し成形ゃ铸造成形等の公知の成形法を施すことによつて作製された円筒体である。

このように構成されたブロック本体 1 0 2とシリンダスリーブ 1 0 4との摩擦撹拌接合は、以下のようにして遂行される。

図 2 6に示すように、プロック本体 1 0 2の連通穴部 1 0 6にシリンダスリ一プ 1 0 4を挿入する。この際、挿入されたシリンダスリーブ 1 0 4の下端部が環状段部 1 0 8に載置される。これにより、シリンダスリーブ 1 0 4が下方から堅牢に支持される。なお、挿入されたシリンダスリーブ 1 0 4における両端部の外周壁部は、連通穴部 1 0 6の内周壁部に当接する。また、シリンダスリーブ 1 0 4における中腹部の外周壁部と段部 1 1 0とが離間することにより、両者の間に間隙が形成される。この間隙がウォー夕ジャケット部 1 1 6となる。

このように、第 2実施形態においても、連通穴部 1 0 6にシリンダスリーブ 1 0 4を挿入することに伴ってウォータジャケット部 1 1 6が形成される。

そして、図 2 7に示すように、シリンダスリーブ 1 0 4における内周壁部と同様に湾曲した湾曲面を有する摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 0を、シリンダスリーブ 1 0 4におけるガスケット面 1 1 4側の端面とガスケット面 1 1 4とに重なるように配置する。なお、この場合、摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 0はァルミニゥムからなる。また、摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 0は、図示しない治具によって堅牢に位置決め固定されている。

次に、連通穴部 1 0 6の内周壁部と、シリンダスリーブ 1 0 4の外周壁部とを摩擦撹拌接合によって接合一体化する。上記した通り、摩擦撹拌接合用工具 5 0は、円柱状の回転体 5 2と、該回転体 5 2に比して小径で且つ先端が円錐状のプローブ 5 4を備える。この実施形態においては、摩擦撹拌接合用工具 5 0を略水平とした状態で連通穴部 1 0 6内に揷入し、プローブ 5 4をシリンダスリーブ 1 0 4の下端部近傍に当接させる。この状態で回転体 5 2を回転付勢すると、プローブ 5 4がシリンダスリーブ 1 0 4に摺接することに伴って摩擦熱が発生し、シリンダスリーブ 1 0 4におけるプローブ 5 4の当接箇所が軟化して該プローブ 5 4の先端部が埋没する。

埋没したプローブ 5 4は、最終的に、シリンダスリーブ 1 0 4を通過して連通穴部 1 0 6の内周壁部に到達し、これに伴ってシリンダスリーブ 1 0 4の外周壁部と連通穴部 1 0 6の内周壁部とが摩擦熱によって軟化する。

次に、摩擦撹拌接合用工具 5 0をシリンダスリーブ 1 0 4の円周方向に沿って旋回動作させると、軟化した肉は、プローブ 5 4にて撹拌されることに伴って塑性流動した後、該プローブ 5 4が離間することに伴って固相接合する。摩擦撹拌接合用工具 5 0が旋回動作されることに追従してこの現象が逐次的に繰り返されることにより、シリンダスリーブ 1 0 4の外周壁部と、連通穴部 1 0 6の内周壁部とが接合一体化される。

なお、この際図 2 7に示すようにシリンダスリーブ 1 0 4は環状段部 1 0 8に載置されていることによって堅牢に支持されている。このため、摩擦撹拌接合を容易に遂行することができる。

このようにして摩擦撹拌接合用工具 5 0を旋回動作させた後、プローブ 5 4をシリンダスリーブ 1 0 4から一旦離脱させる。

この際、シリンダスリーブ 1 0 4の内周壁部には離脱穴が形成されるが、この離脱穴は、上記第 1実施形態と同様、ピストン 8 0の下死点よりも下方、又は、ピストンリング 8 6 aの下死点よりも下方である一方でスカート部 8 2の下死点よりも上方であり、且つスカート部 8 2が摺接しない部位に設けられる。したがつて、該離脱穴にガソリンと空気との混合気が入り込むことがなく、内燃機関の出力に影響が及ぼされることもない。

その後、回転動作するプローブ 5 4を、連通穴部 1 0 6における上方の内周壁部とシリンダスリーブ 1 0 4の外周壁部との当接箇所に埋没させ、さらに、摩擦撹拌接合用工具 5 0をシリンダスリーブ 1 0 4の円周方向に沿って再度旋回動作させる。この旋回動作に伴い、上記と同様に、シリンダスリーブ 1 0 4の外周壁部と連通穴部 1 0 6の内周壁部とが軟化した後、プローブ 5 4にて撹拌されて塑性流動し、最終的に接合一体化される。これにより、ブロック本体 1 0 2とシリンダスリーブ 1 0 4とが一体化されたシリンダブロック 1 0 0が得られるに至る。このシリンダブロック 1 0 0は、図 2 7から諒解されるように、ウォータジャケット部 1 1 6におけるガスケット面 1 1 4側が閉塞された、いわゆるクローズドデッキ型シリンダブロックである。なお、互いに接合された後のブロック本体 1 0 2とシリンダスリーブ 1 0 4との間には、視認可能な程度に明確な境界線は存在しない。

以上の摩擦撹拌接合が終了した後、摩擦撹拌接合用工具 5 0をさらに上方に移動させる。これにより、プロープ 5 4は、図 2 8に拡大して示すように、シリンダスリーブ 1 0 4及びブロック本体 1 0 2から離脱して前記摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 0に埋没する。

その後、プローブ 5 4を摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 0から離脱させれば、プロ一ブ 5 4の離脱穴は摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 0に形成され、シリンダスリーブ 1 0 4又はブロック本体 1 0 2には形成されない。

このように、連通穴部 1 0 6の開口に摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 0を配置し、該摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 0からプローブ 5 4を離脱させることにより、離脱穴が存在しないシリンダブ口ック 1 0 0を得ることができる。したがって、該シリンダブロック 1 0 0は、美観に優れる。

また、シリンダブロック 1 0 0に離脱穴が残留していないので、該シリンダブロック 1 0 0は強度及び剛性に優れる。

そして、第 2実施形態によれば、充填材を使用する必要もなく、ブロック本体 1 0 2ないしシリンダスリーブ 1 0 4を切削除去する必要もない。このため、コストを低廉化することもできる。

このシリンダブロック 1 0 0を構成するブロック本体 1 0 2は、 H P D Cにて铸造成形されているので、肉厚が薄い。しかも、第 1実施形態と同様に、ブロック本体 1 0 2の段部 1 1 0とシリンダスリーブ 1 0 4との間の間隙がウォー夕ジャケット部 1 1 6となるので、この場合も、一般的なシリンダブロック 1 (図 5 8参照）のようにウォータジャケット部 3をブロック本体 5の中空部として設ける必要がない。

以上の理由から、ブロック本体 1 0 2の肉厚を薄くすることができるので、シリンダブロック 1 0 0の体積を小さくすることができる。換言すれば、シリンダブロック 1 0 0を小型化することができるとともに、軽量化することができる。シリンダブロック 1 0 0のガスケット面 1 1 4を平坦とするには、摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 0を前記治具から解放して除去すればよい。また、その後、図 2 9に示すように、シリンダスリーブ 1 0 4におけるガスケット面 1 1 4側の端面とガスケット面 1 1 4とを摩擦撹拌接合によつて接合一体化するようにしてもよい。これにより、シリンダブ口ック 1 0 0の剛性を一層向上させることがでさる。

図 3 0に示すように、シリンダスリーブ 1 0 4の一端部 1 0 4 aを連通穴部 1 0 6から突出させるようにしてもよい。この場合、突出した一端部 1 0 4 aを外周壁側から支持する摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 2を使用するようにすればよい。

この場合においても、摩擦撹拌接合を施した後、上記と同様に摩擦撹拌接合用工具 5 0を一端部 1 0 4 a側に移動させる。これにより、プローブ 5 4は、図 3 0に示すように、ブロック本体 1 0 2から離脱して一端部 1 0 4 a及び摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 2に埋没する。

その後、一端部 1 0 4 aを介してプローブ 5 4を摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 2から離脱させれば、プローブ 5 4の離脱穴は摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 2及び一端部 1 0 4 aに形成され、プロック本体 1 0 2には形成されない。次に、連通穴部 1 0 6から突出した一端部 1 0 4 aに対して切削加工を施し、図 3 1に示すように、摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 2とともに除去することにより、シリンダスリーブ 1 0 4の上端面とガスケット面 1 1 4との高さを揃える。この除去の際には、一端部 1 0 4 aにおいてプロ一ブ 5 4の離脱穴が形成された箇所も同時に除去される。このため、最終的に得られるシリンダブロック 1 0 0にプローブ 5 4の離脱穴が残留することはない。

このように、シリンダスリーブ 1 0 4の一端部 1 0 4 aを連通穴部 1 0 6から突出させ、該一端部 1 0 4 aの外周壁部を囲繞する摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 2からプローブ 5 4を離脱させるようにしても、離脱穴が存在しないシリンダブロック 1 0 0を得ることができる。

いずれの場合においても、摩擦撹拌接合用工具離脱部は、ブロック本体 1 0 2 と別個の部材 1 3 0、 1 3 2に特に限定されるものではなく、ブロック本体 1 0 2のガスケット面 1 1 4から予め一体的に突出形成された部位であってもよい。この場合、摩擦撹拌接合を施した後に該摩擦撹拌接合用工具離脱部を切削除去するようにすればよい。

また、摩擦撹拌接合用工具離脱部は、シリンダスリープ 1 0 4の円周に沿って湾曲した湾曲部を有する板形状のものに特に限定されるものではなく、シリンダスリーブ 1 0 4におけるガスケット面 1 1 4側の端面を覆う環状のものであってもよいし、連通穴部 1 0 6から突出したシリンダスリーブ 1 0 4の一端部 1 0 4 aを囲繞する環状のものであってもよい。

さらに、摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 0、 1 3 2は、アルミニウム製のものに限定されるものではなく、プローブ 5 4を移動させることが容易な素材からなるものであればよい。

第 2実施形態においては、以下のようにして円筒体形状のシリンダスリーブをブロック本体に接合するようにしてもよい。

ブロック本体 1 4 0 (図 3 7参照) を、上記と同様にアルミニウムの溶湯を使用しての H P D Cによって作製する。その一方で、図 3 2に示すハイシリコン系アルミニウムからなる円筒体形状のシリンダスリーブ 1 0 5 a〜 l 0 5 cを作製し、これらシリンダスリーブ 1 0 5 a〜 l 0 5 cの外周壁部における上端部を、図 3 3に示す閉塞部材 1 4 2によって直線的に接合する。なお、図 3 3から諒解されるように、閉塞部材 1 4 2は、 3個の環状部材が直線的に連結された形態で構成されている。

シリンダスリーブ 105 a〜l 05 cと閉塞部材 142とを、図 34に示す治具 1 50を使用して接合し、閉塞部材 142を介して直線状に連結されたシリンダスリーブ 1 05 a〜 105 cをプロック本体 140に接合する実施形態につき説明する。

この治具 1 50は、該治具 1 50の肉が円柱状に切り欠かれることによって設けられた第 1挿入部 1 52 a〜 1 52 cと、該第 1揷入部 1 52 a〜 1 52 cの開口部同士を囲繞するように設けられた第 2挿入部 1 54とを有する直方体である。図 34及び図 35に示すように、第 1挿入部 1 52 a〜l 52 cにシリンダスリーブ 105 a〜 105 cがそれぞれ挿入され、且つ第 2揷入部 1 54に閉塞部材 142が挿入される。そして、摩擦撹拌接合用工具 50の作用下に、シリンダスリーブ 1 05 a〜 105 cと閉塞部材 142とが接合される。

具体的には、摩擦撹拌接合用工具 50のプローブ 54を、シリンダスリーブ 1 05 a〜 10 5 cと閉塞部材 142との突き合わせ部の任意の位置に当接させ、回転体 52を回転付勢する。この回転付勢に伴って突き合わせ部の肉が塑性流動を起こし、その結果、プローブ 54が突き合わせ部に埋没される。この状態で、突き合わせ部に沿って摩擦撹拌接合用工具 50を変位させれば、閉塞部材 142 とプロック本体 140との肉が摩擦撹拌接合されることに伴い、閉塞部材 142 の内縁周部とシリンダスリーブ 105 a〜 105 cの外周壁上端部とが接合される。これにより、図 36に示すように、クローズドデッキ型用シリンダスリープとしてのスリーブ連結体 1 58が得られる。

次いで、このスリーブ連結体 1 58を、図 37に示すように、ブロック本体 1

40の連通穴部 1 06に挿入する。揷入されたシリンダスリーブ 1 05 a〜l 0

5 cの各下端部が環状段部 1 08 a〜 1 08 cに載置され、その一方で、閉塞部材 142がブロック本体 140のガスケット面 1 14に設けられた凹部 1 18に載置される。

この挿入に伴って、第 2環状切欠部 1 20の内周壁部と各シリンダスリーブ 1 05 a〜l 0 5 cとの間にクリアランスが形成される。このクリアランスは、シリンダスリーブ 1 0 5 a、 1 0 5 同士の間、及びシリンダスリーブ 1 0 5 b、

1 0 5 c同士の間に形成されたクリアランスに連通し、これによりウォー夕ジャケット部 1 1 6が形成される。

次いで、閉塞部材 1 4 2とブロック本体 1 4 0におけるガスケット面 1 1 4とを摩擦撹拌接合する。すなわち、摩擦撹拌接合用工具 5 0 (図 3 9参照）の回転体 5 2を回転付勢した後、回転動作するプローブ 5 4を、ブロック本体 1 4 0の任意の位置に埋没させる。

そして、図 3 8に矢印 Aとして示すように、プローブ 5 4を、閉塞部材 1 4 2 とブロック本体 1 4 0との突き合わせ部に沿って変位させる。この変位に伴い、閉塞部材 1 4 2の外縁周部の肉と、ブロック本体 1 4 0におけるガスケット面 1

1 4の肉とが摩擦熱によって軟化するとともに、プローブ 5 4によって撹拌される。その結果、これらの肉同士が固相接合される。

この際、図 3 9に拡大して示すように、閉塞部材 1 4 2が凹部 1 1 8に載置されていることによって堅牢に支持されているので、該閉塞部材 1 4 2がプロック本体 1 4 0から離間し難くなる。このため、第 1実施形態と同様に、ブロック本体 1 4 0と閉塞部材 1 4 2とが離間することを防止するためのクランプ用治具を特に使用することなく、摩擦撹拌接合を容易に遂行することができる。しかも、この場合、閉塞部材 1 4 2がウォー夕ジャケット部 1 1 6を閉塞しているので、軟化した肉がゥォ一タジャケット部 1 1 6に流動することを回避することもできる。

以上の作業によって、シリンダスリーブ 1 0 5 a〜 1 0 5 cとブロック本体 1 4 0とが閉塞部材 1 4 2を介して接合される。

最後に、プローブ 5 4の離脱に伴ってガスケット面 1 1 4に形成された離脱穴を拡径した後に仕上げ加工を施して、所定の寸法精度を有するスタックポルト穴とする。

これにより、閉塞部材 1 4 2が前記凹部 1 1 8上に載置されることに伴ってゥォ一夕ジャケット部 1 1 6のガスケット面 1 1 4側が閉塞されたクロ一ズドデッキ型シリンダブロックが得られるに至る。このように、治具 150を使用して閉塞部材 142をシリンダスリーブ 105 a〜 105 cに接合した後、シリンダスリーブ 105 a〜 105 cをブロック本体 140の連通穴部 106に挿入し、閉塞部材 142をブロック本体 140に接合すれば、プロック本体 140とシリンダスリーブ 105 a〜 105 cとの間に設けられたウォー夕ジャケット部 116を閉塞することができる。

すなわち、ブロック本体 140とシリンダスリーブ 105 a〜l 05 cとの間にゥォ一夕ジャケット部 1 16を設けた場合であっても、閉塞部材 142を介してブロック本体 140とシリンダスリーブ 105 a〜 105 cとを摩擦撹拌接合にて連結することができる。このため、肉厚が小さく軽量なクローズドデッキ型シリンダブロックを作製することができる。

なお、シリンダスリーブ 105 a、 105 b同士、及びシリンダスリーブ 10 5 b、 105 c同士の間にクリアランスを設ける必要は特にない。例えば、図 4 0に示すように、治具 150の第 1挿入部 152 a〜 152 c同士を連通させ、シリンダスリーブ 105 a〜 105 cにおける外周壁部の所定部位を直線状に切り欠き、該切欠部同士を当接させて前記連通した第 1挿入部 152 a〜l 52 c に挿入するようにしてもよい。その後、閉塞部材 142とシリンダスリーブ 10 5 a〜l 05 cとを摩擦撹拌接合にて接合し.。以降は上記に準拠して閉塞部材 1 42の外縁周部とブロック本体 140のガスケット面 1 14とを摩擦撹拌接合にて接合すればよい。この場合、ウォー夕ジャケット部 1 16は、スリーブ連結体 158とブロック本体 140との間にのみ形成される。

また、図 41に示すように、シリンダスリーブ 105 a〜l 05 cの外周壁部上端に、該外周壁部を円周方向に沿って切り欠くことによって支持用段部 160 を設けるようにしてもよい。この場合、図 42に示すように、第 1揷入部 152 a〜 152 cに挿入されたシリンダスリーブ 105 a〜 105 cの支持用段部 1 60と治具 150の第 2揷入部 154とに閉塞部材 142を載置して、シリンダスリーブ 105 a〜l 05 cと閉塞部材 142との摩擦撹拌接合を遂行すればよい。この場合においては、閉塞部材 142が支持用段部 160によっても堅牢に支持されるので、シリンダスリーブ 105 a〜l 05 cと閉塞部材 142とを確実に接合することができる。

治具 1 5 0を使用する場合、図 4 3に示すように、該治具 1 5 0に第 3揷入部 1 5 6を設けるようにしてもよい。この場合、第 3揷入部 1 5 6は、第 2揷入部 1 5 4の外周部から突出形成されるとともに、摩擦撹拌接合用工具 5 0のプロ一ブ 5 4を離脱させるための摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 4が挿入される。この場合、第 3挿入部 1 5 6に摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 4を予め挿入しておき、次に、図 4 3及び図 4 4に示すように、第 1揷入部 1 5 2 a〜 1 5 2 cにシリンダスリーブ 1 0 5 a〜 1 0 5 cをそれぞれ挿入した後、第 2揷入部 1 5 4に閉塞部材 1 4 2を挿入する。そして、上記と同様に、摩擦撹拌接合用工具 5 0の作用下にシリンダスリーブ 1 0 5 a〜1 0 5 cと閉塞部材 1 4 2 (図 3 3 参照) とを接合する。

閉塞部材 1 4 2とシリンダスリーブ 1 0 5 a〜 1 0 5 cとの接合が終了した後、図 4 4に破線で示すように、摩擦撹拌接合用工具 5 0を、突き合わせ部から摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 4に指向して移動させる。プローブ 5 4を離間させた後、摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 4を除去すれば、図 3 6と同様に、クローズドデッキ型シリンダブ口ック用シリンダスリーブとしてのスリーブ連結体 1 5 8が得られる。このスリーブ連結体 1 5 8には、プローブ 5 の離脱穴が存在しない。したがって、該スリーブ連結体 1 5 8は、優れた剛性を示す。

以降は、上記と同様の作業を行えばよい。これにより、閉塞部材 1 4 2が前記凹部 1 1 8上に載置されることに伴ってウォータジャケット部 1 1 6のガスケット面 1 1 4側が閉塞されたクローズドデッキ型シリンダブ口ックが得られるに至る（図 3 7参照）

なお、図 4 5に示すように、治具 1 5 0に第 3挿入部 1 5 6を複数個設け、第 3揷入部 1 5 6のそれぞれに摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 4を揷入しておくようにしてもよい。この場合、プローブ 5 4を離脱させる箇所が増加するので、摩擦撹拌接合を行うことが容易となる。そして、図 4 3及び図 4 5から諒解されるように、摩擦撹拌接合用工具離脱部材 1 3 4の配設位置は特に限定されるものではない。次に、治具 1 50を使用することなく、閉塞部材 142を介してブロック本体 140とシリンダスリーブ 1 05 a~l 05 cとを接合する実施形態につき説明する。

この場合、シリンダスリーブ 1 05 a〜l 05 cの外周壁部上端に支持用段部 160を設ける（図 41参照）。そして、この支持用段部 160が露呈するように、シリンダスリ一ブ 1 05 a〜 105 cをブロック本体 140の連通穴部 1 0 6に揷入する。

次いで、図 46に拡大して示すように、ブロック本体 140の凹部 1 1 8及び支持用段部 1 60上に閉塞部材 142を載置する。

そして、摩擦撹拌接合用工具 50にて閉塞部材 142の内縁周部とシリンダスリーブ 105 a〜 105 cの上端面、及び、閉塞部材 142の外縁周部とプロック本体 140のガスケット面 1 14とを接合すれば、クローズドデッキ型シリンダブロックが作製されるに至る。この場合、治具 1 50を使用する必要がないので、クローズドデッキ型シリンダブ口ックを簡便に得ることができる。

なお、この場合においては、凹部 1 18又は支持用段部 160の少なくともいずれか一方が存在すればよい。例えば、図 47に示すように、シリンダスリーブ 1 05 a〜 1 05 cの上端部に支持用段部 1 60を設けず凹部 1 1 8のみに閉塞部材 142を載置して摩擦撹拌接合を遂行するようにしてもよい。又は、図 4 8に示すように、プロック本体 140に凹部 1 18を設けず、シリンダスリーブ 1 05 a〜 1 05 cの上端部に設けた支持用段部 1 60のみに閉塞部材 142を載置して摩擦撹拌接合を遂行するようにしてもよい。

さらに、閉塞部材 142の内縁周部とシリンダスリ一ブ 105 a〜 1 05 cの上端面との摩擦撹拌接合、閉塞部材 142の外縁周部とプロック本体 140のガスケット面 1 14との摩擦撹拌接合のいずれを先に行ってもよい。

閉塞部材 142は、図 49に示すように、 3個の環状部材 72 a〜72 cを個別に作製した後、該環状部材 72 a〜72 cの端部の一部を切り欠いて第 2挿入部 1 54や凹部 1 18、又は支持用段部 160に載置し、端部同士を摩擦撹拌接合にて接合して設けるようにしてもよい。勿論、切り欠かれた端部同士を予め接合して閉塞部材 1 4 2とするようにしてもよい。

また、図 5 0に示すように、シリンダスリーブ 1 0 5 a〜 l 0 5 cを予め直線的に連結しておくようにしてもよい。勿論、この場合においても、図 3 3に示す閉塞部材 1 4 2、又は、図 4 9に示す環状部材 1 4 4 a〜 1 4 4 c同士が連結されてなる閉塞部材 1 4 2のいずれを使用してもよい。

さらにまた、以下のようにしても、円筒体形状のシリンダスリーブをブロック本体に接合することができる。

先ず、その概略斜視一部切欠図を図 5 1に示すブロック本体 1 6 1を、アルミ二ゥムの溶湯を使用しての H P D Cによって作製する。

図 5 1から諒解されるように、ブロック本体 1 6 1には、図 5 2に示すシリンダスリーブ 1 6 2 a〜 l 6 2 dを挿入するための連通穴部 1 0 6が設けられており、該連通穴部 1 0 6の下方には、連環状段部 1 6 4が設けられている。また、この連通穴部 1 0 6には、直径方向に窪んだ段部 1 6 6が設けられている。すなわち、連通穴部 1 0 6と段部 1 6 6は、同心円状に設けられている。なお、図 5 1中、参照符号 1 1 2、 1 1 4は、それぞれ、ガスケット面、ジャーナル部を示す。

段部 1 6 6は、 H P D Cを行う際に連通穴部 1 0 6と同時に設けるようにしてもよいし、《[ ? 0 (：で連通穴部1 0 6のみを形成した後、該連通穴部 1 0 6の内周壁部の一部を切り欠くことによって設けるようにしてもよい。

その一方で、図 5 2に示すシリンダスリーブ 1 6 2 a〜 1 6 2 dを作製する。このうち、シリンダスリープ 1 6 2 a、 1 6 2 dは、例えば、ハイシリコン系ァルミニゥムからなるワークに対して押し出し成形ゃ铸造成形等の公知の成形法を施すことによって円筒体を設け、次に、該円筒体における側周壁部の一部を切り欠いて平坦面 1 6 8 a、 1 6 8 dをそれぞれ設けることによって作製される。そして、平坦面 1 6 8 a、 1 6 8 dに、シリンダスリーブ 1 6 2 a、 1 6 2 d の各直径方向に窪んだ凹部 1 7 0 a、 1 7 0 dが設けられる。

残余のシリンダスリーブ 1 6 2 b、 1 6 2 cは、シリンダスリーブ 1 6 2 a、 1 6 2 dにおける平坦面 1 6 8 a、 1 6 8 dと同様の平坦面 1 6 8 b、 1 6 8 c が設けられた後、該平坦面 168 b、 168 cから 180° 周回した位置にさらに平坦面 172 b、 172 cが設けられることによって作製される。勿論、これら平坦面 168 b、 168 c、 172 b、 172 cにも、凹部 170 b、 170 c、 174b、 174 cがそれぞれ設けられる。

次に、図 53に示すように、これらシリンダスリーブ 162 a〜l 62 dをブロック本体 161の連通穴部 106に揷入する。この際、挿入されたシリンダスリーブ 162 a〜 162 dの下端部が連環状段部 164に載置され、これによりシリンダスリーブ 162 a〜l 62 dが下方から堅牢に支持される。

連通穴部 106に挿入されたシリンダスリーブ 162 a〜l 62 dにおける長手方向各端部の外周壁部は、該連通穴部 106の内周壁部に当接する。また、シリンダスリーブ 162 aの平坦面 168 aには、シリンダスリーブ 162 bの平坦面 172 bが当接する。同様に、シリンダスリーブ 162 bの平坦面 168 b にはシリンダスリーブ 162 cの平坦面 172 cが、シリンダスリーブ 162 c の平坦面 168 cにはシリンダスリープ 162 dの平坦面 168 dがそれぞれ当接する。

また、シリンダスリーブ 162 a, 162 dにおける中腹部の外周壁部と段部 166とが離間するとともに、隣接するシリンダスリーブ 162 aと 162 b 162 bと 162 c、 162 cと 162 dとの間に凹部 170 aと 174 b、 1 70 bと 174 c、 170 cと 170 dとが離間することにより、互いに連通する間隙が形成される。この間隙がウォータジャケット部 1 16となる。

すなわち、この実施形態においても、連通穴部 106にシリンダスリーブ 16 2 a〜l 62 dを挿入することに伴ってウォータジャケット部 1 16が形成される。

次に、ブロック本体 161と、連通穴部 106に揷入されたシリンダスリーブ 162 a〜162 dとを摩擦撹拌接合して両部材 160、 162 a〜162 dを接合一体化する。すなわち、先ず、連通穴部 106の内周壁部と、シリンダスリーブ 162 a〜l 62 dの外周壁部とを摩擦撹拌接合する。

この場合、図 54に示すように、第 1回転体 60と、該第 1回転体 60の側周壁部に設けられて第 1回転体 6 0とは独立して回転可能な第 2回転体 6 2と、該第' 2回転体 6 2に比して小径で且つ先端が円錐状のプローブ 6 4を備える摩擦撹拌接合用工具 6 6を用いる。この摩擦撹拌接合用工具 6 6をシリンダスリーブ 1 6 2 a内に挿入するとともに、プローブ 6 4を、該シリンダスリーブ 1 6 2 aの内周壁部に当接させる。この際、プローブ 6 4の位置をウォー夕ジャケット部 1 1 6よりも下方とする。

以下、上記と同様に、第 2回転体 6 2を回転付勢してプローブ 6 4の先端部をシリンダスリーブ 1 6 2 aに埋没させる。

埋没したプロ一ブ 6 4は、最終的に、シリンダスリーブ 1 6 2 aを通過して連通穴部 1 0 6の内周壁部に到達し、これに伴ってシリンダスリーブ 1 6 2 aの外周壁部と連通穴部 1 0 6の内周壁部とが摩擦熱によって軟化する。

次に、第 1回転体 6 0を回転付勢すると、埋没したプローブ 6 4がシリンダスリーブ 1 6 2 aの円周方向に沿って変位する。このようにしてプローブ 6 4が変位することに伴い、軟化した肉が該プローブ 6 4にて撹拌されて塑性流動した後、該プローブ 6 4が離間することに伴って固相接合する。この現象が逐次的に繰り返されることにより、シリンダスリープ 1 6 2 aの外周壁部と、連通穴部 1 0 6 の内周壁部とが接合一体化される。同時に、シリンダスリーブ 1 6 2 aの平坦面 1 6 8 aと、シリンダスリーブ 1 6 2 bの平坦面 1 7 2 bとも接合一体化されるに至る。

なお、この際、図 5 3に示すように、シリンダスリーブ 1 6 2 a、 1 6 2 bは、連環状段部 1 6 4に載置されていることによって堅牢に支持されている。このため、摩擦撹拌接合を容易に遂行することができる。

以下、残余のシリンダスリーブ 1 6 2 b〜 1 6 2 dに対して同様の操作を行えば、隣接するシリンダスリーブ 1 6 2 aと 1 6 2 b、 1 6 2 1^と1 6 2 0、 1 6 2 cと 1 6 2 dが互いに接合され、且つブロック本体 1 6 1における連通穴部 1 0 6の内周壁部とシリンダスリ一ブ 1 6 2 a〜 l 6 2 dの外周壁部とが接合された 4気筒のクローズドデッキ型シリンダブロック 1 8 0が得られる（図 5 3参照）。このクローズドデッキ型シリンダブロック 1 8 0は、図 5 3から諒解されるように、ゥォ一夕ジャケット部 1 1 6におけるガスケット面 1 1 4側が閉塞されている。

さらに、シリンダスリーブ 1 6 2 a〜l 6 2 dにおけるガスケット面 1 1 4側の各端面とガスケット面 1 1 4とを摩擦撹拌接合によって接合一体化するようにしてもよい。この際には、図 5 5に示すように、回転体 5 2と、プロ一ブ 5 4とを有する摩擦撹拌接合用工具 5 0を使用し、上記と同様に、図 5 6に矢印 Aとして示すように、プローブ 5 4を、シリンダスリーブ 1 6 2 a〜 1 6 2 dにおけるガスケット面 1 1 4側端面の外周縁部と、ブロック本体 1 6 1との突き合わせ部に沿って変位させる。この変位に伴い、前記外周縁部の肉と、ブロック本体 1 6 1におけるガスケット面 1 1 4の肉とが摩擦熱によって軟化するとともに、プロ —ブ 5 4によって撹拌される。その結果、これらの肉同士が固相接合される。次に、隣接するシリンダスリーブ 1 6 2 aと 1 6 2 b、 1 6 2 bと 1 6 2 c、 1 6 2 cと 1 6 2 dのガスケット面 1 1 4側の各端面同士を摩擦撹拌接合する。この際には、図 5 7の矢印 B〜Dに沿ってプローブ 5 4を変位させるようにすればよい。

このように、ガスケット面 1 1 4側において、ブロック本体 1 6 1とシリンダスリーブ 1 6 2 a〜 1 6 2 d、及ぴ隣接するシリンダスリーブ同士の肉を接合一体化することにより、クローズドデッキ型シリンダブロック 1 8 0の剛性を一層向上させることができる。

この場合、シリンダスリーブ 1 6 2 a〜 1 6 2 dの外周壁部の一部を切断除去するのみであり、ブロック本体 1 6 1ゃシリンダスリーブ 1 6 2 a〜1 6 2 dを大幅に切削除去する必要は特にない。すなわち、廃材の量が著しく少ない。なお、シリンダスリーブ 1 6 2 a〜l 6 2 dのうちの隣接するもの同士の間にウォータジャケット部 1 1 6を設ける必要は特になく、ブロック本体 1 6 1とシリンダスリーブ 1 6 2 a〜l 6 2 dの各々との間にのみウォー夕ジャケット部 1 1 6を設けるようにしてもよい。

また、シリンダスリーブ 1 6 2 a〜l 6 2 dを予め溶接等によって接合し、シリンダスリーブ連結体とした後に連通穴部 1 0 6に揷入するようにしてもよい。第 2実施形態においても、上記第 1実施形態と同様に、ガスケット面 1 1 4側で摩擦撹拌接合用工具 5 0のプローブ 5 4が離脱することに伴って形成された離脱穴を、スタックポル卜穴や水路等に加工することができる。

さらに、第 1実施形態又は第 2実施形態のいずれにおいても、シリンダスリーブ 2 0 a〜2 0 cは、ハイシリコン系アルミニウムからなるものに特に限定されるものではない。例えば、その他のアルミニウム合金からなるものであってもよいし、アルミニウムからなるものであってもよい。別の好適な例としては、マグネシゥム又はマグネシゥム合金からなるシリンダスリーブや、 M M Cスリ一ブ等を挙げることができる。

Claims

請求の範囲

1. 内燃機関のシリンダブロック（10) を構成するブロック本体（18) に設けられたシリンダポア（16) に挿入されるシリンダスリーブ（20 a, 20 b、 20 c) において、

中空状の円筒体部（34 a、 34b、 34 c) と、

前記円筒体部（34 a、 34b, 34 c) の外周壁部から直径方向に沿って外部に延在する方向に突出形成された大径部（36 a、 36 b, 36 c) と、前記大径部（36 a、 36 b、 36 c) の外周壁部に設けられた段部（38 a、 38 b、 38 c) と、

を有し、

隣接するシリンダスリーブ（20 a、 20 b, 20 c) の前記大径部 (36 a, 36 b, 36 c) 同士が前記段部（38 a、 38 b、 38 c) を介して積層されていることを特徴とするシリンダスリーブ（20 a、 20 b、 20 c) 。

2. 請求項 1記載のシリンダスリーブ（ 20 a、 20 b, 20 c) において、前記大径部（36 a 36 b, 36 c) がゥォ一タジャケット部（22) のガスケット面（12) 側を閉塞していることを特徴とするシリンダスリープ（20 a、 20 b、 20 c) 。

3. 内燃機関のシリンダブ口ック (10) を構成するブロック本体 (18) に設けられたシリンダポア (16) に挿入されるシリンダスリーブ（20 a、 20 b、 20 c) において、

中空状の円筒体部（34 a、 34b、 34 c) と、

前記円筒体部（34 a、 34b、 34 c ) の内周壁部が縮径されることによつて設けられた縮径部（44) と、

を有することを特徴とするシリンダスリーブ（20 a、 20 b、 20 c) 。 47

4. 内燃機関のシリンダブロック（10) を構成するブロック本体（18) に設けられたシリンダポア（16) に揷入されるシリンダスリーブ（20 a、 20 b、 20 c) において、

中空状の円筒体部（34 a、 34b、 34 c) と、

前記円筒体部（34 a、 34b、 '34 c) の外周壁部から直径方向に沿って外部に延在する方向に突出形成された大径部（36 a、 36 b, 36 c) と、を有することを特徴とするシリンダスリーブ（20 a、 20 b, 20 c) 。

5. 請求項 4記載のシリンダスリーブ（20 a、 20 b, 20 c) において、前記大径部（36 a、 36 b, 36 c) の外周壁部に設けられた段部（ 38 a、 38 b、 38 c) を有することを特徵とするシリンダスリーブ（20 a、 20 b, 20 c) 。

6. 請求項 3〜5のいずれか 1項に記載のシリンダスリーブ（20 a、 20 b、 20 c) において, 前記縮怪部（44) がテーパ状に縮径したテ一パ部（46) を有することを特徴とするシリンダスリーブ（20 a. 20 b、 20 c) 。 7. 第 1の部材に設けられた挿入用孔部の内壁と、前記揷入用孔部に挿入された中空な第 2の部材の外壁とを摩擦撹拌接合によつて接合する摩擦撹拌接合方法であって、

前記第 2の部材の内壁に前記揷入用孔部の開口端部から離間するに従つて縮幅されたテ一パ部（46) を有する縮幅部（44) を設け、

前記テ一パ部（46) に摩擦撹拌接合用工具（50) のプローブ（54) を当接させた後、前記摩擦撹拌接合用工具（50) を前記テ一パ部（46) に沿って移動させ、

前記プローブ（54) の回転動作によって生じる摩擦熱にて前記第 2の部材のテ一パ部（46) 及び外壁の各肉と、前記第 1の部材における前記揷入用孔部の内壁の肉とを軟化させるとともに撹拌して摩擦撹拌接合し、

前記プローブ（54) を前記テーパ部（46) から離脱させた後、前記縮幅部 (44) を除去することを特徴とする摩擦撹拌接合方法。

8. 請求項 7記載の摩擦撹拌接合方法において、前記プローブ（54) を前記揷入用孔部の内壁から離間させた後に前記テ一パ部（46) から離脱させ、この離脱により形成された離脱穴を前記縮幅部（44) とともに除去することを特徴とする摩擦撹拌接合方法。

9. 請求項 7又は 8記載の摩擦撹拌接合方法において、前記第 1の部材として内燃機関のシリンダブ口ック (10) を構成するブロック本体 (18) を使用し、前記挿入用孔部としてのシリンダポア（16) に前記第 2の部材としてのシリンダスリーブ（20 a、 20 b, 20 c) を挿入して前記摩擦撹拌接合を遂行することを特徴とする摩擦撹拌接合方法。

10. 回転動作する摩擦撹拌接合用工具（50) を突き当て部が形成されたワークに埋没させる工程と、

前記摩擦撹拌接合用工具（50) 又は前記ワークの少なくともいずれか一方を移動させることにより、前記摩擦撹拌接合用工具 (50) を前記突き当て部に沿つて変位させることに伴って、前記突き当て部の肉を摩擦熱にて軟化させるとともに前記摩擦撹拌接合用工具（50) によって撹拌することで接合する工程と、前記接合の後に前記摩擦撹拌接合用工具（50) を前記ワークから離脱させる工程と、

を有し、

少なくとも前記摩擦撹拌接合用工具（50) を離脱させることによって形成される離脱穴（Yl、 Υ2、 Υ3) を加工して穴部を設けることを特徴とする摩擦撹拌接合方法。

11. 請求項 10記載の接合方法において、前記穴部として、ねじ穴を設けることを特徴とする摩擦撹拌接合方法。 12. 請求項 11記載の接合方法において、前記ワークが内燃機関を構成するシリンダブロック（10) であり、且つ前記ねじ穴がスタツトボルト穴（24 a、 24b、 24 c, 24d、 24 e、 24 f、 24g、 24h) であることを特徴とする摩擦撹拌接合方法。 13. 請求項 10記載の接合方法において、前記ワークが内燃機関を構成するシリンダブロック (10) であり、且つ前記穴部として、オイル穴、ノック穴、ダウエルピン穴を設けることを特徴とする摩擦撹拌接合方法。

14. プロック本体（18) と、前記ブロック本体 (18) のシリンダポア (16) に挿入されたシリンダスリーブ（20 a、 20 b、 20 c) との当接部を、回転動作する摩擦撹拌接合用工具（50) によって摩擦撹拌接合してシリンダプロック（10) とする摩擦撹拌接合方法であって、

前記ブロック本体（18) 又は前記シリンダスリーブ（20 a、 20 b、 20 c) の少なくともいずれか一方に前記摩擦撹拌接合用工具 (50) を埋没させ、前記摩擦撹拌接合用工具（50) を前記当接部に沿って変位させることに伴つて、前記当接部の肉を摩擦熱にて軟化させるとともに前記摩擦撹拌接合用工具

(50) によって撹拌することで前記当接部を接合する工程と、

前記接合の後に前記摩擦撹拌接合用工具（50) を前記当接部又は前記シリンダスリーブ（20 a、 20 b、 20 c) から離脱させる工程と、

を有し、

前記摩擦撹拌接合用工具（50) を、前記ブロック本体（18) と前記シリンダスリーブ（20 a、 20 b、 20 c) との間のウォー夕ジャケット部（ 22 ) と連通する水路（90 a、 90 b、 90 c、 90 d 90 e、 90 f、 90 g、 90h、 90 i、 90 j ) を設ける箇所で離脱させることを特徴とする摩擦撹拌接合方法。

15. 請求項 14記載の摩擦撹拌接合方法において、前記シリンダスリーブ (20 a、 20 b、 20 c) として円筒部（34 a、 34b、 34 c) と大径部 (36 a、 36 b、 36 c) とを有するものを用い、前記大径部（36 a、 36 b、 36 c) を前記ブロック本体（18) に設けられた載置部（30) に載置することによって前記円筒部（34 a、 34 b、 34 c) と前記シリンダポア（1 6) との間に形成された間隙をゥォ一タジャケット部 (22) とするとともに、前記ブロック本体（18) のガスケット面（12) と前記大径部（36 a、 36 b、 36 c) とを摩擦撹拌接合して、少なくとも該大径部（36 a、 36 b、 3 6 c ) に前記水路（90 a、 90 b、 90 c、 90 d、 90 e、 90 f、 90 g、 90 h、 90 i、 90 j ) を設けることを特徴とする摩擦撹拌接合方法。 16. シリンダボア (16) が設けられたブロック本体 (18) と、前記シリンダポア (16) に挿入されたシリンダスリーブ（20 a、 20 b, 20 c) とを摩擦撹拌接合することによってシリンダプロック（10) を得るシリンダプロック（10) の製造方法であって、

回転動作する摩擦撹拌接合用工具（50) を前記シリンダスリーブ（20 a、 20 b、 20 c) の内周壁部側から埋没させて前記シリンダポァ ( 16) の内周壁まで到達させる工程と、

前記摩擦撹拌接合用工具（50) を移動させることにより、前記シリンダスリーブ（20 a、 20 b、 20 c) の肉と前記ブロック本体（18) の肉とを摩擦熱にて軟化させるとともに前記摩擦撹拌接合用工具（50) によって撹拌することで前記シリンダスリーブ（20 a、 20 b, 20 c) と前記ブロック本体（1 8) とを接合する工程と、

前記接合の後に前記摩擦撹拌接合用工具（50) を離脱させる工程と、を有し、前記摩擦撹拌接合用工具（50) は、前記シリンダポア（16) に挿入されるピストン（80) の側周壁部に嵌着されたピストンリング（86 a) の下死点よりも下方となる箇所で前記シリンダスリーブ（20 a、 20 b、 20 c) から離脱されることを特徴とするシリンダブロック（10) の製造方法。

17. 請求項 16記載の製造方法において、前記摩擦撹拌接合用工具（50) は、前記ピストン（80) のスカート部（82) の下死点よりも下方となる箇所で前記シリンダスリ一ブ（ 20 a、 20 b、 20 c ) から離脱されることを特徴とするシリンダブロック (10) の製造方法。

18. 請求項 16又は 17記載の製造方法において、さらに、前記ブロック本体 (18) のガスケット面（12) と、前記シリンダスリーブ (20 a, 20 b, 20 c) のガスケット面（12) 側端面とを摩擦撹拌接合する工程を有することを特徴とするシリンダブロック（10) の製造方法。

19. 直径方向に窪んだ段部 (110) を有するシリンダポア (106) 、及びガスケット面（114) に設けられた摩擦撹拌接合用工具離脱部（130) を具備するプロック本体 (102) と、前記シリンダポア (106) に挿入されたシリンダスリーブ (104) とを摩擦撹拌接合することによってシリンダブ口ック（100) を得るシリンダブロック（100) の製造方法であって、

回転動作する摩擦撹拌接合用工具（50) を前記シリンダスリーブ（104) の内周壁部側から埋没させて前記シリンダポア (106) の内周壁まで到達させる工程と、

前記摩擦撹拌接合用工具（50) を移動させることにより、前記シリンダスリーブ（104) の肉と前記ブロック本体（102) の肉とを摩擦熱にて軟化させるとともに前記摩擦撹拌接合用工具（50) によって撹拌することで前記シリンダスリーブ（104) と前記ブロック本体（102) とを接合する工程と、前記接合の後に前記摩擦撹拌接合用工具（50) を離脱させる工程と、を有し、

前記摩擦撹拌接合用工具（50) は、前記シリンダスリーブ（104) の内周壁部から前記摩擦撹拌接合用工具離脱部（130) に移動された後に該摩擦撹拌接合用工具離脱部（130) から離脱されることを特徴とするシリンダブロック (100) の製造方法。

20. 請求項 19記載の製造方法において、前記シリンダスリーブ（104) の一端部（104 a) を、前記シリンダポア（106) に挿入された際に該シリンダポア（106) から突出させるとともに前記摩擦撹拌接合用工具離脱部（1 32) の内壁部に当接させ、

前記シリンダスリーブ (104) と前記ブロック本体（102) とを接合した後、前記摩擦撹拌接合用工具（50) を、突出した前記一端部（104 a) まで移動させて該一端部（104 a) を介して前記摩擦撹拌接合用工具離脱部（13 2) から離脱させ、

さらに、前記摩擦撹拌接合用工具離脱部（132) が離脱した前記一端部（1 04 a) を除去して前記シリンダスリーブ (104) の上端面の位置を前記ガスケット面（1 14) と揃える工程を有することを特徴とするシリンダプロック (100) の製造方法。 21. 請求項 19又は 20記載の製造方法において、さらに、前記ブロック本体 (102) のガスケット面 (1 14) と、前記シリンダスリーブ (104) のガスケット面（114) 側端面とを摩擦撹拌接合する工程を有することを特徴とするシリンダブロック (100) の製造方法。 22. 円筒部材（105 a、 105 b, 105 c) と、前記円筒部材（105 a、 105 b, 105 c) の外周壁部に接合された閉塞部材（142) とを有し、ブロック本体（140) に設けられたシリンダポア（106) 内に挿入された際、前記ブロック本体（140) に設けられたウォー夕ジャケット部（116) におけるガスケット面（1 14) 側の開口を前記閉塞部材（142) が閉塞することに伴つてクローズドデッキ型シリンダブロックを構成するクローズドデッキ型シリンダブロック用シリンダスリ一ブの製造方法であって、

前記円筒部材（105 a、 105 b、 105 c ) を挿入可能な第 1挿入部（ 1 52 a、 152 b、 152 c ) と、前記閉塞部材（ 142 ) を揷入可能な第 2挿入部（154) とを有する治具（150) を使用して、前記第 1揷入部（152 a、 152 b、 152 c) に前記円筒部材（105 a、 105 b、 105 c) を挿入するとともに、前記第 2揷入部（154) に前記閉塞部材（142) を挿入し、

前記円筒部材（105 a、 105 b、 105 c) と前記閉塞部材（142) とを摩擦撹拌接合によって接合することを特徴とするクローズドデッキ型シリンダブロック用シリンダスリ一ブの製造方法。

23. 請求項 22記載の製造方法において、前記円筒部材（105 a、 105 b、 105 c) の外周壁部に支持用段部（160) を設け、且つ前記治具（15 0 ) の前記第 1挿入部（152 a、 152 b、 152 c) に前記円筒部材（ 10 5 a.、 105 b、 105 c) を挿入した際に前記支持用段部を露呈させ

該支持用段部（160) に前記閉塞部材（142) を載置して前記円筒部材 (105 a、 105 b、 105 c) と前記閉塞部材 (142) との摩擦撹拌接合を遂行することを特徴とするク口一ズドデッキ型シリンダブ口ック用シリンダスリーブの製造方法。

24. ブロック本体（140) と、前記ブロック本体（140) に設けられたシリンダポア (106) 内に挿入された円筒部材（105 a、 105 b、 105 c) と、前記ブロック本体（140) と前記円筒部材（105 a、 105 b、 1 05 c) との間に設けられたウォー夕ジャケット部（1 16) と、前記ウォー夕ジャケット部（1 16) の前記ブロック本体（140) におけるガスケット面 (1 14) 側を閉塞する閉塞部材（142) とを備えるクローズドデッキ型シリンダブロックの製造方法であつて、

前記円筒部材（105 a、 105 b, 105 c ) と前記閉塞部材（ 142 ) とを摩擦撹拌接合によって互いに接合する工程と、

前記ブロック本体と前記閉塞部材（142) とを摩擦撹拌接合によって互いに接合する工程と、

を有することを特徴とするク口一ズドデッキ型シリンダブ口ックの製造方法。

25. 請求項 24記載の製造方法において、前記円筒部材（105 a、 105 b、 105 c) と前記閉塞部材（142) との摩擦撹拌接合を、前記円筒部材 (105 a、 105 b、 105 c) を挿入可能な第 1挿入部（ 152 a、 152 b、 152 c) と、前記閉塞部材（142) を挿入可能な第 2挿入部（154) とを有する治具 (150) を使用して、前記第 1挿入部 (152 a, 152 b, 152 c) に前記円筒部材（105 a、 105 b、 105 c) を揷入するとともに、前記第 2挿入部（154) に前記閉塞部材（142) を揷入して遂行し、その後、前記閉塞部材 (142) が接合された前記円筒部材 (105 a, 10 5 b、 105 c) を前記ブロック本体 (140) の前記シリンダポア (106) に挿入して前記プロック本体（140) と前記閉塞部材（142) との摩擦撹拌接合を遂行することを特徵とするクローズドデッキ型シリンダブロックの製造方法。

26. 請求項 25記載の製造方法において、前記円筒部材（105 a、 105 b、 105 c) の外周壁部に支持用段部（160) を設け、且つ前記治具（15 0 ) の前記第 1揷入部（152 a、 152 b、 152 c) に前記円筒部材（ 10 5 a、 105 b、 105 c) を挿入した際に前記支持用段部（ 160 ) を露呈させ、

該支持用段部（160) に前記閉塞部材（142) を載置して前記円筒部材 (105 a, 105 b, 105 c) と前記閉塞部材（142) との摩擦撹拌接合を遂行することを特徴とするクローズドデッキ型シリンダブ口ックの製造方法。

27. 請求項 25記載の製造方法において、前記ブロック本体（140) 又は前記円筒部材（105 a、 105 b、 105 c) の外周壁部の少なくともいずれか一方に支持用段部（160) を設け、

該支持用段部（160) に前記閉塞部材（142) を載置して、前記円筒部材 (105 a, 105 b, 105 c ) と前記閉塞部材（ 142 ) との摩擦撹拌接合と、前記ブロック本体と前記閉塞部材（142) との摩擦撹拌接合を遂行することを特徴とするクローズドデッキ型シリンダブ口ックの製造方法。 28. 円筒部材（105 a、 105 b、 105 c) と、前記円筒部材（105 a、 105 b, 105 c) の外周壁部に接合された閉塞部材（142) とを有し、ブロック本体（140) に設けられたシリンダポア（106) 内に揷入された際、前記ブロック本体（140) に設けられたウォー夕ジャケット部（116) におけるガスケット面（1 14) 側の開口を前記閉塞部材（142) が閉塞することに伴ってクローズドデッキ型シリンダブロックを構成するクローズドデッキ型シリンダブ口ック用シリンダスリーブの製造方法であって、

第 1挿入部（152 a、 152 b, 152 c) 第 2揷入部（154) 及び第 3挿入部（156) を有する治具（150) を使用して、前記第 1揷入部（15 2 a、 152 b、 1 52 c) に前記円筒部材（105 a、 105 b、 105 c) 、前記第 2挿入部（154) に前記閉塞部材（142) 、前記第 3挿入部（15 6) に摩擦撹拌接合用工具離脱部材（134) をそれぞれ挿入した後、前記円筒部材（105 a、 105 b、 105 c) と前記閉塞部材（142) とを摩擦撹拌接合によって接合する工程と、

摩擦撹拌接合を終了した摩擦撹拌接合用工具（50) を前記摩擦撹拌接合用ェ具離脱部材（132) から離脱させることを特徴とするクローズドデッキ型シリンダブロック用シリンダスリ一ブの製造方法。

29. 請求項 28記載の製造方法において、前記円筒部材（105 a、 105 b、 105 c) の外周壁部に支持用段部（160) を設け、且つ前記治具（15 0 ) の前記第 1揷入部（152 a、 152 b、 152 c) に前記円筒部材（ 10 5 a、 105 b, 105 c) を揷入した際に前記支持用段部（160) を露呈させ、

該支持用段部（160) に前記閉塞部材（142) を載置して前記円筒部材 (105 a、 105 b、 105 c) と前記閉塞部材（142) との摩擦撹拌接合を遂行することを特徴とするクローズドデッキ型シリンダブロック用シリンダスリーブの製造方法。 30. 請求項 28又は 29記載の製造方法において、複数個の前記円筒部材 (105 a, 105 b, 105 c) を予め連結させておくことを特徴とするクローズドデッキ型シリンダブ口ック用シリンダスリーブの製造方法。

31. ブロック本体（161) とシリンダスリーブ（162 a、 162 b、 1 62 c, 162 d) との間の間隙にウォータジャケット部（1 16) が形成され、且つ前記ウォータジャケット部（1 16) のガスケット面（1 14) 側端部が閉塞されたクローズドデッキ型シリンダブ口ックの製造方法であつて、

直径方向に窪んだ段部（166) と、前記シリンダスリーブ（162 a、 16

2 b、 162 c, 162 d) の一端面を載置するための載置部（164) を有するシリンダポア（106) が設けられたブロック本体（161) を作製する工程と、

前記シリンダポア（106) に前記シリンダスリーブ（162 a、 162 b、 162 c、 162 d) を挿入し、該シリンダスリーブ（162 a、 162 b, 1 62 c、 162 d) の一端面を前記載置部（164) に載置するとともに、該シリンダスリーブ（162 a、 162 b, 162 c, 162 d) の外周壁部と前記段部（166) との間に前記ウォー夕ジャケット部（1 16) を形成する工程と、前記シリンダスリーブ（ 162 a、 162 b、 162 c、 162 d) と前記シリンダポア（106) の内周壁部とを摩擦撹拌接合することによってシリンダブロックを得る工程と、

を有することを特徴とするクローズドデッキ型シリンダブ口ックの製造方法。

32. 請求項 31記載の製造方法において、さらに、前記シリンダポア（10 6) に挿入された前記シリンダスリーブ（162 a、 162 b、 162 c、 16 2 d) のガスケット面（114) 側端面と、前記ブロック本体（161) のガスケット面（1 14) とを摩擦撹拌接合する工程を有することを特徴とするクローズドデッキ型シリンダブロックの製造方法。 33. 請求項 31又は 32記載の製造方法において、前記シリンダスリーブ (162 a、 162 b、 162 c、 162 d) .の外周壁部に平坦面（ 186 a、 186 b, 186 c、 186 d) を設け、前記シリンダポア (106) 内で隣接する前記シリンダスリーブ（162 a、 162 b、 162 c、 162 d) 同士を、前記平坦面 (186 a、 186 b、 186 c、 186 d) を介して当接させることを特徴とするクローズドデッキ型シリンダブロックの製造方法。

34. 請求項 33記載の製造方法において、前記平坦面（186 a、 186 b, 186 c、 186 d) に、前記シリンダスリーブ（162 a、 162 b、 162 c、 162 d) の直径方向に窪んでウォータジャケット部 (116) として機能する凹部（170 a、 170 b、 170 c、 170 d、 174 b, 174 c) を設けることを特徴とするクロ一ズドデッキ型シリンダブロックの製造方法。