JP2007120359A - シリンダブロック、エンジン及びエンジンの組付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】分割タイプのシリンダブロックにおいてヘッドボルトの締付けに伴うシリンダボアの変形を抑制する。
【解決手段】シリンダブロック１２はシリンダボア１６，１７が配列されたシリンダライナ１５と、シリンダライナ１５を囲む外側壁１９を有し、かつ外側壁１９には配列方向Ｘに沿って複数のボルト締結部３１，３２が設けられたシリンダブロック本体１４とを備える。そして、各ボルト締結部３１，３２に螺合されたヘッドボルトにより、アッパデッキ部１８がシリンダヘッド及び外側壁１９に締結される。配列方向Ｘの両端部分に位置するボルト締結部３１は、外側壁１９の外面２２Ａから配列方向Ｘに直交する方向へ膨出する第１膨出部３１Ａを含む。配列方向Ｘの中間部分に位置するボルト締結部３２は、外面２２Ａから第１膨出部３１Ａと同一方向へ膨出し、かつ第１膨出部３１Ａよりも大きな体積を有する第２膨出部３２Ａを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、シリンダライナがシリンダブロック本体とは別部材により構成された分割型のシリンダブロックに関する。また、本発明は、上記シリンダブロックを用いたエンジン、及びそのエンジンの組付け方法に関するものである。

多気筒エンジンのシリンダブロックとして、シリンダライナとシリンダブロック本体とに分割されたタイプが考えられている。シリンダライナには複数のシリンダボアが列をなした状態で設けられている。また、シリンダライナの上端部にはアッパデッキ部が設けられている。一方、シリンダブロック本体には、上記シリンダライナを囲む四角枠状の外側壁が設けられている。外側壁には、シリンダボアの配列方向に沿って複数のボルト締結部が設けられている。各ボルト締結部には、ヘッドボルトが螺合されるボルト穴、又はヘッドボルトが挿通される貫通孔が形成されている。

上記分割タイプのシリンダブロックを用いたエンジンでは、その組付けに際し、外側壁によって囲まれる空間にシリンダライナが収容され、アッパデッキ部が外側壁上に重ねられる。さらに、アッパデッキ部上にシリンダヘッドガスケット及びシリンダヘッドが順に配置される。そして、シリンダヘッド、シリンダヘッドガスケット及びアッパデッキ部を通して各ボルト締結部に螺合又は挿通されたヘッドボルトを締めることにより、シリンダライナがアッパデッキ部においてシリンダブロック本体に締結されてシリンダブロックが構成される。また、シリンダヘッドがシリンダヘッドガスケットを介して上記シリンダブロックに締結される。

なお、本発明にかかる先行技術文献としては以下の特許文献１が挙げられる。
特開平１０−１６９５０３号公報

ところが、上述した分割タイプのシリンダブロックを用いたエンジンでは、その組付けに際しヘッドボルトを締付けてゆくと、ボルト軸力により、シリンダブロック本体において、シリンダボアの配列方向についての両端部分が中間部分よりもシリンダヘッド側へ大きく引張られる。シリンダブロック本体のシリンダヘッドとは反対側の端部（下端部）は、上記配列方向の中央部分でシリンダヘッドから最も離れ、同中央部分から両端部分に向かうにつれてシリンダヘッドに近づくような弓なり状に変形する。アッパデッキ部において、シリンダブロック本体及びシリンダヘッド間に固定されたシリンダライナも同様に変形する。これに伴い、ヘッドボルトによる締結前には真円度の高かったシリンダボアの断面形状が略楕円形に変形して真円度が悪化する。特に、分割タイプのシリンダブロックでは、シリンダライナのアッパデッキ部とは反対側の端部がシリンダブロック本体の底部から分離されていることから、同シリンダライナ（シリンダボアを含む）がシリンダヘッドとは反対側ほど大きく変形する傾向にある。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ヘッドボルトの締付けに伴うシリンダボアの変形を抑制することのできるシリンダブロック、エンジン及びエンジンの組付け方法を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、複数のシリンダボアが列をなした状態で設けられたシリンダライナと、前記シリンダライナを囲む外側壁を有し、かつ同外側壁には前記シリンダボアの配列方向に沿って複数のボルト締結部が設けられたシリンダブロック本体とを備え、前記各ボルト締結部に螺合又は挿通されたヘッドボルトにより、前記シリンダライナの端部のデッキ部がシリンダヘッド及び前記外側壁に締結されるシリンダブロックにおいて、前記配列方向の両端部分に位置するボルト締結部は、前記外側壁の外面から前記配列方向に直交する方向へ膨出する第１膨出部を含む一方、前記配列方向の中間部分に位置するボルト締結部は、前記外面から前記第１膨出部と同一方向へ膨出し、かつ同第１膨出部よりも大きな体積を有する第２膨出部を含むものであるとする。

上記の構成によれば、エンジンの組付けに際し、シリンダブロック本体の外側壁によって囲まれた空間にシリンダライナが収容される。外側壁にシリンダライナ端部のデッキ部、及びシリンダヘッドが順に重ねられる。ヘッドボルトがシリンダヘッド及びデッキ部に挿通され、外側壁のボルト締結部に螺合又は挿通される。ヘッドボルトの締付けにより、デッキ部が外側壁及びシリンダヘッドによって挟まれて締結される。この締結により、シリンダライナがデッキ部においてシリンダブロック本体に固定されてシリンダブロックが構成されるとともに、このシリンダブロックにシリンダヘッドが固定される。

ところで、複数のシリンダボアの配列方向の両端部分に位置するボルト締結部は、外側壁の外面から同配列方向に直交する方向へ膨出する第１膨出部を含み、配列方向の中間部分に位置するボルト締結部は、前記外面から第１膨出部と同一方向へ膨出する第２膨出部を含んでいる。ここで、第２膨出部の体積が第１膨出部の体積と同じであると仮定した場合、各ヘッドボルトを締付けてゆくと、ボルト軸力により、シリンダボアの配列方向についての両端部分に位置するボルト締結部が中間部分に位置するボルト締結部よりも多くシリンダヘッド側へ引張られる。そして、シリンダブロック本体のシリンダヘッドとは反対側の端部は、上記配列方向の中央部分から両端部分に向かうにつれてシリンダヘッドに近づくように弓なり状に変形しようとする。これは、上記配列方向について中間部分のボルト締結部の剛性が両端部分のボルト締結部の剛性に比べ低いためと考えられる。デッキ部において、シリンダブロック本体及びシリンダヘッド間に固定されたシリンダライナも上記と同様の傾向で変形しようとする。

この点、請求項１に記載の発明では、第２膨出部が第１膨出部よりも大きな体積を有していて、配列方向中間部分のボルト締結部の剛性が高められている。配列方向についての中間部分と両端部分とでボルト締結部の剛性の差が小さくなっている。そのため、各ヘッドボルトが均一のボルト軸力にて締付けられた場合、上記のように両端部分のボルト締結部が中間部分のボルト締結部よりも多く引張られて、シリンダヘッドとは反対側の端部が弓なり状となる現象が抑制される。シリンダボアがヘッドボルトの締結前に円形の断面形状を有するものである場合には、ヘッドボルトの締結後に、同断面形状が略楕円形に変形して真円度が悪化する現象が抑制される。

なお、上記の作用及び効果は、例えば請求項２に記載の発明によるように、ヘッドボルトの軸線に沿う方向についての第２膨出部の少なくとも一部に、同軸線に直交する面での断面積が第１膨出部よりも大きな部分を設けることで実現される。

また、上記断面積の大きな部分を設けるために、例えば請求項３に記載の発明によるように、ヘッドボルトの軸線に沿う方向についての第２膨出部の少なくとも一部に、ヘッドボルトの周りに第１膨出部よりも大きな肉厚を有する部分を設けてもよい。

請求項４に記載の発明では、シリンダブロック及びシリンダヘッドを備え、前記シリンダブロックが、複数のシリンダボアが列をなした状態で設けられたシリンダライナと、前記シリンダライナを囲む外側壁を有し、かつ同外側壁には前記シリンダボアの配列方向に沿って複数のボルト締結部が設けられたシリンダブロック本体とを備え、前記各ボルト締結部に螺合又は挿通されたヘッドボルトにより、前記シリンダライナの端部のデッキ部が前記シリンダヘッド及び前記外側壁に締結されるエンジンであって、前記配列方向の両端部分に位置するボルト締結部では、中間部分のボルト締結部よりも小さなボルト軸力にて前記ヘッドボルトが締付けられているとする。

また、請求項５に記載の発明では、シリンダブロック及びシリンダヘッドを備え、前記シリンダブロックが、複数のシリンダボアが列をなした状態で設けられたシリンダライナと、前記シリンダライナを囲む外側壁を有し、かつ同外側壁には前記シリンダボアの配列方向に沿って複数のボルト締結部が設けられたシリンダブロック本体とを備えるエンジンに適用され、前記各ボルト締結部に螺合又は挿通されたヘッドボルトを締付けることにより、前記シリンダライナの端部のデッキ部を前記シリンダヘッド及び前記外側壁に締結するようにしたエンジンの組付け方法であって、前記配列方向の両端部分に位置するボルト締結部では、中間部分のボルト締結部よりも小さなボルト軸力にて前記ヘッドボルトを締付けるようにしている。

上記請求項４又は５に記載の発明では、エンジンの組付けに際し、上記請求項１に記載の発明と同様に、シリンダブロック本体の外側壁にシリンダライナ端部のデッキ部、及びシリンダヘッドが順に重ねられ、ヘッドボルトの締付けにより、デッキ部が外側壁及びシリンダヘッドによって挟まれて締結される。

ここで、全てのヘッドボルトが仮に均一のボルト軸力にて締付けられるとすると、シリンダボアの配列方向についての両端部分に位置するボルト締結部が中間部分に位置するボルト締結部よりも多くシリンダヘッド側へ引張られる。そして、シリンダブロック本体のシリンダヘッドとは反対側の端部は、上記配列方向の中央部分から両端部分に向かうにつれてシリンダヘッドに近づくように弓なり状に変形しようとする。これは、上記配列方向について中間部分のボルト締結部の剛性が両端部分のボルト締結部の剛性に比べ低いためと考えられる。デッキ部において、シリンダブロック本体及びシリンダヘッド間に固定されたシリンダライナも上記と同様の傾向で変形しようとする。

この点、請求項４又は５に記載の発明では、上記配列方向について両端部分のボルト締結部では中間部分のボルト締結部よりも低いボルト軸力にてヘッドボルトが締付けられる。そのため、各ヘッドボルトの締付けに伴い、上記のように両端部分のボルト締結部が中間部分のボルト締結部よりも多く引張られて、シリンダヘッドとは反対側の端部が弓なり状となる現象が抑制される。シリンダボアがヘッドボルトの締結前に円形の断面形状を有するものである場合には、ヘッドボルトの締結後に、同断面形状が略楕円形に変形して真円度が悪化する現象が抑制される。

（第１実施形態）
以下、本発明を、自動車用ガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）に具体化した第１実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。対象となるエンジンは、ピストンの気筒（シリンダボア）での往復直線運動をクランク機構によって回転運動に変換して、出力軸であるクランクシャフトを回転させるタイプのエンジン、いわゆるレシプロエンジンである。これ加え、列をなして配置された３つ以上のシリンダボアを有するエンジンが前提となる。

図１に示すように、エンジン１１はシリンダブロック１２、シリンダヘッド１３及びシリンダヘッドガスケット（以下、単に「ガスケット」という）２６を備えて構成されている。まず、これらの構成部品について説明する。

図１及び図２に示すように、シリンダブロック１２はシリンダブロック本体１４及びシリンダライナ１５を備えている。
シリンダライナ１５には、複数のシリンダボアが列をなした状態で設けられている。ここでは、複数のシリンダボアを区別するために、それらの配列方向Ｘの両端に位置するものをシリンダボア１６といい、中間に位置するものをシリンダボア１７というものとする。各シリンダボア１６，１７は、円形の断面形状を有する孔によって構成されている。シリンダライナ１５の上端部外側には、板状のアッパデッキ部１８が一体に形成されている。シリンダライナ１５は、アッパデッキ部１８を含めた全体が鋳鉄等の耐摩耗性に優れた金属材料によって形成されている。

シリンダブロック本体１４はシリンダブロック１２の多くの部分を占めるものであり、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の比重の比較的小さな金属材料によって一体に形成されている。シリンダブロック本体１４の上部は外側壁１９によって構成されている。外側壁１９は、配列方向Ｘに平行な一対の壁部２２，２２と、配列方向Ｘに直交して両壁部２２，２２の端部をつなぐ一対の壁部２１，２１とからなり、全体として略四角枠状をなしている。外側壁１９は、上記シリンダライナ１５においてアッパデッキ部１８を除く部分を取り囲み、同部分との間にウォータジャケット２３（図３〜図５参照）を形成する。ウォータジャケット２３は、シリンダブロック本体１４、シリンダライナ１５等を冷却するための冷却水の通路である。また、外側壁１９はアッパデッキ部１８が載置される箇所でもある。

シリンダブロック本体１４の下端部には、クランクシャフト２４を回転可能に支持するためのジャーナル部２５が設けられている。なお、クランクシャフト２４には、図示しないコネクティングロッドを介して複数のピストンが連結され、これらのピストンが上述したシリンダボア１６，１７に往復動可能に収容される。

シリンダヘッド１３は、各シリンダボア１６，１７において上記ピストンとの間で、燃料及び空気の混合気を燃焼するための燃焼室（図示略）を構成する。シリンダヘッド１３には、燃焼室に空気を導入するための吸気ポートが設けられるとともに、燃焼室で発生した燃焼ガスを導出するための排気ポートが設けられている。そのほかにも、シリンダヘッド１３には、上記吸・排気ポートをそれぞれ開閉する吸・排気バルブや、これらの吸・排気バルブを駆動する動弁機構等が設けられている。

ガスケット２６は、上記燃焼室で生じた燃焼ガスがアッパデッキ部１８及びシリンダヘッド１３間の隙間を通じてエンジン１１の外部へ漏れ出るのを抑制すべく同隙間をシールするためのものであり、それらのアッパデッキ部１８及びシリンダヘッド１３間に配置される。

次に、上記シリンダブロック本体１４、シリンダライナ１５、ガスケット２６及びシリンダヘッド１３を締結するための締結構造について説明する。この締結構造では、複数本、より詳しくは１気筒（シリンダボア１６，１７）当りに４本の同一規格のヘッドボルトが用いられる。これらのヘッドボルトを区別するために、配列方向Ｘについて各壁部２２の両端に位置するものをヘッドボルト２７といい、中間に位置するものをヘッドボルト２８というものとする。これらのヘッドボルト２７，２８は、外側壁１９の高さ方向に平行に配置された状態で使用される（図５参照）。

また、図６に示すように、各壁部２２には、ヘッドボルト２７によって締結される複数のボルト締結部３１と、ヘッドボルト２８によって締結される複数のボルト締結部３２とが上記配列方向Ｘに沿って設けられている。

前者のボルト締結部３１は配列方向Ｘについて壁部２２の両端部に位置している。表現を変えると、ボルト締結部３１は外側壁１９の四隅に位置している。各ボルト締結部３１は、壁部２２の外面２２Ａから配列方向Ｘに直交する方向（図６の上方又は下方）へ膨出する第１膨出部３１Ａを一部に含んでいる。また、第１膨出部３１Ａは壁部２１の外面２１Ａから配列方向Ｘに沿う方向（図６の左方又は右方）へも膨出している。こうした第１膨出部３１Ａは、いずれも壁部２１，２２の全高にわたって形成されていて柱状をなしている（図１及び図２参照）。

各ボルト締結部３１は、壁部２２の上端面において開口して下方へ延びるボルト穴３３を有している。各ボルト穴３３は、壁部２２の外面２２Ａを通る仮想平面Ｐ１を跨いでおり、その一部（図では略半分）が第１膨出部３１Ａ内に入り込んでいる。各ボルト穴３３の内壁面の少なくとも下部には雌ねじ（図示略）が形成されている。

図８（Ｂ）に示すように、各第１膨出部３１Ａにおけるボルト穴３３の周りの肉厚ｔ１は、そのボルト穴３３の周方向のどの箇所においても略同一に設定されている。そのため、ヘッドボルト２７の軸線Ｌ（図１参照）に直交する面での各第１膨出部３１Ａの断面形状は、軸線Ｌに沿う方向（壁部２２の高さ方向）のどの箇所においても同一となっている。

図６に示すように、後者のボルト締結部３２は、いずれも配列方向Ｘについて壁部２２の中間部分、より詳しくは、配列方向Ｘに直交し、かつ隣合うシリンダボア１６，１７間を通る仮想平面Ｐ２上に位置している。各ボルト締結部３２は、上記外面２２Ａから配列方向Ｘに直交する方向へ膨出する第２膨出部３２Ａを一部に含んでいる。こうした第２膨出部３２Ａは、いずれも壁部２２の全高にわたって形成されていて柱状をなしている（図１及び図２参照）。

各ボルト締結部３２は、壁部２２の上端面において開口して下方へ延びるボルト穴３４を有している。各ボルト穴３４は、上記ボルト締結部３１のボルト穴３３と略同一の深さを有している。各ボルト穴３４は、上記仮想平面Ｐ１を跨いで設けられており、その一部が第２膨出部３２Ａ内に入り込んでいる。各ボルト穴３４の内壁面の少なくとも下部には雌ねじ（図示略）が形成されている。

図８（Ａ）に示すように、各第２膨出部３２Ａにおけるボルト穴３４の周りの肉厚ｔ２は、そのボルト穴３４の周方向のどの箇所においても略同一に設定されている。そのため、ヘッドボルト２８の軸線Ｌに直交する面での各第２膨出部３２Ａの断面形状は、軸線Ｌに沿う方向（壁部２２の高さ方向）のどの箇所においても同一となっている。

さらに、本実施形態では、第１膨出部３１Ａ及び第２膨出部３２Ａについて、ｔ２＞ｔ１の関係が満たされるように、肉厚ｔ１，ｔ２がそれぞれ設定されている。例えば、肉厚ｔ２は肉厚ｔ１よりも２ｍｍ程度大きな値とすることができる。また、図９（Ｂ），（Ａ）に示すように、両膨出部３１Ａ，３２Ａについて、ヘッドボルト２７，２８の軸線Ｌに直交する面での断面積をそれぞれＳ１，Ｓ２とすると、上記肉厚ｔ１，ｔ２の設定により、両断面積Ｓ１，Ｓ２の間には、Ｓ２＞Ｓ１の関係が満たされている。

ここで、上述したように、両膨出部３１Ａ，３２Ａは、（ｉ）壁部２２の全高にわたって形成されていている、（ii）壁部２２の高さ方向のどの箇所においても同一の断面形状を有している。これらのことから、第１膨出部３１Ａと第２膨出部３２Ａとを比較した場合、第２膨出部３２Ａは第１膨出部３１Ａの体積Ｖ１よりも大きな体積Ｖ２を有していることとなる。そのため、第２膨出部３２Ａ、ひいてはボルト締結部３２の剛性は、その体積Ｖ２がボルト締結部３１の体積Ｖ１と同一である場合に比べて高くなっている。

なお、図２に示すように、アッパデッキ部１８及びガスケット２６の上記ボルト穴３３，３４に対応する箇所にはそれぞれボルト挿通孔３５，３６が設けられている。また、シリンダヘッド１３の上記ボルト穴３３，３４に対応する箇所にもボルト挿通孔（図示略）が設けられている。

次に、上記締結構造により、シリンダブロック本体１４、シリンダライナ１５、ガスケット２６及びシリンダヘッド１３を締結して、エンジン１１を組付ける方法について説明する。

この組付けに際しては、シリンダブロック本体１４の外側壁１９によって囲まれた空間にシリンダライナ１５のアッパデッキ部１８を除く箇所を配置する。外側壁１９上にアッパデッキ部１８、ガスケット２６及びシリンダヘッド１３を順に配置する。壁部２２のボルト穴３３，３４、アッパデッキ部１８のボルト挿通孔３５、ガスケット２６のボルト挿通孔３６、及びシリンダヘッド１３のボルト挿通孔が同一直線上に位置するように、シリンダライナ１５、ガスケット２６及びシリンダヘッド１３の各位置を合わせる。次に、ヘッドボルト２７，２８を、上記ボルト挿通孔３６，３５に挿通し、回転させてボルト穴３３，３４の雌ねじに螺合させる。ヘッドボルト２７，２８の回転が進むと、締付け力（ボルト軸力）により、アッパデッキ部１８及びガスケット２６が、外側壁１９及びシリンダヘッド１３によって挟まれて締結される。この締結により、シリンダライナ１５がアッパデッキ部１８においてシリンダブロック本体１４に固定されてシリンダブロック１２が構成されるとともに、このシリンダブロック１２にガスケット２６を介してシリンダヘッド１３が固定される。

ところで、仮に各第１膨出部３１Ａの体積Ｖ１と各第２膨出部３２Ａの体積Ｖ２とが同一であるとした場合、各ヘッドボルト２７，２８を均一のボルト軸力にて締付けてゆくと、ボルト締結部３１がボルト締結部３２よりも多く上側（シリンダヘッド１３側）へ引張られる。そして、シリンダブロック本体１４の下端部（反シリンダヘッド１３側の端部）は、図３において二点鎖線で示すように、配列方向Ｘの中央部分で最も低く、この中央部分から両端部分に向かうにつれて高くなるように、すなわちシリンダヘッド１３に近づくように、下に凸の弓なり状に変形しようとする。

これは、上記配列方向Ｘについて中間部分に位置するボルト締結部３２の剛性が両端部分に位置するボルト締結部３１の剛性に比べ低く、その剛性の差が大きいためと考えられる。外側壁１９では、配列方向Ｘに平行な一対の壁部２２，２２が、それらの両端部において壁部２１，２１によって相互に連結された形態を採っている。配列方向Ｘについて壁部２２の中間部分では、こうした連結構造は採られていない。このことから、壁部２２では、壁部２１によって連結されている部分、すなわち配列方向Ｘについての両端部分で剛性が高く、連結されていない部分、すなわち配列方向Ｘについての中間部分で剛性が低くなっている。これに伴い、上述したように、ボルト締結部３２の剛性がボルト締結部３１の剛性に比べ低くなっている。

そして、上記剛性の相違により、シリンダブロック本体１４が下に凸の弓なり状に変形しようとすると、アッパデッキ部１８において、外側壁１９及びシリンダヘッド１３間に固定されたシリンダライナ１５も上記と同様の傾向で変形しようとする。シリンダライナ１５が変形すると、それに伴いヘッドボルト２７，２８による締結前には真円度の高かったシリンダボア１６，１７の断面形状が略楕円形に変形して真円度が悪化する。ただし、配列方向Ｘについての両端のシリンダボア１６と中間部分のシリンダボア１７とでは変形の形態が異なる。図７において二点鎖線で示すように、中間部分のシリンダボア１７については、その長軸が配列方向Ｘに略平行となるように変形する。両端のシリンダボア１６については、その長軸が配列方向Ｘに略直交するように変形する。特に、中間部分のシリンダボア１７では両端部分のシリンダボア１６に比べて変形の度合いが大きい。

なお、分割タイプのシリンダブロック１２では、シリンダライナ１５の上端部のアッパデッキ部１８がシリンダブロック本体１４に固定されている反面、同シリンダライナ１５の下端部（アッパデッキ部１８とは反対側の端部）がシリンダブロック本体１４の内底部から分離されている。このことから、シリンダライナ１５が下側ほど大きく変形しようとする傾向にある。これに伴いシリンダボア１６，１７も変形する。ただし、同一のシリンダボア１６，１７では、その位置に拘わらず同様の傾向をもって変形する。例えば、中間部分のシリンダボア１７では、上述したように長軸が配列方向Ｘに略平行となるように変形するところ、その変形の度合いがシリンダボア１７の上端部分で小さく、下部になるほど大きくなる。

この点、本実施形態では、第２膨出部３２Ａが第１膨出部３１Ａの体積Ｖ１よりも大きな体積Ｖ２を有していて、同第２膨出部３２Ａを含むボルト締結部３２の剛性が高められている。各壁部２２に関し、配列方向Ｘについての両端部分と中間部分とでボルト締結部３１，３２の剛性の差が小さくなっている。そのため、各ヘッドボルト２７，２８が均一のボルト軸力にて締付けられた場合、上記のように両端部分のボルト締結部３１が中間部分のボルト締結部３２よりも多く引張られて、シリンダブロック本体１４の下端部が弓なり状となる現象が抑制される。ヘッドボルト２７，２８の締結前に円形の断面形状を有するシリンダボア１６，１７について、ヘッドボルト２７，２８の締結後に、同断面形状が略楕円形に変形して真円度が悪化する現象が抑制される。

そして、全てのヘッドボルト２７，２８の締付けを終えると、シリンダライナ１５、外側壁１９、アッパデッキ部１８等によって囲まれた空間（ウォータジャケット２３）が形成される。

このようにして組立てられたエンジン１１では、シリンダブロック本体１４及びシリンダライナ１５の変形が抑制されることから、シリンダボア１６，１７の各真円度の悪化に伴う各種不具合、すなわち、シリンダボア１６，１７の壁面のピストンリングとの摩擦が大きくなってフリクションロスが増大し、燃費の悪化を招く現象が抑制される。また、クランクケースからシリンダボア１６，１７及びピストン間の隙間を通って燃焼室内へ漏出し、かつ燃焼により消費されるオイルの量が増大する現象が抑制される。

以上詳述した第１実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）配列方向Ｘの両端部分に位置するボルト締結部３１、及び中間部分に位置するボルト締結部３２が、壁部２２の外面２２Ａから配列方向Ｘに直交する方向へ膨出する第１膨出部３１Ａ及び第２膨出部３２Ａを含む分割タイプのシリンダブロック１２において、第２膨出部３２Ａの体積Ｖ２を第１膨出部３１Ａの体積Ｖ１よりも大きく設定している。こうすることで、壁部２２の両端部分（ボルト締結部３１）と中間部分（ボルト締結部３２）との間で生ずる剛性の差を小さくしている。

そのため、ヘッドボルト２７，２８の締付けに伴い、配列方向Ｘについて両端部分のボルト締結部３１が中間部分のボルト締結部３２よりも多く引張られてシリンダブロック本体１４の下端部が弓なり状に変形し、それに伴いシリンダボア１６，１７の断面形状が略楕円形に変形して真円度が悪化する現象を抑制することができる。

（２）ボルト締結部３２の剛性を高める手段として、壁部２２の内面に厚肉部を設けることも考えられるが、この場合には、厚肉部の分ウォータジャケット２３の容積が小さくなる。この点、本実施形態では壁部２２の外面２２Ａに第２膨出部３２Ａを設けている。そのため、上記ウォータジャケット２３の容積を確保しつつボルト締結部３２の剛性を高めることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態について、図１０及び図１１を参照して説明する。第２実施形態では、第１膨出部３１Ａ及び第２膨出部３２Ａの形態についての関係が第１実施形態と異なっている。詳しくは、第２膨出部３２Ａにおけるボルト穴３４の周りの肉厚ｔ２が第１膨出部３１Ａにおけるボルト穴３３の周りの肉厚ｔ１と略同一に設定されている。これに伴い、第２膨出部３２Ａの断面積Ｓ２が第１膨出部３１Ａの断面積Ｓ１と略同一となっている。

ここで、上述したように、両膨出部３１Ａ，３２Ａは、（ｉ）壁部２２の全高にわたって形成されていている、（ii）壁部２２の高さ方向のどの箇所においても同一の断面形状を有している。これらのことから、第２膨出部３２Ａは第１膨出部３１Ａの体積Ｖ１と略同一の体積Ｖ２を有していることとなる。そのため、第２膨出部３２Ａ、ひいてはボルト締結部３２の剛性は、第１実施形態とは異なり、第１膨出部３１Ａ（ボルト締結部３１）よりも低くなっている。

上記のように、両膨出部３１Ａ，３２Ａが略同一の体積Ｖ１，Ｖ２を有するボルト締結部３１，３２において、仮にヘッドボルト２７，２８を均一のボルト軸力にて締付けてゆくと、ボルト締結部３１，３２間の剛性差により、両端のボルト締結部３１が中間のボルト締結部３２よりも多く上側へ引張られる。そして、シリンダブロック本体１４の下端部は、第１実施形態と同様に、上記配列方向Ｘの中央部分から両端部分に向かうにつれて高くなるように弓なり状に変形しようとする。アッパデッキ部１８において、外側壁１９及びシリンダヘッド１３間に固定されたシリンダライナ１５も上記と同様の傾向で変形しようとする。シリンダライナ１５が変形すると、それに伴いヘッドボルト２７，２８による締結前には真円度の高かったシリンダボア１６，１７の断面形状が略楕円形に変形して真円度が悪化する。

これに対しては、第２実施形態では、エンジン１１の組付けに際し、ヘッドボルト２７，２８のボルト軸力を、ボルト締結部３１とボルト締結部３２とで異ならせている。詳しくは、配列方向Ｘについて両端部分に位置するボルト締結部３１では、中間部分に位置するボルト締結部３２でのヘッドボルト２８のボルト軸力Ｆ２よりも低いボルト軸力Ｆ１にてヘッドボルト２７を締付けるようにしている。ただし、ボルト軸力Ｆ１は、ガスケット２６によるシール面圧を確保し得る大きさに設定されている。

なお、エンジン１１の組付け作業に関し、上記ヘッドボルト２７，２８の締付けに関する変更点以外の点は第１実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。
そのため、ボルト締結部３１，３２間の剛性の差が大きくても、上記のように両端部分のボルト締結部３１が中間部分のボルト締結部３２よりも多く引張られて、下端部が弓なり状となる現象が抑制される。ヘッドボルト２７，２８の締結前に円形の断面形状を有するシリンダボア１６，１７について、ヘッドボルト２７，２８の締結後に、同断面形状が略楕円形に変形して真円度が悪化する現象が抑制される。真円度の悪化に伴う各種不具合（フリクションの増大、オイル消費量の増大等）の発生が抑制される。

以上詳述した第２実施形態によれば、次の効果が得られる。
（３）分割タイプのシリンダブロック１２を用いたエンジン１１の組付けに際し、配列方向Ｘの両端部分に位置するボルト締結部３１では、中間部分のボルト締結部３２よりも小さなボルト軸力Ｆ１（＜Ｆ２）にてヘッドボルト２７を締付けるようにしている。そのため、両ボルト締結部３１，３２間で剛性の差が大きくても、両端のボルト締結部３１が中間のボルト締結部３２よりも多く引張られてシリンダブロック本体１４の下端部が弓なり状に変形し、それに伴いシリンダボア１６，１７の断面形状が略楕円形に変形して真円度が悪化する現象を抑制することができる。

なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせて実施してもよい。すなわち、第２膨出部３２Ａの体積Ｖ２を第１膨出部３１Ａの体積Ｖ１よりも大きく設定するとともに、ボルト締結部３１ではボルト締結部３２よりも小さなボルト軸力Ｆ１（＜Ｆ２）にてヘッドボルト２７を締付けるようにしてもよい。この場合にも、第１及び第２実施形態と同様の作用及び効果が期待できる。

・シリンダライナ１５は、シリンダボア１６，１７を有する本体部分とアッパデッキ部１８とが別部材により構成され、それらが相互に連結されたものであってもよい。この場合には、本体部分の上端部外側にアッパデッキ部１８を係止する構造が別途必要となる。

また、上記本体部分が、それぞれシリンダボア１６，１７を有する複数の円筒部材によって構成され、それらが嵌合等により相互に連結されたものであってもよい。
・第１実施形態において、壁部２２の外面２２Ａにおいてボルト締結部３２に対応する箇所に別部材を付加することにより、第２膨出部３２Ａを設けてもよい。
・本発明は、４つ以上のシリンダボア１６，１７を有するエンジンにも適用できる。その一態様として、第１実施形態において、５つ以上のシリンダボアを有するエンジンに適用した場合には、配列方向Ｘについての中間部分に位置するボルト締結部３２が３つ以上となる。この場合、「第２膨出部３２Ａの体積Ｖ２が第１膨出部３１Ａの体積Ｖ１よりも大きい」という条件を満たすことを前提に、体積Ｖ２を適宜変更可能である。３つ以上の第２膨出部３２Ａの体積Ｖ２は全て同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。後者の場合、配列方向Ｘについて中央部の第２膨出部３２Ａの体積を最も大きくし、それから離れるに従い第２膨出部３２Ａの体積を小さくしてもよい。

・第１実施形態において、ヘッドボルト２８の長さ方向についての第２膨出部３２Ａの一部にのみ、「Ｓ２＞Ｓ１」の関係を満たす部分を設けてもよい。この態様は、例えば、肉厚ｔ１，ｔ２について、「ｔ２＞ｔ１」となるように設定することで実現可能である。このように変更しても、第１実施形態と同様の作用及び効果が得られる。

・各第１膨出部３１Ａにおけるボルト穴３３の周りの肉厚ｔ１は、そのボルト穴３３の周方向について一様でなくてもよい。同様に、各第２膨出部３２Ａにおけるボルト穴３４の周りの肉厚ｔ２は、そのボルト穴３４の周方向について一様でなくてもよい。

・各ボルト締結部３１，３２におけるボルト穴３３，３４を、内壁面に雌ねじを有しない貫通孔に代えてもよい。この場合には、ヘッドボルト２７，２８としてスルーボルトを用い、これを貫通孔に挿通する。そして、スルーボルトにおいて貫通孔から突出した箇所にナットを螺合させることで、シリンダヘッド等をシリンダブロックに締結する。

本発明を具体化した第１実施形態におけるエンジンの概略斜視図。 エンジンにおけるシリンダブロック本体、シリンダライナ及びガスケットの斜視図。 図１におけるエンジンの縦断面図。 図３における４−４線断面図。 図３における５−５線断面図。 図３における６−６線断面図。 図３における７−７線断面図。 （Ａ），（Ｂ）は第２膨出部及び第１膨出部の各肉厚を説明するための部分平面図。 （Ａ），（Ｂ）は第２膨出部及び第１膨出部の各断面積を説明するための部分平面図。 本発明の第２実施形態におけるエンジンの概略斜視図。 図１０のエンジンの平断面図。

符号の説明

１１…エンジン、１２…シリンダブロック、１３…シリンダヘッド、１４…シリンダブロック本体、１５…シリンダライナ、１６，１７…シリンダボア、１８…アッパデッキ部、１９…外側壁、２１Ａ，２２Ａ…外面、２７，２８…ヘッドボルト、３１，３２…ボルト締結部、３１Ａ…第１膨出部、３２Ａ…第２膨出部、Ｆ１，Ｆ２…ボルト軸力、Ｌ…ヘッドボルトの軸線、Ｓ１，Ｓ２…断面積、ｔ１，ｔ２…肉厚、Ｖ１，Ｖ２…体積、Ｘ…シリンダボアの配列方向。

Claims (5)

1. 複数のシリンダボアが列をなした状態で設けられたシリンダライナと、前記シリンダライナを囲む外側壁を有し、かつ同外側壁には前記シリンダボアの配列方向に沿って複数のボルト締結部が設けられたシリンダブロック本体とを備え、前記各ボルト締結部に螺合又は挿通されたヘッドボルトにより、前記シリンダライナの端部のデッキ部がシリンダヘッド及び前記外側壁に締結されるシリンダブロックにおいて、
   前記配列方向の両端部分に位置するボルト締結部は、前記外側壁の外面から前記配列方向に直交する方向へ膨出する第１膨出部を含む一方、前記配列方向の中間部分に位置するボルト締結部は、前記外面から前記第１膨出部と同一方向へ膨出し、かつ同第１膨出部よりも大きな体積を有する第２膨出部を含むことを特徴とするシリンダブロック。
2. 前記ヘッドボルトの軸線に沿う方向についての前記第２膨出部の少なくとも一部には、同軸線に直交する面での断面積が前記第１膨出部よりも大きな部分が設けられている請求項１に記載のシリンダブロック。
3. 前記ヘッドボルトの軸線に沿う方向についての前記第２膨出部の少なくとも一部には、前記ヘッドボルトの周りに前記第１膨出部よりも大きな肉厚を有する部分が設けられている請求項１又は２に記載のシリンダブロック。
4. シリンダブロック及びシリンダヘッドを備え、
   前記シリンダブロックが、複数のシリンダボアが列をなした状態で設けられたシリンダライナと、前記シリンダライナを囲む外側壁を有し、かつ同外側壁には前記シリンダボアの配列方向に沿って複数のボルト締結部が設けられたシリンダブロック本体とを備え、前記各ボルト締結部に螺合又は挿通されたヘッドボルトにより、前記シリンダライナの端部のデッキ部が前記シリンダヘッド及び前記外側壁に締結されるエンジンであって、
   前記配列方向の両端部分に位置するボルト締結部では、中間部分のボルト締結部よりも小さなボルト軸力にて前記ヘッドボルトが締付けられていることを特徴とするエンジン。
5. シリンダブロック及びシリンダヘッドを備え、
   前記シリンダブロックが、複数のシリンダボアが列をなした状態で設けられたシリンダライナと、前記シリンダライナを囲む外側壁を有し、かつ同外側壁には前記シリンダボアの配列方向に沿って複数のボルト締結部が設けられたシリンダブロック本体とを備えるエンジンに適用され、
   前記各ボルト締結部に螺合又は挿通されたヘッドボルトを締付けることにより、前記シリンダライナの端部のデッキ部を前記シリンダヘッド及び前記外側壁に締結するようにしたエンジンの組付け方法であって、
   前記配列方向の両端部分に位置するボルト締結部では、中間部分のボルト締結部よりも小さなボルト軸力にて前記ヘッドボルトを締付けることを特徴とするエンジンの組付け方法。

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