JP2007196242A - シリンダブロック製造方法及びシリンダブロック - Google Patents
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Abstract
【課題】シリンダブロックに歪みが発生した場合にもシリンダライナが変形しないようなシリンダブロック製造方法及びシリンダブロックの提供。
【解決手段】ピストン２６摺動面を内面に有するシリンダライナ１２を、上型２０、下型２１内に保持して鋳造することで、冷却水を流通させるウォータジャケット１５と、シリンダライナ１２と一体となったシリンダブロック１０を形成する、シリンダブロック製造方法において、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂを、上型２０、及び下型２１により拡径した状態で鋳造する、鋳造工程と、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂから、ウォータジャケット１５の底部１５ａを越える位置まで、シリンダライナ１２の復元力によって、又は強制的に、シリンダボア外筒部１１から剥離させ、空隙を設ける剥離工程と、を含む。
【選択図】図１
【解決手段】ピストン２６摺動面を内面に有するシリンダライナ１２を、上型２０、下型２１内に保持して鋳造することで、冷却水を流通させるウォータジャケット１５と、シリンダライナ１２と一体となったシリンダブロック１０を形成する、シリンダブロック製造方法において、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂを、上型２０、及び下型２１により拡径した状態で鋳造する、鋳造工程と、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂから、ウォータジャケット１５の底部１５ａを越える位置まで、シリンダライナ１２の復元力によって、又は強制的に、シリンダボア外筒部１１から剥離させ、空隙を設ける剥離工程と、を含む。
【選択図】図１
Description
本発明は、エンジンのシリンダブロックの鋳造時にシリンダライナに応力をかけ変形させてシリンダブロックを鋳造することにより、仕上げ加工時にダミーヘッドを用いた場合と同等の加工を実現する技術に関するものである。
近年において、環境に配慮した自動車造りの要求が高まり、世界各国で排気ガス等の規制も厳しくなり、よりクリーンでエネルギー消費の少ない自動車が求められている。
一方で、自動車の運動性能は高いものが求められており、エンジンの出力を犠牲にして燃費の向上を図っても、ユーザーのニーズに応えることはできない。
ところで、エンジンは、シリンダヘッドやシリンダブロック、クランクシャフトやクランクケース、オイルパンなどの複数の部品が組み付けられて構成されており、シリンダブロックのシリンダ内部を摺動するピストンの往復運動をクランクシャフトによって回転運動に変えることによって、動力を取り出している。
そして、エンジンのメカロスの大部分は、ピストン周りの摺動抵抗によるものだと言われており、この摺動抵抗の低減が、エンジンの出力を犠牲にしない燃費の向上へ繋がることになる。
一方で、自動車の運動性能は高いものが求められており、エンジンの出力を犠牲にして燃費の向上を図っても、ユーザーのニーズに応えることはできない。
ところで、エンジンは、シリンダヘッドやシリンダブロック、クランクシャフトやクランクケース、オイルパンなどの複数の部品が組み付けられて構成されており、シリンダブロックのシリンダ内部を摺動するピストンの往復運動をクランクシャフトによって回転運動に変えることによって、動力を取り出している。
そして、エンジンのメカロスの大部分は、ピストン周りの摺動抵抗によるものだと言われており、この摺動抵抗の低減が、エンジンの出力を犠牲にしない燃費の向上へ繋がることになる。
ピストン周りの摺動抵抗は、主にピストンの有するピストンリングとシリンダブロックの有するシリンダ内壁面との真円度等の形状精度に寄るところが大きい。
ところが、シリンダブロックの有するシリンダ内壁面の形状精度は、仕上げ加工時に高精度の仕上げを行っても、シリンダブロックにシリンダヘッドを組み付ける際に発生する歪みによって悪化するため問題となる。
この歪みは、シリンダヘッドをシリンダブロックに組み付ける際に、ヘッドボルトで数十ｋＮもの高トルクで締め付けることによって発生するものである。
この歪み発生の問題を解決する方法としては、従来からダミーヘッドを組み付けて仕上げ加工することで、対処する方法が知られている。
ところが、シリンダブロックの有するシリンダ内壁面の形状精度は、仕上げ加工時に高精度の仕上げを行っても、シリンダブロックにシリンダヘッドを組み付ける際に発生する歪みによって悪化するため問題となる。
この歪みは、シリンダヘッドをシリンダブロックに組み付ける際に、ヘッドボルトで数十ｋＮもの高トルクで締め付けることによって発生するものである。
この歪み発生の問題を解決する方法としては、従来からダミーヘッドを組み付けて仕上げ加工することで、対処する方法が知られている。
ダミーヘッドを用いた加工は、その名の通りシリンダヘッドの代わりとなるダミーヘッドを組み付けた上で、シリンダブロックを加工する。
このように加工することで、実際にエンジンとして組み上げた際のボア真円度を高めることが可能となる。
このようなダミーヘッドを用いたエンジンブロックの加工は、比較的高い真円度が実現できるため、レース用エンジンのチューニングでは良く行われている手法である。
しかし、ダミーヘッドをシリンダブロックに組み付ける手間や、加工後に取り外す手間等があり、工程を増やす必要があるためコストがかかり、市販車のエンジンにこの方法を採用することは難しい。
なお、ダミーヘッドを用いたシリンダブロックの加工方法に関しては、特許文献３乃至特許文献５に記載されている。
このように加工することで、実際にエンジンとして組み上げた際のボア真円度を高めることが可能となる。
このようなダミーヘッドを用いたエンジンブロックの加工は、比較的高い真円度が実現できるため、レース用エンジンのチューニングでは良く行われている手法である。
しかし、ダミーヘッドをシリンダブロックに組み付ける手間や、加工後に取り外す手間等があり、工程を増やす必要があるためコストがかかり、市販車のエンジンにこの方法を採用することは難しい。
なお、ダミーヘッドを用いたシリンダブロックの加工方法に関しては、特許文献３乃至特許文献５に記載されている。
一方、ダミーヘッドを用いずに、このような歪みの問題を解決するシリンダブロックの加工方法に関しては、特許文献１及び特許文献２に記載されている。
図８は、特許文献１の、荷重付加機構を有した荷重負荷シリンダがシリンダブロックを押圧する様子を示した断面説明図である。
このように、特許文献１に紹介される技術によれば、シリンダブロック１０をホーニング加工する際に、ホーニング装置１０１に備える加重付加用シリンダ１１０によって、シリンダボア外筒部１１を４方向から押圧することで、シリンダブロック１０に図示されないシリンダヘッドを組み付けた際の歪みを考慮した加工が実現できる。
これは、ホーニング加工時に圧力を付加した部分の取り代が多くなる原理を利用したものである。
シリンダブロック１０にシリンダヘッドを組み付けた際に歪みの発生するシリンダボア外筒部１１を、加重付加用シリンダ１１０によって押圧しながらホーニング加工することで、押圧した部分の内側にあたるシリンダボア内径の一部が深く加工される。
このような加工を行ったシリンダブロック１０にシリンダヘッドを組み付けると、深く加工された部分に歪みが発生し、組み付け後には結果的にシリンダボア内径の真円度が高くなるという技術である。
図８は、特許文献１の、荷重付加機構を有した荷重負荷シリンダがシリンダブロックを押圧する様子を示した断面説明図である。
このように、特許文献１に紹介される技術によれば、シリンダブロック１０をホーニング加工する際に、ホーニング装置１０１に備える加重付加用シリンダ１１０によって、シリンダボア外筒部１１を４方向から押圧することで、シリンダブロック１０に図示されないシリンダヘッドを組み付けた際の歪みを考慮した加工が実現できる。
これは、ホーニング加工時に圧力を付加した部分の取り代が多くなる原理を利用したものである。
シリンダブロック１０にシリンダヘッドを組み付けた際に歪みの発生するシリンダボア外筒部１１を、加重付加用シリンダ１１０によって押圧しながらホーニング加工することで、押圧した部分の内側にあたるシリンダボア内径の一部が深く加工される。
このような加工を行ったシリンダブロック１０にシリンダヘッドを組み付けると、深く加工された部分に歪みが発生し、組み付け後には結果的にシリンダボア内径の真円度が高くなるという技術である。
図９は、特許文献２の、シリンダボアの加工方法の工程を説明するブロック図である。
特許文献２に紹介される技術によれば、Ｆ１でボーリング加工及びのホーニング加工を行い、シリンダブロックの有するシリンダボア内径を加工する。その後、Ｂ３でシリンダブロックにシリンダヘッドを固定し、Ｂ４でその状態の真円度を測定する。この真円度測定により、ボルトが存在する方向の半径が減少し、ボルトの中間方向の半径が増大するようにシリンダが歪むことが確認される。
その後、Ｂ５でシリンダブロックを取り外して、Ｂ６（Ｆ２）で測定データを基にシリンダボア内径を非円形形状に加工する。測定データに関しては、前述のようにボルトが存在する方向の半径が減少し、ボルトの中間方向の半径が増大するようにシリンダが歪むデータが得られているので、ボルトが存在する方向の部分の肉を多く加工してやることで、組み付け時に真円となるように加工が可能となる。
このように、真円度測定のデータをフィードバックして加工することで、エンジンブロックがエンジンに組み込まれた際に、エンジンのシリンダボア内径の真円度を保つことが可能となる。
なお、同じ製法で造られる同じ型のシリンダブロックには、同様の歪みが発生するために、Ｂ３〜Ｂ５までの工程は１度行えば、省略が可能となる。したがって、Ｆ１及びＦ２の工程で同様の効果が得られる。
特開２０００―２７１８５３号公報
特開２０００―２９１４８７号公報
特許第２６３６４６０号公報
特開２００２―３０７２９１号公報
特開２００５―１９９３７８号公報
特許文献２に紹介される技術によれば、Ｆ１でボーリング加工及びのホーニング加工を行い、シリンダブロックの有するシリンダボア内径を加工する。その後、Ｂ３でシリンダブロックにシリンダヘッドを固定し、Ｂ４でその状態の真円度を測定する。この真円度測定により、ボルトが存在する方向の半径が減少し、ボルトの中間方向の半径が増大するようにシリンダが歪むことが確認される。
その後、Ｂ５でシリンダブロックを取り外して、Ｂ６（Ｆ２）で測定データを基にシリンダボア内径を非円形形状に加工する。測定データに関しては、前述のようにボルトが存在する方向の半径が減少し、ボルトの中間方向の半径が増大するようにシリンダが歪むデータが得られているので、ボルトが存在する方向の部分の肉を多く加工してやることで、組み付け時に真円となるように加工が可能となる。
このように、真円度測定のデータをフィードバックして加工することで、エンジンブロックがエンジンに組み込まれた際に、エンジンのシリンダボア内径の真円度を保つことが可能となる。
なお、同じ製法で造られる同じ型のシリンダブロックには、同様の歪みが発生するために、Ｂ３〜Ｂ５までの工程は１度行えば、省略が可能となる。したがって、Ｆ１及びＦ２の工程で同様の効果が得られる。
しかしながら、従来技術では以下のような問題点があった。
（１）ダミーヘッドを用いた加工では、コスト削減が難しい。
特許文献３乃至特許文献５に示すような、ダミーヘッドを用いた加工は、シリンダヘッドに発生する歪みが、実際にシリンダヘッドを組み付けた状態に近くなるので、精度良い加工が実現できるが、その一方でダミーヘッドの組み付け、取り外しという工程を必要とするので、加工工程を削減することは難しい。
ダミーヘッドは、シリンダヘッドと同じトルクでヘッドボルトによって取り付けられる必要がある。したがって、自動化を進め、ヘッドボルトの代替品でダミーヘッドをシリンダブロックに自動機で締結するにしても、ダミーヘッドをシリンダブロックにセットする工程と、ヘッドボルトを締結、取り外しする工程は無くすことはできないのである。
また、ダミーヘッドとヘッドボルトが消耗するため、定期的にメンテナンスが必要となる。その結果、メンテナンスの人件費や設備維持費も余分に必要となる。
したがって、これらにかかるコストを削減できないため、ダミーヘッドを用いる場合はどうしてもコストが高くなってしまうという問題がある。
（１）ダミーヘッドを用いた加工では、コスト削減が難しい。
特許文献３乃至特許文献５に示すような、ダミーヘッドを用いた加工は、シリンダヘッドに発生する歪みが、実際にシリンダヘッドを組み付けた状態に近くなるので、精度良い加工が実現できるが、その一方でダミーヘッドの組み付け、取り外しという工程を必要とするので、加工工程を削減することは難しい。
ダミーヘッドは、シリンダヘッドと同じトルクでヘッドボルトによって取り付けられる必要がある。したがって、自動化を進め、ヘッドボルトの代替品でダミーヘッドをシリンダブロックに自動機で締結するにしても、ダミーヘッドをシリンダブロックにセットする工程と、ヘッドボルトを締結、取り外しする工程は無くすことはできないのである。
また、ダミーヘッドとヘッドボルトが消耗するため、定期的にメンテナンスが必要となる。その結果、メンテナンスの人件費や設備維持費も余分に必要となる。
したがって、これらにかかるコストを削減できないため、ダミーヘッドを用いる場合はどうしてもコストが高くなってしまうという問題がある。
（２）必要な部分を押圧することが困難である。
特許文献１に示すような、シリンダブロックを押圧する方法では、適切な場所を押圧することができるかどうかが問題となる。
図６に、出願人が調査したシリンダボアの歪みの分布を示した立体斜視図を示す。
横軸は、中央線ＣＬを中心に立体的に描かれたシリンダボア内径１０ｃの歪みの大きさを表し、縦軸はシリンダヘッド側からの高さを示している。
このように歪みは、歪みピーク位置ｈ１で最も大きくなり、ボルト締結部に対応する位置に発生することが分かっている。
したがって、内側に変形する点は、ボルトが存在する方向の半径が減少するという特許文献２の結果と同じ傾向を示しているが、そのピークが発生する位置は、歪みピーク位置ｈ１部分であり、つまり、シリンダボア外筒部１１のクランクシャフト側に近い位置にある。
特許文献１に示すような、シリンダブロックを押圧する方法では、適切な場所を押圧することができるかどうかが問題となる。
図６に、出願人が調査したシリンダボアの歪みの分布を示した立体斜視図を示す。
横軸は、中央線ＣＬを中心に立体的に描かれたシリンダボア内径１０ｃの歪みの大きさを表し、縦軸はシリンダヘッド側からの高さを示している。
このように歪みは、歪みピーク位置ｈ１で最も大きくなり、ボルト締結部に対応する位置に発生することが分かっている。
したがって、内側に変形する点は、ボルトが存在する方向の半径が減少するという特許文献２の結果と同じ傾向を示しているが、そのピークが発生する位置は、歪みピーク位置ｈ１部分であり、つまり、シリンダボア外筒部１１のクランクシャフト側に近い位置にある。
図７に、出願人が立てたシリンダブロックにシリンダヘッドを組み付ける時に発生する力の断面モデル図を示すが、この歪みピーク位置ｈ１は、ウォータジャケット１５の底部１５ａが形成され、ヘッドボルト１６が締結される外壁部１３と、シリンダボア外筒部１１との接続部１７に一致する。
これは、シリンダヘッド１９がガスケット１８を挟んでシリンダブロック１０に組み付けられる際に、ヘッドボルト１６がヘッドボルト締結部１３ａに締結されることで上向きの力Ｆ１を発生し、シリンダヘッド１９が下向きの力Ｆ２を発生するため、接続部１７では、外側に引っ張られる力Ｆ３が発生する。このため接続部１７付近で大きな歪みを発生するのである。ヘッドボルト１６は１気筒辺り４本設けられている場合、図６に示すような歪みは４カ所に発生する。
このように歪みピーク位置ｈ１は接続部１７付近に発生するため、特許文献１のようにシリンダブロック１０を、シリンダヘッド１９組み付け側から押圧したのでは、最も加工したい図６に示す歪みピーク位置ｈ１である接続部１７の付近を加工することは困難である。
これは、シリンダヘッド１９がガスケット１８を挟んでシリンダブロック１０に組み付けられる際に、ヘッドボルト１６がヘッドボルト締結部１３ａに締結されることで上向きの力Ｆ１を発生し、シリンダヘッド１９が下向きの力Ｆ２を発生するため、接続部１７では、外側に引っ張られる力Ｆ３が発生する。このため接続部１７付近で大きな歪みを発生するのである。ヘッドボルト１６は１気筒辺り４本設けられている場合、図６に示すような歪みは４カ所に発生する。
このように歪みピーク位置ｈ１は接続部１７付近に発生するため、特許文献１のようにシリンダブロック１０を、シリンダヘッド１９組み付け側から押圧したのでは、最も加工したい図６に示す歪みピーク位置ｈ１である接続部１７の付近を加工することは困難である。
（３）非円形形状加工に時間がかかる。
特許文献２に示すような、非円形形状に加工する方法では、非円形形状の加工精度と加工時間が問題となる。
一般的な加工において、円形形状の加工は比較的精度の出しやすい加工である。これは加工工具を回転させて加工すれば、精度の出た円形形状が加工できるからである。
しかし、非円形形状加工となると、複雑な制御を行う必要があり、必要な形状となるまでにかなりの時間を要する可能性がある。
実際に図６に示したような立体形状に基づいて、図６のボア内側に向かって凸となる部分を削り、凹となる部分を残すような形で加工していくとなると、細かい制御のできる装置が必要であると考えられ、シリンダライナ１２に耐摺動性の高い堅い金属を使っているので、加工に時間がかかり、精度も出しづらい。
したがって、シリンダブロック１０の生産コストは増大してしまう。
特許文献２に示すような、非円形形状に加工する方法では、非円形形状の加工精度と加工時間が問題となる。
一般的な加工において、円形形状の加工は比較的精度の出しやすい加工である。これは加工工具を回転させて加工すれば、精度の出た円形形状が加工できるからである。
しかし、非円形形状加工となると、複雑な制御を行う必要があり、必要な形状となるまでにかなりの時間を要する可能性がある。
実際に図６に示したような立体形状に基づいて、図６のボア内側に向かって凸となる部分を削り、凹となる部分を残すような形で加工していくとなると、細かい制御のできる装置が必要であると考えられ、シリンダライナ１２に耐摺動性の高い堅い金属を使っているので、加工に時間がかかり、精度も出しづらい。
したがって、シリンダブロック１０の生産コストは増大してしまう。
このように、従来の特許文献１乃至特許文献５の方法では、（１）ダミーヘッドを用いた加工では、コスト削減が難しい、（２）必要な部分を押圧することが困難である、（３）非円形形状加工に時間がかかる、等の問題があった。
これらの問題は、言い換えれば、特許文献１乃至特許文献５の方法では、加工精度を高めることが難しく、実現するにはコストがかかってしまうということを意味する。
シリンダボア内径の変形は、シリンダブロックにシリンダヘッドを組み付ける際に、ヘッドボルトを高い締結力で締め付けることで、シリンダブロックに鋳込まれたシリンダライナも変形してしまうことで起こる。
しかし、ヘッドボルトの締結力を弱めることはできないので、シリンダブロックにシリンダヘッドを組み付けた際に、シリンダライナが変形する構造を解消すれば、前述したようなピストン周りの摺動抵抗を低減でき、エンジン出力を維持したまま燃費向上を実現することが可能となる。
これらの問題は、言い換えれば、特許文献１乃至特許文献５の方法では、加工精度を高めることが難しく、実現するにはコストがかかってしまうということを意味する。
シリンダボア内径の変形は、シリンダブロックにシリンダヘッドを組み付ける際に、ヘッドボルトを高い締結力で締め付けることで、シリンダブロックに鋳込まれたシリンダライナも変形してしまうことで起こる。
しかし、ヘッドボルトの締結力を弱めることはできないので、シリンダブロックにシリンダヘッドを組み付けた際に、シリンダライナが変形する構造を解消すれば、前述したようなピストン周りの摺動抵抗を低減でき、エンジン出力を維持したまま燃費向上を実現することが可能となる。
そこで、本発明ではこのような問題を解決するためになされたものであり、シリンダブロックに歪みが発生した場合にもシリンダライナの変形を抑制できるシリンダブロック製造方法及びシリンダブロックを提供することを課題とする。
前記目的を達成するために、本発明によるシリンダブロック製造方法及びシリンダブロックは以下のような特徴を有する。
（１）ピストン摺動面を内面に有するシリンダライナを、鋳型内に保持して鋳造することで、冷却水を流通させるウォータジャケットと、前記シリンダライナと一体となったシリンダブロックを形成する、シリンダブロック製造方法において、前記シリンダライナのクランクケース側を、前記鋳型により拡径した状態で鋳造する、鋳造工程と、前記シリンダライナのクランクケース側から、前記ウォータジャケットのクランクケース側端部を越える位置まで、前記シリンダライナの復元力によって、又は外力を加えることによって強制的に、前記シリンダブロック本体から剥離させ、空隙を設ける剥離工程と、を含むことを特徴とする。
ここでいう「ウォータジャケットのクランクケース側端部」とは、シリンダブロックにシリンダヘッド側に開口を設けて形成されるウォータジャケットのクランクケース側の端部、すなわちウォータジャケットの底部分のことを指す。
またここでいう「越える位置まで」とは、「空隙」が「ウォータジャケットのクランクケース側端部」よりも、シリンダブロック側に越えて達していることを意味するが、ウォータジャケットのクランクケース側端部」と同じ位置にある場合も含むものとする。
（１）ピストン摺動面を内面に有するシリンダライナを、鋳型内に保持して鋳造することで、冷却水を流通させるウォータジャケットと、前記シリンダライナと一体となったシリンダブロックを形成する、シリンダブロック製造方法において、前記シリンダライナのクランクケース側を、前記鋳型により拡径した状態で鋳造する、鋳造工程と、前記シリンダライナのクランクケース側から、前記ウォータジャケットのクランクケース側端部を越える位置まで、前記シリンダライナの復元力によって、又は外力を加えることによって強制的に、前記シリンダブロック本体から剥離させ、空隙を設ける剥離工程と、を含むことを特徴とする。
ここでいう「ウォータジャケットのクランクケース側端部」とは、シリンダブロックにシリンダヘッド側に開口を設けて形成されるウォータジャケットのクランクケース側の端部、すなわちウォータジャケットの底部分のことを指す。
またここでいう「越える位置まで」とは、「空隙」が「ウォータジャケットのクランクケース側端部」よりも、シリンダブロック側に越えて達していることを意味するが、ウォータジャケットのクランクケース側端部」と同じ位置にある場合も含むものとする。
（２）（１）に記載されるシリンダブロック製造方法において、前記鋳型が、先端がシリンダライナの燃焼室側開口より小径であり、基部が同径である第１凸部を備える第１鋳型と、先端がシリンダライナのクランクケース側開口より小径であり、基部が大径である第２凸部を備える第２鋳型と、を備え、前記第１鋳型の前記第１凸部を、前記第１凸部の基部まで前記シリンダライナの燃焼室側開口に挿入し、前記第２鋳型の前記第２凸部を、前記第２凸部の基部まで前記シリンダライナのクランクケース側開口に挿入した状態で、鋳造することを特徴とする。
（３）ピストン摺動面を内面に有するシリンダライナと、前記シリンダライナを保持するシリンダブロック本体と、を有するシリンダブロックにおいて、前記シリンダライナと、前記シリンダブロック本体との間に、前記シリンダライナのクランクケース側から、ウォータジャケットのクランクケース側端部を越える位置まで、空隙が形成されていることを特徴とする。
このような特徴を有する本発明によるシリンダブロック製造方法及びシリンダブロックにより、以下のような作用、効果が得られる。
（１）シリンダブロック製造方法が、シリンダライナのクランクケース側を、鋳型により拡径した状態で鋳造する、鋳造工程と、シリンダライナのクランクケース側から、ウォータジャケットのクランクケース側端部を越える位置まで、シリンダライナの復元力によって、シリンダブロック本体から剥離し、又は強制的にシリンダブロック本体から剥離させ、空隙を設ける剥離工程とを含むことを特徴としている。
よって、シリンダブロックにシリンダヘッドを組み付ける前には、シリンダブロック本体とシリンダライナの間には、シリンダライナのクランクケース側から、ウォータジャケットのクランクケース側端部を越える位置まで空隙が形成されているので、シリンダブロックにシリンダヘッドを組み付ける際に発生する歪みが、シリンダライナに伝わらず、シリンダライナは変形しない状態を維持することができる。
（１）シリンダブロック製造方法が、シリンダライナのクランクケース側を、鋳型により拡径した状態で鋳造する、鋳造工程と、シリンダライナのクランクケース側から、ウォータジャケットのクランクケース側端部を越える位置まで、シリンダライナの復元力によって、シリンダブロック本体から剥離し、又は強制的にシリンダブロック本体から剥離させ、空隙を設ける剥離工程とを含むことを特徴としている。
よって、シリンダブロックにシリンダヘッドを組み付ける前には、シリンダブロック本体とシリンダライナの間には、シリンダライナのクランクケース側から、ウォータジャケットのクランクケース側端部を越える位置まで空隙が形成されているので、シリンダブロックにシリンダヘッドを組み付ける際に発生する歪みが、シリンダライナに伝わらず、シリンダライナは変形しない状態を維持することができる。
これは、以下に説明するような作用によるものである。
シリンダブロックにシリンダヘッドを組み付ける際に発生する歪みは、前述したように図７に示す、シリンダブロック１０の外壁部１３に備えられたヘッドボルト締結部１３ａが上向きの力Ｆ１で引っ張られ、シリンダボア外筒部１１がシリンダヘッド１９によって下向きの力Ｆ２を受けて、ウォータジャケットのクランクケース側端部、すなわち接続部１７に外側に引っ張られる力Ｆ３が生じることで発生する。
そして外側に引っ張られる力Ｆ３が作用する接続部１７の付近に最も大きな歪みが発生する。これによりシリンダボア外筒部１１の接続部１７付近では内側に膨らむような変形を起こす。
しかし、接続部１７においてシリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２の間に空隙があれば、シリンダボア外筒部１１に発生した歪みの影響を、シリンダライナ１２が直接受けることがなくなり、その結果シリンダライナ１２の変形はほとんどなくなる。
シリンダブロックにシリンダヘッドを組み付ける際に発生する歪みは、前述したように図７に示す、シリンダブロック１０の外壁部１３に備えられたヘッドボルト締結部１３ａが上向きの力Ｆ１で引っ張られ、シリンダボア外筒部１１がシリンダヘッド１９によって下向きの力Ｆ２を受けて、ウォータジャケットのクランクケース側端部、すなわち接続部１７に外側に引っ張られる力Ｆ３が生じることで発生する。
そして外側に引っ張られる力Ｆ３が作用する接続部１７の付近に最も大きな歪みが発生する。これによりシリンダボア外筒部１１の接続部１７付近では内側に膨らむような変形を起こす。
しかし、接続部１７においてシリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２の間に空隙があれば、シリンダボア外筒部１１に発生した歪みの影響を、シリンダライナ１２が直接受けることがなくなり、その結果シリンダライナ１２の変形はほとんどなくなる。
したがって、シリンダブロックがエンジンに組み付けられた際にシリンダブロックに発生した歪みは、最も大きな歪みが発生する部分であるウォータジャケットのクランケース側端部付近に空隙があることで、シリンダライナに歪みが伝わらないため、シリンダブロックの仕上げ加工において高精度にシリンダボアの加工が行われれば、組み付け後もシリンダボアの真円度は高いままに維持することができる。
シリンダライナの真円度が向上すれば、ピストンの摺動抵抗を減少させることが可能となり、エンジン出力を低下させることなく燃費向上を図ることが可能となる。
シリンダライナの真円度が向上すれば、ピストンの摺動抵抗を減少させることが可能となり、エンジン出力を低下させることなく燃費向上を図ることが可能となる。
（２）鋳型が、先端がシリンダライナの燃焼室側開口より小径であり、基部が同径である第１凸部を備える第１鋳型と、先端がシリンダライナのクランクケース側開口より小径であり、基部が大径である第２凸部を備える第２鋳型と、を備え、第１鋳型の第１凸部を、第１凸部の基部までシリンダライナの燃焼室側開口に挿入し、第２鋳型の第２凸部を、第２凸部の基部まで前記シリンダライナのクランクケース側開口に挿入した状態で、鋳造することで、シリンダライナのクランクケース側を拡径させた状態でシリンダブロックを形成することが可能となる。
このように鋳型によって拡径することで、シリンダライナが拡径する量を製品ごとに同じに保つことができるため、シリンダライナに与える応力の量も所定の範囲内に設定することができ、その結果、剥離する量も所定の範囲内に収まるため、空隙も安定して所定の範囲内での形成が可能となる。
必要な空隙を安定して形成できれば、製品の不良率を減らし、生産コストを下げることに貢献することが可能である。
このように鋳型によって拡径することで、シリンダライナが拡径する量を製品ごとに同じに保つことができるため、シリンダライナに与える応力の量も所定の範囲内に設定することができ、その結果、剥離する量も所定の範囲内に収まるため、空隙も安定して所定の範囲内での形成が可能となる。
必要な空隙を安定して形成できれば、製品の不良率を減らし、生産コストを下げることに貢献することが可能である。
（３）シリンダライナと、シリンダブロック本体との間に、シリンダライナのクランクケース側から、ウォータジャケットのクランクケース側端部を越える位置まで、空隙が形成されている。
よって、シリンダブロックとシリンダヘッドがヘッドボルトによって締結された際に、最も歪みが大きく出る場所である、ウォータジャケットのクランクケース側端部に対応する位置で、シリンダブロック本体とシリンダライナの間に空隙があることになる。
この空隙の存在により、シリンダブロックとシリンダヘッドをヘッドボルトで締結した際に、シリンダブロック本体側に発生する歪みを、シリンダライナに伝えることがなく、すなわち、シリンダライナに歪みの影響が出なくなる。
したがって、シリンダブロックがエンジンに組み付けられた際のシリンダライナの真円度を高めることができる。シリンダライナの真円度が向上すれば、ピストンの摺動抵抗を減少させることが可能となり、エンジン出力を低下させることなく燃費向上を図ることが可能となる。
よって、シリンダブロックとシリンダヘッドがヘッドボルトによって締結された際に、最も歪みが大きく出る場所である、ウォータジャケットのクランクケース側端部に対応する位置で、シリンダブロック本体とシリンダライナの間に空隙があることになる。
この空隙の存在により、シリンダブロックとシリンダヘッドをヘッドボルトで締結した際に、シリンダブロック本体側に発生する歪みを、シリンダライナに伝えることがなく、すなわち、シリンダライナに歪みの影響が出なくなる。
したがって、シリンダブロックがエンジンに組み付けられた際のシリンダライナの真円度を高めることができる。シリンダライナの真円度が向上すれば、ピストンの摺動抵抗を減少させることが可能となり、エンジン出力を低下させることなく燃費向上を図ることが可能となる。
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例についての構成を、図面を用いて説明する。
第１実施例のワークは、シリンダブロック１０である。
図１にその断面図を示す。
第１実施例のシリンダブロック１０は一般的なエンジンのシリンダブロックと構成はほぼ同じである。
一般的なものと同様、シリンダブロック１０は、軽量化と熱効率の向上を狙ってアルミニウム合金で鋳造されている。
また、シリンダブロック１０には、シリンダライナ１２がシリンダボア外筒部１１に一体化するように鋳込まれ、エンジンにシリンダブロック１０が組み付けられた際に、このシリンダライナ１２内部を図示しないピストンが摺動する。
以下、本発明の第１実施例についての構成を、図面を用いて説明する。
第１実施例のワークは、シリンダブロック１０である。
図１にその断面図を示す。
第１実施例のシリンダブロック１０は一般的なエンジンのシリンダブロックと構成はほぼ同じである。
一般的なものと同様、シリンダブロック１０は、軽量化と熱効率の向上を狙ってアルミニウム合金で鋳造されている。
また、シリンダブロック１０には、シリンダライナ１２がシリンダボア外筒部１１に一体化するように鋳込まれ、エンジンにシリンダブロック１０が組み付けられた際に、このシリンダライナ１２内部を図示しないピストンが摺動する。
シリンダライナ１２はシリンダライナ１２の肉厚は数ｍｍ程度の円筒であり、ねずみ鋳鉄等の自己潤滑製の高い金属で造られている。シリンダライナ１２は主に円心鋳造法等で製造されるため、比較的均一性は高い。
このシリンダライナ１２をアルミニウム合金製のシリンダブロック１０に鋳ぐるむことで、図示しないピストンの摺動抵抗を抑え、ピストン摺動面の消耗を抑えている。
また、シリンダブロック１０には外壁部１３が設けられ、シリンダボア外筒部１１と外壁部１３の間にウォータジャケット１５が設けられる。
ウォータジャケット１５には、エンジン運転時に冷却水を流し、シリンダライナ１２を冷却する役目がある。
また、シリンダブロック１０にはクランクケース１０ａが一体化して設けられている。
このシリンダライナ１２をアルミニウム合金製のシリンダブロック１０に鋳ぐるむことで、図示しないピストンの摺動抵抗を抑え、ピストン摺動面の消耗を抑えている。
また、シリンダブロック１０には外壁部１３が設けられ、シリンダボア外筒部１１と外壁部１３の間にウォータジャケット１５が設けられる。
ウォータジャケット１５には、エンジン運転時に冷却水を流し、シリンダライナ１２を冷却する役目がある。
また、シリンダブロック１０にはクランクケース１０ａが一体化して設けられている。
一般的なエンジンのシリンダブロックと構成が異なるのは、以下の部分である。
第１実施例の、シリンダブロック１０に備えられるシリンダライナ１２のクランクケース１０ａ側には、シリンダボア外筒部１１との間に空隙１４が設けられている。
この空隙１４は、シリンダライナ１２のクランクケース１０ａ側から、ウォータジャケット１５の底部１５ａを越える空隙高さａまで設けられている。
空隙１４の幅は、ウォータジャケット１５の底部１５ａと同じ高さで、数十μｍ程度の幅があることが望ましい。
第１実施例の、シリンダブロック１０に備えられるシリンダライナ１２のクランクケース１０ａ側には、シリンダボア外筒部１１との間に空隙１４が設けられている。
この空隙１４は、シリンダライナ１２のクランクケース１０ａ側から、ウォータジャケット１５の底部１５ａを越える空隙高さａまで設けられている。
空隙１４の幅は、ウォータジャケット１５の底部１５ａと同じ高さで、数十μｍ程度の幅があることが望ましい。
次に、シリンダブロック１０が、エンジンにどのように組み付けられるかについて説明を行う。
図２に、シリンダブロック１０をエンジンに組み付けた際の模式断面図を示す。
シリンダブロック１０の上面にはシリンダヘッド１９が図示しないヘッドボルト１６によって組み付けられ、対向する面には、クランクキャップ２４が組み付けられる。
シリンダブロック１０の備えるシリンダライナ１２には、ピストン２６が摺動可能に設けられる。
エンジン稼働時には、燃焼室２５で燃料が爆発することで、高温高圧のガスが発生し、そのガスの圧力が、ピストン２６によって、シリンダライナ１２内で摺動するエネルギーに変換され、ピストン２６は往復運動をする。
そして、ピストン２６はコンロッド２７によって、クランクシャフト２８接続されるので、ピストン２６の往復運度はクランクシャフト２８によって回転運動に変えられ、クランクシャフト２８から回転動力を取り出すことが可能となる。
このピストン２６にはピストンリング２９が備えられており、シリンダライナ１２とピストン２６の間の油膜を管理すると共に、燃焼室２５で発生する高温高圧のガスがクランクシャフト２８側に漏れることを防いでいる。
図２に、シリンダブロック１０をエンジンに組み付けた際の模式断面図を示す。
シリンダブロック１０の上面にはシリンダヘッド１９が図示しないヘッドボルト１６によって組み付けられ、対向する面には、クランクキャップ２４が組み付けられる。
シリンダブロック１０の備えるシリンダライナ１２には、ピストン２６が摺動可能に設けられる。
エンジン稼働時には、燃焼室２５で燃料が爆発することで、高温高圧のガスが発生し、そのガスの圧力が、ピストン２６によって、シリンダライナ１２内で摺動するエネルギーに変換され、ピストン２６は往復運動をする。
そして、ピストン２６はコンロッド２７によって、クランクシャフト２８接続されるので、ピストン２６の往復運度はクランクシャフト２８によって回転運動に変えられ、クランクシャフト２８から回転動力を取り出すことが可能となる。
このピストン２６にはピストンリング２９が備えられており、シリンダライナ１２とピストン２６の間の油膜を管理すると共に、燃焼室２５で発生する高温高圧のガスがクランクシャフト２８側に漏れることを防いでいる。
次に、第１実施例のシリンダブロック１０の鋳造工程について説明する。
図３に、鋳造時のシリンダブロックと金型の断面図を示している。
シリンダブロック１０の鋳造には、ダイカスト鋳造法を用いる。もちろん、シリンダブロック１０の形状によっては低圧鋳造法を用いることを妨げないが、ダイカスト鋳造法を用いた方が、大量生産する場合にはコスト的に有利になり、鋳造精度も高い。
鋳造にあたっては、図３に示すように、シリンダブロック１０の上部を形成する上型２０と、下部を形成する下型２１、及び側面を形成する側部分割型２２、２３、等の鋳型を用いる。これらの鋳型は金属製であり、鋳造時にはワークの剥離性を高めるために離型剤が十分に塗布される。
シリンダブロック１０を鋳造する際には、予め造られたシリンダライナ１２を、上型２０と下型２１で保持し、上型２０、下型２１、側部分割型２２、２３等で形成される空間に溶湯を流し込む。
図３に、鋳造時のシリンダブロックと金型の断面図を示している。
シリンダブロック１０の鋳造には、ダイカスト鋳造法を用いる。もちろん、シリンダブロック１０の形状によっては低圧鋳造法を用いることを妨げないが、ダイカスト鋳造法を用いた方が、大量生産する場合にはコスト的に有利になり、鋳造精度も高い。
鋳造にあたっては、図３に示すように、シリンダブロック１０の上部を形成する上型２０と、下部を形成する下型２１、及び側面を形成する側部分割型２２、２３、等の鋳型を用いる。これらの鋳型は金属製であり、鋳造時にはワークの剥離性を高めるために離型剤が十分に塗布される。
シリンダブロック１０を鋳造する際には、予め造られたシリンダライナ１２を、上型２０と下型２１で保持し、上型２０、下型２１、側部分割型２２、２３等で形成される空間に溶湯を流し込む。
この上型２０には、上型凸部２０ａが設けられ、上型凸部２０ａの先端である上型凸部先端２０ａａは、シリンダライナ１２の内径よりも小径で、上型凸部２０ａの基部である上型凸部基部２０ａｂは、シリンダライナ１２の内径と同径である。
また、下型２１には、下型凸部２１ａが設けられ、下型凸部２１ａの先端である下型凸部先端２１ａａは、シリンダライナ１２の内径よりも小径で、下型凸部２１ａの基部である下型凸部基部２１ａｂは、シリンダライナ１２の内径よりも大径である。
また、上型凸部２０ａの上型凸部長さ２０ａｃと下型凸部２１ａの下型凸部長さ２１ａｃの和が、シリンダライナ１２の高さと同じとなっている。
したがって、上型２０の上型凸部２０ａをシリンダライナ１２の燃焼室側開口１２ａに挿入し、下型２１の下型凸部２１ａをシリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂに挿入し、上型凸部先端２０ａａと、下型凸部先端２１ａａが接することで、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂは、下型凸部２１ａによって拡径される。
また、下型２１には、下型凸部２１ａが設けられ、下型凸部２１ａの先端である下型凸部先端２１ａａは、シリンダライナ１２の内径よりも小径で、下型凸部２１ａの基部である下型凸部基部２１ａｂは、シリンダライナ１２の内径よりも大径である。
また、上型凸部２０ａの上型凸部長さ２０ａｃと下型凸部２１ａの下型凸部長さ２１ａｃの和が、シリンダライナ１２の高さと同じとなっている。
したがって、上型２０の上型凸部２０ａをシリンダライナ１２の燃焼室側開口１２ａに挿入し、下型２１の下型凸部２１ａをシリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂに挿入し、上型凸部先端２０ａａと、下型凸部先端２１ａａが接することで、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂは、下型凸部２１ａによって拡径される。
シリンダライナ１２はクランクケース側開口１２ｂが拡径された状態で、上型２０及び下型２１に保持されたまま、溶湯が上型２０、下型２１、側部分割型２２、２３等で形成される空間に流し込まれ、シリンダブロック１０が形成される。
したがって、シリンダライナ１２を有するシリンダブロック１０が形成され、そのシリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂは拡径されている。
ただし、シリンダブロック１０から下型凸部２１ａが抜かれた状態では、シリンダライナ１２に残留応力が付与された状態となっており、元の大きさに縮径しようとする力が働く。
したがって、シリンダライナ１２を有するシリンダブロック１０が形成され、そのシリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂは拡径されている。
ただし、シリンダブロック１０から下型凸部２１ａが抜かれた状態では、シリンダライナ１２に残留応力が付与された状態となっており、元の大きさに縮径しようとする力が働く。
次に、第１実施例のシリンダブロック１０の剥離工程について説明する。
前述したように、シリンダブロック１０の鋳造工程において、シリンダライナ１２を拡径した状態で鋳造しているため、上型２０及び下型２１からシリンダブロック１０を抜いた後では、シリンダライナ１２には残留応力がかかった状態になっている。
さらに、シリンダボア外筒部１１はアルミニウム合金で作られているのに対し、シリンダライナ１２はねずみ鋳鉄で作られており、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２では融点は倍以上も違う。
したがって、鋳造時にシリンダライナ１２とシリンダボア外筒部１１と溶け合うようなことはなく、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２の密着性は高くない。
これらの理由により、剥離工程では、特に外力を与えなくてもシリンダライナ１２に復元力が働き、拡径した部分が縮径することによって、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２は剥離する。
そして、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２が剥離することによって、空隙１４が形成される。
前述したように、シリンダブロック１０の鋳造工程において、シリンダライナ１２を拡径した状態で鋳造しているため、上型２０及び下型２１からシリンダブロック１０を抜いた後では、シリンダライナ１２には残留応力がかかった状態になっている。
さらに、シリンダボア外筒部１１はアルミニウム合金で作られているのに対し、シリンダライナ１２はねずみ鋳鉄で作られており、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２では融点は倍以上も違う。
したがって、鋳造時にシリンダライナ１２とシリンダボア外筒部１１と溶け合うようなことはなく、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２の密着性は高くない。
これらの理由により、剥離工程では、特に外力を与えなくてもシリンダライナ１２に復元力が働き、拡径した部分が縮径することによって、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２は剥離する。
そして、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２が剥離することによって、空隙１４が形成される。
よって、図３の状態で鋳造され、型抜きした後、外力をかけなくても図１のように空隙１４が形成されたシリンダブロック１０が得られることになる。
近年は、シリンダライナ１２とシリンダボア外筒部１１の密着力を高め、冷却効果を高めるために、シリンダライナ１２の外側に細かい凹凸を設けるなどの工夫が成されているものも多い。しかし、空隙１４を設ける部分には、逆に剥離しやすいように凹凸を無くす処理を施しておくことも有効であろう。
さらに、自然剥離だけでは不十分だと考える場合でも、例えば、外力として部分的に加熱してやることでも、シリンダライナ１２とシリンダボア外筒部１１の材質の違いから生まれる熱膨張率の差を利用して、必要な空隙１４を得るなど、様々な方法によりシリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２を剥離することが可能であると考えられる。
近年は、シリンダライナ１２とシリンダボア外筒部１１の密着力を高め、冷却効果を高めるために、シリンダライナ１２の外側に細かい凹凸を設けるなどの工夫が成されているものも多い。しかし、空隙１４を設ける部分には、逆に剥離しやすいように凹凸を無くす処理を施しておくことも有効であろう。
さらに、自然剥離だけでは不十分だと考える場合でも、例えば、外力として部分的に加熱してやることでも、シリンダライナ１２とシリンダボア外筒部１１の材質の違いから生まれる熱膨張率の差を利用して、必要な空隙１４を得るなど、様々な方法によりシリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２を剥離することが可能であると考えられる。
次に、第１実施例の作用効果を説明する。
まず、シリンダブロック１０のシリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２の間に空隙１４が設けられることで、シリンダボア外筒部１１に発生する歪みがシリンダライナ１２に伝わらなくなる。
このため、シリンダヘッド１９を組み付けた際にシリンダボア外筒部１１に発生する歪みの影響は、シリンダライナ１２に及ばなくなる。
したがって、シリンダライナ１２を精度良く加工しておけば、図２に示すシリンダヘッド１９を組み付けた状態になっても、その形状精度は保たれることになる。
この様子を示したのが図５である。
図５は、第１実施例のシリンダブロックの部分断面図であり、（ａ）に、シリンダヘッドを組み付ける前の模式断面図を、（ｂ）に、シリンダヘッドを組み付けた際の模式断面図を示している。
シリンダブロック１０にシリンダヘッド１９を組み付ける前は、図５（ａ）に示すように、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２の間には空隙１４が設けられている。接続部１７の部分を見ても、シリンダボア外筒部１１及びシリンダライナ１２のいずれにも歪みは生じていない。
しかし、シリンダブロック１０にシリンダヘッド１９を組み付けた後は、図５（ｂ）に示すように、シリンダボア外筒部１１には歪みが生じている。しかし、空隙１４を挟んでいるのでシリンダライナ１２にはシリンダボア外筒部１１の歪みの影響は直接伝わらず、シリンダライナ１２は変形していない様子が示されている。
まず、シリンダブロック１０のシリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２の間に空隙１４が設けられることで、シリンダボア外筒部１１に発生する歪みがシリンダライナ１２に伝わらなくなる。
このため、シリンダヘッド１９を組み付けた際にシリンダボア外筒部１１に発生する歪みの影響は、シリンダライナ１２に及ばなくなる。
したがって、シリンダライナ１２を精度良く加工しておけば、図２に示すシリンダヘッド１９を組み付けた状態になっても、その形状精度は保たれることになる。
この様子を示したのが図５である。
図５は、第１実施例のシリンダブロックの部分断面図であり、（ａ）に、シリンダヘッドを組み付ける前の模式断面図を、（ｂ）に、シリンダヘッドを組み付けた際の模式断面図を示している。
シリンダブロック１０にシリンダヘッド１９を組み付ける前は、図５（ａ）に示すように、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２の間には空隙１４が設けられている。接続部１７の部分を見ても、シリンダボア外筒部１１及びシリンダライナ１２のいずれにも歪みは生じていない。
しかし、シリンダブロック１０にシリンダヘッド１９を組み付けた後は、図５（ｂ）に示すように、シリンダボア外筒部１１には歪みが生じている。しかし、空隙１４を挟んでいるのでシリンダライナ１２にはシリンダボア外筒部１１の歪みの影響は直接伝わらず、シリンダライナ１２は変形していない様子が示されている。
シリンダボア外筒部１１の歪みは、前述した通りシリンダブロック１０にシリンダヘッド１９が組み付けられる際に発生する。
図７に示した通り、シリンダブロック１０とシリンダヘッド１９が組み付けられると、シリンダボア外筒部１１が下向きの力Ｆ２によって押されると共に、外壁部１３が上向きの力Ｆ１によって引っ張り上げられる。このため、シリンダボア外筒部１１と外壁部１３の接続部１７は外側に引っ張られる力Ｆ３が発生し、その結果、接続部１７付近で、シリンダボア外筒部１１は、シリンダライナ１２側に座屈し、この部分で最も大きな歪みを発生することになる。
ここで空隙１４が設けられていない場合には、シリンダボア外筒部１１に密着しているシリンダライナ１２も共に歪むことになり、その結果としてシリンダライナ１２も変形を生ずる。
図７に示した通り、シリンダブロック１０とシリンダヘッド１９が組み付けられると、シリンダボア外筒部１１が下向きの力Ｆ２によって押されると共に、外壁部１３が上向きの力Ｆ１によって引っ張り上げられる。このため、シリンダボア外筒部１１と外壁部１３の接続部１７は外側に引っ張られる力Ｆ３が発生し、その結果、接続部１７付近で、シリンダボア外筒部１１は、シリンダライナ１２側に座屈し、この部分で最も大きな歪みを発生することになる。
ここで空隙１４が設けられていない場合には、シリンダボア外筒部１１に密着しているシリンダライナ１２も共に歪むことになり、その結果としてシリンダライナ１２も変形を生ずる。
しかし、空隙１４がシリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂからウォータジャケット１５の底部１５ａを越えて、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２の間に設けられているため、シリンダボア外筒部１１に歪みが発生しても、その歪みはほとんど伝わらずに、シリンダライナ１２は変形せずにすむことになる。
歪みが最も大きくなる位置である歪みピーク位置ｈ１は、接続部１７付近であり、底部１５ａの位置にほぼ対応する。
ただし、空隙１４の空隙高さａは、歪みピーク位置ｈ１での最大歪み量よりも広く空隙１４が設けられるように設定されることが望ましい。
空隙１４の幅が接続部１７でのシリンダボア外筒部１１の歪み量よりも大きく設けられていれば、空隙１４にシリンダボア外筒部１１の歪みは吸収され、シリンダライナ１２には歪みが伝わらず変形しなくなるためである。
なお、図５（ａ）、図５（ｂ）に示した空隙１４は、模式的に大きく示してあるが、実際にはこのようにシリンダライナ１２の厚みほどもある広い空隙１４は必要ない。
図６に示したようなシリンダボア内径１０ｃの歪みは、実際には数十μｍ程度である。よって、空隙１４の幅が、歪みピーク位置ｈ１にて数十μｍ程度であれば足りる。
この空隙１４が接続部１７付近まで存在することによって、ピストン２６周りの摺動抵抗を減らすことが可能であり、すなわちエンジンに発生する摺動抵抗を低減し、燃費の向上を実現すると共に、エンジンの出力を向上させることにも繋がる。
歪みが最も大きくなる位置である歪みピーク位置ｈ１は、接続部１７付近であり、底部１５ａの位置にほぼ対応する。
ただし、空隙１４の空隙高さａは、歪みピーク位置ｈ１での最大歪み量よりも広く空隙１４が設けられるように設定されることが望ましい。
空隙１４の幅が接続部１７でのシリンダボア外筒部１１の歪み量よりも大きく設けられていれば、空隙１４にシリンダボア外筒部１１の歪みは吸収され、シリンダライナ１２には歪みが伝わらず変形しなくなるためである。
なお、図５（ａ）、図５（ｂ）に示した空隙１４は、模式的に大きく示してあるが、実際にはこのようにシリンダライナ１２の厚みほどもある広い空隙１４は必要ない。
図６に示したようなシリンダボア内径１０ｃの歪みは、実際には数十μｍ程度である。よって、空隙１４の幅が、歪みピーク位置ｈ１にて数十μｍ程度であれば足りる。
この空隙１４が接続部１７付近まで存在することによって、ピストン２６周りの摺動抵抗を減らすことが可能であり、すなわちエンジンに発生する摺動抵抗を低減し、燃費の向上を実現すると共に、エンジンの出力を向上させることにも繋がる。
次に、摺動抵抗の低減と燃費の向上の関係について言及しておく。
このピストン２６周りの摺動抵抗は、ピストン２６の外側に設けられるピストンリング２９の張力による部分が大部分を占めている。
ピストンリング２９の働きは、エンジン稼働中に燃焼室２５に発生する高温高圧の燃焼ガスを、クランクシャフト２８側に漏らさないことと、クランクシャフト２８側から供給される潤滑油を、必要以上に燃焼室に入れないようにしながら、シリンダボア内径１０ｃ表面に適正な膜厚を保持して供給する役割を持っている。
したがって、ピストン２６に設けられた溝に嵌め込まれるピストンリング２９は、エンジンに組み付けた際には、シリンダライナ１２の内面にピストンリング２９自身の張力で突っ張るような形で保持され、燃焼ガスを遮断し潤滑油の油膜管理を行うのである。
ピストンリング２９にこのような機能を持たせているため、シリンダボア内径１０ｃの真円度と、ピストン２６の外径の真円度が悪い場合には、燃焼ガスのシールと潤滑油の油膜管理を適正に行うために、ピストンリング２９の張力を強くする必要がある。
このピストン２６周りの摺動抵抗は、ピストン２６の外側に設けられるピストンリング２９の張力による部分が大部分を占めている。
ピストンリング２９の働きは、エンジン稼働中に燃焼室２５に発生する高温高圧の燃焼ガスを、クランクシャフト２８側に漏らさないことと、クランクシャフト２８側から供給される潤滑油を、必要以上に燃焼室に入れないようにしながら、シリンダボア内径１０ｃ表面に適正な膜厚を保持して供給する役割を持っている。
したがって、ピストン２６に設けられた溝に嵌め込まれるピストンリング２９は、エンジンに組み付けた際には、シリンダライナ１２の内面にピストンリング２９自身の張力で突っ張るような形で保持され、燃焼ガスを遮断し潤滑油の油膜管理を行うのである。
ピストンリング２９にこのような機能を持たせているため、シリンダボア内径１０ｃの真円度と、ピストン２６の外径の真円度が悪い場合には、燃焼ガスのシールと潤滑油の油膜管理を適正に行うために、ピストンリング２９の張力を強くする必要がある。
シリンダブロック１０にシリンダヘッド１９を組み付けた際には、図６に示したような歪みが発生し、その歪みは数十μｍ程度になる。したがって、この歪みのことを考慮してシリンダボア内径１０ｃが加工されていない場合は、この歪み分を吸収して、燃焼ガスのシールをすると共に、シリンダボア内径１０ｃ表面に適正な油膜を保持するために、相当のピストンリング２９の張力が必要となるわけである。
この結果、ピストン２６とシリンダボア内径１０ｃ表面の摺動抵抗は高くなる。
逆に、シリンダライナ１２の内径の真円度が高く、ピストン２６の外径の真円度が高く保たれれば、ピストンリング２９の張力は低く設定しても、燃焼ガスのシールと潤滑油の油膜管理は可能となるため、摺動抵抗は低くすることができる。
実際に、シリンダブロック１０にシリンダヘッド１９を組み付けた際の、シリンダライナ１２の内面であるシリンダボア内径１０ｃの歪みが、数μｍ程度に抑えられれば、高い燃費向上効果が得られ、エンジンの出力向上が見込まれる。
このような理由により、シリンダライナ１２に歪みが伝わらず、変形を生じないことが、エンジンの出力を犠牲にしない燃費向上に繋がるのである。
この結果、ピストン２６とシリンダボア内径１０ｃ表面の摺動抵抗は高くなる。
逆に、シリンダライナ１２の内径の真円度が高く、ピストン２６の外径の真円度が高く保たれれば、ピストンリング２９の張力は低く設定しても、燃焼ガスのシールと潤滑油の油膜管理は可能となるため、摺動抵抗は低くすることができる。
実際に、シリンダブロック１０にシリンダヘッド１９を組み付けた際の、シリンダライナ１２の内面であるシリンダボア内径１０ｃの歪みが、数μｍ程度に抑えられれば、高い燃費向上効果が得られ、エンジンの出力向上が見込まれる。
このような理由により、シリンダライナ１２に歪みが伝わらず、変形を生じないことが、エンジンの出力を犠牲にしない燃費向上に繋がるのである。
また、鋳造工程で、上型２０の上型凸部２０ａと下型２１の下型凸部２１ａによって、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂを拡径させて保持し、溶湯を流し込んでシリンダブロック１０を鋳造することで、安定した空隙１４の形成を図る効果がある。
ダイカスト鋳造法を用いる場合には、鋳型には金型を用いる。
金型は、砂型などに比べて寸法管理がしやすく、形状転写性が良いなどのメリットがある。したがって、シリンダライナ１２の拡径の量も所定の拡径量にコントロールすることが可能となる。
ダイカスト鋳造法を用いる場合には、鋳型には金型を用いる。
金型は、砂型などに比べて寸法管理がしやすく、形状転写性が良いなどのメリットがある。したがって、シリンダライナ１２の拡径の量も所定の拡径量にコントロールすることが可能となる。
空隙１４は、必要な空隙高さａだけ形成されることが望ましい。
本来、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２は、前述したように材質が異なるために密着性が悪い。これは、鉄とアルミニウムの融点が倍以上も違い、鋳造時にお互いが溶け合わないためである。また、熱膨張率や熱伝達率などが異なることも密着性が悪いことの原因となっている。
しかし、シリンダブロック１０は、シリンダボア外筒部１１の外側に形成されたウォータジャケット１５によって、シリンダライナ１２の内側で発生する燃焼ガス等による影響を最小限に抑えるために、冷却を必要とする。
そこで、シリンダライナ１２の外側に意図的に凹凸等を設けて密着性を高め、冷却効率を確保している経緯がある。
したがって、不必要に空隙１４を大きく設けると、空隙１４が空気の層となって断熱効果を果たし、この冷却効率を落としてしまうことになる。
本来、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２は、前述したように材質が異なるために密着性が悪い。これは、鉄とアルミニウムの融点が倍以上も違い、鋳造時にお互いが溶け合わないためである。また、熱膨張率や熱伝達率などが異なることも密着性が悪いことの原因となっている。
しかし、シリンダブロック１０は、シリンダボア外筒部１１の外側に形成されたウォータジャケット１５によって、シリンダライナ１２の内側で発生する燃焼ガス等による影響を最小限に抑えるために、冷却を必要とする。
そこで、シリンダライナ１２の外側に意図的に凹凸等を設けて密着性を高め、冷却効率を確保している経緯がある。
したがって、不必要に空隙１４を大きく設けると、空隙１４が空気の層となって断熱効果を果たし、この冷却効率を落としてしまうことになる。
ただし、この冷却が必要な部分は燃焼室２５となるシリンダライナ１２の燃焼室側開口１２ａ側であり、クランクケース側開口１２ｂ側は冷却を必要としない。これは、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂは発生する熱源が遠いことと、クランクシャフト２８側から供給される潤滑油がクーラントの役割を果たし、冷却を助けているためである。
したがって、空隙１４がシリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂ側に設けられる分には、冷却効率にはあまり影響がない。
問題となるのは、空隙１４の空隙高さａが必要以上に長く、燃焼室側開口１２ａ付近まで達してしまう場合である。
したがって、空隙１４がシリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂ側に設けられる分には、冷却効率にはあまり影響がない。
問題となるのは、空隙１４の空隙高さａが必要以上に長く、燃焼室側開口１２ａ付近まで達してしまう場合である。
このような理由があるため、空隙１４の空隙高さａは適正に管理される必要がある。
第１実施例のように、上型２０の上型凸部２０ａと下型２１の下型凸部２１ａによって、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂを所定の大きさに拡径させて保持し、溶湯を流し込んでシリンダブロック１０を鋳造することで、鋳造時にシリンダライナ１２に所定の範囲の応力が与えられ、型抜き後もその部分に所定量の残留応力が残ることになる。
すなわち、鋳造工程で下型凸部基部２１ａｂによって、シリンダライナ１２は同様に拡径されるため、鋳造後には所定の範囲内の残留応力をシリンダライナ１２に付与しておくことが可能となるのである。
このため、後の剥離工程でシリンダボア外筒部１１からシリンダライナ１２を剥離する際には、剥離する量は所定の範囲内で収まることになり、空隙１４の幅、空隙高さａ共に、必要以上剥離せず、所定の範囲で剥離することが可能となる。
場合によっては、シリンダライナ１２の表面を剥離が必要な部分だけ、剥離しやすいように例えば凹凸を無くす等の処理をし、密着が必要な部分には凹凸処理をするなどの工夫をすることで、さらに、空隙１４の形成を助ける効果が得られる。
第１実施例のように、上型２０の上型凸部２０ａと下型２１の下型凸部２１ａによって、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂを所定の大きさに拡径させて保持し、溶湯を流し込んでシリンダブロック１０を鋳造することで、鋳造時にシリンダライナ１２に所定の範囲の応力が与えられ、型抜き後もその部分に所定量の残留応力が残ることになる。
すなわち、鋳造工程で下型凸部基部２１ａｂによって、シリンダライナ１２は同様に拡径されるため、鋳造後には所定の範囲内の残留応力をシリンダライナ１２に付与しておくことが可能となるのである。
このため、後の剥離工程でシリンダボア外筒部１１からシリンダライナ１２を剥離する際には、剥離する量は所定の範囲内で収まることになり、空隙１４の幅、空隙高さａ共に、必要以上剥離せず、所定の範囲で剥離することが可能となる。
場合によっては、シリンダライナ１２の表面を剥離が必要な部分だけ、剥離しやすいように例えば凹凸を無くす等の処理をし、密着が必要な部分には凹凸処理をするなどの工夫をすることで、さらに、空隙１４の形成を助ける効果が得られる。
また、第１実施例によれば、特許文献１や特許文献２に示されるような複雑なホーニング加工をする必要がないため、設備コストを下げることが可能であり、不良率の低減にも寄与する。
これは、シリンダブロック１０とシリンダヘッド１９を組み付ける際に、シリンダボア外筒部１１に歪みが発生しても、シリンダライナ１２には歪みが伝わらず、変形することがないためである。これにより、ホーニング加工は、特許文献１や特許文献２に示されるような、非円形加工を施す必要もなく、シリンダボア内径１０ｃの真円度を高めるように加工を行えば、エンジンとして組み付けた際にも、シリンダボア内径１０ｃはそのままの真円度が得られる。
また、特許文献３乃至特許文献５に示されるようなダミーヘッドを用いる必要がなく、鋳造工程でシリンダライナ１２を拡径し、強制的にシリンダボア外筒部１１から剥離する場合でも剥離工程は加工工程と同時に行うことが可能であるため、加工工程が減り、生産コストの低減を図ることが可能となる。
これによって、製品コストの低減に繋がり、安価で質の高いエンジンの供給が可能となる。
これは、シリンダブロック１０とシリンダヘッド１９を組み付ける際に、シリンダボア外筒部１１に歪みが発生しても、シリンダライナ１２には歪みが伝わらず、変形することがないためである。これにより、ホーニング加工は、特許文献１や特許文献２に示されるような、非円形加工を施す必要もなく、シリンダボア内径１０ｃの真円度を高めるように加工を行えば、エンジンとして組み付けた際にも、シリンダボア内径１０ｃはそのままの真円度が得られる。
また、特許文献３乃至特許文献５に示されるようなダミーヘッドを用いる必要がなく、鋳造工程でシリンダライナ１２を拡径し、強制的にシリンダボア外筒部１１から剥離する場合でも剥離工程は加工工程と同時に行うことが可能であるため、加工工程が減り、生産コストの低減を図ることが可能となる。
これによって、製品コストの低減に繋がり、安価で質の高いエンジンの供給が可能となる。
したがって、第１実施例に示した発明により、以下のような効果が得られる。
（１）ピストン２６摺動面を内面に有するシリンダライナ１２を、上型２０、下型２１内に保持して鋳造することで、冷却水を流通させるウォータジャケット１５と、シリンダライナ１２と一体となったシリンダブロック１０を形成する、シリンダブロック製造方法において、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂを、上型２０、及び下型２１により拡径した状態で鋳造する、鋳造工程と、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂから、ウォータジャケット１５の底部１５ａを越える位置まで、シリンダライナ１２の復元力によって、シリンダボア外筒部１１から剥離させ、空隙を設ける剥離工程と、を含むことを特徴とする。
よって、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２の間には、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂから、ウォータジャケット１５の底部１５ａを越える位置まで空隙１４が形成されているので、シリンダブロック１０にシリンダヘッド１９を組み付ける際に発生する歪みが、シリンダライナ１２に伝わらず、シリンダライナ１２は変形しない状態を維持することができる。
（１）ピストン２６摺動面を内面に有するシリンダライナ１２を、上型２０、下型２１内に保持して鋳造することで、冷却水を流通させるウォータジャケット１５と、シリンダライナ１２と一体となったシリンダブロック１０を形成する、シリンダブロック製造方法において、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂを、上型２０、及び下型２１により拡径した状態で鋳造する、鋳造工程と、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂから、ウォータジャケット１５の底部１５ａを越える位置まで、シリンダライナ１２の復元力によって、シリンダボア外筒部１１から剥離させ、空隙を設ける剥離工程と、を含むことを特徴とする。
よって、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２の間には、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂから、ウォータジャケット１５の底部１５ａを越える位置まで空隙１４が形成されているので、シリンダブロック１０にシリンダヘッド１９を組み付ける際に発生する歪みが、シリンダライナ１２に伝わらず、シリンダライナ１２は変形しない状態を維持することができる。
これは、シリンダブロック１０にシリンダヘッド１９を組み付ける際に発生する歪みは、図６に示したように、ウォータジャケット１５の底部１５ａ、すなわちヘッドボルト締結部を有するシリンダブロック１０の外壁部１３と、シリンダボア外筒部１１の接続部１７で最も大きな歪みが発生するが、シリンダボア外筒部１１側とシリンダライナ１２の間に空隙があれば、シリンダボア外筒部１１に発生した歪みの影響を、シリンダライナ１２が直接受けることがなくなるからである。
したがって、シリンダブロック１０の仕上げ加工において高精度にシリンダボア内径１０ｃの加工を行っておけば、シリンダブロック１０がエンジンに組み付けられた際には、シリンダライナ１２に歪みが伝わらないので、シリンダボア内径１０ｃの真円度は高いままに維持することができる。シリンダライナ１２の真円度が向上すれば、ピストン２６の摺動抵抗を減少させることが可能となり、エンジン出力を低下させることなく燃費向上を図ることが可能となる。
したがって、シリンダブロック１０の仕上げ加工において高精度にシリンダボア内径１０ｃの加工を行っておけば、シリンダブロック１０がエンジンに組み付けられた際には、シリンダライナ１２に歪みが伝わらないので、シリンダボア内径１０ｃの真円度は高いままに維持することができる。シリンダライナ１２の真円度が向上すれば、ピストン２６の摺動抵抗を減少させることが可能となり、エンジン出力を低下させることなく燃費向上を図ることが可能となる。
（２）（１）に記載されるシリンダブロック製造方法において、鋳型が、上型凸部先端２０ａａがシリンダライナ１２の燃焼室側開口１２ａより小径であり、上型凸部基部２０ａｂが同径である上型凸部２０ａを備える上型２０と、下型凸部先端２１ａａがシリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂより小径であり、下型凸部基部２１ａｂが大径である下型凸部２１ａを備える下型２１と、を備え、上型２０の上型凸部２０ａを、上型凸部基部２０ａｂまでシリンダライナ１２の燃焼室側開口１２ａに挿入し、下型２１の下型凸部２１ａを、下型凸部基部２１ａｂまでシリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂに挿入した状態で、鋳造することを特徴とするので、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂを拡径させた状態でシリンダブロック１０を形成することが可能となる。
このように上型２０、及び下型２１によって拡径することで、シリンダライナ１２が拡径する量は下型凸部基部２１ａｂによって定められ、製品ごとに同じに保つことができる。
このため、シリンダライナ１２に与える応力の量も所定の範囲内に設定することができ、その結果、シリンダボア外筒部１１からシリンダライナ１２を剥離する量も所定の範囲内に収まるため、空隙１４も安定して所定の範囲内での形成が可能となる。
必要な空隙１４を安定して形成できれば、製品の不良率を減らし、生産コストを下げることに貢献することが可能である。
このように上型２０、及び下型２１によって拡径することで、シリンダライナ１２が拡径する量は下型凸部基部２１ａｂによって定められ、製品ごとに同じに保つことができる。
このため、シリンダライナ１２に与える応力の量も所定の範囲内に設定することができ、その結果、シリンダボア外筒部１１からシリンダライナ１２を剥離する量も所定の範囲内に収まるため、空隙１４も安定して所定の範囲内での形成が可能となる。
必要な空隙１４を安定して形成できれば、製品の不良率を減らし、生産コストを下げることに貢献することが可能である。
（３）ピストン２６摺動面を内面に有するシリンダライナ１２と、シリンダライナ１２を保持するシリンダボア外筒部１１と、を有するシリンダブロック１０において、シリンダライナ１２と、シリンダボア外筒部１１との間に、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂから、ウォータジャケット１５の底部１５ａを越える位置まで、空隙１４が形成されたことを特徴とする。
よって、シリンダブロック１０とシリンダヘッド１９がヘッドボルト１６によって締結された際に、最も歪みが大きく出る場所である、ウォータジャケット１５のウォータジャケット１５に対応する位置で、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２の間に空隙１４があることになる。
この空隙１４の存在により、シリンダブロック１０とシリンダヘッド１９をヘッドボルト１６で締結した際に、シリンダボア外筒部１１側に発生する歪みを、シリンダライナ１２に伝えることがなく、すなわち、シリンダライナ１２に歪みの影響が出なくなる。
したがって、シリンダブロック１０がエンジンに組み付けられた際のシリンダライナ１２の真円度を高めることができる。シリンダライナ１２の真円度が向上すれば、ピストン２６の摺動抵抗を減少させることが可能となり、エンジン出力を低下させることなく燃費向上を図ることが可能となる。
よって、シリンダブロック１０とシリンダヘッド１９がヘッドボルト１６によって締結された際に、最も歪みが大きく出る場所である、ウォータジャケット１５のウォータジャケット１５に対応する位置で、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２の間に空隙１４があることになる。
この空隙１４の存在により、シリンダブロック１０とシリンダヘッド１９をヘッドボルト１６で締結した際に、シリンダボア外筒部１１側に発生する歪みを、シリンダライナ１２に伝えることがなく、すなわち、シリンダライナ１２に歪みの影響が出なくなる。
したがって、シリンダブロック１０がエンジンに組み付けられた際のシリンダライナ１２の真円度を高めることができる。シリンダライナ１２の真円度が向上すれば、ピストン２６の摺動抵抗を減少させることが可能となり、エンジン出力を低下させることなく燃費向上を図ることが可能となる。
（第２実施例）
以下、本発明の第２実施例についての構成を、図面を用いて説明する。
第２実施例のシリンダブロック１０の構成は、第１実施例とほぼ同じである。ただし、シリンダブロック１０に設けられるシリンダライナ１２は、第１実施例よりも若干長く、シリンダボア外筒部１１よりもシリンダライナ１２が突出していても良い。
これは、剥離工程において、シリンダライナ１２がシリンダボア外筒部１１から突出していた方が、剥離し易いためである。
鋳造工程に関しては、第１実施例と同様である。
ただし、剥離工程において、第１実施例とは異なり、強制的にシリンダボア外筒部１１からシリンダライナ１２を剥離して空隙１４を形成する。
以下、本発明の第２実施例についての構成を、図面を用いて説明する。
第２実施例のシリンダブロック１０の構成は、第１実施例とほぼ同じである。ただし、シリンダブロック１０に設けられるシリンダライナ１２は、第１実施例よりも若干長く、シリンダボア外筒部１１よりもシリンダライナ１２が突出していても良い。
これは、剥離工程において、シリンダライナ１２がシリンダボア外筒部１１から突出していた方が、剥離し易いためである。
鋳造工程に関しては、第１実施例と同様である。
ただし、剥離工程において、第１実施例とは異なり、強制的にシリンダボア外筒部１１からシリンダライナ１２を剥離して空隙１４を形成する。
図４は、シリンダブロック１０のシリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２を剥離して空隙１４を設ける剥離工程を示した断面図である。
第１実施例で説明した鋳造工程で鋳造されたシリンダブロック１０は、鋳型から抜き取られた後に、剥離工程において空隙１４を作るためにシリンダボア外筒部１１から、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂが剥離される。
剥離装置３０は、シリンダブロック１０が固定台３２に固定された後に、油圧シリンダ３１で昇降し、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂに斜面３０ａを当て、押圧するような構造になっている。
ただし、この構造に限定されるわけではなく、例えば、剥離装置３０が左右からシリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂ端部を斜面３０ａでクランプするような構造でも良い。
また、斜面３０ａが薄く、スクレーパのような形状であり、挿入することによって剥離しても良い。
すなわち、シリンダライナ１２に外力を加えてシリンダボア外筒部１１から剥離するような機構を有していればよいのである。
第１実施例で説明した鋳造工程で鋳造されたシリンダブロック１０は、鋳型から抜き取られた後に、剥離工程において空隙１４を作るためにシリンダボア外筒部１１から、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂが剥離される。
剥離装置３０は、シリンダブロック１０が固定台３２に固定された後に、油圧シリンダ３１で昇降し、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂに斜面３０ａを当て、押圧するような構造になっている。
ただし、この構造に限定されるわけではなく、例えば、剥離装置３０が左右からシリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂ端部を斜面３０ａでクランプするような構造でも良い。
また、斜面３０ａが薄く、スクレーパのような形状であり、挿入することによって剥離しても良い。
すなわち、シリンダライナ１２に外力を加えてシリンダボア外筒部１１から剥離するような機構を有していればよいのである。
この際に、前述したようにシリンダボア外筒部１１からシリンダライナ１２が突出していれば、斜面３０ａとクランクケース側開口１２ｂが当たりやすく、シリンダボア外筒部１１に邪魔されることなく剥離が可能となる。
もちろん、シリンダライナ１２がシリンダボア外筒部１１よりも突出していなかったとしても、鋳造工程の後で、シリンダライナ１２はシリンダボア外筒部１１から若干であったとしても剥離している可能性が高い。したがって、剥離装置３０の斜面３０ａをクランクケース側開口１２ｂに接触させ、縮径方向に力をかけることは可能である。
よって、シリンダライナ１２とシリンダボア外筒部１１の剥離のし易さや、剥離する量、剥離する方法などの設計的な要素によって、これらのことは決定されるべきである。
もちろん、シリンダライナ１２がシリンダボア外筒部１１よりも突出していなかったとしても、鋳造工程の後で、シリンダライナ１２はシリンダボア外筒部１１から若干であったとしても剥離している可能性が高い。したがって、剥離装置３０の斜面３０ａをクランクケース側開口１２ｂに接触させ、縮径方向に力をかけることは可能である。
よって、シリンダライナ１２とシリンダボア外筒部１１の剥離のし易さや、剥離する量、剥離する方法などの設計的な要素によって、これらのことは決定されるべきである。
なお、この剥離工程は、シリンダブロック１０をホーニング加工する仕上げ加工工程で行っても良い。
これは、ホーニング加工が、シリンダライナ１２の内部の摺動抵抗を減らす為に行われる仕上げ加工工程であり、シリンダブロック１０の上側からシリンダライナ１２の内部に砥石を備える加工工具を挿入して加工する加工方法であるので、シリンダブロック１０の下側に剥離装置３０があっても加工の妨げとはならない場合が多いからである。
ただし、シリンダボア外筒部１１からシリンダライナ１２が剥離した後にホーニング加工を行う必要があるため、剥離装置３０によって剥離し、空隙１４を形成した後に、ホーニング加工を行う必要がある。
これは、シリンダボア外筒部１１からシリンダライナ１２が剥離し必要な空隙１４が形成される前にホーニング加工を行い、真円度を出しても、その後シリンダボア外筒部１１からシリンダライナ１２が剥離することでシリンダライナ１２が縮径するので、真円度が狂ってしまう可能性があるからである。
これは、ホーニング加工が、シリンダライナ１２の内部の摺動抵抗を減らす為に行われる仕上げ加工工程であり、シリンダブロック１０の上側からシリンダライナ１２の内部に砥石を備える加工工具を挿入して加工する加工方法であるので、シリンダブロック１０の下側に剥離装置３０があっても加工の妨げとはならない場合が多いからである。
ただし、シリンダボア外筒部１１からシリンダライナ１２が剥離した後にホーニング加工を行う必要があるため、剥離装置３０によって剥離し、空隙１４を形成した後に、ホーニング加工を行う必要がある。
これは、シリンダボア外筒部１１からシリンダライナ１２が剥離し必要な空隙１４が形成される前にホーニング加工を行い、真円度を出しても、その後シリンダボア外筒部１１からシリンダライナ１２が剥離することでシリンダライナ１２が縮径するので、真円度が狂ってしまう可能性があるからである。
次に、第２実施例の作用効果を説明する。
シリンダブロック１０の剥離工程では、剥離装置３０によってシリンダボア外筒部１１からシリンダライナ１２を強制的に剥離させる。
まず、シリンダブロック１０を固定台３２に固定して、次に、剥離装置３０を油圧シリンダ３１によって上昇させる。
その結果、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂが、斜面３０ａに当たってシリンダライナ１２の中心方向に縮径され、結果的にシリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２の間には空隙１４ができる。
シリンダライナ１２は鋳造時において、下型２１の下型凸部基部２１ａｂにより、所定の量だけ拡径されることにより、所定の範囲での残留応力を付与されている。
そのままでも剥離する可能性は高いが、より確実性を期すために剥離装置３０によって、所定量の応力を縮径する方向に加えてやることで、より安定的に図１に示す空隙１４の幅及び空隙高さａを形成することが可能となる。
前述したように、シリンダライナ１２には所定の範囲での残留応力が与えられている。また、剥離装置３０の有する油圧シリンダ３１の昇降量は一定であるため、空隙１４は所定の幅で形成される。
シリンダブロック１０の剥離工程では、剥離装置３０によってシリンダボア外筒部１１からシリンダライナ１２を強制的に剥離させる。
まず、シリンダブロック１０を固定台３２に固定して、次に、剥離装置３０を油圧シリンダ３１によって上昇させる。
その結果、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂが、斜面３０ａに当たってシリンダライナ１２の中心方向に縮径され、結果的にシリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２の間には空隙１４ができる。
シリンダライナ１２は鋳造時において、下型２１の下型凸部基部２１ａｂにより、所定の量だけ拡径されることにより、所定の範囲での残留応力を付与されている。
そのままでも剥離する可能性は高いが、より確実性を期すために剥離装置３０によって、所定量の応力を縮径する方向に加えてやることで、より安定的に図１に示す空隙１４の幅及び空隙高さａを形成することが可能となる。
前述したように、シリンダライナ１２には所定の範囲での残留応力が与えられている。また、剥離装置３０の有する油圧シリンダ３１の昇降量は一定であるため、空隙１４は所定の幅で形成される。
シリンダライナ１２とシリンダボア外筒部１１の密着力は、ねずみ鋳鉄とアルミニウム合金が鋳造によって密着しているほか、内側に働く残留応力がシリンダライナ１２に働いているため、比較的簡単に剥離が可能である。
場合によってはシリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂには、鋳造時に加えられた応力が、上型２０及び下型２１から抜いた後にも、残留応力として残り、常に内側に働く力がかかっているため、自然に剥離することも考えられる。
しかし、剥離工程において、このような剥離装置３０を用いて強制的に剥離することで、より確実にシリンダボア外筒部１１からシリンダライナ１２を剥離することが可能となる。
また近年は、シリンダライナ１２とシリンダボア外筒部１１の密着力を高め、冷却効果を高めるために、シリンダライナ１２の外側に細かい凹凸を設けるなどの工夫が成されているものもあるが、空隙１４を設ける部分にはこのような凹凸を無くし、剥離しやすいように表面を処理しておくことも有効であろう。
場合によってはシリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂには、鋳造時に加えられた応力が、上型２０及び下型２１から抜いた後にも、残留応力として残り、常に内側に働く力がかかっているため、自然に剥離することも考えられる。
しかし、剥離工程において、このような剥離装置３０を用いて強制的に剥離することで、より確実にシリンダボア外筒部１１からシリンダライナ１２を剥離することが可能となる。
また近年は、シリンダライナ１２とシリンダボア外筒部１１の密着力を高め、冷却効果を高めるために、シリンダライナ１２の外側に細かい凹凸を設けるなどの工夫が成されているものもあるが、空隙１４を設ける部分にはこのような凹凸を無くし、剥離しやすいように表面を処理しておくことも有効であろう。
したがって、第２実施例に示した発明により、以下のような効果が得られる。
（１）ピストン２６摺動面を内面に有するシリンダライナ１２を、上型２０、下型２１内に保持して鋳造することで、冷却水を流通させるウォータジャケット１５と、シリンダライナ１２と一体となったシリンダブロック１０を形成する、シリンダブロック製造方法において、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂを、上型２０、及び下型２１により拡径した状態で鋳造する、鋳造工程と、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂから、ウォータジャケット１５の底部１５ａを越える位置まで、シリンダライナ１２の復元力によって、又は剥離装置３０等による外力を加えることによって強制的に、シリンダボア外筒部１１から剥離させ、空隙を設ける剥離工程と、を含むことを特徴とする。
よって、鋳造工程で、シリンダライナ１２に残留応力が付与された状態でシリンダブロック１０が鋳造され、剥離工程で、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２が剥離されるので、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２の間には、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂから、ウォータジャケット１５の底部１５ａを越える位置まで空隙１４が形成されている。
このことにより、シリンダブロック１０にシリンダヘッド１９を組み付ける際に発生する歪みが、シリンダライナ１２に伝わらず、シリンダライナ１２は変形しない状態を維持することができる。
（１）ピストン２６摺動面を内面に有するシリンダライナ１２を、上型２０、下型２１内に保持して鋳造することで、冷却水を流通させるウォータジャケット１５と、シリンダライナ１２と一体となったシリンダブロック１０を形成する、シリンダブロック製造方法において、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂを、上型２０、及び下型２１により拡径した状態で鋳造する、鋳造工程と、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂから、ウォータジャケット１５の底部１５ａを越える位置まで、シリンダライナ１２の復元力によって、又は剥離装置３０等による外力を加えることによって強制的に、シリンダボア外筒部１１から剥離させ、空隙を設ける剥離工程と、を含むことを特徴とする。
よって、鋳造工程で、シリンダライナ１２に残留応力が付与された状態でシリンダブロック１０が鋳造され、剥離工程で、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２が剥離されるので、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２の間には、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂから、ウォータジャケット１５の底部１５ａを越える位置まで空隙１４が形成されている。
このことにより、シリンダブロック１０にシリンダヘッド１９を組み付ける際に発生する歪みが、シリンダライナ１２に伝わらず、シリンダライナ１２は変形しない状態を維持することができる。
鋳造工程において、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂが、下型凸部基部２１ａｂにより所定量拡径されて、シリンダブロック１０は鋳造される。
シリンダライナ１２は所定量拡径されることで、鋳造後、所定範囲の残留応力を有することになるため、剥離工程において、剥離装置３０によって、所定量の外力をシリンダライナ１２に加えてやることによって、空隙１４の剥離量は所定範囲に収まることになり、必要な幅、及び空隙高さａを得ることが可能となる。
したがって、シリンダブロック１０の仕上げ加工において高精度にシリンダボア内径１０ｃの加工を行っておけば、シリンダブロック１０がエンジンに組み付けられた際には、シリンダライナ１２に歪みが伝わらないので、シリンダボア内径１０ｃの真円度は高いままに維持することができる。シリンダライナ１２の真円度が向上すれば、ピストン２６の摺動抵抗を減少させることが可能となり、エンジン出力を低下させることなく燃費向上を図ることが可能となる。
シリンダライナ１２は所定量拡径されることで、鋳造後、所定範囲の残留応力を有することになるため、剥離工程において、剥離装置３０によって、所定量の外力をシリンダライナ１２に加えてやることによって、空隙１４の剥離量は所定範囲に収まることになり、必要な幅、及び空隙高さａを得ることが可能となる。
したがって、シリンダブロック１０の仕上げ加工において高精度にシリンダボア内径１０ｃの加工を行っておけば、シリンダブロック１０がエンジンに組み付けられた際には、シリンダライナ１２に歪みが伝わらないので、シリンダボア内径１０ｃの真円度は高いままに維持することができる。シリンダライナ１２の真円度が向上すれば、ピストン２６の摺動抵抗を減少させることが可能となり、エンジン出力を低下させることなく燃費向上を図ることが可能となる。
（２）（１）に記載されるシリンダブロック製造方法において、鋳型が、上型凸部先端２０ａａがシリンダライナ１２の燃焼室側開口１２ａより小径であり、上型凸部基部２０ａｂが同径である上型凸部２０ａを備える上型２０と、下型凸部先端２１ａａがシリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂより小径であり、下型凸部基部２１ａｂが大径である下型凸部２１ａを備える下型２１と、を備え、上型２０の上型凸部２０ａを、上型凸部基部２０ａｂまでシリンダライナ１２の燃焼室側開口１２ａに挿入し、下型２１の下型凸部２１ａを、下型凸部基部２１ａｂまでシリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂに挿入した状態で、鋳造することを特徴とするので、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂを拡径させた状態でシリンダブロック１０を形成することが可能となる。
このように上型２０、及び下型２１によって拡径することで、シリンダライナ１２が拡径する量は下型凸部基部２１ａｂによって定められ、製品ごとに同じに保つことができる。
このため、シリンダライナ１２に与える応力の量も所定の範囲内に設定することができ、その結果、シリンダボア外筒部１１からシリンダライナ１２を剥離する量も所定の範囲内に収まるため、空隙１４も安定して所定の範囲内での形成が可能となる。
さらに、剥離工程において剥離装置３０によりシリンダライナ１２に所定の外力を加えてやることで、確実に、空隙１４の幅や空隙高さａが所定の大きさに形成することができる。
必要な空隙１４を安定して形成できれば、製品の不良率を減らし、生産コストを下げることに貢献することが可能である。
このため、シリンダライナ１２に与える応力の量も所定の範囲内に設定することができ、その結果、シリンダボア外筒部１１からシリンダライナ１２を剥離する量も所定の範囲内に収まるため、空隙１４も安定して所定の範囲内での形成が可能となる。
さらに、剥離工程において剥離装置３０によりシリンダライナ１２に所定の外力を加えてやることで、確実に、空隙１４の幅や空隙高さａが所定の大きさに形成することができる。
必要な空隙１４を安定して形成できれば、製品の不良率を減らし、生産コストを下げることに貢献することが可能である。
（３）ピストン２６摺動面を内面に有するシリンダライナ１２と、シリンダライナ１２を保持するシリンダボア外筒部１１と、を有するシリンダブロック１０において、シリンダライナ１２と、シリンダボア外筒部１１との間に、シリンダライナ１２のクランクケース側開口１２ｂから、ウォータジャケット１５の底部１５ａを越える位置まで、空隙１４が形成されたことを特徴とする。
よって、シリンダブロック１０とシリンダヘッド１９がヘッドボルト１６によって締結された際に、最も歪みが大きく出る場所である、ウォータジャケット１５のウォータジャケット１５に対応する位置で、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２の間に空隙１４があることになる。
この空隙１４の存在により、シリンダブロック１０とシリンダヘッド１９をヘッドボルト１６で締結した際に、シリンダボア外筒部１１側に発生する歪みを、シリンダライナ１２に伝えることがなく、すなわち、シリンダライナ１２に歪みの影響が出なくなる。
したがって、シリンダブロック１０がエンジンに組み付けられた際のシリンダライナ１２の真円度を高めることができる。シリンダライナ１２の真円度が向上すれば、ピストン２６の摺動抵抗を減少させることが可能となり、エンジン出力を低下させることなく燃費向上を図ることが可能となる。
よって、シリンダブロック１０とシリンダヘッド１９がヘッドボルト１６によって締結された際に、最も歪みが大きく出る場所である、ウォータジャケット１５のウォータジャケット１５に対応する位置で、シリンダボア外筒部１１とシリンダライナ１２の間に空隙１４があることになる。
この空隙１４の存在により、シリンダブロック１０とシリンダヘッド１９をヘッドボルト１６で締結した際に、シリンダボア外筒部１１側に発生する歪みを、シリンダライナ１２に伝えることがなく、すなわち、シリンダライナ１２に歪みの影響が出なくなる。
したがって、シリンダブロック１０がエンジンに組み付けられた際のシリンダライナ１２の真円度を高めることができる。シリンダライナ１２の真円度が向上すれば、ピストン２６の摺動抵抗を減少させることが可能となり、エンジン出力を低下させることなく燃費向上を図ることが可能となる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、空隙１４の幅について、シリンダボア外筒部１１の歪み量以上の幅を設けることとしているが、実際には、シリンダライナ１２の歪みが数μｍに抑えられればいいので、シリンダライナ１２に多少影響する程度に空隙１４の幅を狭くすることを妨げない。
例えば、空隙１４の幅について、シリンダボア外筒部１１の歪み量以上の幅を設けることとしているが、実際には、シリンダライナ１２の歪みが数μｍに抑えられればいいので、シリンダライナ１２に多少影響する程度に空隙１４の幅を狭くすることを妨げない。
１０ シリンダブロック
１０ａ クランクケース
１０ｃ シリンダボア内径
１１ シリンダボア外筒部
１２ シリンダライナ
１２ａ 燃焼室側開口
１２ｂ クランクケース側開口
１３ 外壁部
１３ａ ヘッドボルト締結部
１４ 空隙
１５ ウォータジャケット
１５ａ 底部
１６ ヘッドボルト
１７ 接続部
３１ 油圧シリンダ
３２ 固定台
Ｆ１ 上向きの力
Ｆ２ 下向きの力
Ｆ３ 外側に引っ張られる力
ａ 空隙高さ
ｈ１ 歪みピーク位置
１０ａ クランクケース
１０ｃ シリンダボア内径
１１ シリンダボア外筒部
１２ シリンダライナ
１２ａ 燃焼室側開口
１２ｂ クランクケース側開口
１３ 外壁部
１３ａ ヘッドボルト締結部
１４ 空隙
１５ ウォータジャケット
１５ａ 底部
１６ ヘッドボルト
１７ 接続部
３１ 油圧シリンダ
３２ 固定台
Ｆ１ 上向きの力
Ｆ２ 下向きの力
Ｆ３ 外側に引っ張られる力
ａ 空隙高さ
ｈ１ 歪みピーク位置
Claims (3)
- ピストン摺動面を内面に有するシリンダライナを、鋳型内に保持して鋳造することで、冷却水を流通させるウォータジャケットと、前記シリンダライナと一体となったシリンダブロックを形成する、シリンダブロック製造方法において、
前記シリンダライナのクランクケース側を、前記鋳型により拡径した状態で鋳造する、鋳造工程と、
前記シリンダライナのクランクケース側から、前記ウォータジャケットのクランクケース側端部を越える位置まで、前記シリンダライナの復元力によって、又は外力を加えることによって強制的に、前記シリンダブロック本体から剥離させ、空隙を設ける剥離工程と、を含むことを特徴とするシリンダブロック製造方法。 - 請求項１に記載されるシリンダブロック製造方法において、
前記鋳型が、
先端がシリンダライナの燃焼室側開口より小径であり、基部が同径である第１凸部を備える第１鋳型と、
先端がシリンダライナのクランクケース側開口より小径であり、基部が大径である第２凸部を備える第２鋳型と、を備え、
前記第１鋳型の前記第１凸部を、前記第１凸部の基部まで前記シリンダライナの燃焼室側開口に挿入し、
前記第２鋳型の前記第２凸部を、前記第２凸部の基部まで前記シリンダライナのクランクケース側開口に挿入した状態で、鋳造することを特徴とするシリンダブロック製造方法。 - ピストン摺動面を内面に有するシリンダライナと、前記シリンダライナを保持するシリンダブロック本体と、を有するシリンダブロックにおいて、
前記シリンダライナと、前記シリンダブロック本体との間に、前記シリンダライナのクランクケース側から、ウォータジャケットのクランクケース側端部を越える位置まで、空隙が形成されていることを特徴とするシリンダブロック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006015109A JP2007196242A (ja) | 2006-01-24 | 2006-01-24 | シリンダブロック製造方法及びシリンダブロック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006015109A JP2007196242A (ja) | 2006-01-24 | 2006-01-24 | シリンダブロック製造方法及びシリンダブロック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007196242A true JP2007196242A (ja) | 2007-08-09 |
Family
ID=38451353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006015109A Withdrawn JP2007196242A (ja) | 2006-01-24 | 2006-01-24 | シリンダブロック製造方法及びシリンダブロック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2007196242A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015098178A1 (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | 愛知機械工業株式会社 | シリンダブロック及び内燃機関 |
| CN105081279A (zh) * | 2015-08-25 | 2015-11-25 | 来安县科来兴实业有限责任公司 | 一种动车组空气压缩机曲轴箱金属型低压铸造模具 |
| JPWO2018016130A1 (ja) * | 2016-07-19 | 2018-08-02 | Ｔｐｒ株式会社 | 内燃機関の製造方法、内燃機関および連結シリンダ |
-
2006
- 2006-01-24 JP JP2006015109A patent/JP2007196242A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015098178A1 (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | 愛知機械工業株式会社 | シリンダブロック及び内燃機関 |
| JP6009104B2 (ja) * | 2013-12-27 | 2016-10-19 | 愛知機械工業株式会社 | シリンダブロック及び内燃機関 |
| CN105081279A (zh) * | 2015-08-25 | 2015-11-25 | 来安县科来兴实业有限责任公司 | 一种动车组空气压缩机曲轴箱金属型低压铸造模具 |
| JPWO2018016130A1 (ja) * | 2016-07-19 | 2018-08-02 | Ｔｐｒ株式会社 | 内燃機関の製造方法、内燃機関および連結シリンダ |
| US10837399B2 (en) | 2016-07-19 | 2020-11-17 | Tpr Co., Ltd. | Method of manufacturing internal combustion engine, internal combustion engine, and connected cylinder |
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