(57)【要約】【課題】組付けた際にシリンダ部分に歪の発生が少ないエンジンの組立方法の提供【解決手段】ボア部１０と、クランクケース部１３ａと、クランクキャップ１７とを備えるエンジンの組立方法において、ボア部１０のクランクケース部１３ａと接する側にボルト座部１０ａが縁設され、ボルト座部１０ａには第１雌ネジ部１０ｂと第２雌ネジ部１０ｃが設けられ、第１雌ネジ部１０ｂに、クランクキャップボルト１８ｂを締結することで、クランクキャップ１７がクランクケース部１３ａを挟み込んで組みつけられ、第２雌ネジ部１０ｃに、シリンダヘッドボルト１８ａを締結することで、シリンダヘッド１６が組みつけられ、一方からクランクキャップボルト１８ｂがボルト座部１０ａを引っ張り、他方からシリンダヘッドボルト１８ａがボルト座部１０ａを引っ張ることで、ボルト座部１０ａに与える変位量を抑えること。【選択図】  図１
2006348879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンが摺動するボア部と、クランクシャフトを保持するクランクケース部と、前記クランクケース部と共にクランクシャフトを保持するクランクキャップとを備えるエンジンの組立方法において、
前記ボア部の前記クランクケース部と接する側に取付部が縁設され、
前記取付部の前記クランクケース部に面する側には第１雌ネジ部が設けられ、前記第１雌ネジ部と対向する側に第２雌ネジ部が設けられ、
前記第１雌ネジ部に、第１締結ボルトを締結することで、前記クランクキャップが前記クランクケース部を挟み込んで組みつけられ、
前記第２雌ネジ部に、第２締結ボルトを締結することで、シリンダヘッドが組みつけられ、
一方から前記第１締結ボルトが前記取付部を引っ張り、他方から前記第２締結ボルトが前記取付部を引っ張ることで、前記取付部に与える変位量を抑えることを特徴とするエンジンの組立方法。
【請求項２】
請求項１に記載されるエンジンの組立方法において、
前記取付部は、支持部とボス部を有し、前記ボア部の有する円筒部の中心軸と平行に前記ボス部が設けられ、前記ボア部と前記ボス部は前記支持部によって接続され、
前記ボス部に、前記第１雌ネジ部と前記第２雌ネジ部とが、同軸上に設けられ、
前記第１締結ボルトが前記第１雌ネジ部に、前記第２締結ボルトが前記第２雌ネジ部に、締結されることで、一方から前記第１締結ボルトが前記ボス部を引っ張り、他方から前記第２締結ボルトが前記ボス部を引っ張ることで、前記取付部の有する前記支持部に与える変位量を抑えることを特徴とするエンジンの組立方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載されるエンジンの組立方法において、
前記第２締結ボルトの締め付けトルクよりも、前記第１締結ボルトの締め付けトルクを高くしてやることで、前記取付部に与える変位量を抑えることを特徴とするエンジンの組立方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載されるエンジンの組立方法において、
前記中心軸と同一の方向に伸びるリブが、前記ボア部の外面であって、前記円筒部の周りに、前記中心軸と垂直な円を等分割した角度に位置するように設けられ、
前記リブが前記支持部の両端に接続され、前記支持部に与えられた変位によって前記ボア部に与えられる変位量を分散することを特徴とするエンジンの組立方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載されるエンジンの組立方法で組み立てられたことを特徴とするエンジンブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのシリンダブロックを２分割して、特に強度の求められる部分と特に強度を求められない部分を分離し、それらを組み付ける際に発生する歪を低減させる方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのシリンダブロック内部では、運転中、吸入した空気とガソリンの混合気をピストンで圧縮した後、点火・燃焼させることで、高温高圧のガスを発生させ、内部を摺動するピストンの上下運動に変えるというサイクルを行うことで動力を発生している。
従って、エンジン運転中は、ピストン内壁に熱と圧力が常に負荷として与えられることになる。実際にエンジン運転中には、燃焼ガスの温度は２０００℃以上にもなり、爆圧にさらされることになるので、その過酷な条件に耐え得るだけの強度が必要となる。
さらに、エンジンのシリンダブロック自体が、エンジンの出力を確保するために、ある程度のシリンダ径が必要となり、気筒数も、軽自動車や１０００ｃｃ以下は一般的に３気筒、１０００ｃｃ〜１５００ｃｃクラスの普通車で４気筒、それ以外では６気筒や８気筒といったものから、１２気筒クラスに至るまで、複数のシリンダ部を必要とし、構造が複雑である上に、気筒数が増えるに従い必然的に巨大なユニットとなる。当然、大きさに見合った材料費が必要となり、巨大なユニットであるが故に加工コストもかかる。
【０００３】
また、近年では、環境問題が大きく取り扱われ、化石燃料を燃焼させることで排出される二酸化炭素や窒素化合物の量が問題となっている。従って、高性能であって、かつ燃費のよいエンジンが求められ、軽量でかつフリクションロスの少ないエンジンであることが必要になってきている。
車の高性能化の一環として、エンジンの重量を軽減するために、近年ではエンジンの材質にアルミニウムを採用するケースが多い。そういった場合にも、鉄製のシリンダライナをシリンダブロックに組み付けたり、スリーブレスのシリンダでは、ブロック自体に高強度なアルミニウム合金鋳物を使用して、シリコンを材料に添加して析出させたりと、各メーカが試行錯誤を繰り返し、それなりに高価な部品となっているのが現状である。
また、エンジンの強度を重視し鋳鉄製のエンジンを採用する場合にあっても、エンジン自体の出力が上がっており、シリンダ内面にメッキを施したり、鉄系金属原子を溶射してコーティングする処理を施したりと、高価な部品であることには変わりが無い。
【０００４】
また、フリクションロスの低減という点においても、シリンダとピストンの真円度の向上及び面粗度の向上のために、加工精度を向上させることと、シリンダ内表面にメッキ等をしたり、アルミニウム材料にシリコンを添加し、析出させることで摺動性を高めたり、といった技術が用いられており、これらの加工を行うためにエンジンブロックの加工性等が問題となる。エンジン自体は複雑な形状をしたものであるが、精度加工が必要なエンジンブロックはできるだけ小型で凹凸の無い形状のほうが、上記の加工をする点においては好ましい。さらに、組付け等の外部要因でエンジンブロックに歪を生ずる場合もあるので、そういった点にも配慮が必要である。
【０００５】
ところで従来、特許文献１に開示される、図１０のようなエンジンが主流であった。
特許文献１では、シリンダ部１１１とヘッド部１１２及びクランクケース部１１３とを一体成形したブロック１１０を備える一方、ベアリングキャップ１１４の取り付けでクランクシャフトを支持する主軸受部を有するバルクヘッドを上記クランクケース部１１３とは別体に形成し、このバルクヘッドを締結ボルトにより上記ブロック体に固定するようしている。
このように、シリンダブロック周りを極力一体化して、剛性とシール性及び軽量化を図るとともに、機械加工の必要なベアリング周りの軸受け部を分割することで、加工性を向上している。
しかしながら、エンジンの出力の向上とともに、シリンダ部の内筒面の加工精度の向上の必要が出てきていたために、これ以降のエンジンは、特許文献２や、特許文献３に開示されるような方法で、シリンダ内筒の加工のし易さを考慮した形状が多くなった。
【０００６】
特許文献２では、図１１に示されるようなエンジンを開示している。特許文献２の方法では、１２１はシリンダヘッド部１２１ａを含む上部本体、１２２はシリンダスカート部１２２ａを含む下部本体で、両者は、ボア側分割面１２３と外壁側分割面１２４とをあわせて一体化されている。こうすることで、シリンダヘッド部を含む上部本体の大型化が可能となって剛性の向上を達成でき、ウォータジャケット用中子の小型化、セットの簡易化が可能とし、鋳造性の改善を達成している。
また、特許文献３に開示されるエンジンを図１２に示す。特許文献３の方法では、シリンダヘッド部１３３のウォータジャケット部１３４に連続して一体にシリンダ部１３２が設けられて上部本体が形成され、クランクケース１３８、ウォータジャケット外壁１３９及びスカート案内用円筒部１４０が一体となって、下部本体１３７が形成されている。このように２体構造にすることで、製作、組付けのし易さ、性能を両立している。
【０００７】
このように、小型化と、剛性を両立するために、シリンダブロックをシリンダヘッドと一体にした形で鋳造し、クランクケース部と組み付けるといった手法が多くとられていたが、シリンダブロックはエンジンの性能向上とともに更なる剛性を求められるようになってきた。そこで、特許文献４に開示されるような手法もとられるようになった。
図１３には、特許文献４の方法が示されており、シリンダブロック１５０は水冷式４気筒エンジンに用いられ、シリンダ部１５１と、クランクケース部１５２とに分割される。シリンダ部１５１は押し出し又は鍛造で成形し、シリンダ１５４の周りにウォータジャケット１５５、スタットボルト取り付け穴１５６、オイルドレン通路１５７等が形成されている。
【０００８】
シリンダ部１５１を押し出し、又は鍛造で成形することで、歩留まりが良く安定した品質が確保され、しかもシリンダ部１５１がコンパクトな形状の箱型となるため、大量生産に好適で低コストに繋がる。またシリンダ部１５１の全体が一定の形状を保つことにより局部的な変形の発生を避けることが出来る。さらに精度の高い素材が作成できるため加工コストを最小限に抑えることができる。
また、シリンダ部１５１のシリンダ１５４内周面に、メッキを施している。このメッキは、例えばニッケル、又は鉄系のメッキが行われ、シリンダ部１５１のシリンダ内周面に、鋳造の際に発生する巣がなくなり歩留まりが良く安定した品質のメッキシリンダが確保できる。また、シリンダ部１５１がシンプルでコンパクトな形状の箱型となるため、メッキ工程での取り扱い、メッキ液のシールが容易でメッキ設備が小型になる。また、シリンダ部１５１のシリンダ１５４内周面に鉄系金属原子を溶射してコーティングする処理を施しても良い。
【特許文献１】実開昭６２−６９０４５号公報
【特許文献２】実開昭６３−７９４５３号公報
【特許文献３】特開昭６３−１０６３５０号公報
【特許文献４】特開平９−３０３１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献４の方法では、シリンダブロック部全体を押し出し成形又は鍛造にて製作するため、本来不必要である外壁の部分も高剛性の材質で作られることになり、過剰品質となる。
基本的に、シリンダの内筒部分は高温高圧にさらされるために剛性が必要となるが、外壁部分やウォータジャケットを構成する部分については、本来強度はそれほど必要ない。
今後、一層のシリンダ内筒部分の更なる高剛性化と共に、部品の低コスト化が求められていくので、高品質の部品は必要最小限にとどめ、構成することでコストを抑える必要がある。
【００１０】
そこで、本出願人は特願２００５−１１２１５５号にて、ピストンが摺動するボア部と、ボア部の外側に形成される外壁を分割し、外壁はクランクケースと一体とするブロック分割構造を出願した。
図１４はその部分的に組付けた状態の斜視図を示す。
クランクケース部１３ａと外壁部１３ｂは一体的に形成されクランクケース１３を成し、ボア部１０には第１雌ネジ部と第２雌ネジ部を設けた取付部であるボルト座部１０ａをクランクケース部１３ａに接する側に設け、クランクケース１３に組付けている。
そして、クランクケース部１３ａと、外壁部１３ｂと、ボア部１０及び図示しないクランクキャップで囲まれる空間を、冷却液を流す空間とする。
このように構成することで、一般的なエンジンのブロック分割構造における３つの課題を解決している。
【００１１】
（１）１つ目の課題は、高性能化を求めるとエンジンブロックが過剰品質になりがちであるという課題であり、この課題については、強度の必要なボア部と、本来強度をあまり必要としない外壁部を分離し、外壁部は同じく強度をあまり必要としないクランクケース部と一体とすることで、最適な材料を選択可能となり、低コスト化を図ると共に、シリンダ部に必要な品質を確保することが可能としている。
【００１２】
（２）２つ目の課題は、シリンダの形状精度の問題である。一般的なエンジンでは、シリンダの内面をピストンが高速で摺動し、このピストンとシリンダ内面との摺動する際に、少なからず摺動抵抗が発生するため、燃料が爆発するのとは別に、この摺動によっても摩擦熱が発生する。その為、エンジンの運転中には、燃料の爆発による熱と、摺動抵抗を減らし焼き付きを防ぐためにエンジンオイルが常時吹き付けられており、ピストンの潤滑と、焼き付き防止を図っている。
このように潤滑にオイルを使用している為、通常はピストンの外周にはピストンリングが複数本はめ込まれ、シリンダの内壁面に吹き付けられたエンジンオイルを掻き落とし、必要最低限の油膜を作ると同時に、余分なオイルが燃焼室内に侵入するのを防いでいる。
【００１３】
ピストンにはめ込まれるピストンリングは、バネ状になっておりシリンダの内面に突っ張ることでその機能を果たしているが、円形のピストンを使用する場合、ピストンとシリンダの内面の形状精度が低いと、摺動抵抗が増加するとともに、ピストンリングとシリンダの内壁との間の隙間が許容されるよりも大きくなり、余分なオイルの燃焼室への侵入を増加させることとなる。この結果、エンジンの出力に低下や、燃費の悪化、オイルの消費など、様々な問題を引き起こす可能性がある。
ピストンリングとシリンダの内面との摺動抵抗は、エンジン運転時に発生する摺動抵抗の約１／３とも言われており、シリンダの内面への歪の発生を減少させることは極めて重要なのである。
【００１４】
一方で、エンジン組付け時には、組付け面でのシール性を高めるため、数十ｋＮ程度ものトルクをかけてボルトを締め込む必要があり、ボルトを締め込むことによって発生する歪が形状精度に与える影響は大きく、ピストン摺動面付近で締め込んだ場合、歪によってシリンダ内面の真円度が狂い、ピストンにはめ込まれるピストンリングとシリンダ内面との間に隙間を生じるなどの影響が出やすい。
このように、シリンダ内面には形状精度が必要であるが、組み付け等によって、その確保が難しいという課題がある。
この課題については、ボア部１０に第１雌ネジ部、第２雌ネジ部を設けたボルト座部１０ａを、クランクケース部１３ａに接する側に設けることで、すなわち、ボア部におけるピストンの摺動部分と最も離れた位置にボルト座部１０ａを設けることで、ボア部１０のピストン摺動部分に発生する歪を最小限に抑え、エンジンの出力低下や、燃費の悪化、オイルの過剰消費などの問題の発生を防いでいる。
【００１５】
（３）３つ目の課題は、エンジンの冷却についてであり、ピストンとボア部１０とシリンダヘッドが形成する燃焼室の内部の燃焼ガス温度は２０００℃以上の高温となり、材料の融点をはるかに越えてしまうので、常にエンジンのボア部は冷却されている必要があり、その冷却効率が低下すると、熱による変形で前述の歪等の影響が大きくでてしまったり、最悪エンジンの破壊に繋がったりするという課題である。
この課題については、ボア部１０と外壁部１３ｂの間の空間を水路とすることによって、エンジンの冷却性能を確保している。
【００１６】
以上説明するように、本出願人は特願２００５−１１２１５５号においてエンジン製造時に発生する３つの課題を解決する発明を開示している。
しかしながら、上記２つ目の課題については、クランクケース部１３ａ側のボア部１０にボルト座部１０ａを縁設することで、組み付け時に発生する応力の影響を抑えるよう配慮していても、実際に組付けられる際には、ボルト座部１０ａは締結ボルトが締結され上又は下方向に引っ張られることになり、組付け方によってはボア部１０で必要とする形状精度が確保できないという問題があった。
これは、前述するように、ボア部１０内を摺動するピストンにはめ込まれるピストンリングは、シリンダの内壁面に吹き付けられたエンジンオイルを掻き落とし、必要最低限の油膜を作ると同時に、余分なオイルが燃焼室内に侵入するのを防いでいるが、シリンダの内面の真円度が低いと、ピストンリングの摺動抵抗を増加させるとともに、ピストンリングとシリンダの内壁との間の隙間が許容されるよりも大きくなり、余分なオイルの燃焼室への侵入を増加させることとなる。この結果、エンジンの出力に低下や、燃費の悪化、オイルの消費など、様々な問題を引き起こす可能性があるからである。
【００１７】
そこで本発明は以上のような課題を解消するためになされたものであり、シリンダブロックの強度が必要である部分と、そうでない部分を分割し、強度の必要であるボア部に雌ネジ部を集約した場合に、組付けた際にシリンダ部分に歪の発生が少ないエンジンの組立方法、及びエンジンブロックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記目的を達成するために、本発明は以下のような特徴を有する。
（１）ピストンが摺動するボア部と、クランクシャフトを保持するクランクケース部と、前記クランクケース部と共にクランクシャフトを保持するクランクキャップとを備えるエンジンの組立方法において、前記ボア部の前記クランクケース部と接する側に取付部が縁設され、前記取付部の前記クランクケース部に面する側には第１雌ネジ部が設けられ、前記第１雌ネジ部と対向する側に第２雌ネジ部が設けられ、前記第１雌ネジ部に、第１締結ボルトを締結することで、前記クランクキャップが前記クランクケース部を挟み込んで組みつけられ、前記第２雌ネジ部に、第２締結ボルトを締結することで、シリンダヘッドが組みつけられ、一方から前記第１締結ボルトが前記取付部を引っ張り、他方から前記第２締結ボルトが前記取付部を引っ張ることで、前記取付部に与える変位量を抑えることを特徴とする。
【００１９】
（２）（１）に記載されるエンジンの組立方法において、前記取付部は、支持部とボス部を有し、前記ボア部の有する円筒部の中心軸と平行に前記ボス部が設けられ、前記ボア部と前記ボス部は前記支持部によって接続され、前記ボス部に、前記第１雌ネジ部と前記第２雌ネジ部とが、同軸上に設けられ、前記第１締結ボルトが前記第１雌ネジ部に、前記第２締結ボルトが前記第２雌ネジ部に、締結されることで、一方から前記第１締結ボルトが前記ボス部を引っ張り、他方から前記第２締結ボルトが前記ボス部を引っ張ることで、前記取付部の有する前記支持部に与える変位量を抑えることを特徴とする。
【００２０】
（３）（１）又は（２）に記載されるエンジンの組立方法において、前記第２締結ボルトの締め付けトルクよりも、前記第１締結ボルトの締め付けトルクを高くしてやることで、前記取付部に与える変位量を抑えることを特徴とする。
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載されるエンジンの組立方法において、前記中心軸と同一の方向に伸びるリブが、前記ボア部の外面であって、前記円筒部の周りに、前記中心軸と垂直な円を等分割した角度に位置するように設けられ、前記リブが前記支持部の両端に接続され、前記支持部に与えられた変位によって前記ボア部に与えられる変位量を分散することを特徴とする。
（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載されるエンジンの組立方法で組み立てられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
このような特徴を有する本発明により、以下のような作用、効果が得られる。
（１）ピストンが摺動するボア部と、クランクシャフトを保持するクランクケース部と、前記クランクケース部と共にクランクシャフトを保持するクランクキャップとを備えるエンジンの組立方法において、前記ボア部の前記クランクケース部と接する側に取付部が縁設され、前記取付部の前記クランクケース部に面する側には第１雌ネジ部が設けられ、前記第１雌ネジ部と対向する側に第２雌ネジ部が設けられ、前記第１雌ネジ部に、第１締結ボルトを締結することで、前記クランクキャップが前記クランクケース部を挟み込んで組みつけられ、前記第２雌ネジ部に、第２締結ボルトを締結することで、シリンダヘッドが組みつけられ、一方から前記第１締結ボルトが前記取付部を引っ張り、他方から前記第２締結ボルトが前記取付部を引っ張ることで、前記取付部に与える変位量を抑えることを特徴とするので、第１締結ボルトと第２締結ボルトで上下に引っ張り合うことで、取付部に発生する変形量を小さくすることができ、取付部からボア部に伝わる応力の影響で発生する歪を小さくすることができるという優れた効果を奏する。
この場合、第１締結ボルトと第２締結ボルトは同軸上にある必要は無く、例えば軸をずらして上下で引っ張り合うことで、エンジン運転中に発生する力をも相殺しうる位置に設けることで、エンジン運転時において発生する歪を抑制することが可能となる。
【００２２】
（２）（１）に記載されるエンジンの組立方法において、前記取付部は、支持部とボス部を有し、前記ボア部の有する円筒部の中心軸と平行に前記ボス部が設けられ、前記ボア部と前記ボス部は前記支持部によって接続され、前記ボス部に、前記第１雌ネジ部と前記第２雌ネジ部とが、同軸上に設けられ、前記第１締結ボルトが前記第１雌ネジ部に、前記第２締結ボルトが前記第２雌ネジ部に、締結されることで、一方から前記第１締結ボルトが前記ボス部を引っ張り、他方から前記第２締結ボルトが前記ボス部を引っ張ることで、前記取付部の有する前記支持部に与える変位量を抑えることを特徴とするので、第１締結ボルトと第２締結ボルトで上下に引っ張り合うことで、取付部に発生する変形量を小さくすることができ、取付部からボア部に伝わる応力の影響で発生する歪を小さくすることができるという優れた効果を奏する。
【００２３】
（３）（１）又は（２）に記載されるエンジンの組立方法において、前記第２締結ボルトの締め付けトルクよりも、前記第１締結ボルトの締め付けトルクを高くしてやることで、前記取付部に与える変位量を抑えることを特徴とするので、第１締結ボルトと第２締結ボルトを同じトルクで締めこんだ場合や、第１締結ボルトの締め付けトルクよりも第２締結ボルトの締め付けトルクを高くした場合よりも、取付部に発生する変形量を小さくすることができ、取付部からボア部に伝わる応力の影響で発生する歪を小さくすることができるという優れた効果を奏する。
【００２４】
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載されるエンジンの組立方法において、前記中心軸と同一の方向に伸びるリブが、前記ボア部の外面であって、前記円筒部の周りに、前記中心軸と垂直な円を等分割した角度に位置するように設けられ、前記リブが前記支持部の両端に接続され、前記支持部に与えられた変位によって前記ボア部に与えられる変位量を分散することを特徴とするので、取付部自体の剛性を上げることが可能であり、取付部に発生する歪を小さくすることができ、取付部からボア部に伝わる応力の影響をリブによって分散することで、ボア部に発生する歪を少なくすることができるという優れた効果を奏する。
【００２５】
（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載されるエンジンの組立方法で組み立てられたことを特徴とするので、組み立てられる際に発生するボア部の歪を少なくし、エンジン運転時において、ボア部の内部を摺動するピストンとの摺動抵抗を軽減し、ボア部とクランクケース部及びシリンダヘッドとのシール性を向上することが出来るという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。最初に第１実施例の構成について説明する。
（第１実施例）
図１は、第１実施例の模式断面図の一部であり、図２は第１実施例のエンジンの模式断面図である。また、図３（ａ）にはボア部、外壁部、締結ボルトを組み付けた状態の立体組み立て断面図を示し、（ｂ）には締結ボルトが締結される部分の部分詳細断面を示す。
まず、全体構造の概略を示す図２から説明を行う。
ボア部１０の内部にはピストン１２が摺動し、ピストン１２とシリンダヘッド１６、そしてボア部１０で囲まれる燃焼室２０では、周期的に気化した燃料を爆発させて、ピストン１２の推力を得ている。そのピストン１２はコンロッド１４に連結されて動力をクランクシャフト１５に伝えている。
ボア部１０の外側には外壁部１３ｂが設けられ、シリンダブロック１１を構成している。なお、第１実施例では外壁部１３ｂはクランクケース部１３ａと一体的に形成され、クランクケース１３を成している。ボア部１０と外壁部１３ｂ及びシリンダヘッド１６で囲まれる部分は水路として冷却液を通し、シリンダブロック１１を冷却する働きを持っている。
クランクケース１３の下部にはクランクキャップ１７が組みつけられ、クランクケース部１３ａとクランクキャップ１７でクランクシャフト１５を支えている。
【００２７】
次に、各部について詳しく説明していく。
ボア部１０は円筒部２３が複数個並んだ形状になっており、第１実施例では図３（ａ）に示すように円筒部２３を３つ平行に並べてある。
一般的に、シリンダブロック内の円筒部２３であるシリンダの数がエンジンの気筒数を表しており、第１実施例では説明しやすいようにシリンダの数を３つ、つまり、直列３気筒のエンジンを例として用いて説明している。
なお、一般的にはシリンダ内径のことをボアと呼ぶが、第１実施例では、水冷するための水路を有するジャケット構造を含むシリンダブロックと区別をして、ピストン１２をガイドするシリンダ部分であって、ジャケット構造を含まない円筒が並んだものをボア部１０と呼ぶことにする。
【００２８】
通常のエンジンは、前述のように円筒部２３内部の燃焼室２０で、気体のガソリンと空気の混合気に点火し、爆発させて、ピストン１２が上下する力を発生する。爆発の際に発生する燃焼ガスは２０００℃以上にもなり、爆発によって大きな力が発生するので、ボア部１０はそれらの熱や力に耐え得る高強度の材料が必要となる。
以前は強度や加工性、耐熱性を重視して鋳鉄等が主に使われていたが、最近はエンジン自体の軽量化を図る目的でアルミニウム合金等か、アルミニウム合金製のブロックに鉄製のライナー等を備えてエンジンブロックとする場合が多い。
第１実施例のボア部１０の材料にはダイカスト用アルミニウム合金を採用している。例えば、ＡＤＣ１２等の鋳造性に優れた高強度なダイカスト用アルミニウム合金が用いられている。
【００２９】
ボア部の詳細について立体的に表したのが図３であり、図３（ａ）では、外壁部１３ｂと、ボア部１０とシリンダヘッドボルト１８ａ及びクランクキャップボルト１８ｂが組みつけられる様子を示している。なお、説明のために他の部分は表示していない。
また、ボルト座部１０ａの断面を拡大したものが図３（ｂ）である。
ボア部１０は取付部であるボルト座部１０ａを備えており、ボルト座部１０ａは、クランクケース１３との当接面を延長し、ボア部１０の外形側に張り出すように縁設されている。
第１実施例ではボルト座部１０ａは合計８箇所設けられている。ボア部１０の各気筒にあたる円筒部２３の４隅に１つずつ、全周を分割したときに均等な距離に位置するように配置され、隣の円筒部２３とはボルト座部１０ａを共有する構成となっている。よって、例えば直列４気筒のエンジンであれば、ボルト座部１０ａは２つ増えて１０箇所となる。
もちろん、歪を分散させるために、ボルト座部１０ａを均等割りの位置に増やすことは有効なのであるが、エンジンの小型化とのバランスも考慮する必要があるために、現状はこのような配置になっている。
【００３０】
このボルト座部１０ａは、円筒状の部材と板状部材との２つの部分から成っており、円筒状の部材をボス部１０ｄ、板状の部材を支持部１０ｅと呼ぶことにする。
ボス部１０ｄは、ボス部１０ｄの中心軸が、ボア部１０の対応する円筒部２３の中心軸と平行になるように、ボア部１０とクランクケース１３の当接面に並べられて設けられている。そして、ボス部１０ｄとボア部１０は支持部１０ｅによって接続され、ボア部１０のクランクケース部１３ａとの当接面が延長されて、ボス部１０ｄとクランクケース部１３ａの当接面、及び支持部１０ｅとクランクケース部１３ａの当接面を形成しており、これらは１つの面を構成している。
即ち、ボア部１０とクランクケース部１３ａを組み付ける側に、ボア部１０とクランクケース部１３ａの当接面を延長するようにして、ボルト座部１０ａは張り出して縁設されている。
【００３１】
また、このボス部１０ｄには第１雌ネジ部１０ｂと第２雌ネジ部１０ｃを備えており、第１雌ネジ部１０ｂには第１締結ボルトであるクランクキャップボルト１８ｂが、第２雌ネジ部１０ｃには第２締結ボルトであるシリンダヘッドボルト１８ａが組みつけられる。なお、第１実施例では第１雌ネジ部１０ｂと第２雌ネジ部１０ｃは同一軸上に設けられている。
さらに、このボルト座部１０ａにおけるボス部１０ｄの厚みは、第１雌ネジ部１０ｂ及び第２雌ネジ部１０ｃを同軸上に形成するので、第１雌ネジ部１０ｂの厚みと、第２雌ネジ部１０ｃの厚み、及び第１雌ネジ部１０ｂから第２雌ネジ部１０ｃに向けて浸水しないように分離するために必要なだけの厚みしかない。
また、ボア部１０の本体との接続部である支持部１０ｅは、ボス部１０ｄの厚みよりもさらに薄くなっている。
【００３２】
支持部１０ｅの厚みは、支持部１０ｅにかかる応力に対しての剛性を求めるのならば、厚いほうが良いが、ボス部１０ｄにシリンダヘッドボルト１８ａ及びクランクキャップボルト１８ｂが組み付けられる際に、支持部１０ｅとボア部１０の接合部、つまり支持部１０ｅの根元の部分が支点となり曲げられるので、この部分に応力が集中することになり、歪を発生しやすい。従って、ボア部１０の内部であって、ピストン１２が摺動する面の外面に支持部１０ｅの根元の部分があると、ピストン１２の摺動抵抗となるため、この摺動面よりも極力遠いほうが良い。
そういった理由で、ボルト座部１０ａはクランクケース部１３ａと組み付ける側に設けられ、支持部１０ｅが可能な限り薄く設けられている。
【００３３】
このように構成されるボルト座部１０ａは、エンジンにボア部１０を組み付けるにあたって、ボア部１０とシリンダヘッド１６及びクランクケース１３との高いシール性を要求されるため、組み付けるシリンダヘッドボルト１８ａ及びクランクキャップボルト１８ｂは数十ｋＮ程度の高い締め付けトルクによって締め込まれる。従って、これらのトルクに耐えるだけの強度が必要となる。
【００３４】
ボス部１０ｄの中心軸は、対応する円筒部２３の中心軸と平行に設けられ、その中心軸に第１雌ネジ部１０ｂ、及び第２雌ネジ部１０ｃを有することで、シリンダヘッドボルト１８ａが締結された際に、ボア部１０の各円筒部２３の中心軸が、シリンダヘッド１６の当接面に対して垂直に組み付けられるように配慮されている。
そして、第１雌ネジ部１０ｂ、第２雌ネジ部１０ｃはボス部１０ｄの中心に位置する場所に向けられている。この場合、ボルト座部１０ａは、ボア部１０に対して歪を発生させない状態で設けられていることが望ましく、本実施例では鋳造によって一体的に形成されているが、鍛造やそれに類する加工方法で形成しても良いし、加工時の歪が除去でき、位置精度を出すことができるのであれば、溶接等の接合方法を用いても良い。
なお、シリンダヘッド１６とクランクキャップ１７及びクランクシャフト１５の組み付け状態によっては、第１雌ネジ部１０ｂと第２雌ネジ部１０ｃの軸をずらした方が、歪が少なくなる場合も考えられるので、必ずしも第１雌ネジ部１０ｂと第２雌ネジ部１０ｃが同軸上にある必要はない。エンジンが運転状態にあるときにボア部に発生する歪が最も少なくなるように組みつけられることが理想的である。
【００３５】
クランクケース１３は、クランクケース部１３ａと外壁部１３ｂから成っている。
図１に示すクランクケース部１３ａは、ボア部１０の内部を上下運動するピストン１２の力を伝達するコンロッド１４と、コンロッド１４に接続されるクランクシャフト１５が収納される部屋であり、ゴミ等が入り込まないように外部と隔離する機能、およびクランクシャフト１５を受ける機能があれば足りるため、ボア部１０程の強度を必要としない。
第１実施例では、クランクケース１３にクランクキャップ１７やボア部１０等を組み付ける為等の高トルクで締結するボルトのネジ穴を備えないため、材料は安価な鋳造用のアルミニウム合金を用いて構成されている。
次に外壁部１３ｂであるが、この部材はボア部１０とクランクケース１３を組付けた際に、ボア部１０の外側に形成される外壁面の役割を果たす。
【００３６】
この外壁部１３ｂはボア部１０とシリンダヘッド１６とで水路を形成するためのものであり、エンジン運転中には前述のように燃焼室２０で爆発が起こり、ガスの圧力と温度が高くなると、当然、燃焼ガスに直接触れているボア部１０も温度が上昇するため、通常のエンジンと同様に、ボア部１０を冷却してやる必要があるからである。特に材料にアルミニウム合金を用いており、その材料としているアルミニウムの融点は６６０℃程度であるので、冷却を十分行う必要がある。無論、鉄でも融点は１５３５℃程度であるで、そのまま冷却しなければボア部１０が熱で溶けてしまう。
従って、通常のエンジンはジャケット構造となっており、内部に冷却水を通し、エンジンの運転中に発生する熱を抑える必要がある。このような理由で、ボア部１０の外側には外壁部１３ｂが必要であり、ボア部１０と外壁部１３ｂの間を冷却水が流れてエンジンを常に冷却する構造となっている。
【００３７】
シリンダヘッド１６は図１に示される通り、ボア部１０の一部と燃焼室２０を形成する部品であり、ボア部１０と同様に熱と爆発による圧力を受ける部品であるので、強度の高い鋳造用のアルミニウム合金を用いている。また、シリンダヘッド１６の内部には、バルブやカムシャフト等を備えている。
また、クランクケース１３下部には、クランクキャップ１７を備えている。図１に示すように、クランクケース部１３ａとクランクキャップ１７で、クランクシャフト１５が収まる部屋及び、クランクシャフト１５の軸部分を受ける部分を形成している。クランクキャップ１７の下には、図示しないオイルパンが固定される。
【００３８】
次に図１について説明を行う。
前述のように第１実施例のボア部１０にはボルト座部１０ａが備えられており、図１はボルト座部１０ａの備える第１雌ネジ部１０ｂ及び第２雌ネジ部１０ｃの中心軸と、ボア部１０の対応する円筒部２３の中心軸を結んだ断面を示している。
この図１からも分かるように第１雌ネジ部１０ｂ及び第２雌ネジ部１０ｃは同一軸上に設けられており、シリンダヘッドボルト１８ａ及びクランクキャップボルト１８ｂで、シリンダヘッド１６、クランクケース１３、クランクキャップ１７等が組みつけられた際には、ボア部１０の備えるボルト座部１０ａを、図面に示す通りシリンダヘッド１６を上とする上下から引っ張り合うことになる。
つまり、ボルト座部１０ａはシリンダヘッドボルト１８ａとクランクキャップボルト１８ｂによって上下に引っ張り合うことになり、それらの締結力のバランスによっては上又は下に偏って引っ張られることになる。
【００３９】
第１実施例は上記構成を有し、構成において特願２００５−１１２１５５号とほぼ同一である。しかしながら、課題でも紹介した通り、クランクケース部１３ａ側のボア部１０にボルト座部１０ａを縁設することで、組み付け時に発生する応力の影響を抑えるよう配慮していても、実際に組付けられる際には、ボルト座部１０ａは締結ボルトが締結され上又は下方向に引っ張られることになり、組付け方によってはボア部１０で必要とする形状精度が悪化するという問題があった。特に、シリンダヘッド１６をボア部１０に組み付けるシリンダヘッドボルト１８ａは、燃焼室２０の機密性を高めるためにより強く締め込まれることが多く、結果、ボルト座部１０ａは上方向に引っ張られて歪みやすい。
【００４０】
これは、前述するように、ボア部１０内を摺動するピストンにはめ込まれるピストンリングが、シリンダの内壁面に吹き付けられたエンジンオイルを掻き落とし、必要最低限の油膜を作ると同時に、余分なオイルが燃焼室内に侵入するのを防いでいるが、シリンダの内面の真円度が低いと、ピストンリングの摺動抵抗を増加させるとともに、ピストンリングとシリンダの内壁との間の隙間が許容されるよりも大きくなり、余分なオイルの燃焼室への侵入を増加させることとなる。この結果、エンジンの出力に低下や、燃費の悪化、オイルの消費など、様々な問題を引き起こす可能性があるからである。
つまり、組みつけ方によってボア部１０の有する円筒部２３の形状精度が悪化する場合があるのである。
【００４１】
そこで、組み付け方によって、どのような歪が発生するのかを、図４乃至図７に表し、図８で理由の検討を行っているので、以下に説明する。
図４には組み付けた際のボア部１０のモデルを歪解析した結果の側面図を示した図を示す。
図４は、ボア部１０をモデル化して歪解析した結果の下部を拡大したものである。
図面の左右下部分にボス部１０ｄを省略したボルト座部１０ａが表示されており、それぞれボス部１０ｄの第１雌ネジ部１０ｂ及び第２雌ネジ部１０ｃに荷重がかかっている。
これは図１に示されるように、シリンダヘッドボルト１８ａ及び、クランクキャップボルト１８ｂによって組み付け時に上下に引っ張られるからである。
なお、図４にてボルト座部１０ａの形状が変形しているのは、実際の変位量を示すのではなく、模式的に強調した変位量である。
この図４で示しているＤ１は最も大きく歪んでいる場所であり、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の順に歪は小さくなる。
【００４２】
図５には図４のモデルを使って応力解析した際の、ボア真円度と上面からの距離の関係を表したグラフを示す。
グラフの縦軸のボア真円度は、歪の解析結果に対してフーリエ級数展開を行い、４次成分の値をμｍの単位で示したものである。
また、グラフの横軸は上面からの距離であり、高さ方向の距離をｍｍ単位で示している。モデルの高さはＡ１ｍｍとしている。
縦軸に用いているボア真円度に歪の解析結果に対してフーリエ級数展開を行い、４次成分の値を示したものを用いているのは、ボア部１０に有するボルト座部１０ａにシリンダヘッドボルト１８ａ、及びクランクキャップボルト１８ｂを締め込む場合、シリンダヘッドボルト１８ａをボア部１０に組み付けた段階でボルト座部１０ａが上側に引っ張られることになるが、ボルト座部１０ａが変形することで、ボア部１０の内面は、１つの円筒部２３につき４つのボルト座部１０ａが用意されているので、４方向から押されたような変形を受けることになる。この結果は、歪解析を行った場合の解をフーリエ級数展開した場合の４次成分に顕著に現れるためである。
このように、この値を高さ方向で比較することによって、ボア部１０の円筒部２３の高さ方向のどの位置にどの程度の歪が現れているかを顕著に示すことができる。
【００４３】
また、図５中では、図４のモデルに対して、シリンダヘッドボルト１８ａの締結トルクを一定とし、クランクキャップボルト１８ｂの締結トルクを、シリンダヘッドボルト１８ａより高くした場合であるベストモード条件２５、クランクキャップボルト１８ｂの締結トルクを、シリンダヘッドボルト１８ａより低くした場合である比較条件２６、及びこれらの比較のために従来技術として、特許文献３の類似したモデルを従来技術モデル条件２７とし、３つの条件でのボア真円度を比較している。
この結果、ベストモード条件２５の示す線は、ボア真円度の値が小さい状態でなだらかに変化している。ベストモード条件２５のボア真円度の最大値はＢ１μｍとなる。
比較条件２６の示す線は、ベストモード条件２５とほぼ同一の値を示しているが、上面からの距離が遠くなるにつれて、若干、ボア真円度が悪化している。その差は矢印ａ１程度である。比較条件２６のボア真円度の最大値はＢ２μｍとなる。
従来技術モデル条件２７の示す線は、上端と下端の中央より少し下端よりに現れる第１ピーク３０と、下端に現れる第２ピーク３１において高い値を示している。その差は比較条件２６と比較しても矢印ａ２程度の差が表れる。従来技術モデル条件２７のボア真円度の最大値はＢ３μｍとなる。
これらベストモード条件２５、比較条件２６、従来技術モデル条件２７を比較すると、従来技術での解析結果である従来技術モデル条件２７よりも、本発明の方法によるベストモード条件２５、比較条件２６の方が全体的にボア真円度の値は小さく、ボア部１０の真円度が高いことが分かる。
【００４４】
図６に従来類似品をモデル化して３次元解析した結果を、図７に第１実施例のボア部１０をモデル化して３次元解析した結果をそれぞれ示す。
図６、図７は、３気筒であるボア部の内筒形状のみを立体的に示しており、形状精度に対してのずれを分かり易いように強調して示してあり、歪の大きい部分を濃い色で、歪の小さい部分を薄い色で示している。したがってＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５の順に歪が小さいことを示している。
図６に採用したモデルは、図５の従来技術モデル条件２７と同じものであり、特許文献３と同様の形状をしている。
図７には図４で示すボア部１０の形状をモデルとしている。解析の条件はベストモード条件２５と同じとしている。なお、解析条件に比較条件２６を用いてもほぼ同じ結果が出るので省略する。
【００４５】
図６に示される従来技術モデル条件２７の場合、図面の左右の円筒の中ほどでくびれ、中央の円筒も少し中ほどでくびれている。また、何れの円筒も下の部分で若干広がっている様子が分かる。
一方、図７に示されるベストモード条件２５の場合、円筒の形状はほぼ上から下まで同一の径を保っている様子が分かる。ただし、下の部分では若干歪が強く出ている。
これらの結果は図５と対応している。すなわち、ベストモード条件２５では上面からの距離に関わらずほぼ一定の値を示しているのに対し、従来技術モデル条件２７では、中ほどで第１ピーク３０が現れ、下端でも第２ピーク３１が現れている。この様子が図６に反映されて示される、くびれと、下側の広がりを示している。
また、ボルト座部１０ａのある部分は図６、図７いずれの場合も歪が発生している様子が分かるが、従来技術モデル条件２７のモデルを用いた解析結果である図６のほうがより大きな歪が発生していることが示されている。
【００４６】
これらの結果を、総合して判断すると以下のように考えられる。
つまり、これら図４乃至図７によって、従来技術モデル条件２７よりも、本発明の方法であるベストモード条件２５、比較条件２６の場合に、発生する歪は少ない。
よって、図５に示すように、従来技術モデル条件２７と比較条件２６では、それぞれのボア真円度の最大値であるＢ２とＢ３の差の分、つまり図５の矢印ａ１に示すだけのボア真円度の差が表れる。よって、比較条件２６の方が、従来技術モデル条件２７より歪の少ない状態での組みつけが可能であり、従来技術モデル条件２７よりも、ベストモード条件２５及び比較条件２６のモデルのほうが、ボア真円度の最大値が１／３倍程度の値で組みつけられている。すなわち発明の方法を用いることで組み立て時に発生する歪が軽減され、円筒の上から下まで真円度は均一になるので、摺動抵抗を減らすことが可能であり、燃焼室２０へのオイルの侵入量を減少させることが可能になる。
更に、ベストモード条件２５と比較条件２６で比較した場合には、円筒の上端から中域にかけては同じような結果となっているが、下端では若干、比較条件２６のほうが、真円度が悪化しており、それぞれのボア真円度の最大値であるＢ１とＢ２の差の分、つまり図５の矢印ａ２に示す程度の差が生まれる。
【００４７】
これは、ベストモード条件２５と比較条件２６ではクランクキャップボルト１８ｂの締結力の差が、このような結果を出していると考えられる。つまり、クランクキャップボルト１８ｂの締結力は、シリンダヘッドボルト１８ａに比べて大きいほうが、真円度が増すという結果になる。このように、ボルト座部１０ａが、クランクキャップボルト１８ｂとシリンダヘッドボルト１８ａによって引っ張り合う方式となっていることで、ボルト座部１０ａに負荷がかかることによる真円度への影響を調整することが可能であり、シリンダヘッドボルト１８ａの締結力よりもクランクキャップボルト１８ｂの締結力を強く設定することで、歪を抑制する方向にあることが分かる。
なお、この図５に示すボア真円度の値を、従来技術モデル条件２７のボア真円度の最大値であるＢ３μｍの１／３程度に抑えることで、現状のエンジンの性能を満足する程度の真円度が得られるが、本発明の第１実施例の方法では、図５のベストモード条件２５及び比較条件２６に示されるように、それに近い値を達成することが可能となる。
【００４８】
この原理については、図８で説明している。
図８は、第１実施例における、エンジンの構成部品を組み付ける際に発生する力のバランスについて示している。
図面の構成は図１の一部を拡大したものとなっており、ボルト座部１０ａにシリンダヘッドボルト１８ａ及びクランクキャップボルト１８ｂが組みつけられることにより、ボア部１０、シリンダヘッド１６、クランクケース１３等が組みつけられているという構成になっている。
このことで、シリンダヘッドボルト１８ａの締結によって、ボルト座部１０ａには第１軸力４７を発生し、クランクキャップボルト１８ｂの締結によって、ボルト座部１０ａには第２軸力４６が発生する。これによって、ボア部１０はクランクケース１３に組みつけられ、シリンダヘッド１６はボア部１０の上端にガスケット２８を介して締め付けられる。従って、ボア部１０にはシリンダヘッド１６から押圧力４５を受けることになる。
【００４９】
これにより、クランクキャップボルト１８ｂの締結のよって発生する第２軸力４６は、クランクケース部１３ａのボア部１０との接合面に、第１面圧分布線５０のようなイメージで面圧を発生させ、シリンダヘッドボルト１８ａの締結によって発生する第１軸力４７は、押圧力４５を発生するので、クランクケース部１３ａのボア部１０との接合面に、第２面圧分布線５１のようなイメージで面圧を発生させる。
このような力によって、各部品が組み付けられるが、ボア部１０がクランクケース部１３ａに組みつけられる際には、均等に面圧が発生することが望ましい。つまり面圧の総和が、第３面圧分布線５３に示すような状態になればよい。
【００５０】
従来実施例の場合、図５に示すようにボア真円度に第１ピーク３０及び第２ピーク３１があらわれ、図６の解析結果のようにくびれのある円筒形状なるが、発生する力のバランスが不均衡であるために、歪として現れていることが推測できる。
図１２で示す特許文献３と同等の構造である場合には、外壁部とボア部がシリンダヘッドから遠い方のボア部の端で繋がっている。燃焼室２０で発生する爆圧が漏れないようにシールするために、通常はシリンダブロックとシリンダヘッドを数十ｋＮのトルクでボルトによって締め付けることになるが、特にボア部とシリンダブロックとの当接面では、強い面圧を確保するためにシール性の高いガスケットを使用する。
このため、シリンダブロック外面でシリンダヘッドと締結されると、必然的に締結部位で外壁部を上方向に引っ張る力が発生し、一方ボア部はシリンダヘッドとの締結面で下に押されることになるので、結果的にボア部の下部は外壁部と繋がっているために、外側に引っ張られることになり、その影響でボア部の中ほど、図５で示す第１ピーク３０の位置で内側に変形する力を受けることになる。つまり、ボア部の下部で円筒の外側に、ボア部の中ほどで内側への歪が大きくなってしまう。よって、図６に示すようなくびれ形状になる。
【００５１】
しかしながら、第１実施例の方法を用いた場合、図８に示すように組み付け時にシリンダヘッドボルト１８ａを締め付けることにより第１軸力４７が発生し、その結果、ボア部１０はシリンダヘッド１６に押し付けられることになる。これによって、第１軸力４７によって引っ張られ、押圧力４５によって押し付けられるために、第２面圧分布線５１に示されるような面圧の分布となり、結果、ボルト座部１０ａは上方向に歪み、その影響が円筒部２３の中ほどにでることとなり従来技術モデル条件２７のような変形をすることになるが、クランクキャップボルト１８ｂを締め付けることによって、第２軸力４６を発生させ、第１軸力４７を相殺するので、結果的に歪を抑えることができる。
つまり、第２軸力４６と第１軸力４７によって発生する第１面圧分布線５０と第２面圧分布線５１を合成した面圧分布が第３面圧分布線５３のような形になるように調整することで、クランクケース部１３ａのボア部１０との接合面に発生する面圧分布は均一になる。
その結果、図７に示すように円筒形状の変形が抑えられ、歪は小さいことがわかる。
つまり、面圧分布が均一になることでシール性を増し、発生する歪が少なくなるという効果が得られる。
【００５２】
次に本発明の第２実施例について説明する。
（第２実施例）
図９には、第２実施例のボア部の立体斜視図を示す。
第２実施例のボア部１０では第１実施例と同様に、ボルト座部１０ａを１つの円筒部２３につき４つ備えており、隣り合う円筒部２３同士ではボルト座部１０ａを共用するので、３気筒のボア部１０には、ボルト座部１０ａは８箇所備えている。このボルト座部１０ａは、ボス部１０ｄと支持部１０ｅを備え、ボス部１０ｄには第１雌ネジ部１０ｂと第２雌ネジ部１０ｃを備えている。
【００５３】
第２実施例のボア部１０には、このボルト座部１０ａの左右にリブ１０ｆを備えることを、特徴としており、ボルト座部１０ａに備える第１雌ネジ部１０ｂ及び第２雌ネジ部１０ｃの中心軸と、それに対応する円筒部２３の中心軸を通る面を境に面対称に、リブ１０ｆを備え、リブ１０ｆはボルト座部１０ａの支持部１０ｅに接続している。
また、リブ１０ｆは円筒部２３の外面に、円筒部２３の中心軸と平行な円を等分割した位置に供えられており、第２実施例では８分割した位置に６本備えている。
円筒部２３が隣接する位置に存在するボルト座部１０ａは、左右の円筒部２３の間に位置し、リブ１０ｆをそれぞれ左右に１本ずつ持って支持部１０ｅに接続している。
【００５４】
このように構成する第２実施例のボア部１０は、クランクケース１３、シリンダヘッド１６、クランクキャップ１７等に組みつけられ、以下の効果を奏する。
第２実施例においても図１に示すように組みつけられ、ボルト座部１０ａはシリンダヘッドボルト１８ａ及びクランクキャップボルト１８ｂによって上下に荷重を受けることになる。
しかしながら、ボルト座部１０ａがリブ１０ｆを備えているために、図８で示す第１軸力４７及び第２軸力４６によって、ボルト座部１０ａに同じ加重が加えられた場合にも、リブ１０ｆによって支えられるためにボルト座部１０ａの変位量はより少なくなり、ボルト座部１０ａに加えられた加重が、リブ１０ｆによって１箇所当たり２方向に分散するために、ボア部１０に間接的に与えられる荷重も分散される。従って、第１実施例では４方向から加重を受けることによって歪が発生していたが、第２実施例では８方向に荷重が分散されることによって１箇所にあたりに発生する歪は小さくなる。
これらの結果、ボア部１０の真円度に与える影響も小さくなる。
さらに、シリンダヘッドボルト１８ａとクランクキャップボルト１８ｂによって、上下に引っ張る方式を採用しているので、第１実施例同様に、ボルト座部１０ａの変位量を小さくすることが可能であり、図５に示すグラフに示すボア真円度も、第１実施例の場合よりもさらに小さくすることが可能となる。
【００５５】
上述したように、本発明のエンジンの組立方法、及びエンジンブロックによれば、以下のような優れた効果を奏する。
（１）ピストン１２が摺動するボア部１０と、クランクシャフト１５を保持するクランクケース部１３ａと、クランクケース部１３ａと共にクランクシャフト１５を保持するクランクキャップ１７とを備えるエンジンの組立方法において、ボア部１０のクランクケース部１３ａと接する側にボルト座部１０ａが縁設され、ボルト座部１０ａのクランクケース部１３ａに面する側には第１雌ネジ部１０ｂが設けられ、第１雌ネジ部１０ｂと対向する側に第２雌ネジ部１０ｃが設けられ、第１雌ネジ部１０ｂに、クランクキャップボルト１８ｂを締結することで、クランクキャップ１７がクランクケース部１３ａを挟み込んで組みつけられ、第２雌ネジ部１０ｃに、シリンダヘッドボルト１８ａを締結することで、シリンダヘッド１６が組みつけられ、一方からクランクキャップボルト１８ｂがボルト座部１０ａを引っ張り、他方からシリンダヘッドボルト１８ａがボルト座部１０ａを引っ張ることで、ボルト座部１０ａに与える変位量を抑えることを特徴とするので、ボルト座部１０ａに発生する変形量を小さくすることができ、ボルト座部１０ａからボア部１０に伝わる応力の影響で発生する歪を小さくすることができるという優れた効果を奏する。
【００５６】
（２）（１）に記載されるエンジンの組立方法において、ボルト座部１０ａは、支持部１０ｅとボス部１０ｄを有し、ボア部１０の有する円筒部２３の中心軸と平行にボス部１０ｄが設けられ、ボア部１０とボス部１０ｄは支持部１０ｅによって接続され、ボス部１０ｄに、第１雌ネジ部１０ｂと第２雌ネジ部１０ｃとが、同軸上に設けられ、クランクキャップボルト１８ｂが第１雌ネジ部１０ｂに、シリンダヘッドボルト１８ａが第２雌ネジ部１０ｃに、締結されることで、一方からクランクキャップボルト１８ｂがボス部１０ｄを引っ張り、他方からシリンダヘッドボルト１８ａがボス部１０ｄを引っ張ることで、ボルト座部１０ａの有する支持部１０ｅに与える変位量を抑えることを特徴とするので、ボルト座部１０ａに発生する変形量を小さくすることができ、ボルト座部１０ａからボア部１０に伝わる応力の影響で発生する歪を小さくすることができるという優れた効果を奏する。
【００５７】
（３）（１）又は（２）に記載されるエンジンの組立方法において、シリンダヘッドボルト１８ａの締め付けトルクよりも、クランクキャップボルト１８ｂの締め付けトルクを高くしてやることで、ボルト座部１０ａに与える変位量を抑えることを特徴とするので、クランクキャップボルト１８ｂとシリンダヘッドボルト１８ａを同じトルクで締めこんだ場合や、クランクキャップボルト１８ｂの締め付けトルクよりもシリンダヘッドボルト１８ａの締め付けトルクを高くした場合よりも、ボルト座部１０ａに発生する変形量を小さくすることができ、ボルト座部１０ａからボア部１０に伝わる応力の影響で発生する歪を小さくすることができるという優れた効果を奏する。
【００５８】
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載されるエンジンの組立方法において、中心軸と同一の方向に伸びるリブが、ボア部１０の外面であって、円筒部２３の周りに、中心軸と垂直な円を等分割した角度に位置するように設けられ、リブが支持部１０ｅの両端に接続され、支持部１０ｅに与えられた変位によってボア部１０に与えられる変位量を分散することを特徴とするので、取付部自体の剛性を上げることが可能であり、ボルト座部１０ａに発生する歪を小さくすることができ、ボルト座部１０ａからボア部１０に伝わる応力の影響をリブによって分散することで、ボア部１０に発生する歪を少なくすることができるという優れた効果を奏する。
【００５９】
（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載されるエンジンの組立方法で組み立てられたことを特徴とするので、組み立てられる際に発生するボア部１０の歪を少なくし、エンジン運転時において、ボア部１０の内部を摺動するピストン１２との摺動抵抗を軽減し、ボア部１０とクランクケース部１３ａ及びシリンダヘッド１６とのシール性を向上することが出来るという優れた効果を奏する。
【００６０】
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、シリンダヘッドボルト１８ａとクランクキャップボルト１８ｂはボス部１０ｄの中心に同軸上に設けられているが、エンジンの運転状態で発生する力を加味して、シリンダヘッドボルト１８ａとクランクキャップボルト１８ｂの軸をずらして設けることを妨げない。例えば、ボルト座部１０ａがシリンダヘッド１６の方向に引っ張られることから、クランクキャップボルト１８ｂをシリンダヘッドボルト１８ａの外側に設けて、歪みにくくしても良いし、コンロッド１４に転結するクランクシャフト１５との対応で、全体的にオフセットさせるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第１実施例の、模式断面図の一部を示している。
【図２】第１実施例の、エンジンの模式断面図を示している。
【図３】（ａ）第１実施例の、ボア部、外壁部、締結ボルトを組み付けた状態の立体組み立て断面図を示している。（ｂ）第１実施例の、締結ボルトが締結される部分の部分断面図を示している。
【図４】第１実施例の、モデルに対して歪解析を行った結果の側面図を示している。
【図５】第１実施例の、モデルに対して歪解析を行った結果を級数展開して抽出した４次成分の値と、ボア部の高さの相関関係をグラフにしたものである。
【図６】第１実施例の、図５の従来技術モデル条件を３次元歪解析結果として図示したものである。
【図７】第１実施例の、図５のベストモード条件を３次元歪解析結果として図示したものである。
【図８】第１実施例の、ボス部をクランクケースに組み付ける際に発生する力のバランスについての模式断面図を示している。
【図９】第２実施例の、ボス部の立体斜視図を示している。
【図１０】特許文献１の、エンジン断面図を示している。
【図１１】特許文献２の、エンジンの断面図を示している。
【図１２】特許文献３の、エンジンの断面図を示している。
【図１３】特許文献４の、エンジンの組付けの様子を表した斜視図である。
【図１４】特願２００５−１１２１５５号における、エンジンの組み立て断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０      ボア部
１０ａ      ボルト座部
１０ｂ      第１雌ネジ部
１０ｃ      第２雌ネジ部
１０ｄ      ボス部
１０ｅ      支持部
１０ｆ      リブ
１１      シリンダブロック
１２      ピストン
１３      クランクケース
１３ａ      クランクケース部
１３ｂ      外壁部
１４      コンロッド
１５      クランクシャフト
１６      シリンダヘッド
１７      クランクキャップ
１８ａ      シリンダヘッドボルト
１８ｂ      クランクキャップボルト
２０      燃焼室
２３      円筒部
２５      ベストモード条件
２６      比較条件
２７      従来技術モデル条件
２８      ガスケット
３０      第１ピーク
３１      第２ピーク
４５      押圧力
４６      第２軸力
４７      第１軸力
５０      第１面圧分布線
５１      第２面圧分布線
５３      第３面圧分布線
【図１】
2006348879.tif 000003
【図２】
2006348879.tif 000004
【図３】
2006348879.tif 000005
【図４】
2006348879.tif 000006
【図５】
2006348879.tif 000007
【図６】
2006348879.tif 000008
【図７】
2006348879.tif 000009
【図８】
2006348879.tif 000010
【図９】
2006348879.tif 000011
【図１０】
2006348879.tif 000012
【図１１】
2006348879.tif 000013
【図１２】
2006348879.tif 000014
【図１３】
2006348879.tif 000015
【図１４】
2006348879.tif 000016