(57)【要約】【課題】製品としてエンジンに組み付けられたシリンダブロックのボア内壁に発生する歪みを緩和することで、組み付け後もボア内壁加工時の高い形状精度を維持できるシリンダブロック、及びシリンダブロック製造方法を提供。【解決手段】シリンダボアを冷却するためのウォータジャケット１３の底部１３ａ近傍で、ウォータジャケット１３の周囲に形成された外壁部１２に設けられたヘッドボルト締結穴１２ａの位置に対応する位置に、周囲よりも低剛性の部分を有するシリンダライナ保持部１１を設ける。【選択図】図１
2007270620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンが往復するシリンダボアが形成されたシリンダブロックにおいて、
前記シリンダボアを冷却するためのウォータジャケットの下部近傍で、前記ウォータジャケットの周囲に形成された外壁部に設けられたヘッドボルト締結穴の位置に対応する位置に、周囲よりも低剛性の部分が形成されていることを特徴とするシリンダブロック。
【請求項２】
請求項１に記載のシリンダブロックにおいて、
前記シリンダボアが内側に形成されたシリンダライナを備え、
前記シリンダライナの外周部に、空間が設けられることによって、前記低剛性の部分が形成されていることを特徴とするシリンダブロック。
【請求項３】
シリンダライナを備えたシリンダブロックを製造する、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外周部の、前記シリンダブロックに備えられたウォータジャケットの下部近傍に対応する位置に、前記シリンダブロックの母材と同質部材で蓋をして、空間を設け、
前記シリンダブロックの鋳造時に、前記シリンダライナを鋳込むことにより、前記空間が、周囲よりも低剛性の部分となることを特徴とするシリンダブロック製造方法。
【請求項４】
シリンダライナを備えたシリンダブロックを製造する、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外周部の、前記シリンダブロックに備えられたウォータジャケットの下部近傍に対応する位置に、前記シリンダブロックの母材よりも線膨張率が高く融点が低い低融点部材を配設し、
前記シリンダブロック鋳造時に、前記シリンダライナを鋳込むことにより、前記低融点部材が溶融し、凝固して、空間が形成され、
前記空間が、周囲より低剛性の部分となることを特徴とするシリンダブロック製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロック製造時において、ダミーヘッドを用いることなくエンジン稼働時と同等の歪みを与えて加工を行う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は、ピストンが摺動するシリンダボアを有し、シリンダヘッドとクランクキャップ、オイルパン等が組み付けられる。そして、シリンダボア内で燃料を爆発させて動力を取り出しているため、燃焼ガスが発生し、ボア内壁は高温、高圧にさらされる。
さらに、シリンダボアの外筒と外壁の間に形成されるウォータジャケットに、クーラントを流すことで、ボア内壁を水冷している。
このように、燃焼ガスや、冷却水を流通させるために、シリンダブロックとシリンダヘッドの接合面には高い気密性が要求される。
そこで、シリンダブロックとシリンダヘッドは、間にガスケットを挟んで、数十ｋＮにも及ぶ高い締結力で締め付けられている。このように高い力が材料にかかることで、力がかかる部分に歪が生じてしまうことになる。
実際に、このシリンダヘッド組み付け時に発生する歪は、ボア壁面に影響を及ぼし、数十μｍ程度の歪がボア壁面に発生することになる。
【０００３】
一方で、シリンダボアにはピストンが往復運動をするため、シリンダブロックのボア内壁は、高い形状精度を要求される。
一般的にはピストンの形状は高精度加工が可能な円筒形状であり、したがってシリンダブロックのボア形状も円筒形状とされている。
このピストンには、外周部にピストンリングが嵌め込まれてエンジンに組み付けられる。よって、ボア内壁と直接接触するのは、ピストンリングであり、ピストンは、ピストンリングを介してボア内壁と接触し、摺動する。
このピストンリングには、燃焼室からの燃焼ガスをシールし、摺動抵抗を軽減するためにクランクシャフト側から供給されるエンジンオイルをボア内壁に適度に保持するという２つの機能がある。
このため、ピストンリングはバネ性のある素材で作られ、ピストンリングの張力によって、ボア内壁とピストンとの間のシール性と摺動性のバランスをとっている。
ボア内壁とピストン、及びピストンリングの関係はこのような構成になっているので、ボア内壁の内周とピストンの形状精度が悪いと、ピストンリングの張力を上げてシール性を上げる必要がある。
【０００４】
例えば、ボア内壁の内周とピストンの形状精度が悪く、ボア内壁とピストンの備えるピストンリングの間に隙間が出来る場合、以下の２つの問題が考えられる。
１つは、エンジンを稼働した際に、ボア内壁とピストンの備えるピストンリングの間に隙間を通って、燃焼室側からクランクシャフト側に燃焼ガスが、ボア内壁とピストンリングの隙間を通って漏れる点である。
燃焼ガスの漏れは、燃焼室での爆発力をピストンに伝達する力の低下に繋がり、エネルギーロスとなる。
もう１つは、クランクシャフト側から供給されるエンジンオイルが、燃焼室側に漏れる点である。
エンジンオイルは、ピストンリングとボア内壁の摺動抵抗を軽減するためにクランクシャフト側から供給され、ピストンリングによって必要最低限の薄さにシリンダ内壁に付くように管理されている。
しかし、ボア内壁とピストンリングの隙間が大きくなると、エンジンオイルの付着量が多くなり、結果、燃焼室側に多くのエンジンオイルが入り込んでしまうことになる。
エンジンオイルが漏れることでエンジンオイルの消費量が上がり、燃焼室にエンジンオイルが多く入り込むと、混合気にエンジンオイルが混じり、燃焼効率が落ちるために燃費の低下にも繋がる。
【０００５】
ボア内壁とピストンの備えるピストンリングの間に隙間が出来ることで、上述のような２つの問題が考えられる。したがって、製品になった状態でのシリンダブロックのボア内壁の内周の真円度等の形状精度とピストンの真円度等の形状精度を高めることが必要となる。
ボア内壁の内周とピストンの真円度等の形状精度を高めることは、ピストンリングの張力を低く設定しても、ボア内壁とピストンとの間のシール性と摺動性のバランスをとることが可能とする。
その結果、シール性を保ちつつ、摺動抵抗を低くすることができるので、燃費向上、性能向上に繋がる。
【０００６】
近年は、高出力化が望まれると共に、環境にも配慮して燃費の向上の要望が高く、このような摺動抵抗の低減が求められている。従って、シリンダブロックのボア内壁の内周は数μｍオーダーの形状精度が要求されるようになってきている。
これは、エンジン稼働時には、ボア内壁をピストン外周がピストンリングを介して摺動し、往復運動をする。この時、ピストン周りで発生するフリクションロスは、エンジン全体で発生するフリクションロスの３分の１にも当たるといわれており、このフリクションロスを解決できれば劇的に高効率なエンジンが実現できるからである。
【０００７】
しかしながら、前述したように、エンジンのシリンダブロックは数十ｋＮもの高い締結力でシリンダヘッド等とボルトで締め付けられるため、シリンダヘッド組み付け時には、ボア内壁に摺動抵抗となる歪を発生する。
また、今後はエンジンの高出力化に伴ってさらに高い締結力を必要とされることが予想されるため、さらにこの影響が大きくなる可能性がある。
このように、製造時にどんなに高精度にシリンダブロックのボア内壁を加工しても、シリンダヘッド組み付け時に歪が発生してしまうため、エンジン稼動時に必要な数μｍオーダーの高いボア内壁の内周の形状精度は実現が難しい。
しかし、この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歪みの問題は、加工時と組み付け時、シリンダブロックの備えるシリンダの形状は異なってしまう点に原因がある。
すなわち、シリンダヘッド組み付け時の歪が発生した状態で、シリンダブロックのボア内壁の仕上げ加工を行うことができれば、シリンダヘッド組み付け時において、ボア内壁の内周に高精度の形状精度を得ることが可能となるのである。
【０００８】
そこで、一般的にシリンダブロックのボア内壁を加工する場合は、ダミーヘッドという部品を組み付けて、ボーリング加工やホーニング加工等を行っていく方法が知られている。
このダミーヘッドとは、ヘッドを組み付けた状態と同等の締結力を発生させるための治具の一種であり、シリンダブロックにシリンダヘッドと同様にボルトで締結して固定し、加工時に使用するものである。このダミーヘッドを組み付けることによって、シリンダヘッドを組み付けた状態と同等の歪みがシリンダブロックに発生し、その状態でボア内壁の加工を行うため、仕上げ後に、シリンダヘッドを組み付ければ、加工時にと同等の真円度等の形状精度が再現できることになる。
この方法は、レース用の車両をチューニングする際に良く用いられる手法であり、エンジンのバランス取りや、吸排気効率の向上等と共に重要なチューニング方法だと言われている。
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、シリンダブロックにダミーヘッドを組み付けて加工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３に記載されている。
【０００９】
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２に記載されている。
図１２は、特許文献２のシリンダボアの加工方法の工程の一例を説明するブロック図である。
特許文献２に記載される方法によれば、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。
【００１０】
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ボア壁面の内周が縮径方向に変形し、ボルトの中間方向のボア壁面の内周が角形方向に変形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。
【特許文献１】特許第２６３６４６０号公報
【特許文献２】特開２０００−２９１４８７号公報
【特許文献３】特開２００２−３０７２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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１、及び特許文献３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。
したがって、この状態でホーニング加工すれば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。このため、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困難である。
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。
【００１２】
（２）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、加工工具によって非円形形状加工を実現するとなると、加工工具を必要に応じて変形させる等の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と考えられる。
【００１３】
図１１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ボア内周面１４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。
このように内側歪１４ａは、歪みピーク高さｈ１で最も大きくなり、ヘッドボルト締結穴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、ボア内周面１４が内側に変形する点は、ボルトが存在する方向のボア内壁の内周が縮径方向に変形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、歪みピーク高さｈ１部分である。
つまり、シリンダの外筒部のクランクシャフト側に近い位置に歪みが発生している。
【００１４】
実際に図１１に示したような立体形状に基づいて、引用文献２の方法で図１１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、加工工具を部分的に変形できる細かい制御のできる装置が必要であると考えられる。
しかし、シリンダライナには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、精度も出しにくい。このシリンダライナを複雑な加工制御をして加工するためには一層時間を必要とすると考えられる。
したがって、シリンダブロックの生産コストは増大してしまう。
【００１５】
このように、従来の特許文献１乃至特許文献３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）非円形形状加工に時間がかかる、等の問題があった。
そもそも、これらのシリンダブロックの加工に係る問題は、シリンダブロックにシリンダヘッドを組み付けた時点で、歪みが発生し、シリンダブロックのボア内壁を仕上げ加工する時点と、シリンダヘッド組み付け時で、シリンダブロックのボア内壁の形状が異なる点が問題となる。
すなわち、両方の時点でシリンダブロックのボア内壁の形状が同じであれば良く、このためには、予め歪みを与えて加工をするか、シリンダヘッド組み付け時にもボア内壁に歪みが発生しない工夫をする必要がある。
【００１６】
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、製品としてエンジンに組み付けられたシリンダブロックのボア内壁に発生する歪みを緩和することで、組み付け後もボア内壁加工時の高い形状精度を維持できるシリンダブロック、及びシリンダブロック製造方法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】
【００１７】
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）ピストンが往復するシリンダボアが形成されたシリンダブロックにおいて、前記シリンダボアを冷却するためのウォータジャケットの下部近傍で、前記ウォータジャケットの周囲に形成された外壁部に設けられたヘッドボルト締結穴の位置に対応する位置に、周囲よりも低剛性の部分が形成されていることを特徴とする。
（２）（１）に記載のシリンダブロックにおいて、前記シリンダボアが内側に形成されたシリンダライナを備え、前記シリンダライナの外周部に、空間が設けられることによって、前記低剛性の部分が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
（３）シリンダライナを備えたシリンダブロックを製造する、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外周部の前記シリンダブロックに備えられたウォータジャケットの下部近傍に対応する位置に、前記シリンダブロックの母材と同質部材で蓋をして、空間を設け、前記シリンダブロックの鋳造時に、前記シリンダライナを鋳込むことにより、前記空間が、周囲よりも低剛性の部分となることを特徴とする。
【００１９】
（４）シリンダライナを備えたシリンダブロックを製造する、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外周部の前記シリンダブロックに備えられたウォータジャケットの下部近傍に対応する位置に、前記シリンダブロックの母材よりも線膨張率が高く融点が低い低融点部材を配設し、前記シリンダブロック鋳造時に、前記シリンダライナを鋳込むことにより、前記低融点部材が溶融し、凝固して、空間が形成され、前記空間が、周囲より低剛性の部分となることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
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）ピストンが往復するシリンダボアが形成されたシリンダブロックにおいて、シリンダボアを冷却するためのウォータジャケットの下部近傍で、ウォータジャケットの周囲に形成された外壁部に設けられたヘッドボルト締結穴の位置に対応する位置に、周囲よりも低剛性の部分が形成されていることを特徴とするので、シリンダブロックにシリンダヘッドを組みつける際に、当該低剛性の部分が変形することで、次に説明するように、応力が緩和され、ボア縮径方向の変形が低減される。
【００２１】
従来技術のシリンダブロックにシリンダヘッドを組み付けた場合、ウォータジャケットの下部近傍で、ヘッドボルト締結穴の位置に対応するボア内壁には、前述した通り、ボア縮径方向の歪みが発生する。
これは、ヘッドボルトを数十ｋＮもの高い締結力で締めこむことで、ヘッドボルト締結穴を備える外壁部が上方向に引っ張られ、一方、シリンダヘッドがヘッドボルトで締結されることでシリンダブロックのアッパーデッキ面を押圧し、その結果、外壁部と接続される部分に応力がかかる。
この応力によって、当該接続部分と一体となっている対応する位置のボア内壁にも歪みが発生する。
【００２２】
ここで、低剛性の部分は、ウォータジャケットの下部近傍で、ヘッドボルト締結穴に対応する位置に形成されている。
その結果、発生した応力は、低剛性の部分を介してボア内壁に伝達される。低剛性の部分は、発生した応力によって変形し、伝達する応力を減衰する。特に、低剛性の部分が応力発生位置に対応しているので、この効果は高められる。このようにして、ボア内壁に応力が直接影響しにくくなるので、発生する歪みも緩和されるのである。
したがって、この低剛性の部分がシリンダブロックに設けられることで、組み付け時の真円度を確保し、エンジンのフリクションロスを低下させることが可能となる。
そして、ダミーヘッドを用いる場合よりも少ない工程でエンジンの生産が可能であり、複雑な加工を必要としないので、生産コストを下げながらも、燃費の向上を図ることができる。
【００２３】
（２）（１）に記載のシリンダブロックにおいて、シリンダボアが内側に形成されたシリンダライナを備え、シリンダライナの外周部に、空間が設けられることによって、低剛性の部分が形成されていることを特徴とするので、シリンダブロックに発生した歪みを空間で減衰し、ボア内壁への歪みの影響を抑えることが可能となる。
歪発生部分に空間を設けることで、低剛性の部分とし、応力が発生する部分には空間を挟んでボア内壁が形成されることになる。
このことにより、応力は空間を構成する部分の壁面を歪ませるものの、その歪みは空間を介するので、直接対応するボア内壁には直接伝わらないことになる。
この原理によって、歪発生部分より内側にあるボア内壁には、直接歪みが伝わらず、したがって、ボア内壁には殆ど歪みが発生しないことになる。
したがって、低剛性の部分として形成される空間が、ウォータジャケットの下部近傍で、かつヘッドボルト締結穴の位置に対応するボア内壁面に、発生する歪みを吸収又は緩和しうる大きさに設けられることで、組み付け時の真円度を確保し、エンジンのフリクションロスを低下させることが可能となる。
【００２４】
（３）シリンダライナを備えたシリンダブロックを製造する、シリンダブロック製造方法において、シリンダライナの外周部のシリンダブロックに備えられたウォータジャケットの下部近傍に対応する位置に、シリンダブロックの母材と同質部材で蓋をして、空間を設け、シリンダブロックの鋳造時に、シリンダライナを鋳込むことにより、空間が、周囲よりも低剛性の部分となることを特徴とするので、シリンダライナの外周面に設けられた空間には鋳造時に溶湯入り込まずに凝固し、低剛性の部分となる。
そして、シリンダブロックはこのような低剛性の部分を持つことで、空間を介して接続される対応する位置のボア内壁に歪みが直接伝わらず、ボア内壁に発生する歪みを緩和する。
その結果、組み付け時の真円度を確保し、エンジンのフリクションロスを低下させることが可能となる。
【００２５】
（４）シリンダライナを備えたシリンダブロックを製造する、シリンダブロック製造方法において、シリンダライナの外周部のシリンダブロックに備えられたウォータジャケットの下部近傍に対応する位置に、シリンダブロックの母材よりも線膨張率が高く融点が低い低融点部材を配設し、シリンダブロック鋳造時に、シリンダライナを鋳込むことにより、低融点部材が溶融し、凝固して、空間が形成され、前記空間が、周囲より低剛性の部分となることを特徴とする。
これによって、鋳造時には溶湯の熱によって低融点の部材が溶融し、線膨張率が高いために膨張する。
溶湯が凝固した後、低融点の部材も凝固をはじめ、線膨張率が高いために、凝固することによって収縮する。このためシリンダブロックの母材と低融点の部材との間には空間ができる。
この空間によって、シリンダヘッド組み付け時に発生する歪みを、対応する位置のボア内壁に直接伝えず、ボア内壁に発生する歪みを緩和する。
その結果、組み付け時の真円度を確保し、エンジンのフリクションロスを低下させることが可能となる。
【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。
（第１実施例）
まず、第１実施例の構成について説明する。
図１には、第１実施例に係る発明のシリンダブロックの断面図を示す。
シリンダブロック１０の一般的な構成をまず説明する。
シリンダブロック１０は直列レイアウトの一般的なもので、アルミニウム合金製のシリンダブロック１０にシリンダライナ２０を備えている。
シリンダライナ２０は、シリンダライナ保持部１１で保持され、シリンダライナ保持部１１の周囲にはウォータジャケット１３が廻らされている。
そして、ウォータジャケット１３の外側には外壁部１２を設けている。
なお、シリンダブロック１０は説明の都合上、最も一般的な直線レイアウトとしているが、Ｖ型レイアウトでも、水平対向レイアウトでも適用可能である。
【００２７】
次に、第１実施例に係る特徴的な構成について説明する。
図２には、第１実施例のシリンダライナの立体斜視図を示している。
シリンダライナ２０は、一般的なエンジンのシリンダブロック１０に使用されているものと、殆どその形状は変わらず、また、使用される材質もねずみ鋳鉄など一般的なものとする。
第１実施例に係る発明の特徴的な構成として、シリンダライナ２０の外周部には、図２に示すようにライナ外周凹部２０ｂを挟むように、ライナ外周凸部２０ａが２カ所設けられている。ライナ外周凸部２０ａはシリンダライナ２０の外周を一周するような帯状の突起であり、その幅は数ｍｍ程度である。したがって、ライナ外周凹部２０ｂもシリンダライナ２０の外周に帯状に設けられることになる。
ライナ外周凹部２０ｂの幅は、数十ｍｍ程度であり、ライナ外周凹部２０ｂの深さは数ｍｍ程度となっている。
【００２８】
第１実施例では、ライナ外周凸部２０ａをシリンダライナ２０の外周部に数ｍｍの高さで２カ所設け、その間にライナ外周凹部２０ｂを形成している。なお、十分なライナ外周凹部２０ｂの深さを取るために、ライナ外周凸部２０ａの高さ分だけでなく、シリンダライナ２０の表面から掘り下げても良い。
また、ライナ外周凹部２０ｂのシリンダライナ２０に対する高さは、図１に示すシリンダブロック１０の外壁部１２とシリンダライナ保持部１１の接続部付近である。
なお、ライナ外周凹部２０ｂの幅及び深さは、後述する理由によって設けられ、設計によって決定される。
また、シリンダライナ２０の表面は、特に示していないが、鋳造した際に密着性を高める等の目的で、小さな凹凸が多数設けられていても良い。
【００２９】
このようなシリンダライナ２０が、シリンダブロック１０に鋳込まれる場合には、ライナ外周凹部２０ｂを覆うように蓋２１を嵌め込んでから鋳造を行う。
蓋２１の内径は、ライナ外周凸部２０ａの外径に締まり嵌め可能な程度に決定され、蓋２１の材質はシリンダブロック１０の母材と同等の部材である。
シリンダブロック１０は前述したようにアルミニウム合金で作られているので、蓋２１の材質もアルミニウム合金である。ただし、必ずしも同系の合金である必要はない。ここで重要なのは、母材とほぼ同じ融点であることである。
蓋２１の厚みは、後述する要因によって決定されるが、数ｍｍ程度あれば良いと考えられる。
蓋２１の幅は、図２で示される上側のライナ外周凸部２０ａの上端から、下側のライナ外周凸部２０ａの下端までの距離程度の幅が必要である。これは、シリンダライナ２０に蓋２１を嵌め込んだ状態で、ライナ外周凹部２０ｂが完全に覆われ、空気を閉じこめる必要があるからである。
【００３０】
このように、蓋２１を嵌め込むために、シリンダライナ２０に備えられるライナ外周凸部２０ａはその表面が加工又は表面処理が施され、所定の寸法になっている必要がある。
シリンダライナ２０は鉄系の素材からなるのに対し、蓋２１はアルミニウム系の素材からなり、蓋２１の方が柔らかいので、嵌め合い公差をきつく設定してもよい。
これは、シリンダライナ２０と蓋２１が、後述する鋳造時にライナ外周凹部２０ｂ内に溶湯が入り込まないように、隙間無く嵌め込まれる必要があるためである。
【００３１】
シリンダライナ２０に蓋２１を嵌め込んだ状態で、図３に示すような状態で鋳造を行う。
図３は、第１実施例のシリンダブロック１０を鋳造する際の、上型３０、下型３１、側面型３２、３３の位置関係を示した断面図である。
上型３０、下型３１、側面型３２、３３は金属製のダイカスト用の型であり、鋳造時には表面に十分離型剤が塗布される。
鋳造の際には、上型３０の凸部と下型３１の凸部でシリンダライナ２０を適切な位置に保持し、上型３０、下型３１、側面型３２、３３で形成される空間（キャビティ）に、溶湯を流し込む。
ダイカスト鋳造は、型に外部から圧力をかけておき、溶湯をキャビティに瞬時に流し込むことで、精度の良い鋳物を製造する方法である。イニシャルコストはかかるが、鋳造時間が短く済むことで、生産数が多いものほどメリットは高い。
【００３２】
図４（ａ）は、溶湯を流し込む前の、ライナ外周凹部２０ｂの付近のキャビティの拡大断面図を示しており、図４（ｂ）は、溶湯を流し込んだ後の、ライナ外周凹部２０ｂの付近のシリンダブロック１０の拡大断面図を示している。
鋳造前は、図４（ａ）に示すように、ライナ外周凹部２０ｂは、ライナ外周凸部２０ａに嵌め込まれた蓋２１によって覆われ、空間２５を形成している。
この空間２５には、空気が閉じこめられており、ライナ外周凸部２０ａと蓋２１の間には、溶湯が流れ込む程の隙間は無いものとする。
この図４（ａ）の状態で、キャビティ内に溶湯が注入される。
溶湯が瞬時にキャビティに注入されれば、蓋２１が溶ける前にキャビティ内には７００℃程度の溶湯が満たされ、徐々に熱が奪われ溶湯が凝固し、図４（ｂ）に示すような形でシリンダブロック１０として形成される。
【００３３】
この際に、蓋２１はシリンダブロック１０の母材と同等の融点であるので、溶湯の熱が伝わり一時的に溶融する。これによって、蓋２１はシリンダブロック１０と混じり合うことになる。
この際に、空間２５の周りにある気泡２６は、空間２５の表面付近にポンプ効果によって集まってくると考えられる。液体中の気泡２６は、表面張力により、近隣にある気泡２６同士が、お互いにより集まってより大きくなろうとする性質があるからである。
また、溶湯の温度によって、空間２５に保持される空気が膨張することも、このポンプ効果にとって有利に働く。
シリンダブロック１０を形成する溶湯は、凝固に時間がそれ程かからないため、空間２５及び気泡２６の挙動は、必ずしも理想通りにならないかもしれないが、少なくとも空間２５が形成されれば、第１実施例の目的は達せられる。
【００３４】
したがって、空間２５は適正に形成される必要がある。
図４（ｂ）に示されるような、必要とされる空間２５の幅ａは、図１１に示される、ボア内周面１４に発生する内側歪１４ａをカバーする必要がある。
すなわち、アッパーデッキ面１０ａから歪みピーク高さｈ１だけ離れた位置に対応し、内側歪１４ａの影響のある範囲に空間２５が形成されている必要がある。
ただし、空間２５をあまり大きく設けすぎると、シリンダライナ保持部１１とシリンダライナ２０の間に空間２５が設けられることで断熱効果を発揮してしまうため、図示しない燃焼室と、ピストンの摺動範囲のうち冷却が必要な部分に空間２５が重ならないように留意しなければならない。
すなわち、シリンダライナ２０の冷却を必要とする部分にかからない程度に、空間２５の上端を決めてやる必要がある。
【００３５】
この範囲は、シリンダライナ保持部１１と外壁部１２の接続部、すなわちウォータジャケット１３の底部１３ａ付近であり、歪みの影響がある広さは数十ｍｍ程度である。この幅は、前述したようにライナ外周凹部２０ｂの幅とほぼ等しい。
また、ボア内周面１４に発生する内側歪１４ａの大きさは、内側に数十μｍ程度であるので、この内側歪１４ａに対応して空間２５の厚みｂを設定すればよい。
すなわち空間２５の厚みｂは、ライナ外周凸部２０ａとライナ外周凹部２０ｂの外径の差で決定され、その差は数ｍｍ程度に設定しているので、これをカバーすることができる。
ただし、これら空間２５の幅ａや厚みｂは、シリンダブロック１０の設計や、溶湯の温度、金型の設定温度等によっても変化するものであるので、その点は考慮する必要がある。
すなわち、上向きの力Ｆ１、下向きの力Ｆ２、外側に引っ張られる力Ｆ３が発生した際に、シリンダライナ保持部１１がその影響を受けて変形したとしても、その変形によって影響を受けないだけの空間２５が、シリンダライナ２０とシリンダライナ保持部１１の間に形成されている必要があるのである。
【００３６】
蓋２１の厚みについては、溶湯がキャビティに注入されている間は、溶融してしまわない程度の厚みが必要になる。そして、溶湯の注入が完了した後、周囲のシリンダブロック１０の母材と解け合う程度の厚みであることが理想的である。
これは、空間２５内に溶湯が入り込まないようにするためである。
シリンダブロック１０を形成するための溶湯を、上型３０、下型３１、側面型３２、３３が形成するキャビティ内に注入開始し、完了するまでの時間は、極めて短い。シリンダブロック１０の体積によっても異なるが、大抵の場合は数秒以内に注湯は完了する。
注湯する間に蓋２１が溶けてしまうと、空間２５に溶湯が入り込み、シリンダブロック１０が形成された状態で空間２５が所定の幅ａ及び厚みｂを備えていないと、第１実施例に係る発明の効果は十分に得られない。
そこで、注湯している間の数秒間は、蓋２１が溶けずに残っている必要がある。したがって、この厚みはシリンダブロック１０の設計や、溶湯の温度、注湯の速度等によっても変わってくることになる。
【００３７】
このようにして、図１に示されたようなシリンダブロック１０が形成される。
凝固した状態のシリンダブロック１０は、シリンダライナ２０の外周面に空間２５を備え、その高さは、図１に示す通り、シリンダライナ保持部１１と外壁部１２の接続部付近に位置している。
この位置は、つまりウォータジャケット１３の底部１３ａの近傍であり、シリンダライナ２０の外周部を一周しているので、外壁部１２に設けられた、図示しないヘッドボルト締結穴１２ａの位置にも対応する部分にも、空間２５は存在することになる。
【００３８】
次に、第１実施例の作用効果について説明する。
図５に、第１実施例に係る発明のシリンダブロックにシリンダヘッドを組み付けた場合に働く力の関係を断面図にして示す。
シリンダブロック１０には、シリンダヘッド１５がガスケット１７を挟んで組み付けられ、ヘッドボルト１６がヘッドボルト締結穴１２ａに締結されることで固定される。
ヘッドボルト１６の締結力は数十ｋＮにもなり、外壁部１２には上向きの力Ｆ１が発生し、シリンダヘッド１５側に引っ張り上げられることになる。
一方、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１０ａは、シリンダヘッド１５によって押し付けられ、ガスケット１７の図示しないシールビード部が、図示しない燃焼室からの燃焼ガス漏れを防ぐためにシリンダライナ保持部１１のアッパーデッキ面１０ａに最も強くあたる構造となっているため、シリンダライナ保持部１１のアッパーデッキ面１０ａに下向きの力Ｆ２が発生する。
これら上向きの力Ｆ１及び下向きの力Ｆ２が働くことで、シリンダライナ保持部１１と外壁部１２の接続部では、外側に引っ張られる力Ｆ３が発生する。
【００３９】
外側に引っ張られる力Ｆ３は、シリンダライナ２０とシリンダライナ保持部１１が密着していれば、当然にシリンダライナ２０にも直接影響を及ぼす。
その結果、通常のシリンダブロックには、図１１に示したような歪みがボア内周面１４に発生する。
つまり、外側に引っ張られる力Ｆ３により外側に空間２５を拡大しようとする力と、下向きの力Ｆ２によって、アッパーデッキ面１０ａからシリンダライナ保持部１１を押し付ける力の作用によって、シリンダライナ保持部１１が内側に座屈しようとする、すなわちボア内周面１４の縮径方向に発生する歪みとなる。
【００４０】
しかし、第１実施例のシリンダブロック１０には、図１に示すような空間２５が設けられており、外側に引っ張られる力Ｆ３は空間２５を図５の左側に引っ張り、空間２５を拡大しようとする状態に働くので、シリンダライナ２０に直接影響しない。
また、下向きの力Ｆ２は空間２５を上下に押し潰そうとする力として働き、この下向きの力Ｆ２も空間２５に作用することで、ボア内周面１４に影響しにくくなる。
よって、シリンダライナ２０の内面であるボア内周面１４にも歪みは殆ど発生しない。
実際には、シリンダライナ２０とシリンダライナ保持部１１は密着している部分もあるため、外側に引っ張られる力Ｆ３の影響を完全に遮断することはできないが、直接的に影響しないため、ボア内周面１４へ現れる歪みは小さく抑えることが可能となるのである。
このようにシリンダブロック１０に鋳込まれたシリンダライナ２０の外周面に空間２５が形成されていることで、外側に引っ張られる力Ｆ３の直接的な影響をボア内周面１４は受けず、ボア内周面１４に発生する歪みは小さくなる。
【００４１】
図６に、シリンダブロック１０にシリンダヘッド１５を組み付けた場合に働く力によって、歪みが発生する様子を示した拡大断面図を示す。
前述したように、シリンダブロック１０に、シリンダヘッド１５を組み付けた場合、上向きの力Ｆ１、下向きの力Ｆ２、外側に引っ張られる力Ｆ３が働き、ボア内周面１４に内側歪１４ａが発生する。
しかし、第１実施例に係る発明を用いると、前述したようにシリンダブロック１０に備えるシリンダライナ２０の外周部に、空間２５が設けられているので、空間２５が変形することで、応力を吸収し、歪みを緩和するのである。
すなわち、空間２５部分で、ボア内周面１４に内側歪１４ａが発生する代わりに、シリンダライナ保持部１１が内側に歪む空間内歪１１ａが発生し、この空間内歪１１ａがシリンダライナ保持部１１とシリンダライナ２０が空間２５を介して構成されていることによって、シリンダライナ２０の外周部に接触しないので、その空間内歪１１ａの影響をシリンダライナ２０は直接受けなくて済むことになる。
【００４２】
このようにシリンダブロック１０に空間２５を設けることで、シリンダブロック１０にシリンダヘッド１５を組み付けた際にボア内周面１４に発生する内側歪１４ａを抑制でき、ボア内周面１４の真円度等の形状精度を、加工時の精度に保つことが可能となるため、エンジン稼働時のピストン周りに発生するフリクションロスを低下させることが可能となる。
エンジン稼働時のフリクションロスを低下させることで、エンジンの出力を犠牲にせずに燃費をこうじょうさせることが可能となる。
また、特許文献１及び特許文献３に示したような、ダミーヘッドを組み付けて加工する場合と同等の効果を、ダミーヘッドを組み付ける手間をかけずに得ることが可能となるため、生産コストの低下を図ることができる。
また、特許文献２に示したような、ボア内周面１４を非円形形状加工する必要がないため、複雑な制御を必要とせず、加工時間も通常のボア内周面１４をホーニング加工する時間と同程度で済むため、加工コストを下げることが可能となる。
【００４３】
また、シリンダブロック１０に空間２５を設けていることで、気泡２６が空間２５付近に集まることが期待される。
鋳造を行う場合には、ひけ巣と呼ばれる空洞が欠陥として鋳物の中に現れることがある。原因は空気の巻き込みや、溶湯が凝固する際に体積が減少することによるものなど様々である。
このひけ巣となる気泡２６を、シリンダブロック１０に空間２５を設けてやることで、空間２５が周囲にある気泡２６を吸収し、鋳物の品質を高める効果を生じる。
一般的に、隣り合う気泡２６同士はその表面張力によってお互いにくっつき、大きく成長する。また、空間２５に閉じこめられている空気は、溶湯の熱によって体積が膨張していると考えられ、周囲が凝固するにしたがって体積が減る。この際に、周囲に隣接する気泡２６の空気を集めるポンプ効果が働くと考えられる。
これによって、周囲のシリンダライナ保持部１１には気泡２６が少なくなり、鋳物の品質を高めることに貢献する。
【００４４】
以上に説明した、第１実施例のシリンダブロック製造方法、及びシリンダブロックによれば、以下のような優れた作用、効果が得られる。
（１）ピストンが往復するシリンダボアが形成されたシリンダブロック１０において、シリンダボアを冷却するためのウォータジャケット１３の底部１３ａ近傍で、ウォータジャケット１３の周囲に形成された外壁部１２に設けられたヘッドボルト締結穴１２ａの位置に対応する位置に、周囲よりも低剛性の部分となる空間２５が形成されていることを特徴とするので、シリンダブロック１０にシリンダヘッド１５を組みつける際に、当該低剛性の部分である空間２５が変形することによって応力が緩和され、ボア内周面１４のボア縮径方向の変形が低減される。
この結果、製品としてエンジンに組み付けられたシリンダブロック１０にシリンダヘッド１５を組み付けた後も、ボア内周面１４加工時に実現される高い形状精度を維持でき、エンジン稼動時におけるフリクションロスを低減することが可能となる。
【００４５】
従来技術のシリンダブロック１０にシリンダヘッド１５を組み付けた場合、ウォータジャケット１３の底部１３ａ近傍で、ヘッドボルト締結穴１２ａの位置に対応するボア内周面１４には、前述した通り、ボア縮径方向の歪みである内側歪１４ａが発生する。
これは、ヘッドボルト１６を数十ｋＮもの高い締結力でヘッドボルト締結穴１２ａに締めこむことで、ヘッドボルト締結穴１２ａを備える外壁部１２が上方向に引っ張られ、一方、シリンダヘッド１５がヘッドボルト１６で締結されることでシリンダブロック１０のアッパーデッキ面１０ａを押圧し、その結果、外壁部１２と接続されるシリンダライナ保持部１１に応力がかかる。
【００４６】
この応力によって、シリンダライナ保持部１１と一体となっている対応するボア内周面１４に歪みが発生するのであるが、シリンダブロック１０に低剛性の部分である空間２５が設けられていることにより、シリンダライナ保持部１１にかかる応力を、低剛性の部分である空間２５が変形することで吸収し、ボア内周面１４に発生する歪みである内側歪１４ａを緩和することが可能となる。
つまり、応力発生部位に対して、低合成の部分である空間２５を介してボア内周面１４が構成されているために、発生した応力が対応する位置のボア内周面１４に直接影響しにくくなり、その結果、発生する内側歪１４ａも緩和されるのである。
したがって、この低剛性の部分である空間２５がシリンダブロック１０に設けられることで、組み付け時の真円度を確保し、エンジンのフリクションロスを低下させることが可能となる。
そして、ダミーヘッドを用いる場合よりも少ない工程でエンジンの生産が可能であり、複雑な加工を必要としないので、生産コストを下げながらも、燃費の向上を図ることができる。
【００４７】
（２）（１）に記載のシリンダブロック１０において、シリンダボアが内側に形成されたシリンダライナ２０を備え、シリンダライナ２０の外周部に、空間２５が設けられることにより、空間２５が形成されたことを特徴とするので、シリンダブロック１０に発生した歪みを空間２５又はひけ巣である気泡２６の集中部で減衰し、ボア内周面１４への歪みの影響を抑えることが可能となる。
このことにより、応力は空間２５又はひけ巣である気泡２６の集中部を構成する部分のシリンダライナ保持部１１を歪ませるものの、その歪みは空間２５又はひけ巣である気泡２６の集中部を介するので、直接対応するボア内周面１４には伝わらないことになる。
この原理によって、歪発生部分より内側にあるボア内周面１４には、直接歪みが伝わらず、したがって、ボア内周面１４には殆ど歪みが発生しないことになる。
【００４８】
（３）シリンダライナ２０を備えたシリンダブロック１０を製造する、シリンダブロック製造方法において、シリンダライナ２０の外周部のシリンダブロック１０に備えられたウォータジャケット１３の底部１３ａ近傍に対応する位置に、シリンダブロック１０の母材と同質部材で蓋２１をして、空間２５を設け、シリンダブロック１０の鋳造時に、シリンダライナ２０を鋳込むことにより、空間２５が、周囲よりも低剛性の部分となることを特徴とするので、シリンダライナ２０の外周面に設けられた空間２５には鋳造時に溶湯入り込まずに凝固し、低剛性の部分である空間２５となる。
そして、シリンダブロック１０はこのような空間２５を持つことで、空間２５を介して接続される対応する位置のボア内周面１４に歪みが直接伝わらず、ボア内周面１４に発生する内側歪１４ａを緩和する。
【００４９】
（第２実施例）
次に、第２実施例の構成について説明する。
図７は、第２実施例に係る発明のシリンダブロックの断面図である。
シリンダブロック１０の構成は、第１実施例とほぼ同様であるが、シリンダライナ２０の部分が異なる。
図８に、第２実施例に係る発明のシリンダライナの立体斜視図を示す。
シリンダライナ２０の外周部には、図８に示すように、ライナ外周溝２０ｃが設けられている。
このライナ外周溝２０ｃは、シリンダライナ２０の外周面に一周設けられており、その幅は数十ｍｍ程度、その深さは数ｍｍ程度である。
また、ライナ外周溝２０ｃの表面は、滑らかに仕上げられていることが望ましい。
このライナ外周溝２０ｃには、リング２４が嵌められる。リング２４は、Ｃ型リングであり、ライナ外周溝２０ｃとほぼ同じ幅で、厚みは数ｍｍ程度に設定されている。
このように、シリンダライナ２０にライナ外周溝２０ｃが設けられ、リング２４が嵌め込まれる点で、第１実施例とは異なる。
【００５０】
リング２４の材質は、亜鉛などの、シリンダブロック１０の母材であるアルミニウム合金よりも線膨張率が大きく、融点が少し低い金属でできている。例えば、リング２４の材料としては、３％程度のアルミニウムを混ぜた亜鉛が考えられる。
このようなリング２４がシリンダライナ２０の備えるライナ外周溝２０ｃに嵌め込まれた後、シリンダブロック１０が鋳造される。
リング２４は、シリンダライナ２０に形成されるライナ外周溝２０ｃに対して、極力隙間無く設けられることが望ましい。Ｃ型リングの形状であるために、若干隙間ができることは避けられないが、この隙間も極力小さい方が良い。必要であれば、ライナ外周溝２０ｃにリング２４を嵌めた段階で、Ｃ型リングの切れ目を溶接してしまっても良い。
これは、後述する理由により鋳造時に溶湯が入り込まない方が、都合がよいからである。
【００５１】
図９は、第２実施例のシリンダブロック１０を鋳造する際の、上型３０、下型３１、側面型３２、３３の位置関係を示した断面図である。
上型３０、下型３１、側面型３２、３３は金属製のダイカスト用の型であり、鋳造時には表面に十分離型剤が塗布される。
鋳造の際には、上型３０の凸部と下型３１の凸部でシリンダライナ２０を適切な位置に保持し、上型３０、下型３１、側面型３２、３３で形成される空間（キャビティ）に、溶湯を流し込む。
ダイカスト鋳造は、型に外部から圧力をかけておき、溶湯をキャビティに瞬時に流し込むことで、精度の良い鋳物を製造する方法である。イニシャルコストはかかるが、鋳造時間が短く済むことで、生産数が多いものほどメリットは高い。
【００５２】
図１０（ａ）は、溶湯を流し込む前の、ライナ外周溝２０ｃの付近のキャビティの拡大断面図を示しており、図１０（ｂ）は、溶湯を流し込んだ後の、ライナ外周溝２０ｃの付近のシリンダブロック１０の拡大断面図を示している。
鋳造前は、図１０（ａ）に示すように、ライナ外周溝２０ｃには、リング２４が嵌め込まれている。
この図１０（ａ）の状態で、キャビティ内に溶湯が注入される。
溶湯が瞬時にキャビティに注入されれば、リング２４が溶ける前にキャビティ内には７００℃程度の溶湯が満たされ、徐々に熱が奪われ溶湯が凝固し、図１０（ｂ）に示すような形でシリンダブロック１０として形成される。
【００５３】
この際に、リング２４はシリンダブロック１０の母材の融点よりも低いため、溶湯の熱が伝わり一時的に溶融する。そして、溶融した状態では、シリンダブロック１０の母材よりも線膨張率が高いため、リング２４の体積は増加している。
シリンダブロック１０を形成する溶湯は、凝固に時間がそれ程かからないため、温度が低下すると共に、リング２４の凝固が始まる。そして図１０（ｂ）に示すように、凝固することによってリング２４は収縮し、より温度の逃げにくいシリンダライナ２０側にひけ巣として空間２５が出来上がる。
シリンダブロック１０の母材はアルミニウム合金であり、シリンダライナ２０はねずみ鋳鉄であるとしているので、アルミニウムに比べ、鉄の熱伝導率は低く、熱しにくく冷めにくいことになる。したがって、シリンダブロック１０側が早く冷却され、シリンダライナ２０側の冷却速度は、シリンダブロック１０に比べて遅くなる。
このような熱伝導率の違いから、シリンダブロック１０側からリング２４の凝固が始まり、次第にシリンダライナ２０側も凝固するため図１０（ｂ）に示すような状態で空間２５が形成されると考えられる。
【００５４】
なお、前述したようにリング２４の材質にアルミニウムを３％程度混入した亜鉛を採用すれば、アルミニウムと接合しやすくなるため、シリンダライナ２０側に空間２５を形成しやすくなるので、その様な工夫をするとよい。
また、前述したようにシリンダライナ２０に形成されたライナ外周溝２０ｃに対し、リング２４は極力隙間無く設けられている方が望ましい。これは、ライナ外周溝２０ｃとリング２４の隙間に溶湯が入り込むと、空間２５の形成を阻害してしまうおそれがあるためである。
もっとも、リング２４に用いた材質の線膨張率が高いために、少々隙間があっても、溶解した段階でその隙間を埋めることは期待できる。
また、鉄系の材料と、アルミニウム系、亜鉛系の材料は、接合しにくい材料と言われており、シリンダブロック１０にシリンダライナ２０として鋳込む際には、シリンダライナ２０の表面に細かな凹凸を設けるといった手法が良く取られる。
このような性質を利用して、ライナ外周溝２０ｃの表面を滑らかにし、接合しにくくしておけば、それだけリング２４はシリンダライナ２０に密着しにくくなるので、その様な加工を加えておいても良い。
【００５５】
ところで、このように、リング２４によって設けられる空間２５は、適正に形成される必要がある。
図１０（ｂ）に示されるような、必要とされる空間２５の幅ａは、図１１に示される、ボア内周面１４に発生する内側歪１４ａをカバーする必要がある。
すなわち、アッパーデッキ面１０ａから歪みピーク高さｈ１だけ離れた位置に対応し、内側歪１４ａの影響のある範囲に空間２５が形成されている必要がある。
ただし、空間２５をあまり大きく設けすぎると、シリンダライナ保持部１１とシリンダライナ２０の間に空間２５が設けられることで断熱効果を発揮してしまうため、図示しない燃焼室と、ピストンの摺動範囲のうち冷却が必要な部分に空間２５が重ならないように留意しなければならない。
すなわち、シリンダライナ２０の冷却を必要とする部分にかからない程度に、空間２５の上端を決めてやる必要がある。
【００５６】
この範囲は、シリンダライナ保持部１１と外壁部１２の接続部、すなわちウォータジャケット１３の底部１３ａ付近であり、歪みの影響がある広さは数十ｍｍ程度である。よって、リング２４の幅や、ライナ外周溝２０ｃの幅も前述したように、数十ｍｍ程度に設定されている。
また、ボア内周面１４に発生する内側歪１４ａの大きさは、内側に数十μｍ程度であるので、この内側歪１４ａに対応して空間２５の厚みｂを設定される必要がある。
すなわち空間２５の厚みｂは、ライナ外周溝２０ｃの深さと、リング２４の厚み、そしてリング２４の材質の線膨張率で決定され、シリンダブロック１０及びリング２４が凝固した状態で空間２５の厚みｂが数十μｍ以上になる必要がある。
ただし、これら空間２５の幅ａや厚みｂは、シリンダブロック１０の設計によっても変化するものであるので、外側に引っ張られる力Ｆ３によって内側歪１４ａが発生したとしても、ボア内周面１４に直接影響がない程度に、空間２５は設けられる必要がある。
すなわち、上向きの力Ｆ１、下向きの力Ｆ２、外側に引っ張られる力Ｆ３が発生した際に、シリンダライナ保持部１１がその影響を受けて変形したとしても、その変形によって影響を受けないだけの空間２５が、シリンダライナ２０とシリンダライナ保持部１１の間に形成されている必要があるのである。
【００５７】
このようにして、図１に示されたようなシリンダブロック１０が形成される。
凝固した状態のシリンダブロック１０は、シリンダライナ２０の外周面に空間２５を備え、その高さは、図１に示す通り、シリンダライナ保持部１１と外壁部１２の接続部付近に位置している。
この位置は、つまりウォータジャケット１３の底部１３ａの近傍であり、シリンダライナ２０の外周部を一周しているので、外壁部１２に設けられた、図示しないヘッドボルト締結穴１２ａの位置にも対応する部分にも、空間２５は存在することになる。
【００５８】
次に、第２実施例の作用効果について説明する。
第２実施例の作用効果については、シリンダブロック１０に鋳込まれた、シリンダライナ２０の外周部に空間２５が形成されていることで、第１実施例と同様の作用効果を生ずる。
すなわち、図５に示すように、シリンダブロック１０にシリンダヘッド１５を組み付けることで、上向きの力Ｆ１、下向きの力Ｆ２、外側に引っ張られる力Ｆ３がそれぞれ同様に発生する。
ここで、第１実施例と同様に、シリンダライナ２０の外周部に空間２５が設けられているので、外側に引っ張られる力Ｆ３の直接的な影響がボア内周面１４に現れず、歪みを抑えることができるのである。
すなわち、外側に引っ張られる力Ｆ３と下向きの力Ｆ２の働きによって、ボア内周面１４の縮径方向に発生する歪みである内側歪１４ａも小さくすることが可能となる。
このようにシリンダブロック１０に鋳込まれたシリンダライナ２０の外周面に空間２５が形成されていることで、上向きの力Ｆ１、下向きの力Ｆ２、及び外側に引っ張られる力Ｆ３の直接的な影響を受けにくくなるため、ボア内周面１４に発生する歪みは小さくなる。
【００５９】
このようにシリンダブロック１０に、リング２４による空間２５を設けることで、シリンダブロック１０にシリンダヘッド１５を組み付けた際にボア内周面１４に発生する内側歪１４ａを抑制でき、ボア内周面１４の真円度等の形状精度を、加工時の精度に保つことが可能となるため、エンジン稼働時のピストン周りに発生するフリクションロスを低下させることが可能となる。
エンジン稼働時のフリクションロスを低下させることで、エンジンの出力を犠牲にせずに燃費をこうじょうさせることが可能となる。
また、特許文献１及び特許文献３に示したような、ダミーヘッドを組み付けて加工する場合と同等の効果を、ダミーヘッドを組み付ける手間をかけずに得ることが可能となるため、生産コストの低下を図ることができる。
また、特許文献２に示したような、ボア内周面１４を非円形形状加工する必要がないため、複雑な制御を必要とせず、加工時間も通常のボア内周面１４をホーニング加工する時間と同程度で済むため、加工コストを下げることが可能となる。
【００６０】
以上に説明した、第１実施例のシリンダブロック製造方法、及びシリンダブロックによれば、以下のような優れた作用、効果が得られる。
（１）ピストンが往復するシリンダボアが形成されたシリンダブロック１０において、シリンダボアを冷却するためのウォータジャケット１３の底部１３ａ近傍で、ウォータジャケット１３の周囲に形成された外壁部１２に設けられたヘッドボルト締結穴１２ａの位置に対応する位置に、周囲よりも低剛性の部分となるリング２４によって形成された空間２５を有することを特徴とするので、シリンダブロック１０にシリンダヘッド１５を組みつける際に、低剛性の部分である空間２５が変形することによって応力が緩和され、ボア内周面１４のボア縮径方向の変形が低減される。
この結果、製品としてエンジンに組み付けられたシリンダブロック１０にシリンダヘッド１５を組み付けた後も、ボア内周面１４加工時の高い形状精度を維持でき、エンジン稼動時におけるフリクションロスを低減することが可能となる。
【００６１】
従来技術のシリンダブロック１０にシリンダヘッド１５を組み付けた場合、ウォータジャケット１３の底部１３ａ近傍で、ヘッドボルト締結穴１２ａの位置に対応するボア内周面１４には、前述した通り、ボア縮径方向の歪みである内側歪１４ａが発生する。
これは、ヘッドボルト１６を数十ｋＮもの高い締結力で締めこむことで、ヘッドボルト締結穴１２ａを備える外壁部１２が上方向に引っ張られ、一方、シリンダヘッド１５がヘッドボルト１６で締結されることでシリンダブロック１０のアッパーデッキ面１０ａを押圧し、その結果、外壁部１２と接続されるシリンダライナ保持部１１に応力がかかる。
この応力によって、シリンダライナ保持部１１と外壁部１２の接続部分と対応するボア内周面１４に内側歪１４ａが発生するのであるが、シリンダライナ保持部１１に低剛性の部分が設けられていることにより、シリンダライナ保持部１１にかかる応力を、リング２４及び空間２５の部分が変形することで吸収し、ボア内周面１４に発生する歪みを緩和することが可能となる。
したがって、この低剛性の部分である空間２５がシリンダブロック１０に設けられることで、組み付け時の真円度を確保し、エンジンのフリクションロスを低下させることが可能となる。
そして、ダミーヘッドを用いる場合よりも少ない工程でエンジンの生産が可能であり、複雑な加工を必要としないので、生産コストを下げながらも、燃費の向上を図ることができる。
【００６２】
（２）（１）に記載のシリンダブロック１０において、シリンダボアが内側に形成されたシリンダライナ２０を備え、シリンダライナ２０の外周部に、空間２５が設けられることにより、低剛性の部分が形成されたことを特徴とするので、シリンダブロック１０に発生した歪みを空間２５で減衰し、ボア内周面１４への歪みの影響を抑えることが可能となる。
歪発生部分にリング２４及び空間２５を設けることで、低剛性の部分とし、応力が発生する部分には空間２５を挟んでボア内周面１４が形成されることになる。
このことにより、応力はリング２４及び空間２５を備える部分を歪ませるものの、その歪みはリング２４及び空間２５を介するので、直接対応するボア内周面１４には伝わらないことになる。
この原理によって、歪発生部分より内側にあるボア内周面１４には、直接歪みが伝わらず、したがって、ボア内周面１４には殆ど歪みが発生しないことになる。
【００６３】
（３）シリンダライナ２０を備えたシリンダブロック１０を製造する、シリンダブロック製造方法において、シリンダライナ２０の外周部のシリンダブロック１０に備えられたウォータジャケット１３の底部１３ａ近傍に対応する位置に、シリンダブロック１０の母材よりも線膨張率が高く融点が低い低融点部材で作られたリング２４を配設し、シリンダブロック１０鋳造時に、シリンダライナ２０を鋳込むことにより、リング２４が溶融し、凝固して、空間２５が形成され、空間２５が、周囲より低剛性の部分となることを特徴とする。
これによって、鋳造時には溶湯の熱によってリング２４が溶融し、線膨張率が高いためにリング２４が膨張する。
溶湯が凝固した後、リング２４も凝固をはじめ、線膨張率が高いために、凝固することによって収縮する。このためシリンダブロック１０の母材とリング２４との間にはひけ巣などの空間２５ができる。
この空間２５によって、シリンダヘッド１５組み付け時に発生する歪みを、対応する位置のボア内周面１４に直接伝えず、ボア内周面１４に発生する歪みを緩和する。
【００６４】
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、第１実施例や第２実施例ではシリンダライナ２０の周囲を一周するような空間２５を作っているが、ウォータジャケット１３の底部１３ａ近傍であって、ヘッドボルト締結穴１２ａに対応する位置だけに空間２５を作って、シリンダブロック１０に鋳込んでも、同等の効果が得られる。ただし、この場合は、空間２５を作った位置を、ヘッドボルト締結穴１２ａに対応する位置に合わせる必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】第１実施例の、シリンダブロックの断面図を示している。
【図２】第１実施例の、シリンダライナと蓋の立体斜視図を示している。
【図３】第１実施例の、シリンダライナに蓋を嵌め込んだ状態で、鋳造を行っている断面図を示している。
【図４】（ａ）第１実施例の、溶湯を流し込む前の、ライナ外周凹部付近のキャビティの拡大断面図を示している。（ｂ）第１実施例の、溶湯を流し込んだ後の、ライナ外周凹部付近のシリンダブロックの拡大断面図を示している。
【図５】第１実施例の、シリンダブロックにシリンダヘッドを組み付けた場合に働く力の関係を断面図に指定示している。
【図６】第１実施例の、シリンダブロックにシリンダヘッドを組み付けた場合に働く力によって、歪みが発生する様子を示した拡大断面図を示している。
【図７】第２実施例の、シリンダブロックの断面図を示している。
【図８】第２実施例の、シリンダライナとリングの立体斜視図を示している。
【図９】第２実施例の、シリンダライナにリングを配設した状態で、鋳造を行っている断面図を示している。
【図１０】（ａ）第２実施例の、溶湯を流し込む前の、リング付近のキャビティの拡大断面図を示している。（ｂ）第２実施例の、溶湯を流し込んだ後の、リング付近のシリンダブロックの拡大断面図を示している。
【図１１】出願人が調査した、シリンダボア内壁面の歪みの分布を示した立体斜視図を示している。
【図１２】特許文献２の、シリンダボアの加工方法の工程の一例を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０      シリンダブロック
１０ａ      アッパーデッキ面
１１      シリンダライナ保持部
１１ａ      空間内歪
１２      外壁部
１２ａ      ヘッドボルト締結穴
１３      ウォータジャケット
１３ａ      底部
１４      ボア内周面
１４ａ      内側歪
１５      シリンダヘッド
１６      ヘッドボルト
１７      ガスケット
２０      シリンダライナ
２０ａ      ライナ外周凸部
２０ｂ      ライナ外周凹
２０ｃ      ライナ外周溝
２１      蓋
２４      リング
２５      空間
２６      気泡
Ｆ１      上向きの力
Ｆ２      下向きの力
Ｆ３      外側に引っ張られる力
ａ      幅
ｂ      厚み
ｈ１      歪みピーク高さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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