JP4591393B2 - 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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Description
本発明は、シリンダブロック加工において、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。
エンジンのシリンダブロックはピストンが摺動するボア部を有し、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、ボア部内で燃料を爆発させて動力を取り出しているため、高温、高圧にさらされる。さらに、ボア部を冷却するためにウォータジャケット部をボア部の外側に設けて、クーラントを流すことで水冷も行っている。
従って、シリンダブロックとシリンダヘッドの接合面には気密性が要求され、高圧のガスが抜けないようにするため、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高い締結力で締め付けられる必要がある。
従って、シリンダブロックとシリンダヘッドの接合面には気密性が要求され、高圧のガスが抜けないようにするため、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高い締結力で締め付けられる必要がある。
さらに、ボア部にはピストンが摺動し往復運動をするため、シリンダブロックのボア部はピストンとの形状の転写性を要求される。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、従ってシリンダブロックのボア部形状も円筒となる。
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おり、ボア部内壁と直接接触するのは、ピストンリングである。従って、ピストンは、ピストンリングを介してボア部内壁と接触し、摺動している。
このピストンリングには、燃焼室からの高圧ガスをシールし、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部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、そして、ピストンリングの張力によって、ボア部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。
従って、ボア部内壁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ことになる。
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おり、ボア部内壁と直接接触するのは、ピストンリングである。従って、ピストンは、ピストンリングを介してボア部内壁と接触し、摺動している。
このピストンリングには、燃焼室からの高圧ガスをシールし、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部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、そして、ピストンリングの張力によって、ボア部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。
従って、ボア部内壁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ことになる。
例えば、ボア部内壁とピストンの形状精度が悪く、ボア部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と、エンジンを稼働した際に、燃焼室側からクランクシャフト側に高圧ガスが、ボア部内壁とピストンリングの隙間を通って漏れる。
この高圧ガスの漏れは、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。
また、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は、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が、ボア部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、エンジンオイルが燃焼室側に漏れることになる。
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。
この高圧ガスの漏れは、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。
また、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は、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が、ボア部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、エンジンオイルが燃焼室側に漏れることになる。
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。
上述のように、製品になった状態での、シリンダブロックのボア部内壁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は、ピストンリングの張力を低く設定しても、ボア部内壁とピストンとの間のシール性と摺動性のバランスがとれることとなる。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、燃費向上、性能向上に繋がる。
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部内壁は数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、ボア部をピストンが摺動し、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。
しかしながら、前述のように、エンジンのシリンダブロックは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、シリンダブロックの締結部位での変形は避けられない。つまり、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が問題となる。さらにエンジン稼働時では、高熱にさらされるために熱の影響も考慮する必要性に迫られる。高熱によって材料が膨張し、歪みが増幅されると、摺動抵抗は更に顕著になる。従って、シリンダブロックにおいては組み付け時において、数μｍオーダーの高い形状精度が要求される。
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部内壁は数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、ボア部をピストンが摺動し、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。
しかしながら、前述のように、エンジンのシリンダブロックは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、シリンダブロックの締結部位での変形は避けられない。つまり、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が問題となる。さらにエンジン稼働時では、高熱にさらされるために熱の影響も考慮する必要性に迫られる。高熱によって材料が膨張し、歪みが増幅されると、摺動抵抗は更に顕著になる。従って、シリンダブロックにおいては組み付け時において、数μｍオーダーの高い形状精度が要求される。
このような問題を抱えるので、一般的にシリンダブロックのボア部を加工する場合は、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。
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、その状態でボア部の加工を行うため、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。
ただし、このようなダミーヘッドを用いた加工は、ダミーヘッドを組み付け、加工後取り外すという手間がかかるため、生産性の向上においては阻害原因となり、コスト低減の妨げとなる。
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、その状態でボア部の加工を行うため、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。
ただし、このようなダミーヘッドを用いた加工は、ダミーヘッドを組み付け、加工後取り外すという手間がかかるため、生産性の向上においては阻害原因となり、コスト低減の妨げとなる。
同様のことは、組み付けられる側のシリンダヘッドにも言え、特許文献１ではシリンダヘッド加工方法及びシリンダヘッド加工用位置決め装置についての技術が開示されている。
図１４には、特許文献１のシリンダヘッド加工用位置決め装置の一部断面正面図を示している。
特許文献１の方法では、基準金１５１、１５２の基準面上にシリンダヘッド１４０をシリンダヘッド押し付け装置１６２で上から抑えることにより、シリンダヘッド１４０の下面を全基準面に圧着させる。
これにより、シリンダヘッド１４０を、このシリンダヘッド１４０が図示しない特定のシリンダブロック１５０に固定されたときの形状変態と同等の形状変態に固定し、この状態でボーリングバー１３２によりカムシャフト穴をボーリング加工する。
このようにシリンダヘッド１４０が加工されるので、実際に図示しないシリンダブロックに組み付けられた際に、高いレベルの真直度をもつカムシャフト穴が得られる。
図１４には、特許文献１のシリンダヘッド加工用位置決め装置の一部断面正面図を示している。
特許文献１の方法では、基準金１５１、１５２の基準面上にシリンダヘッド１４０をシリンダヘッド押し付け装置１６２で上から抑えることにより、シリンダヘッド１４０の下面を全基準面に圧着させる。
これにより、シリンダヘッド１４０を、このシリンダヘッド１４０が図示しない特定のシリンダブロック１５０に固定されたときの形状変態と同等の形状変態に固定し、この状態でボーリングバー１３２によりカムシャフト穴をボーリング加工する。
このようにシリンダヘッド１４０が加工されるので、実際に図示しないシリンダブロックに組み付けられた際に、高いレベルの真直度をもつカムシャフト穴が得られる。
また、特許文献２では分割軸受け穴の共加工方法及び加工装置についての技術が開示されている。
図１５には、特許文献２の押圧装置の正面図を示している。
特許文献２の方法では、シリンダブロックＡとロアケースＢの結合面に形成されるジャーナル軸受け穴Ｊを真円加工するに際し、一対の押圧装置１Ｂの位置決めと載置部２２１にそれぞれシリンダブロックＡを位置決めする。
そして、各シリンダブロックＡの結合面とロアケースＢの結合面とを突き合わせて、ボルト締結部に複数の押圧ピン２１５を等接させた後、各押圧ロット６Ｂを前進させる。
これにより、各シリンダブロックＡとロアケースＢにボルト締めと同等の変形を与えて、一方側のシリンダブロックＡ及びロアケースＢに対して図示しない共加工具２１９でジャーナル軸受け穴Ｊの真円加工を行う。他方側のシリンダブロックＡ及びロアケースＢに対して図示しない加工具で他の箇所を加工する。
このようにシリンダブロックＡとロアケースＢを固定し、押圧ピン２１５で押圧してジャーナル軸受け穴Ｊを共加工することによって、組み付け時に真円となるような加工を施すことが可能になる。
特開平５−１０４３１５号公報
特開２００２−１２０１０７号公報
図１５には、特許文献２の押圧装置の正面図を示している。
特許文献２の方法では、シリンダブロックＡとロアケースＢの結合面に形成されるジャーナル軸受け穴Ｊを真円加工するに際し、一対の押圧装置１Ｂの位置決めと載置部２２１にそれぞれシリンダブロックＡを位置決めする。
そして、各シリンダブロックＡの結合面とロアケースＢの結合面とを突き合わせて、ボルト締結部に複数の押圧ピン２１５を等接させた後、各押圧ロット６Ｂを前進させる。
これにより、各シリンダブロックＡとロアケースＢにボルト締めと同等の変形を与えて、一方側のシリンダブロックＡ及びロアケースＢに対して図示しない共加工具２１９でジャーナル軸受け穴Ｊの真円加工を行う。他方側のシリンダブロックＡ及びロアケースＢに対して図示しない加工具で他の箇所を加工する。
このようにシリンダブロックＡとロアケースＢを固定し、押圧ピン２１５で押圧してジャーナル軸受け穴Ｊを共加工することによって、組み付け時に真円となるような加工を施すことが可能になる。
従って、上記の特許文献１のシリンダヘッド１４０のカムシャフト穴や、特許文献２のシリンダブロックＡとロアケースＢの結合面に形成されるジャーナル軸受け穴Ｊの様に、シリンダブロックのボア部の加工においても、組み付ける際のボルト穴部分を押圧して、加工を行えば良いようにも思える。
しかしながら、単純にボルト穴部分を押圧しただけでは、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歪みは再現できない。よって、そのまま加工しても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形状精度が数μｍオーダーの高いレベルに維持することが出来ないことが問題となる。
しかしながら、単純にボルト穴部分を押圧しただけでは、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歪みは再現できない。よって、そのまま加工しても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形状精度が数μｍオーダーの高いレベルに維持することが出来ないことが問題となる。
図１３にシリンダブロックとシリンダヘッドを組み付けた状態の模式断面図を示す。
シリンダブロック１０は、シリンダヘッド２０と組み付けられる際に、シリンダブロック１０と、シリンダヘッド２０の間にシール用のガスケット１５が挟まれる。
そして、シリンダブロック１０には、前述のように冷却用のウォータジャケット１１が設けられるため、ウォータジャケット１１の外側に外壁１２とヘッドボルト締結穴１２ａを備えることになる。
従来技術における一般的なシリンダブロック１０と、シリンダヘッド２０を組み付けた状態のエンジンは図１３のような状態である。
シリンダブロック１０は、シリンダヘッド２０と組み付けられる際に、シリンダブロック１０と、シリンダヘッド２０の間にシール用のガスケット１５が挟まれる。
そして、シリンダブロック１０には、前述のように冷却用のウォータジャケット１１が設けられるため、ウォータジャケット１１の外側に外壁１２とヘッドボルト締結穴１２ａを備えることになる。
従来技術における一般的なシリンダブロック１０と、シリンダヘッド２０を組み付けた状態のエンジンは図１３のような状態である。
ヘッドボルト締結穴１２ａを備えるシリンダブロック１０の外壁１２は、ヘッドボルト１６に引っ張られ、上向きの力Ｆ１が発生する。一方、高いシール力を発生するガスケット１５を挟み、ボア部１０ａはシリンダヘッド２０から下向きの力Ｆ２が発生する。
従って、シリンダブロック１０の外壁１２とボア部１０ａの接続部あたりでは、外側に引っ張られる力Ｆ３が発生して、ボア部１０ａに変形を生じることになる。この変形量は微量ではあるが、ピストンの上下運動及び、高圧ガスやエンジンオイルのシールにとっては好ましいものではなく、燃費の悪化や性能の低下に繋がることとなる。
このように、複雑な力の関係が発生するので、加工時において、特許文献１や特許文献２のように単純に押圧するだけでは、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歪みは再現出来ない。
従って、シリンダブロック１０の外壁１２とボア部１０ａの接続部あたりでは、外側に引っ張られる力Ｆ３が発生して、ボア部１０ａに変形を生じることになる。この変形量は微量ではあるが、ピストンの上下運動及び、高圧ガスやエンジンオイルのシールにとっては好ましいものではなく、燃費の悪化や性能の低下に繋がることとなる。
このように、複雑な力の関係が発生するので、加工時において、特許文献１や特許文献２のように単純に押圧するだけでは、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歪みは再現出来ない。
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、ダミーヘッドを用いずに、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歪みを再現して、ボア部の加工を行い、組み付け後に高い形状精度を得られ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目的とする。
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）ピストンが摺動するボア部と、前記ボア部を冷却するためのウォータジャケット部と、前記ウォータジャケット部を覆う外壁部を有するエンジンのシリンダブロックの、前記ボア部を仕上げ加工するシリンダブロック製造方法において、前記シリンダブロックが、前記外壁部が備えるヘッドボルト締結穴の先端から所定の距離離間した、前記外壁部をクランクシャフト側から押圧するための、受圧部を備え、前記シリンダブロックのアッパーデッキ面を押圧する第１押圧部を有する、第１クランプと、前記受圧部を押圧する第２押圧部を有する、第２クランプがあって、前記シリンダブロックを、前記第１クランプと前記第２クランプとで加圧し、前記アッパーデッキ面側から、前記ボア部を加工することを特徴とする。
（１）ピストンが摺動するボア部と、前記ボア部を冷却するためのウォータジャケット部と、前記ウォータジャケット部を覆う外壁部を有するエンジンのシリンダブロックの、前記ボア部を仕上げ加工するシリンダブロック製造方法において、前記シリンダブロックが、前記外壁部が備えるヘッドボルト締結穴の先端から所定の距離離間した、前記外壁部をクランクシャフト側から押圧するための、受圧部を備え、前記シリンダブロックのアッパーデッキ面を押圧する第１押圧部を有する、第１クランプと、前記受圧部を押圧する第２押圧部を有する、第２クランプがあって、前記シリンダブロックを、前記第１クランプと前記第２クランプとで加圧し、前記アッパーデッキ面側から、前記ボア部を加工することを特徴とする。
ここでいう「仕上げ加工」とは、従来、シリンダブロックにダミーヘッドを組み付けて行った、ボーリング加工やホーニング加工のことを指す。
また、ここでいう「ヘッドボルト締結穴」とは、ヘッドボルト締結部にあたり、シリンダブロックにシリンダヘッドを組み付けるために設けられるヘッドボルトを締結するための雌ねじ加工が施された穴のことを指している。
従って、ここでいう「ヘッドボルト締結穴の先端から所定の距離」は、シリンダブロックに設けられた雌ねじ穴の先端からの所定の距離を指す。
また、ここでいう「所定の距離離間」とは、シリンダブロックにクランクキャップ側から押圧が加えられる際に、ヘッドボルト締結穴であるシリンダブロックの外壁部に設けられた雌ねじ加工された穴の先端から、第２押圧部が当接する位置までの距離のことであり、シリンダブロックの有する肉厚を指す。この厚みは、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歪みを再現するために、第１押圧部及び第２押圧部によって発生される押圧力に耐えうるだけの剛性を有する。
また、ここでいう「ヘッドボルト締結穴」とは、ヘッドボルト締結部にあたり、シリンダブロックにシリンダヘッドを組み付けるために設けられるヘッドボルトを締結するための雌ねじ加工が施された穴のことを指している。
従って、ここでいう「ヘッドボルト締結穴の先端から所定の距離」は、シリンダブロックに設けられた雌ねじ穴の先端からの所定の距離を指す。
また、ここでいう「所定の距離離間」とは、シリンダブロックにクランクキャップ側から押圧が加えられる際に、ヘッドボルト締結穴であるシリンダブロックの外壁部に設けられた雌ねじ加工された穴の先端から、第２押圧部が当接する位置までの距離のことであり、シリンダブロックの有する肉厚を指す。この厚みは、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歪みを再現するために、第１押圧部及び第２押圧部によって発生される押圧力に耐えうるだけの剛性を有する。
（２）（１）に記載するシリンダブロック製造方法において、前記第１クランプの有する前記第１押圧部は、シリンダヘッドガスケットが有するシール用ビード部のうち、ボア部外筒のアッパーデッキ面を押圧する部分に対応して位置し、前記シリンダブロックを前記第１クランプが固定し加圧する際に、前記シリンダブロックのアッパーデッキ面に前記第１押圧部を当接させることを特徴とする。
ここでいう「シール用ビード部」とは、シリンダヘッドガスケットに設けられる、プレス等で打ち抜きバネ力を利用した曲げ部分をつけた部分をいう。このビード部がシリンダブロックのアッパーデッキ面に当接することで、ヘッドボルト締結時の押圧力がビード部に集中することになり、シール力を発生することになる。ヘッドボルトで締結されるシリンダブロックとシリンダヘッドの面をなじませ、高いシール力を発生させるために、設けられる工夫のうちの一つである。
（３）（１）に記載するシリンダブロック製造方法において、前記第１クランプが上側クランプであり、前記第２クランプが下側クランプであって、前記シリンダブロックを、前記上側クランプと前記下側クランプで固定して加圧し、前記上側クランプ側から、前記ボア部を加工することを特徴とする。
（４）（３）に記載するシリンダブロック製造方法において、前記上側クランプの有する前記第１押圧部が、第１押圧突起と第２押圧突起と逃がし空間を有し、前記第１押圧突起は、シリンダヘッドガスケットが有するシール用ビード部のうち、ボア部を押圧する部分に対応して位置し、前記第２押圧突起は、前記シール用ビード部のうち、前記シリンダブロックのアッパーデッキ面外周を押圧する部分に対応して位置し、前記逃がし空間が、前記シール用ビード部のうち、ヘッドボルトの座面に対応して位置し、前記シリンダブロックを前記上側クランプが固定し加圧する際に、前記シリンダブロックのアッパーデッキ面に前記第１押圧部の前記第１押圧突起と前記第２押圧突起とを当接させることを特徴とする。
（４）（３）に記載するシリンダブロック製造方法において、前記上側クランプの有する前記第１押圧部が、第１押圧突起と第２押圧突起と逃がし空間を有し、前記第１押圧突起は、シリンダヘッドガスケットが有するシール用ビード部のうち、ボア部を押圧する部分に対応して位置し、前記第２押圧突起は、前記シール用ビード部のうち、前記シリンダブロックのアッパーデッキ面外周を押圧する部分に対応して位置し、前記逃がし空間が、前記シール用ビード部のうち、ヘッドボルトの座面に対応して位置し、前記シリンダブロックを前記上側クランプが固定し加圧する際に、前記シリンダブロックのアッパーデッキ面に前記第１押圧部の前記第１押圧突起と前記第２押圧突起とを当接させることを特徴とする。
（５）（１）乃至（４）のいずれかに記載するシリンダブロック製造方法において、前記第２クランプの有する前記第２押圧部が、前記ヘッドボルト締結穴と同数のピン状突起であり、前記受圧部が、前記シリンダブロックの前記ヘッドボルト締結穴と対向する側に、前記ヘッドボルト締結穴の先端から前記所定の距離まで達する深さを有する挿入穴であり、
前記挿入穴に、前記第２押圧部を挿入し、押圧して加工することを特徴とする。
（６）（５）に記載するシリンダブロック製造方法において、前記挿入穴が、座繰り形状穴であり、前記座繰り形状穴に、前記第２押圧部を挿入し、押圧して加工することを特徴とする。
（７）（１）乃至（４）のいずれかに記載するシリンダブロック製造方法において、前記受圧部が、前記シリンダブロックの側面に孔設された側面穴であり、前記シリンダブロックに４カ所設けられ、前記第２クランプの有する前記第２押圧部を、前記シリンダブロック側面から前記側面穴に挿入し、前記第１クランプ側に押圧して加工することを特徴とする。
前記挿入穴に、前記第２押圧部を挿入し、押圧して加工することを特徴とする。
（６）（５）に記載するシリンダブロック製造方法において、前記挿入穴が、座繰り形状穴であり、前記座繰り形状穴に、前記第２押圧部を挿入し、押圧して加工することを特徴とする。
（７）（１）乃至（４）のいずれかに記載するシリンダブロック製造方法において、前記受圧部が、前記シリンダブロックの側面に孔設された側面穴であり、前記シリンダブロックに４カ所設けられ、前記第２クランプの有する前記第２押圧部を、前記シリンダブロック側面から前記側面穴に挿入し、前記第１クランプ側に押圧して加工することを特徴とする。
（８）ピストンが摺動するボア部と、前記ボア部を冷却するためのウォータジャケット部と、前記ウォータジャケット部を覆う外壁部を有するエンジンのシリンダブロックにおいて、前記外壁部に有するヘッドボルト締結穴と対向する側に、挿入穴が設けられ、前記挿入穴の深さが、前記ヘッドボルト締結穴と対向する側から、前記ヘッドボルト締結穴の先端より所定の距離まで達し、前記ボア部を仕上げ加工する際に、前記挿入穴から押圧され、アッパーデッキ面から押圧されることで、完成品として、前記アッパーデッキ面に、シリンダヘッドガスケットを挟んでシリンダヘッドをヘッドボルトで締結した際に、前記ボア部に発生する歪みと、同等の歪みを発生させることを特徴とする。
ここでいう「ヘッドボルト締結穴の先端より所定の距離」とは、請求項１と同様、ヘッドボルト締結穴であるシリンダブロックの外壁部に設けられた雌ねじ加工された穴の先端から、挿入穴の先端までの距離のことであり、シリンダブロックの有する肉厚を指す。
この厚みは、「完成品としてシリンダヘッドと前記シリンダブロックの間にシリンダヘッドガスケットを挟んでヘッドボルトで締結した際に前記ボア部に発生する歪みと同等の歪みを、発生」させた時にシリンダブロックが塑性変形しないだけの強度を有する程度の「所定の」厚みを有している。
この厚みは、「完成品としてシリンダヘッドと前記シリンダブロックの間にシリンダヘッドガスケットを挟んでヘッドボルトで締結した際に前記ボア部に発生する歪みと同等の歪みを、発生」させた時にシリンダブロックが塑性変形しないだけの強度を有する程度の「所定の」厚みを有している。
（９）（８）に記載するシリンダブロックにおいて、前記挿入穴が、座繰り形状穴であり、完成品として前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックの間に前記シリンダヘッドガスケットを挟んで前記ヘッドボルトで締結した際に前記ボア部に発生する歪みと、同等の歪みを発生させるように前記所定の距離が設定されていることを特徴とする。
ここでいう「完成品としてシリンダヘッドと前記シリンダブロックの間にシリンダヘッドガスケットを挟んでヘッドボルトで締結した際に前記ボア部に発生する歪みと、同等の歪み」とは、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歪みを再現することと同義であり、シリンダヘッドとシリンダブロックの間に、シリンダヘッドガスケットを挟んで、製品時の規定トルクでヘッドボルトを締め、シリンダヘッドとシリンダブロックを一体化した際に、シリンダブロックの備えるボア部に発生する歪みのことを指している。
ここでいう「完成品としてシリンダヘッドと前記シリンダブロックの間にシリンダヘッドガスケットを挟んでヘッドボルトで締結した際に前記ボア部に発生する歪みと、同等の歪み」とは、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歪みを再現することと同義であり、シリンダヘッドとシリンダブロックの間に、シリンダヘッドガスケットを挟んで、製品時の規定トルクでヘッドボルトを締め、シリンダヘッドとシリンダブロックを一体化した際に、シリンダブロックの備えるボア部に発生する歪みのことを指している。
（１０）ピストンが摺動するボア部と、前記ボア部を冷却するためのウォータジャケット部と、前記ウォータジャケット部を覆う外壁部を有するエンジンのシリンダブロックにおいて、前記外壁部のクランクシャフト側端部の側面から、側面穴が設けられ、前記側面穴が、前記ヘッドボルト締結穴の先端より所定の距離にあり、前記ボア部を仕上げ加工する際に、前記側面穴からアッパーデッキ面側に向かって押圧され、前記アッパーデッキ面から押圧されることで、完成品として、前記アッパーデッキ面に、シリンダヘッドガスケットを挟んでシリンダヘッドをヘッドボルトで締結した際に、前記ボア部に発生する歪みと、同等の歪みを発生させ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）シリンダブロックのアッパーデッキ面を押圧する第１押圧部を有する、第１クランプと、受圧部を押圧する第２押圧部を有する、第２クランプがあって、シリンダブロックを、第１クランプでアッパーデッキ面を、第２クランプでヘッドボルト締結穴の先端から所定の距離離間した受圧部をクランクシャフト側から押圧し、アッパーデッキ面側から、ボア部を加工するシリンダブロック製造方法であることを特徴とするので、ダミーヘッドを用いずに、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歪みを再現して、ボア部の加工を行い、組み付け時に高い形状精度を得ることが出来るという優れた効果を奏する。
（１）シリンダブロックのアッパーデッキ面を押圧する第１押圧部を有する、第１クランプと、受圧部を押圧する第２押圧部を有する、第２クランプがあって、シリンダブロックを、第１クランプでアッパーデッキ面を、第２クランプでヘッドボルト締結穴の先端から所定の距離離間した受圧部をクランクシャフト側から押圧し、アッパーデッキ面側から、ボア部を加工するシリンダブロック製造方法であることを特徴とするので、ダミーヘッドを用いずに、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歪みを再現して、ボア部の加工を行い、組み付け時に高い形状精度を得ることが出来るという優れた効果を奏する。
これは、課題でも説明した通り、完成品と同様にシリンダブロックとシリンダヘッドの間にシリンダヘッドガスケットを挟んで組み付けた状態において、シリンダブロックはヘッドボルト締結穴に締結されたヘッドボルトによってシリンダヘッド側に引っ張り上げようとする力が発生する。
また、シリンダブロックとシリンダヘッドを組み付ける際にアッパーデッキ面に当接し押圧する部分でクランクシャフト側に押し付けられる力が発生する。
このような上下２つの力によって、シリンダブロックのボア部と外壁の接続部で歪みを発生するのである。
この歪みを、第１クランプと第２クランプで挟み込み、押圧することによって、第１クランプからはアッパーデッキ面に第１押圧部によって、第２クランプからは受圧部を第２押圧部によって押圧することで再現し、その状態でボア部を加工する。このため、ダミーヘッドを用いることなく、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歪みを再現して、ボア部の加工を行い、高い形状精度を有することが可能となる。
また、シリンダブロックとシリンダヘッドを組み付ける際にアッパーデッキ面に当接し押圧する部分でクランクシャフト側に押し付けられる力が発生する。
このような上下２つの力によって、シリンダブロックのボア部と外壁の接続部で歪みを発生するのである。
この歪みを、第１クランプと第２クランプで挟み込み、押圧することによって、第１クランプからはアッパーデッキ面に第１押圧部によって、第２クランプからは受圧部を第２押圧部によって押圧することで再現し、その状態でボア部を加工する。このため、ダミーヘッドを用いることなく、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歪みを再現して、ボア部の加工を行い、高い形状精度を有することが可能となる。
（２）（１）に記載するシリンダブロック製造方法において、第１クランプの有する第１押圧部は、シリンダヘッドガスケットが有するシール用ビード部のうち、ボア部外筒のアッパーデッキ面を押圧する部分に対応して位置し、シリンダブロックを第１クランプが固定し加圧する際に、シリンダブロックのアッパーデッキ面に第１押圧部を当接させることを特徴とする。
このため、シリンダブロックとシリンダヘッドを組み付けた際に、第１押圧部がボア部のアッパーデッキ面に当接することで、製品となる際にシリンダブロックとシリンダヘッドの間にシリンダヘッドガスケットを挟んだ際に、シリンダヘッドガスケットのビード部が発生する押圧力と、ヘッドボルトが引っ張り上げる力を再現することが可能となる。
これによって、仕上げ加工の精度は、そのまま製品完成後の精度となり、ボア部の形状精度を高めることが容易になる。
このため、シリンダブロックとシリンダヘッドを組み付けた際に、第１押圧部がボア部のアッパーデッキ面に当接することで、製品となる際にシリンダブロックとシリンダヘッドの間にシリンダヘッドガスケットを挟んだ際に、シリンダヘッドガスケットのビード部が発生する押圧力と、ヘッドボルトが引っ張り上げる力を再現することが可能となる。
これによって、仕上げ加工の精度は、そのまま製品完成後の精度となり、ボア部の形状精度を高めることが容易になる。
（３）（１）に記載するシリンダブロック製造方法において、第１クランプが上側クランプであり、第２クランプが下側クランプであって、シリンダブロックを、上側クランプと、下側クランプで固定して加圧し、上側クランプ側から、ボア部を加工することを特徴とすることで、（１）と同等の効果が得られる。
（４）（３）に記載するシリンダブロック製造方法において、上側クランプの有する第１押圧部が、第１押圧突起と第２押圧突起と逃がし空間を有し、第１押圧突起は、シリンダヘッドガスケットが有するシール用ビード部のうち、ボア部を押圧する部分に対応して位置し、第２押圧突起は、シール用ビード部のうち、シリンダブロックのアッパーデッキ面外周を押圧する部分に対応して位置し、逃がし空間が、シール用ビード部のうち、ヘッドボルトの座面に対応して位置し、シリンダブロックを上側クランプが固定し加圧する際に、シリンダブロックのアッパーデッキ面に第１押圧部の第１押圧突起と第２押圧突起とを当接させることを特徴とする。
このため、（２）と同様に、シリンダブロックとシリンダヘッドを組み付けた際に、第１押圧部の有する第１押圧突起がボア部のアッパーデッキ面に当接することで、製品となる際にシリンダブロックとシリンダヘッドの間にシリンダヘッドガスケットを挟んだ際に、シリンダヘッドガスケットのビード部が発生する押圧力と、ヘッドボルトが引っ張り上げる力を再現することが可能となる。
さらに、第２押圧突起及び逃がし空間を設けることで、シールビード部を正確に再現することになり、力が分散する分（２）よりも大きな押圧力を必要とするが、シリンダブロックにシリンダヘッドを組み付けた際の歪みをより正確に再現することが可能となる。
これによって、仕上げ加工の精度は、そのまま製品完成後の精度となり、ボア部の形状精度を高めることが容易になる。
さらに、第２押圧突起及び逃がし空間を設けることで、シールビード部を正確に再現することになり、力が分散する分（２）よりも大きな押圧力を必要とするが、シリンダブロックにシリンダヘッドを組み付けた際の歪みをより正確に再現することが可能となる。
これによって、仕上げ加工の精度は、そのまま製品完成後の精度となり、ボア部の形状精度を高めることが容易になる。
（５）（１）乃至（４）のいずれかに記載するシリンダブロック製造方法において、第２クランプの有する第２押圧部が、ヘッドボルト締結穴と同数のピン状突起であり、受圧部が、シリンダブロックのヘッドボルト締結穴と対向する側に、ヘッドボルト締結穴の先端から所定の距離まで達する深さを有する挿入穴であり、挿入穴に、第２押圧部を挿入し、押圧して加工することを特徴とするので、シリンダブロックのクランクキャップ側から、第２押圧部であるピン状突起を挿入穴に挿入し、製品となる際にシリンダブロックとシリンダヘッドの間にシリンダヘッドガスケットを挟みヘッドボルトで締結して組み付けた時に発生する歪みによる形状変化を正確に再現することが可能となる。
これによって、仕上げ加工の精度は、そのまま製品完成後の精度となり、ボア部の形状精度を高めることが容易になる。
これによって、仕上げ加工の精度は、そのまま製品完成後の精度となり、ボア部の形状精度を高めることが容易になる。
（６）（５）に記載するシリンダブロック製造方法において、挿入穴が、座繰り形状穴であり、座繰り形状穴に、第２押圧部を挿入し、押圧して加工することを特徴とするので、（５）と同等の効果が得られる。
（７）（１）乃至（４）のいずれかに記載するシリンダブロック製造方法において、受圧部が、シリンダブロックの側面に孔設された側面穴であり、シリンダブロックに４カ所設けられ、第２クランプの有する第２押圧部を、シリンダブロック側面から側面穴に挿入し、第１クランプ側に押圧して加工することを特徴とするので、（５）と同等の効果をより簡易な方法で実現することが可能である。
ヘッドボルト締結穴と対向する側に、ヘッドボルト締結穴と同数だけ挿入穴を設けることは、設計上の制約から困難な場合がある。
例えば直列４気筒のエンジンであれば、ヘッドボルト締結穴は１気筒当たり４つ設けられていた場合には１０カ所にも及ぶ。したがって、（５）の挿入穴もクランクキャップ側から１０カ所設ける必要がある。しかしながら、クランクシャフトの形状や、オイルギャラリ、ウォータジャケット等を配置する必要があるため、部分的に挿入穴を設けることが出来ない場合も考えられる。
ヘッドボルト締結穴と対向する側に、ヘッドボルト締結穴と同数だけ挿入穴を設けることは、設計上の制約から困難な場合がある。
例えば直列４気筒のエンジンであれば、ヘッドボルト締結穴は１気筒当たり４つ設けられていた場合には１０カ所にも及ぶ。したがって、（５）の挿入穴もクランクキャップ側から１０カ所設ける必要がある。しかしながら、クランクシャフトの形状や、オイルギャラリ、ウォータジャケット等を配置する必要があるため、部分的に挿入穴を設けることが出来ない場合も考えられる。
そこで、歪みの影響の強い部分である端の気筒に対して、シリンダブロック側面から側面穴を設け、第２押圧部を挿入して、第１クランプ側に押圧して加工することで、仕上げ加工の精度は、ほぼ製品完成後の精度となり、ボア部の形状精度を高めることが容易になる。
この場合、（５）のように、ヘッドボルト締結穴と対向する側に挿入穴をヘットボルト締結穴と同じ数だけ設けて押圧するのではなく、シリンダブロック側面に側面穴を設け四隅の４カ所で押圧するため、製品となる際にシリンダブロックとシリンダヘッドの間にシリンダヘッドガスケットを挟みヘッドボルトで締結して組み付けた時に発生する歪みによる形状変化を完全に再現することは難しい。
ただし、歪みの影響の強い端の気筒には、歪みによる形状変化をほぼ再現することが可能なので、ヘッドボルト締結穴と対向する側に挿入穴をヘットボルト締結穴と同じ数だけ設けることに設計上の制約がある場合に有効である。
この場合、（５）のように、ヘッドボルト締結穴と対向する側に挿入穴をヘットボルト締結穴と同じ数だけ設けて押圧するのではなく、シリンダブロック側面に側面穴を設け四隅の４カ所で押圧するため、製品となる際にシリンダブロックとシリンダヘッドの間にシリンダヘッドガスケットを挟みヘッドボルトで締結して組み付けた時に発生する歪みによる形状変化を完全に再現することは難しい。
ただし、歪みの影響の強い端の気筒には、歪みによる形状変化をほぼ再現することが可能なので、ヘッドボルト締結穴と対向する側に挿入穴をヘットボルト締結穴と同じ数だけ設けることに設計上の制約がある場合に有効である。
（８）ピストンが摺動するボア部と、ボア部を冷却するためのウォータジャケット部と、ウォータジャケット部を覆う外壁部を有するエンジンのシリンダブロックにおいて、外壁部に有するヘッドボルト締結穴と対向する側に、挿入穴が設けられ、挿入穴の深さが、ヘッドボルト締結穴と対向する側から、ヘッドボルト締結穴の先端より所定の距離まで達し、ボア部を仕上げ加工する際に、挿入穴から押圧され、アッパーデッキ面から押圧されることで、完成品として、アッパーデッキ面に、シリンダヘッドガスケットを挟んでシリンダヘッドをヘッドボルトで締結した際に、ボア部に発生する歪みと、同等の歪みを発生させることを特徴とするので、ダミーヘッドを用いることなく、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歪みを再現して、ボア部を加工したシリンダブロックを得られる。
これによって、仕上げ加工の精度は、そのまま製品完成後の精度となり、ボア部の形状精度を高めることが容易になる。
これによって、仕上げ加工の精度は、そのまま製品完成後の精度となり、ボア部の形状精度を高めることが容易になる。
（９）（８）に記載するシリンダブロックにおいて、挿入穴が、座繰り形状穴であり、完成品としてシリンダヘッドとシリンダブロックの間にシリンダヘッドガスケットを挟んでヘッドボルトで締結した際に前記ボア部に発生する歪みと、同等の歪みを発生させるように所定の距離が設定されていることを特徴とするので、（８）と同等の効果を得られる。
（１０）ピストンが摺動するボア部と、ボア部を冷却するためのウォータジャケット部と、ウォータジャケット部を覆う外壁部を有するエンジンのシリンダブロックにおいて、外壁部のクランクシャフト側端部の側面から、側面穴が設けられ、側面穴が、ヘッドボルト締結穴の先端より所定の距離にあり、ボア部を仕上げ加工する際に、側面穴からアッパーデッキ面側に向かって押圧され、シリンダブロックのアッパーデッキ面から押圧されることで、完成品として、アッパーデッキ面に、シリンダヘッドガスケットを挟んでシリンダヘッドをヘッドボルトで締結した際に、ボア部に発生する歪みと、同等の歪みを発生させることを特徴とするので、（８）の発明よりも設計上の制約が少なく実施することが可能であり、ヘッドボルト締結穴と対向する側に挿入穴をヘットボルト締結穴と同じ数だけ設けることに設計上の制約がある場合に有効である。
これによって、仕上げ加工の精度は、ほぼ製品完成後の精度となり、ボア部の形状精度を高めることが容易になる。
これによって、仕上げ加工の精度は、ほぼ製品完成後の精度となり、ボア部の形状精度を高めることが容易になる。
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図面を用いて説明する。
まず、第１実施例の構成について説明する。
図１は、上側クランプと下側クランプでシリンダブロックを挟み込んでいる立体斜視図を示している。また、図２は、図１の分解斜視図を示している。
図３は、図１のＡＡ断面図を示している。
第１実施例のワークは、エンジンのシリンダブロック１０であり、図示しないピストンが摺動するボア部１０ａを備え、図２に示すような、エンジン稼働中に冷却水を流しボア部１０ａを冷却するためのウォータジャケット１１をボア部１０ａの周囲に備えている。ウォータジャケット１１の外側には、外壁１２が設けられている。なお、図２ではオープンデッキタイプのシリンダブロック１０を示しているが、クローズドデッキタイプにも適応は可能である。
このシリンダブロック１０は、複雑な構造を有しているので、アルミニウムや鉄の鋳造品であることが多い。特に、近年は軽量化と高剛性化を図るためにＡＤＣ１１等のアルミニウム合金を用いて、ダイカスト鋳造等で薄肉に作られることが多い。
また、シリンダブロック１０の外壁１２には、アッパーデッキ面１３からヘッドボルト締結穴１２ａが設けられ、図示しないシリンダヘッド２０を組み付けるのに用いられる。
ヘッドボルト締結穴１２ａは、エンジンの出力等や設計のコンセプトによって左右されるが、ガソリンエンジン用であればＭ１０、ディーゼルエンジン用であればＭ１２程度であることが多い。穴の深さはネジの径の２倍以上必要で、通常は安全率を見て長めに設定される。
以下、本発明の第１実施例について図面を用いて説明する。
まず、第１実施例の構成について説明する。
図１は、上側クランプと下側クランプでシリンダブロックを挟み込んでいる立体斜視図を示している。また、図２は、図１の分解斜視図を示している。
図３は、図１のＡＡ断面図を示している。
第１実施例のワークは、エンジンのシリンダブロック１０であり、図示しないピストンが摺動するボア部１０ａを備え、図２に示すような、エンジン稼働中に冷却水を流しボア部１０ａを冷却するためのウォータジャケット１１をボア部１０ａの周囲に備えている。ウォータジャケット１１の外側には、外壁１２が設けられている。なお、図２ではオープンデッキタイプのシリンダブロック１０を示しているが、クローズドデッキタイプにも適応は可能である。
このシリンダブロック１０は、複雑な構造を有しているので、アルミニウムや鉄の鋳造品であることが多い。特に、近年は軽量化と高剛性化を図るためにＡＤＣ１１等のアルミニウム合金を用いて、ダイカスト鋳造等で薄肉に作られることが多い。
また、シリンダブロック１０の外壁１２には、アッパーデッキ面１３からヘッドボルト締結穴１２ａが設けられ、図示しないシリンダヘッド２０を組み付けるのに用いられる。
ヘッドボルト締結穴１２ａは、エンジンの出力等や設計のコンセプトによって左右されるが、ガソリンエンジン用であればＭ１０、ディーゼルエンジン用であればＭ１２程度であることが多い。穴の深さはネジの径の２倍以上必要で、通常は安全率を見て長めに設定される。
また、シリンダブロック１０にはクランクシャフト側から設けられた、挿入穴に相当する座繰り形状穴１０ｂが設けられている。
この座繰り形状穴１０ｂは、シリンダブロック１０に設けられるヘッドボルト締結穴１２ａと同数設けられている。
第１実施例では直列４気筒エンジン用のシリンダブロック１０であるので、ボア部１０ａは４つ、ヘッドボルト締結穴１２ａは１０カ所、対応する座繰り形状穴１０ｂも１０カ所設けられている。
座繰り形状穴１０ｂは後述するピン状突起４１が入る為の穴であり、図２に示すようにヘッドボルト締結穴１２ａの対向する位置に設けられ、ヘッドボルト締結穴１２ａの中心線上に中心を持つ円筒形の穴であり、ヘッドボルト締結穴１２ａの先端付近までの深さを有している。
ヘッドボルト締結穴１２ａの先端と、座繰り形状穴１０ｂの先端の距離１２ｂは、所定の厚みが必要となる。この厚みは、課題で説明した、シリンダブロック１０にシリンダヘッド２０をヘッドボルトで締結した際に発生する力で塑性変形してしまわない程度の剛性が得られるだけの厚みが必要となる。
座繰り形状穴１０ｂの径は設計の許す範囲で太い方が好ましい。
この座繰り形状穴１０ｂは、シリンダブロック１０に設けられるヘッドボルト締結穴１２ａと同数設けられている。
第１実施例では直列４気筒エンジン用のシリンダブロック１０であるので、ボア部１０ａは４つ、ヘッドボルト締結穴１２ａは１０カ所、対応する座繰り形状穴１０ｂも１０カ所設けられている。
座繰り形状穴１０ｂは後述するピン状突起４１が入る為の穴であり、図２に示すようにヘッドボルト締結穴１２ａの対向する位置に設けられ、ヘッドボルト締結穴１２ａの中心線上に中心を持つ円筒形の穴であり、ヘッドボルト締結穴１２ａの先端付近までの深さを有している。
ヘッドボルト締結穴１２ａの先端と、座繰り形状穴１０ｂの先端の距離１２ｂは、所定の厚みが必要となる。この厚みは、課題で説明した、シリンダブロック１０にシリンダヘッド２０をヘッドボルトで締結した際に発生する力で塑性変形してしまわない程度の剛性が得られるだけの厚みが必要となる。
座繰り形状穴１０ｂの径は設計の許す範囲で太い方が好ましい。
なお、設計的に許されれば、座繰り形状穴１０ｂはクランクキャップ１８を組み付けるためのクランクキャップボルト穴１４を用いても良い。
この場合、クランクキャップボルト穴１４を大きく設け、ヘッドボルト締結穴１２ａの先端から所定の距離までの深さを有する必要があるが、わざわざ座繰り形状穴１０ｂを設けなくとも良くなるというメリットはある。
この場合、クランクキャップボルト穴１４を大きく設け、ヘッドボルト締結穴１２ａの先端から所定の距離までの深さを有する必要があるが、わざわざ座繰り形状穴１０ｂを設けなくとも良くなるというメリットはある。
このようなシリンダブロック１０は、クランクキャップ１８がクランクキャップボルト１７で所定トルクにて組み付けられた状態で、第１クランプに相当する上側クランプ３０と、第２クランプに相当する下側クランプ４０で挟まれ、固定され圧力をかけた状態でボア部１０ａの加工が行われる。
クランクキャップ１８をシリンダブロック１０に組み付けた状態で加工するのは、シリンダブロック１０の状態をより製品完成時に近づける目的である。ただし、シリンダヘッド２０を組み付けるヘッドボルト１６に比べて、クランクキャップボルト１７は締結トルクが低いため、ボア部１０ａに及ぼす影響はヘッドボルト１６程大きくない。従って、クランクキャップ１８を組み付けていない状態でシリンダブロック１０を加工したとしても、上側クランプ３０と下側クランプ４０のクランプ力を調整する等の方法で、対応することが可能である。
クランクキャップ１８をシリンダブロック１０に組み付けた状態で加工するのは、シリンダブロック１０の状態をより製品完成時に近づける目的である。ただし、シリンダヘッド２０を組み付けるヘッドボルト１６に比べて、クランクキャップボルト１７は締結トルクが低いため、ボア部１０ａに及ぼす影響はヘッドボルト１６程大きくない。従って、クランクキャップ１８を組み付けていない状態でシリンダブロック１０を加工したとしても、上側クランプ３０と下側クランプ４０のクランプ力を調整する等の方法で、対応することが可能である。
図１では、シリンダブロック１０を仮想線で示し、上側クランプ３０と下側クランプ４０を実線で示している。
上側クランプ３０の上部からは加工工具５０で、シリンダブロック１０に備えるボア部１０ａの加工を行う。
上側クランプ３０には、加工工具５０が通過するための加工穴３０ａが設けられている。加工穴３０ａはシリンダブロック１０のボア部１０ａと同数用意されており、ボア部１０ａの開口部よりも若干大きめに設定されている。また、上側クランプ３０の厚みは、シリンダブロック１０をクランプする際に発生する圧力を受けるだけの剛性が必要であり、材質によってその剛性が変わるため、必要強度に応じた厚みが必要である。
また、上側クランプ３０には、図３に示すように、第１押圧部に相当するボア部押圧突起３１ｂとビード部押圧突起３１ａを設けられている。
上側クランプ３０の上部からは加工工具５０で、シリンダブロック１０に備えるボア部１０ａの加工を行う。
上側クランプ３０には、加工工具５０が通過するための加工穴３０ａが設けられている。加工穴３０ａはシリンダブロック１０のボア部１０ａと同数用意されており、ボア部１０ａの開口部よりも若干大きめに設定されている。また、上側クランプ３０の厚みは、シリンダブロック１０をクランプする際に発生する圧力を受けるだけの剛性が必要であり、材質によってその剛性が変わるため、必要強度に応じた厚みが必要である。
また、上側クランプ３０には、図３に示すように、第１押圧部に相当するボア部押圧突起３１ｂとビード部押圧突起３１ａを設けられている。
ボア部押圧突起３１ｂは、シリンダブロック１０を上側クランプ３０でクランプした状況で、ボア部１０ａのアッパーデッキ面１３を押圧し、ビード部押圧突起３１ａは、アッパーデッキ面１３の外周を押圧する。
このボア部押圧突起３１ｂ及びビード部押圧突起３１ａは、シリンダブロック１０がシリンダヘッド２０と組み付けられる際に挟まれるガスケット１５の有するビードの形状に対応する。即ち、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０が組み付けられた状態で、力が集中する部分に対応してボア部押圧突起３１ｂ及びビード部押圧突起３１ａが設けられている。
ただし、上側クランプ３０には図３に示すように、逃がし空間３２を設けてやる必要がある。逃がし空間３２は、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３にあるヘッドボルト締結穴１２ａの周囲のうち、内側部分に該当する。
このボア部押圧突起３１ｂ及びビード部押圧突起３１ａは、シリンダブロック１０がシリンダヘッド２０と組み付けられる際に挟まれるガスケット１５の有するビードの形状に対応する。即ち、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０が組み付けられた状態で、力が集中する部分に対応してボア部押圧突起３１ｂ及びビード部押圧突起３１ａが設けられている。
ただし、上側クランプ３０には図３に示すように、逃がし空間３２を設けてやる必要がある。逃がし空間３２は、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３にあるヘッドボルト締結穴１２ａの周囲のうち、内側部分に該当する。
下側クランプ４０には、図１乃至図３に示されるように、シリンダブロック１０をクランプした際に、クランクキャップ１８を逃がすための凹部が設けられている。
また、下側クランプ４０には、図１及び図２に示されるように、ピン状突起４１が複数本設けられている。このピン状突起４１は、シリンダブロック１０の有する座繰り形状穴１０ｂに対応する本数だけ設けられ、シリンダブロック１０を挟む際には、座繰り形状穴１０ｂの中にピン状突起４１が入り込む。第１実施例では直列４気筒のエンジンであるので、ピン状突起４１は１０本設けられている。
ピン状突起４１は下側クランプ４０に、シリンダブロック１０を均等な力で押し付けることが可能なように設けられると良い。例えば、摺動可能に保持され、ピン状突起４１の下部に操作ポートを共通に接続されるピン状突起４１と同数の図示しない油圧シリンダで個別に接続されれば、シリンダブロック１０の有する座繰り形状穴１０ｂの深さが不均一であっても、操作ポートを共通にする油圧シリンダでピン状突起４１が押されるので、シリンダブロック１０を均等な力で上側クランプ３０に押し付けることが出来る。
このような油圧シリンダを設備側に用意すれば、シリンダブロック１０に設ける座繰り形状穴１０ｂの深さが不均一であっても良くなるため、座繰り形状穴１０ｂは鋳造した後、機械加工で追加工を行わなくても良くなる。
また、下側クランプ４０には、図１及び図２に示されるように、ピン状突起４１が複数本設けられている。このピン状突起４１は、シリンダブロック１０の有する座繰り形状穴１０ｂに対応する本数だけ設けられ、シリンダブロック１０を挟む際には、座繰り形状穴１０ｂの中にピン状突起４１が入り込む。第１実施例では直列４気筒のエンジンであるので、ピン状突起４１は１０本設けられている。
ピン状突起４１は下側クランプ４０に、シリンダブロック１０を均等な力で押し付けることが可能なように設けられると良い。例えば、摺動可能に保持され、ピン状突起４１の下部に操作ポートを共通に接続されるピン状突起４１と同数の図示しない油圧シリンダで個別に接続されれば、シリンダブロック１０の有する座繰り形状穴１０ｂの深さが不均一であっても、操作ポートを共通にする油圧シリンダでピン状突起４１が押されるので、シリンダブロック１０を均等な力で上側クランプ３０に押し付けることが出来る。
このような油圧シリンダを設備側に用意すれば、シリンダブロック１０に設ける座繰り形状穴１０ｂの深さが不均一であっても良くなるため、座繰り形状穴１０ｂは鋳造した後、機械加工で追加工を行わなくても良くなる。
一方、シリンダブロック１０に設けられた座繰り形状穴１０ｂが、機械加工されて、深さが均一であれば、ピン状突起４１は下側クランプ４０に設けられた固定ピンであってもいい。その場合は、ピン状突起４１の高さはいずれも同じ高さである必要がある。
シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３は、ボア部１０ａの高さをそろえる等の目的で必ず機械加工を施す。従って、アッパーデッキ面１３を基準にして、機械加工を行えば座繰り形状穴１０ｂの高さをそろえることが可能であり、座繰り形状穴１０ｂの高さがそろっていることで、設備側へ油圧シリンダ等の機構を備える必要が無くなる。
シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３は、ボア部１０ａの高さをそろえる等の目的で必ず機械加工を施す。従って、アッパーデッキ面１３を基準にして、機械加工を行えば座繰り形状穴１０ｂの高さをそろえることが可能であり、座繰り形状穴１０ｂの高さがそろっていることで、設備側へ油圧シリンダ等の機構を備える必要が無くなる。
このような上側クランプ３０と下側クランプ４０で、シリンダブロック１０はクランプされる。
そして、下側クランプ４０に備えられるピン状突起４１で、シリンダブロック１０に均等な力をかけると、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３を上側クランプ３０がボア部押圧突起３１ｂ及びビード部押圧突起３１ａによって押圧し、下側クランプ４０がピン状突起４１によって座繰り形状穴１０ｂをクランクキャップ１８側から押圧する。
この状態でボア部１０ａを加工工具５０で加工することで、ダミーヘッドをシリンダブロック１０に組み付けて加工した場合と同等の効果が得られる。
そして、下側クランプ４０に備えられるピン状突起４１で、シリンダブロック１０に均等な力をかけると、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３を上側クランプ３０がボア部押圧突起３１ｂ及びビード部押圧突起３１ａによって押圧し、下側クランプ４０がピン状突起４１によって座繰り形状穴１０ｂをクランクキャップ１８側から押圧する。
この状態でボア部１０ａを加工工具５０で加工することで、ダミーヘッドをシリンダブロック１０に組み付けて加工した場合と同等の効果が得られる。
次に、第１実施例の作用効果について説明する。
まず、図４に図８に示した一般的なシリンダブロックにシリンダヘッドを組み付けた状態でのボア部と外壁部の結合部付近の形状測定結果を示す。
図４は、ボア部と外壁部の結合部付近の断面図に、形状測定結果を重ねた状態を示している。
シリンダブロック１０がエンジンとして製品化された場合には、図８に示すように、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０がガスケット１５を挟んで、ヘッドボルト１６で所定のトルクで締結される。その結果、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３にも歪みが現れる。
図４のボア部１０ａはエンジンの先端側の１番の気筒であり、ウォータジャケット１１とヘッドボルト締結穴１２ａとの相対位置をわかりやすいようにボア部１０ａと外壁１２の結合部よりも若干上の部分を示している。
ボア部１０ａの測定結果はボア部表面輪郭線１０ｃで示されている。ボア部表面輪郭線１０ｃの内側と外側には基準線ＳＬを描いている。なお、ウォータジャケット１１及び、ボア部１０ａの外壁の線は変形を考慮した図にはなっていない。
図４の示す通り、ボア部１０ａのボア部表面輪郭線１０ｃは、基準線ＳＬの間でいびつに変形しており、外壁１２とボア部１０ａの結合部では、このような歪みが発生していることが分かる。特に、ヘッドボルト締結穴１２ａが設けられる４点から矢印で示す方向に影響が強い。
内側の基準線ＳＬと外側の基準線ＳＬの間の間隔が９μｍなので、ボア部表面輪郭線１０ｃは１０μｍ程度の歪みが発生していることが分かる。
まず、図４に図８に示した一般的なシリンダブロックにシリンダヘッドを組み付けた状態でのボア部と外壁部の結合部付近の形状測定結果を示す。
図４は、ボア部と外壁部の結合部付近の断面図に、形状測定結果を重ねた状態を示している。
シリンダブロック１０がエンジンとして製品化された場合には、図８に示すように、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０がガスケット１５を挟んで、ヘッドボルト１６で所定のトルクで締結される。その結果、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３にも歪みが現れる。
図４のボア部１０ａはエンジンの先端側の１番の気筒であり、ウォータジャケット１１とヘッドボルト締結穴１２ａとの相対位置をわかりやすいようにボア部１０ａと外壁１２の結合部よりも若干上の部分を示している。
ボア部１０ａの測定結果はボア部表面輪郭線１０ｃで示されている。ボア部表面輪郭線１０ｃの内側と外側には基準線ＳＬを描いている。なお、ウォータジャケット１１及び、ボア部１０ａの外壁の線は変形を考慮した図にはなっていない。
図４の示す通り、ボア部１０ａのボア部表面輪郭線１０ｃは、基準線ＳＬの間でいびつに変形しており、外壁１２とボア部１０ａの結合部では、このような歪みが発生していることが分かる。特に、ヘッドボルト締結穴１２ａが設けられる４点から矢印で示す方向に影響が強い。
内側の基準線ＳＬと外側の基準線ＳＬの間の間隔が９μｍなので、ボア部表面輪郭線１０ｃは１０μｍ程度の歪みが発生していることが分かる。
次に、第１実施例の上側クランプ３０と下側クランプ４０に挟まれ、加圧されたシリンダブロック１０に対してモデルを立て、同じような結果が得られるかについて検証してみる。
図５に、上側クランプ３０と下側クランプ４０に挟まれたシリンダブロック１０がどの様な力を受けるかを示す断面図を示す。
上側クランプ３０に備えられるボア部押圧突起３１ｂとビード部押圧突起３１ａが、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３を押圧するため、下向きの力Ｆ２を発生する。
一方、下側クランプ４０に備えられるピン状突起４１が、上向きの力Ｆ１を発生して外壁１２を押し、逃がし空間３２が設けられることで、図８に示す下向きの力Ｆ２と同等の力を再現することが可能となる。
従って、ダミーヘッドを用いなくとも、上側クランプ３０と下側クランプ４０でシリンダブロック１０をクランプし、押圧することで、上向きの力Ｆ１及び下向きの力Ｆ２を発生することが可能である。
図５に、上側クランプ３０と下側クランプ４０に挟まれたシリンダブロック１０がどの様な力を受けるかを示す断面図を示す。
上側クランプ３０に備えられるボア部押圧突起３１ｂとビード部押圧突起３１ａが、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３を押圧するため、下向きの力Ｆ２を発生する。
一方、下側クランプ４０に備えられるピン状突起４１が、上向きの力Ｆ１を発生して外壁１２を押し、逃がし空間３２が設けられることで、図８に示す下向きの力Ｆ２と同等の力を再現することが可能となる。
従って、ダミーヘッドを用いなくとも、上側クランプ３０と下側クランプ４０でシリンダブロック１０をクランプし、押圧することで、上向きの力Ｆ１及び下向きの力Ｆ２を発生することが可能である。
この図５の解析モデルを使って歪みを解析した結果が図６及び図７である。
図６は、ボア部１０ａの内側輪郭についての歪の解析を行い、その歪みを立体的に表したものである。
縦軸は上面からの距離を示し、横軸は基準からの変位量を示している。また、中心線ＣＬを基準にしてボア部１０ａのボア部表面輪郭線１０ｃが描かれており、周囲に縦描かれる細線がボア部１０ａの歪みを示しており、その変形量が歪みの大きさを示している。
ボア部表面輪郭線１０ｃの形状は、高さｈ１で特に変形が大きいことが分かる。この高さのＢＢ切断面図が図７に示されている。
図７では、ボア部表面輪郭線１０ｃが基準線ＳＬの中心と同一の中心で描かれ、周囲の４カ所には、ヘッドボルト１６が締結される位置を示している。
図７から、ボア部１０ａのボア部表面輪郭線１０ｃは、ヘッドボルト１６と同じ位相で大きく歪んでいる様子が分かる。特に、右側が大きく変形している。
右側が大きく変形している理由は、図７の右側がエンジン先端方向であり、直列４気筒エンジンの１番の気筒に対して解析を行った結果を示しているためである。右側は２番の気筒が接しているために、剛性が高く変形量が少なくなる。
図６は、ボア部１０ａの内側輪郭についての歪の解析を行い、その歪みを立体的に表したものである。
縦軸は上面からの距離を示し、横軸は基準からの変位量を示している。また、中心線ＣＬを基準にしてボア部１０ａのボア部表面輪郭線１０ｃが描かれており、周囲に縦描かれる細線がボア部１０ａの歪みを示しており、その変形量が歪みの大きさを示している。
ボア部表面輪郭線１０ｃの形状は、高さｈ１で特に変形が大きいことが分かる。この高さのＢＢ切断面図が図７に示されている。
図７では、ボア部表面輪郭線１０ｃが基準線ＳＬの中心と同一の中心で描かれ、周囲の４カ所には、ヘッドボルト１６が締結される位置を示している。
図７から、ボア部１０ａのボア部表面輪郭線１０ｃは、ヘッドボルト１６と同じ位相で大きく歪んでいる様子が分かる。特に、右側が大きく変形している。
右側が大きく変形している理由は、図７の右側がエンジン先端方向であり、直列４気筒エンジンの１番の気筒に対して解析を行った結果を示しているためである。右側は２番の気筒が接しているために、剛性が高く変形量が少なくなる。
このように、ボア部表面輪郭線１０ｃの変形は特に高さｈ１の付近で大きくなり、図７に示すような形状に歪む。この歪みは、基準線ＳＬの間隔を５μｍで示しているので、１０μｍ程度の歪みとなっていることがわかる。また、ヘッドボルト１６の部分で影響が大きくなっていることも示されている。
また、図６から、高さｈ１でボア部１０ａの歪みの大きさが最も大きくなっており、この高さは、ボア部１０ａと外壁１２との接続部の高さと一致する。
従ってこの結果から、上側クランプ３０と下側クランプ４０に固定され加圧されたシリンダブロック１０が、図５に示す上向きの力Ｆ１と、下向きの力Ｆ２を受け、外側に引っ張られる力Ｆ３が発生することで、ボア部１０ａに力がかかり、結果的にボア部１０ａの形状変位として現れたものと判断できる。
このように、上側クランプ３０と下側クランプ４０で固定し、加圧した状態でシリンダブロック１０を加工することでも、図４に示した測定結果とほぼ同様の結果が得られることが分かる。
即ち、図５のモデルと、図８のモデルで同種類の力が発生したことを意味するので、上側クランプ３０と下側クランプ４０で固定し、加圧した状態のシリンダブロック１０は、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の歪みを再現することが可能であり、この状態で加工を施すことにより、その加工精度が製品の精度となる。
また、図６から、高さｈ１でボア部１０ａの歪みの大きさが最も大きくなっており、この高さは、ボア部１０ａと外壁１２との接続部の高さと一致する。
従ってこの結果から、上側クランプ３０と下側クランプ４０に固定され加圧されたシリンダブロック１０が、図５に示す上向きの力Ｆ１と、下向きの力Ｆ２を受け、外側に引っ張られる力Ｆ３が発生することで、ボア部１０ａに力がかかり、結果的にボア部１０ａの形状変位として現れたものと判断できる。
このように、上側クランプ３０と下側クランプ４０で固定し、加圧した状態でシリンダブロック１０を加工することでも、図４に示した測定結果とほぼ同様の結果が得られることが分かる。
即ち、図５のモデルと、図８のモデルで同種類の力が発生したことを意味するので、上側クランプ３０と下側クランプ４０で固定し、加圧した状態のシリンダブロック１０は、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の歪みを再現することが可能であり、この状態で加工を施すことにより、その加工精度が製品の精度となる。
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）ピストンが摺動するボア部１０ａと、ボア部１０ａを冷却するためのウォータジャケット１１と、ウォータジャケット１１を覆う外壁１２を有するエンジンのシリンダブロック１０の、ボア部１０ａを仕上げ加工するシリンダブロック製造方法において、シリンダブロック１０が、外壁１２が備えるヘッドボルト締結穴１２ａの先端から所定の距離１２ｂだけ離間した、外壁１２をクランクシャフト側から押圧するための、受圧部を備え、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３を押圧するボア部押圧突起３１ｂ及びビード部押圧突起３１ａ及び空間３２を有する、上側クランプ３０と、受圧部を押圧するピン状突起４１を有する、下側クランプ４０があって、シリンダブロック１０を、上側クランプ３０と、下側クランプ４０とで加圧し、アッパーデッキ面１３側から、ボア部１０ａを加工することを特徴とするので、ダミーヘッドを用いずに、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の歪みを再現して、ボア部１０ａの加工を行い、組み付け時に高い形状精度を得ることが出来るという優れた効果を奏する。
（１）ピストンが摺動するボア部１０ａと、ボア部１０ａを冷却するためのウォータジャケット１１と、ウォータジャケット１１を覆う外壁１２を有するエンジンのシリンダブロック１０の、ボア部１０ａを仕上げ加工するシリンダブロック製造方法において、シリンダブロック１０が、外壁１２が備えるヘッドボルト締結穴１２ａの先端から所定の距離１２ｂだけ離間した、外壁１２をクランクシャフト側から押圧するための、受圧部を備え、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３を押圧するボア部押圧突起３１ｂ及びビード部押圧突起３１ａ及び空間３２を有する、上側クランプ３０と、受圧部を押圧するピン状突起４１を有する、下側クランプ４０があって、シリンダブロック１０を、上側クランプ３０と、下側クランプ４０とで加圧し、アッパーデッキ面１３側から、ボア部１０ａを加工することを特徴とするので、ダミーヘッドを用いずに、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の歪みを再現して、ボア部１０ａの加工を行い、組み付け時に高い形状精度を得ることが出来るという優れた効果を奏する。
これは、課題でも説明した通り、完成品と同様にシリンダブロック１０とシリンダヘッド２０の間にガスケット１５を挟んで組み付けた状態において、シリンダブロック１０はヘッドボルト締結穴１２ａに締結されたヘッドボルト１６によってシリンダヘッド２０側に引っ張り上げようとする力である上向きの力Ｆ１が発生する。また、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０を組み付ける際にアッパーデッキ面１３に当接し押圧する部分でクランクキャップ１８側に押し付けられる力である下向きの力Ｆ２が発生する。
このような上下２つの力によって、シリンダブロック１０のボア部１０ａと外壁１２の接続部で歪みを発生する。
この歪みを、上側クランプ３０と下側クランプ４０で固定することによって、上側クランプ３０からはアッパーデッキ面１３にボア部押圧突起３１ｂ及びビード部押圧突起３１ａによって、下側クランプ４０からは外壁１２をピン状突起４１によって押圧することで再現し、その状態でボア部１０ａを加工する。その結果、ダミーヘッドを用いることなく、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の歪みを再現して、ボア部１０ａの加工を行い、高い形状精度を有することが可能となる。
このような上下２つの力によって、シリンダブロック１０のボア部１０ａと外壁１２の接続部で歪みを発生する。
この歪みを、上側クランプ３０と下側クランプ４０で固定することによって、上側クランプ３０からはアッパーデッキ面１３にボア部押圧突起３１ｂ及びビード部押圧突起３１ａによって、下側クランプ４０からは外壁１２をピン状突起４１によって押圧することで再現し、その状態でボア部１０ａを加工する。その結果、ダミーヘッドを用いることなく、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の歪みを再現して、ボア部１０ａの加工を行い、高い形状精度を有することが可能となる。
（２）（１）に記載するシリンダブロック製造方法において、上側クランプ３０がボア部押圧突起３１ｂを有し、ボア部押圧突起３１ｂは、ガスケット１５が有するシール用ビード部のうち、ボア部１０ａ外筒アッパーデッキ面を押圧する部分に対応して位置し、シリンダブロック１０を上側クランプ３０が固定し加圧する際に、前記シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３に、上側クランプ３０のボア部押圧突起３１ｂを当接させることを特徴とする。
このため、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０を組み付けた際に、ボア部押圧突起３１ｂがボア部１０ａのアッパーデッキ面１３に当接することで、製品となる際にシリンダブロック１０とシリンダヘッド２０の間にガスケット１５を挟んだ際に、ガスケット１５のビード部が発生する押圧力と、ヘッドボルト１６が引っ張り上げる力を再現することが可能となる。
これによって、仕上げ加工の精度は、そのまま製品完成後の精度となり、ボア部１０ａの形状精度を高めることが容易になる。
このため、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０を組み付けた際に、ボア部押圧突起３１ｂがボア部１０ａのアッパーデッキ面１３に当接することで、製品となる際にシリンダブロック１０とシリンダヘッド２０の間にガスケット１５を挟んだ際に、ガスケット１５のビード部が発生する押圧力と、ヘッドボルト１６が引っ張り上げる力を再現することが可能となる。
これによって、仕上げ加工の精度は、そのまま製品完成後の精度となり、ボア部１０ａの形状精度を高めることが容易になる。
（３）（１）に記載するシリンダブロック製造方法において、第１クランプが上側クランプ３０であり、第２クランプが下側クランプ４０であって、シリンダブロック１０を、上側クランプ３０と、下側クランプ４０で固定して加圧し、上側クランプ３０側から、ボア部１０ａを加工することを特徴とすることで、（１）と同等の効果が得られる。
（４）（３）に記載するシリンダブロック製造方法において、上側クランプ３０がボア部押圧突起３１ｂ及びビード部押圧突起３１ａを有し、ボア部押圧突起３１ｂは、シリンダヘッドガスケットが有するシール用ビード部のうち、ボア部１０ａを押圧する部分に対応して位置し、ビード部押圧突起３１ａは、シール用ビード部のうち、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３外周を押圧する部分に対応して位置し、逃がし空間３２が、シール用ビード部のうち、ヘッドボルト１６の座面に対応して位置し、シリンダブロック１０を上側クランプ３０が固定し加圧する際に、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３にビード部押圧突起３１ａとボア部押圧突起３１ｂとを当接させることを特徴とする。
このため、（２）と同様に、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０を組み付けた際に、第１押圧部の有するボア部押圧突起３１ｂがボア部１０ａのアッパーデッキ面１３に当接することで、製品となる際にシリンダブロック１０とシリンダヘッド２０の間にガスケット１５を挟んだ際に、ガスケット１５のビード部が発生する押圧力と、ヘッドボルト１６が引っ張り上げる力を再現することが可能となる。
さらに、ビード部押圧突起３１ａ及び逃がし空間３２を設けることで、シールビード部を正確に再現することになり、力が分散する分（２）よりも大きな押圧力を必要とするが、シリンダブロック１０にシリンダヘッド２０を組み付けた際の歪みをより正確に再現することが可能となる。
これによって、仕上げ加工の精度は、そのまま製品完成後の精度となり、ボア部１０ａの形状精度を高めることが容易になる。
さらに、ビード部押圧突起３１ａ及び逃がし空間３２を設けることで、シールビード部を正確に再現することになり、力が分散する分（２）よりも大きな押圧力を必要とするが、シリンダブロック１０にシリンダヘッド２０を組み付けた際の歪みをより正確に再現することが可能となる。
これによって、仕上げ加工の精度は、そのまま製品完成後の精度となり、ボア部１０ａの形状精度を高めることが容易になる。
（５）（１）乃至（４）のいずれかに記載するシリンダブロック製造方法において、下側クランプ４０の有する前記第２押圧部が、ヘッドボルト締結穴１２ａと同数のピン状突起４１であり、受圧部が、シリンダブロック１０のヘッドボルト締結穴１２ａと対向する側に、ヘッドボルト締結穴１２ａの先端から所定の距離まで達する深さを有する挿入穴であり、挿入穴に、第２押圧部を挿入し、押圧して加工することを特徴とするので、シリンダブロック１０のクランクキャップ１８側から、第２押圧部であるピン状突起４１を挿入穴に挿入し、製品となる際にシリンダブロック１０とシリンダヘッド２０の間にガスケット１５を挟みヘッドボルト１６で締結して組み付けた時に発生する歪みによる形状変化を正確に再現することが可能となる。
これによって、仕上げ加工の精度は、そのまま製品完成後の精度となり、ボア部１０ａの形状精度を高めることが容易になる。
これによって、仕上げ加工の精度は、そのまま製品完成後の精度となり、ボア部１０ａの形状精度を高めることが容易になる。
（６）（５）に記載するシリンダブロック製造方法において、挿入穴が、座繰り形状穴１０ｂであり、座繰り形状穴１０ｂに、ピン状突起４１を挿入し、押圧して加工することを特徴とするので、（５）と同等の効果が得られる。
（７）外壁１２に有するヘッドボルト締結穴１２ａと対向する側に、挿入穴が設けられ、挿入穴の深さが、ヘッドボルト締結穴１２ａと対向する側から、ヘッドボルト締結穴１２ａの先端より所定の距離まで達し、ボア部１０ａを仕上げ加工する際に、挿入穴から押圧され、アッパーデッキ面１３から押圧されることで、完成品として、アッパーデッキ面１３に、ガスケット１５を挟んでシリンダヘッド２０をヘッドボルト１６で締結した際に、ボア部１０ａに発生する歪みと、同等の歪みを発生させることを特徴とするので、ダミーヘッドを用いることなく、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の歪みを再現して、ボア部１０ａを加工したシリンダブロック１０を得られる。
これによって、仕上げ加工の精度は、そのまま製品完成後の精度となり、ボア部１０ａの形状精度を高めることが容易になる。
これによって、仕上げ加工の精度は、そのまま製品完成後の精度となり、ボア部１０ａの形状精度を高めることが容易になる。
（８）（７）に記載するシリンダブロック１０において、挿入穴が、座繰り形状穴１０ｂであり、完成品としてシリンダヘッド２０と前記シリンダブロック１０の間にガスケット１５を挟んでヘッドボルト１６で締結した際にボア部１０ａに発生する歪みと、同等の歪みを発生させるように前記所定の距離が設定されていることを特徴とするので、（８）と同等の効果を得られる。
（第２実施例）
以下、本発明の第２実施例について図面を用いて説明する。
まず、第２実施例の構成について説明する。
図８は、上側クランプ３０と側面挿入クランプ４２でシリンダブロック１０を挟み込んでいる立体斜視図を示している。
第２実施例のシリンダブロック１０は縦置きレイアウトの直列４気筒エンジンであるので、左側がエンジンのフロント側となり、シリンダブロック１０に設けられる気筒は、左側が１番で、右端は４番の気筒となる。４番側には図示されないクラッチやトランスミッション等が接続され、プロペラシャフトに駆動力を伝える構造になっている。
そして、第２実施例のワークは、第１実施例と同様シリンダブロック１０であり、シリンダブロック１０は、第１実施例とほぼ同じ構成である。ただし、シリンダブロック１０のアッパーデッキと対向する位置、すなわちクランクシャフト側の面に座繰り形状穴１０ｂを設ける代わりに、シリンダブロック１０の側面の４カ所に、側面穴１０ｄを設けてある。
以下、本発明の第２実施例について図面を用いて説明する。
まず、第２実施例の構成について説明する。
図８は、上側クランプ３０と側面挿入クランプ４２でシリンダブロック１０を挟み込んでいる立体斜視図を示している。
第２実施例のシリンダブロック１０は縦置きレイアウトの直列４気筒エンジンであるので、左側がエンジンのフロント側となり、シリンダブロック１０に設けられる気筒は、左側が１番で、右端は４番の気筒となる。４番側には図示されないクラッチやトランスミッション等が接続され、プロペラシャフトに駆動力を伝える構造になっている。
そして、第２実施例のワークは、第１実施例と同様シリンダブロック１０であり、シリンダブロック１０は、第１実施例とほぼ同じ構成である。ただし、シリンダブロック１０のアッパーデッキと対向する位置、すなわちクランクシャフト側の面に座繰り形状穴１０ｂを設ける代わりに、シリンダブロック１０の側面の４カ所に、側面穴１０ｄを設けてある。
この側面穴１０ｄは、外壁１２のクランクシャフト側であって、外壁１２をアッパーデッキ面１３側に押し上げることの出来る位置に設けられている。
また、側面穴１０ｄは、ヘッドボルト締結穴１２ａのクランクシャフト側に所定の距離１２ｂだけ離間した部分を、後述するクランプアーム部４２ａで押圧出来る位置にあけられている。この位置は、第１実施例の座繰り形状穴１０ｂとほぼ同じ深さまで設けられていることになる。図８の１番の気筒側に２カ所の側面穴１０ｄが設けられていることが分かる。
なお、図８にはレイアウトの関係で図示されないが、側面穴１０ｄは４番の気筒側の同じ高さに残り２カ所が設けられている。
この側面穴１０ｄは、鋳造時に形成されても、鋳造後に設けられても良い。
また、側面穴１０ｄは、ヘッドボルト締結穴１２ａのクランクシャフト側に所定の距離１２ｂだけ離間した部分を、後述するクランプアーム部４２ａで押圧出来る位置にあけられている。この位置は、第１実施例の座繰り形状穴１０ｂとほぼ同じ深さまで設けられていることになる。図８の１番の気筒側に２カ所の側面穴１０ｄが設けられていることが分かる。
なお、図８にはレイアウトの関係で図示されないが、側面穴１０ｄは４番の気筒側の同じ高さに残り２カ所が設けられている。
この側面穴１０ｄは、鋳造時に形成されても、鋳造後に設けられても良い。
このようなシリンダブロック１０を、加工工程では、第１クランプに相当する上側クランプ３０と第２クランプに相当する側面挿入クランプ４２とが加圧することになる。
上側クランプ３０の形状は図９（ａ）、（ｂ）に示す。
図９（ａ）には、上側クランプ３０の側面図を示している。また、図９（ｂ）には、上側クランプ３０の押圧面側の平面図を示している。
このように、上側クランプ３０はボア部押圧突起３１ｂを備えており、このボア部押圧突起３１ｂは、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３を押圧する。
ボア部押圧突起３１ｂは、ボア部１０ａのアッパーデッキ面１３とほぼ同じ形状をしており、アッパーデッキ面１３と接触する面は、ガスケット１５の形状を考慮して設けられている。
一方、側面挿入クランプ４２は、第２押圧部に相当するクランプアーム部４２ａと油圧シリンダ部４２ｂを備え、昇降自在に設けられている。
また、側面挿入クランプ４２は、１つのシリンダブロック１０に対して４つ設けられ、シリンダブロック１０の４カ所に設けられた側面穴１０ｄに、クランプアーム部４２ａを挿入し、アッパーデッキ面１３側に押圧可能に設けられている。
上側クランプ３０の形状は図９（ａ）、（ｂ）に示す。
図９（ａ）には、上側クランプ３０の側面図を示している。また、図９（ｂ）には、上側クランプ３０の押圧面側の平面図を示している。
このように、上側クランプ３０はボア部押圧突起３１ｂを備えており、このボア部押圧突起３１ｂは、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３を押圧する。
ボア部押圧突起３１ｂは、ボア部１０ａのアッパーデッキ面１３とほぼ同じ形状をしており、アッパーデッキ面１３と接触する面は、ガスケット１５の形状を考慮して設けられている。
一方、側面挿入クランプ４２は、第２押圧部に相当するクランプアーム部４２ａと油圧シリンダ部４２ｂを備え、昇降自在に設けられている。
また、側面挿入クランプ４２は、１つのシリンダブロック１０に対して４つ設けられ、シリンダブロック１０の４カ所に設けられた側面穴１０ｄに、クランプアーム部４２ａを挿入し、アッパーデッキ面１３側に押圧可能に設けられている。
次に、第２実施例の効果作用を示す。
シリンダブロック１０を、図８に示すように上側クランプ３０で上部から押圧し、クランプアーム部４２ａを側面穴１０ｄに挿入し、油圧シリンダ部４２ｂでクランプアーム部４２ａをアッパーデッキ面側に上昇させることで、シリンダブロック１０の外壁１２に変形を加える、
図１０に、上側クランプ３０と側面挿入クランプ４２でシリンダブロック１０を挟み込んでいる状態の力の関係を示した模式図を示す。
このように、外壁１２は側面挿入クランプ４２によって、上向きの力Ｆ１が再現され、一方、上側クランプ３０の備えるボア部押圧突起３１ｂによって、下向きの力Ｆ２が再現される。
この上向きの力Ｆ１及び下向きの力Ｆ２によって、外側に引っ張られる力Ｆ３が働くことになり、ボア部１０ａ内壁面は歪むことになる。
これら、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は、実際にシリンダブロック１０に、ガスケット１５を挟んでシリンダヘッド２０を組み付けた際にも発生する力であり、この状態でホーニング加工を行えば、製品としてシリンダブロック１０をエンジンに組み付けた際に、ボア部１０ａの真円度を高めることが出来る。
シリンダブロック１０を、図８に示すように上側クランプ３０で上部から押圧し、クランプアーム部４２ａを側面穴１０ｄに挿入し、油圧シリンダ部４２ｂでクランプアーム部４２ａをアッパーデッキ面側に上昇させることで、シリンダブロック１０の外壁１２に変形を加える、
図１０に、上側クランプ３０と側面挿入クランプ４２でシリンダブロック１０を挟み込んでいる状態の力の関係を示した模式図を示す。
このように、外壁１２は側面挿入クランプ４２によって、上向きの力Ｆ１が再現され、一方、上側クランプ３０の備えるボア部押圧突起３１ｂによって、下向きの力Ｆ２が再現される。
この上向きの力Ｆ１及び下向きの力Ｆ２によって、外側に引っ張られる力Ｆ３が働くことになり、ボア部１０ａ内壁面は歪むことになる。
これら、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は、実際にシリンダブロック１０に、ガスケット１５を挟んでシリンダヘッド２０を組み付けた際にも発生する力であり、この状態でホーニング加工を行えば、製品としてシリンダブロック１０をエンジンに組み付けた際に、ボア部１０ａの真円度を高めることが出来る。
ただし、部分的に見れば図１０では図５と同様の力が発生しているが、第２実施例では、シリンダブロック１０に設けられる側面穴１０ｄは、気筒の１番目側と４番目側の合計４カ所である。したがって、第１実施例のように、シリンダブロック１０にシリンダヘッド２０を組み付けた際に発生する歪みを忠実に再現するのではなく、擬似的に再現することで歪みの影響を軽減する。
図１１に、図７の１番目の気筒を解析した結果と、２番目の気筒を解析した結果を比較した図を示す。
１番目気筒ボア部表面輪郭線１０ｃａは、図７のボア部表面輪郭線１０ｃと同じ１番目の気筒のボア部表面輪郭線１０ｃについて解析した結果を示すものであり、２番目気筒ボア部表面輪郭線１０ｃｂは、２番目の気筒のボア部表面輪郭線１０ｃについて解析した結果を示すものである。
このように、１番目気筒ボア部表面輪郭線１０ｃａと２番目気筒ボア部表面輪郭線１０ｃｂでは形状が異なり、２番目気筒ボア部表面輪郭線１０ｃｂの方が歪みの影響が少ないことが分かる。
図１１に、図７の１番目の気筒を解析した結果と、２番目の気筒を解析した結果を比較した図を示す。
１番目気筒ボア部表面輪郭線１０ｃａは、図７のボア部表面輪郭線１０ｃと同じ１番目の気筒のボア部表面輪郭線１０ｃについて解析した結果を示すものであり、２番目気筒ボア部表面輪郭線１０ｃｂは、２番目の気筒のボア部表面輪郭線１０ｃについて解析した結果を示すものである。
このように、１番目気筒ボア部表面輪郭線１０ｃａと２番目気筒ボア部表面輪郭線１０ｃｂでは形状が異なり、２番目気筒ボア部表面輪郭線１０ｃｂの方が歪みの影響が少ないことが分かる。
このような現象は、３番目の気筒と４番目の気筒でも起こることが確認されている。３番目の気筒では２番目の気筒と同様の傾向が出るし、４番目の気筒では１番目の気筒と同様の傾向が出る。ただし、１番目と２番目、３番目と４番目はちょうど線対称となる。
このことは、気筒同士が隣り合うために起こる。すなわち、１番目の気筒のエンジンフロント方向側には、隣り合う気筒がないために歪みが大きくなり、１番目の気筒のエンジンフロント方向と逆側には、２番目の気筒があるために外壁１２を共有し、ヘッドボルト締結穴１２ａも共有するため、歪みは半分で済むのである。２番目の気筒、３番目の気筒も同じ効果で歪みは大きくならない。そして、４番目の気筒の図示しないクラッチ側は、隣に気筒がないために歪みが大きくなるのである。
厳密に言えば４番目の気筒側には、図示しないクラッチやトランスミッション等が接続されるため、剛性が高く、１番目の気筒ほど歪みは高く出ない。ただし、その影響は軽微であるため、ほぼ同様の歪みが出ると考えて差し支えない。
このことは、気筒同士が隣り合うために起こる。すなわち、１番目の気筒のエンジンフロント方向側には、隣り合う気筒がないために歪みが大きくなり、１番目の気筒のエンジンフロント方向と逆側には、２番目の気筒があるために外壁１２を共有し、ヘッドボルト締結穴１２ａも共有するため、歪みは半分で済むのである。２番目の気筒、３番目の気筒も同じ効果で歪みは大きくならない。そして、４番目の気筒の図示しないクラッチ側は、隣に気筒がないために歪みが大きくなるのである。
厳密に言えば４番目の気筒側には、図示しないクラッチやトランスミッション等が接続されるため、剛性が高く、１番目の気筒ほど歪みは高く出ない。ただし、その影響は軽微であるため、ほぼ同様の歪みが出ると考えて差し支えない。
このような事情により、１番目の気筒と４番目の気筒の外側に面する側で歪みが大きく出るので、シリンダブロック１０に設ける側面穴１０ｄは、１番目の気筒のエンジンフロント方向と、４番目の気筒の図示しないクラッチやトランスミッション等の接続側に設けることで、シリンダブロック１０にシリンダヘッド２０を組み付けた状態を、擬似的に再現できる。
図１２は、条件を変えてボア部表面輪郭線１０ｃの歪みを計測し、４次歪み成分を比較したグラフである。
縦軸は、４次歪み成分の大きさを示し、値が大きくなるほどボア真円度が悪化することを示している。横軸は、アッパーデッキ面からの距離を示している。
この図１２のうち、シリンダヘッド組付時歪曲線２１は、シリンダヘッド２０の仕上げ加工時にダミーヘッド等組み付けず、そのまま加工した場合の４次歪みの値を比較のために示している。一方、ブロック上面押圧歪曲線２２と、ボア上面押圧歪曲線２３は、それぞれ、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３全面を押圧しながら、ホーニング加工した場合と、シリンダブロック１０のボア部１０ａ外壁上面を押圧する第２実施例の方法で、ホーニング加工した場合について示している。
図１２は、条件を変えてボア部表面輪郭線１０ｃの歪みを計測し、４次歪み成分を比較したグラフである。
縦軸は、４次歪み成分の大きさを示し、値が大きくなるほどボア真円度が悪化することを示している。横軸は、アッパーデッキ面からの距離を示している。
この図１２のうち、シリンダヘッド組付時歪曲線２１は、シリンダヘッド２０の仕上げ加工時にダミーヘッド等組み付けず、そのまま加工した場合の４次歪みの値を比較のために示している。一方、ブロック上面押圧歪曲線２２と、ボア上面押圧歪曲線２３は、それぞれ、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３全面を押圧しながら、ホーニング加工した場合と、シリンダブロック１０のボア部１０ａ外壁上面を押圧する第２実施例の方法で、ホーニング加工した場合について示している。
シリンダヘッド組付時歪曲線２１、ブロック上面押圧歪曲線２２、ボア上面押圧歪曲線２３を比較して分かるように、図６に示した高さｈ１の部分でそれぞれは歪みが最も大きくなっているが、何もしない場合のシリンダヘッド組付時歪曲線２１に比べ、ボア上面押圧歪曲線２３は、その歪みの絶対量が減少していることが分かる。
このように、ボア部１０ａの歪みを少なくすることで、図示しないピストン周りの摺動抵抗を削減し、エンジンの燃費を向上させる効果がある。
また、ブロック上面押圧歪曲線２２とボア上面押圧歪曲線２３を比較した場合も、その歪みは小さくなっていることが分かる。これは、ボア部押圧突起３１ｂによってボア部１０ａの外筒上面だけを押圧した方が、よりシリンダブロック１０にガスケット１５を挟んでシリンダヘッド２０を組み付けた際に発生する歪みを再現し易いためである。
このように、ボア部１０ａの歪みを少なくすることで、図示しないピストン周りの摺動抵抗を削減し、エンジンの燃費を向上させる効果がある。
また、ブロック上面押圧歪曲線２２とボア上面押圧歪曲線２３を比較した場合も、その歪みは小さくなっていることが分かる。これは、ボア部押圧突起３１ｂによってボア部１０ａの外筒上面だけを押圧した方が、よりシリンダブロック１０にガスケット１５を挟んでシリンダヘッド２０を組み付けた際に発生する歪みを再現し易いためである。
第２実施例で用いている上側クランプ３０には、ビード部押圧突起３１ａが設けられず、ボア部押圧突起３１ｂが備えられている一方で、第１実施例の上側クランプ３０にはビード部押圧突起３１ａ及びボア部押圧突起３１ｂの両方が備えられている。
これは、上側クランプ３０にボア部押圧突起３１ｂのみ設けた方が、シリンダブロック１０にガスケット１５を挟んでシリンダヘッド２０を組み付けた際に発生する歪みを再現し易いためである。これは、ビード部押圧突起３１ａによって、押圧力が分散してしまうからであり、上側クランプ３０にボア部押圧突起３１ｂのみを設けて、押圧する場合の方が、小さな押圧力で歪みを再現することが可能となり、その結果は図１２に示す通りである。
ただし、より正確に再現するためには、ガスケット１５を忠実に再現し、第１実施例のように上側クランプ３０にビード部押圧突起３１ａ及びボア部押圧突起３１ｂの両方を設け、シリンダブロック１０を押圧した方が好ましい。
なお、図１２で、ボア上面押圧歪曲線２３は高さｈ１よりもアッパーデッキ面１３より遠くなる部分で再び歪みが大きくなる傾向にあるが、これは擬似的にシリンダブロック１０にガスケット１５を挟んでシリンダヘッド２０を組み付けた際に発生する歪みを再現しているために起こっている。
ただし、この部分は図示しないピストンの摺動範囲外になるので、ピストンの摺動抵抗とはならず、燃費にも影響しない。
これは、上側クランプ３０にボア部押圧突起３１ｂのみ設けた方が、シリンダブロック１０にガスケット１５を挟んでシリンダヘッド２０を組み付けた際に発生する歪みを再現し易いためである。これは、ビード部押圧突起３１ａによって、押圧力が分散してしまうからであり、上側クランプ３０にボア部押圧突起３１ｂのみを設けて、押圧する場合の方が、小さな押圧力で歪みを再現することが可能となり、その結果は図１２に示す通りである。
ただし、より正確に再現するためには、ガスケット１５を忠実に再現し、第１実施例のように上側クランプ３０にビード部押圧突起３１ａ及びボア部押圧突起３１ｂの両方を設け、シリンダブロック１０を押圧した方が好ましい。
なお、図１２で、ボア上面押圧歪曲線２３は高さｈ１よりもアッパーデッキ面１３より遠くなる部分で再び歪みが大きくなる傾向にあるが、これは擬似的にシリンダブロック１０にガスケット１５を挟んでシリンダヘッド２０を組み付けた際に発生する歪みを再現しているために起こっている。
ただし、この部分は図示しないピストンの摺動範囲外になるので、ピストンの摺動抵抗とはならず、燃費にも影響しない。
以上に説明した、第２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）ピストンが摺動するボア部１０ａと、ボア部１０ａを冷却するためのウォータジャケット１１と、ウォータジャケット１１を覆う外壁１２を有するエンジンのシリンダブロック１０の、ボア部１０ａを仕上げ加工するシリンダブロック製造方法において、シリンダブロック１０が、外壁１２が備えるヘッドボルト締結穴１２ａの先端から所定の距離１２ｂを離間した、外壁１２をクランクシャフト側から押圧するための、受圧部を備え、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３を押圧する第１押圧部を有する、上側クランプ３０と、受圧部を押圧する第２押圧部を有する、側面挿入クランプ４２があって、シリンダブロック１０を、上側クランプ３０と、側面挿入クランプ４２とで加圧し、アッパーデッキ面１３側から、ボア部１０ａを加工することを特徴とするので、ダミーヘッドを用いずに、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の歪みを再現して、ボア部１０ａの加工を行い、組み付け時に高い形状精度を得ることが出来るという優れた効果を奏する。
（１）ピストンが摺動するボア部１０ａと、ボア部１０ａを冷却するためのウォータジャケット１１と、ウォータジャケット１１を覆う外壁１２を有するエンジンのシリンダブロック１０の、ボア部１０ａを仕上げ加工するシリンダブロック製造方法において、シリンダブロック１０が、外壁１２が備えるヘッドボルト締結穴１２ａの先端から所定の距離１２ｂを離間した、外壁１２をクランクシャフト側から押圧するための、受圧部を備え、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３を押圧する第１押圧部を有する、上側クランプ３０と、受圧部を押圧する第２押圧部を有する、側面挿入クランプ４２があって、シリンダブロック１０を、上側クランプ３０と、側面挿入クランプ４２とで加圧し、アッパーデッキ面１３側から、ボア部１０ａを加工することを特徴とするので、ダミーヘッドを用いずに、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の歪みを再現して、ボア部１０ａの加工を行い、組み付け時に高い形状精度を得ることが出来るという優れた効果を奏する。
これは、課題でも説明した通り、完成品と同様にシリンダブロック１０とシリンダヘッド２０の間にガスケット１５を挟んで組み付けた状態において、シリンダブロック１０はヘッドボルト締結穴１２ａに締結されたヘッドボルト１６によってシリンダヘッド２０側に引っ張り上げようとする上向きの力Ｆ１が発生する。
また、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０を組み付ける際にアッパーデッキ面１３に当接し押圧する部分でクランクキャップ１８側に押し付けられる下向きの力Ｆ２が発生する。
このような、上向きの力Ｆ１、下向きの力Ｆ２２つの力によって外側に引っ張られる力Ｆ３が発生し、シリンダブロック１０のボア部１０ａと外壁１２の接続部で歪みを発生するのである。
この歪みを、上側クランプ３０と側面挿入クランプ４２で挟み込み、固定することによって、上側クランプ３０からはアッパーデッキ面１３にボア部押圧突起３１ｂによって、側面挿入クランプ４２からは外壁１２をクランプアーム部４２ａによって押圧することで再現し、その状態でボア部１０ａを加工する。このため、ダミーヘッドを用いることなく、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の歪みを再現して、ボア部１０ａの加工を行い、高い形状精度を有することが可能となる。
また、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０を組み付ける際にアッパーデッキ面１３に当接し押圧する部分でクランクキャップ１８側に押し付けられる下向きの力Ｆ２が発生する。
このような、上向きの力Ｆ１、下向きの力Ｆ２２つの力によって外側に引っ張られる力Ｆ３が発生し、シリンダブロック１０のボア部１０ａと外壁１２の接続部で歪みを発生するのである。
この歪みを、上側クランプ３０と側面挿入クランプ４２で挟み込み、固定することによって、上側クランプ３０からはアッパーデッキ面１３にボア部押圧突起３１ｂによって、側面挿入クランプ４２からは外壁１２をクランプアーム部４２ａによって押圧することで再現し、その状態でボア部１０ａを加工する。このため、ダミーヘッドを用いることなく、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の歪みを再現して、ボア部１０ａの加工を行い、高い形状精度を有することが可能となる。
（２）（１）に記載するシリンダブロック製造方法において、上側クランプ３０の有するボア部押圧突起３１ｂは、ガスケット１５が有するシール用ビード部のうち、ボア部１０ａ外筒のアッパーデッキ面１３を押圧する部分に対応して位置し、シリンダブロック１０を上側クランプ３０が固定し加圧する際に、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３にボア部押圧突起３１ｂを当接させることを特徴とする。
このため、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０を組み付けた際に、ボア部押圧突起３１ｂがボア部１０ａのアッパーデッキ面１３に当接することで、製品となる際にシリンダブロック１０とシリンダヘッド２０の間にガスケット１５を挟んだ際に、ガスケット１５のビード部が発生する押圧力と、ヘッドボルト１６が引っ張り上げる力を再現することが可能となる。
これによって、仕上げ加工の精度は、そのまま製品完成後の精度となり、ボア部１０ａの形状精度を高めることが容易になる。
このため、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０を組み付けた際に、ボア部押圧突起３１ｂがボア部１０ａのアッパーデッキ面１３に当接することで、製品となる際にシリンダブロック１０とシリンダヘッド２０の間にガスケット１５を挟んだ際に、ガスケット１５のビード部が発生する押圧力と、ヘッドボルト１６が引っ張り上げる力を再現することが可能となる。
これによって、仕上げ加工の精度は、そのまま製品完成後の精度となり、ボア部１０ａの形状精度を高めることが容易になる。
（３）（１）に記載するシリンダブロック製造方法において、第１クランプが上側クランプ３０であり、第２クランプが側面挿入クランプ４２であって、シリンダブロック１０を、上側クランプ３０と、側面挿入クランプ４２で固定して加圧し、上側クランプ３０側から、ボア部１０ａを加工することを特徴とすることで、（１）と同等の効果が得られる。
（４）（１）乃至（３）のいずれかに記載するシリンダブロック製造方法において、受圧部が、シリンダブロック１０の側面に孔設された側面穴１０ｄであり、シリンダブロック１０の４カ所に設けられ、側面挿入クランプ４２の有するクランプアーム部４２ａを、シリンダブロック１０側面から側面穴１０ｄに挿入し、上側クランプ３０側に押圧して加工することを特徴とするので、第１実施例と同等の効果をより簡易な方法で実現することが可能である。
ヘッドボルト締結穴１２ａと対向する側に、ヘッドボルト締結穴１２ａと同数だけ座繰り形状穴１０ｂを設けることは、設計上の制約から困難な場合がある。
例えば直列４気筒のエンジンであれば、ヘッドボルト締結穴１２ａは１気筒当たり４つ設けられていた場合には１０カ所にも及ぶ。したがって、第１実施例の座繰り形状穴１０ｂもクランクキャップ１８側から１０カ所設ける必要がある。しかしながら、クランクシャフトの形状や、オイルギャラリ、ウォータジャケット１１等を配置する必要があるため、部分的に座繰り形状穴１０ｂを設けることが出来ない場合も考えられる。
ヘッドボルト締結穴１２ａと対向する側に、ヘッドボルト締結穴１２ａと同数だけ座繰り形状穴１０ｂを設けることは、設計上の制約から困難な場合がある。
例えば直列４気筒のエンジンであれば、ヘッドボルト締結穴１２ａは１気筒当たり４つ設けられていた場合には１０カ所にも及ぶ。したがって、第１実施例の座繰り形状穴１０ｂもクランクキャップ１８側から１０カ所設ける必要がある。しかしながら、クランクシャフトの形状や、オイルギャラリ、ウォータジャケット１１等を配置する必要があるため、部分的に座繰り形状穴１０ｂを設けることが出来ない場合も考えられる。
そこで、歪みの影響の強い部分である端の気筒に対して、シリンダブロック１０側面から側面穴１０ｄを設け、クランプアーム部４２ａを挿入して、上側クランプ３０に押圧して加工することで、仕上げ加工の精度は、ほぼ製品完成後の精度となり、ボア部１０ａの形状精度を高めることが容易になる。
この場合、第１実施例のように、ヘッドボルト締結穴１２ａと対向する側に座繰り形状穴１０ｂをヘッドボルト締結穴１２ａと同じ数だけ設けて押圧するのではなく、シリンダブロック１０側面に側面穴１０ｄを設け４カ所で押圧するため、製品となる際にシリンダブロック１０とシリンダヘッド２０の間にガスケット１５を挟みヘッドボルト１６で締結して組み付けた時に発生する歪みによる形状変化を完全に再現することは難しい。
ただし、歪みの影響の強い端の気筒には、歪みによる形状変化をほぼ再現することが可能なので、ヘッドボルト締結穴１２ａと対向する側に座繰り形状穴１０ｂをヘッドボルト締結穴１２ａと同じ数だけ設けることに設計上の制約がある場合に有効である。
この場合、第１実施例のように、ヘッドボルト締結穴１２ａと対向する側に座繰り形状穴１０ｂをヘッドボルト締結穴１２ａと同じ数だけ設けて押圧するのではなく、シリンダブロック１０側面に側面穴１０ｄを設け４カ所で押圧するため、製品となる際にシリンダブロック１０とシリンダヘッド２０の間にガスケット１５を挟みヘッドボルト１６で締結して組み付けた時に発生する歪みによる形状変化を完全に再現することは難しい。
ただし、歪みの影響の強い端の気筒には、歪みによる形状変化をほぼ再現することが可能なので、ヘッドボルト締結穴１２ａと対向する側に座繰り形状穴１０ｂをヘッドボルト締結穴１２ａと同じ数だけ設けることに設計上の制約がある場合に有効である。
（５）ピストンが摺動するボア部１０ａと、ボア部１０ａを冷却するためのウォータジャケット１１と、ウォータジャケット１１を覆う外壁１２を有するエンジンのシリンダブロック１０において、外壁１２のクランクシャフト側端部の側面から、側面穴１０ｄが設けられ、側面穴１０ｄが、ヘッドボルト締結穴１２ａの先端より所定の距離にあり、ボア部１０ａを仕上げ加工する際に、側面穴１０ｄからアッパーデッキ面１３側に向かって押圧され、アッパーデッキ面１３から押圧されることで、完成品として、シリンダブロック１０のアッパーデッキ面１３に、ガスケット１５を挟んでシリンダヘッド２０をヘッドボルト１６で締結した際に、ボア部１０ａに発生する歪みと、同等の歪みを発生させることを特徴とするので、第１実施例の発明よりも設計上の制約が少なく実施することが可能であり、ヘッドボルト締結穴１２ａと対向する側に座繰り形状穴１０ｂをヘッドボルト締結穴１２ａと同じ数だけ設けることに設計上の制約がある場合に有効である。
これによって、仕上げ加工の精度は、ほぼ製品完成後の精度となり、ボア部１０ａの形状精度を高めることが容易になる。
これによって、仕上げ加工の精度は、ほぼ製品完成後の精度となり、ボア部１０ａの形状精度を高めることが容易になる。
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、第１実施例ではヘッドボルト締結穴１２ａと座繰り形状穴１０ｂを同芯としているが、シリンダブロック１０の形状によっては、芯をずらすことで、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歪みを再現するのに適した場所になることも考えられるし、設計的な制限によってその近傍にしか座繰り形状穴１０ｂが設けられない場合も考えられる。従って、ヘッドボルト締結穴１２ａと座繰り形状穴１０ｂの芯をずらすことを妨げないし、座繰り形状穴１０ｂの形状も特に円筒形に制限するものではない。
例えば、第１実施例ではヘッドボルト締結穴１２ａと座繰り形状穴１０ｂを同芯としているが、シリンダブロック１０の形状によっては、芯をずらすことで、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歪みを再現するのに適した場所になることも考えられるし、設計的な制限によってその近傍にしか座繰り形状穴１０ｂが設けられない場合も考えられる。従って、ヘッドボルト締結穴１２ａと座繰り形状穴１０ｂの芯をずらすことを妨げないし、座繰り形状穴１０ｂの形状も特に円筒形に制限するものではない。
また、第１実施例及び第２実施例では、第２クランプに相当する下側クランプ４０及び側面挿入クランプ４２にそれぞれ油圧シリンダを設けて、第１クランプに相当する上側クランプ３０を固定側として、シリンダブロック１０をセットし、下側クランプ４０及び側面挿入クランプ４２をアッパーデッキ面１３側に向けて押し上げる方向で受圧部を押圧する構造となっているが、加工装置の構成によっては第１クランプを加圧側、第２クランプを固定側としたり、両側に加圧機能を備えることを妨げない。
１０ シリンダブロック
１０ａ ボア部
１０ｂ 座繰り形状穴
１０ｃ ボア部表面輪郭線
１０ｄ 側面穴
１１ ウォータジャケット
１２ 外壁
１２ａ ヘッドボルト締結穴
１２ｂ 距離
１３ アッパーデッキ面
１５ ガスケット
１６ ヘッドボルト
２０ シリンダヘッド
３０ 上側クランプ
３０ａ 加工穴
３１ａ ビード部押圧突起
３１ｂ ボア部押圧突起
３２ 逃がし空間
４０ 下側クランプ
４１ ピン状突起
４２ 側面挿入クランプ
４２ａ クランプアーム部
４２ｂ 油圧シリンダ部
５０ 加工工具
Ｆ１ 上向きの力
Ｆ２ 下向きの力
Ｆ３ 外側に引っ張られる力
１０ａ ボア部
１０ｂ 座繰り形状穴
１０ｃ ボア部表面輪郭線
１０ｄ 側面穴
１１ ウォータジャケット
１２ 外壁
１２ａ ヘッドボルト締結穴
１２ｂ 距離
１３ アッパーデッキ面
１５ ガスケット
１６ ヘッドボルト
２０ シリンダヘッド
３０ 上側クランプ
３０ａ 加工穴
３１ａ ビード部押圧突起
３１ｂ ボア部押圧突起
３２ 逃がし空間
４０ 下側クランプ
４１ ピン状突起
４２ 側面挿入クランプ
４２ａ クランプアーム部
４２ｂ 油圧シリンダ部
５０ 加工工具
Ｆ１ 上向きの力
Ｆ２ 下向きの力
Ｆ３ 外側に引っ張られる力
Claims (10)
- ピストンが摺動するボア部と、前記ボア部を冷却するためのウォータジャケット部と、前記ウォータジャケット部を覆う外壁部を有するエンジンのシリンダブロックの、前記ボア部を仕上げ加工するシリンダブロック製造方法において、
前記シリンダブロックが、前記外壁部が備えるヘッドボルト締結穴の先端から所定の距離離間した、前記外壁部をクランクシャフト側から押圧するための、受圧部を備え、
前記シリンダブロックのアッパーデッキ面を押圧する第１押圧部を有する、第１クランプと、
前記受圧部を押圧する第２押圧部を有する、第２クランプがあって、
前記シリンダブロックを、前記第１クランプと前記第２クランプとで加圧し、
前記アッパーデッキ面側から、前記ボア部を加工することを特徴とするシリンダブロック製造方法。 - 請求項１に記載するシリンダブロック製造方法において、
前記第１クランプの有する前記第１押圧部は、シリンダヘッドガスケットが有するシール用ビード部のうち、ボア部外筒のアッパーデッキ面を押圧する部分に対応して位置し、
前記シリンダブロックを前記第１クランプが固定し加圧する際に、前記シリンダブロックのアッパーデッキ面に前記第１押圧部を当接させることを特徴とするシリンダブロック製造方法。 - 請求項１に記載するシリンダブロック製造方法において、
前記第１クランプが上側クランプであり、前記第２クランプが下側クランプであって、
前記シリンダブロックを、前記上側クランプと前記下側クランプで固定して加圧し、
前記上側クランプ側から、前記ボア部を加工することを特徴とするシリンダブロック製造方法。 - 請求項３に記載するシリンダブロック製造方法において、
前記上側クランプの有する前記第１押圧部が、第１押圧突起と第２押圧突起と逃がし空間を有し、
前記第１押圧突起は、シリンダヘッドガスケットが有するシール用ビード部のうち、ボア部を押圧する部分に対応して位置し、
前記第２押圧突起は、前記シール用ビード部のうち、前記シリンダブロックのアッパーデッキ面外周を押圧する部分に対応して位置し、
前記逃がし空間が、前記シール用ビード部のうち、ヘッドボルトの座面に対応して位置し、
前記シリンダブロックを前記上側クランプが固定し加圧する際に、前記シリンダブロックのアッパーデッキ面に前記第１押圧部の前記第１押圧突起と前記第２押圧突起とを当接させることを特徴とするシリンダブロック製造方法。 - 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載するシリンダブロック製造方法において、
前記第２クランプの有する前記第２押圧部が、前記ヘッドボルト締結穴と同数のピン状突起であり、
前記受圧部が、前記シリンダブロックの前記ヘッドボルト締結穴と対向する側に、前記ヘッドボルト締結穴の先端から前記所定の距離まで達する深さを有する挿入穴であり、
前記挿入穴に、前記第２押圧部を挿入し、押圧して加工することを特徴とするシリンダブロック製造方法。 - 請求項５に記載するシリンダブロック製造方法において、
前記挿入穴が、座繰り形状穴であり、前記座繰り形状穴に、前記第２押圧部を挿入し、押圧して加工することを特徴とするシリンダブロック製造方法。 - 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載するシリンダブロック製造方法において、
前記受圧部が、前記シリンダブロックの側面に孔設された側面穴であり、前記シリンダブロックに４カ所設けられ、
前記第２クランプの有する前記第２押圧部を、前記シリンダブロック側面から前記側面穴に挿入し、前記第１クランプ側に押圧して加工することを特徴とするシリンダブロック製造方法。 - ピストンが摺動するボア部と、前記ボア部を冷却するためのウォータジャケット部と、前記ウォータジャケット部を覆う外壁部を有するエンジンのシリンダブロックにおいて、
前記外壁部に有するヘッドボルト締結穴と対向する側に、挿入穴が設けられ、
前記挿入穴の深さが、前記ヘッドボルト締結穴と対向する側から、前記ヘッドボルト締結穴の先端より所定の距離まで達し、
前記ボア部を仕上げ加工する際に、前記挿入穴から押圧され、アッパーデッキ面から押圧されることで、
完成品として、前記アッパーデッキ面に、シリンダヘッドガスケットを挟んでシリンダヘッドをヘッドボルトで締結した際に、前記ボア部に発生する歪みと、同等の歪みを発生させることを特徴とするシリンダブロック。 - 請求項８に記載するシリンダブロックにおいて、
前記挿入穴が、座繰り形状穴であり、
完成品として前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックの間に前記シリンダヘッドガスケットを挟んで前記ヘッドボルトで締結した際に前記ボア部に発生する歪みと、同等の歪みを発生させるように前記所定の距離が設定されていることを特徴とするシリンダブロック。 - ピストンが摺動するボア部と、前記ボア部を冷却するためのウォータジャケット部と、前記ウォータジャケット部を覆う外壁部を有するエンジンのシリンダブロックにおいて、
前記外壁部のクランクシャフト側端部の側面から、側面穴が設けられ、
前記側面穴が、前記ヘッドボルト締結穴の先端より所定の距離にあり、
前記ボア部を仕上げ加工する際に、前記側面穴からアッパーデッキ面側に向かって押圧され、前記アッパーデッキ面から押圧されることで、
完成品として、前記アッパーデッキ面に、シリンダヘッドガスケットを挟んでシリンダヘッドをヘッドボルトで締結した際に、前記ボア部に発生する歪みと、同等の歪みを発生させることを特徴とするシリンダブロック。
Priority Applications (1)
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