JP2009243386A - シリンダライナおよびシリンダブロック - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン実働時におけるボア歪を抑制することができ、シリンダボアに対するピストンの摺動にともなうフリクションを低減させることができるシリンダライナを提供すること。
【解決手段】ブロック本体１ａの鋳造時に鋳包まれることで、シリンダボア４を形成するシリンダライナ１０であって、ライナ外周面１１に、径方向外側に向けて突出する多数のスパイニ２０（突起）を有し、スパイニ２０の分布密度について、ライナ外周面１１における、ヘッド取付面３側（上側）の部分の分布密度が、他側（下側）の部分に対して、相対的に低くなるように設定される調整と、スパイニ２０のライナ外周面１１からの突出長さについて、ライナ外周面１１における、上側の部分に設けられるスパイニ２０の突出長さが、下側の部分に設けられるスパイニ２０の突出長さに対して、相対的に短くなるように設定される調整と、の少なくともいずれかの調整が行われている。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関を構成するシリンダブロックの本体の鋳造時に鋳包まれることで、シリンダブロックのシリンダボアを形成するシリンダライナ、およびこのシリンダライナを備えるシリンダブロックに関する。

例えば自動車エンジン等の内燃機関（エンジン）を構成するシリンダブロックには、エンジンのクランク軸に連結されるピストンを摺動可能に内装するシリンダボアが、シリンダライナが用いられて形成される構成のものがある。つまり、かかる構成においては、円筒状の孔部であるシリンダボアが、円筒状の部材であるシリンダライナの内周面により形成される。シリンダボアは、エンジン実働時におけるシリンダブロックの温度上昇による熱膨張により変形して歪む。

エンジン実働時におけるシリンダボアの歪（ボア歪）には、次のようなものがある。エンジン実働時においては、シリンダブロックの温度上昇によって、シリンダボアが周方向に熱膨張する。この周方向の熱膨張は、エンジンにおける燃焼室側となるピストンの上死点付近、つまり比較的高温部分となるシリンダボアの上部において比較的大きくなる。したがって、シリンダボアは、エンジン実働時における周方向の熱膨張により、全体としてテーパ形状となるように変形する。

すなわち、図１４（ａ）に示すように、エンジンの非実働時、つまりエンジン実働時におけるシリンダブロックの温度上昇による熱膨張が生じていない状態においては、シリンダライナによって形成されるシリンダボア１０４は円筒状となる。しかし、図１４（ｂ）に示すように、エンジン実働時においては、シリンダボア１０４は、前記のとおり上部において比較的大きくなる周方向の熱膨張により、全体として下側（燃焼室側と反対側）が相対的に窄むテーパ形状となるように変形する。このようにシリンダボアがテーパ形状となるようなボア歪は、シリンダボアの円筒度を悪化させる。

また、エンジン実働時におけるボア歪としては、次のようなものがある。シリンダブロックに対しては、シリンダヘッドが取り付けられる。シリンダヘッドは、シリンダブロックが有する所定の取付面（ヘッド取付面）に対して、ボルト等の締結具（ヘッドボルト）が用いられることにより固定される。このため、ヘッド取付面には、ヘッドボルト用のボルト穴が設けられる。このボルト穴は、一般に、シリンダボアのヘッド取付面に対する開口部の周囲において複数設けられる。

具体的には、図１５に示すように、シリンダヘッド取付用のボルト穴の配置例として、一つのシリンダボア１０４に対し、ボルト穴１０８がシリンダボア１０４の周囲において略等間隔で四か所設けられる構成がある。各ボルト穴１０８の部分は、シリンダヘッドの固定にともないヘッドボルト１０８ａが螺挿されることで、ボルト締結部１０９となる。このように、シリンダボア１０４の周囲に四か所のボルト締結部１０９（ボルト穴１０８）が設けられる構成においては、エンジン実働時のボア歪として、エンジンの非実働時では平面視において円形であったシリンダボア１０４が、十字形となるような変形（いわゆる四次変形）が生じることとなる（図１５（ｂ）参照）。このエンジン実働時にシリンダボア１０４において生じる変形は、シリンダブロックにシリンダヘッドが固定されることにより生じる変形が強調されることで生じる。

すなわち、図１５（ａ）に示すように、ボルト穴１０８に螺挿されるヘッドボルト１０８ａの締付けによるシリンダヘッドの固定が行われてない状態では、シリンダライナによって形成される円筒状のシリンダボア１０４は、平面視で円形となる。しかし、ヘッドボルト１０８ａによってシリンダヘッドがシリンダブロックに対して固定されることにより、ヘッドボルト１０８ａの締付け力がシリンダブロックに変形を生じさせる。かかる変形は、ヘッドボルト１０８ａの締付けによってボア上面（ヘッド取付面におけるシリンダボア１０４の周縁部）が強く押し付けられることにより生じる。したがって、特に強く押し付けられることとなるボルト周りで変形が大きくなり、本例のようにボルト締結部１０９がシリンダボア１０４の周囲において略等間隔で四か所設けられる構成においては、シリンダボア１０４において、ボルト締結部１０９に対応する位相（ボルト位相）の部分が内側に窄むような（相対的に内側に膨出するような）変形、つまり十字形となるような変形が生じる（図１５（ｂ）における矢印参照）。

そして、エンジン実働時においては、前記のとおりシリンダブロックの温度上昇によってシリンダボア１０４が周方向に熱膨張する際、ボルト位相の部分の変形は、ヘッドボルト１０８ａの締結によるボルト軸力によって抑制される。このため、シリンダボア１０４においてボルト位相以外の位相の部分がボルト位相の部分に比べて大きく熱膨張することとなり、シリンダボア１０４において十字形の変形が強調される。このようにシリンダボアが十字形となるようなボア歪は、シリンダボアの真円度を悪化させる。

これらのようなエンジン実働時に生じるボア歪は、ピストンの摺動にともなうフリクション（摺動抵抗）の増大を招く。フリクション増大の要因としては、次のような現象が考えられている。すなわち、エンジン実働時において、シリンダボアが前記のとおりテーパ形状や十字形となるように変形することで、ピストンに外嵌されるピストンリングとシリンダボアの壁面との摺動抵抗が増加する現象である。また、シリンダボアの下部は、ピストンのピストンスカート部が摺動する部分となることから、例えばシリンダボアが鋳鉄製でピストンがアルミ製である場合等、シリンダボア（シリンダライナ）とピストンの熱膨張差が生じることで、ピストンスカート部がシリンダボアに対して圧入されたような状態でピストンが摺動する現象である。こうしたシリンダボアにおけるフリクションの増大は、エンジンの出力の制限や燃費の悪化等の原因となる。

そこで、前述のようにシリンダライナによってシリンダボアが形成されるシリンダブロックについては、従来、シリンダライナに工夫を施すことによってエンジン実働時等におけるボア歪を抑制することが行われている。例えば、特許文献１には、シリンダライナの肉厚が、エンジン実働時（稼動時）における温度分布に応じて異なるものとされることにより、エンジン実働時のボア歪の抑制を図る技術が開示されている。

一方、シリンダブロック本体に対して鋳包まれるシリンダライナについては、そのシリンダブロック本体に対する密着性を向上させ、シリンダライナとシリンダブロック本体との界面における結合力を増加させる等の効果を得るため、スパイニ等と称される針状の突起が、シリンダライナの外周面に多数形成される技術が用いられている（例えば、特許文献２参照。）。シリンダライナの外周面に設けられる突起群は、例えばシリンダライナがいわゆる遠心鋳造法によって製造されることで形成される。
特開２００２−９７９９９号公報 特開２００２−９７９９８号公報

本発明は、上記のような問題点および従来技術に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、エンジン実働時におけるボア歪を抑制することができ、シリンダボアに対するピストンの摺動にともなうフリクションを低減させることができるシリンダライナおよびシリンダブロックを提供することにある。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

すなわち、請求項１においては、円筒状の外形を有し、内燃機関を構成するシリンダブロックの本体の鋳造時に鋳包まれることで、前記シリンダブロックにおいて、締結部材によってシリンダヘッドが固定されるシリンダヘッド取付面に開口するシリンダボアを形成するシリンダライナであって、前記円筒状の外形の外周面に、径方向外側に向けて突出する多数の突起を有し、前記突起の分布密度について、前記外周面における、前記円筒状の外形の筒軸方向における前記シリンダヘッド取付面側の部分の前記分布密度が、前記筒軸方向における他側の部分に対して、相対的に低くなるように設定される調整と、前記突起の前記外周面からの突出長さについて、前記外周面における、前記シリンダヘッド取付面側の部分に設けられる前記突起の前記突出長さが、前記他側の部分に設けられる前記突起の前記突出長さに対して、相対的に短くなるように設定される調整と、の少なくともいずれかの調整が行われているものである。

請求項２においては、請求項１に記載のシリンダライナにおいて、前記突起は、前記外周面に連結される側となる基部側に形成される脚部と、該脚部に対する拡径部分であって前記基部側に対して先端側に形成される頭部とを有し、前記突起の前記脚部と前記頭部との径方向の寸法差について、前記外周面における、前記シリンダヘッド取付面側の部分に設けられる前記突起の前記径方向の寸法差が、前記他側の部分に設けられる前記突起の前記径方向の寸法差に対して、相対的に小さくなるように設定される調整がさらに行われているものである。

請求項３においては、請求項１または請求項２に記載のシリンダライナにおいて、前記シリンダライナは、前記シリンダブロックの本体を構成する材料よりも熱膨張率の低い材料により構成されるものであり、前記円筒状の外形について、前記シリンダヘッド取付面側の部分の肉厚が、前記他側の部分の肉厚に対して、相対的に厚くなるように設定される調整がさらに行われているものである。

請求項４においては、円筒状の外形を有し、内燃機関を構成するシリンダブロックの本体の鋳造時に鋳包まれることで、前記シリンダブロックにおいて、締結部材によってシリンダヘッドが固定されるシリンダヘッド取付面に開口するシリンダボアを形成するシリンダライナであって、前記円筒状の外形の外周面に、径方向外側に向けて突出する多数の突起を有し、前記突起の分布密度について、前記外周面における、前記円筒状の外形の円周方向における前記締結部材による締結部に対応する位相の部分の前記分布密度が、前記円周方向における前記締結部に対応する位相以外の位相の部分に対して、相対的に高くなるように設定される調整と、前記突起の前記外周面からの突出長さについて、前記外周面における、前記締結部に対応する位相の部分に設けられる前記突起の前記突出長さが、前記締結部に対応する位相以外の位相の部分に設けられる前記突起の前記突出長さ対して、相対的に長くなるように設定される調整と、の少なくともいずれかの調整が行われているものである。

請求項５においては、請求項４に記載のシリンダライナにおいて、前記突起は、前記外周面に連結される側となる基部側に形成される脚部と、該脚部に対する拡径部分であって前記基部側に対して先端側に形成される頭部とを有し、前記突起の前記脚部と前記頭部との径方向の寸法差について、前記外周面における、前記締結部に対応する位相の部分に設けられる前記突起の前記径方向の寸法差が、前記締結部に対応する位相以外の位相の部分に設けられる前記突起の前記径方向の寸法差に対して、相対的に大きくなるように設定される調整がさらに行われているものである。

請求項６においては、請求項４または請求項５に記載のシリンダライナにおいて、前記シリンダライナは、前記シリンダブロックの本体を構成する材料よりも熱膨張率の低い材料により構成されるものであり、前記円筒状の外形について、前記円筒状の外形の筒軸方向における前記シリンダヘッド取付面側の部分の肉厚が、前記筒軸方向における他側の部分の肉厚に対して、相対的に厚くなるように設定される調整がさらに行われているものである。

請求項７においては、シリンダブロックにおいて、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシリンダライナが、前記シリンダブロックの本体の鋳造時に鋳包まれることにより、前記シリンダボアが形成されているものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、本発明によれば、エンジン実働時におけるボア歪を抑制することができ、シリンダボアに対するピストンの摺動にともなうフリクションを低減させることができる。

本発明は、シリンダライナの外周面に設けられる突起群について所定の調整を施すことにより、シリンダライナとシリンダブロック本体との界面における結合力を調整することで、エンジン実働時（温間時）におけるシリンダブロックの温度上昇による熱膨張にともなうシリンダボアの変形をコントロールしようとするものである。これにより、エンジン実働時におけるボア歪が抑制され、シリンダボアの円筒度や真円度の悪化が抑制される。以下、本発明の実施の形態について説明する。

まず、本実施形態に係るシリンダブロックの構成について、図１および図２を用いて説明する。なお、図１は、図２におけるＡ−Ａ断面に対応する断面図である。

図１および図２に示すように、本実施形態に係るシリンダブロック１は、その本体（以下「ブロック本体」という。）１ａがアルミニウムを材料として構成される鋳造品である。シリンダブロック１は、シリンダヘッド２が取り付けられるためのシリンダヘッド取付面（以下「ヘッド取付面」という。）３を有する。

シリンダブロック１は、ヘッド取付面３に開口する円筒状の孔部であるシリンダボア４を有する。本実施形態のシリンダブロック１は、直列三気筒エンジンを構成するものであり、三個のシリンダボア４を有する（図２参照）。これら三個のシリンダボア４は、筒軸方向（中心軸方向）が平行となるように隣り合う状態で一列に配設される。

ヘッド取付面３は、シリンダブロック１の一側において平面として形成されるシール面である。このヘッド取付面３に、ガスケットを介する等してシリンダヘッド２が取り付けられる。ヘッド取付面３に対するシリンダヘッド２の取付けに際しては、締結部材としてのヘッドボルト（図示略）が用いられる。つまり、ヘッドボルトが、シリンダヘッド２を貫通するとともにシリンダブロック１に設けられる雌ねじ部分となるボルト穴８に螺挿されることにより、シリンダヘッド２がシリンダブロック１に対して締結固定される。

ボルト穴８は、ヘッド取付面３においてシリンダボア４の周囲に設けられる。本実施形態では、図２に示すように、シリンダボア４の周囲において略等間隔で四個設けられる。また、隣り合うシリンダボア４間においては二個のボルト穴８が共用される。したがって、前記のとおり三個備えられるシリンダボア４に対し、計八個のボルト穴８が設けられる。

シリンダブロック１は、ウォータジャケット６を有する。ウォータジャケット６は、シリンダボア４を囲むシリンダ部５を介してシリンダボア４を取り囲むように形成される。シリンダ部５は、シリンダボア４の周囲においてシリンダボア４を取り囲むように形成される円筒状の壁状部分である。シリンダ部５は、隣り合うシリンダボア４に対しては円筒状の部分が繋がった状態となる（図２参照）。したがって、ウォータジャケット６は、シリンダ部５の外周面と、これに対向するように形成される外周壁面とにより、ヘッド取付面３側に開口するように形成される。

また、シリンダブロック１におけるヘッド取付面３と反対側には、図示せぬオイルパンが取り付けられる。以下、シリンダブロック１において、ヘッド取付面３側（図１における上側）を上側とし、その反対側（図１における下側）を下側とする。

シリンダボア４は、シリンダブロック１において、筒軸方向が上下方向となるように設けられる。シリンダボア４には、シリンダボア４内を上下方向に往復摺動するピストン７が内装される。ピストン７は、その上部に外嵌されるピストンリングおよび下部に形成されるピストンスカート部を介してシリンダボア４の壁面に摺接する。

各シリンダボア４におけるピストン７よりも上側の空間は、燃料および空気の混合気を燃焼するための燃焼室の一部を構成する。シリンダボア４は、前記混合気や燃焼によって生じたガスの機密を保つため、ホーニング加工等の仕上げ加工により、所定の真円度を有する円筒面に形成される。すなわち、シリンダブロック１が用いられて製造されるエンジンの実働時には、前記燃焼室における混合気の爆発・燃焼によりピストン７が往復摺動する。これにより、ピストン７とコンロッド（連接棒）を介して連結されるクランク軸（出力軸）が回転する。

本実施形態のシリンダブロック１は、シリンダボア４が、シリンダライナ１０が用いられて形成される構成となっている。つまり、シリンダブロック１においては、円筒状の穴部であるシリンダボア４が、円筒状の部材であるシリンダライナ１０の内周面により形成される。したがって、シリンダライナ１０の内周面が、ピストン７の摺動面となる。

本実施形態に係るシリンダライナ１０は、鋳鉄を材料として構成される。シリンダライナ１０は、ブロック本体１ａの鋳造時に鋳包まれる（鋳込まれる）ことにより、ブロック本体１ａに対して設けられる。つまり、ブロック本体１ａの鋳造に際し、三個のシリンダライナ１０が、シリンダ部５の内周面側に位置するように配置された状態で、鋳包み鋳造が行われる。

このように、本実施形態のシリンダライナ１０は、円筒状の外形を有し、エンジンを構成するシリンダブロック１のブロック本体１ａの鋳造時に鋳包まれることで、シリンダブロック１において、ヘッドボルトによってシリンダヘッド２が固定されるヘッド取付面３に開口するシリンダボア４を形成する。

図３に示すように、シリンダライナ１０は、円筒状の外形の外周面（以下「ライナ外周面」という。）１１に、径方向外側に向けて突出する多数の突起としてのスパイニ２０を有する。

スパイニ２０は、ブロック本体１ａに対して鋳包まれるシリンダライナ１０のブロック本体１ａに対する密着性を向上させ、シリンダライナ１０とブロック本体１ａとの界面における結合力を増加させる等の効果を得るためのものである。スパイニ２０は、例えば、シリンダライナ１０の製造に際して遠心鋳造法によって形成され、ライナ外周面１１の略全面にわたって多数設けられる。

そして、シリンダライナ１０においては、ライナ外周面１１に設けられるスパイニ２０群について、次のような調整が行われる。すなわち、本実施形態のシリンダライナ１０においては、スパイニ２０群について、スパイニ２０の分布密度（単位面積あたりの数の多さ）についての調整（以下「密度調整」という。）と、スパイニ２０のライナ外周面１１からの突出長さ（高さ）についての調整（以下「長さ調整」という。）とが行われる。以下、各調整について説明する。

スパイニ２０の密度調整は、スパイニ２０の分布密度について、ライナ外周面１１における、シリンダライナ１０の円筒状の外形の筒軸方向（上下方向、以下単に「筒軸方向」という。）におけるヘッド取付面３側（上側）の部分の分布密度が、筒軸方向における他側（下側）の部分に対して、相対的に低くなるように設定される調整である。

すなわち、シリンダライナ１０においては、シリンダボア４の上部に対応する部分となるシリンダライナ１０における上側の部分（以下「ライナ上部」という。）のスパイニ２０についての分布密度が、シリンダボア４の下部に対応する部分となるシリンダライナ１０における下側の部分（以下「ライナ下部」という。）のスパイニ２０についての分布密度に対して、比較的低く設定される。言い換えると、ライナ上部においては、スパイニ２０が比較的少なめに設けられ、ライナ下部においては、スパイニ２０が比較的多めに設けられる。

本実施形態では、図３に示すように、シリンダライナ１０において、上側１／３程度の部分がライナ上部１０ａとされ、下側２／３程度の部分がライナ下部１０ｂとされることで、シリンダライナ１０が、筒軸方向において、スパイニ２０の分布密度について、二つの領域部分に区分されている。ここで、ライナ下部１０ｂは、例えば、シリンダボア４に内装されるピストン７の下部に形成されるピストンスカート部の摺動範囲に対応する部分として設定される。

つまり、本実施形態のシリンダライナ１０においては、ライナ上部１０ａのライナ外周面１１に設けられるスパイニ２０である上側スパイニ２０ａの、ライナ外周面１１の単位面積あたりの数が、ライナ下部１０ｂのライナ外周面１１に設けられるスパイニ２０である下側スパイニ２０ｂの、ライナ外周面１１の単位面積あたりの数よりも少なく設定されている。そして、本実施形態では、上側スパイニ２０ａの分布密度と、下側スパイニ２０ｂの分布密度とは、それぞれの領域部分において略一定とされている。

このように、筒軸方向についてのスパイニ２０の密度調整は、ライナ外周面１１に多数設けられるスパイニ２０についての、筒軸方向における、疎密の程度の調整である。そして、ライナ上部１０ａに設けられる上側スパイニ２０ａについては、相対的にまばらな状態となるように形成され、ライナ下部１０ｂに設けられる下側スパイニ２０ｂについては、相対的に密な状態となるように形成される。

スパイニ２０の長さ調整は、スパイニ２０のライナ外周面１１からの突出長さ（以下単に「突出長さ」という。）について、ライナ外周面１１における、筒軸方向におけるヘッド取付面３側の部分に設けられるスパイニ２０の突出長さが、筒軸方向における他側の部分に設けられるスパイニ２０の突出長さに対して、相対的に短くなるように設定される調整である。

すなわち、シリンダライナ１０においては、ライナ上部に設けられるスパイニ２０の突出長さが、ライナ下部に設けられるスパイニ２０の突出長さに対して、比較的短く設定される。言い換えると、ライナ上部に設けられるスパイニ２０は、その高さが比較的低くなるように形成され、ライナ下部に設けられるスパイニ２０は、その高さが比較的高くなるように形成される。

本実施形態では、前述したスパイニ２０の密度調整の場合と同様に、シリンダライナ１０が、筒軸方向において、スパイニ２０の突出長さについて、ライナ上部１０ａとライナ下部１０ｂとの二つの領域部分に区分されている。また、スパイニ２０の突出長さとは、ライナ外周面１１から径方向外側に向けて突出するように形成されるスパイニ２０についての、ライナ外周面１１からの突出方向（径方向外側方向）の長さ（高さ）である。

つまり、本実施形態のシリンダライナ１０においては、ライナ上部１０ａに設けられる上側スパイニ２０ａの、ライナ外周面１１に対する高さが、ライナ下部１０ｂに設けられる下側スパイニ２０ｂの、ライナ外周面１１に対する高さよりも低く設定されている。そして、本実施形態では、上側スパイニ２０ａの突出長さと、下側スパイニ２０ｂの突出長さとは、それぞれの領域部分において略一定とされている。したがって、図３に示すように、本実施形態のシリンダライナ１０においては、上側スパイニ２０ａの突出長さＬ１が、下側スパイニ２０ｂの突出長さＬ２よりも短くなるように、スパイニ２０の突出長さの調整が行われている。

このように、筒軸方向についてのスパイニ２０の長さ調整は、ライナ外周面１１に多数設けられるスパイニ２０についての、筒軸方向における、高さ寸法の調整である。そして、ライナ上部１０ａに設けられる上側スパイニ２０ａについては、高さ寸法が相対的に小さくなるように形成され、ライナ下部１０ｂに設けられる下側スパイニ２０ｂについては、高さ寸法が相対的に大きくなるように形成される。

以上のようにして、シリンダライナ１０のライナ外周面１１に形成されるスパイニ２０群について、密度調整および長さ調整が行われる。なお、本実施形態では、スパイニ２０の密度調整および長さ調整に際し、シリンダライナ１０が、筒軸方向においてライナ上部１０ａとライナ下部１０ｂとの二つの領域部分に区分され、スパイニ２０について二種類の分布密度および突出長さが用いられているが、これに限定されるものではない。

すなわち、スパイニ２０の密度調整および長さ調整に際しては、シリンダライナ１０が、筒軸方向において三つ以上の領域部分に区分され、スパイニ２０について三種類以上の分布密度および突出長さが用いられてもよい。また、スパイニ２０の密度調整および長さ調整に際しては、シリンダライナ１０が、筒軸方向において特に複数の領域部分に区分されることなく、スパイニ２０の分布密度および突出長さが、筒軸方向に徐々に変化する態様であってもよい。

また、本実施形態では、スパイニ２０の密度調整および長さ調整に際し、筒軸方向において共通の領域区分（ライナ上部１０ａおよびライナ下部１０ｂ）が用いられているが、密度調整と長さ調整とで筒軸方向において異なる領域区分が用いられてもよい。つまり、スパイニ２０の密度調整および長さ調整は、筒軸方向における領域区分等についてそれぞれ独立して行われてもよい。

また、スパイニ２０の密度調整において、スパイニ２０の分布密度が「相対的に低く」されることには、分布密度が０、つまりスパイニ２０が設けられないことが含まれる。スパイニ２０の長さ調整においても同様に、スパイニ２０の突出長さが「相対的に短く」されることには、突出長さが０、つまりスパイニ２０が設けられないことが含まれる。

以上のように、スパイニ２０群について密度調整および長さ調整が行われている本実施形態のシリンダライナ１０によれば、エンジン実働時におけるボア歪を抑制することができ、シリンダボア４に対するピストン７の摺動にともなうフリクションを低減させることができる。

すなわち、スパイニ２０が有する機能である、シリンダライナ１０とブロック本体１ａとの界面における結合力（以下単に「結合力」ともいう。）を増加させる機能は、スパイニ２０の分布密度については高くなるほど、また、スパイニ２０の突出長さについては長くなるほど向上する。このことから、本実施形態のシリンダライナ１０においては、スパイニ２０の分布密度が比較的高く、スパイニ２０の突出長さが比較的長くなるように調整されるライナ下部１０ｂにおける結合力が、ライナ上部１０ａにおける結合力に対して相対的に大きくなる。また、スパイニ２０による結合力は、エンジン実働時におけるシリンダボア４の周方向の熱膨張に際し、ブロック本体１ａがシリンダライナ１０を径方向外側に向けて引っ張る力として作用する。このブロック本体１ａがシリンダライナ１０を引っ張る力は、シリンダライナ１０つまりシリンダボア４を拡径させる変形を生じさせる。

したがって、本実施形態のシリンダライナ１０によれば、エンジン実働時において、ライナ下部１０ｂに対応するシリンダボア４の下部の方が、ライナ上部１０ａに対応するシリンダボア４の上部に比べて、ブロック本体１ａからの引っ張る力による変形量（拡径量）が多くなる。このため、本実施形態のシリンダライナ１０によれば、エンジン実働時において、シリンダボア４の周方向の熱膨張がシリンダボア４の上部において比較的大きくなることから生じる、シリンダボア４が全体として下側が窄むテーパ形状となるようなボア歪（図１４（ｂ）参照）が相殺されるような変形が得られる。つまり、スパイニ２０を介して生じるブロック本体１ａからの引っ張る力によるシリンダボア４の変形は、シリンダボア４が周方向の熱膨張によってテーパ形状となるような変形を打ち消すような変形となる。

このように、本実施形態のシリンダライナ１０によれば、筒軸方向のボア歪を抑制することができ、エンジン実働時におけるシリンダボア４の円筒度の改善が図られる。結果として、エンジン実働時のシリンダボア４におけるフリクションを低減させることができる。

また、エンジン実働時におけるフリクション増大の要因としては、次のような現象が挙げられる。すなわち、シリンダボア４の下部が、ピストン７のピストンスカート部が摺動する部分となることから、鋳鉄製のシリンダライナ１０と例えばアルミ製のピストン７の熱膨張差が生じることで、ピストンスカート部がシリンダボア４に対して圧入されたような状態でピストン７が摺動する現象である。このため、スパイニ２０の密度調整および長さ調整において、スパイニ２０による結合力が高められる部分に対応するライナ下部１０ｂが、シリンダボア４におけるピストンスカート部の摺動範囲に対応する部分に設定されることで、フリクションの低減がより効果的なものとなる。

なお、本実施形態では、シリンダライナ１０に設けられるスパイニ２０群について行われる筒軸方向の調整として、密度調整および長さ調整の両方の調整が行われているが、密度調整と長さ調整との少なくともいずれかの調整が行われることにより、前述したような効果が得られる。

具体的には、筒軸方向において、スパイニ２０の密度調整のみが行われる場合は、例えば図４（ａ）に示すような態様となる。すなわち、この場合、図４（ａ）に示すように、ライナ上部１０ａおよびライナ下部１０ｂそれぞれに設けられるスパイニ２０について共通となる所定の突出長さＬ３を有するスパイニ２０ｃが、ライナ上部１０ａおよびライナ下部１０ｂそれぞれにおいて設定される分布密度により設けられることとなる。

また、筒軸方向において、スパイニ２０の長さ調整のみが行われる場合は、例えば図４（ｂ）に示すような態様となる。すなわち、この場合、図４（ｂ）に示すように、前述のとおり突出長さＬ１として設定される上側スパイニ２０ａと、突出長さＬ２（＞Ｌ１）として設定される下側スパイニ２０ｂとが、ライナ上部１０ａおよびライナ下部１０ｂについて共通となる所定の分布密度により設けられることとなる。

また、本実施形態のシリンダライナ１０においては、スパイニ２０群について行われる調整として、筒軸方向についての密度調整および長さ調整に加え、あるいは独立して、シリンダライナ１０の円周方向についての調整が行われる。つまり、かかる調整においては、シリンダライナ１０の円周方向について、前述したようなスパイニ２０の密度調整および長さ調整が行われる。なお、以下では、前述した筒軸方向についての密度調整および長さ調整と重複する部分については適宜その説明を省略する。

円周方向についてのスパイニ２０の密度調整は、スパイニ２０の分布密度について、ライナ外周面１１における、シリンダライナ１０の円筒状の外形の円周方向（以下単に「円周方向」という。）におけるヘッドボルトによる締結部（以下「ボルト締結部」という。）に対応する位相の部分の分布密度が、円周方向におけるボルト締結部に対応する位相以外の位相の部分に対して、相対的に高くなるように設定される調整である。

ここで、シリンダライナ１０についての円周方向における「位相」とは、次のとおりである。すなわち、円筒状の外形を有するシリンダライナ１０においては、ライナ外周面１１は、筒軸方向視で円周形状となる。このライナ外周面１１の円周形状に対しては、中心軸（筒軸）の位置を中心とした円周上における角度が定まる。この角度（角度範囲）が、円周方向における「位相」となる。

したがって、円周方向におけるボルト締結部に対応する位相とは、図５に示すように、ライナ外周面１１が円周形状となるその筒軸方向視において、筒軸の位置Ｃを中心とする円周上における角度について、中心（位置Ｃ）からヘッドボルトが螺挿されてボルト締結部９となるボルト穴８およびその近傍部分を含む方向の所定の角度範囲αとなる。本実施形態のように、ボルト締結部９（ボルト穴８）がシリンダボア４の周囲において略等間隔で四個設けられる構成においては、前記のようなボルト締結部９に対応する位相（角度範囲α）が、各シリンダボア４において四か所存在することとなる。以下では、ライナ外周面１１の円周形状に対してボルト締結部９に対応する位相を「ボルト位相」とし、それ以外の位相（他の位相）を「非ボルト位相」とする。

そして、シリンダライナ１０においては、シリンダボア４のボルト位相の部分に対応する部分となるシリンダライナ１０におけるボルト位相の部分（以下「ライナボルト位相部」という。）のスパイニ２０についての分布密度が、シリンダボア４の非ボルト位相の部分に対応する部分となるシリンダライナ１０における非ボルト位相の部分（以下「ライナ非ボルト位相部」という。）のスパイニ２０についての分布密度に対して、比較的高く設定される。言い換えると、ライナボルト位相部においては、スパイニ２０が比較的多めに設けられ、ライナ非ボルト位相部においては、スパイニ２０が比較的少なめに設けられる。

本実施形態では、図５に示すように、シリンダライナ１０が、円周方向において、スパイニ２０の分布密度について、ライナボルト位相部１０ｄとライナ非ボルト位相部１０ｅとの二つの領域部分に区分されている。

つまり、本実施形態のシリンダライナ１０においては、ライナボルト位相部１０ｄのライナ外周面１１に設けられるスパイニ２０であるボルト位相スパイニ２０ｄの、ライナ外周面１１の単位面積あたりの数が、ライナ非ボルト位相部１０ｅのライナ外周面１１に設けられるスパイニ２０である非ボルト位相スパイニ２０ｅの、ライナ外周面１１の単位面積あたりの数よりも多く設定されている。そして、本実施形態では、ボルト位相スパイニ２０ｄの分布密度と、非ボルト位相スパイニ２０ｅの分布密度とは、それぞれの領域部分において略一定とされている。

円周方向についてのスパイニ２０の長さ調整は、スパイニ２０の突出長さについて、ライナ外周面１１における、ボルト位相の部分に設けられるスパイニ２０の突出長さが、非ボルト位相の部分に設けられるスパイニ２０の突出長さ対して、相対的に長くなるように設定される調整である。

すなわち、シリンダライナ１０においては、ライナボルト位相部に設けられるスパイニ２０の突出長さが、ライナ非ボルト位相部に設けられるスパイニ２０の突出長さに対して、比較的長く設定される。言い換えると、ライナボルト位相部に設けられるスパイニ２０は、その高さが比較的高くなるように形成され、ライナ非ボルト位相部に設けられるスパイニ２０は、その高さが比較的低くなるように形成される。

本実施形態では、前述したスパイニ２０の密度調整の場合と同様に、ライナ外周面１１が、円周方向において、スパイニ２０の突出長さについて、ライナボルト位相部１０ｄとライナ非ボルト位相部１０ｅとの二つの領域部分に区分されている。

つまり、本実施形態のシリンダライナ１０においては、ライナボルト位相部１０ｄに設けられるボルト位相スパイニ２０ｄの、ライナ外周面１１に対する高さが、ライナ非ボルト位相部１０ｅに設けられる非ボルト位相スパイニ２０ｅの、ライナ外周面１１に対する高さよりも高く設定されている。そして、本実施形態では、ボルト位相スパイニ２０ｄの突出長さと、非ボルト位相スパイニ２０ｅの突出長さとは、それぞれの領域部分において略一定とされている。ここで、ボルト位相スパイニ２０ｄおよび非ボルト位相スパイニ２０ｅの突出長さは、例えば前述した筒軸方向についてのスパイニ２０の長さ調整の場合における、下側スパイニ２０ｂ（突出長さＬ２）と上側スパイニ２０ａ（突出長さＬ１）との関係（図３参照）と同様にして調整される。

このように、シリンダライナ１０の円周方向についても、シリンダライナ１０のライナ外周面１１に形成されるスパイニ２０群について、密度調整および長さ調整が行われる。なお、本実施形態では、スパイニ２０の密度調整および長さ調整に際し、シリンダライナ１０が、円周方向においてライナボルト位相部１０ｄとライナ非ボルト位相部１０ｅとの二種類の領域部分に区分され、スパイニ２０について二種類の分布密度および突出長さが用いられているが、これに限定されるものではない。

すなわち、スパイニ２０の分布密度および突出長さは、ライナボルト位相部１０ｄおよびライナ非ボルト位相部１０ｅ間で、あるいはライナボルト位相部１０ｄおよびライナ非ボルト位相部１０ｅそれぞれにおいて、円周方向に徐々に変化する態様であってもよい。具体的には、例えば、スパイニ２０の分布密度および突出長さが、ライナボルト位相部１０ｄおよびライナ非ボルト位相部１０ｅの各領域部分における円周方向の中央位置をピークとして、ライナボルト位相部１０ｄについては徐々に分布密度が低く（突出長さが短く）、ライナ非ボルト位相部１０ｅについては徐々に分布密度が高く（突出長さが長く）なるように変化する態様などであってもよい。

以上のように、円周方向についても、スパイニ２０群についての密度調整および長さ調整が行われることにより、前述したようなエンジン実働時におけるフリクション低減効果が得られる。

すなわち、本実施形態のシリンダライナ１０においては、スパイニ２０の分布密度が比較的高く、スパイニ２０の突出長さが比較的長くなるように調整されるライナボルト位相部１０ｄにおける結合力が、ライナ非ボルト位相部１０ｅに対して相対的に大きくなる。

したがって、本実施形態のシリンダライナ１０によれば、エンジン実働時において、ライナボルト位相部１０ｄに対応するシリンダボア４のボルト位相の部分の方が、ライナ非ボルト位相部１０ｅに対応するシリンダボア４の非ボルト位相の部分に比べて、ブロック本体１ａからの引っ張る力による変形量（拡径量）が多くなる。このため、本実施形態のシリンダライナ１０によれば、エンジン実働時において、シリンダボア４の周方向の熱膨張がヘッドボルトの締結によるボルト軸力によって抑制されることから生じる、シリンダボア４が十字形となるようなボア歪（図１５（ｂ）参照）が相殺されるような変形が得られる。つまり、スパイニ２０を介して生じるブロック本体１ａからの引っ張る力によるシリンダボア４の変形は、シリンダボア４が周方向の熱膨張によって十字形となるような変形を打ち消すような変形となる。

このように、本実施形態のシリンダライナ１０によれば、円周方向のボア歪を抑制することができ、エンジン実働時におけるシリンダボア４の真円度の改善が図られる。結果として、エンジン実働時のシリンダボア４におけるフリクションを低減させることができる。

なお、本実施形態では、シリンダライナ１０に設けられるスパイニ２０群について行われる円周方向の調整として、密度調整および長さ調整の両方の調整が行われているが、密度調整と長さ調整との少なくともいずれかの調整が行われることにより、前述したような効果が得られる。

具体的には、円周方向において、スパイニ２０の密度調整のみが行われる場合は、例えば図６（ａ）に示すような態様となる。すなわち、この場合、図６（ａ）に示すように、ライナボルト位相部１０ｄおよびライナ非ボルト位相部１０ｅそれぞれに設けられるスパイニ２０について共通となる所定の突出長さを有するスパイニ２０ｆが、ライナボルト位相部１０ｄおよびライナ非ボルト位相部１０ｅそれぞれにおいて設定される分布密度により設けられることとなる。

また、円周方向において、スパイニ２０の長さ調整のみが行われる場合は、例えば図６（ｂ）に示すような態様となる。すなわち、この場合、図６（ｂ）に示すように、前述のとおり突出長さが比較的長く設定されるボルト位相スパイニ２０ｄと、突出長さが比較的短く設定される非ボルト位相スパイニ２０ｅとが、ライナボルト位相部１０ｄおよびライナ非ボルト位相部１０ｅについて共通となる所定の分布密度により設けられることとなる。

続いて、スパイニ２０の詳細について説明する。図７に示すように、本実施形態に係るスパイニ２０は、ライナ外周面１１連結される側となる基部側（図７において左側）に形成される脚部２１と、この脚部２１に対する拡径部分であって前記基部側に対して先端側（図７において右側）に形成される頭部２２とを有する。

スパイニ２０において脚部２１は、略円柱状に形成され、その一端側が、スパイニ２０のライナ外周面１１に対する連結部分となる。また、頭部２２は、略円盤状（略球状）に形成され、脚部２１の他端側に連結された状態で設けられ、スパイニ２０の先端部を形成する。このように脚部２１と頭部２２とを有するスパイニ２０は、全体として鋲状（リベット状）の外形を有する。

そして、このようなスパイニ２０外形形状において、スパイニ２０による結合力の大きさに影響する形状部分、つまりスパイニ２０による結合力を増加させる機能を発揮する形状部分として、脚部２１と頭部２２との径方向の寸法差であるアンダーカット量がある。

すなわち、ここでいうスパイニ２０のアンダーカット量とは、図７に示すように、脚部２１の外径Ｒ１と頭部２２の外径（最大外径）Ｒ２との径方向の寸法差ＡＣである。そして、スパイニ２０においてこのアンダーカット量が大きいほど、シリンダライナ１０とブロック本体１ａとが互いに係合する部分（面積）、つまり引っかかる部分が大きくなるので、スパイニ２０による結合力が大きくなる。したがって、スパイニ２０のアンダーカット量が大きいほど、エンジン実働時におけるシリンダボア４の周方向の熱膨張に際し、ブロック本体１ａがシリンダライナ１０を径方向外側に向けて引っ張る力による影響が大きくなる。

そこで、スパイニ２０群について行われる調整として、前述したシリンダライナ１０の筒軸方向および円周方向についての密度調整および長さ調整に加え、スパイニ２０のアンダーカット量の調整（以下「形状調整」という。）をさらに行うことができる。スパイニ２０群について、形状調整が行われる場合を、別実施形態のシリンダライナ３０として説明する。ただし、前述した実施形態と共通する部分や重複する部分については、同一の符号を用いる等して適宜その説明を省略する。

スパイニ２０群の形状調整は、密度調整および長さ調整と同様に、シリンダライナ３０の筒軸方向および周方向それぞれについて行われる。すなわち、本実施形態のシリンダライナ３０においては、筒軸方向および円周方向におけるスパイニ２０群についての密度調整および長さ調整に加え、筒軸方向および円周方向おけるスパイニ２０群についての形状調整がさらに行われている。

筒軸方向についてのスパイニ２０の形状調整は、スパイニ２０のアンダーカット量について、ライナ外周面１１における、筒軸方向におけるヘッド取付面３側の部分に設けられるスパイニ２０のアンダーカット量が、筒軸方向における他側の部分に設けられるスパイニ２０のアンダーカット量に対して、相対的に小さくなるように設定される調整である。

すなわち、シリンダライナ３０においては、ライナ上部に設けられるスパイニ２０のアンダーカット量が、ライナ下部に設けられるスパイニ２０のアンダーカット量に対して、比較的小さく設定される。言い換えると、ライナ上部に設けられるスパイニ２０は、そのアンダーカット量が比較的小さくなるように形成され、ライナ下部に設けられるスパイニ２０は、そのアンダーカット量が比較的大きくなるように形成される。

図８に示すように、本実施形態では、前述した実施形態における筒軸方向のスパイニ２０群についての調整の場合と同様に、シリンダライナ１０が、筒軸方向において、スパイニ２０のアンダーカット量について、ライナ上部１０ａとライナ下部１０ｂとの二つの領域部分に区分されている。

つまり、本実施形態のシリンダライナ３０においては、ライナ上部１０ａに設けられる上側スパイニ２０ｇのアンダーカット量が、ライナ下部１０ｂに設けられる下側スパイニ２０ｈのアンダーカット量よりも小さく設定されている。そして、本実施形態では、上側スパイニ２０ｇのアンダーカット量と、下側スパイニ２０ｈのアンダーカット量とは、それぞれの領域部分において略一定とされている。したがって、図８に示すように、本実施形態のシリンダライナ３０においては、上側スパイニ２０ｇのアンダーカット量ＡＣ１が、下側スパイニ２０ｈのアンダーカット量ＡＣ２よりも小さくなるように、スパイニ２０の形状（アンダーカット量）の調整が行われている。

円周方向についてのスパイニ２０の形状調整は、スパイニ２０のアンダーカット量について、ライナ外周面１１における、ボルト位相の部分に設けられるスパイニ２０のアンダーカット量が、非ボルト位相の部分に設けられるスパイニ２０のアンダーカット量に対して、相対的に大きくなるように設定される調整である。

すなわち、シリンダライナ３０においては、ライナボルト位相部に設けられるスパイニ２０のアンダーカット量が、ライナ非ボルト位相部に設けられるスパイニ２０のアンダーカット量に対して、比較的大きく設定される。言い換えると、ライナボルト位相部に設けられるスパイニ２０は、そのアンダーカット量が比較的大きくなるように形成され、ライナ非ボルト位相部に設けられるスパイニ２０は、そのアンダーカット量が比較的小さくなるように形成される。

図９に示すように、本実施形態では、前述した実施形態における円周方向のスパイニ２０群についての調整の場合と同様に、シリンダライナ１０が、円周方向において、スパイニ２０のアンダーカット量について、ライナボルト位相部１０ｄとライナ非ボルト位相部１０ｅとの二つの領域部分に区分されている。

つまり、本実施形態のシリンダライナ３０においては、ライナボルト位相部１０ｄに設けられるボルト位相スパイニ２０ｉのアンダーカット量が、ライナ非ボルト位相部１０ｅに設けられる非ボルト位相スパイニ２０ｊのアンダーカット量よりも大きく設定されている。そして、本実施形態では、ボルト位相スパイニ２０ｉのアンダーカット量と、非ボルト位相スパイニ２０ｊのアンダーカット量とは、それぞれの領域部分において略一定とされている。ここで、ボルト位相スパイニ２０ｉおよび非ボルト位相スパイニ２０ｊのアンダーカット量は、例えば前述した筒軸方向についてのスパイニ２０の形状調整の場合における、下側スパイニ２０ｈと上側スパイニ２０ｇとの関係（図８参照）と同様にして調整される。

なお、スパイニ２０の形状調整に際しても、前述したスパイニ２０の密度調整および長さ調整の場合と同様に、筒軸方向の領域部分の数や、筒軸方向および円周方向についてのアンダーカット量の変化の態様等は限定されるものではない。

また、スパイニ２０の形状調整において、スパイニ２０のアンダーカット量が「相対的に小さく」されること、および「相対的に大きく」されることには、アンダーカット量が０のスパイニ２０が設けられることが含まれる。

以上説明したようなスパイニ２０群についての分布密度、突出長さ、およびアンダーカット量の調整は、例えば、遠心鋳造法によるシリンダライナ１０の製造に際し、型形状の調整によって実現することができる。

ところで、ブロック本体１ａがアルミニウムを材料として構成される鋳造品であるシリンダブロック１は、そのシリンダライナ１０（シリンダライナ３０、以下同じ。）を鋳包む鋳造時において、金型に対する溶湯充填後、例えば金型に内蔵される冷却構造等によって冷却されることによって熱収縮する。また、本実施形態では、ブロック本体１ａに鋳包まれるシリンダライナ１０は、ブロック本体１ａを構成する材料であるアルミニウムよりも熱膨張率の低い材料である鋳鉄により構成される。

これらのことから、シリンダブロック１においてシリンダボア４を形成するシリンダライナ１０においては、シリンダブロック１の鋳造時の冷却（以下「ブロック鋳造時冷却」という。）による熱収縮により、径を縮小させる変形（以下「縮径変形」という。）が生じる。つまり、図１０において矢印群で示すように、シリンダボア４を形成するシリンダライナ１０は、ブロック鋳造時冷却によって径方向内側に向けてブロック本体１ａの熱収縮による押圧作用を受ける。これにより、シリンダボア４（シリンダライナ１０）は縮径変形する。図１０の矢印群は、ブロック鋳造時冷却によって発生するシリンダボア４（シリンダライナ１０）に対するブロック本体１ａの熱収縮による押圧作用方向（縮径変形の変形方向）を表している。

こうしたブロック鋳造時冷却によって生じるシリンダボア４（シリンダライナ１０）の縮径変形は、冷却終了後のシリンダブロック１においてシリンダライナ１０の残留歪として存在することとなる。このシリンダライナ１０の残留歪は、エンジン実働時において、シリンダブロック１が温度上昇することによる熱膨張によって開放される。つまり、エンジン実働時のシリンダブロック１の温度上昇により、ブロック鋳造時冷却による縮径変形の反作用として、シリンダライナ１０において、径を拡大させる変形（以下「拡径変形」という。）が生じる。

そして、エンジン実働時においては、シリンダボア４の上部の温度が比較的高くなるため、シリンダライナ１０の残留歪の開放量、つまり拡径変形によるシリンダボア４の変形量（以下「ボア径拡張量」という。）は、シリンダボア４の上部で比較的多くなる。このため、例えばシリンダライナ１０の肉厚が筒軸方向で均一である場合においては、エンジン実働時に生じるシリンダライナ１０の残留歪の開放により、シリンダボア４は、全体として下側（燃焼室側と反対側）が相対的に窄むテーパ形状となるように変形することとなる。

そこで、前述したようなスパイニ２０群についての調整が行われるシリンダライナ１０においては、肉厚の調整（以下「肉厚調整」という。）がさらに行われることが好ましい。

シリンダライナ１０の肉厚調整は、シリンダライナ１０の円筒状の外形について、筒軸方向におけるヘッド取付面３側（上側）の部分の肉厚が、筒軸方向における他側（下側）の部分の肉厚に対して、相対的に厚くなるように設定される調整である。

すなわち、シリンダライナ１０においては、ライナ上部の肉厚が、ライナ下部の肉厚に対して、比較的厚く設定される。言い換えると、ライナ上部は比較的厚肉となり、ライナ下部は比較的薄肉となるように、シリンダライナ１０が形成される。

本実施形態では、図１１に示すように、シリンダライナ１０においては、シリンダボア４を形成する内周面が上側から下側にかけて全体的に同一の径に形成されるとともに、ライナ外周面１１の形状が、全体として下側が窄むテーパ形状となるように形成されている。つまり、シリンダライナ１０の肉厚が、シリンダライナ１０における上側から下側にかけて徐々に薄くなるように設定されている。したがって、図１１に示すように、本実施形態のシリンダライナ１０においては、その肉厚が、シリンダライナ１０の上端の肉厚Ｔ１から下端の肉厚Ｔ２にかけて徐々に薄くなっている。

このように、シリンダライナ１０について肉厚調整が行われることで、次のような作用が得られる。すなわち、前述のようにブロック鋳造時冷却にともなう、縮径変形によるシリンダボア４の変形量（以下「ボア径収縮量」という。）は、シリンダライナ１０の肉厚が薄いほど多くなる。つまり、シリンダライナ１０において薄肉である部分ほど、剛性が低い部分となることから、ブロック本体１ａからの熱収縮による押圧作用の影響が大きくなり、ボア径収縮量が大きくなる。したがって、前記のとおり上側から下側にかけて徐々に薄肉となるように肉厚調整が行われるシリンダライナ１０においては、ボア径収縮量が上側から下側にかけて徐々に大きくなる。

図１２（ａ）の矢印群は、ブロック鋳造時冷却にともなう縮径変形によるシリンダライナ１０の変形方向および相対的な変形量を表している。つまり、図１２（ａ）の矢印群で表されるように、ブロック鋳造時冷却にともなう縮径変形について、シリンダライナ１０が比較的薄肉部分となるシリンダボア４の下側部分ほど、ボア径収縮量が大きくなる。このことは、シリンダライナ１０において存在することとなる残留歪が、シリンダライナ１０の下側部分ほど大きくなることを意味する。したがって、エンジン実働時におけるシリンダライナ１０の残留歪の開放量が、シリンダライナ１０の下側部分ほど大きくなる。

図１２（ｂ）の矢印群は、エンジン実働時におけるシリンダライナ１０の残留歪の開放（拡径変形）によるシリンダライナ１０の変形方向および相対的な変形量を表している。つまり、図１２（ｂ）の矢印群で表されるように、エンジン実働時におけるシリンダライナ１０の残留歪の開放について、シリンダライナ１０が比較的薄肉部分となるシリンダボア４の下側部分ほど、ボア径拡張量が大きくなる。このことは、シリンダライナ１０において、ブロック鋳造時冷却にともなう縮径変形によって窄まっていた部分（ボア径収縮量が多い部分）ほど、エンジン実働時の残留歪の開放によって拡張しやすくなる部分（ボア径拡張量が多い部分）となることによる。

これにより、次のような効果が得られる。すなわち、例えばシリンダライナ１０の肉厚が筒軸方向で均一である場合においては、図１３（ａ）に示すように、エンジン実働時に生じるシリンダライナ１０の残留歪の開放により、シリンダボア４は、全体として下側が窄むテーパ形状となるように変形することとなる。

これに対し、前記のように肉厚調整が行われているシリンダライナ１０によれば、図１３（ｂ）に示すように、エンジン実働時に生じるシリンダライナ１０の残留歪の開放について、シリンダライナ１０が比較的薄肉部分となるシリンダボア４の下側部分ほど、ボア径拡張量が大きくなることから、図１３（ａ）に示すようなシリンダボア４がテーパ形状となるようなボア歪が相殺されるような変形が得られる。なお、図１３（ｂ）の矢印群は、エンジン実働時におけるシリンダライナ１０の残留歪の開放によるシリンダボア４の変形方向および相対的な変形量を表している。

このように、前述したスパイニ２０群についての調整に加えて肉厚調整が行われているシリンダライナ１０によれば、筒軸方向のボア歪を抑制することができ、エンジン実働時におけるシリンダボア４の円筒度のさらなる改善が図られる。結果として、エンジン実働時のシリンダボア４におけるフリクションをより効果的に低減させることができる。

なお、本実施形態では、シリンダライナ１０の肉厚調整が、シリンダライナ１０の肉厚が上側から下側にかけて徐々に薄くなるように（ライナ外周面１１が下側が窄むテーパ形状となるように）行われているが、これに限定されるものではない。シリンダライナ１０の肉厚調整としては、例えば、相対的に拡径部分（厚肉部分）となるライナ上部に対して、相対的に縮径部分（薄肉部分）となるライナ下部（例えばピストン７のピストンスカート部の摺動範囲に対応する部分）が形成されることで、シリンダライナ１０が段付きとなるような調整が挙げられる。また、シリンダライナ１０の肉厚調整においては、ライナ外周面１１として曲面が用いられたり、シリンダライナ１０の肉厚が段階的に変化させられたりしてもよい。

以上のように、スパイニ２０群についての調整や、肉厚についての調整が行われる本実施形態のシリンダライナ１０を備えるシリンダブロック１によれば、エンジン実働時におけるボア歪を抑制することができ、シリンダボア４に対するピストン７の摺動にともなうフリクションを低減させることができる。

本発明の一実施形態に係るシリンダブロックの構成を示す側面断面図。 同じく平面図。 本発明の一実施形態に係るシリンダライナの構成を示す側面断面図。 同じくシリンダライナの他の構成例を示す図。 本発明の一実施形態に係るシリンダライナの構成を示す平面断面図。 同じくシリンダライナの他の構成例を示す図。 本発明の一実施形態に係るスパイニの構成を示す側面図。 本発明の別実施形態に係るシリンダライナの構成を示す側面断面図。 同じく平面断面図。 シリンダブロックの鋳造時の冷却によるシリンダボアの熱収縮を表す図。 本発明の一実施形態に係るシリンダライナの肉厚変化を示す図。 本発明の一実施形態に係るシリンダライナの熱収縮および残留歪の開放を表す図。 エンジン実働時のシリンダボアの筒軸方向の変形を示す模式図。 従来におけるエンジン実働時のシリンダボアの筒軸方向の変形を示す模式図。 従来におけるエンジン実働時のシリンダボアの円周方向の変形を示す模式図。

符号の説明

１ シリンダブロック
１ａ ブロック本体
２ シリンダヘッド
３ ヘッド取付面（シリンダヘッド取付面）
４ シリンダボア
８ ボルト穴
９ ボルト締結部
１０ シリンダライナ
１１ ライナ外周面
２０ スパイニ（突起）
２１ 脚部
２２ 頭部
３０ シリンダライナ

Claims (7)

1. 円筒状の外形を有し、内燃機関を構成するシリンダブロックの本体の鋳造時に鋳包まれることで、前記シリンダブロックにおいて、締結部材によってシリンダヘッドが固定されるシリンダヘッド取付面に開口するシリンダボアを形成するシリンダライナであって、
   前記円筒状の外形の外周面に、径方向外側に向けて突出する多数の突起を有し、
   前記突起の分布密度について、前記外周面における、前記円筒状の外形の筒軸方向における前記シリンダヘッド取付面側の部分の前記分布密度が、前記筒軸方向における他側の部分に対して、相対的に低くなるように設定される調整と、
   前記突起の前記外周面からの突出長さについて、前記外周面における、前記シリンダヘッド取付面側の部分に設けられる前記突起の前記突出長さが、前記他側の部分に設けられる前記突起の前記突出長さに対して、相対的に短くなるように設定される調整と、
   の少なくともいずれかの調整が行われていることを特徴とするシリンダライナ。
2. 前記突起は、前記外周面に連結される側となる基部側に形成される脚部と、該脚部に対する拡径部分であって前記基部側に対して先端側に形成される頭部とを有し、
   前記突起の前記脚部と前記頭部との径方向の寸法差について、前記外周面における、前記シリンダヘッド取付面側の部分に設けられる前記突起の前記径方向の寸法差が、前記他側の部分に設けられる前記突起の前記径方向の寸法差に対して、相対的に小さくなるように設定される調整がさらに行われていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダライナ。
3. 前記シリンダライナは、前記シリンダブロックの本体を構成する材料よりも熱膨張率の低い材料により構成されるものであり、
   前記円筒状の外形について、前記シリンダヘッド取付面側の部分の肉厚が、前記他側の部分の肉厚に対して、相対的に厚くなるように設定される調整がさらに行われていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシリンダライナ。
4. 円筒状の外形を有し、内燃機関を構成するシリンダブロックの本体の鋳造時に鋳包まれることで、前記シリンダブロックにおいて、締結部材によってシリンダヘッドが固定されるシリンダヘッド取付面に開口するシリンダボアを形成するシリンダライナであって、
   前記円筒状の外形の外周面に、径方向外側に向けて突出する多数の突起を有し、
   前記突起の分布密度について、前記外周面における、前記円筒状の外形の円周方向における前記締結部材による締結部に対応する位相の部分の前記分布密度が、前記円周方向における前記締結部に対応する位相以外の位相の部分に対して、相対的に高くなるように設定される調整と、
   前記突起の前記外周面からの突出長さについて、前記外周面における、前記締結部に対応する位相の部分に設けられる前記突起の前記突出長さが、前記締結部に対応する位相以外の位相の部分に設けられる前記突起の前記突出長さ対して、相対的に長くなるように設定される調整と、
   の少なくともいずれかの調整が行われていることを特徴とするシリンダライナ。
5. 前記突起は、前記外周面に連結される側となる基部側に形成される脚部と、該脚部に対する拡径部分であって前記基部側に対して先端側に形成される頭部とを有し、
   前記突起の前記脚部と前記頭部との径方向の寸法差について、前記外周面における、前記締結部に対応する位相の部分に設けられる前記突起の前記径方向の寸法差が、前記締結部に対応する位相以外の位相の部分に設けられる前記突起の前記径方向の寸法差に対して、相対的に大きくなるように設定される調整がさらに行われていることを特徴とする請求項４に記載のシリンダライナ。
6. 前記シリンダライナは、前記シリンダブロックの本体を構成する材料よりも熱膨張率の低い材料により構成されるものであり、
   前記円筒状の外形について、前記円筒状の外形の筒軸方向における前記シリンダヘッド取付面側の部分の肉厚が、前記筒軸方向における他側の部分の肉厚に対して、相対的に厚くなるように設定される調整がさらに行われていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のシリンダライナ。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のシリンダライナが、前記シリンダブロックの本体の鋳造時に鋳包まれることにより、前記シリンダボアが形成されていることを特徴とするシリンダブロック。

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