シリンダブロックの加工方法およびその方法に用いる装置
【課題】シリンダブロック粗材の形状寸法の個体バラツキや、加工用治具であるダミーヘッドをシリンダブロックに組み付けるためのボルト締結部における締結軸力のバラツキや、ダミーヘッドの組付面に対する加工のバラツキ等による影響を受けることなく、ダミーヘッドを組み付けることでシリンダボアに付与する歪形状を、安定して正確に狙いのものとすることができるシリンダブロックの加工方法およびその方法に用いる装置を提供すること。
【解決手段】ダミーヘッド２０（加工用治具）のヘッド取付面２に対する組付けにともなうヘッドボルト３（締結部材）の締結操作を行うとともに、この締結操作によるヘッドボルト３の締結軸力の変化にともなう、シリンダボア４を形成するボア壁面５のボア径方向の変位量を計測し、計測した前記変位量が、所定の変位量となった時のヘッドボルト３の締結軸力を、ダミーヘッド２０の組付けに係る所定の締結軸力とする。
【解決手段】ダミーヘッド２０（加工用治具）のヘッド取付面２に対する組付けにともなうヘッドボルト３（締結部材）の締結操作を行うとともに、この締結操作によるヘッドボルト３の締結軸力の変化にともなう、シリンダボア４を形成するボア壁面５のボア径方向の変位量を計測し、計測した前記変位量が、所定の変位量となった時のヘッドボルト３の締結軸力を、ダミーヘッド２０の組付けに係る所定の締結軸力とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックにおけるシリンダボアの仕上げ加工に際し、いわゆるダミーヘッドを加工用治具として用いるシリンダブロックの加工方法およびその方法に用いる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリンダブロックにおけるシリンダボアの仕上げ加工に際し、その加工用治具としていわゆるダミーヘッドが用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
ダミーヘッドとは、実際の製品として組み付けられるシリンダヘッドとは異なる加工用治具であり、シリンダボアに対する仕上げ加工に際し、シリンダヘッドと同様にしてボルト等の締結具（ヘッドボルト）によってシリンダブロックに組み付けられるものである。このダミーヘッドにより、シリンダブロックに対してシリンダヘッドが組み付けられた状態が模擬される。
【０００３】
すなわち、シリンダヘッドは、シリンダボアに対して所定の真円度を出すための仕上げ加工（例えばホーニング加工）が行われた後、シリンダブロックに対して組み付けられる。このシリンダヘッドの組付けにともなうボルト締結によってシリンダブロックに作用する締付け力（締結力）は、シリンダブロックに変形を生じさせ、シリンダボアの変形（ボア変形）、つまりシリンダボアの真円度の低下につながる。そこで、シリンダボアの仕上げ加工に際し、シリンダヘッドが組み付けられた状態で作用する締付け力と同等の締付け力をシリンダブロックに作用させるため、ダミーヘッドが、シリンダヘッドと同様にボルト締結によってシリンダブロックに組み付けられる。これにより、シリンダブロックに対してシリンダヘッドの組付けにともなう所定の締付け力が付与された状態、つまりシリンダボアに対して前記所定の締付け力による変形が付与された状態でシリンダボアに対する仕上げ加工が行われることとなる。そして、その仕上げ加工後にシリンダヘッドが組み付けられることにより、シリンダヘッド組付時の締付け力によって生じるボア変形（組付変形）が防止される。
【０００４】
また、ボア変形については、前記のようなシリンダヘッドのシリンダブロックに対する組付けにともなって生じる組付変形に加え、そのシリンダブロックが用いられて構成されるエンジンの実働時における熱膨張や熱歪み等の熱負荷（熱応力）によって生じる変形（熱変形）がある。熱変形は、一般に、組付変形に比べて変形規模が大きくなる。
そこで、ダミーヘッドを用いる加工方法においては、ボルト締結による締付け力を大きくしたり、シリンダブロックにおけるシリンダヘッド取付面に対するダミーヘッドの接触部を局所的なものとしたりすること等により、ダミーヘッドを組み付けることによるボア変形について、熱変形を含むエンジン実働時のボア変形を再現しようとすることが行われている。
【０００５】
このように、ダミーヘッドをボルト締結することにより、予めシリンダブロックにボア変形（歪）を与えた後にシリンダボアの仕上げ加工を行い、シリンダヘッドの組付時やエンジンの実働時においてシリンダボアが真円となるようにする従来の加工方法においては、次のような問題がある。
すなわち、ダミーヘッドを用いた従来の加工方法においては、鋳物であるシリンダブロック粗材の形状寸法の個体バラツキ（例えばシリンダボアを形成する部分であるシリンダ部の肉厚のバラツキ等）や、ボルト締結部についての締結軸力（締付け力）のバラツキや、ダミーヘッドの組付面（シリンダブロック側のシリンダヘッド取付面およびダミーヘッド側の組付面）に対する加工のバラツキ等が生じる。これらのバラツキは、ダミーヘッドをボルト締結によって組み付けることによって生じさせるボア変形（歪）の不安定化を招く要因となる。
【０００６】
一方で、前述のような各種のバラツキについては、次のような対策をとることができる。すなわち、シリンダブロック粗材の形状寸法の個体バラツキについては、シリンダブロックの形状等に基づく選定を行うことにより改善することができる。また、ボルト締結部における締結軸力のバラツキについては、締結軸力の管理により改善することができる。また、ダミーヘッドの組付面に対する加工のバラツキについては、加工精度の向上を図ることにより改善することができる。
しかし、これらのバラツキについての対策をとることは、シリンダブロックが用いられて構成されるエンジンの生産ライン等における生産性の低下を招く。つまり、前記のような各種のバラツキについては、生産性との兼ね合いから、ある程度許さざるを得ないのが現状である。
【特許文献１】特開２００４−２４３５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術の問題点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、シリンダブロック粗材の形状寸法の個体バラツキや、加工用治具であるダミーヘッドをシリンダブロックに組み付けるためのボルト締結部における締結軸力のバラツキや、ダミーヘッドの組付面に対する加工のバラツキ等による影響を受けることなく、ダミーヘッドを組み付けることでシリンダボアに付与する歪形状（ボア変形の形状）を、安定して正確に狙いのものとすることができるシリンダブロックの加工方法およびその方法に用いる装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
すなわち、請求項１においては、シリンダブロックが有するシリンダヘッド取付面に対して締結部材を用いて組み付けることで該シリンダヘッド取付面に開口する円柱状の孔部であるシリンダボアに対して変形を付与するための加工用治具を、前記シリンダヘッド取付面に対して所定の締結軸力で組み付けた状態で、前記シリンダボアに対する仕上げ加工を行うシリンダブロックの加工方法であって、前記加工用治具の前記シリンダヘッド取付面に対する組付けにともなう前記締結部材の締結操作を行うとともに、該締結操作による前記締結部材の締結軸力の変化にともなう、前記シリンダボアを形成するボア壁面の該シリンダボアの径方向の変位量を計測し、計測した前記変位量が、所定の変位量となった時の前記締結部材の締結軸力を、前記所定の締結軸力とするものである。
【００１０】
請求項２においては、請求項１に記載のシリンダブロックの加工方法において、前記所定の変位量を、前記ボア壁面を測定対象面とし、該ボア壁面における前記シリンダボアの中心軸方向および周方向についての所定の部位の前記変位量を検出するギャップセンサを用いて検出するものである。
【００１１】
請求項３においては、請求項２に記載のシリンダブロックの加工方法において、前記ボア壁面における前記周方向についての所定の部位に、前記シリンダボアの円周形状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位を含むものである。
【００１２】
請求項４においては、請求項１に記載のシリンダブロックの加工方法において、前記所定の変位量を、前記シリンダボアに挿入可能な円筒状の外周面部を有するピストン部材を、前記シリンダボアに対して同心状態で挿入し、前記シリンダボアに対して前記ピストン部材の前記シリンダボアの中心軸方向一側から流体圧を供給し、前記外周面部と前記ボア壁面との間を介して前記ピストン部材の前記中心軸方向他側に流出する流体の流量の変化を計測することにより検出するものである。
【００１３】
請求項５においては、シリンダブロックが有するシリンダヘッド取付面に対して締結部材を用いて組み付けることで該シリンダヘッド取付面に開口する円柱状の孔部であるシリンダボアに対して変形を付与するための加工用治具を、前記シリンダヘッド取付面に対して所定の締結軸力で組み付けた状態で、前記シリンダボアに対する仕上げ加工を行うシリンダブロックの加工方法に用いる装置であって、前記シリンダボアを形成するボア壁面を測定対象面とし、該ボア壁面における前記シリンダボアの中心軸方向および周方向についての所定の部位の、前記締結部材の締結軸力の変化にともなう前記シリンダボアの径方向の変位量を検出するギャップセンサと、前記シリンダボアに挿入可能な円筒状の外周面部を有し、前記シリンダボアに対して摺動可能に内装されるとともに、前記外周面部に前記ギャップセンサを保持するピストン部材と、前記ピストン部材を前記シリンダボアに対して同心状態に位置決めするセンタリング手段と、を備えるものである。
【００１４】
請求項６においては、請求項５に記載のシリンダブロックの加工方法に用いる装置において、前記ギャップセンサを、前記シリンダボアの円周形状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位に対応するように、前記外周面部に対して設けたものである。
【００１５】
請求項７においては、シリンダブロックが有するシリンダヘッド取付面に対して締結部材を用いて組み付けることで該シリンダヘッド取付面に開口する円柱状の孔部であるシリンダボアに対して変形を付与するための加工用治具を、前記シリンダヘッド取付面に対して所定の締結軸力で組み付けた状態で、前記シリンダボアに対する仕上げ加工を行うシリンダブロックの加工方法に用いる装置であって、前記シリンダボアに挿入可能な円筒状の外周面部を有し、前記シリンダボア内に摺動可能に内装されるピストン部材と、前記ピストン部材を前記シリンダボアに対して同心状態に位置決めするセンタリング手段と、前記ピストン部材に外嵌され、前記外周面部が前記シリンダボアに挿入された状態で該外周面部と前記シリンダボアを形成するボア壁面との間に介在するとともに、前記締結部材の締結軸力の変化にともなう前記ボア壁面の前記シリンダボアの径方向の変位に追従しない程度の剛性を有する隙間確保手段と、前記ピストン部材の前記シリンダボアの中心軸方向一側にて該シリンダボアに連通する流体圧室を形成するための閉塞部材と、前記流体圧室に流体圧を供給する流体圧供給手段と、前記外周面部と前記ボア壁面との間を介して前記ピストン部材の前記中心軸方向他側に流出する流体の流量を計測する計測手段と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１６】
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、シリンダブロック粗材の形状寸法の個体バラツキや、加工用治具であるダミーヘッドをシリンダブロックに組み付けるためのボルト締結部における締結軸力のバラツキや、ダミーヘッドの組付面に対する加工のバラツキ等による影響を受けることなく、ダミーヘッドを組み付けることでシリンダボアに付与する歪形状（ボア変形の形状）を、安定して正確に狙いのものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、発明の実施の形態を説明する。
本発明に係るシリンダブロックの加工方法は、例えば図１および図２に示すように、シリンダブロック１におけるシリンダボア４の仕上げ加工に際し、いわゆるダミーヘッド２０を加工用治具として用いるものである。
すなわち、本発明に係るシリンダブロックの加工方法は、ダミーヘッド２０を、シリンダブロック１が有するシリンダヘッド取付面（以下「ヘッド取付面」という。）２に対して所定の締結軸力（締結力）で組み付けた状態で、ヘッド取付面２に開口する円柱状の孔部であるシリンダボア４に対する仕上げ加工を行うものである。ダミーヘッド２０は、ヘッド取付面２に対して締結部材であるヘッドボルト３を用いて組み付けることでシリンダボア４に対して変形を付与するための加工用治具である。
そして、ヘッドボルト３によるダミーヘッド２０の締結に際し、ダミーヘッド２０のヘッド取付面２に対する組付けにともなうヘッドボルト３の締結操作を行うとともに、この締結操作によるヘッドボルト３の締結軸力の変化にともなう、シリンダボア４を形成するボア壁面５のシリンダボア４の径方向（以下「ボア径方向」という。）の変位量を計測し、その計測した変位量が、所定の変位量となった時のヘッドボルト３の締結軸力を、前記所定の締結軸力とする。
【００１８】
すなわち、ダミーヘッド２０は、前記のとおりシリンダボア４に対して変形を付与するためにシリンダブロック１に組み付けるものであり、その組付けはヘッドボルト３を用いた締結により行う。そして、ヘッドボルト３を締め付けることによりダミーヘッド２０をシリンダブロック１に対して締結固定した状態においては、ヘッドボルト３による締結軸力がシリンダブロック１に作用し、この締結軸力がシリンダブロック１に変形を生じさせ、シリンダボア４の変形（ボア変形）が生じる。かかるボア変形についての変形量は、ヘッドボルト３による締結軸力により変化する。
【００１９】
このような観点から、ボア変形についての変形量を狙いのものとする（シリンダボア４を狙いの歪形状とする）ため、従来は、ダミーヘッド２０のシリンダブロック１に対する組付けに際して、締結軸力の管理の下、ヘッドボルト３による締付けを行っていた。つまり、ダミーヘッド２０を組み付けることにより生じさせるボア変形については、例えばシリンダヘッドの組付け時やエンジンの実働時におけるシリンダボア４の変形形状のような狙いの歪形状がある。また、ヘッドボルト３の締結軸力については、前記のような狙いの歪形状を生じさせるための（狙いの歪形状が生じた状態に対応する）所定の締結軸力がある。そして、ヘッドボルト３による所定の締結軸力が、従来では、ヘッドボルト３の締付けにともなう締結軸力の管理により実現されていた。言い換えると、従来においては、ヘッドボルト３による締結軸力を所定の大きさとすることをもって、シリンダボア４に対して狙いの歪形状のボア変形を付与することとし、締結軸力を管理することを介して間接的にボア変形についての変形量を調節していた。
【００２０】
しかし、締結軸力の管理の下でヘッドボルト３による締付けを行ったとしても、シリンダブロック１においてはその粗材の形状寸法のバラツキ等が存在するため、複数のシリンダブロック１の個体同士あるいは複数のシリンダボア４を有するシリンダブロック１におけるそれぞれのシリンダボア４に対して狙いの歪形状を付与することは難しい。
すなわち、ダミーヘッド２０の組付けに際して、ヘッドボルト３による締結軸力の調節を行うことで、シリンダボア４に対して付与するボア変形を制御しようとすると、ボア変形が不安定になる場合がある。そしてそのボア変形が不安定な状態のシリンダボア４に対する仕上げ加工においては、加工精度にバラツキが生じることとなる。
【００２１】
そこで、本発明に係るシリンダブロック１の加工方法では、ダミーヘッド２０の組付けに際し、ヘッドボルト３の締結軸力の変化にともなうボア変形自体を管理することにより、ボア変形を狙いの変形量（歪形状）とする。
【００２２】
ボア変形を管理するに際しては、ボア変形についての次のような知見を用いることができる。
すなわち、エンジンの実働時において有害なボア変形は、規則性を有する変形であることがわかっている。規則性を有するボア変形は、図７に示すように、シリンダボア４の周囲においてヘッドボルト３によるボルト締結部１６が略等間隔で四か所設けられる構成において生じる。具体的には、規則性を有するボア変形は、ボルト締結部１６に対応する部分が相対的に内側に膨出した状態となり、シリンダボア４の中心軸方向視で円形のシリンダボア４が十字形となるような変形（いわゆる四次変形）である。
【００２３】
このようなボア変形は、シリンダボア４に内装されるピストンに装着されシリンダボア４に対して摺接するピストンリングによるシール性の低下を防止する観点から、ピストンリングの張力（拡がろうとする力）の増大を招く。ピストンリングの張力が増大することは、シリンダボア４における全体的なフリクションの増大を招き、エンジンの実働時における弊害となる。
【００２４】
このように、エンジンの実働時において有害なボア変形が規則性を有する変形であることを踏まえて、ダミーヘッド２０の組付けに際してヘッドボルト３の締結軸力の変化にともなうボア変形を管理する。
具体的には、シリンダボア４の特定部分において、ヘッドボルト３の締結操作に際して、その締結軸力の変化にともなう、ボア壁面５の、ヘッドボルト３の締結前（締結軸力が作用する前）からのボア径方向の変位量を計測する。これは、前記のとおりボア変形についての変形量がヘッドボルト３の締結軸力の大きさによって変化すること、およびボア変形が規則性を有することからシリンダボア４の特定部分の変形量はヘッドボルト３の締結軸力でコントロール可能であることが確認できていることに基づく。
【００２５】
そして、前記のとおり計測したボア壁面５のボア径方向の変位量が、予め設定した所定の変位量となった時点で、ヘッドボルト３の締結操作を終了する。
つまり、シリンダボア４の特定部分において、規則性を有するボア変形に際して変位するボア壁面５が所定の位置となった状態を、シリンダボア４が狙いの歪形状となった状態とし、この状態のシリンダボア４に対して仕上げ加工を行う。したがって、計測に係るボア壁面５のボア径方向の変位量が所定の変位量となった時点でのヘッドボルト３の締結軸力が、「所定の締結軸力」となる。
【００２６】
このように、シリンダブロック１に対してダミーヘッド２０を組み付けることにより、シリンダボア４について、狙いの歪形状つまりエンジンの実働時に生じるボア変形の形状を正確に再現した状態で、シリンダボア４を真円とするための除去加工である仕上げ加工を行うことで、シリンダボア４について所定の真円度を得る。これにより、シリンダブロック１に対して実際にシリンダヘッドが組み付けられて構成されるエンジンの実働時におけるシリンダボア４について、所定の真円度が得られる。
【００２７】
以上のように、ダミーヘッド２０の組付けに際し、ヘッドボルト３の締結軸力の変化にともなうボア変形自体を管理することにより、ヘッドボルト３によるダミーヘッド２０の締結固定を行うことにより、次のような効果が得られる。
すなわち、シリンダブロック１の粗材の形状寸法の個体バラツキや、ダミーヘッド２０をシリンダブロック１に組み付けるためのボルト締結部における締結軸力のバラツキや、ダミーヘッド２０の組付面（ヘッド取付面２および後記組付面２１）に対する加工のバラツキ等による影響を受けることなく、ダミーヘッド２０を組み付けることでシリンダボア４に付与する歪形状（ボア変形の形状）を、安定して正確に狙いのものとすることができる。
以下、本発明に係るシリンダブロックの加工方法およびその方法に用いる装置について、各実施形態に即して説明する。
【００２８】
第一実施形態について、図１〜図４を用いて説明する。図１はダミーヘッド２０が組み付けられた状態のシリンダブロック１を示す斜視図、図２は同じくシリンダボア４に対する仕上げ加工を示す断面図、図３は本発明の第一実施形態に係るシリンダブロック１の加工方法に用いる装置を示す側面一部断面図、図４は同じく平面図である。
【００２９】
まず、図１および図２を用いて、本実施形態に係る加工方法の加工対象であるシリンダブロック１の構成について説明する。なお、以下の説明においては、図２における上下方向をシリンダブロック１における上下方向として説明する。
本実施形態に係るシリンダブロック１は、アルミニウムを材料とする鋳物（鋳造品）であり、その鋳物であるシリンダブロック粗材に対して所定の機械加工が施されることにより構成される。本実施形態に係るシリンダブロック１は、Ｖ型六気筒エンジンを構成するものであり、Ｖ型を構成するそれぞれの方向（斜め上方）に延出されるバンク６、７と、各バンク６、７から下方に延出するスカート８とを備える。
【００３０】
各バンク６、７の先端面部（上面部）に、シリンダヘッド（図示略）が組み付けられるヘッド取付面２が形成される。各バンク６、７は、一列に並んだ状態で配設される三個のシリンダボア４を有する。つまり、シリンダブロック１は計六個のシリンダボア４を有する。シリンダボア４は、各バンク６、７の延出方向を中心軸方向として形成される円柱状の孔部であって、ピストン（図示略）を摺動可能に内装するものであり、各バンク６、７のヘッド取付面２に開口する。シリンダボア４は、筒状のシリンダライナ（図示略）が鋳ぐるみや圧入等によって内装されること等により形成される。
【００３１】
各バンク６、７においてシリンダボア４の周囲の部分を形成する壁部には、シリンダボア４を囲むようにしてウォータジャケット９が形成される。ウォータジャケット９は、ヘッド取付面２側に開口する。つまり、本実施形態のシリンダブロック１は、ウォータジャケット９がヘッド取付面２側に開放されているオープンデッキ型の構造となっている。
また、各バンク６、７においてシリンダボア４の周囲の部分を形成する壁部には、図１および図２においては図示を省略するが、シリンダヘッドをシリンダブロック１に対して締結するためのヘッドボルトがねじ込まれるボルト穴１０が設けられている（図４および図７参照）。ボルト穴１０は、ヘッド取付面２側に開口する。本実施形態では、ボルト穴１０は、各シリンダボア４の周囲において略等間隔で四個設けられるとともに（図４参照）、隣り合うシリンダボア４間においては二個のボルト穴１０が共用される。したがって、前記のとおり一列に並んだ状態で配設される三個のシリンダボア４を有するバンク６、７においては、それぞれ計八個のボルト穴１０が設けられることとなる。
【００３２】
図２に示すように、各バンク６、７の下方（シリンダボア４の下方）においては、スカート８で囲まれた空間としてクランクケース１１が形成されている。なお、スカート８の下側にはオイルパン（図示略）が取り付けられる。
クランクケース１１内においては、各バンク６、７において隣り合うシリンダボア４間に対応する部分に、クランクシャフトを支持するための隔壁部である主軸受部（バルクヘッド）１２が設けられる。主軸受部１２に対しては、その下方からクランクキャップ１３が組み付けられる。クランクキャップ１３は、主軸受部１２に対してボルト１４が用いられて締結固定される。主軸受部１２およびクランクキャップ１３には、それぞれ半円状の軸受面１２ａ、１３ａが形成されている。これら軸受面１２ａ、１３ａが、クランクキャップ１３が主軸受部１２に組み付けられることで互いに対向した状態となり、軸孔１５が形成される。この軸孔１５に、クランクシャフトのクランクジャーナル（主軸部）がクランクベアリング（軸受メタル）を介する等して支承されることで、クランクシャフトが支持される。
【００３３】
このような構成を備えるシリンダブロック１に対し、シリンダボア４に対する仕上げ加工に際してダミーヘッド２０が組み付けられる。
ダミーヘッド２０は、シリンダブロック１に対してシリンダヘッドと同様にして組み付けられる。つまり、ダミーヘッド２０は、バンク６、７それぞれにおけるヘッド取付面２に対してヘッドボルト３およびボルト穴１０が用いられて締結固定されることにより組み付けられる。これにより、シリンダブロック１が、そのシリンダボア４に対して変形が付与された状態となる。
【００３４】
ダミーヘッド２０は、全体として少なくともヘッド取付面２の大きさに対応する大きさを有する略矩形板状の部材として構成される。図２に示すように、ダミーヘッド２０は、その一側（下側）の板面に、ヘッド取付面２の所定の部分に対して接触する面となる組付面２１を有する。つまり、ダミーヘッド２０がシリンダブロック１に組み付けられた状態で、組付面２１がヘッド取付面２におけるシリンダボア４の周縁部等の所定の部分に対して接触した状態となる。
ダミーヘッド２０は、シリンダブロック１に組み付けられた状態で各シリンダボア４に対応する位置に、シリンダボア４に対する仕上げ加工を許容するための貫通孔となる孔部２２を有する。つまり、ダミーヘッド２０がシリンダブロック１に組み付けられた状態で、シリンダボア４と孔部２２とが連通した状態となり、この孔部２２を介してシリンダボア４に対する仕上げ加工が行われる。本実施形態では、前記のとおりシリンダブロック１の各バンク６、７は一列に並ぶ三個のシリンダボア４を有するため、ダミーヘッド２０は、それらのシリンダボア４に対応する配置で三個の孔部２２を有する。
【００３５】
ダミーヘッド２０は、前記のとおりヘッドボルト３が用いられてシリンダブロック１に対してボルト締結により組み付けられる。ヘッドボルト３は、ダミーヘッド２０において組付面２１に対して略垂直方向に形成されるボルト挿通孔２３（図２参照）を介してダミーヘッド２０を貫通するとともに、ヘッド取付面２に設けられるボルト穴１０（図４参照）にねじ込まれる。
ボルト挿通孔２３は、ダミーヘッド２０において、ヘッド取付面２に設けられるボルト穴１０に対応する位置に設けられる。したがって、本実施形態では、ボルト挿通孔２３は、各孔部２２の周囲において略等間隔で四個設けられるとともに、隣り合う孔部２２間においては二個のボルト挿通孔２３が共用されて、計八個設けられることとなる。
【００３６】
このような構成のダミーヘッド２０が組み付けられた状態のシリンダブロック１に対し、そのシリンダボア４について所定の真円度を得るための仕上げ加工として、ホーニング加工が行われる。
ホーニング加工は、図２に示すように、ホーニング用の砥石２７を有するホーンヘッド２６と、ホーンヘッド２６を案内するホーンガイド２８とを備える構成が用いられて行われる。
【００３７】
ホーンヘッド２６は、全体として略円柱状に構成される。ホーンヘッド２６が有すると砥石２７は、ホーンヘッド２６の外周面部に例えば周方向に等間隔を隔てた状態で環状に配設される。ホーンヘッド２６は、図示せぬ駆動手段によって軸方向の移動および軸心を回転軸とする回転が可能に設けられる主軸２９の先端部（下端部）に構成される。つまり、ホーンヘッド２６は、主軸２９を介して軸方向の運動および回転運動が可能な状態で設けられる。ホーンヘッド２６は、このような動きをともなってシリンダボア４に対して砥石２７を作用させる。
ホーンガイド２８は、ホーンヘッド２６のシリンダボア４に対する位置決め等を行うための構成である。ホーンガイド２８は、主軸２９を含めたホーンヘッド２６の軸方向の運動等を許容するためのガイド孔２９ａを有する。ホーンガイド２８は、ガイド孔２９ａを介して運動するホーンヘッド２６を案内する。
【００３８】
ホーニング加工に際しては、シリンダボア４に対して所定の状態で位置決めされたホーンガイド２８に案内されるホーンヘッド２６の回転運動等により、シリンダボア４を形成するボア壁面５が砥石２７によって研削加工される。
なお、各バンク６、７のシリンダボア４に対する加工に際しては、例えば、シリンダブロック１が、クランクシャフトの仮想軸線の回りに旋回されること等により、各バンク６、７のシリンダボア４が、ホーンヘッド２６（主軸２９）に対して同軸上に位置決めされる。
【００３９】
以上のような構成態様において、シリンダブロック１に対するダミーヘッド２０の組付けに際し、次のような方法を用いる。
すなわち、ダミーヘッド２０のヘッド取付面２に対する組付けにともなうヘッドボルト３の締結操作を行うとともに、この締結操作によるヘッドボルト３の締結軸力の変化にともなう、ボア壁面５のボア径方向の変位量（以下「ボア壁面変位量」という。）を計測し、その計測した変位量が、所定の変位量となった時のヘッドボルト３の締結軸力を、前記所定の締結軸力とする。
そして、本実施形態においては、前記所定の変位量を、ボア壁面５を測定対象面とし、このボア壁面５におけるシリンダボア４の中心軸方向（以下「ボア軸心方向」という。）および周方向（以下「ボア周方向」という。）についての所定の部位の前記変位量を検出するギャップセンサを用いて検出する。
【００４０】
本実施形態に係るシリンダブロックの加工方法に用いる装置（以下、本実施形態において「本装置」という。）の構成について、図３および図４を用いて説明する。
図３および図４に示すように、本装置は、前記のとおりボア壁面５のボア周方向の変位を検出するためのギャップセンサ３１と、このギャップセンサ３１を保持するピストン部材３２と、このピストン部材３２に外嵌される位置決めリング３３とを備える。
【００４１】
ギャップセンサ３１は、ボア壁面５を測定対象面とし、このボア壁面５におけるボア軸心方向およびボア周方向についての所定の部位（特定部分）の、ヘッドボルト３の締結軸力の変化にともなうボア径方向の変位量を検出する。
ギャップセンサ３１は、シリンダボア４内において、検出部側がボア壁面５に対向する姿勢で一または複数（本実施形態では四個）配置される。また、ギャップセンサ３１は、ボア壁部５における所定の部位との間の距離（図３に示す符号ｇ１参照）に対応した信号を出力し、ボア壁面変位量を検出する。つまり、ギャップセンサ３１から出力される検出信号は、ボア壁面変位量に対応したものとなり、この検出信号に基づき、ボア壁面変位量が求められる。
【００４２】
ギャップセンサ３１としては、公知のギャップセンサを用いることができ、非接触式センサや接触式センサ等、その種類は特に限定されない。つまり、ギャップセンサ３１は、ダミーヘッド２０の組付けにともなうヘッドボルト３の締付けによってシリンダブロック１に作用する締結軸力によって生じるボア変形（以下「ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形」という。）にともなうボア壁面５のボア径方向の変位が検出できる程度の精度（μｍオーダーの精度）を有するものであればよい。具体的には、ギャップセンサ３１としては、例えば、渦電流式や静電容量式のもの、あるいはレーザーセンサや超音波センサ等を用いることができる。
なお、ギャップセンサ３１は、図示せぬ配線等を介して、ギャップセンサ３１から出力される検出信号に基づいてボア壁面変位量を計測するための計測器等に適宜接続される。
【００４３】
ピストン部材３２は、シリンダボア４に挿入可能な円筒状の外周面部３４を有し、シリンダボア４に対して摺動可能に内装されるとともに、外周面部３４にギャップセンサ３１を保持する。
ピストン部材３２は、全体として円筒状の外形を有するように構成され、その円筒状の外周部が外周面部３４となる。ピストン部材３２の外径（外周面部３４の直径）は、外周面部３４がシリンダボア４に対して挿入可能となるように、シリンダボア４の内径（直径）に対して若干小さく設定される。具体的には、ピストン部材３２の外径は、ピストン部材３２がシリンダボア４内においてシリンダボア４に対して同心状態に位置決めされた状態（センタリングされた状態）で、外周面部３４が、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形の妨げにならない程度の大きさに設定される。つまり、ピストン部材３２がシリンダボア４に対してセンタリングされた状態で、外周面部３４とボア壁面５との間に、少なくともダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形を許容する大きさのクリアランス（隙間）が生じた状態となる。
【００４４】
ピストン部材３２の外周面部３４における所定の位置には、ギャップセンサ３１を保持するための保持穴３２ａが設けられる。保持穴３２ａは、外側に向けて開口する穴部である。この保持穴３２ａに対して、ギャップセンサ３１が、例えば嵌合されること等により保持される。
【００４５】
位置決めリング３３は、環状の部材であり、ピストン部材３２の外周面部３４に外嵌された状態で設けられる。位置決めリング３３は、ピストン部材３２の外周面部３４に周設される外周溝３２ｂに嵌合される。位置決めリング３３は、ピストン部材３２に対して一または複数か所（本実施形態では二か所）に設けられる。
ピストン部材３２の外周面部３４に外嵌された状態の位置決めリング３３は、ピストン部材３２がシリンダボア４に挿入された状態で、ボア壁面５に対して全周にわたって接触した状態となる。つまり、ピストン部材３２は、位置決めリング３３を介してシリンダボア４に対して摺動可能に内装された状態となる。このようにピストン部材３２の外周面部３４とボア壁面５との間に、位置決めリング３３が介在する状態においては、外周面部３４とボア壁面５との間の間隔が全周にわたって一定の状態となる。つまりは、円柱状の孔部であるシリンダボア４と円筒状のピストン部材３２とが同心状態となる。
【００４６】
このように、本実施形態では、位置決めリング３３が、ピストン部材３２をシリンダボア４に対して同心状態に位置決めするセンタリング手段として機能する。つまり、ピストン部材３２は、位置決めリング３３によりシリンダボア４に対してセンタリングされた状態で、シリンダボア４内を摺動する。
ピストン部材３２が、位置決めリング３３によってシリンダボア４に対して同心状態に位置決めされることにより、ピストン部材３２に保持されるギャップセンサ３１の、ボア軸心方向に対する垂直面方向におけるボア壁面５に対する位置決めが行われることとなる。これにより、ボア壁面変位量を検出対象とするギャップセンサ３１による検出が正確なものとなる。
【００４７】
また、位置決めリング３３は、例えばゴム等を素材として構成されることにより、ピストン部材３２とボア壁面５との間に介装された状態で、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形の妨げにならない程度（ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形を許容する程度）の弾性を有する。位置決めリング３３としては、市販のＯリングを用いることができる。
本実施形態においては、位置決めリング３３は、ピストン部材３２に対してその摺動方向（図３における上下方向）に所定の間隔を隔てて二か所設けられているが、位置決めリング３３が設けられる数は特に限定されない。位置決めリング３３が設けられる数は、位置決めリング３３の有する弾性や線状部分の径（太さ）等が考慮され、前述したようなセンタリング手段としての機能を有するとともにダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形を許容する観点等に基づいて設定される。
【００４８】
ピストン部材３２のシリンダボア４に対する摺動は、本実施形態においては、ピストン部材３２の一端部に連結される操作ロッド３５を介して行われる。
操作ロッド３５は、その一端部が、ピストン部材３２の一側に突設されるステー３６に連結部３７を介して連結されることにより、ピストン部材３２に連結される。ステー３６は、ピストン部材３２の一側（下側）に形成される円柱状の凹部３９内において、その略中央部に凹部３９の開口側（下側）に向けて突設される。
【００４９】
このようにしてピストン部材３２に連結される操作ロッド３５（の連結部３７）が、ピストン部材３２の摺動方向（ボア軸心方向）に操作されることにより、シリンダボア４に内装された状態のピストン部材３２が、シリンダボア４に対して摺動する。この操作ロッド３５を介するピストン部材３２の摺動操作に際しては、例えば次のような構成が用いられる。
すなわち、連結部３７において、操作ロッド３５の一端部が回転可能に支持されるとともに、操作ロッド３５の他端部が、クランク機構を有する軸部材（例えばエンジンを構成するクランクシャフト）に連結される構成である。かかる構成においては、前記軸部材の回転運動が、ピストン部材３２の直線運動に変換される。また、操作ロッド３５を介するピストン部材３２の摺動操作に際しては、操作ロッド３５が直線運動（上下運動）するように操作される構成であってもよい。
【００５０】
このような構成により、ギャップセンサ３１を所定の部位に保持するピストン部材３２が、シリンダボア４に対して、ボア軸心方向（上下方向）に摺動可能に内装される。
そして、ピストン部材３２のシリンダボア４に対する挿入、およびシリンダボア４に内装された状態のピストン部材３２の摺動操作により、ギャップセンサ３１がボア壁面５におけるボア軸心方向およびボア周方向についての所定の部位（特定部分）に対応する位置となるように、ピストン部材３２が位置決めされる。
【００５１】
具体的には、ピストン部材３２が、その保持するギャップセンサ３１がボア壁面５におけるボア周方向についての所定の部位に対応する位置（角度）となる状態で、シリンダボア４に挿入される。ここで、ピストン部材３２のシリンダボア４に対する挿入方向は上下いずれからであってもよい。
シリンダボア４に挿入された状態のピストン部材３２が、ギャップセンサ３１がボア壁面５におけるボア軸心方向についての所定の部位に対応する位置となるように摺動操作される。これにより、ギャップセンサ３１のボア軸心方向における位置が調整される。そして、ギャップセンサ３１が、ボア壁面５におけるボア軸心方向およびボア周方向についての所定の部位に対応する位置となった状態で、ピストン部材３２が操作ロッド３５を介して位置決めされる。
【００５２】
なお、ピストン部材３２は、ボア周方向について回転可能に構成されてもよい。この場合、ピストン部材３２は、例えば操作ロッド３５を介して回転可能に構成される。かかる構成を採用することにより、シリンダボア４に内装された状態のピストン部材３２についての回転操作が可能となる。これにより、ピストン部材３２がシリンダボア４に内装された状態でのギャップセンサ３１のボア周方向に対する位置の調整が可能となる。
【００５３】
このような構成を備える本装置を用いたシリンダブロック１の加工方法について説明する。
シリンダブロック１の加工に際しては、ダミーヘッド２０をシリンダブロック１に対して組み付ける。つまり、ダミーヘッド２０の組付面２１をヘッド取付面２の所定の部分に対して接触させた状態で、ボルト挿通孔２３を介してボルト穴１０にねじ込まれるヘッドボルト３の締結操作を行う。
【００５４】
ダミーヘッド２０の組付けにともなうヘッドボルト３の締結操作を行う前に、ギャップセンサ３１を、ボア壁面５における所定の部位（特定部分）に対応するように位置させる。すなわち、前述したようにピストン部材３２のシリンダボア４に対する挿入および摺動操作を行うことにより、ピストン部材３２をシリンダボア４に対して所定の状態で位置決めすることで、ピストン部材３２を介してギャップセンサ３１の位置決めを行う。
【００５５】
ギャップセンサ３１をボア壁面５の所定の部位に対して位置決めした状態で、ヘッドボルト３の締結操作を行う。ヘッドボルト３の締結操作は、機械作業あるいは作業者による手作業により行う。このヘッドボルト３の締結操作を行うとともに、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形にともなうボア壁面変位量を、ギャップセンサ３１を用いて計測する。
【００５６】
そして、ギャップセンサ３１により計測したボア壁面変位量が、所定の変位量となった時点で、シリンダボア４が狙いの歪形状になったとして、ヘッドボルト３の締結操作を終了する。このように、ボア壁面変位量についての所定の変位量を、ギャップセンサ３１を用いて検出する。つまり、ボア壁面変位量について「所定の変位量」とは、シリンダボア４が狙いの歪形状となった状態でのボア壁面５の変位量であり、ギャップセンサ３１により検出されるボア壁面変位量が、所定の変位量となった時点で、ヘッドボルト３の締結操作を終了する。
なお、ボア壁面変位量の計測に際しては、ギャップセンサ３１をボア壁面５における所定の部位に対して位置決めした時点でのボア壁面５の位置をゼロ点とする。したがって、ボア壁面変位量とは、ダミーヘッド２０の組付けにともなうヘッドボルト３の締結軸力がシリンダブロック１に作用していない状態からの、ボア壁面５の変位量となる。
【００５７】
ボア壁面変位量についての所定の変位量の検出に際しては、例えば以下に示すような方法を用いることができる。
ギャップセンサ３１がピストン部材３２に対して複数設けられる場合、つまりボア壁面５における複数の部位についてボア壁面変位量を計測する場合には、次のような方法を用いる。
すなわち、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形にともなうボア壁面変位量が比較的大きい部位および比較的小さい部位それぞれについて、ボア壁面変位量を計測する。そして、各部位についてのボア壁面変位量の差を求め、このボア壁面変位量の差が所定の大きさになった状態を、ボア壁面変位量が所定の変位量となった状態として検出する。これは、前述したようにエンジンの実働時において有害なボア変形が規則性を有する変形であることに基づく。
【００５８】
また、同じくギャップセンサ３１がピストン部材３２に対して複数設けられる場合の方法としては、ボア壁面変位量についての所定の変位量として、変位量の値について幅を有する変位量の所定の範囲（許容範囲）を予め設定する。そして、各ギャップセンサ３１によって計測されるボア壁面変位量が、前記所定の範囲内となるようにヘッドボルト３の締結操作を行う。つまり、複数あるギャップセンサ３１それぞれによって計測されるボア壁面変位量が、前記所定の範囲内となるように、ヘッドボルト３の締結操作として各ヘッドボルト３の締付け具合の調節（締付け力の力加減）を行う。この場合、各ギャップセンサ３１によって計測されるボア壁面変位量が、前記所定の範囲内となった状態を、ボア壁面変位量が所定の変位量となった状態として検出する。
なお、この場合、前述したようにエンジンの実働時において有害なボア変形が規則性を有する変形であることに基づき、各ギャップセンサ３１によって検出するボア壁面５の部位に合わせて、前記所定の範囲を適宜異なるものとして設定してもよい。
【００５９】
上述のような、ギャップセンサ３１がピストン部材３２に対して複数設けられる場合に用いる方法は、それぞれを単独で用いても、組み合わせて用いてもよい。
また、ピストン部材３２に対して一つのギャップセンサ３１が設けられる場合、つまりボア壁面５における一つの部位についてボア壁面変位量を計測する場合には、そのギャップセンサ３１によって計測されるボア壁面変位量が、予め設定した変位量に達した状態や、前記のような所定の範囲内となった状態を、ボア壁面変位量が所定の変位量となった状態として検出する。
【００６０】
以上に示すような方法・装置を用いて、ボア壁面変位量についての所定の変位量の検出を行う。そして、ボア壁面変位量についての所定の変位量を検出した時点で、ヘッドボルト３の締結操作を終了する。これにより、ダミーヘッド２０のシリンダブロック１に対する組付けが完了する。つまりは、シリンダボア４に対して、ダミーヘッド２０を組み付けることによるボア変形が付与された状態となる。この状態で、シリンダボア４に対する仕上げ加工として、前述したようなホーニング加工を行う。
【００６１】
このように、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形（ボア壁面変位量）を管理しながら、ヘッドボルト３の締付け具合を調節し、ヘッドボルト３の締結操作を行うことにより、前述したように、シリンダブロック１の粗材の形状寸法の個体バラツキ等による影響を受けることなく、ダミーヘッド２０を組み付けることでシリンダボア４に付与する歪形状（ボア変形の形状）を、安定して正確に狙いのものとすることができる。
そして、本実施形態においては、ボア壁面変位量の管理に際し、シリンダボア４についての狙いの歪形状に対応する所定の変位量を、ギャップセンサ３１を用いて検出することで、ボア壁面変位量を直接的に移動距離として計測することが可能となり、ボア壁面変位量の計測に際して精度の高い計測を行うことができる。
【００６２】
また、本実施形態においては、ボア軸心方向およびボア周方向についての所定の部位のボア壁面変位量を検出するギャップセンサ３１について、ボア壁面５におけるボア周方向についての所定の部位に、シリンダボア４の円周形状におけるヘッドボルト３によるボルト締結部１６に対応する位相の部位を含むことが好ましい。
【００６３】
ここで、シリンダボア４の円周形状における「位相」とは、次のとおりである。すなわち、円柱状の孔部であるシリンダボア４は、その中心軸方向視で円周形状となる。このシリンダボア４の円周形状に対しては、中心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、シリンダボア４の円周形状に対する「位相」となる。
したがって、シリンダボア４の円周形状におけるヘッドボルト３によるボルト締結部１６に対応する位相とは、図４に示すように、シリンダボア４が円周形状となるその中心軸方向視において、中心軸の位置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）からボルト締結部１６およびその近傍部分を含む方向の所定の角度範囲α１となる。本実施形態のように、ボルト締結部１６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１６に対応する位相（角度範囲α１）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。そして、このようなボルト締結部１６に対応する位相の部位が、ボア壁面５におけるギャップセンサ３１による検出部位に含まれる。
以下では、シリンダボア４の円周形状に対してヘッドボルト３によるボルト締結部１６に対応する位相を「ボルト位相」とする。
【００６４】
本実施形態においては、ピストン部材３２に対して四個設けられるギャップセンサ３１が、ピストン部材３２がシリンダボア４に対して位置決めされた状態で、それぞれボルト位相の部位に対応して位置するように設けられる。
すなわち、図４に示すように、ピストン部材３２の外周面部３４において、四個のギャップセンサ３１が、周方向に対してボルト位相の部位に対応する角度間隔を隔てた状態で設けられる。そして、各ギャップセンサ３１が、ボア壁面５におけるボルト位相の部位に対応する位置となる状態で、ピストン部材３２がシリンダボア４に対して挿入される。
【００６５】
このように、本装置においては、四個のギャップセンサ３１が、ボルト位相の部位に対応するように、外周面部３４に対して設けられている。つまり、ピストン部材３２がシリンダボア４に対して位置決めされ、ピストン部材３２がその外周面部３４をシリンダボア４に挿入させた状態で、各ギャップセンサ３１が、ボア壁面５におけるボア周方向についてボルト位相の部位に対して対向した状態となる。
なお、複数のギャップセンサ３１がピストン部材３２に対して設けられる構成において、複数のギャップセンサ３１のうちの一部が、ボルト位相の部位に対応するように設けられてもよい。
【００６６】
このように、ギャップセンサ３１によってボア壁面変位量を計測する、ボア壁面５におけるボア周方向についての所定の部位に、ボルト位相の部位を含むことにより、ボア壁面変位量についての所定の変位量の検出に際して確実性を向上することができる。
すなわち、ボア壁面５におけるボルト位相の部位は、前述したようにエンジンの実働時において有害なボア変形が規則性を有する変形であることに基づき、ボア壁面変位量が比較的大きい部位であることがわかっている。このため、ギャップセンサ３１によってボルト位相の部位についてボア壁面変位量を計測することにより、所定の変位量を確実に検出することができる。
【００６７】
第二実施形態について、図５および図６を用いて説明する。図５は本発明の第二実施形態に係るシリンダブロック１の加工方法に用いる装置を示す側面一部断面図、図６は同じく平面一部断面拡大図である。なお、第一実施形態と共通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。
【００６８】
本実施形態では、ボア壁面変位量を、シリンダボア４の径方向断面の面積として計測する。つまり、ボア壁面変位量を、シリンダボア４に内装される他の部材（後記ピストン部材４２）との関係により生じる隙間の大きさ（面積）として計測する。そして、シリンダボア４の径方向断面の面積が所定の値となった状態を、ボア壁面変位量が前述した所定の変位量となった状態として検出する。
すなわち、前述したようにエンジンの実働時において有害なボア変形は規則性を有する変形であるため（図７参照）、シリンダボア４の径方向断面の面積を、ボア壁面変位量として関連づけることができる。つまり、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形についての変形の過程は、前記のような規則性を有する変形に基づいて把握することがでるため、シリンダボア４の径方向断面の面積から、ボア壁面変位量を導くことができる。さらにいうと、シリンダボア４の径方向断面の面積が、ボア壁面５における所定の部位のボア壁面変位量に対応することとなる。
【００６９】
そこで、本実施形態に係るシリンダブロック１の加工方法においては、図５に示すように、ボア壁面変位量についての所定の変位量を、シリンダボア４に挿入可能な円筒状の外周面部４４を有するピストン部材４２を、シリンダボア４に対して同心状態で挿入し、シリンダボア４に対してピストン部材４２のボア軸心方向一側から流体圧を供給し、外周面部４４とボア壁面５との間を介してピストン部材４２のボア軸心方向他側に流出する流体の流量を計測することにより検出する。
つまり、次に説明するシリンダブロック１の加工方法では、シリンダボア４の径方向断面の面積を、ボア壁面５とピストン部材４２との間において、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形によって生じる隙間を流れる流体の流量として計測する。そして、前記隙間を流れる流体の流量が所定の値となった状態を、ボア壁面変位量が前述した所定の変位量となった状態として検出する。
【００７０】
本実施形態に係るシリンダブロックの加工方法に用いる装置（以下、本実施形態において「本装置」という。）の構成について、図５および図６を用いて説明する。
図５に示すように、本装置は、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形を部分的にボア壁面５との間の隙間とするためのピストン部材４２と、このピストン部材４２に外嵌される位置決めリング４３と、同じくピストン部材４２に外嵌されるシールリング４５とを備える。
【００７１】
ピストン部材４２は、シリンダボア４に挿入可能な円筒状の外周面部４４を有し、シリンダボア４に対して摺動可能に内装される。
ピストン部材４２は、全体として円筒状の外形を有するように構成され、その円筒状の外周部が外周面部４４となる。ピストン部材４２の外径（外周面部４４の直径）は、外周面部４４がシリンダボア４に対して挿入可能となるように、シリンダボア４の内径（直径）に対して若干小さく設定される。具体的には、ピストン部材４２の外径は、ピストン部材４２がシリンダボア４内においてシリンダボア４に対して同心状態に位置決めされた状態（センタリングされた状態）で、外周面部４４が、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形の妨げにならない程度の大きさに設定される。つまり、ピストン部材４２がシリンダボア４に対してセンタリングされた状態で、外周面部４４とボア壁面５との間に、少なくともダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形を許容する大きさのクリアランス（隙間）が生じた状態となる。
ピストン部材４２のシリンダボア４に対する摺動は、第一実施形態におけるピストン部材３２と同様にして、ピストン部材４２の一端部に連結される操作ロッド３５を介して行われる。
【００７２】
位置決めリング４３は、第一実施形態における位置決めリング３３と同様の部材である。したがって、本実施形態では、位置決めリング４３が、ピストン部材４２をシリンダボア４に対して同心状態に位置決めするセンタリング手段として機能する。つまり、ピストン部材４２は、位置決めリング４３によりシリンダボア４に対してセンタリングされた状態で、シリンダボア４内を摺動する。
なお、位置決めリング４３は、ピストン部材４２の外周面部４４に周設される外周溝４２ｂに嵌合される。また、本実施形態では、位置決めリング４３は、ピストン部材４２に対して一か所に設けられる。
【００７３】
シールリング４５は、環状の部材であり、ピストン部材４２の外周面部４４に外嵌された状態で設けられる。シールリング４５は、ピストン部材４２の外周面部４４に周設される外周溝４２ｃに嵌合される。
ピストン部材４２の外周面部４４に外嵌された状態のシールリング４５は、ピストン部材４２がシリンダボア４に挿入された状態で、ボア壁面５に対して全周にわたって接触した状態となる。つまり、ピストン部材４２は、位置決めリング４３およびシールリング４５を介してシリンダボア４に対して摺動可能に内装された状態となる。このようにピストン部材４２の外周面部４４とボア壁面５との間に、位置決めリング４３およびシールリング４５が介在する状態においては、外周面部４４とボア壁面５との間の間隔が全周にわたって一定の状態となる。つまりは、円柱状の孔部であるシリンダボア４と円筒状のピストン部材４２とが同心状態となる。
【００７４】
シールリング４５は、例えば硬質ゴムや金属等を素材として構成されることにより、位置決めリング４３よりも高い剛性を有する。また、シールリング４５は、ピストン部材４２とボア壁面５との間に介装された状態で、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形に追従しない程度の剛性を有する。
シールリング４５が有する剛性は、具体的には次のような作用をともなう程度となる。ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形には、ボア壁面５が部分的にボア径方向外側に変位する変形がある。かかる変形に対し、シールリング４５は、ボア壁面５の変位に追従することなく、ピストン部材４２がシリンダボア４に挿入された状態（ダミーヘッド２０の組付けにともなうヘッドボルト３の締結軸力がシリンダブロック１に作用していない状態）での外形形状である円周形状を保つ。つまり、シールリング４５は、ボア壁面５の部分的なボア径方向外側への変位に追従できない弾性特性を有する。
【００７５】
なお、シールリング４５を構成する素材の選択は、シリンダボア４に対する仕上げ加工（ホーニング加工）前の状態でのシリンダボア４の真円度を損なわない観点から、シールリング４５が有する剛性により、ピストン部材４２のシリンダボア４に対する挿入がいわゆる金属同士等の圧入にならない程度となるように行われる。
【００７６】
シールリング４５が前記のような特性（剛性）を有することにより、次のような作用が得られる。
図６に、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形によってボア壁面５が部分的にボア径方向外側に変位した場合（図中、白抜き矢印参照）を示す。この場合、シールリング４５はボア壁面５の変位に追従することなく、ボア壁面５がボア径方向外側に変位した部分において、シールリング４５とボア壁面５との間に隙間４６が形成される。なお、図６における隙間４６は、実際にはシリンダボア４の大きさとの対比において極めて小さいものであるが、説明の便宜のため誇張して示してある。
【００７７】
このように、シールリング４５は、ピストン部材４２の外周面部４４とボア壁面５との間に介在することにより、ピストン部材４２がシリンダボア４に挿入された状態からのボア壁面５の変位（具体的にはボア径方向外側の変位）を、ピストン部材４２とボア壁面５との間の隙間として生じさせる。つまり、ピストン部材４２は、シールリング４５を介することにより、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形を、ボア壁面５との間の隙間とする。
すなわち、本実施形態においては、シールリング４５が、ピストン部材４２に外嵌され、外周面部４４がシリンダボア４に挿入された状態で外周面部４４とボア壁面５との間に介在するとともに、ヘッドボルト３の締結軸力の変化にともなうボア壁面５のボア径方向の変位に追従しない程度の剛性を有する隙間確保手段として機能する。
【００７８】
なお、本実施形態では、センタリング手段としての位置決めリング４３と、隙間確保手段としてのシールリング４５とが別部材により構成されているが、これらは共通の部材により構成されてもよい。この場合、シールリング４５が、隙間確保手段兼センタリング手段として用いられる。
【００７９】
このような構成により、シールリング４５を有するピストン部材４２が、シリンダボア４に対して、ボア軸心方向（上下方向）に摺動可能に内装される。
そして、シリンダボア４に内装された状態のピストン部材４２の摺動操作により、シールリング４５がボア壁面５におけるボア軸心方向についての所定の部位に対応する位置となるように、ピストン部材４２が位置決めされる。
【００８０】
具体的には、シリンダボア４に挿入された状態のピストン部材４２が、シールリング４５がボア壁面５におけるボア軸心方向についての所定の部位に対応する位置となるように摺動操作される。これにより、シールリング４５のボア軸心方向における位置が調整される。そして、シールリング４５が、ボア壁面５におけるボア軸心方向についての所定の部位に対応する位置となった状態で、ピストン部材４２が操作ロッド３５を介して位置決めされる。
【００８１】
また、本装置は、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形によるシリンダボア４の径方向断面の面積、つまり前述のようにボア変形にともなってシールリング４５を介してピストン部材４２の外周面部４４とボア壁面５との間に生じる隙間４６の大きさ（面積）を計測するための構成として、次のような構成を備える。
すなわち、本装置は、図５に示すように、ピストン部材４２のボア軸心方向一側にてシリンダボア４に連通する流体圧室５０を形成するための閉塞部材５１と、流体圧室５０に空気圧を供給するためのエアポンプ５２と、外周面部４４とボア壁面５との間（隙間４６）を介してピストン部材４２のボア軸心方向他側に流出する空気の流量を計測するための流量計５３とを備える。
【００８２】
流体圧室５０は、ダミーヘッド２０のヘッドボルト３によるシリンダブロック１に対する締結固定が行われる前の状態、つまりダミーヘッド２０の組付面２１がヘッド取付面２における所定の部分に接触するようにダミーヘッド２０がセットされた状態において、閉塞部材５１により形成される。
【００８３】
閉塞部材５１は、ダミーヘッド２０の孔部２２に対して、蓋状あるいは栓状の部材として構成される。閉塞部材５１は、前記のとおりセットされた状態のダミーヘッド２０において、シリンダボア４と連通した状態となる孔部２２を閉塞する。これにより、ダミーヘッド２０がセットされた状態のシリンダブロック１において、シリンダボア４におけるピストン部材４２のボア軸心方向一側（上側）に略密閉空間となる流体圧室５０が形成される。つまり、流体圧室５０は、シリンダボア４内におけるピストン部材４２の上側の空間と、このシリンダボア４に連通するダミーヘッド２０の孔部２２の内部空間とを含む空間が、閉塞部材５１と、シールリング４５（位置決めリング４３）とにより塞がれることによって略密閉空間として形成される。
【００８４】
エアポンプ５２は、配管等により構成される供給路５４を介して流体圧室５０に対して接続される。エアポンプ５２は、例えば大気を吸引すること等により空気を所定の圧力で吐出することにより、供給路５４を介して流体圧室５０に対して所定の空気圧を供給する。なお、流体圧室５０とエアポンプ５２との間（供給路５４）には、開閉弁等が適宜設けられる。
このように、本実施形態においては、エアポンプ５２が、流体圧室５０に流体圧を供給する流体圧供給手段として機能する。なお、本実施形態では、流体圧室５０に供給する流体圧として空気圧（流体として空気）が用いられているが、これに限定されるものではなく、他の流体（空気以外の気体や液体）が用いられてもよい。
【００８５】
流量計５３は、エアポンプ５２により流体圧室５０に対して所定の空気圧が供給された状態において、ダミーヘッド２０の組付けにともなうボア変形によって生じる、ピストン部材４２の外周面部４４とボア壁面５との間の隙間４６から流出する空気の流量（空気量）を計測する。
前記隙間４６から流出する空気は、所定の経路を経て流量計５３に導かれる。前記所定の経路は、ピストン部材４２に形成される導出路５５等により構成される。導出路５５は、隙間４６から流出する空気が、流体圧室５０に対してピストン部材４２の下流側（下側）に導かれるように形成される。具体的には、導出路５５は、ピストン部材４２とボア壁面５との間の空間であって、隙間４６を介して空気が流出する空間（流体圧室５０に対してシールリング４５よりも下流側（下側）の空間）が、流体圧室５０に対してピストン部材４２の下流側（下側）の空間（凹部３９）に対して開通するように形成される。
【００８６】
導出路５５を介してピストン部材４２の下側に排出される空気は、捕集室５６により集められる。捕集室５６は、シリンダボア４におけるピストン部材４２の流体圧室５０側と反対側の開口部が、被覆部材５７により覆われることにより略密閉空間として形成される。この捕集室５６に対して、流量計５３が排出路５８を介して接続される。
このような構成により、隙間４６から流出する空気は、導出路５５を介して捕集室５６に集められ、排出路５８を介して流量計５３に導かれる。
【００８７】
このように、本実施形態においては、ピストン部材４２に形成される導出路５５と、ピストン部材４２の下側において捕集室５６を形成するための被覆部材５７と、捕集室５６と流量計５３とを接続する排出路５８とを含む構成が、隙間４６から流出する空気を流量計５３に導く流体捕集手段として構成される。
【００８８】
なお、隙間４６から流出する空気が流量計５３に導かれるための構成は、隙間４６から流出する空気が漏れなく流量計５３に導かれる構成であれば、特に限定されるものではない。
隙間４６から流出する空気が流量計５３に導かれるための構成の他の例としては、次のようなものが考えられる。
【００８９】
すなわち、位置決めリング４３がピストン部材４２の外周面部４４とボア壁面５との間に対してシール性を有する構成の場合、ピストン部材４２に形成される導出路５５と流量計５３とが配管等によって直接接続される構成であってもよい。つまりこの場合、外周面部４４とボア壁面５との間から流出する空気が全て導出路５５に流入することとなり、導出路５５から排出される空気が直接流量計５３に導かれる。また、同じく位置決めリング４３がシール性を有する構成の場合、ピストン部材４２の下側に形成される凹部３９が他の部材によって塞がれることにより捕集空間が形成され、この捕集空間を介して空気が流量計５３に導かれる構成であってもよい。
なお、位置決めリング４３がシール性を有する構成の場合、位置決めリング４３は、流体圧室５０に対してシールリング４５よりも下流側（下側）に設けられる。そして、前記導出路５５は、その一端側が、位置決めリング４３とシールリング４５との間に開口するように形成されることとなる。
また、位置決めリング４３が、外周面部４４とボア壁面５との間に対してシール性を有しない場合、導出路５５を省略することもできる。つまりこの場合、隙間４６から流出する空気は、外周面部４４とボア壁面５との間を介して捕集室５６内に導かれることとなる。
【００９０】
以上のように、本実施形態においては、流量計５３が、外周面部４４とボア壁面５との間（隙間４６）を介してピストン部材４２のボア軸心方向他側に流出する空気の流量を計測する計測手段として機能する。
【００９１】
このような構成を備える本装置を用いたシリンダブロック１の加工方法について説明する。
シリンダブロック１の加工に際しては、ダミーヘッド２０をシリンダブロック１に対して組み付ける。つまり、ダミーヘッド２０の組付面２１をヘッド取付面２の所定の部分に対して接触させた状態で、ボルト挿通孔２３を介してボルト穴１０にねじ込まれるヘッドボルト３の締結操作を行う。
【００９２】
ダミーヘッド２０の組付けにともなうヘッドボルト３の締結操作を行う前に、シールリング４５を、ボア壁面５における所定の部位（特定部分）に対応するように位置させる。すなわち、前述したようにピストン部材４２のシリンダボア４に対する摺動操作を行うことにより、ピストン部材４２をシリンダボア４に対して所定の状態で位置決めすることで、シールリング４５の位置決めを行う。
【００９３】
シールリング４５をボア壁面５の所定の部位に対して位置決めした状態で、ヘッドボルト３の締結操作を行う。このヘッドボルト３の締結操作を行うに際し、エアポンプ５２によって流体圧室５０に対して所定の空気圧を供給する。つまり、エアポンプ５２により、流体圧室５０内を所定の圧力の状態とする。そして、ヘッドボルト３の締結操作を行うとともに、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形によってシールリング４５を介して外周面部４４とボア壁面５との間に生じる隙間４６から流出する空気の流量を、流量計５３によって計測する。この流量計５３によって計測する空気の流量を、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形にともなうボア壁面変位量として計測する。
【００９４】
そして、流量計５３により計測した空気の流量が、ボア壁面変位量についての所定の変位量に対応する流量となった時点で、シリンダボア４が狙いの歪形状になったとして、ヘッドボルト３の締結操作を終了する。このように、ボア壁面変位量についての所定の変位量を、流量計５３を用いて検出する。つまり、ボア壁面変位量について「所定の変位量」とは、シリンダボア４が狙いの歪形状となった状態でのボア壁面５の変位量であり、流量計５３により計測される空気の流量が、ボア壁面変位量についての所定の変位量に対応する流量となった時点で、ヘッドボルト３の締結操作を終了する。
なお、外周面部４４とボア壁面５との間（隙間４６）から流出する空気の流量の計測に際しては、シールリング４５をボア壁面５における所定の部位に対して位置決めした時点（ダミーヘッド２０の組付けにともなうヘッドボルト３の締結軸力がシリンダブロック１に作用していない状態）での空気の流量を基準とする。
【００９５】
このように、本実施形態では、エンジンの実働時において有害なボア変形は規則性を有する変形であることに基づき、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形にともなうボア壁面変位量を、シリンダボア４内においてピストン部材４２に外嵌されるシールリング４５との関係により生じる隙間４６の大きさ（面積）として計測する。そして、シリンダボア４の径方向断面の面積が所定の値となった状態を、ボア壁面変位量が前述した所定の変位量となった状態として検出する。
【００９６】
また、本実施形態においては、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形にともなうボア壁面変位量を、流体圧室５０内の圧力（流体圧）の変化量として計測することもできる。
すなわち、流体圧室５０内が所定の圧力の状態から、ピストン部材４２の外周面部４４とボア壁面５との間に隙間４６が生じると、流体圧室５０内の圧力も変化する。また、隙間４６の大きさ（面積）によって、流体圧室５０内の圧力の変化量も変化する。したがって、隙間４６の大きさ（面積）、つまりシリンダボア４の径方向断面の面積を、流体圧室５０内の圧力の変化量として計測することができる。
【００９７】
このように、本実施形態に係るシリンダブロック１の加工方法においては、ボア壁面変位量についての所定の変位量を、シリンダボア４に挿入可能な円筒状の外周面部４４を有するピストン部材４２を、シリンダボア４に対して同心状態で挿入し、シリンダボア４に対してピストン部材４２のボア軸心方向一側から流体圧を供給し、前記流体圧の変化量を計測することにより検出することもできる。
【００９８】
この場合の装置構成としては、図示は省略するが、流体圧室５０に対して、開閉弁等を介して圧力タンクが接続されるとともに、流体圧室５０内の圧力（圧力変化）を計測することができる計測器が接続される。
このような装置構成においては、前記圧力タンクが流体圧室５０に流体圧を供給する流体圧供給手段として機能し、前記計測器が流体圧室５０内の流体圧の変化量を計測する計測手段として機能する。
【００９９】
以上に示すような方法・装置を用いて、ボア壁面変位量についての所定の変位量の検出を行う。そして、ボア壁面変位量についての所定の変位量を検出した時点で、ヘッドボルト３の締結操作を終了する。これにより、ダミーヘッド２０のシリンダブロック１に対する組付けが完了する。つまりは、シリンダボア４に対して、ダミーヘッド２０を組み付けることによるボア変形が付与された状態となる。この状態で、シリンダボア４に対する仕上げ加工として、前述したようなホーニング加工を行う。
【０１００】
本実施形態においては、第一実施形態の場合と同様に、シリンダブロック１の粗材の形状寸法の個体バラツキ等による影響を受けることなく、ダミーヘッド２０を組み付けることでシリンダボア４に付与する歪形状（ボア変形の形状）を、安定して正確に狙いのものとすることができる。
そして、本実施形態においては、ボア壁面変位量の管理に際し、シリンダボア４についての狙いの歪形状に対応する所定の変位量の検出を行うための構成が簡単となる。このため、設備コストが安価となるとともに、ボア壁面変位量の計測が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】ダミーヘッドが組み付けられた状態のシリンダブロックを示す斜視図。
【図２】同じくシリンダボアに対する仕上げ加工を示す断面図。
【図３】本発明の第一実施形態に係るシリンダブロックの加工方法に用いる装置を示す側面一部断面図。
【図４】同じく平面一部断面図。
【図５】本発明の第二実施形態に係るシリンダブロックの加工方法に用いる装置を示す側面一部断面図。
【図６】同じく平面一部断面拡大図。
【図７】シリンダボアに対するボルト締結部の配置およびボア変形を示す模式図。
【符号の説明】
【０１０２】
１ シリンダブロック
２ ヘッド取付面（シリンダヘッド取付面）
３ ヘッドボルト（締結部材）
４ シリンダボア
５ ボア壁面
１６ ボルト締結部（締結部）
２０ ダミーヘッド（加工用治具）
３１ ギャップセンサ
３２ ピストン部材
３３ 位置決めリング（センタリング手段）
３４ 外周面部
４２ ピストン部材
４３ 位置決めリング（センタリング手段）
４４ 外周面部
４５ シールリング（隙間確保手段）
５０ 流体圧室
５１ 閉塞部材
５２ エアポンプ（流体圧供給手段）
５３ 流量計（計測手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックにおけるシリンダボアの仕上げ加工に際し、いわゆるダミーヘッドを加工用治具として用いるシリンダブロックの加工方法およびその方法に用いる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリンダブロックにおけるシリンダボアの仕上げ加工に際し、その加工用治具としていわゆるダミーヘッドが用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
ダミーヘッドとは、実際の製品として組み付けられるシリンダヘッドとは異なる加工用治具であり、シリンダボアに対する仕上げ加工に際し、シリンダヘッドと同様にしてボルト等の締結具（ヘッドボルト）によってシリンダブロックに組み付けられるものである。このダミーヘッドにより、シリンダブロックに対してシリンダヘッドが組み付けられた状態が模擬される。
【０００３】
すなわち、シリンダヘッドは、シリンダボアに対して所定の真円度を出すための仕上げ加工（例えばホーニング加工）が行われた後、シリンダブロックに対して組み付けられる。このシリンダヘッドの組付けにともなうボルト締結によってシリンダブロックに作用する締付け力（締結力）は、シリンダブロックに変形を生じさせ、シリンダボアの変形（ボア変形）、つまりシリンダボアの真円度の低下につながる。そこで、シリンダボアの仕上げ加工に際し、シリンダヘッドが組み付けられた状態で作用する締付け力と同等の締付け力をシリンダブロックに作用させるため、ダミーヘッドが、シリンダヘッドと同様にボルト締結によってシリンダブロックに組み付けられる。これにより、シリンダブロックに対してシリンダヘッドの組付けにともなう所定の締付け力が付与された状態、つまりシリンダボアに対して前記所定の締付け力による変形が付与された状態でシリンダボアに対する仕上げ加工が行われることとなる。そして、その仕上げ加工後にシリンダヘッドが組み付けられることにより、シリンダヘッド組付時の締付け力によって生じるボア変形（組付変形）が防止される。
【０００４】
また、ボア変形については、前記のようなシリンダヘッドのシリンダブロックに対する組付けにともなって生じる組付変形に加え、そのシリンダブロックが用いられて構成されるエンジンの実働時における熱膨張や熱歪み等の熱負荷（熱応力）によって生じる変形（熱変形）がある。熱変形は、一般に、組付変形に比べて変形規模が大きくなる。
そこで、ダミーヘッドを用いる加工方法においては、ボルト締結による締付け力を大きくしたり、シリンダブロックにおけるシリンダヘッド取付面に対するダミーヘッドの接触部を局所的なものとしたりすること等により、ダミーヘッドを組み付けることによるボア変形について、熱変形を含むエンジン実働時のボア変形を再現しようとすることが行われている。
【０００５】
このように、ダミーヘッドをボルト締結することにより、予めシリンダブロックにボア変形（歪）を与えた後にシリンダボアの仕上げ加工を行い、シリンダヘッドの組付時やエンジンの実働時においてシリンダボアが真円となるようにする従来の加工方法においては、次のような問題がある。
すなわち、ダミーヘッドを用いた従来の加工方法においては、鋳物であるシリンダブロック粗材の形状寸法の個体バラツキ（例えばシリンダボアを形成する部分であるシリンダ部の肉厚のバラツキ等）や、ボルト締結部についての締結軸力（締付け力）のバラツキや、ダミーヘッドの組付面（シリンダブロック側のシリンダヘッド取付面およびダミーヘッド側の組付面）に対する加工のバラツキ等が生じる。これらのバラツキは、ダミーヘッドをボルト締結によって組み付けることによって生じさせるボア変形（歪）の不安定化を招く要因となる。
【０００６】
一方で、前述のような各種のバラツキについては、次のような対策をとることができる。すなわち、シリンダブロック粗材の形状寸法の個体バラツキについては、シリンダブロックの形状等に基づく選定を行うことにより改善することができる。また、ボルト締結部における締結軸力のバラツキについては、締結軸力の管理により改善することができる。また、ダミーヘッドの組付面に対する加工のバラツキについては、加工精度の向上を図ることにより改善することができる。
しかし、これらのバラツキについての対策をとることは、シリンダブロックが用いられて構成されるエンジンの生産ライン等における生産性の低下を招く。つまり、前記のような各種のバラツキについては、生産性との兼ね合いから、ある程度許さざるを得ないのが現状である。
【特許文献１】特開２００４−２４３５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術の問題点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、シリンダブロック粗材の形状寸法の個体バラツキや、加工用治具であるダミーヘッドをシリンダブロックに組み付けるためのボルト締結部における締結軸力のバラツキや、ダミーヘッドの組付面に対する加工のバラツキ等による影響を受けることなく、ダミーヘッドを組み付けることでシリンダボアに付与する歪形状（ボア変形の形状）を、安定して正確に狙いのものとすることができるシリンダブロックの加工方法およびその方法に用いる装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
すなわち、請求項１においては、シリンダブロックが有するシリンダヘッド取付面に対して締結部材を用いて組み付けることで該シリンダヘッド取付面に開口する円柱状の孔部であるシリンダボアに対して変形を付与するための加工用治具を、前記シリンダヘッド取付面に対して所定の締結軸力で組み付けた状態で、前記シリンダボアに対する仕上げ加工を行うシリンダブロックの加工方法であって、前記加工用治具の前記シリンダヘッド取付面に対する組付けにともなう前記締結部材の締結操作を行うとともに、該締結操作による前記締結部材の締結軸力の変化にともなう、前記シリンダボアを形成するボア壁面の該シリンダボアの径方向の変位量を計測し、計測した前記変位量が、所定の変位量となった時の前記締結部材の締結軸力を、前記所定の締結軸力とするものである。
【００１０】
請求項２においては、請求項１に記載のシリンダブロックの加工方法において、前記所定の変位量を、前記ボア壁面を測定対象面とし、該ボア壁面における前記シリンダボアの中心軸方向および周方向についての所定の部位の前記変位量を検出するギャップセンサを用いて検出するものである。
【００１１】
請求項３においては、請求項２に記載のシリンダブロックの加工方法において、前記ボア壁面における前記周方向についての所定の部位に、前記シリンダボアの円周形状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位を含むものである。
【００１２】
請求項４においては、請求項１に記載のシリンダブロックの加工方法において、前記所定の変位量を、前記シリンダボアに挿入可能な円筒状の外周面部を有するピストン部材を、前記シリンダボアに対して同心状態で挿入し、前記シリンダボアに対して前記ピストン部材の前記シリンダボアの中心軸方向一側から流体圧を供給し、前記外周面部と前記ボア壁面との間を介して前記ピストン部材の前記中心軸方向他側に流出する流体の流量の変化を計測することにより検出するものである。
【００１３】
請求項５においては、シリンダブロックが有するシリンダヘッド取付面に対して締結部材を用いて組み付けることで該シリンダヘッド取付面に開口する円柱状の孔部であるシリンダボアに対して変形を付与するための加工用治具を、前記シリンダヘッド取付面に対して所定の締結軸力で組み付けた状態で、前記シリンダボアに対する仕上げ加工を行うシリンダブロックの加工方法に用いる装置であって、前記シリンダボアを形成するボア壁面を測定対象面とし、該ボア壁面における前記シリンダボアの中心軸方向および周方向についての所定の部位の、前記締結部材の締結軸力の変化にともなう前記シリンダボアの径方向の変位量を検出するギャップセンサと、前記シリンダボアに挿入可能な円筒状の外周面部を有し、前記シリンダボアに対して摺動可能に内装されるとともに、前記外周面部に前記ギャップセンサを保持するピストン部材と、前記ピストン部材を前記シリンダボアに対して同心状態に位置決めするセンタリング手段と、を備えるものである。
【００１４】
請求項６においては、請求項５に記載のシリンダブロックの加工方法に用いる装置において、前記ギャップセンサを、前記シリンダボアの円周形状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位に対応するように、前記外周面部に対して設けたものである。
【００１５】
請求項７においては、シリンダブロックが有するシリンダヘッド取付面に対して締結部材を用いて組み付けることで該シリンダヘッド取付面に開口する円柱状の孔部であるシリンダボアに対して変形を付与するための加工用治具を、前記シリンダヘッド取付面に対して所定の締結軸力で組み付けた状態で、前記シリンダボアに対する仕上げ加工を行うシリンダブロックの加工方法に用いる装置であって、前記シリンダボアに挿入可能な円筒状の外周面部を有し、前記シリンダボア内に摺動可能に内装されるピストン部材と、前記ピストン部材を前記シリンダボアに対して同心状態に位置決めするセンタリング手段と、前記ピストン部材に外嵌され、前記外周面部が前記シリンダボアに挿入された状態で該外周面部と前記シリンダボアを形成するボア壁面との間に介在するとともに、前記締結部材の締結軸力の変化にともなう前記ボア壁面の前記シリンダボアの径方向の変位に追従しない程度の剛性を有する隙間確保手段と、前記ピストン部材の前記シリンダボアの中心軸方向一側にて該シリンダボアに連通する流体圧室を形成するための閉塞部材と、前記流体圧室に流体圧を供給する流体圧供給手段と、前記外周面部と前記ボア壁面との間を介して前記ピストン部材の前記中心軸方向他側に流出する流体の流量を計測する計測手段と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１６】
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、シリンダブロック粗材の形状寸法の個体バラツキや、加工用治具であるダミーヘッドをシリンダブロックに組み付けるためのボルト締結部における締結軸力のバラツキや、ダミーヘッドの組付面に対する加工のバラツキ等による影響を受けることなく、ダミーヘッドを組み付けることでシリンダボアに付与する歪形状（ボア変形の形状）を、安定して正確に狙いのものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、発明の実施の形態を説明する。
本発明に係るシリンダブロックの加工方法は、例えば図１および図２に示すように、シリンダブロック１におけるシリンダボア４の仕上げ加工に際し、いわゆるダミーヘッド２０を加工用治具として用いるものである。
すなわち、本発明に係るシリンダブロックの加工方法は、ダミーヘッド２０を、シリンダブロック１が有するシリンダヘッド取付面（以下「ヘッド取付面」という。）２に対して所定の締結軸力（締結力）で組み付けた状態で、ヘッド取付面２に開口する円柱状の孔部であるシリンダボア４に対する仕上げ加工を行うものである。ダミーヘッド２０は、ヘッド取付面２に対して締結部材であるヘッドボルト３を用いて組み付けることでシリンダボア４に対して変形を付与するための加工用治具である。
そして、ヘッドボルト３によるダミーヘッド２０の締結に際し、ダミーヘッド２０のヘッド取付面２に対する組付けにともなうヘッドボルト３の締結操作を行うとともに、この締結操作によるヘッドボルト３の締結軸力の変化にともなう、シリンダボア４を形成するボア壁面５のシリンダボア４の径方向（以下「ボア径方向」という。）の変位量を計測し、その計測した変位量が、所定の変位量となった時のヘッドボルト３の締結軸力を、前記所定の締結軸力とする。
【００１８】
すなわち、ダミーヘッド２０は、前記のとおりシリンダボア４に対して変形を付与するためにシリンダブロック１に組み付けるものであり、その組付けはヘッドボルト３を用いた締結により行う。そして、ヘッドボルト３を締め付けることによりダミーヘッド２０をシリンダブロック１に対して締結固定した状態においては、ヘッドボルト３による締結軸力がシリンダブロック１に作用し、この締結軸力がシリンダブロック１に変形を生じさせ、シリンダボア４の変形（ボア変形）が生じる。かかるボア変形についての変形量は、ヘッドボルト３による締結軸力により変化する。
【００１９】
このような観点から、ボア変形についての変形量を狙いのものとする（シリンダボア４を狙いの歪形状とする）ため、従来は、ダミーヘッド２０のシリンダブロック１に対する組付けに際して、締結軸力の管理の下、ヘッドボルト３による締付けを行っていた。つまり、ダミーヘッド２０を組み付けることにより生じさせるボア変形については、例えばシリンダヘッドの組付け時やエンジンの実働時におけるシリンダボア４の変形形状のような狙いの歪形状がある。また、ヘッドボルト３の締結軸力については、前記のような狙いの歪形状を生じさせるための（狙いの歪形状が生じた状態に対応する）所定の締結軸力がある。そして、ヘッドボルト３による所定の締結軸力が、従来では、ヘッドボルト３の締付けにともなう締結軸力の管理により実現されていた。言い換えると、従来においては、ヘッドボルト３による締結軸力を所定の大きさとすることをもって、シリンダボア４に対して狙いの歪形状のボア変形を付与することとし、締結軸力を管理することを介して間接的にボア変形についての変形量を調節していた。
【００２０】
しかし、締結軸力の管理の下でヘッドボルト３による締付けを行ったとしても、シリンダブロック１においてはその粗材の形状寸法のバラツキ等が存在するため、複数のシリンダブロック１の個体同士あるいは複数のシリンダボア４を有するシリンダブロック１におけるそれぞれのシリンダボア４に対して狙いの歪形状を付与することは難しい。
すなわち、ダミーヘッド２０の組付けに際して、ヘッドボルト３による締結軸力の調節を行うことで、シリンダボア４に対して付与するボア変形を制御しようとすると、ボア変形が不安定になる場合がある。そしてそのボア変形が不安定な状態のシリンダボア４に対する仕上げ加工においては、加工精度にバラツキが生じることとなる。
【００２１】
そこで、本発明に係るシリンダブロック１の加工方法では、ダミーヘッド２０の組付けに際し、ヘッドボルト３の締結軸力の変化にともなうボア変形自体を管理することにより、ボア変形を狙いの変形量（歪形状）とする。
【００２２】
ボア変形を管理するに際しては、ボア変形についての次のような知見を用いることができる。
すなわち、エンジンの実働時において有害なボア変形は、規則性を有する変形であることがわかっている。規則性を有するボア変形は、図７に示すように、シリンダボア４の周囲においてヘッドボルト３によるボルト締結部１６が略等間隔で四か所設けられる構成において生じる。具体的には、規則性を有するボア変形は、ボルト締結部１６に対応する部分が相対的に内側に膨出した状態となり、シリンダボア４の中心軸方向視で円形のシリンダボア４が十字形となるような変形（いわゆる四次変形）である。
【００２３】
このようなボア変形は、シリンダボア４に内装されるピストンに装着されシリンダボア４に対して摺接するピストンリングによるシール性の低下を防止する観点から、ピストンリングの張力（拡がろうとする力）の増大を招く。ピストンリングの張力が増大することは、シリンダボア４における全体的なフリクションの増大を招き、エンジンの実働時における弊害となる。
【００２４】
このように、エンジンの実働時において有害なボア変形が規則性を有する変形であることを踏まえて、ダミーヘッド２０の組付けに際してヘッドボルト３の締結軸力の変化にともなうボア変形を管理する。
具体的には、シリンダボア４の特定部分において、ヘッドボルト３の締結操作に際して、その締結軸力の変化にともなう、ボア壁面５の、ヘッドボルト３の締結前（締結軸力が作用する前）からのボア径方向の変位量を計測する。これは、前記のとおりボア変形についての変形量がヘッドボルト３の締結軸力の大きさによって変化すること、およびボア変形が規則性を有することからシリンダボア４の特定部分の変形量はヘッドボルト３の締結軸力でコントロール可能であることが確認できていることに基づく。
【００２５】
そして、前記のとおり計測したボア壁面５のボア径方向の変位量が、予め設定した所定の変位量となった時点で、ヘッドボルト３の締結操作を終了する。
つまり、シリンダボア４の特定部分において、規則性を有するボア変形に際して変位するボア壁面５が所定の位置となった状態を、シリンダボア４が狙いの歪形状となった状態とし、この状態のシリンダボア４に対して仕上げ加工を行う。したがって、計測に係るボア壁面５のボア径方向の変位量が所定の変位量となった時点でのヘッドボルト３の締結軸力が、「所定の締結軸力」となる。
【００２６】
このように、シリンダブロック１に対してダミーヘッド２０を組み付けることにより、シリンダボア４について、狙いの歪形状つまりエンジンの実働時に生じるボア変形の形状を正確に再現した状態で、シリンダボア４を真円とするための除去加工である仕上げ加工を行うことで、シリンダボア４について所定の真円度を得る。これにより、シリンダブロック１に対して実際にシリンダヘッドが組み付けられて構成されるエンジンの実働時におけるシリンダボア４について、所定の真円度が得られる。
【００２７】
以上のように、ダミーヘッド２０の組付けに際し、ヘッドボルト３の締結軸力の変化にともなうボア変形自体を管理することにより、ヘッドボルト３によるダミーヘッド２０の締結固定を行うことにより、次のような効果が得られる。
すなわち、シリンダブロック１の粗材の形状寸法の個体バラツキや、ダミーヘッド２０をシリンダブロック１に組み付けるためのボルト締結部における締結軸力のバラツキや、ダミーヘッド２０の組付面（ヘッド取付面２および後記組付面２１）に対する加工のバラツキ等による影響を受けることなく、ダミーヘッド２０を組み付けることでシリンダボア４に付与する歪形状（ボア変形の形状）を、安定して正確に狙いのものとすることができる。
以下、本発明に係るシリンダブロックの加工方法およびその方法に用いる装置について、各実施形態に即して説明する。
【００２８】
第一実施形態について、図１〜図４を用いて説明する。図１はダミーヘッド２０が組み付けられた状態のシリンダブロック１を示す斜視図、図２は同じくシリンダボア４に対する仕上げ加工を示す断面図、図３は本発明の第一実施形態に係るシリンダブロック１の加工方法に用いる装置を示す側面一部断面図、図４は同じく平面図である。
【００２９】
まず、図１および図２を用いて、本実施形態に係る加工方法の加工対象であるシリンダブロック１の構成について説明する。なお、以下の説明においては、図２における上下方向をシリンダブロック１における上下方向として説明する。
本実施形態に係るシリンダブロック１は、アルミニウムを材料とする鋳物（鋳造品）であり、その鋳物であるシリンダブロック粗材に対して所定の機械加工が施されることにより構成される。本実施形態に係るシリンダブロック１は、Ｖ型六気筒エンジンを構成するものであり、Ｖ型を構成するそれぞれの方向（斜め上方）に延出されるバンク６、７と、各バンク６、７から下方に延出するスカート８とを備える。
【００３０】
各バンク６、７の先端面部（上面部）に、シリンダヘッド（図示略）が組み付けられるヘッド取付面２が形成される。各バンク６、７は、一列に並んだ状態で配設される三個のシリンダボア４を有する。つまり、シリンダブロック１は計六個のシリンダボア４を有する。シリンダボア４は、各バンク６、７の延出方向を中心軸方向として形成される円柱状の孔部であって、ピストン（図示略）を摺動可能に内装するものであり、各バンク６、７のヘッド取付面２に開口する。シリンダボア４は、筒状のシリンダライナ（図示略）が鋳ぐるみや圧入等によって内装されること等により形成される。
【００３１】
各バンク６、７においてシリンダボア４の周囲の部分を形成する壁部には、シリンダボア４を囲むようにしてウォータジャケット９が形成される。ウォータジャケット９は、ヘッド取付面２側に開口する。つまり、本実施形態のシリンダブロック１は、ウォータジャケット９がヘッド取付面２側に開放されているオープンデッキ型の構造となっている。
また、各バンク６、７においてシリンダボア４の周囲の部分を形成する壁部には、図１および図２においては図示を省略するが、シリンダヘッドをシリンダブロック１に対して締結するためのヘッドボルトがねじ込まれるボルト穴１０が設けられている（図４および図７参照）。ボルト穴１０は、ヘッド取付面２側に開口する。本実施形態では、ボルト穴１０は、各シリンダボア４の周囲において略等間隔で四個設けられるとともに（図４参照）、隣り合うシリンダボア４間においては二個のボルト穴１０が共用される。したがって、前記のとおり一列に並んだ状態で配設される三個のシリンダボア４を有するバンク６、７においては、それぞれ計八個のボルト穴１０が設けられることとなる。
【００３２】
図２に示すように、各バンク６、７の下方（シリンダボア４の下方）においては、スカート８で囲まれた空間としてクランクケース１１が形成されている。なお、スカート８の下側にはオイルパン（図示略）が取り付けられる。
クランクケース１１内においては、各バンク６、７において隣り合うシリンダボア４間に対応する部分に、クランクシャフトを支持するための隔壁部である主軸受部（バルクヘッド）１２が設けられる。主軸受部１２に対しては、その下方からクランクキャップ１３が組み付けられる。クランクキャップ１３は、主軸受部１２に対してボルト１４が用いられて締結固定される。主軸受部１２およびクランクキャップ１３には、それぞれ半円状の軸受面１２ａ、１３ａが形成されている。これら軸受面１２ａ、１３ａが、クランクキャップ１３が主軸受部１２に組み付けられることで互いに対向した状態となり、軸孔１５が形成される。この軸孔１５に、クランクシャフトのクランクジャーナル（主軸部）がクランクベアリング（軸受メタル）を介する等して支承されることで、クランクシャフトが支持される。
【００３３】
このような構成を備えるシリンダブロック１に対し、シリンダボア４に対する仕上げ加工に際してダミーヘッド２０が組み付けられる。
ダミーヘッド２０は、シリンダブロック１に対してシリンダヘッドと同様にして組み付けられる。つまり、ダミーヘッド２０は、バンク６、７それぞれにおけるヘッド取付面２に対してヘッドボルト３およびボルト穴１０が用いられて締結固定されることにより組み付けられる。これにより、シリンダブロック１が、そのシリンダボア４に対して変形が付与された状態となる。
【００３４】
ダミーヘッド２０は、全体として少なくともヘッド取付面２の大きさに対応する大きさを有する略矩形板状の部材として構成される。図２に示すように、ダミーヘッド２０は、その一側（下側）の板面に、ヘッド取付面２の所定の部分に対して接触する面となる組付面２１を有する。つまり、ダミーヘッド２０がシリンダブロック１に組み付けられた状態で、組付面２１がヘッド取付面２におけるシリンダボア４の周縁部等の所定の部分に対して接触した状態となる。
ダミーヘッド２０は、シリンダブロック１に組み付けられた状態で各シリンダボア４に対応する位置に、シリンダボア４に対する仕上げ加工を許容するための貫通孔となる孔部２２を有する。つまり、ダミーヘッド２０がシリンダブロック１に組み付けられた状態で、シリンダボア４と孔部２２とが連通した状態となり、この孔部２２を介してシリンダボア４に対する仕上げ加工が行われる。本実施形態では、前記のとおりシリンダブロック１の各バンク６、７は一列に並ぶ三個のシリンダボア４を有するため、ダミーヘッド２０は、それらのシリンダボア４に対応する配置で三個の孔部２２を有する。
【００３５】
ダミーヘッド２０は、前記のとおりヘッドボルト３が用いられてシリンダブロック１に対してボルト締結により組み付けられる。ヘッドボルト３は、ダミーヘッド２０において組付面２１に対して略垂直方向に形成されるボルト挿通孔２３（図２参照）を介してダミーヘッド２０を貫通するとともに、ヘッド取付面２に設けられるボルト穴１０（図４参照）にねじ込まれる。
ボルト挿通孔２３は、ダミーヘッド２０において、ヘッド取付面２に設けられるボルト穴１０に対応する位置に設けられる。したがって、本実施形態では、ボルト挿通孔２３は、各孔部２２の周囲において略等間隔で四個設けられるとともに、隣り合う孔部２２間においては二個のボルト挿通孔２３が共用されて、計八個設けられることとなる。
【００３６】
このような構成のダミーヘッド２０が組み付けられた状態のシリンダブロック１に対し、そのシリンダボア４について所定の真円度を得るための仕上げ加工として、ホーニング加工が行われる。
ホーニング加工は、図２に示すように、ホーニング用の砥石２７を有するホーンヘッド２６と、ホーンヘッド２６を案内するホーンガイド２８とを備える構成が用いられて行われる。
【００３７】
ホーンヘッド２６は、全体として略円柱状に構成される。ホーンヘッド２６が有すると砥石２７は、ホーンヘッド２６の外周面部に例えば周方向に等間隔を隔てた状態で環状に配設される。ホーンヘッド２６は、図示せぬ駆動手段によって軸方向の移動および軸心を回転軸とする回転が可能に設けられる主軸２９の先端部（下端部）に構成される。つまり、ホーンヘッド２６は、主軸２９を介して軸方向の運動および回転運動が可能な状態で設けられる。ホーンヘッド２６は、このような動きをともなってシリンダボア４に対して砥石２７を作用させる。
ホーンガイド２８は、ホーンヘッド２６のシリンダボア４に対する位置決め等を行うための構成である。ホーンガイド２８は、主軸２９を含めたホーンヘッド２６の軸方向の運動等を許容するためのガイド孔２９ａを有する。ホーンガイド２８は、ガイド孔２９ａを介して運動するホーンヘッド２６を案内する。
【００３８】
ホーニング加工に際しては、シリンダボア４に対して所定の状態で位置決めされたホーンガイド２８に案内されるホーンヘッド２６の回転運動等により、シリンダボア４を形成するボア壁面５が砥石２７によって研削加工される。
なお、各バンク６、７のシリンダボア４に対する加工に際しては、例えば、シリンダブロック１が、クランクシャフトの仮想軸線の回りに旋回されること等により、各バンク６、７のシリンダボア４が、ホーンヘッド２６（主軸２９）に対して同軸上に位置決めされる。
【００３９】
以上のような構成態様において、シリンダブロック１に対するダミーヘッド２０の組付けに際し、次のような方法を用いる。
すなわち、ダミーヘッド２０のヘッド取付面２に対する組付けにともなうヘッドボルト３の締結操作を行うとともに、この締結操作によるヘッドボルト３の締結軸力の変化にともなう、ボア壁面５のボア径方向の変位量（以下「ボア壁面変位量」という。）を計測し、その計測した変位量が、所定の変位量となった時のヘッドボルト３の締結軸力を、前記所定の締結軸力とする。
そして、本実施形態においては、前記所定の変位量を、ボア壁面５を測定対象面とし、このボア壁面５におけるシリンダボア４の中心軸方向（以下「ボア軸心方向」という。）および周方向（以下「ボア周方向」という。）についての所定の部位の前記変位量を検出するギャップセンサを用いて検出する。
【００４０】
本実施形態に係るシリンダブロックの加工方法に用いる装置（以下、本実施形態において「本装置」という。）の構成について、図３および図４を用いて説明する。
図３および図４に示すように、本装置は、前記のとおりボア壁面５のボア周方向の変位を検出するためのギャップセンサ３１と、このギャップセンサ３１を保持するピストン部材３２と、このピストン部材３２に外嵌される位置決めリング３３とを備える。
【００４１】
ギャップセンサ３１は、ボア壁面５を測定対象面とし、このボア壁面５におけるボア軸心方向およびボア周方向についての所定の部位（特定部分）の、ヘッドボルト３の締結軸力の変化にともなうボア径方向の変位量を検出する。
ギャップセンサ３１は、シリンダボア４内において、検出部側がボア壁面５に対向する姿勢で一または複数（本実施形態では四個）配置される。また、ギャップセンサ３１は、ボア壁部５における所定の部位との間の距離（図３に示す符号ｇ１参照）に対応した信号を出力し、ボア壁面変位量を検出する。つまり、ギャップセンサ３１から出力される検出信号は、ボア壁面変位量に対応したものとなり、この検出信号に基づき、ボア壁面変位量が求められる。
【００４２】
ギャップセンサ３１としては、公知のギャップセンサを用いることができ、非接触式センサや接触式センサ等、その種類は特に限定されない。つまり、ギャップセンサ３１は、ダミーヘッド２０の組付けにともなうヘッドボルト３の締付けによってシリンダブロック１に作用する締結軸力によって生じるボア変形（以下「ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形」という。）にともなうボア壁面５のボア径方向の変位が検出できる程度の精度（μｍオーダーの精度）を有するものであればよい。具体的には、ギャップセンサ３１としては、例えば、渦電流式や静電容量式のもの、あるいはレーザーセンサや超音波センサ等を用いることができる。
なお、ギャップセンサ３１は、図示せぬ配線等を介して、ギャップセンサ３１から出力される検出信号に基づいてボア壁面変位量を計測するための計測器等に適宜接続される。
【００４３】
ピストン部材３２は、シリンダボア４に挿入可能な円筒状の外周面部３４を有し、シリンダボア４に対して摺動可能に内装されるとともに、外周面部３４にギャップセンサ３１を保持する。
ピストン部材３２は、全体として円筒状の外形を有するように構成され、その円筒状の外周部が外周面部３４となる。ピストン部材３２の外径（外周面部３４の直径）は、外周面部３４がシリンダボア４に対して挿入可能となるように、シリンダボア４の内径（直径）に対して若干小さく設定される。具体的には、ピストン部材３２の外径は、ピストン部材３２がシリンダボア４内においてシリンダボア４に対して同心状態に位置決めされた状態（センタリングされた状態）で、外周面部３４が、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形の妨げにならない程度の大きさに設定される。つまり、ピストン部材３２がシリンダボア４に対してセンタリングされた状態で、外周面部３４とボア壁面５との間に、少なくともダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形を許容する大きさのクリアランス（隙間）が生じた状態となる。
【００４４】
ピストン部材３２の外周面部３４における所定の位置には、ギャップセンサ３１を保持するための保持穴３２ａが設けられる。保持穴３２ａは、外側に向けて開口する穴部である。この保持穴３２ａに対して、ギャップセンサ３１が、例えば嵌合されること等により保持される。
【００４５】
位置決めリング３３は、環状の部材であり、ピストン部材３２の外周面部３４に外嵌された状態で設けられる。位置決めリング３３は、ピストン部材３２の外周面部３４に周設される外周溝３２ｂに嵌合される。位置決めリング３３は、ピストン部材３２に対して一または複数か所（本実施形態では二か所）に設けられる。
ピストン部材３２の外周面部３４に外嵌された状態の位置決めリング３３は、ピストン部材３２がシリンダボア４に挿入された状態で、ボア壁面５に対して全周にわたって接触した状態となる。つまり、ピストン部材３２は、位置決めリング３３を介してシリンダボア４に対して摺動可能に内装された状態となる。このようにピストン部材３２の外周面部３４とボア壁面５との間に、位置決めリング３３が介在する状態においては、外周面部３４とボア壁面５との間の間隔が全周にわたって一定の状態となる。つまりは、円柱状の孔部であるシリンダボア４と円筒状のピストン部材３２とが同心状態となる。
【００４６】
このように、本実施形態では、位置決めリング３３が、ピストン部材３２をシリンダボア４に対して同心状態に位置決めするセンタリング手段として機能する。つまり、ピストン部材３２は、位置決めリング３３によりシリンダボア４に対してセンタリングされた状態で、シリンダボア４内を摺動する。
ピストン部材３２が、位置決めリング３３によってシリンダボア４に対して同心状態に位置決めされることにより、ピストン部材３２に保持されるギャップセンサ３１の、ボア軸心方向に対する垂直面方向におけるボア壁面５に対する位置決めが行われることとなる。これにより、ボア壁面変位量を検出対象とするギャップセンサ３１による検出が正確なものとなる。
【００４７】
また、位置決めリング３３は、例えばゴム等を素材として構成されることにより、ピストン部材３２とボア壁面５との間に介装された状態で、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形の妨げにならない程度（ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形を許容する程度）の弾性を有する。位置決めリング３３としては、市販のＯリングを用いることができる。
本実施形態においては、位置決めリング３３は、ピストン部材３２に対してその摺動方向（図３における上下方向）に所定の間隔を隔てて二か所設けられているが、位置決めリング３３が設けられる数は特に限定されない。位置決めリング３３が設けられる数は、位置決めリング３３の有する弾性や線状部分の径（太さ）等が考慮され、前述したようなセンタリング手段としての機能を有するとともにダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形を許容する観点等に基づいて設定される。
【００４８】
ピストン部材３２のシリンダボア４に対する摺動は、本実施形態においては、ピストン部材３２の一端部に連結される操作ロッド３５を介して行われる。
操作ロッド３５は、その一端部が、ピストン部材３２の一側に突設されるステー３６に連結部３７を介して連結されることにより、ピストン部材３２に連結される。ステー３６は、ピストン部材３２の一側（下側）に形成される円柱状の凹部３９内において、その略中央部に凹部３９の開口側（下側）に向けて突設される。
【００４９】
このようにしてピストン部材３２に連結される操作ロッド３５（の連結部３７）が、ピストン部材３２の摺動方向（ボア軸心方向）に操作されることにより、シリンダボア４に内装された状態のピストン部材３２が、シリンダボア４に対して摺動する。この操作ロッド３５を介するピストン部材３２の摺動操作に際しては、例えば次のような構成が用いられる。
すなわち、連結部３７において、操作ロッド３５の一端部が回転可能に支持されるとともに、操作ロッド３５の他端部が、クランク機構を有する軸部材（例えばエンジンを構成するクランクシャフト）に連結される構成である。かかる構成においては、前記軸部材の回転運動が、ピストン部材３２の直線運動に変換される。また、操作ロッド３５を介するピストン部材３２の摺動操作に際しては、操作ロッド３５が直線運動（上下運動）するように操作される構成であってもよい。
【００５０】
このような構成により、ギャップセンサ３１を所定の部位に保持するピストン部材３２が、シリンダボア４に対して、ボア軸心方向（上下方向）に摺動可能に内装される。
そして、ピストン部材３２のシリンダボア４に対する挿入、およびシリンダボア４に内装された状態のピストン部材３２の摺動操作により、ギャップセンサ３１がボア壁面５におけるボア軸心方向およびボア周方向についての所定の部位（特定部分）に対応する位置となるように、ピストン部材３２が位置決めされる。
【００５１】
具体的には、ピストン部材３２が、その保持するギャップセンサ３１がボア壁面５におけるボア周方向についての所定の部位に対応する位置（角度）となる状態で、シリンダボア４に挿入される。ここで、ピストン部材３２のシリンダボア４に対する挿入方向は上下いずれからであってもよい。
シリンダボア４に挿入された状態のピストン部材３２が、ギャップセンサ３１がボア壁面５におけるボア軸心方向についての所定の部位に対応する位置となるように摺動操作される。これにより、ギャップセンサ３１のボア軸心方向における位置が調整される。そして、ギャップセンサ３１が、ボア壁面５におけるボア軸心方向およびボア周方向についての所定の部位に対応する位置となった状態で、ピストン部材３２が操作ロッド３５を介して位置決めされる。
【００５２】
なお、ピストン部材３２は、ボア周方向について回転可能に構成されてもよい。この場合、ピストン部材３２は、例えば操作ロッド３５を介して回転可能に構成される。かかる構成を採用することにより、シリンダボア４に内装された状態のピストン部材３２についての回転操作が可能となる。これにより、ピストン部材３２がシリンダボア４に内装された状態でのギャップセンサ３１のボア周方向に対する位置の調整が可能となる。
【００５３】
このような構成を備える本装置を用いたシリンダブロック１の加工方法について説明する。
シリンダブロック１の加工に際しては、ダミーヘッド２０をシリンダブロック１に対して組み付ける。つまり、ダミーヘッド２０の組付面２１をヘッド取付面２の所定の部分に対して接触させた状態で、ボルト挿通孔２３を介してボルト穴１０にねじ込まれるヘッドボルト３の締結操作を行う。
【００５４】
ダミーヘッド２０の組付けにともなうヘッドボルト３の締結操作を行う前に、ギャップセンサ３１を、ボア壁面５における所定の部位（特定部分）に対応するように位置させる。すなわち、前述したようにピストン部材３２のシリンダボア４に対する挿入および摺動操作を行うことにより、ピストン部材３２をシリンダボア４に対して所定の状態で位置決めすることで、ピストン部材３２を介してギャップセンサ３１の位置決めを行う。
【００５５】
ギャップセンサ３１をボア壁面５の所定の部位に対して位置決めした状態で、ヘッドボルト３の締結操作を行う。ヘッドボルト３の締結操作は、機械作業あるいは作業者による手作業により行う。このヘッドボルト３の締結操作を行うとともに、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形にともなうボア壁面変位量を、ギャップセンサ３１を用いて計測する。
【００５６】
そして、ギャップセンサ３１により計測したボア壁面変位量が、所定の変位量となった時点で、シリンダボア４が狙いの歪形状になったとして、ヘッドボルト３の締結操作を終了する。このように、ボア壁面変位量についての所定の変位量を、ギャップセンサ３１を用いて検出する。つまり、ボア壁面変位量について「所定の変位量」とは、シリンダボア４が狙いの歪形状となった状態でのボア壁面５の変位量であり、ギャップセンサ３１により検出されるボア壁面変位量が、所定の変位量となった時点で、ヘッドボルト３の締結操作を終了する。
なお、ボア壁面変位量の計測に際しては、ギャップセンサ３１をボア壁面５における所定の部位に対して位置決めした時点でのボア壁面５の位置をゼロ点とする。したがって、ボア壁面変位量とは、ダミーヘッド２０の組付けにともなうヘッドボルト３の締結軸力がシリンダブロック１に作用していない状態からの、ボア壁面５の変位量となる。
【００５７】
ボア壁面変位量についての所定の変位量の検出に際しては、例えば以下に示すような方法を用いることができる。
ギャップセンサ３１がピストン部材３２に対して複数設けられる場合、つまりボア壁面５における複数の部位についてボア壁面変位量を計測する場合には、次のような方法を用いる。
すなわち、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形にともなうボア壁面変位量が比較的大きい部位および比較的小さい部位それぞれについて、ボア壁面変位量を計測する。そして、各部位についてのボア壁面変位量の差を求め、このボア壁面変位量の差が所定の大きさになった状態を、ボア壁面変位量が所定の変位量となった状態として検出する。これは、前述したようにエンジンの実働時において有害なボア変形が規則性を有する変形であることに基づく。
【００５８】
また、同じくギャップセンサ３１がピストン部材３２に対して複数設けられる場合の方法としては、ボア壁面変位量についての所定の変位量として、変位量の値について幅を有する変位量の所定の範囲（許容範囲）を予め設定する。そして、各ギャップセンサ３１によって計測されるボア壁面変位量が、前記所定の範囲内となるようにヘッドボルト３の締結操作を行う。つまり、複数あるギャップセンサ３１それぞれによって計測されるボア壁面変位量が、前記所定の範囲内となるように、ヘッドボルト３の締結操作として各ヘッドボルト３の締付け具合の調節（締付け力の力加減）を行う。この場合、各ギャップセンサ３１によって計測されるボア壁面変位量が、前記所定の範囲内となった状態を、ボア壁面変位量が所定の変位量となった状態として検出する。
なお、この場合、前述したようにエンジンの実働時において有害なボア変形が規則性を有する変形であることに基づき、各ギャップセンサ３１によって検出するボア壁面５の部位に合わせて、前記所定の範囲を適宜異なるものとして設定してもよい。
【００５９】
上述のような、ギャップセンサ３１がピストン部材３２に対して複数設けられる場合に用いる方法は、それぞれを単独で用いても、組み合わせて用いてもよい。
また、ピストン部材３２に対して一つのギャップセンサ３１が設けられる場合、つまりボア壁面５における一つの部位についてボア壁面変位量を計測する場合には、そのギャップセンサ３１によって計測されるボア壁面変位量が、予め設定した変位量に達した状態や、前記のような所定の範囲内となった状態を、ボア壁面変位量が所定の変位量となった状態として検出する。
【００６０】
以上に示すような方法・装置を用いて、ボア壁面変位量についての所定の変位量の検出を行う。そして、ボア壁面変位量についての所定の変位量を検出した時点で、ヘッドボルト３の締結操作を終了する。これにより、ダミーヘッド２０のシリンダブロック１に対する組付けが完了する。つまりは、シリンダボア４に対して、ダミーヘッド２０を組み付けることによるボア変形が付与された状態となる。この状態で、シリンダボア４に対する仕上げ加工として、前述したようなホーニング加工を行う。
【００６１】
このように、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形（ボア壁面変位量）を管理しながら、ヘッドボルト３の締付け具合を調節し、ヘッドボルト３の締結操作を行うことにより、前述したように、シリンダブロック１の粗材の形状寸法の個体バラツキ等による影響を受けることなく、ダミーヘッド２０を組み付けることでシリンダボア４に付与する歪形状（ボア変形の形状）を、安定して正確に狙いのものとすることができる。
そして、本実施形態においては、ボア壁面変位量の管理に際し、シリンダボア４についての狙いの歪形状に対応する所定の変位量を、ギャップセンサ３１を用いて検出することで、ボア壁面変位量を直接的に移動距離として計測することが可能となり、ボア壁面変位量の計測に際して精度の高い計測を行うことができる。
【００６２】
また、本実施形態においては、ボア軸心方向およびボア周方向についての所定の部位のボア壁面変位量を検出するギャップセンサ３１について、ボア壁面５におけるボア周方向についての所定の部位に、シリンダボア４の円周形状におけるヘッドボルト３によるボルト締結部１６に対応する位相の部位を含むことが好ましい。
【００６３】
ここで、シリンダボア４の円周形状における「位相」とは、次のとおりである。すなわち、円柱状の孔部であるシリンダボア４は、その中心軸方向視で円周形状となる。このシリンダボア４の円周形状に対しては、中心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、シリンダボア４の円周形状に対する「位相」となる。
したがって、シリンダボア４の円周形状におけるヘッドボルト３によるボルト締結部１６に対応する位相とは、図４に示すように、シリンダボア４が円周形状となるその中心軸方向視において、中心軸の位置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）からボルト締結部１６およびその近傍部分を含む方向の所定の角度範囲α１となる。本実施形態のように、ボルト締結部１６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１６に対応する位相（角度範囲α１）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。そして、このようなボルト締結部１６に対応する位相の部位が、ボア壁面５におけるギャップセンサ３１による検出部位に含まれる。
以下では、シリンダボア４の円周形状に対してヘッドボルト３によるボルト締結部１６に対応する位相を「ボルト位相」とする。
【００６４】
本実施形態においては、ピストン部材３２に対して四個設けられるギャップセンサ３１が、ピストン部材３２がシリンダボア４に対して位置決めされた状態で、それぞれボルト位相の部位に対応して位置するように設けられる。
すなわち、図４に示すように、ピストン部材３２の外周面部３４において、四個のギャップセンサ３１が、周方向に対してボルト位相の部位に対応する角度間隔を隔てた状態で設けられる。そして、各ギャップセンサ３１が、ボア壁面５におけるボルト位相の部位に対応する位置となる状態で、ピストン部材３２がシリンダボア４に対して挿入される。
【００６５】
このように、本装置においては、四個のギャップセンサ３１が、ボルト位相の部位に対応するように、外周面部３４に対して設けられている。つまり、ピストン部材３２がシリンダボア４に対して位置決めされ、ピストン部材３２がその外周面部３４をシリンダボア４に挿入させた状態で、各ギャップセンサ３１が、ボア壁面５におけるボア周方向についてボルト位相の部位に対して対向した状態となる。
なお、複数のギャップセンサ３１がピストン部材３２に対して設けられる構成において、複数のギャップセンサ３１のうちの一部が、ボルト位相の部位に対応するように設けられてもよい。
【００６６】
このように、ギャップセンサ３１によってボア壁面変位量を計測する、ボア壁面５におけるボア周方向についての所定の部位に、ボルト位相の部位を含むことにより、ボア壁面変位量についての所定の変位量の検出に際して確実性を向上することができる。
すなわち、ボア壁面５におけるボルト位相の部位は、前述したようにエンジンの実働時において有害なボア変形が規則性を有する変形であることに基づき、ボア壁面変位量が比較的大きい部位であることがわかっている。このため、ギャップセンサ３１によってボルト位相の部位についてボア壁面変位量を計測することにより、所定の変位量を確実に検出することができる。
【００６７】
第二実施形態について、図５および図６を用いて説明する。図５は本発明の第二実施形態に係るシリンダブロック１の加工方法に用いる装置を示す側面一部断面図、図６は同じく平面一部断面拡大図である。なお、第一実施形態と共通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。
【００６８】
本実施形態では、ボア壁面変位量を、シリンダボア４の径方向断面の面積として計測する。つまり、ボア壁面変位量を、シリンダボア４に内装される他の部材（後記ピストン部材４２）との関係により生じる隙間の大きさ（面積）として計測する。そして、シリンダボア４の径方向断面の面積が所定の値となった状態を、ボア壁面変位量が前述した所定の変位量となった状態として検出する。
すなわち、前述したようにエンジンの実働時において有害なボア変形は規則性を有する変形であるため（図７参照）、シリンダボア４の径方向断面の面積を、ボア壁面変位量として関連づけることができる。つまり、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形についての変形の過程は、前記のような規則性を有する変形に基づいて把握することがでるため、シリンダボア４の径方向断面の面積から、ボア壁面変位量を導くことができる。さらにいうと、シリンダボア４の径方向断面の面積が、ボア壁面５における所定の部位のボア壁面変位量に対応することとなる。
【００６９】
そこで、本実施形態に係るシリンダブロック１の加工方法においては、図５に示すように、ボア壁面変位量についての所定の変位量を、シリンダボア４に挿入可能な円筒状の外周面部４４を有するピストン部材４２を、シリンダボア４に対して同心状態で挿入し、シリンダボア４に対してピストン部材４２のボア軸心方向一側から流体圧を供給し、外周面部４４とボア壁面５との間を介してピストン部材４２のボア軸心方向他側に流出する流体の流量を計測することにより検出する。
つまり、次に説明するシリンダブロック１の加工方法では、シリンダボア４の径方向断面の面積を、ボア壁面５とピストン部材４２との間において、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形によって生じる隙間を流れる流体の流量として計測する。そして、前記隙間を流れる流体の流量が所定の値となった状態を、ボア壁面変位量が前述した所定の変位量となった状態として検出する。
【００７０】
本実施形態に係るシリンダブロックの加工方法に用いる装置（以下、本実施形態において「本装置」という。）の構成について、図５および図６を用いて説明する。
図５に示すように、本装置は、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形を部分的にボア壁面５との間の隙間とするためのピストン部材４２と、このピストン部材４２に外嵌される位置決めリング４３と、同じくピストン部材４２に外嵌されるシールリング４５とを備える。
【００７１】
ピストン部材４２は、シリンダボア４に挿入可能な円筒状の外周面部４４を有し、シリンダボア４に対して摺動可能に内装される。
ピストン部材４２は、全体として円筒状の外形を有するように構成され、その円筒状の外周部が外周面部４４となる。ピストン部材４２の外径（外周面部４４の直径）は、外周面部４４がシリンダボア４に対して挿入可能となるように、シリンダボア４の内径（直径）に対して若干小さく設定される。具体的には、ピストン部材４２の外径は、ピストン部材４２がシリンダボア４内においてシリンダボア４に対して同心状態に位置決めされた状態（センタリングされた状態）で、外周面部４４が、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形の妨げにならない程度の大きさに設定される。つまり、ピストン部材４２がシリンダボア４に対してセンタリングされた状態で、外周面部４４とボア壁面５との間に、少なくともダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形を許容する大きさのクリアランス（隙間）が生じた状態となる。
ピストン部材４２のシリンダボア４に対する摺動は、第一実施形態におけるピストン部材３２と同様にして、ピストン部材４２の一端部に連結される操作ロッド３５を介して行われる。
【００７２】
位置決めリング４３は、第一実施形態における位置決めリング３３と同様の部材である。したがって、本実施形態では、位置決めリング４３が、ピストン部材４２をシリンダボア４に対して同心状態に位置決めするセンタリング手段として機能する。つまり、ピストン部材４２は、位置決めリング４３によりシリンダボア４に対してセンタリングされた状態で、シリンダボア４内を摺動する。
なお、位置決めリング４３は、ピストン部材４２の外周面部４４に周設される外周溝４２ｂに嵌合される。また、本実施形態では、位置決めリング４３は、ピストン部材４２に対して一か所に設けられる。
【００７３】
シールリング４５は、環状の部材であり、ピストン部材４２の外周面部４４に外嵌された状態で設けられる。シールリング４５は、ピストン部材４２の外周面部４４に周設される外周溝４２ｃに嵌合される。
ピストン部材４２の外周面部４４に外嵌された状態のシールリング４５は、ピストン部材４２がシリンダボア４に挿入された状態で、ボア壁面５に対して全周にわたって接触した状態となる。つまり、ピストン部材４２は、位置決めリング４３およびシールリング４５を介してシリンダボア４に対して摺動可能に内装された状態となる。このようにピストン部材４２の外周面部４４とボア壁面５との間に、位置決めリング４３およびシールリング４５が介在する状態においては、外周面部４４とボア壁面５との間の間隔が全周にわたって一定の状態となる。つまりは、円柱状の孔部であるシリンダボア４と円筒状のピストン部材４２とが同心状態となる。
【００７４】
シールリング４５は、例えば硬質ゴムや金属等を素材として構成されることにより、位置決めリング４３よりも高い剛性を有する。また、シールリング４５は、ピストン部材４２とボア壁面５との間に介装された状態で、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形に追従しない程度の剛性を有する。
シールリング４５が有する剛性は、具体的には次のような作用をともなう程度となる。ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形には、ボア壁面５が部分的にボア径方向外側に変位する変形がある。かかる変形に対し、シールリング４５は、ボア壁面５の変位に追従することなく、ピストン部材４２がシリンダボア４に挿入された状態（ダミーヘッド２０の組付けにともなうヘッドボルト３の締結軸力がシリンダブロック１に作用していない状態）での外形形状である円周形状を保つ。つまり、シールリング４５は、ボア壁面５の部分的なボア径方向外側への変位に追従できない弾性特性を有する。
【００７５】
なお、シールリング４５を構成する素材の選択は、シリンダボア４に対する仕上げ加工（ホーニング加工）前の状態でのシリンダボア４の真円度を損なわない観点から、シールリング４５が有する剛性により、ピストン部材４２のシリンダボア４に対する挿入がいわゆる金属同士等の圧入にならない程度となるように行われる。
【００７６】
シールリング４５が前記のような特性（剛性）を有することにより、次のような作用が得られる。
図６に、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形によってボア壁面５が部分的にボア径方向外側に変位した場合（図中、白抜き矢印参照）を示す。この場合、シールリング４５はボア壁面５の変位に追従することなく、ボア壁面５がボア径方向外側に変位した部分において、シールリング４５とボア壁面５との間に隙間４６が形成される。なお、図６における隙間４６は、実際にはシリンダボア４の大きさとの対比において極めて小さいものであるが、説明の便宜のため誇張して示してある。
【００７７】
このように、シールリング４５は、ピストン部材４２の外周面部４４とボア壁面５との間に介在することにより、ピストン部材４２がシリンダボア４に挿入された状態からのボア壁面５の変位（具体的にはボア径方向外側の変位）を、ピストン部材４２とボア壁面５との間の隙間として生じさせる。つまり、ピストン部材４２は、シールリング４５を介することにより、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形を、ボア壁面５との間の隙間とする。
すなわち、本実施形態においては、シールリング４５が、ピストン部材４２に外嵌され、外周面部４４がシリンダボア４に挿入された状態で外周面部４４とボア壁面５との間に介在するとともに、ヘッドボルト３の締結軸力の変化にともなうボア壁面５のボア径方向の変位に追従しない程度の剛性を有する隙間確保手段として機能する。
【００７８】
なお、本実施形態では、センタリング手段としての位置決めリング４３と、隙間確保手段としてのシールリング４５とが別部材により構成されているが、これらは共通の部材により構成されてもよい。この場合、シールリング４５が、隙間確保手段兼センタリング手段として用いられる。
【００７９】
このような構成により、シールリング４５を有するピストン部材４２が、シリンダボア４に対して、ボア軸心方向（上下方向）に摺動可能に内装される。
そして、シリンダボア４に内装された状態のピストン部材４２の摺動操作により、シールリング４５がボア壁面５におけるボア軸心方向についての所定の部位に対応する位置となるように、ピストン部材４２が位置決めされる。
【００８０】
具体的には、シリンダボア４に挿入された状態のピストン部材４２が、シールリング４５がボア壁面５におけるボア軸心方向についての所定の部位に対応する位置となるように摺動操作される。これにより、シールリング４５のボア軸心方向における位置が調整される。そして、シールリング４５が、ボア壁面５におけるボア軸心方向についての所定の部位に対応する位置となった状態で、ピストン部材４２が操作ロッド３５を介して位置決めされる。
【００８１】
また、本装置は、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形によるシリンダボア４の径方向断面の面積、つまり前述のようにボア変形にともなってシールリング４５を介してピストン部材４２の外周面部４４とボア壁面５との間に生じる隙間４６の大きさ（面積）を計測するための構成として、次のような構成を備える。
すなわち、本装置は、図５に示すように、ピストン部材４２のボア軸心方向一側にてシリンダボア４に連通する流体圧室５０を形成するための閉塞部材５１と、流体圧室５０に空気圧を供給するためのエアポンプ５２と、外周面部４４とボア壁面５との間（隙間４６）を介してピストン部材４２のボア軸心方向他側に流出する空気の流量を計測するための流量計５３とを備える。
【００８２】
流体圧室５０は、ダミーヘッド２０のヘッドボルト３によるシリンダブロック１に対する締結固定が行われる前の状態、つまりダミーヘッド２０の組付面２１がヘッド取付面２における所定の部分に接触するようにダミーヘッド２０がセットされた状態において、閉塞部材５１により形成される。
【００８３】
閉塞部材５１は、ダミーヘッド２０の孔部２２に対して、蓋状あるいは栓状の部材として構成される。閉塞部材５１は、前記のとおりセットされた状態のダミーヘッド２０において、シリンダボア４と連通した状態となる孔部２２を閉塞する。これにより、ダミーヘッド２０がセットされた状態のシリンダブロック１において、シリンダボア４におけるピストン部材４２のボア軸心方向一側（上側）に略密閉空間となる流体圧室５０が形成される。つまり、流体圧室５０は、シリンダボア４内におけるピストン部材４２の上側の空間と、このシリンダボア４に連通するダミーヘッド２０の孔部２２の内部空間とを含む空間が、閉塞部材５１と、シールリング４５（位置決めリング４３）とにより塞がれることによって略密閉空間として形成される。
【００８４】
エアポンプ５２は、配管等により構成される供給路５４を介して流体圧室５０に対して接続される。エアポンプ５２は、例えば大気を吸引すること等により空気を所定の圧力で吐出することにより、供給路５４を介して流体圧室５０に対して所定の空気圧を供給する。なお、流体圧室５０とエアポンプ５２との間（供給路５４）には、開閉弁等が適宜設けられる。
このように、本実施形態においては、エアポンプ５２が、流体圧室５０に流体圧を供給する流体圧供給手段として機能する。なお、本実施形態では、流体圧室５０に供給する流体圧として空気圧（流体として空気）が用いられているが、これに限定されるものではなく、他の流体（空気以外の気体や液体）が用いられてもよい。
【００８５】
流量計５３は、エアポンプ５２により流体圧室５０に対して所定の空気圧が供給された状態において、ダミーヘッド２０の組付けにともなうボア変形によって生じる、ピストン部材４２の外周面部４４とボア壁面５との間の隙間４６から流出する空気の流量（空気量）を計測する。
前記隙間４６から流出する空気は、所定の経路を経て流量計５３に導かれる。前記所定の経路は、ピストン部材４２に形成される導出路５５等により構成される。導出路５５は、隙間４６から流出する空気が、流体圧室５０に対してピストン部材４２の下流側（下側）に導かれるように形成される。具体的には、導出路５５は、ピストン部材４２とボア壁面５との間の空間であって、隙間４６を介して空気が流出する空間（流体圧室５０に対してシールリング４５よりも下流側（下側）の空間）が、流体圧室５０に対してピストン部材４２の下流側（下側）の空間（凹部３９）に対して開通するように形成される。
【００８６】
導出路５５を介してピストン部材４２の下側に排出される空気は、捕集室５６により集められる。捕集室５６は、シリンダボア４におけるピストン部材４２の流体圧室５０側と反対側の開口部が、被覆部材５７により覆われることにより略密閉空間として形成される。この捕集室５６に対して、流量計５３が排出路５８を介して接続される。
このような構成により、隙間４６から流出する空気は、導出路５５を介して捕集室５６に集められ、排出路５８を介して流量計５３に導かれる。
【００８７】
このように、本実施形態においては、ピストン部材４２に形成される導出路５５と、ピストン部材４２の下側において捕集室５６を形成するための被覆部材５７と、捕集室５６と流量計５３とを接続する排出路５８とを含む構成が、隙間４６から流出する空気を流量計５３に導く流体捕集手段として構成される。
【００８８】
なお、隙間４６から流出する空気が流量計５３に導かれるための構成は、隙間４６から流出する空気が漏れなく流量計５３に導かれる構成であれば、特に限定されるものではない。
隙間４６から流出する空気が流量計５３に導かれるための構成の他の例としては、次のようなものが考えられる。
【００８９】
すなわち、位置決めリング４３がピストン部材４２の外周面部４４とボア壁面５との間に対してシール性を有する構成の場合、ピストン部材４２に形成される導出路５５と流量計５３とが配管等によって直接接続される構成であってもよい。つまりこの場合、外周面部４４とボア壁面５との間から流出する空気が全て導出路５５に流入することとなり、導出路５５から排出される空気が直接流量計５３に導かれる。また、同じく位置決めリング４３がシール性を有する構成の場合、ピストン部材４２の下側に形成される凹部３９が他の部材によって塞がれることにより捕集空間が形成され、この捕集空間を介して空気が流量計５３に導かれる構成であってもよい。
なお、位置決めリング４３がシール性を有する構成の場合、位置決めリング４３は、流体圧室５０に対してシールリング４５よりも下流側（下側）に設けられる。そして、前記導出路５５は、その一端側が、位置決めリング４３とシールリング４５との間に開口するように形成されることとなる。
また、位置決めリング４３が、外周面部４４とボア壁面５との間に対してシール性を有しない場合、導出路５５を省略することもできる。つまりこの場合、隙間４６から流出する空気は、外周面部４４とボア壁面５との間を介して捕集室５６内に導かれることとなる。
【００９０】
以上のように、本実施形態においては、流量計５３が、外周面部４４とボア壁面５との間（隙間４６）を介してピストン部材４２のボア軸心方向他側に流出する空気の流量を計測する計測手段として機能する。
【００９１】
このような構成を備える本装置を用いたシリンダブロック１の加工方法について説明する。
シリンダブロック１の加工に際しては、ダミーヘッド２０をシリンダブロック１に対して組み付ける。つまり、ダミーヘッド２０の組付面２１をヘッド取付面２の所定の部分に対して接触させた状態で、ボルト挿通孔２３を介してボルト穴１０にねじ込まれるヘッドボルト３の締結操作を行う。
【００９２】
ダミーヘッド２０の組付けにともなうヘッドボルト３の締結操作を行う前に、シールリング４５を、ボア壁面５における所定の部位（特定部分）に対応するように位置させる。すなわち、前述したようにピストン部材４２のシリンダボア４に対する摺動操作を行うことにより、ピストン部材４２をシリンダボア４に対して所定の状態で位置決めすることで、シールリング４５の位置決めを行う。
【００９３】
シールリング４５をボア壁面５の所定の部位に対して位置決めした状態で、ヘッドボルト３の締結操作を行う。このヘッドボルト３の締結操作を行うに際し、エアポンプ５２によって流体圧室５０に対して所定の空気圧を供給する。つまり、エアポンプ５２により、流体圧室５０内を所定の圧力の状態とする。そして、ヘッドボルト３の締結操作を行うとともに、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形によってシールリング４５を介して外周面部４４とボア壁面５との間に生じる隙間４６から流出する空気の流量を、流量計５３によって計測する。この流量計５３によって計測する空気の流量を、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形にともなうボア壁面変位量として計測する。
【００９４】
そして、流量計５３により計測した空気の流量が、ボア壁面変位量についての所定の変位量に対応する流量となった時点で、シリンダボア４が狙いの歪形状になったとして、ヘッドボルト３の締結操作を終了する。このように、ボア壁面変位量についての所定の変位量を、流量計５３を用いて検出する。つまり、ボア壁面変位量について「所定の変位量」とは、シリンダボア４が狙いの歪形状となった状態でのボア壁面５の変位量であり、流量計５３により計測される空気の流量が、ボア壁面変位量についての所定の変位量に対応する流量となった時点で、ヘッドボルト３の締結操作を終了する。
なお、外周面部４４とボア壁面５との間（隙間４６）から流出する空気の流量の計測に際しては、シールリング４５をボア壁面５における所定の部位に対して位置決めした時点（ダミーヘッド２０の組付けにともなうヘッドボルト３の締結軸力がシリンダブロック１に作用していない状態）での空気の流量を基準とする。
【００９５】
このように、本実施形態では、エンジンの実働時において有害なボア変形は規則性を有する変形であることに基づき、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形にともなうボア壁面変位量を、シリンダボア４内においてピストン部材４２に外嵌されるシールリング４５との関係により生じる隙間４６の大きさ（面積）として計測する。そして、シリンダボア４の径方向断面の面積が所定の値となった状態を、ボア壁面変位量が前述した所定の変位量となった状態として検出する。
【００９６】
また、本実施形態においては、ダミーヘッド２０の組付けに係るボア変形にともなうボア壁面変位量を、流体圧室５０内の圧力（流体圧）の変化量として計測することもできる。
すなわち、流体圧室５０内が所定の圧力の状態から、ピストン部材４２の外周面部４４とボア壁面５との間に隙間４６が生じると、流体圧室５０内の圧力も変化する。また、隙間４６の大きさ（面積）によって、流体圧室５０内の圧力の変化量も変化する。したがって、隙間４６の大きさ（面積）、つまりシリンダボア４の径方向断面の面積を、流体圧室５０内の圧力の変化量として計測することができる。
【００９７】
このように、本実施形態に係るシリンダブロック１の加工方法においては、ボア壁面変位量についての所定の変位量を、シリンダボア４に挿入可能な円筒状の外周面部４４を有するピストン部材４２を、シリンダボア４に対して同心状態で挿入し、シリンダボア４に対してピストン部材４２のボア軸心方向一側から流体圧を供給し、前記流体圧の変化量を計測することにより検出することもできる。
【００９８】
この場合の装置構成としては、図示は省略するが、流体圧室５０に対して、開閉弁等を介して圧力タンクが接続されるとともに、流体圧室５０内の圧力（圧力変化）を計測することができる計測器が接続される。
このような装置構成においては、前記圧力タンクが流体圧室５０に流体圧を供給する流体圧供給手段として機能し、前記計測器が流体圧室５０内の流体圧の変化量を計測する計測手段として機能する。
【００９９】
以上に示すような方法・装置を用いて、ボア壁面変位量についての所定の変位量の検出を行う。そして、ボア壁面変位量についての所定の変位量を検出した時点で、ヘッドボルト３の締結操作を終了する。これにより、ダミーヘッド２０のシリンダブロック１に対する組付けが完了する。つまりは、シリンダボア４に対して、ダミーヘッド２０を組み付けることによるボア変形が付与された状態となる。この状態で、シリンダボア４に対する仕上げ加工として、前述したようなホーニング加工を行う。
【０１００】
本実施形態においては、第一実施形態の場合と同様に、シリンダブロック１の粗材の形状寸法の個体バラツキ等による影響を受けることなく、ダミーヘッド２０を組み付けることでシリンダボア４に付与する歪形状（ボア変形の形状）を、安定して正確に狙いのものとすることができる。
そして、本実施形態においては、ボア壁面変位量の管理に際し、シリンダボア４についての狙いの歪形状に対応する所定の変位量の検出を行うための構成が簡単となる。このため、設備コストが安価となるとともに、ボア壁面変位量の計測が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】ダミーヘッドが組み付けられた状態のシリンダブロックを示す斜視図。
【図２】同じくシリンダボアに対する仕上げ加工を示す断面図。
【図３】本発明の第一実施形態に係るシリンダブロックの加工方法に用いる装置を示す側面一部断面図。
【図４】同じく平面一部断面図。
【図５】本発明の第二実施形態に係るシリンダブロックの加工方法に用いる装置を示す側面一部断面図。
【図６】同じく平面一部断面拡大図。
【図７】シリンダボアに対するボルト締結部の配置およびボア変形を示す模式図。
【符号の説明】
【０１０２】
１ シリンダブロック
２ ヘッド取付面（シリンダヘッド取付面）
３ ヘッドボルト（締結部材）
４ シリンダボア
５ ボア壁面
１６ ボルト締結部（締結部）
２０ ダミーヘッド（加工用治具）
３１ ギャップセンサ
３２ ピストン部材
３３ 位置決めリング（センタリング手段）
３４ 外周面部
４２ ピストン部材
４３ 位置決めリング（センタリング手段）
４４ 外周面部
４５ シールリング（隙間確保手段）
５０ 流体圧室
５１ 閉塞部材
５２ エアポンプ（流体圧供給手段）
５３ 流量計（計測手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックが有するシリンダヘッド取付面に対して締結部材を用いて組み付けることで該シリンダヘッド取付面に開口する円柱状の孔部であるシリンダボアに対して変形を付与するための加工用治具を、前記シリンダヘッド取付面に対して所定の締結軸力で組み付けた状態で、前記シリンダボアに対する仕上げ加工を行うシリンダブロックの加工方法であって、
前記加工用治具の前記シリンダヘッド取付面に対する組付けにともなう前記締結部材の締結操作を行うとともに、該締結操作による前記締結部材の締結軸力の変化にともなう、前記シリンダボアを形成するボア壁面の該シリンダボアの径方向の変位量を計測し、
計測した前記変位量が、所定の変位量となった時の前記締結部材の締結軸力を、前記所定の締結軸力とすることを特徴とするシリンダブロックの加工方法。
【請求項２】
前記所定の変位量を、
前記ボア壁面を測定対象面とし、該ボア壁面における前記シリンダボアの中心軸方向および周方向についての所定の部位の前記変位量を検出するギャップセンサを用いて検出することを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックの加工方法。
【請求項３】
前記ボア壁面における前記周方向についての所定の部位に、前記シリンダボアの円周形状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位を含むことを特徴とする請求項２に記載のシリンダブロックの加工方法。
【請求項４】
前記所定の変位量を、
前記シリンダボアに挿入可能な円筒状の外周面部を有するピストン部材を、前記シリンダボアに対して同心状態で挿入し、
前記シリンダボアに対して前記ピストン部材の前記シリンダボアの中心軸方向一側から流体圧を供給し、
前記外周面部と前記ボア壁面との間を介して前記ピストン部材の前記中心軸方向他側に流出する流体の流量の変化を計測することにより検出することを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックの加工方法。
【請求項５】
シリンダブロックが有するシリンダヘッド取付面に対して締結部材を用いて組み付けることで該シリンダヘッド取付面に開口する円柱状の孔部であるシリンダボアに対して変形を付与するための加工用治具を、前記シリンダヘッド取付面に対して所定の締結軸力で組み付けた状態で、前記シリンダボアに対する仕上げ加工を行うシリンダブロックの加工方法に用いる装置であって、
前記シリンダボアを形成するボア壁面を測定対象面とし、該ボア壁面における前記シリンダボアの中心軸方向および周方向についての所定の部位の、前記締結部材の締結軸力の変化にともなう前記シリンダボアの径方向の変位量を検出するギャップセンサと、
前記シリンダボアに挿入可能な円筒状の外周面部を有し、前記シリンダボアに対して摺動可能に内装されるとともに、前記外周面部に前記ギャップセンサを保持するピストン部材と、
前記ピストン部材を前記シリンダボアに対して同心状態に位置決めするセンタリング手段と、
を備えることを特徴とするシリンダブロックの加工方法に用いる装置。
【請求項６】
前記ギャップセンサを、
前記シリンダボアの円周形状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位に対応するように、前記外周面部に対して設けたことを特徴とする請求項５に記載のシリンダブロックの加工方法に用いる装置。
【請求項７】
シリンダブロックが有するシリンダヘッド取付面に対して締結部材を用いて組み付けることで該シリンダヘッド取付面に開口する円柱状の孔部であるシリンダボアに対して変形を付与するための加工用治具を、前記シリンダヘッド取付面に対して所定の締結軸力で組み付けた状態で、前記シリンダボアに対する仕上げ加工を行うシリンダブロックの加工方法に用いる装置であって、
前記シリンダボアに挿入可能な円筒状の外周面部を有し、前記シリンダボア内に摺動可能に内装されるピストン部材と、
前記ピストン部材を前記シリンダボアに対して同心状態に位置決めするセンタリング手段と、
前記ピストン部材に外嵌され、前記外周面部が前記シリンダボアに挿入された状態で該外周面部と前記シリンダボアを形成するボア壁面との間に介在するとともに、前記締結部材の締結軸力の変化にともなう前記ボア壁面の前記シリンダボアの径方向の変位に追従しない程度の剛性を有する隙間確保手段と、
前記ピストン部材の前記シリンダボアの中心軸方向一側にて該シリンダボアに連通する流体圧室を形成するための閉塞部材と、
前記流体圧室に流体圧を供給する流体圧供給手段と、
前記外周面部と前記ボア壁面との間を介して前記ピストン部材の前記中心軸方向他側に流出する流体の流量を計測する計測手段と、
を備えることを特徴とするシリンダブロックの加工方法に用いる装置。
【請求項１】
シリンダブロックが有するシリンダヘッド取付面に対して締結部材を用いて組み付けることで該シリンダヘッド取付面に開口する円柱状の孔部であるシリンダボアに対して変形を付与するための加工用治具を、前記シリンダヘッド取付面に対して所定の締結軸力で組み付けた状態で、前記シリンダボアに対する仕上げ加工を行うシリンダブロックの加工方法であって、
前記加工用治具の前記シリンダヘッド取付面に対する組付けにともなう前記締結部材の締結操作を行うとともに、該締結操作による前記締結部材の締結軸力の変化にともなう、前記シリンダボアを形成するボア壁面の該シリンダボアの径方向の変位量を計測し、
計測した前記変位量が、所定の変位量となった時の前記締結部材の締結軸力を、前記所定の締結軸力とすることを特徴とするシリンダブロックの加工方法。
【請求項２】
前記所定の変位量を、
前記ボア壁面を測定対象面とし、該ボア壁面における前記シリンダボアの中心軸方向および周方向についての所定の部位の前記変位量を検出するギャップセンサを用いて検出することを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックの加工方法。
【請求項３】
前記ボア壁面における前記周方向についての所定の部位に、前記シリンダボアの円周形状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位を含むことを特徴とする請求項２に記載のシリンダブロックの加工方法。
【請求項４】
前記所定の変位量を、
前記シリンダボアに挿入可能な円筒状の外周面部を有するピストン部材を、前記シリンダボアに対して同心状態で挿入し、
前記シリンダボアに対して前記ピストン部材の前記シリンダボアの中心軸方向一側から流体圧を供給し、
前記外周面部と前記ボア壁面との間を介して前記ピストン部材の前記中心軸方向他側に流出する流体の流量の変化を計測することにより検出することを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックの加工方法。
【請求項５】
シリンダブロックが有するシリンダヘッド取付面に対して締結部材を用いて組み付けることで該シリンダヘッド取付面に開口する円柱状の孔部であるシリンダボアに対して変形を付与するための加工用治具を、前記シリンダヘッド取付面に対して所定の締結軸力で組み付けた状態で、前記シリンダボアに対する仕上げ加工を行うシリンダブロックの加工方法に用いる装置であって、
前記シリンダボアを形成するボア壁面を測定対象面とし、該ボア壁面における前記シリンダボアの中心軸方向および周方向についての所定の部位の、前記締結部材の締結軸力の変化にともなう前記シリンダボアの径方向の変位量を検出するギャップセンサと、
前記シリンダボアに挿入可能な円筒状の外周面部を有し、前記シリンダボアに対して摺動可能に内装されるとともに、前記外周面部に前記ギャップセンサを保持するピストン部材と、
前記ピストン部材を前記シリンダボアに対して同心状態に位置決めするセンタリング手段と、
を備えることを特徴とするシリンダブロックの加工方法に用いる装置。
【請求項６】
前記ギャップセンサを、
前記シリンダボアの円周形状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位に対応するように、前記外周面部に対して設けたことを特徴とする請求項５に記載のシリンダブロックの加工方法に用いる装置。
【請求項７】
シリンダブロックが有するシリンダヘッド取付面に対して締結部材を用いて組み付けることで該シリンダヘッド取付面に開口する円柱状の孔部であるシリンダボアに対して変形を付与するための加工用治具を、前記シリンダヘッド取付面に対して所定の締結軸力で組み付けた状態で、前記シリンダボアに対する仕上げ加工を行うシリンダブロックの加工方法に用いる装置であって、
前記シリンダボアに挿入可能な円筒状の外周面部を有し、前記シリンダボア内に摺動可能に内装されるピストン部材と、
前記ピストン部材を前記シリンダボアに対して同心状態に位置決めするセンタリング手段と、
前記ピストン部材に外嵌され、前記外周面部が前記シリンダボアに挿入された状態で該外周面部と前記シリンダボアを形成するボア壁面との間に介在するとともに、前記締結部材の締結軸力の変化にともなう前記ボア壁面の前記シリンダボアの径方向の変位に追従しない程度の剛性を有する隙間確保手段と、
前記ピストン部材の前記シリンダボアの中心軸方向一側にて該シリンダボアに連通する流体圧室を形成するための閉塞部材と、
前記流体圧室に流体圧を供給する流体圧供給手段と、
前記外周面部と前記ボア壁面との間を介して前記ピストン部材の前記中心軸方向他側に流出する流体の流量を計測する計測手段と、
を備えることを特徴とするシリンダブロックの加工方法に用いる装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２２３５０３（Ｐ２００８−２２３５０３Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５９２３９（Ｐ２００７−５９２３９）
【出願日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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