WO2021060331A1 - 締結構造 - Google Patents

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本間　伸一
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いすゞ自動車株式会社
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    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F2001/008—Stress problems, especially related to thermal stress

Definitions

  • This disclosure relates to the fastening structure.
  • a fastening structure in which a cylinder head is fastened to a cylinder block with bolts.
  • the cylinder block is formed between a bore wall formed between a plurality of cylinder bores and a water jacket, a jacket wall formed outside the water jacket facing the bore wall, and a cylinder bore. It is provided with a boss portion formed on the jacket wall at the position. A female screw hole into which a bolt is screwed is formed in the boss portion.
  • the present disclosure was devised in view of such circumstances, and an object thereof is to suppress stress concentration in a fastening structure in which a cylinder head is fastened to a cylinder block with bolts.
  • the fastening structure is such that the cylinder head is fastened to the cylinder block with bolts, and the cylinder block includes a plurality of cylinder bores, a water jacket surrounding the plurality of cylinder bores, and the plurality of cylinder bores. And a bore wall formed between the water jackets, a jacket wall formed on the outside of the water jacket facing the bore wall, one cylinder bore of the plurality of cylinder bores, and the other of the plurality of cylinder bores.
  • a boss portion formed on the jacket wall at a position between the cylinder bores, which is a position between the cylinder bores, and a female screw hole formed on the boss portion and into which the bolt is screwed are provided, and in a plan view, The boss portion between the start position on the reference position side and the center position within a predetermined angle range centered on a center position deviated by a predetermined angle around the center of the female screw hole with the position between the cylinder bores as a reference position.
  • a fastening structure characterized in that a plane parallel to the row direction of the plurality of cylinder bores is formed on the surface of the cylinder bore.
  • the surface of the boss portion is formed in a mountain shape formed by connecting the close ends of the two planes with each other via a radius portion within the angle range.
  • boss portion has a trapezoidal cross-sectional shape.
  • the two planes are the first plane, which is the plane formed parallel to the row direction of the plurality of cylinder bores, and the end point, which is the maximum angle from the start position within the predetermined angle range.
  • a second plane which is formed on the surface up to the position so as to be inclined with respect to the row direction of the plurality of cylinder bores, is included.
  • the rounded portion is formed shorter than the first plane and the second plane.
  • stress concentration can be suppressed in a fastening structure in which the cylinder head is fastened to the cylinder block with bolts.
  • FIG. 1 is a plan sectional view showing a schematic configuration of a cylinder block in a fastening structure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II shown in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of part III shown in FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the boss portion of the present embodiment shown in the Z portion of FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the boss portion of the comparative example shown in the Z portion of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the VI-VI line shown in FIG.
  • FIG. 1 is a plan sectional view showing a schematic configuration of a cylinder block 1 in the fastening structure 100
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II shown in FIG. Note that FIG. 1 shows a cross section at the height position of the I-I line shown in FIG.
  • the fastening structure 100 is a fastening structure in which the cylinder head 2 (shown only in FIG. 2 in this embodiment) is fastened to the cylinder block 1 with bolts 3.
  • the cylinder block 1 and the cylinder head 2 are components constituting an internal combustion engine.
  • a crankcase 4 is integrally formed in the lower part of the cylinder block 1.
  • the cylinder head 2 is connected to the upper part of the cylinder block 1 and fastened by bolts 3.
  • the cylinder block 1 includes a plurality of cylinder bores 10 in series (four in the present embodiment, but only two are shown in FIG. 1), a water jacket 20 surrounding the plurality of cylinder bores 10, and a cylinder bore 10. And a bore wall 30 formed between the water jackets 20.
  • the cylinder block 1 is formed on the jacket wall 40 formed on the outside of the water jacket 20 facing the bore wall 30, the boss portion 50 formed on the jacket wall 40 at the position between the cylinder bores 10, and the boss portion 50.
  • a female screw hole 60 which is formed and into which a bolt 3 is screwed, is provided.
  • the cylinder bores 10 are arranged side by side in a row in the front-rear direction.
  • the cylinder bore 10 is a space for accommodating a piston (not shown) so as to be able to move up and down, and is formed in a circular cross section in a plan view.
  • the vertical direction of the present embodiment coincides with the direction of the central axis C of the cylinder bore 10.
  • the water jacket 20 is a passage through which engine cooling water flows inside the cylinder block 1. Further, the water jacket 20 has a long cross-sectional shape in the vertical direction, and is formed from a position near and below the upper surface of the cylinder block 1 to a position near and above the lower surface of the cylinder block 1. The water jacket 20 is formed so as to surround the plurality of cylinder bores 10.
  • the bore wall 30 is a bore spacing wall formed by integrally connecting a plurality of (two in FIG. 1) cylindrical wall portions 31 arranged side by side in the front-rear direction and adjacent wall portions 31 to each other. It has a part 32 and.
  • the cylinder bore 10 is defined by the inner wall surface of the cylindrical wall portion 31.
  • the jacket wall 40 is formed in a long frame shape in the front-rear direction in a plan view, and is arranged with a gap between the jacket wall 40 and the bore wall 30.
  • the water jacket 20 is defined by a gap between the bore wall 30 and the jacket wall 40.
  • the boss portion 50 is formed on the jacket wall 40 located between the adjacent cylinder bores 10 in the cylinder bore 10 row direction (front-rear direction). Further, the boss portion 50 is formed on the jacket walls 40 on both the left and right sides, respectively.
  • boss portion 50 is formed so as to project inward in the left-right direction from the jacket wall 40 toward the bore spacing wall portion 32.
  • the boss portion 50 of the present embodiment has a front-rear symmetrical cross-sectional shape with the position between the cylinder bores 10 in the front-rear direction (the position that divides the central axis C of the cylinder bores 10 into two equal parts) as the reference position A1.
  • the female screw hole 60 is formed at the center position of the boss portion 50, particularly at the reference position A1 in the front-rear direction in a plan view.
  • the female screw hole 60 extends in the vertical direction from the upper surface to the lower portion of the cylinder block 1.
  • the lower end 61 of the female screw hole 60 is located higher than the bottom surface 21 of the water jacket 20.
  • the female screw hole 60 is at an invisible height position, but is described for convenience so that the position can be understood in a plan view.
  • the cylinder head 2 is formed with a bolt insertion hole 70 arranged coaxially with the female screw hole 60 of the cylinder block 1.
  • the cylinder head 2 is fastened to the cylinder block 1 by inserting the bolt 3 into the bolt insertion hole 70 from above and screwing it into the female screw hole 60.
  • Reference numeral 80 is a water jacket formed inside the cylinder head 2.
  • the boss portion 50 of the present embodiment has a trapezoidal cross-sectional shape.
  • the alternate long and short dash line shown in FIG. 3 represents the boss portion 50'of the comparative example.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the boss portion 50 of the present embodiment shown in the Z portion of FIG. 3
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the boss portion 50'of the comparative example shown in the Z portion of FIG. is there. Note that, in FIGS. 4 and 5, only the structure in front of the reference position A1 is shown. The structure behind the reference position A1 has a front-rear symmetrical relationship with the structure in front of the reference position A1, and the same effect can be obtained.
  • the surface of the boss portion 50 is within a predetermined angle range ⁇ in which a position deviated from the reference position A1 by a predetermined angle ⁇ around the center X of the female screw hole 60 is set as the center position A2.
  • the 51 is formed in a mountain shape formed by connecting the close ends of the two planes 51a and 51b.
  • the first plane 51a is formed parallel to the surface 51 between the start position B1 on the reference position A1 side and the center position A2 in the direction of 10 rows of cylinder bores (front-rear direction).
  • the second plane 51b is formed on the surface 51 between the center position A2 and the end point position B2 (the position where the angle from the start position B1 is the maximum) within the above angle range ⁇ , and is inclined with respect to the front-rear direction. Will be done. Specifically, the second plane 51b is inclined toward the outside in the left-right direction (left side in the illustrated example) as it is separated from the reference position A1 in the front-rear direction (front in the illustrated example).
  • the close ends of the first plane 51a and the second plane 51b are connected to each other via the rounded portion 51c.
  • the rounded portion 51c has an arcuate cross-sectional shape protruding from the female screw hole 60 side toward the bore wall 30 side. Further, the rounded portion 51c has a predetermined radius of curvature and smoothly connects the close ends of the first plane 51a and the second plane 51b. Further, the rounded portion 51c is formed shorter than the first plane 51a and the second plane 51b.
  • the entire surface 51'of the boss portion 50' has an arc shape protruding from the female screw hole 60 side toward the bore wall 30 side. It has a cross-sectional shape.
  • a stress P that is pulled toward the center X of the female screw hole 60 acts on the surface 51'of the boss portion 50'in the angle range ⁇ . Since the surface 51'has an arcuate cross section, the surface 51'is generally close to a surface perpendicular to the radial direction centered on the center X of the female screw hole 60. In this case, the stress component Pa parallel to the surface 51', which is caused by the stress P, tends to be small, and the stress component Pb perpendicular to the surface 51'tends to be large. It is considered that stress concentration occurs in the region D adjacent to the boss portion 50'by increasing the stress component Pb perpendicular to the surface 51'.
  • the “predetermined angle range ⁇ ” in the present embodiment means that stress concentration is recognized by a simulation test or the like when the surface 51 ′ of the boss portion 50 ′ has an arcuate cross-sectional shape as in the above comparative example. Means the range of angles to be. Such stress concentration causes fatigue fracture or the like on the bottom surface 21 of the water jacket 20 or the surface 51'of the boss portion 50'.
  • a first plane 51a parallel to the front-rear direction is formed on the surface 51 of the boss portion 50 within the angle range ⁇ in the present embodiment.
  • a stress P1 that is pulled toward the center X of the female screw hole 60 also acts on the first plane 51a.
  • the first plane 51a is generally inclined more than the comparative example with respect to a plane perpendicular to the radial direction centered on the center X of the female screw hole 60. Therefore, in the first plane 51a, the stress component P1a parallel to the first plane 51a due to the stress P1 can be made larger than that of the comparative example, and the stress component P1b perpendicular to the first plane 51a can be made smaller than that of the comparative example.
  • the stress concentration generated in the region D could be suppressed or eliminated by reducing the stress component P1b perpendicular to the first plane 51a.
  • This stress concentration suppression makes it possible to suppress fatigue fracture and the like. Further, the structural strength of the cylinder block 1 is improved, and it becomes possible to provide an internal combustion engine suitable for a higher compression ratio or the like.
  • the same effect can be obtained not only on the first plane 51a but also on the second plane 51b. That is, the stress P2 that is pulled toward the center X of the female screw hole 60 also acts on the second plane 51b, but the second plane 51b is generally perpendicular to the radial direction centered on the center X of the female screw hole 60. It is tilted more than the comparative example with respect to the surface. Therefore, even in the second plane 51b, the stress component P2a parallel to the second plane 51b due to the stress P2 can be made larger than that of the comparative example, and the stress component P2b perpendicular to the second plane 51b can be made smaller than that of the comparative example.
  • the stress concentration generated in the region D could be suppressed or eliminated by reducing the stress component P2b perpendicular to the second plane 51b.
  • the first plane 51a and the second plane 51b of the present embodiment only the first plane 51a has a stress concentration suppressing effect. Therefore, at least the first plane 51a may be provided, and the second plane 51b may be replaced with a plane having a different shape, for example, a curved surface having an arcuate cross section as in the comparative example.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the VI-VI line shown in FIG.
  • the surface 51 of the boss portion 50 is located on the female screw hole 60 side as compared with the boss portion of the comparative example shown by the alternate long and short dash line L in a plan view. Therefore, as shown in FIG. 6, the passage width W1 of the water jacket 20 is formed larger than the passage width W2 of the comparative example at the position adjacent to the boss portion 50 (W1> W2). As a result, in the water jacket 20, the passage area increases at a position adjacent to the boss portion 50, and the engine cooling water can easily flow.
  • the connecting portion Y1 between the surface 51 of the boss portion 50 and the bottom surface 21 of the water jacket 20 is formed in a rounded shape.
  • This connecting portion Y1 has a larger radius of curvature than the connecting portion Y2 of the comparative example. Thereby, in the present embodiment, it is possible to effectively suppress the concentration of stress on the connecting portion Y1.
  • the height position of the lower end 61 of the female screw hole 60 is higher than the bottom surface 21 of the water jacket 20, but the same height position as the bottom surface 21. , Or it may be lower than that. Further, even if the female screw hole 60 penetrates from the upper surface to the lower surface of the cylinder block 1, the same effect can be obtained.
  • the present invention has an effect that stress concentration can be suppressed in a fastening structure in which a cylinder head is fastened to a cylinder block with bolts, and is useful for a fastening structure or the like.

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Abstract

シリンダブロック１にシリンダヘッド２をボルト３により締結する締結構造１００であって、シリンダブロック１は、複数のシリンダボア１０と、ウォータジャケット２０と、ボア壁３０と、ジャケット壁４０と、シリンダボア１０間の位置でジャケット壁４０に形成されたボス部５０と、ボス部５０に形成された雌ネジ穴６０と、を備え、シリンダボア１０間の位置を基準位置Ａ１として雌ネジ穴６０中心Ｘ周りに所定角度αずれた中心位置Ａ２を中心とする所定の角度範囲β内において、開始位置Ｂ１から中心位置Ａ２までの間のボス部５０の表面５１に、シリンダボア１０列方向に平行な平面５１ａを形成した。

Description

締結構造
　本開示は、締結構造に関する。
　内燃機関においては、シリンダブロックにシリンダヘッドをボルトにより締結する締結構造が知られている。
　一般的に、この締結構造において、シリンダブロックは、複数のシリンダボア及びウォータジャケットの間に形成されたボア壁と、ボア壁に対向してウォータジャケットの外側の形成されたジャケット壁と、シリンダボア間の位置でジャケット壁に形成されたボス部と、を備える。ボス部には、ボルトが螺合される雌ネジ穴が形成される。
日本国特開２０１４－１６３２２３号公報
　ところで、上記の締結構造では、シリンダブロックにシリンダヘッドが締結されると、雌ネジ穴を中心に、ボス部がシリンダヘッド側に引っ張られる。その結果、例えば、ウォータジャケットの底面では、ボス部に近接する部分で応力が集中する可能性がある。このような応力集中は、疲労破壊等が生じる原因となる。
　そこで、本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、シリンダブロックにシリンダヘッドをボルトにより締結する締結構造において、応力集中を抑制することにある。
　本開示の一の態様によれば、シリンダブロックにシリンダヘッドをボルトにより締結する締結構造であって、前記シリンダブロックは、複数のシリンダボアと、複数のシリンダボアを囲繞するウォータジャケットと、前記複数のシリンダボア及び前記ウォータジャケットの間に形成されたボア壁と、前記ボア壁に対向して前記ウォータジャケットの外側に形成されたジャケット壁と、前記複数のシリンダボアの１つのシリンダボアと前記複数のシリンダボアの他の１つのシリンダボアとの間の位置であるシリンダボア間位置で前記ジャケット壁に形成されたボス部と、前記ボス部に形成され前記ボルトが螺合される雌ネジ穴と、を備え、平面視において、前記シリンダボア間の位置を基準位置として雌ネジ穴中心周りに所定角度ずれた中心位置を中心とする所定の角度範囲内において、前記基準位置側の開始位置から前記中心位置までの間の前記ボス部の表面に、前記複数のシリンダボアの列方向に平行な平面を形成したことを特徴とする締結構造が提供される。
　好ましくは、平面視において、前記ボス部の表面は、前記角度範囲内において、二平面の近接端同士をアール部を介して接続してなる山形状に形成される。
　また、前記ボス部は、台形状の断面形状を有する。
　前記二平面は、前記複数のシリンダボアの前記列方向に平行に形成された前記平面である、第１平面と、前記所定の角度範囲内において、前記開始位置からの角度が最大の位置である終点位置までの間の前記表面に、前記複数のシリンダボアの前記列方向に対して傾斜して形成される、第２平面と、を含む。
　前記アール部は、前記第１平面及び前記第２平面よりも短く形成される。
　本開示によれば、シリンダブロックにシリンダヘッドをボルトにより締結する締結構造において、応力集中を抑制できる。
図１は、締結構造におけるシリンダブロックの概略構成を示す平断面図である。 図２は、図１に示したＩＩ－ＩＩ線の断面図である。 図３は、図１に示したＩＩＩ部の拡大断面図である。 図４は、図３のＺ部に示した本実施形態のボス部の拡大断面図である。 図５は、図３のＺ部に示した比較例のボス部の拡大断面図である。 図６は、図３に示したＶＩ－ＶＩ線の断面図である。
　以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお、本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。また、図中に示す上下前後左右の各方向は、説明の便宜上定められたものに過ぎないものとする。
　図１は、締結構造１００におけるシリンダブロック１の概略構成を示す平断面図であり、図２は、図１に示したＩＩ－ＩＩ線の断面図である。なお、図１は、図２に示したＩ－Ｉ線の高さ位置での断面を表している。
　図１及び図２に示すように、締結構造１００は、シリンダブロック１にシリンダヘッド２（本実施形態では、図２のみに示す。）をボルト３により締結する締結構造である。
　シリンダブロック１及びシリンダヘッド２は、内燃機関を構成する部品である。シリンダブロック１の下部には、クランクケース４が一体に形成されている。シリンダヘッド２は、シリンダブロック１の上部に接続されてボルト３により締結される。
　シリンダブロック１は、直列された複数のシリンダボア１０（本実施形態では４つ。但し、図１中には２つのみを示す。）と、複数のシリンダボア１０を囲繞するウォータジャケット２０と、シリンダボア１０及びウォータジャケット２０の間に形成されたボア壁３０と、を備える。
　また、シリンダブロック１は、ボア壁３０に対向してウォータジャケット２０の外側に形成されたジャケット壁４０と、シリンダボア１０間の位置でジャケット壁４０に形成されたボス部５０と、ボス部５０に形成されボルト３が螺合される雌ネジ穴６０と、を備える。
　シリンダボア１０は、前後方向に一列に並んで配置される。シリンダボア１０は、ピストン（不図示）を昇降可能に収容する空間であり、平面視で断面円形状に形成される。なお、本実施形態の上下方向は、シリンダボア１０の中心軸Ｃの方向に一致する。
　ウォータジャケット２０は、シリンダブロック１の内部において、エンジン冷却水が流れる通路である。また、ウォータジャケット２０は、上下方向に長い断面形状を有し、シリンダブロック１の上面の近傍かつ下方の位置から、シリンダブロック１の下面の近傍かつ上方の位置にかけて形成される。ウォータジャケット２０は、複数のシリンダボア１０のまわりを取り囲むように形成される。
　ボア壁３０は、前後方向に並んで配置された複数（図１中には２つ）の円筒状の壁部３１と、隣り合う壁部３１同士を一体に接続して形成されたボア間隔壁部３２と、を有する。シリンダボア１０は、円筒状の壁部３１の内壁面により画成される。
　ジャケット壁４０は、平面視において、前後方向に長い枠状に形成され、ボア壁３０との間に隙間を空けて配置される。ウォータジャケット２０は、ボア壁３０とジャケット壁４０との隙間により画成される。
　ボス部５０は、シリンダボア１０列方向（前後方向）において、隣り合うシリンダボア１０間に位置するジャケット壁４０に形成される。また、ボス部５０は、左右両側のジャケット壁４０にそれぞれ形成される。
　また、ボス部５０は、ボア間隔壁部３２に向けて、ジャケット壁４０から左右方向の内側に突出するように形成される。
　本実施形態のボス部５０は、前後方向におけるシリンダボア１０間の位置（シリンダボア１０の中心軸Ｃ間を２等分する位置）を基準位置Ａ１として、前後対称の断面形状を有する。
　雌ネジ穴６０は、平面視において、ボス部５０の中心位置、特に、前後方向における基準位置Ａ１に形成される。
　また、図２に示すように、雌ネジ穴６０は、シリンダブロック１の上面から下部にかけて、上下方向に延びる。雌ネジ穴６０の下端６１は、ウォータジャケット２０の底面２１よりも高い位置に位置される。なお、図１中、雌ネジ穴６０は、見えない高さ位置にあるが、平面視において位置を理解できるように便宜上記載している。
　シリンダヘッド２には、シリンダブロック１の雌ネジ穴６０と同軸に配置されたボルト挿通穴７０が形成される。シリンダヘッド２は、ボルト３が上方からボルト挿通穴７０に挿通されて雌ネジ穴６０に螺合されることで、シリンダブロック１に締結される。なお、符号８０は、シリンダヘッド２の内部に形成されたウォータジャケットである。
　ところで、シリンダブロック１にシリンダヘッド２が締結されると、雌ネジ穴６０を中心に、ボス部５０がボルト３によってシリンダヘッド２側（上側）に引っ張られる。
　これにより、ウォータジャケット２０の底面２１では、ボス部５０に近接する部分に、上側に引っ張られる応力が生じる。
　ここで、図３に示すように、本実施形態のボス部５０は、台形状の断面形状を有する。一方、図３に示す一点鎖線は、比較例のボス部５０’を表したものである。
　図４は、図３のＺ部に示した本実施形態のボス部５０の拡大断面図であり、図５は、図３のＺ部に示した比較例のボス部５０’の拡大断面図である。なお、図４及び図５では、基準位置Ａ１よりも前方の構造のみが示されている。基準位置Ａ１よりも後方の構造は、前方の構造と前後対称の関係になり、同様の作用効果を得られる。
　図４に示すように、本実施形態では、雌ネジ穴６０の中心Ｘ周りに基準位置Ａ１から所定角度αずれた位置を中心位置Ａ２とする所定の角度範囲β内において、ボス部５０の表面５１が、２つの平面５１ａ，５１ｂの近接端同士を接続してなる山形状に形成される。
　第１平面５１ａは、基準位置Ａ１側の開始位置Ｂ１から中心位置Ａ２までの間の表面５１に、シリンダボア１０列方向（前後方向）に平行に形成される。
　第２平面５１ｂは、上記の角度範囲β内において、中心位置Ａ２から終点位置Ｂ２（開始位置Ｂ１からの角度が最大の位置）までの間の表面５１に、前後方向に対して傾斜して形成される。具体的には、第２平面５１ｂは、基準位置Ａ１から前後方向（図示例では、前方）に離れるにつれ、左右方向の外側（図示例では、左側）に向かうように傾斜される。
　第１平面５１ａ及び第２平面５１ｂの近接端同士は、アール部５１ｃを介して接続される。アール部５１ｃは、雌ネジ穴６０側からボア壁３０側に向かって突出した円弧状の断面形状を有する。また、アール部５１ｃは、所定の曲率半径を有し、第１平面５１ａ及び第２平面５１ｂの近接端同士を滑らかに接続する。また、アール部５１ｃは、第１平面５１ａ及び第２平面５１ｂよりも短く形成される。
　一方、図５に示すように、比較例では、上記の角度範囲β内において、ボス部５０’の表面５１’全体が、雌ネジ穴６０側からボア壁３０側に向かって突出した円弧状の断面形状を有する。
　これら本実施形態と比較例を比較した場合、比較例では図５に示すように角度範囲β内の底面２１の領域Ｄに応力集中が認められるが、本実施形態ではこうした応力集中が認められないことがシミュレーション試験等の結果により判明した。その理由は必ずしも明確でないが、次の理由によるものと考えられる。
　図５に示すように、比較例において、角度範囲β内のボス部５０’の表面５１’には、雌ネジ穴６０の中心Ｘに向かって引っ張られる応力Ｐが働く。そして、表面５１’は断面円弧状であるため、表面５１’は概ね、雌ネジ穴６０の中心Ｘを中心とする半径方向に垂直な面に近い。この場合、応力Ｐに起因した、表面５１’に平行な応力成分Ｐａが小さくなり、表面５１’に垂直な応力成分Ｐｂが大きくなる傾向がある。この表面５１’に垂直な応力成分Ｐｂが大きくなることによって、ボス部５０’に隣接する領域Ｄに応力集中が生じるものと考えられる。
　従って、本実施形態でいう「所定の角度範囲β」とは、上記比較例のようにボス部５０’の表面５１’が円弧状の断面形状を有する場合に、シミュレーション試験等によって応力集中が認められる角度範囲を意味する。このような応力集中は、ウォータジャケット２０の底面２１やボス部５０’の表面５１’において、疲労破壊等が生じる原因となる。
　これに対して、図４に示すように、本実施形態における角度範囲β内のボス部５０の表面５１には、前後方向に平行な第１平面５１ａが形成される。この第１平面５１ａにも、雌ネジ穴６０の中心Ｘに向かって引っ張られる応力Ｐ１が働く。この第１平面５１ａは概ね、雌ネジ穴６０の中心Ｘを中心とする半径方向に垂直な面に対して、比較例よりも大きく傾斜している。そのため、第１平面５１ａでは、応力Ｐ１に起因した、第１平面５１ａに平行な応力成分Ｐ１ａを比較例よりも大きくし、第１平面５１ａに垂直な応力成分Ｐ１ｂを比較例よりも小さくできる。
　よって、第１平面５１ａに垂直な応力成分Ｐ１ｂを小さくすることによって、領域Ｄに生じていた応力集中を抑制し、もしくは解消することができたものと考えられる。
　この応力集中抑制により、疲労破壊等が抑制可能になる。また、シリンダブロック１の構造強度が向上し、より高い圧縮比等に適した内燃機関を提供することが可能となる。
　また、本実施形態では、第１平面５１ａだけでなく、第２平面５１ｂでも同様の作用効果を得られる。すなわち、第２平面５１ｂにも、雌ネジ穴６０の中心Ｘに向かって引っ張られる応力Ｐ２が働くが、第２平面５１ｂは概ね、雌ネジ穴６０の中心Ｘを中心とする半径方向に垂直な面に対して、比較例よりも大きく傾斜する。そのため、第２平面５１ｂでも、応力Ｐ２に起因した、第２平面５１ｂに平行な応力成分Ｐ２ａを比較例よりも大きくし、第２平面５１ｂに垂直な応力成分Ｐ２ｂを比較例よりも小さくできる。
　よって、第２平面５１ｂに垂直な応力成分Ｐ２ｂを小さくすることによって、領域Ｄに生じていた応力集中を抑制し、もしくは解消することができたものと考えられる。
　ところで、本実施形態の第１平面５１ａおよび第２平面５１ｂのうち、第１平面５１ａのみによっても応力集中抑制効果があることが判明している。従って、少なくとも第１平面５１ａがあれば良く、第２平面５１ｂは別形状の面、例えば比較例のような断面円弧状の曲面に置換されても良い。
　また、本実施形態では、上記以外に、下記のような作用効果も存在する。図６は、図３に示したＶＩ－ＶＩ線の断面図である。
　図３に示したように、本実施形態では、平面視において、一点鎖線Ｌで示した比較例のボス部に比べて、ボス部５０の表面５１が雌ネジ穴６０側に位置される。そのため、図６に示すように、ボス部５０に隣接する位置では、ウォータジャケット２０の通路幅Ｗ１が、比較例の通路幅Ｗ２に比べて大きく形成される（Ｗ１＞Ｗ２）。これにより、ウォータジャケット２０では、ボス部５０に隣接する位置で通路面積が増加し、エンジン冷却水を流れ易くできる。
　また、図６に示すように、本実施形態では、ボス部５０の表面５１とウォータジャケット２０の底面２１との接続部分Ｙ１がアール状に形成される。この接続部分Ｙ１は、比較例の接続部分Ｙ２に比べて、大きい曲率半径を有する。これにより、本実施形態では、接続部分Ｙ１に応力が集中するのを効果的に抑制できる。
　他方、上述した基本実施形態は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
　例えば、図２に示したように、基本実施形態では、雌ネジ穴６０の下端６１の高さ位置が、ウォータジャケット２０の底面２１よりも高い位置であったが、底面２１と同じ高さ位置、または、それより低い位置であっても良い。また、雌ネジ穴６０がシリンダブロック１の上面から下面まで貫通していても、同様の作用効果が得られる。
　また、上記の基本実施形態の構造は、シリンダブロック１以外に、シリンダヘッド２に適用することも可能である。
　以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示の実施形態は上述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って、本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
　本出願は、2019年9月27日付で出願された日本国特許出願（特願2019-177391）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明は、シリンダブロックにシリンダヘッドをボルトにより締結する締結構造において、応力集中を抑制することができるという効果を有し、締結構造等に有用である。
１　シリンダブロック
２　シリンダヘッド
３　ボルト
１０　シリンダボア
２０　ウォータジャケット
２１　底面
３０　ボア壁
４０　ジャケット壁
５０　ボス部
５１　表面
５１ａ　第１平面（平面）
５１ｂ　第２平面
５１ｃ　アール部
６０　雌ネジ穴
１００　締結構造
Ａ１　基準位置
Ａ２　中心位置
Ｂ１　開始位置
α　所定角度
β　所定の角度範囲

Claims (5)

  1. 　シリンダブロックにシリンダヘッドをボルトにより締結する締結構造であって、
    　前記シリンダブロックは、
    　　　複数のシリンダボアと、
    　　　複数のシリンダボアを囲繞するウォータジャケットと、
    　　　前記複数のシリンダボア及び前記ウォータジャケットの間に形成されたボア壁と、
    　　　前記ボア壁に対向して前記ウォータジャケットの外側に形成されたジャケット壁と、
    　　　前記複数のシリンダボアの１つのシリンダボアと前記複数のシリンダボアの他の１つのシリンダボアとの間の位置であるシリンダボア間位置で前記ジャケット壁に形成されたボス部と、
    　　　前記ボス部に形成され前記ボルトが螺合される雌ネジ穴と、を備え、
    　平面視において、前記シリンダボア間位置を基準位置として雌ネジ穴中心周りに所定角度ずれた中心位置を中心とする所定の角度範囲内において、前記基準位置側の開始位置から前記中心位置までの間の前記ボス部の表面に、前記複数のシリンダボアの列方向に平行な平面を形成した
    　ことを特徴とする締結構造。
  2. 　平面視において、前記ボス部の表面は、前記角度範囲内において、二平面の近接端同士をアール部を介して接続してなる山形状に形成される
    　請求項１に記載の締結構造。
  3. 　前記ボス部は、台形状の断面形状を有する
    　請求項１または２記載の締結構造。
  4. 　前記二平面は、
    　　　前記複数のシリンダボアの前記列方向に平行に形成された前記平面である、第１平面と、
    　　　前記所定の角度範囲内において、前記開始位置からの角度が最大の位置である終点位置までの間の前記表面に、前記複数のシリンダボアの前記列方向に対して傾斜して形成される、第２平面と、を含む、
    　請求項２または３に記載の締結構造。
  5. 　前記アール部は、前記第１平面及び前記第２平面（よりも短く形成される、
    　請求項４に記載の締結構造。
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