JP2011075076A - ボルトの脱落防止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ボルトの脱落を長期に亘って確実に防止することができるボルトの脱落防止構造を提供する。
【解決手段】回転物ガード２０をエンジンルームフレーム１２に締結するボルト３７の脱落防止構造であって、ボルト３７の頭部４１と螺子軸部４２ａとの間の非螺子軸部４２ｂに分離不能に装着される座金４３と、座金４３を覆うカバー部材４５とを備え、ボルト３７の非締結時に座金４３をカバー部材４５に接当させることにより、ボルト３７が回転物ガード２０から脱落するのを防止する。座金４３の非螺子軸部４２ｂ上でのストローク長さＳは、ボルト３７のエンジンルームフレーム１２へのねじ込み長さＬ以上とするのが好ましい。
【選択図】図４

Description

本発明は、被取付部材を取付相手部材に締結するボルトの脱落防止構造に関するものである。

例えば、油圧ショベルにおいて、エンジンの回転動力の一部をエアコンコンプレッサに伝達するベルト伝動機構を備え、このベルト伝動機構を用いてエアコンコンプレッサを回転駆動するようにしたものがある。この油圧ショベルにおいては、ベルト伝動機構に不意に接触するのを防止するため、ベルト伝動機構を覆うように回転物ガードが配設されている。回転物ガードは、整備・点検等の都合で取り外すことがあるので、着脱を容易に行うことができるボルト締結手段によって固定されている。

整備・点検等の都合により回転物ガードを取り外すにあたっては、回転物ガードを固定しているボルトを緩める作業が行われる。この際、緩めたボルトを落として紛失してしまうことがある。このボルトの紛失が原因で回転物ガードを未装着のまま放置するといった事態を招く恐れがある。このような事態を招かないようにするためには、回転物ガード（被取付部材）からボルトが脱落するのを防止する必要がある。

従来、被取付部材からボルトが脱落するのを防止する技術として、例えば特許文献１，２にて開示されているものがある。
特許文献１に係る技術においては、被取付部材に固着された筒状の金属製ブッシュの内部にＣ字状のリング部材を組み込み、このリング部材でボルトの軸部を弾性的に保持することにより、ボルトの被取付部材からの脱落を防止するようにしている。
特許文献２に係る技術においては、被取付部材に固着されるキャップ部材の内部に組み込まれたゴムやシリコーン等からなる弾性部材でボルトの軸部を弾性的に保持することにより、ボルトの被取付部材からの脱落を防止するようにしている。

特開２００８−１３３９００号公報 特開平７−３１０７２５号公報

特許文献１に係る技術では、ボルトを緩めたり締めたりする作業を繰り返し行うと、ボルトの軸部を弾性的に保持しているリング部材が摩耗し、リング部材によるボルトの保持力が低下するため、ボルトの脱落を長期に亘って確実に防止することができないという問題点がある。
特許文献２に係る技術でも、特許文献１に係る技術と同様の問題点がある。

本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、ボルトの脱落を長期に亘って確実に防止することができるボルトの脱落防止構造を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明によるボルトの脱落防止構造は、
被取付部材を取付相手部材に締結するボルトの脱落防止構造であって、
前記ボルトの頭部と螺子軸部との間の非螺子軸部に分離不能に装着される座金と、前記座金を覆うカバー部材とを備え、
前記ボルトの非締結時に前記座金を前記カバー部材に接当させることにより、前記ボルトが被取付部材から脱落するのを防止することを特徴とするものである（第１発明）。

本発明において、前記カバー部材は、前記座金の外周部を全周に亘って覆うものであるのが好ましい（第２発明）。

本発明において、前記座金の前記非螺子軸部上でのストローク長さが、前記ボルトの取付相手部材へのねじ込み長さ以上であるのが好ましい（第３発明）。

本発明においては、ボルトが被取付部材から抜け出ようとしたき、ボルトの非螺子軸部に分離不能に装着されている座金がカバー部材に接当される。ボルトとカバー部材とは直接に接触していないから、ボルトを緩めたり締めたりする作業を繰り返し行っても、カバー部材は摩耗することがない。したがって、ボルトの脱落を長期に亘って確実に防止することができる

油圧ショベルの全体斜視図 油圧ショベルのエンジンルームの概略構成説明図で、エンジンフードを取り外した状態の上面視図 図２のＡ−Ａ線断面図（ａ）および（ａ）のボルト非締結状態図（ｂ） 図２のＢ−Ｂ線断面図（ａ）および（ａ）のボルト非締結状態図（ｂ）

次に、本発明によるボルトの脱落防止構造の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜油圧ショベルの概略説明＞
建設機械として例えば油圧ショベル１は、図１に示されるように、履帯式走行装置２ａを具備する下部走行体２と、下部走行体２上に旋回自在に設置される上部旋回体３とを備えている。
上部旋回体３の前部中央部分には、ブーム４、アーム５およびバケット６が互いに回動自在に連結されてなる作業機７が屈曲起伏自在に取り付けられている。
上部旋回体３の前部左側部分には、運転室を構成するキャブ８が設置されている。
上部旋回体３の後部には、最後部に搭載されるカウンタウェイト９との間においてエンジンフード１０等のカバー類で区画形成されるエンジンルーム１１が設けられている。

＜エンジンルームの説明＞
図２に示されるように、エンジンルーム１１は、その骨組を構成するエンジンルームフレーム１２を有し、その内部には、エンジン１３や冷却装置１４等が所定の配置で格納されている。

＜エアコンコンプレッサとその駆動機構の説明＞
エンジン１３には、図示されないブラケットを介してエアコンコンプレッサ１５が組み付けられている。エアコンコンプレッサ１５とエンジン１３との間には、ベルト伝動機構１６が設けられている。このベルト伝動機構１６は、エンジン１３側の駆動プーリ１７とエアコンコンプレッサ１５側の従動プーリ１８との間に伝動ベルト１９が巻き掛け装着されて構成されている。エンジン１３の回転動力の一部はベルト伝動機構１６を介してエアコンコンプレッサ１５に伝達される。これにより、エアコンコンプレッサ１５が回転駆動され、冷媒を圧縮することができる。

＜回転物ガードの説明＞
ベルト伝動機構１６の上方には、ベルト伝動機構１６を覆うように回転物ガード２０が配置されている。こうして、整備・点検等の際に、ベルト伝動機構１６に不意に接触するのを確実に防止することができる。この回転物ガード２０は、足場を構成する踏板の役目も兼ねるため、足を載せるのに十分な大きさの四角形状の平板状部材で構成され、その板面には滑り止めのための所要の突起２１が設けられている。

＜エンジンルームフレームの要部構造説明＞
エンジンルームフレーム１２は、回転物ガード２０におけるエンジン１３に近い側の部位を支持するブラケット２２と、回転物ガード２０における冷却装置１４に近い側の部位を支持する梁部材２３とを有している。
図３（ａ）に示されるように、ブラケット２２は、ブロック状のブラケット本体２４と、ナット２５とより構成されている。ブラケット本体２４には、ボルト挿通孔２６が形成されている。ナット２５は、ブラケット本体２４のボルト挿通孔２６に対応する螺子孔２７を有し、ブラケット本体２４の下面に溶接固着されている。
図４（ａ）に示されるように、梁部材２３は、梁部材本体２８と、スペーサ２９と、ナット３０とより構成されている。梁部材本体２８には、ボルト挿通孔３１が形成されている。スペーサ２９は、梁部材本体２８のボルト挿通孔３１に対応するボルト挿通孔３２を有する筒状部材で構成され、梁部材本体２８の上面に溶接固着されている。ナット３０は、梁部材本体２８のボルト挿通孔３１に対応する螺子孔３３を有し、梁部材本体２８の下面に溶接固着されている。

＜回転物ガードのエンジンルームフレームへの取付構造の説明＞
図３（ａ）に示されるように、回転物ガード２０におけるエンジン１３（図１参照）に近い側の部位は、ブラケット本体２４のボルト挿通孔２６に対応するボルト挿通孔３４を有し、ボルト挿通孔３４，２６を通ってナット２５の螺子孔２７に螺合するボルト３５の締め付けによってブラケット２２に固定される。
図４（ａ）に示されるように、回転物ガード２０における冷却装置１４（図１参照）に近い側の部位は、スペーサ２９のボルト挿通孔３２に対応するボルト挿通孔３６を有し、ボルト挿通孔３６，３２，３１を通ってナット３０の螺子孔３３に螺合するボルト３７の締め付けによって梁部材２３に固定される。

＜ボルトの脱落防止構造の説明＞
次に、ボルト３５，３７の脱落防止構造について説明するが、ボルト３５の脱落防止構造とボルト３７の脱落防止構造とは基本的に同じであるので、代表として、ボルト３７の脱落防止構造について以下に説明することとする。

＜ボルトの説明＞
図４（ａ）に示されるように、ボルト３７は、六角ボルトであり、六角柱状の頭部４１と、この頭部４１の中心部から同軸を成して延設される軸部４２とより構成されている。軸部４２は、先端側において所定長さの螺子が切られた部分である螺子軸部４２ａと、基端側において螺子が切られていない部分である非螺子軸部４２ｂとを有している。非螺子軸部４２ｂの外径寸法は、螺子軸部４２ａの外径寸法よりも小さくされている。

＜座金の説明＞
ボルト３７の非螺子軸部４２ｂには、平らな円盤状の座金４３が分離不能に装着されている。座金４３の内径寸法は、非螺子軸部４２ｂの外径寸法よりも若干大きく、螺子軸部４２ａの外径寸法よりは小さくされている。
座金４３は、非螺子軸部４２ｂ上において、ボルト３７の頭部４１に突き当たる位置と、螺子軸部４２ａに突き当たる位置との間で移動可能とされている。座金４３の非螺子軸部４２ｂ上でのストローク長さＳは、螺子軸部４２ａのナット３０へのねじ込み長さＬ以上とされている。

＜ボルトアッセンブリの説明＞
なお、ボルト３７に座金４３が分離不能に装着されてなるボルトアッセンブリ４４は、所謂「座金組込ボルト（セムスボルト）」と称されるものと同様のものである。

＜座金のボルトへの装着手法の説明＞
ボルト３７の頭部４１と螺子軸部４２ａとの間の非螺子軸部４２ｂに座金４３を分離不能に装着する手法としては、例えば、螺子を形成する前の軸部４２にボルト軸径よりわずかに大きい孔をあけた座金４３を嵌挿し、その後に螺子を形成して座金４３が抜けない状態で組み込むという手法があり、座金組込ボルト（セムスボルト）と同様の組み込み手法である。

＜カバー部材の説明＞
回転物ガード２０には、カバー部材４５が固着されている。カバー部材４５は、帯状板材に所要の曲げ加工を施して断面逆Ｕの字形状に形成されたものである。カバー部材４５は、座金４３との間に若干の隙間ｔを存する所定高さ位置で回転物ガード２０と平行を成す天井板部４６と、天井板部４６の両側に直角を成して連設される側板部４７とを有している。
天井板部４６には、座金４３に対応する丸孔４８が形成されている。丸孔４８の孔径寸法は、座金４３の外径寸法よりも小さく、ボルト３７の頭部４１に嵌めるレンチソケット４９の外径寸法よりは大きくされている。
丸孔４８の縁部と座金４３の外周部とは向い合わせとなり、カバー部材４５で座金４３の外周部を全周に亘って覆うことができる。

＜ボルトアッセンブリとカバー部材の組付手順の説明＞
回転物ガード２０に対するボルトアッセンブリ４４とカバー部材４５の組み付けの手順は以下の通りである。まず、ボルト挿通孔３６に軸部４２を通して回転物ガード２０にボルトアッセンブリ４４を組み込む。次いで、平面視で丸孔４８の縁部が座金４３の外周部に重なる所定位置においてカバー部材４５を位置決めし、カバー部材４５と回転物ガード２０とを溶接により接合する。

＜本実施形態のボルトの脱落防止構造の作用効果の説明（１）＞
図４（ａ）に示されるように、ボルト３７の頭部４１にレンチソケット４９を嵌め込み、例えばインパクトレンチ（図示省略）でボルト３７を緩める方向に回すと、ボルト３７のナット３０への螺合が解除するまで、ボルト３７の緩め動作に応じてボルト３７がボルト抜き方向Ｄに動く。図４（ｂ）に示されるように、ナット３０からボルト３７が外れると、回転物ガード２０と梁部材２３との締結が解除される。その後、例えば重力作用等により、ボルト３７が更にボルト抜き方向Ｄに動くと、螺子軸部４２ａが座金４３に突き当たり、ボルト３７が座金４３と一緒になってボルト抜き方向Ｄに動き、遂には座金４３の外周部がカバー部材４５の丸孔４８の縁部に突き当たる。これにより、ボルト３７の回転物ガード２０からのボルト抜き方向Ｄの動きが止められる。
ボルト３７とカバー部材４５とは直接に接触していないから、ボルト３７を緩めたり締めたりする作業を繰り返し行っても、カバー部材４５は摩耗することがない。また、インパクトレンチによりボルト３７が一気に緩められることで、ボルト３７が回転物ガード２０から飛び出そうになったとしても、座金４３がカバー部材４５に突き当たることで、ボルト３７のボルト抜き方向Ｄの動きが止められる。
本実施形態のボルト３７の脱落防止構造によれば、ボルト３７の脱落を長期に亘って確実に防止することができる。

＜本実施形態のボルトの脱落防止構造の作用効果の説明（２）＞
ところで、複数個のボルト３５，３７で回転物ガード２０を締結固定する構成で、かつ座金４３の非螺子軸部４２ｂ上でのストローク長さＳが十分でない場合、全てのボルト３５，３７を平均的に緩めないと、回転物ガード２０が変形するという不具合が発生する恐れがある。すなわち、座金４３の非螺子軸部４２ｂ上でのストローク長さＳが不十分であると、ボルト３５，３７のナット２５，３０への螺合が解除する前に、螺子軸部４２ａによって突き上げられた座金４３がカバー部材４５に衝突し、その後においてもボルト緩め動作が継続されると、遂にはその座金４３によって回転部ガード１０が局部的に持ち上げられて曲がってしまう可能性がある。
そこで、本実施形態のボルト３５，３７の脱落防止構造においては、座金４３の非螺子軸部４２ｂ上でのストローク長さＳが、螺子軸部４２ａのナット２５，３０へのねじ込み長さＬ以上で、若干の余裕代を持たせたストローク長さに設定されている。これにより、ボルト３５，３７の緩め動作の際、ボルト３５，３７のみがボルト抜き方向Ｄに動くことになり、座金４３によって回転部ガード１０が局部的に持ち上げられて曲がってしまうといった不具合を未然に防ぐことができる。
したがって、全てのボルト３５，３７を平均的に緩めなければならないといった非効率的な作業を行う必要などなく、通常のボルト緩め作業と同様の作業にて回転物ガード２０を取り外すことができる。

＜用語の説明＞
エンジンルームフレーム１２が本発明の「取付相手部材」に相当する。
回転物ガード２０が本発明の「被取付部材」に相当する。

以上、本発明のボルトの脱落防止構造について、ベルト伝動機構１６を覆う回転物ガード２０に適用した例に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。例えば、高温部を覆うプレートや、ハンドレールの取付部を本発明の「被取付部材」とすることができる。

本実施形態では、カバー部材４５で座金４３の外周部を全周に亘って覆う構成が採用されているが、これに限定されるものではなく、ボルトの脱落防止の観点上、カバー部材４５を座金４３に必要十分に接当させることができるという条件を満足する範囲において、座金４３の外周部を部分的にカバー部材４５で覆う構成を採用することができる。具体例としては、カバー部材４５を複数個の分割片で構成し、これら複数個の分割片で座金４３の外周部の要所を覆う態様や、カバー部材４５の丸孔４８の周辺部分を切り欠いて一部が開放されたような形状のカバー部材を用いて座金４３の外周部の要所を覆う態様などが挙げられる。

本発明のボルトの脱落防止構造は、ボルトの脱落を長期に亘って確実に防止することができるという特性を有していることから、長期に亘って定期的にメンテナンスが必要な油圧ショベルやブルドーザ、ホイールローダ等の建設機械のボルト締結の用途に好適に用いることができる。

１ 油圧ショベル
１１ エンジンルーム
１２ エンジンルームフレーム（取付相手部材）
２０ 回転物ガード（被取付部材）
３５，３７ ボルト
４１ 頭部
４２ａ 螺子軸部
４２ｂ 非螺子軸部
４３ 座金
４５ カバー部材

Claims (3)

1. 被取付部材を取付相手部材に締結するボルトの脱落防止構造であって、
   前記ボルトの頭部と螺子軸部との間の非螺子軸部に分離不能に装着される座金と、前記座金を覆うカバー部材とを備え、
   前記ボルトの非締結時に前記座金を前記カバー部材に接当させることにより、前記ボルトが被取付部材から脱落するのを防止することを特徴とするボルトの脱落防止構造。
2. 前記カバー部材は、前記座金の外周部を全周に亘って覆うものである請求項１に記載のボルトの脱落防止構造。
3. 前記座金の前記非螺子軸部上でのストローク長さが、前記ボルトの取付相手部材へのねじ込み長さ以上である請求項１または２に記載のボルトの脱落防止構造。

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