JP2017227311A - 調節ボルト付き機器 - Google Patents

Abstract

【課題】調節ボルトの調節位置の改竄を防止するカバーの不正な抜き取りを防止することができる調節ボルト付き機器を提供する。【解決手段】ボルト取付壁２と、ボルト取付壁２の雌ねじ孔１に螺合された調節ボルト３と、調節ボルト３に螺合されたロックナット４と、調節ボルト３及びロックナット４を囲繞するカバー５と、カバー５をロックナット４に抜止めする抜止め部６とを備えた調節ボルト付き機器において、抜止め部６は、Ｃ形の止め輪１０を内装可能なカバー５の内周溝１１と、止め輪１０を外装可能なロックナット４の外周溝７とでなり、外周溝７は、内周溝１１に嵌っている止め輪１０の縮径外れを許容する溝底７ａを備え、外周溝７の反ボルト取付壁側の側周面２６には、内周溝１１に嵌っている止め輪１０とのボルト軸方向での当接で止め輪１０を拡径させる傾斜面２７が形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、調節ボルト付き機器に係り、詳しくは、調節ボルトの調節位置の改竄を防止するカバーの抜き取りを抑制させるための調節ボルト付き機器に関するものである。

従来、メネジ孔が形成されたボルト取付壁と、メネジ孔にネジ嵌合され、ボルト取付壁に取り付けられた調節ボルトと、調節ボルトにネジ嵌合されたロックナットと、ロックナットに回転可能に外嵌されたカバーと、カバーを抜け止めする抜け止め部を備えた、調節ボルト付き機器がある(例えば、特許文献１参照)。

この種の機器では、調節ボルトでエンジンの最大出力時の燃料噴射量等を調節した後は、ロックナットをカバーで覆い、調節ボルトの調節位置の改竄を防止することができる利点がある。

特許文献１の発明では、カバーの抜け止め部は、カバーの周壁の開口端部で構成されるカシメ部と、カシメ部を係止するロックナットの係止部を備え、カバーの周壁には、カシメ部の変形を容易にする変形用スリットが設けられている。

特開平７−７１３４５号公報(特に、図１〜図５参照)

特許文献１の発明では、調節ボルトの調節位置を改竄するため、変形用スリットにマイナスドライバー等の工具が差し込まれ、カバーの周壁の変形や破壊により、カバーが不正に抜き取られるおそれがあった。つまり、従来技術の問題点としては、カバーが不正に抜き取られるおそれがある、ということである。

このような実状に鑑みて、本発明の目的は、調節ボルトの調節位置の改竄を防止するカバーの不正な抜き取りを防止することができる調節ボルト付き機器を提供する点にある。

請求項１に係る発明は、雌ねじ孔１が形成されているボルト取付壁２と、
前記雌ねじ孔１に螺合されて前記ボルト取付壁２に装着されている調節ボルト３と、
前記調節ボルト３に螺合されているロックナット４と、
前記調節ボルト３及び前記ロックナット４を囲繞する筒状部５Ａを有して前記ロックナット４に嵌装されているカバー５と、
前記カバー５を前記ロックナット４に対して抜止め状態とする抜止め部６と、
を備えている調節ボルト付き機器において、
前記抜止め部６は、止め輪１０と、前記止め輪１０を抜止め状態で内装可能に前記カバー５に形成されている装着内周部１１と、前記止め輪１０を外装可能に前記ロックナット４に形成されている外周溝７とを有してなり、
前記外周溝７は、前記装着内周部１１に内装されている前記止め輪１０の前記装着内周部１１からの縮径による外れを許容する溝底７ａを備え、
前記外周溝７における反ボルト取付壁側の側周面２６の外周部には、前記装着内周部１１に内装されている前記止め輪１０とのボルト軸方向での当接により前記止め輪１０を拡径する力を生じさせる傾斜面２７が形成されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の調節ボルト付き機器において、
前記カバー５の内周部には、自由状態の前記止め輪１０の外径よりも大径の開口部１８ａを備えて奥窄まりとなるテーパー内周面２０が、前記装着内周部１１のボルト取付壁側に形成されていることを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の調節ボルト付き機器において、
前記止め輪１０が螺旋状のものに形成されていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の調節ボルト付き機器において、
前記装着内周部１１が内周溝により構成されていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の調節ボルト付き機器において、
前記ロックナット４は、前記ボルト取付壁２に作用する第１ロックナット４Ａと、前記第１ロックナット４Ａに作用する第２ロックナット４Ｂと、によるダブルナット構造に構成されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、出荷後の調節ボルトの再調節ができないように、調節ボルトを封印するカバーの不正な抜き取りが防止される効果が得られる。
即ち、詳しくは実施形態の項にて説明するが、ボルト取付壁から離れる向きにロックナットから抜き取られようとするカバーは、止め輪を介してロックナットに係止されるように構成されている。故に、特許文献１の発明と異なり、カバーの周壁に変形用スリットのような工具差し込み口が形成されないことに加え、強烈な力を必要とする止め輪のせん断破壊を行わない限りカバーを抜き取ることができないから、カバーの不正な抜き取りが防止されるようになる。

その結果、カバー内周に形成されている装着内周部から止め輪が外れるための縮径を許容する溝底と、止め輪とのボルト軸方向の当接により拡径する力を生じさせる傾斜面と、が設けられた外周溝をロックナットに設けるなどの創意工夫により、調節ボルトの調節位置の改竄を防止するカバーの不正な抜き取りを防止することができる調節ボルト付き機器を提供することができる。

請求項２の発明によれば、自由状態の止め輪の外径よりも大径の開口部を備えて奥窄まりとなるテーパー内周面が、カバーの内周部における装着内周部のボルト取付壁側に形成されているから、次の通りの作用効果が得られる。
即ち、ロックナットに止め輪を外嵌装着して外装した状態で、調節ボルトに螺装されているロックナットに被せるようにカバーをボルト軸方向に移動させると、テーパー内周面との当接によって止め輪が第２溝部において縮径変化し、遂には止め輪は装着内周部に拡径移動して内嵌装備される。
つまり、カバーをボルト取付壁側に動かすだけで、カバーを抜止め状態でロックナットに装着させることができる、という簡単な組付作業で済む便利さがある。

請求項３の発明によれば、止め輪の螺旋形状により、装着内周部や外周溝に嵌っている状態では、それら装着内周部や外周溝とボルト軸方向で常時押圧付勢されて当接する状態をもたらすことが可能となる。その結果、振動による止め輪の振動によるビビリ音の軽減又は抑制など、騒音抑制や防止に役立つ利点がある。

請求項４の発明によれば、止め輪が外装される装着内周部が内周溝で構成されているから、ボルト軸方向でカバーとロックナットとの位置決めも行える利点がある。

請求項５の発明によれば、ロックナットが、ボルト取付壁に作用する第１ロックナットと、第１ロックナットに作用する第２ロックナットとによるダブルナット構造に構成されているから、シングルナット構造に比べて、より強固で確実に調節ボルトの位置決め固定が行える。また、カバーの取付構造部が必須となる第２ロックナットを、ボルトのロック機能が求められる第１ロックナットとは別体としてあるので、カバーの抜止め構造部の設計自由度が向上する利点もある。

燃料噴射量の調節ボルトの構造を示す一部切欠きの正面図 図１の調節ボルトを備えるディーゼルエンジンの要部の縦断断面図 （ａ）自由状態での袋ナットの装着溝と止め輪との位置関係を示す要部断面図、（ｂ）カバー下降操作開始時における止め輪の縮径変形を示す要部断面図 （ａ）カバー下降による止め輪のカバー内周溝への拡径変形を示す要部断面図、（ｂ）図１に示すカバー装着時の状態を示す要部断面図 カバー引上げに伴う調節阻止機構の作用を示す要部の断面図 （ａ）止め輪の平面図、（ｂ）止め輪の正面図 カバーの回止め構造を示す要部の平面図

以下に、本発明による調節ボルト付き機器の実施の形態を、その一例として、立形で直列複数気筒の燃料調節ボルト付きディーゼルエンジンについて、図面を参照しながら説明する。

図２に示されるように、実施形態１によるディーゼルエンジンは、燃料噴射装置３０を備えている。燃料噴射装置３０は、ポンプ収容ケース３１と、燃料噴射ポンプ３２と、メカニカルガバナ２９とを備えている。
ポンプ収容ケース３１は、クランクケース（図示省略）の幅方向を横方向として、クランクケースの横側にクランクケースと一体鋳造で形成され、上壁３３にポンプ差込み口３４を備え、ポンプ差込み口３４の開口周縁部にポンプ取付け座３５が設けられている。

燃料噴射ポンプ３２はボッシュ型のプランジャ式列形ポンプで、ポンプ収容ケース３１内にはポンプ差込み口３４から燃料噴射ポンプ３２のプランジャ部３６が差し込まれ、燃料噴射ポンプ３２のフランジ部３７が六角穴付ボルトなどによってポンプ取付け座３５に取り付けられ、プランジャ部３６がポンプ収容ケース３１内に収容されている。

図２に示されるように、メカニカルガバナ２９は、ポンプ収容ケース３１内に収容され、燃料噴射ポンプ３２を調量制御し、負荷変動に拘わらず、エンジン回転数を調速レバー２８で設定された目標回転数に維持する。メカニカルガバナ２９は、ガバナスプリング（図示省略）のバネ力とフライウェイト（図示省略）のガバナ力との不釣合い力で揺動するガバナレバー３８を備え、ガバナレバー３８の揺動を介して燃料噴射ポンプ３２の燃料調量ラック３９が調量される。

図２に示されるように、ポンプ収容ケース３１の上壁３３には、燃料調節装置４０が設けられている。この燃料調節装置４０は、エンジンの定格回転数での最大燃料噴射量が調節され、エンジンの最大出力が調節される。
図１に示されるように、燃料調節装置４０は、ボルト先端部３ａと基端部の回し調節溝３ｂとを有してボルト取付壁２（ポンプ取付け座３５）に螺着されている軸ボルト状の調節ボルト３と、ロックナット４とを備えて構成されている。つまり、工具係合部である回し調節溝３ｂを用いてマイナスドライバーなどで調節ボルト３を回して調節し、その後にロックナット４を操作して調節ボルト３を位置決め固定させることができる。なお、１２は平ワッシャである。

燃料調節装置４０の要の部品である調節ボルト３は、雌ねじ孔１に螺合されてボルト取付壁２に貫通装着されており、そのボルト先端部３ａはポンプ収容ケース３１内に突出している。ボルト先端部３ａは、ガバナレバー３８の燃料増量揺動側に位置されており、ガバナレバー３８を受け止めて、ガバナレバー３８の燃料増量側の揺動位置を決めている。従って、調節ボルト３の締め込み量の調節により、最大燃料噴射量が調節可能に構成されている。

〔実施形態１〕
図１、図２に示されるように、調節ボルト３の回し操作を不可として、燃料調節装置４０の調節機能が行えないように阻止する調節阻止機構Ｓが装備されている。
調節阻止機構Ｓの機能は、図１に示されるように、調節ボルト３でエンジンの最大出力の燃料噴射量を調節した後は、ロックナット４をカバー５で覆って封印し、調節ボルト３の調節位置の改竄を防止する、というものである。カバー５は、一旦ロックナット４に装着すると、破壊させない限り抜き出すことができないように構成されている。次に、その調節阻止機構Ｓについて詳述する。

調節阻止機構Ｓは、図１，図２に示されるように、雌ねじ孔１が形成されているボルト取付壁２と、調節ボルト３と、調節ボルト３に螺合されているロックナット４と、調節ボルト３及びロックナット４に囲繞する筒状部５Ａを有してロックナット４に嵌装されているカバー５と、カバー５をロックナット４に対して抜止め状態とする抜止め部６と、を備えて構成されている。

ロックナット４は、平ワッシャ１２を介してボルト取付壁２に接する第１ロックナット４Ａと、平ワッシャ１３を介して第１ロックナット４Ａに接する第２ロックナット４Ｂと、を有するダブルナット構造に構成されている。第２ロックナット４Ｂは、円柱状の胴部１４、ナット部１５、及び半円球面状の袋部１６を有する袋ナットで構成されている。

抜止め部６は、Ｃ形の止め輪１０と、止め輪１０を抜止め状態で内装可能にカバー５に形成されている装着内周部１１と、止め輪１０を外装可能に第２ロックナット４Ｂの胴部１４に形成されている外周溝７とを有して構成されている。ここで、装着内周部１１の一例として、内周溝１１が採用されている。

外周溝７は、図５に示されるように、内周溝１１に内嵌装着、即ち内装されている止め輪１０の縮径による内周溝１１からの外れを許容する溝底７ａを備えている。そして、外周溝７における反ボルト取付壁側（上側）の上方側周面２６の外周部には、内周溝１１に内装されている止め輪１０とのボルト軸方向２１での当接により止め輪１０が拡径される力を生じさせる傾斜面（傾斜周面）２７が形成されている。傾斜面２７としては、Ｃ面取り加工によるものが挙げられる。

図５に示されるように、カバー５において止め輪１０を強制縮径させて通過させる最も小さい径を持つ主内周面１９、詳しくは、テーパ内周面２０と内周溝１１との間の主内周面（通過制限内周面）１９の径（直径）をＤ、止め輪１０の径方向幅をｗ、外周溝７の溝底７ａの径（直径）をｄと定義する。この場合、「前記装着内周部１１に内装されている前記止め輪１０の前記装着内周部１１からの縮径による外れを許容する溝底７ａ」を実現するために、次の式（１）が成り立つように構成されている。
（１）…ｄ＜Ｄ−２ｗ
この場合、内周溝１１の径（直径）をΦとすると、内周溝１１に嵌っているときの止め輪１０の外径が内周溝１１の径Φに一致している状態、即ち、内周溝１１の径Φが止め輪１０の自由状態の外径と同じ又は少し小さい状態が望ましいが、内周溝１１の径Φが止め輪１０の自由状態の外径より少し大きくても良い。

図５に示されるように、外周溝７の上方側周面２６の外周側端には、内周溝１１に嵌っている状態の止め輪１０の内上角部１０ｃが当接する傾斜面２７が形成されている。この傾斜面２７は、ボルト軸方向２１に対する角度θが４５〜７０度に、好ましくは５５〜６５度に設定されている。図５においては、θは６０度で描かれている。従って、止め輪１０がボルト軸方向２１で傾斜面２７に押し付けられると、その傾斜角度θによる径外側への分力（図５のＦ３を参照）が発生する。つまり、傾斜面２７の上記角度θにより、「外周溝７における反ボルト取付壁側の側周面２６の外周部には、装着内周部１１に内装されている止め輪１０とのボルト軸方向での当接により止め輪１０を拡径する力を生じさせる傾斜面２７が形成されている」という構成が可能となっている。

カバー５は、図１、図２に示されるように、円筒断面を有する筒状部５Ａと、中心に円形の孔１７を備える蓋部５Ｂとを有して構成され、筒状部５Ａの開口側は径の大きい補強部２２に形成されている。
筒状部５Ａの内周部は、最も径が大きく均一径を備えてボルト取付壁側（先端側）に形成されている開口内周面１８と、開口内周面１８よりも小径で反ボルト取付壁側（基端側）に形成されている主内周面１９と、ボルト軸方向２１で径を徐変させて開口内周面１８と主内周面１９とを繋ぐテーパー内周面２０とにより構成されている。
つまり、カバー５の内周部には、自由状態の止め輪１０の外径よりも大径の開口部１８ａを備えて奥窄まりとなるテーパー内周面２０が、内周溝１１のボルト取付壁側に形成されている。主内周面１９におけるテーパー内周面２０との境目付近に形成されている。

なお、カバー５の補強部２２には、図７に示されるように、断面形状がＤ形状となるように、一部が削られたような面である平坦面２２Ａが形成されている。その平坦面２２Ａは、ロックナット４への装着状態において、燃料噴射ポンプ３２のフランジ部３７の平坦な側面３７ａに隙間少なく近接配置される状態に、その寸法や形状が設定されている。従って、ロックナット４に装着された状態では、平坦面２２Ａと側面３７ａとの近接対向配備構成により、カバー５の回動操作ができないように構成されている。

止め輪１０は、図６（ａ）に示されるように、径方向幅ａが一定のサークリップ、即ちＣ形の止め輪１０に構成されている。そして、図６（ｂ）に示されるように、止め輪１０は、その厚み方向に捻られたは螺旋状のものに形成されている。例えば、コイルバネを作る要領により、その螺旋状の止め輪１０が製作されている。この螺旋形状により、内周溝１１や外周溝７に嵌っている状態では、それら内周溝１１や外周溝７とボルト軸方向２１で常時押圧付勢されて当接する状態をもたらすことが可能であり、振動によるビビリ音などの騒音防止に役立つ利点がある。

次に、調節阻止機構Ｓにおけるカバー５のロックナット４への装着手順と作用について説明する。まず、図６に示す止め輪１０を、調節ボルト３に螺着固定されている第２ロックナット４Ｂの外周溝７に嵌め入れる。
次いで、図３（ａ）に示されるように、カバー５を補強部２２が下となる姿勢で、調節ボルト３の上方から被せるように下降させる。このとき、開口内周面１８は自由状態の止め輪１０の外径より大きいので、止め輪１０は、外周溝７の下方側周面２３に載っている状態が維持されている。

カバー５の嵌め入れ下降を続けると、図３（ｂ）に示されるように、テーパー内周面２０が止め輪１０に外接し、そのテーパー内周面２０のボルト軸方向２１に対する緩い傾斜角度によって径内側方向への強い力が生じ、止め輪１０は、外周溝７の下方側周面２３に接した状態のまま強制的に縮径変形される。

引き続きのカバー５の下降により、図４（ａ）に示されるように、相対的に止め輪１０は、テーパー内周面２０の終端（上端）に続く主内周面１９を乗越えて内周溝１１に位置した途端、弾性復元力によって瞬間的に拡径変形して内周溝１１に嵌り込んで内嵌装着される。そして、図４（ｂ）に示されるように、カバー５は、内周溝１１の反ボルト取付壁側（上側）となる上側周面２４が、止め輪１０の上面１０ａに当接する位置まで下降して止まり、それが図１に示す装着状態である。なお、止め輪１０の拡径弾性力が強い場合は、下端位置までカバー５が降りないこともありうる。

さて、第２ロックナット４Ｂに組付けられた装着状態（図１や図５を参照）のカバー５を外そうとして、上方に引っ張った場合について説明する。
図４（ｂ）に示される装着状態にあるカバー５を引き抜こうとすると、図５に示されるように、内周溝１１のボルト取付壁側（下側）となる下側周面２５が、外周溝７の下方側周面２３に載っている止め輪１０に当接して連れ上り移動させ、止め輪１０が上方側周面２６に当接して止まる。

図５に示される状態から、なおもカバー５を引き上げようとしても、内周溝１１の下側周面２５で連れ上り移動しようとする止め輪１０の上面１０ａが外周溝７の上方側周面２６に当接しているので、それ以上のカバー５の引き上げがストップされる。
このとき、図５に示されるように、止め輪１０における内周側かつ上側の丸みを帯びた内上角部１０ｃは、上方側周面２６の外周部に形成された傾斜面２７に当接している。
故に、図５に力のベクトルを矢印で示すように、カバー５の抜き取り力Ｆ１により、止め輪１０を拡径させようとする方向の力Ｆ３を生じさせることになり、止め輪１０が外周溝７の径内側に移動して内周溝１１から外れる縮径外れが起きないように牽制阻止される。

このとき、内周溝１１の下側周面２５の内周端のＣ面取り加工部２５ａと、止め輪１０における外周側かつ下側の丸みを帯びた外下角部１０ｄとのそれぞれの大きさや相互の関係によっては、外下角部１０ｄがＣ面取り加工部２５ａに当接する場合があり、その場合には止め輪１０を縮径させようとする力Ｆ２が生じる。
しかしながら、Ｆ３＞Ｆ２となるように、止め輪１０の各角部１０ｃ、１０ｄ、傾斜面２７、及びＣ面取り加工部２５ａの角度や寸法が定められているので、やはり、止め輪１０は内周溝１１の溝底１１ａに当接する状態が維持され、従って、カバー５の抜き出しは阻止されるように機能する。

図５に示される例では、傾斜面２７と内上角部１０ｃとが当接し、その当接箇所のボルト軸方向２１に対する角度は約６０度になっている。これに対して外下角部１０ｄは、Ｃ面取り加工部２５ａそのものではなく、それ２５ａと下側周面２５との境目の角部に当接し、その当接箇所のボルト軸方向２１に対する角度は約７５度になっている。つまり、内上角部１０ｃと傾斜面２７とが当接している部位のボルト軸方向２１に対する角度は、外下角部１０ｄとＣ面取り加工部２５ａとが当接している部位のボルト軸方向２１に対する角度よりも小さくなるよう構成されている。このような構成により、Ｆ３＞Ｆ２となるのである。

以上述べたとおり、止め輪１０を有するロックナット４が螺装された調節ボルト３に、カバー５を、その内周溝１１に止め輪１０が内装されるまで下降移動させて組付けると、その後は、カバー５を引き上げて取り外すことは不可能となる調節阻止機構Ｓが構成されている。故に、カバー５のロックナット４への（調節ボルト３への）装着により、調節ボルト３の回し操作ができないように調節阻止機構Ｓが機能する。

カバー５を無理やり外すには、止め輪１０をせん断破壊させる必要があり、例えば、カバーをロックナットなどに圧入させる手段や、或いはカバーの下端を部分的に径内側に切り折り曲げてロックナットに引っ掛ける手段に比べて、カバー５の引き上げ耐力が格段に向上（例：耐荷重が１〜２トン）する利点がある。

〔別実施例〕
実施形態１においては、二つのロックナット４Ａ，４Ｂによりロックナット４が構成されているが、カバー５の係止可能な一つのロックナット４を有する調節ボルト付き機器であっても良い。
装着内周部１１としては、内周溝１１のほか、溝底１１ａがカバー５の上端まで延びて上側周面２４が省略された異径段付部に構成されても良い。

１ 雌ねじ孔
２ ボルト取付壁
３ 調節ボルト
４ ロックナット
４Ｂ 袋ナット
５ カバー
５Ａ 筒状部
６ 抜止め部
７ 外周溝
７ａ 溝底
１０ 止め輪
１１ 装着内周部
１８ａ 開口部
２０ テーパー内周面
２６ 側周面
２７ 傾斜面

Claims (5)

1. 雌ねじ孔が形成されているボルト取付壁と、
   前記雌ねじ孔に螺合されて前記ボルト取付壁に装着されている調節ボルトと、
   前記調節ボルトに螺合されているロックナットと、
   前記調節ボルト及び前記ロックナットを囲繞する筒状部を有して前記ロックナットに嵌装されているカバーと、
   前記カバーを前記ロックナットに対して抜止め状態とする抜止め部、
   を備えている調節ボルト付き機器であって、
   前記抜止め部は、Ｃ形の止め輪と、前記止め輪を抜止め状態で内装可能に前記カバーに形成されている装着内周部と、前記止め輪を外装可能に前記ロックナットに形成されている外周溝とを有してなり、
   前記外周溝は、前記装着内周部に内装されている前記止め輪の前記装着内周部からの縮径による外れを許容する溝底を備え、
   前記外周溝における反ボルト取付壁側の側周面の外周部には、前記装着内周部に内装されている前記止め輪とのボルト軸方向での当接により前記止め輪を拡径する力を生じさせる傾斜面が形成されていることを特徴とする。
2. 前記カバーの内周部には、自由状態の前記止め輪の外径よりも大径の開口部を備えて奥窄まりとなるテーパー内周面が、前記装着内周部のボルト取付壁側に形成されている請求項１に記載の調節ボルト付き機器。
3. 前記止め輪が螺旋状のものに形成されている請求項１又は２に記載の調節ボルト付き機器。
4. 前記装着内周部が内周溝により構成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の調節ボルト付き機器。
5. 前記ロックナットは、前記ボルト取付壁に作用する第１ロックナットと、前記第１ロックナットに作用する第２ロックナットと、によるダブルナット構造に構成されている請求項１〜４の何れか一項に記載の調節ボルト付き機器。

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