JP4264191B2 - タイボルト構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被締付部材を一体に固定するタイボルトと、タイボルトの振動を抑制する振動抑制部とを備えるタイボルト構造に関し、特に、大型ディーゼル機関のジャケット、架構及び台板を固定するためのタイボルト構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ディーゼル機関のジャケット、架構及び台板を一体に固定するタイボルト構造が知られている。このタイボルト構造においては、タイボルトがディーゼル機関のクランクの回転等に伴ってタイボルト孔内で振動し、タイボルトが破損してしまうことがある。このため、従来からタイボルトの振動を抑制するための振動抑制部を有するタイボルト構造が知られている。このような振動抑制部を有するタイボルト構造の一例を図８に示す。同図に示すように、従来のタイボルト構造１００は、タイボルト１０２の一部に形成された環状のリセス部１０４と、このリセス部１０４に当接すると共にタイボルト１０２を取り囲むブッシュ１０６とから構成されていた。これにより、タイボルト１０２が振動するとブッシュ１０６がタイボルト孔の内周１９と当たり、タイボルト１０２の振動は抑制されることとなっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示すタイボルト構造１００には以下のような問題点があった。すなわち、タイボルト１０２の振動に伴ってブッシュ１０６とリセス部１０４との間に生じる衝撃により、タイボルト１０２のリセス部１０４のブッシュ１０６との当たり部が損傷する場合がある。一方、被締付部材を一体に固定するため、タイボルト１０２には引張応力が作用している。特に、タイボルト１０２が大型ディーゼル機関のジャケット、架構及び台板を固定するために用いられる場合には、タイボルト１０２はシリンダ内の爆発力に抗して各被締付部材を固定することとなるので、タイボルト１０２に作用する引張応力は非常に大きいものとなる。従って、前述のようにタイボルト１０２のリセス部１０４のブッシュ１０６との当たり部が損傷すると、引張応力はその損傷部分に集中して損傷部分が拡大し、ついにはタイボルト１０２が破損するという問題が生じていた。
【０００４】
そこで、本発明は上記課題を解決し、振動に対する信頼性を高めたタイボルト構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るタイボルト構造は、複数の被締付部材に穿設されたタイボルト孔に挿通されて各被締付部材を一体に固定するタイボルトと、タイボルトがタイボルト孔内で振動することを抑制する振動抑制部とを備えるタイボルト構造において、振動抑制部は、タイボルトの軸方向に作用する引張応力によって生じる応力線が通らないように形成された当たり部を有することを特徴とする。
【０００６】
このタイボルト構造によれば、タイボルトの振動を抑制するための当たり部は、タイボルトの軸方向に作用する引張応力によって生じる応力線が通らないように形成されている。このため、当たり部が損傷した場合であっても、タイボルトに作用する引張応力に起因して損傷部分が拡大することがなく、タイボルトの破損を防止することができる。これにより、振動に対するタイボルト構造の信頼性を高めることができる。なお、「応力線が通らない」とは、タイボルトに引張応力が作用した際に、当該部分においてひずみが生じないか、あるいは、当該部分において生じるひずみがタイボルト全体に生じるひずみより小さいことをいう。
【０００７】
また、本発明に係るタイボルト構造は、複数の被締付部材に穿設されたタイボルト孔に挿通されて各被締付部材を一体に固定するタイボルトと、タイボルトがタイボルト孔内で振動することを抑制する振動抑制部とを備えるタイボルト構造において、振動抑制部は、タイボルトの軸方向に所定の間隔を隔てるように、タイボルトの外周に形成された２個のリセス部と、各リセス部の間に形成された当たり部と、タイボルトとタイボルト孔の内周との間に介設され、当たり部に当接する当接部を有するブッシュと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このタイボルト構造によれば、タイボルトの軸方向（以下、単に「軸方向」という）に所定の間隔を隔てるように、タイボルトの外周に２個のリセス部が形成されている。ここで、「リセス部」とは、タイボルトの外周を取り囲むように環状に形成された凹部であり、リセス部においてタイボルトはくびれている。従って、各リセス部の間に形成される当たり部の径は、リセス部におけるタイボルトの径より大きいものとなり、当たり部には軸方向の引張応力によって生じる応力線が通らない。この当たり部に当接する当接部を有するブッシュを、タイボルトとタイボルト孔の内周との間に介設することによって、タイボルトがタイボルト孔内で振動することを抑制する。また、タイボルトが振動すると、ブッシュとタイボルトとの間に生じる衝撃により、当たり部が損傷する場合がある。本タイボルト構造では、当たり部には引張応力が作用しないか、あるいは当たり部に作用する引張応力は小さいので、引張応力に起因して損傷部分が拡大することがなく、タイボルトの破損を防止することができる。これにより、振動に対するタイボルト構造の信頼性を高めることができる。
【０００９】
上記タイボルト構造は、２個のリセス部を挟むようにタイボルトの外周に形成された２本の溝部と、各リセス部と各溝部との間にそれぞれ形成された２個の第２の当たり部をさらに備え、ブッシュは、さらに各第２の当たり部に当接する第２の当接部を有することを特徴しても良い。
【００１０】
このタイボルト構造においては、当たり部を挟むようにさらに２個の第２の当たり部が形成され、各第２の当たり部にブッシュを当接させている。これにより、ブッシュは複数の当たり部においてタイボルトと当接することとなるので、ブッシュをより安定させることができる。
【００１１】
上記タイボルト構造において、ブッシュの外周は、タイボルトの挿通方向に径が小さくなる円錐形状とされており、ブッシュと当接するタイボルト孔の内周は、ブッシュが嵌合可能に形成されていることを特徴としても良い。
【００１２】
このような構成を採用すれば、タイボルトがタイボルト孔に挿通される際に、タイボルトに取り付けられた円錐形状のブッシュは、タイボルト孔の内周を摺動して自動的に調芯されることとなる。
【００１３】
また、本発明に係るタイボルト構造は、複数の被締付部材に穿設されたタイボルト孔に挿通されて各被締付部材を一体に固定するタイボルトと、タイボルトがタイボルト孔内で振動することを抑制する振動抑制部とを備えるタイボルト構造において、振動抑制部は、タイボルトの径方向に突出するように形成されると共に、タイボルトの挿通方向に径が小さくなる円錐形状の当たり部を有し、当たり部と当接するタイボルト孔の内周は、当たり部が嵌合可能に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
このような構成を採用すれば、タイボルトがタイボルト孔に挿通される際に、円錐形状に形成された当たり部がタイボルト孔の内周を摺動して、自動的に調芯されることとなる。また、ブッシュを使用する必要がなくなることにより、材料費の低減を図ることができる。
【００１５】
上記タイボルト構造は、被締付部材に螺入され、当たり部を押さえる振動抑制用ボルトをさらに備えることを特徴としても良い。
【００１６】
このように振動抑制ボルトを設けることとすれば、タイボルトの振動を確実に抑制することができる。ここで、「当たり部を押さえる」とは、振動抑制ボルトが当たり部に当接して直接に当たり部を押さえる場合と、振動抑制ボルトがブッシュを介して当たり部を間接的に当たり部を押さえる場合の両方が含まれる。
【００１７】
また、上記タイボルト構造において、タイボルトは、振動抑制部の下側に第２の振動抑制部をさらに備え、第２の振動抑制部は、タイボルトの径方向に突出するように設けられた環状突出部を備え、環状突出部とタイボルト孔の内周との隙間に潤滑油が満たされていることを特徴としても良い。
【００１８】
このように第２の振動抑制部をさらに備えることにより、タイボルトが長い場合であっても確実にタイボルトの振動を抑制することができる。また、第２の振動抑制部は、環状突出部とタイボルト孔の内周との間に隙間を有し、その隙間に満たされた潤滑油の圧力変化によってタイボルトの振動を防止する。これにより、環状突出部は、タイボルト孔の内周の径に厳密に一致するよう加工する必要がなくなるので、環状突出部の寸法精度を緩和して容易にタイボルト構造を実現することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明に係るタイボルト構造の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係るタイボルト構造が適用されるディーゼル機関１０を示す図である。ディーゼル機関１０は、ジャケット１２、架構１４及び台板１６を備えており、これらの各部材は複数のタイボルト１８によって一体に固定されている。ジャケット１２には、ピストン２４が摺動するシリンダライナ２２が固設されており、シリンダライナ２２の頂部にはシリンダカバー２０が設けられている。ピストン２４は、ピストン棒２６を介してクロスヘッド２８と連結されている。クロスヘッド２８とクランク軸３２とは、回動自在に取り付けられた連接棒３０によって連結されている。シリンダライナ２２、シリンダカバー２０及びピストン２４によって画成される燃焼室Ｒ内の爆発圧力によって、ピストン２４がシリンダライナ２２上を往復運動すると、摺動板３４上を摺動するクロスヘッド２８に往復運動は伝達される。続いて、クロスヘッド２８に回動自在に取り付けられた連接棒３０が、クロスヘッド２８の往復運動に従って揺動し、連接棒３０の他端に取り付けられたクランク軸３２に回転運動として伝達される。
【００２１】
図２は、本発明の第１実施形態に係るタイボルト構造を示す断面図である。図２に示すように、タイボルト構造は、ジャケット１２、架構１４及び台板１６に穿設されたタイボルト孔に挿通されたタイボルト１８と、タイボルト１８の上下に設けられた振動抑制部４２，５０とを備えている。ナット４０によってタイボルト１８が締め付けられることにより、ジャケット１２、架構１４及び台板１６が一体に固定されている。
【００２２】
図２において上側に位置する第１の振動抑制部５０は、図３に示すように、タイボルト１８の外周に形成された２個のリセス部５２と、各リセス部５２の間に形成された環状の当たり部５４と、タイボルト１８とタイボルト孔の内周１９との間に介在されるブッシュ５６とを備えている。２個のリセス部５２は、タイボルト１８の軸方向に所定の間隔を隔てて、軸方向にそれぞれ形成されている。そして、当たり部５４の直径は、リセス部５２の直径より大きい。これにより、当たり部５４には引張応力によって生じる応力線が通らないこととなる。また、ブッシュ５６は、当たり部５４に当接する当接部５８を有している。ブッシュ５６の当接部５８の上下は、タイボルト１８のリセス部５２に向かって膨らんでおり（内周の径が小さくなっており）、ブッシュ５６がタイボルト１８に対して軸方向に移動しない構成となっている。これにより、タイボルト１８をタイボルト孔に挿通させる際に、タイボルト１８を垂直にしてもブッシュ５６がタイボルト１８の当たり部５４から滑り落ちない。なお、このブッシュ５６は２つ割りであり、図示しない止めボルト等の結合手段によって一体に固定されている。また、タイボルト構造は、当たり部５４の位置において、軸方向に垂直にジャケット１２に螺入される振動抑制ボルト５９を有している。この振動抑制ボルト５９が当たり部５４を押さえることにより、確実にタイボルト１８の振動を抑制する。
【００２３】
再び、図２を参照して下側に位置する第２の振動抑制部４２について説明する。第２の振動抑制部４２は、タイボルト１８とタイボルト孔の内周１９との間に介設されるブッシュ４４を有し、ブッシュ４４とタイボルト孔の内周１９との隙間に潤滑油４６が満たされている。潤滑油４６は、ブッシュ４４より上側に位置する図示しない潤滑油供給口から供給されるか、機関用の潤滑油が自然にたまったもので、タイボルト孔の適切な位置まで満たされている。ブッシュ４４とタイボルト孔の内周１９との間隔は他より狭くなっており、タイボルト１８が振動してブッシュ４４とタイボルト孔の内周１９とが近接すると、潤滑油４６によってブッシュ４４とタイボルト孔の内周１９とを離隔させる方向に反発圧力が生じ、これによりタイボルト１８の振動を抑制することができる。なお、第２の振動抑制部４２にはブッシュ４４を用いることとしたが、径方向に突出した環状突出部をタイボルト１８に形成することとしても同様の振動抑制部を構成することができる。
【００２４】
本実施形態に係るタイボルト構造は、２個の振動抑制部４２，５０を有しているので、タイボルト１８の振動を効果的に防止することができる。特に、本実施形態のように大型のディーゼル機関１０に用いられる長いタイボルト１８の場合には有効である。
【００２５】
また、第２の振動抑制部４２は、ブッシュ４４とタイボルト孔の内周１９との間に潤滑油４６を満たした構成となっており、ブッシュ４４とタイボルト孔の内周１９との間に隙間が生じている。これにより、第２の振動抑制部４２のブッシュ４４はタイボルト孔の内周１９に嵌合するように厳密に加工しなくても良く、容易にタイボルト構造を実現することができる。
【００２６】
また、第１の振動抑制部５０は、軸方向の引張応力によって生じる応力線が通らない当たり部５４に対してブッシュ５６を当接させている。これにより、タイボルト１８の振動に伴ってブッシュ５６と当たり部５４との間に生じる衝撃により当たり部５４が損傷した場合であっても、当たり部５４には引張応力が生じていないか、あるいは当たり部５４に生じる引張応力は小さいので、損傷部分が拡大してタイボルト１８が破損する不都合が発生せず、振動に対する信頼性の高いタイボルト構造を実現することができる。
【００２７】
また、第１の振動抑制部５０は、軸と垂直な方向にジャケット１２に螺入される振動抑制ボルト５９を有し、ブッシュ５６を介して当たり部５４を押さえている。これにより、タイボルト１８が振動する際に、ブッシュ５６が当たり部５４から受ける力と、ブッシュ５６がタイボルト孔の内周１９から受ける力が直線上に並ぶため、ブッシュ５６が撓むことがなく確実にタイボルト１８の振動を抑制することができる。
【００２８】
次に、本発明の第２実施形態に係るタイボルト構造について説明する。第２実施形態のタイボルト構造は、第１実施形態のタイボルト構造と基本的な構成は同一であるが、第１実施形態の第１の振動抑制部５０とは異なる第１の振動抑制部６０を有している。第１の振動抑制部６０の構成を、図４を参照しながら説明する。
【００２９】
第２実施形態における第１の振動抑制部６０は、第１実施形態における第１の振動抑制部５０と同様に２個のリセス部５２を有するが、さらに両方のリセス部５２を挟むように２個の環状の溝部６２が形成されている。以下の説明においては、各リセス部５２の間に形成された当たり部を「第１の当たり部５４」という。リセス部５２と溝部６２との間には、それぞれ第２の当たり部６４が形成されている。そして、ブッシュ５６は第１の当たり部５４に当接する当接部５８と、各第２の当たり部６４に当接する当接部６８を有する。
【００３０】
第２実施形態に係るタイボルト構造において、第１の振動抑制部は第１の当たり部５４と２個の第２の当たり部６４を有し、これらの当たり部５４，６４にブッシュ５６を当接させている。これにより、第１実施形態のタイボルト構造と同様に、振動によるタイボルト１８の破損を防止し、信頼性の高いタイボルト構造を実現できる効果に加えて、第１の振動抑制部６０のブッシュ５６を安定してタイボルト１８に当接させることができる効果が得られる。
【００３１】
次に、本発明の第３実施形態に係るタイボルト構造について説明する。第３実施形態のタイボルト構造は、第１実施形態のタイボルト構造と基本的な構成は同一であるが、第１実施形態の第１の振動抑制部５０とは異なる第１の振動抑制部７０を有している。第１の振動抑制部７０の構成を、図５を参照しながら説明する。
【００３２】
第３実施形態における第１の振動抑制部７０は、ブッシュ５６の外周がタイボルト１８の挿通方向に向かって径が小さくなる円錐形状となっており、ブッシュ５６と当接するタイボルト孔の内周１９ａはブッシュ５６と嵌合可能なテーパ状となっている。
【００３３】
第３実施形態のタイボルト構造は、第１実施形態のタイボルト構造と同様に、振動によるタイボルト１８の破損を防止し、信頼性の高いタイボルト構造を実現できる効果に加えて、タイボルト１８をタイボルト孔に容易に挿通できるという効果が得られる。すなわち、第２の振動抑制部４２において、ブッシュ４４とタイボルト孔の内周１９とは隙間を有しており、タイボルト１８の挿入は容易である。そして、第１の振動抑制部７０はブッシュ５６の外周が円錐形状であり、ブッシュ５６と当接するタイボルト孔の内周１９ａはテーパ状となっているため、タイボルト１８が厳密にタイボルト孔の中心に位置しない場合であっても、テーパ状の内周１９ａを円錐形状のブッシュ５６が摺動して自動的に調芯されて、ブッシュ５６とテーパ状のタイボルト孔の内周１９ａとは嵌合することとなる。なお、第１の振動抑制部７０の位置において、タイボルト１８がタイボルト孔の内周１９ａから軸と垂直方向の静的応力を受けて曲がっても、各被締付部材を固定する機能に関して問題はない。
【００３４】
また、タイボルト孔の内周１９ａは下側に向かって径が小さくなるテーパ状であるので、第１の振動抑制部７０においてタイボルト１８の自重がタイボルト孔の内周１９ａに作用し、ブッシュ５６とタイボルト孔との嵌合はより強固なものとなり、効果的に振動を抑制することができる。
【００３５】
次に、本発明の第４実施形態に係るタイボルト構造について、図６を参照しながら説明する。第４実施形態のタイボルト構造は、２箇所に振動抑制部を有する点で第１実施形態のタイボルト構造と同様である。第４実施形態のタイボルト構造は、上側に第１実施形態に係るタイボルト構造に含まれる第１の振動抑制部５０（図３参照）が設けられ、下側に第３実施形態に係るタイボルト構造の第２の振動抑制部７０（図５参照）が設けられている。
【００３６】
これにより、タイボルト１８を容易にタイボルト孔に挿入することができると共に、タイボルト１８の振動を効果的に抑制することができる。
【００３７】
なお、本実施形態においては、第１の振動抑制部５０のブッシュ５６は、その外周がタイボルト孔の内周１９と平行なものについて説明したが、第１の振動抑制部５０についても第２の振動抑制部７０と同様に、ブッシュ５６の外周を円錐形状としても良い。
【００３８】
次に、本発明の第５実施形態に係るタイボルト構造について説明する。第５実施形態のタイボルト構造は、第４実施形態のタイボルト構造と基本的な構成は同一であるが、第４実施形態の第２の振動抑制部７０とは異なる第２の振動抑制部８０を有している。第５実施形態における第２の振動抑制部８０を、図７を参照しながら説明する。
【００３９】
第５実施形態における第２の振動抑制部８０は、軸方向に所定の間隔を隔てるように形成された２個のリセス部５２と、各リセス部５２の間に形成されると共にタイボルト１８の挿通方向に向かって径が小さくなる円錐形状の当たり部５４とを備え、当たり部５４と当接するタイボルト孔の内周１９ａはテーパ状となっている。そして、被締付部材である台板１６には当たり部５４に対応する位置において、軸と垂直な方向から振動抑制ボルト５９が螺入されている。
【００４０】
このように第５実施形態における第２の振動抑制部８０は、当たり部５４が円錐形状でタイボルト孔の内周１９ａがテーパ状となっているため、容易にタイボルト１８を挿入することが可能であり、さらにブッシュを使用していないことにより材料費の低減を図ることができる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００４２】
上記実施形態では、いずれも２箇所に振動抑制部を有する構成のタイボルト構造について説明したが、振動抑制部を設ける箇所は２箇所に限定されるものではない。すなわち、タイボルト１８の長さや、適用されるディーゼル機関１０の振動に応じて適宜変更することができ、例えばタイボルト１８が比較的短い場合には、振動抑制部は１箇所に設ければ良い。なお、振動抑制部を多く設ければ振動抑制効果は大きいものとなる。
【００４３】
また、上記実施形態では、軸と垂直な方向に被締付部材に螺入される振動抑制ボルト５９を有しているが、振動抑制ボルト５９は必ずしも必要ではない。
【００４４】
また、上記実施形態では、ブッシュ５６とタイボルト孔の内周１９とを当接させているが、タイボルト１８の振動を抑制することができれば、ブッシュ５６とタイボルト孔の内周１９との間に隙間が生じていても良い。ブッシュ５６とタイボルト孔の内周１９との間に隙間を有する構成とすれは、タイボルト孔にタイボルト１８を挿入することが容易になり、振動を抑制するタイボルト構造を容易に実現することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、振動抑制部を構成する当たり部は、軸方向の引張応力によって生じる応力線が通らないように形成されている。これにより、タイボルトが振動して当たり部が損傷した場合であっても、当たり部には引張応力が作用しないか、あるいは当たり部に作用する引張応力は小さいので、引張応力に起因して損傷部分が拡大することがなくなり、タイボルトの破損を防止できる。
【００４６】
また、本発明によれば、タイボルトの２箇所に振動抑制部の少なくとも一の振動抑制部は、（１）環状突出部とタイボルト孔の内周との隙間に潤滑油を満たす、あるいは（２）当たり部を円錐形状、かつタイボルト孔の内周を当たり部と嵌合可能に形成する。これにより、少なくとも一の振動制御部については、タイボルト孔の内周の径と厳密に合致するように加工する必要がなく、タイボルトをタイボルト孔に容易に挿通させることができ、タイボルト構造を容易に実現することができる。
【００４７】
また、本発明によれば、振動抑制ボルトは当たり部を押さえるようにして被締付部材に螺入されているので、確実にタイボルトの振動を防止できる。さらに、振動抑制ボルトと当たり部との間にブッシュが介設されている場合に、ブッシュが撓んで振動抑制の効果が減少する不都合を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】タイボルト構造が適用されるディーゼル機関を示す図である。
【図２】第１実施形態に係るタイボルト構造を示す図である。
【図３】第１実施形態のタイボルト構造に含まれる振動抑制部を示す図である。
【図４】第２実施形態のタイボルト構造に含まれる振動抑制部を示す図である。
【図５】第３実施形態のタイボルト構造に含まれる振動抑制部を示す図である。
【図６】第４実施形態に係るタイボルト構造を示す図である。
【図７】第５実施形態のタイボルト構造に含まれる振動抑制部を示す図である。
【図８】従来のタイボルト構造を示す図である。
【符号の説明】
１０・・・ディーゼル機関、１２・・・ジャケット、１４・・・架構、１６・・・台板、１８・・・タイボルト、２０・・・シリンダカバー、２２・・・シリンダライナ、２４・・・ピストン、２６・・・ピストン棒、２８・・・シリンダヘッド、３０・・・連接棒、３２・・・クランク軸、３４・・・摺動板、４０・・・ナット、４２・・・振動抑制部、４４・・・ブッシュ、４６・・・潤滑油、５０・・・振動抑制部、５２・・・リセス部、５４・・・当たり部、５６・・・ブッシュ、５８・・・当接部、５９・・・振動抑制ボルト、６０・・・振動抑制部、６２・・・溝部、６４・・・第２の当たり部、６８・・・第２の当接部、７０、８０・・・振動抑制部、Ｒ・・・燃焼室。
【発明の属する技術分野】
本発明は、被締付部材を一体に固定するタイボルトと、タイボルトの振動を抑制する振動抑制部とを備えるタイボルト構造に関し、特に、大型ディーゼル機関のジャケット、架構及び台板を固定するためのタイボルト構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ディーゼル機関のジャケット、架構及び台板を一体に固定するタイボルト構造が知られている。このタイボルト構造においては、タイボルトがディーゼル機関のクランクの回転等に伴ってタイボルト孔内で振動し、タイボルトが破損してしまうことがある。このため、従来からタイボルトの振動を抑制するための振動抑制部を有するタイボルト構造が知られている。このような振動抑制部を有するタイボルト構造の一例を図８に示す。同図に示すように、従来のタイボルト構造１００は、タイボルト１０２の一部に形成された環状のリセス部１０４と、このリセス部１０４に当接すると共にタイボルト１０２を取り囲むブッシュ１０６とから構成されていた。これにより、タイボルト１０２が振動するとブッシュ１０６がタイボルト孔の内周１９と当たり、タイボルト１０２の振動は抑制されることとなっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示すタイボルト構造１００には以下のような問題点があった。すなわち、タイボルト１０２の振動に伴ってブッシュ１０６とリセス部１０４との間に生じる衝撃により、タイボルト１０２のリセス部１０４のブッシュ１０６との当たり部が損傷する場合がある。一方、被締付部材を一体に固定するため、タイボルト１０２には引張応力が作用している。特に、タイボルト１０２が大型ディーゼル機関のジャケット、架構及び台板を固定するために用いられる場合には、タイボルト１０２はシリンダ内の爆発力に抗して各被締付部材を固定することとなるので、タイボルト１０２に作用する引張応力は非常に大きいものとなる。従って、前述のようにタイボルト１０２のリセス部１０４のブッシュ１０６との当たり部が損傷すると、引張応力はその損傷部分に集中して損傷部分が拡大し、ついにはタイボルト１０２が破損するという問題が生じていた。
【０００４】
そこで、本発明は上記課題を解決し、振動に対する信頼性を高めたタイボルト構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るタイボルト構造は、複数の被締付部材に穿設されたタイボルト孔に挿通されて各被締付部材を一体に固定するタイボルトと、タイボルトがタイボルト孔内で振動することを抑制する振動抑制部とを備えるタイボルト構造において、振動抑制部は、タイボルトの軸方向に作用する引張応力によって生じる応力線が通らないように形成された当たり部を有することを特徴とする。
【０００６】
このタイボルト構造によれば、タイボルトの振動を抑制するための当たり部は、タイボルトの軸方向に作用する引張応力によって生じる応力線が通らないように形成されている。このため、当たり部が損傷した場合であっても、タイボルトに作用する引張応力に起因して損傷部分が拡大することがなく、タイボルトの破損を防止することができる。これにより、振動に対するタイボルト構造の信頼性を高めることができる。なお、「応力線が通らない」とは、タイボルトに引張応力が作用した際に、当該部分においてひずみが生じないか、あるいは、当該部分において生じるひずみがタイボルト全体に生じるひずみより小さいことをいう。
【０００７】
また、本発明に係るタイボルト構造は、複数の被締付部材に穿設されたタイボルト孔に挿通されて各被締付部材を一体に固定するタイボルトと、タイボルトがタイボルト孔内で振動することを抑制する振動抑制部とを備えるタイボルト構造において、振動抑制部は、タイボルトの軸方向に所定の間隔を隔てるように、タイボルトの外周に形成された２個のリセス部と、各リセス部の間に形成された当たり部と、タイボルトとタイボルト孔の内周との間に介設され、当たり部に当接する当接部を有するブッシュと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このタイボルト構造によれば、タイボルトの軸方向（以下、単に「軸方向」という）に所定の間隔を隔てるように、タイボルトの外周に２個のリセス部が形成されている。ここで、「リセス部」とは、タイボルトの外周を取り囲むように環状に形成された凹部であり、リセス部においてタイボルトはくびれている。従って、各リセス部の間に形成される当たり部の径は、リセス部におけるタイボルトの径より大きいものとなり、当たり部には軸方向の引張応力によって生じる応力線が通らない。この当たり部に当接する当接部を有するブッシュを、タイボルトとタイボルト孔の内周との間に介設することによって、タイボルトがタイボルト孔内で振動することを抑制する。また、タイボルトが振動すると、ブッシュとタイボルトとの間に生じる衝撃により、当たり部が損傷する場合がある。本タイボルト構造では、当たり部には引張応力が作用しないか、あるいは当たり部に作用する引張応力は小さいので、引張応力に起因して損傷部分が拡大することがなく、タイボルトの破損を防止することができる。これにより、振動に対するタイボルト構造の信頼性を高めることができる。
【０００９】
上記タイボルト構造は、２個のリセス部を挟むようにタイボルトの外周に形成された２本の溝部と、各リセス部と各溝部との間にそれぞれ形成された２個の第２の当たり部をさらに備え、ブッシュは、さらに各第２の当たり部に当接する第２の当接部を有することを特徴しても良い。
【００１０】
このタイボルト構造においては、当たり部を挟むようにさらに２個の第２の当たり部が形成され、各第２の当たり部にブッシュを当接させている。これにより、ブッシュは複数の当たり部においてタイボルトと当接することとなるので、ブッシュをより安定させることができる。
【００１１】
上記タイボルト構造において、ブッシュの外周は、タイボルトの挿通方向に径が小さくなる円錐形状とされており、ブッシュと当接するタイボルト孔の内周は、ブッシュが嵌合可能に形成されていることを特徴としても良い。
【００１２】
このような構成を採用すれば、タイボルトがタイボルト孔に挿通される際に、タイボルトに取り付けられた円錐形状のブッシュは、タイボルト孔の内周を摺動して自動的に調芯されることとなる。
【００１３】
また、本発明に係るタイボルト構造は、複数の被締付部材に穿設されたタイボルト孔に挿通されて各被締付部材を一体に固定するタイボルトと、タイボルトがタイボルト孔内で振動することを抑制する振動抑制部とを備えるタイボルト構造において、振動抑制部は、タイボルトの径方向に突出するように形成されると共に、タイボルトの挿通方向に径が小さくなる円錐形状の当たり部を有し、当たり部と当接するタイボルト孔の内周は、当たり部が嵌合可能に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
このような構成を採用すれば、タイボルトがタイボルト孔に挿通される際に、円錐形状に形成された当たり部がタイボルト孔の内周を摺動して、自動的に調芯されることとなる。また、ブッシュを使用する必要がなくなることにより、材料費の低減を図ることができる。
【００１５】
上記タイボルト構造は、被締付部材に螺入され、当たり部を押さえる振動抑制用ボルトをさらに備えることを特徴としても良い。
【００１６】
このように振動抑制ボルトを設けることとすれば、タイボルトの振動を確実に抑制することができる。ここで、「当たり部を押さえる」とは、振動抑制ボルトが当たり部に当接して直接に当たり部を押さえる場合と、振動抑制ボルトがブッシュを介して当たり部を間接的に当たり部を押さえる場合の両方が含まれる。
【００１７】
また、上記タイボルト構造において、タイボルトは、振動抑制部の下側に第２の振動抑制部をさらに備え、第２の振動抑制部は、タイボルトの径方向に突出するように設けられた環状突出部を備え、環状突出部とタイボルト孔の内周との隙間に潤滑油が満たされていることを特徴としても良い。
【００１８】
このように第２の振動抑制部をさらに備えることにより、タイボルトが長い場合であっても確実にタイボルトの振動を抑制することができる。また、第２の振動抑制部は、環状突出部とタイボルト孔の内周との間に隙間を有し、その隙間に満たされた潤滑油の圧力変化によってタイボルトの振動を防止する。これにより、環状突出部は、タイボルト孔の内周の径に厳密に一致するよう加工する必要がなくなるので、環状突出部の寸法精度を緩和して容易にタイボルト構造を実現することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明に係るタイボルト構造の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係るタイボルト構造が適用されるディーゼル機関１０を示す図である。ディーゼル機関１０は、ジャケット１２、架構１４及び台板１６を備えており、これらの各部材は複数のタイボルト１８によって一体に固定されている。ジャケット１２には、ピストン２４が摺動するシリンダライナ２２が固設されており、シリンダライナ２２の頂部にはシリンダカバー２０が設けられている。ピストン２４は、ピストン棒２６を介してクロスヘッド２８と連結されている。クロスヘッド２８とクランク軸３２とは、回動自在に取り付けられた連接棒３０によって連結されている。シリンダライナ２２、シリンダカバー２０及びピストン２４によって画成される燃焼室Ｒ内の爆発圧力によって、ピストン２４がシリンダライナ２２上を往復運動すると、摺動板３４上を摺動するクロスヘッド２８に往復運動は伝達される。続いて、クロスヘッド２８に回動自在に取り付けられた連接棒３０が、クロスヘッド２８の往復運動に従って揺動し、連接棒３０の他端に取り付けられたクランク軸３２に回転運動として伝達される。
【００２１】
図２は、本発明の第１実施形態に係るタイボルト構造を示す断面図である。図２に示すように、タイボルト構造は、ジャケット１２、架構１４及び台板１６に穿設されたタイボルト孔に挿通されたタイボルト１８と、タイボルト１８の上下に設けられた振動抑制部４２，５０とを備えている。ナット４０によってタイボルト１８が締め付けられることにより、ジャケット１２、架構１４及び台板１６が一体に固定されている。
【００２２】
図２において上側に位置する第１の振動抑制部５０は、図３に示すように、タイボルト１８の外周に形成された２個のリセス部５２と、各リセス部５２の間に形成された環状の当たり部５４と、タイボルト１８とタイボルト孔の内周１９との間に介在されるブッシュ５６とを備えている。２個のリセス部５２は、タイボルト１８の軸方向に所定の間隔を隔てて、軸方向にそれぞれ形成されている。そして、当たり部５４の直径は、リセス部５２の直径より大きい。これにより、当たり部５４には引張応力によって生じる応力線が通らないこととなる。また、ブッシュ５６は、当たり部５４に当接する当接部５８を有している。ブッシュ５６の当接部５８の上下は、タイボルト１８のリセス部５２に向かって膨らんでおり（内周の径が小さくなっており）、ブッシュ５６がタイボルト１８に対して軸方向に移動しない構成となっている。これにより、タイボルト１８をタイボルト孔に挿通させる際に、タイボルト１８を垂直にしてもブッシュ５６がタイボルト１８の当たり部５４から滑り落ちない。なお、このブッシュ５６は２つ割りであり、図示しない止めボルト等の結合手段によって一体に固定されている。また、タイボルト構造は、当たり部５４の位置において、軸方向に垂直にジャケット１２に螺入される振動抑制ボルト５９を有している。この振動抑制ボルト５９が当たり部５４を押さえることにより、確実にタイボルト１８の振動を抑制する。
【００２３】
再び、図２を参照して下側に位置する第２の振動抑制部４２について説明する。第２の振動抑制部４２は、タイボルト１８とタイボルト孔の内周１９との間に介設されるブッシュ４４を有し、ブッシュ４４とタイボルト孔の内周１９との隙間に潤滑油４６が満たされている。潤滑油４６は、ブッシュ４４より上側に位置する図示しない潤滑油供給口から供給されるか、機関用の潤滑油が自然にたまったもので、タイボルト孔の適切な位置まで満たされている。ブッシュ４４とタイボルト孔の内周１９との間隔は他より狭くなっており、タイボルト１８が振動してブッシュ４４とタイボルト孔の内周１９とが近接すると、潤滑油４６によってブッシュ４４とタイボルト孔の内周１９とを離隔させる方向に反発圧力が生じ、これによりタイボルト１８の振動を抑制することができる。なお、第２の振動抑制部４２にはブッシュ４４を用いることとしたが、径方向に突出した環状突出部をタイボルト１８に形成することとしても同様の振動抑制部を構成することができる。
【００２４】
本実施形態に係るタイボルト構造は、２個の振動抑制部４２，５０を有しているので、タイボルト１８の振動を効果的に防止することができる。特に、本実施形態のように大型のディーゼル機関１０に用いられる長いタイボルト１８の場合には有効である。
【００２５】
また、第２の振動抑制部４２は、ブッシュ４４とタイボルト孔の内周１９との間に潤滑油４６を満たした構成となっており、ブッシュ４４とタイボルト孔の内周１９との間に隙間が生じている。これにより、第２の振動抑制部４２のブッシュ４４はタイボルト孔の内周１９に嵌合するように厳密に加工しなくても良く、容易にタイボルト構造を実現することができる。
【００２６】
また、第１の振動抑制部５０は、軸方向の引張応力によって生じる応力線が通らない当たり部５４に対してブッシュ５６を当接させている。これにより、タイボルト１８の振動に伴ってブッシュ５６と当たり部５４との間に生じる衝撃により当たり部５４が損傷した場合であっても、当たり部５４には引張応力が生じていないか、あるいは当たり部５４に生じる引張応力は小さいので、損傷部分が拡大してタイボルト１８が破損する不都合が発生せず、振動に対する信頼性の高いタイボルト構造を実現することができる。
【００２７】
また、第１の振動抑制部５０は、軸と垂直な方向にジャケット１２に螺入される振動抑制ボルト５９を有し、ブッシュ５６を介して当たり部５４を押さえている。これにより、タイボルト１８が振動する際に、ブッシュ５６が当たり部５４から受ける力と、ブッシュ５６がタイボルト孔の内周１９から受ける力が直線上に並ぶため、ブッシュ５６が撓むことがなく確実にタイボルト１８の振動を抑制することができる。
【００２８】
次に、本発明の第２実施形態に係るタイボルト構造について説明する。第２実施形態のタイボルト構造は、第１実施形態のタイボルト構造と基本的な構成は同一であるが、第１実施形態の第１の振動抑制部５０とは異なる第１の振動抑制部６０を有している。第１の振動抑制部６０の構成を、図４を参照しながら説明する。
【００２９】
第２実施形態における第１の振動抑制部６０は、第１実施形態における第１の振動抑制部５０と同様に２個のリセス部５２を有するが、さらに両方のリセス部５２を挟むように２個の環状の溝部６２が形成されている。以下の説明においては、各リセス部５２の間に形成された当たり部を「第１の当たり部５４」という。リセス部５２と溝部６２との間には、それぞれ第２の当たり部６４が形成されている。そして、ブッシュ５６は第１の当たり部５４に当接する当接部５８と、各第２の当たり部６４に当接する当接部６８を有する。
【００３０】
第２実施形態に係るタイボルト構造において、第１の振動抑制部は第１の当たり部５４と２個の第２の当たり部６４を有し、これらの当たり部５４，６４にブッシュ５６を当接させている。これにより、第１実施形態のタイボルト構造と同様に、振動によるタイボルト１８の破損を防止し、信頼性の高いタイボルト構造を実現できる効果に加えて、第１の振動抑制部６０のブッシュ５６を安定してタイボルト１８に当接させることができる効果が得られる。
【００３１】
次に、本発明の第３実施形態に係るタイボルト構造について説明する。第３実施形態のタイボルト構造は、第１実施形態のタイボルト構造と基本的な構成は同一であるが、第１実施形態の第１の振動抑制部５０とは異なる第１の振動抑制部７０を有している。第１の振動抑制部７０の構成を、図５を参照しながら説明する。
【００３２】
第３実施形態における第１の振動抑制部７０は、ブッシュ５６の外周がタイボルト１８の挿通方向に向かって径が小さくなる円錐形状となっており、ブッシュ５６と当接するタイボルト孔の内周１９ａはブッシュ５６と嵌合可能なテーパ状となっている。
【００３３】
第３実施形態のタイボルト構造は、第１実施形態のタイボルト構造と同様に、振動によるタイボルト１８の破損を防止し、信頼性の高いタイボルト構造を実現できる効果に加えて、タイボルト１８をタイボルト孔に容易に挿通できるという効果が得られる。すなわち、第２の振動抑制部４２において、ブッシュ４４とタイボルト孔の内周１９とは隙間を有しており、タイボルト１８の挿入は容易である。そして、第１の振動抑制部７０はブッシュ５６の外周が円錐形状であり、ブッシュ５６と当接するタイボルト孔の内周１９ａはテーパ状となっているため、タイボルト１８が厳密にタイボルト孔の中心に位置しない場合であっても、テーパ状の内周１９ａを円錐形状のブッシュ５６が摺動して自動的に調芯されて、ブッシュ５６とテーパ状のタイボルト孔の内周１９ａとは嵌合することとなる。なお、第１の振動抑制部７０の位置において、タイボルト１８がタイボルト孔の内周１９ａから軸と垂直方向の静的応力を受けて曲がっても、各被締付部材を固定する機能に関して問題はない。
【００３４】
また、タイボルト孔の内周１９ａは下側に向かって径が小さくなるテーパ状であるので、第１の振動抑制部７０においてタイボルト１８の自重がタイボルト孔の内周１９ａに作用し、ブッシュ５６とタイボルト孔との嵌合はより強固なものとなり、効果的に振動を抑制することができる。
【００３５】
次に、本発明の第４実施形態に係るタイボルト構造について、図６を参照しながら説明する。第４実施形態のタイボルト構造は、２箇所に振動抑制部を有する点で第１実施形態のタイボルト構造と同様である。第４実施形態のタイボルト構造は、上側に第１実施形態に係るタイボルト構造に含まれる第１の振動抑制部５０（図３参照）が設けられ、下側に第３実施形態に係るタイボルト構造の第２の振動抑制部７０（図５参照）が設けられている。
【００３６】
これにより、タイボルト１８を容易にタイボルト孔に挿入することができると共に、タイボルト１８の振動を効果的に抑制することができる。
【００３７】
なお、本実施形態においては、第１の振動抑制部５０のブッシュ５６は、その外周がタイボルト孔の内周１９と平行なものについて説明したが、第１の振動抑制部５０についても第２の振動抑制部７０と同様に、ブッシュ５６の外周を円錐形状としても良い。
【００３８】
次に、本発明の第５実施形態に係るタイボルト構造について説明する。第５実施形態のタイボルト構造は、第４実施形態のタイボルト構造と基本的な構成は同一であるが、第４実施形態の第２の振動抑制部７０とは異なる第２の振動抑制部８０を有している。第５実施形態における第２の振動抑制部８０を、図７を参照しながら説明する。
【００３９】
第５実施形態における第２の振動抑制部８０は、軸方向に所定の間隔を隔てるように形成された２個のリセス部５２と、各リセス部５２の間に形成されると共にタイボルト１８の挿通方向に向かって径が小さくなる円錐形状の当たり部５４とを備え、当たり部５４と当接するタイボルト孔の内周１９ａはテーパ状となっている。そして、被締付部材である台板１６には当たり部５４に対応する位置において、軸と垂直な方向から振動抑制ボルト５９が螺入されている。
【００４０】
このように第５実施形態における第２の振動抑制部８０は、当たり部５４が円錐形状でタイボルト孔の内周１９ａがテーパ状となっているため、容易にタイボルト１８を挿入することが可能であり、さらにブッシュを使用していないことにより材料費の低減を図ることができる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００４２】
上記実施形態では、いずれも２箇所に振動抑制部を有する構成のタイボルト構造について説明したが、振動抑制部を設ける箇所は２箇所に限定されるものではない。すなわち、タイボルト１８の長さや、適用されるディーゼル機関１０の振動に応じて適宜変更することができ、例えばタイボルト１８が比較的短い場合には、振動抑制部は１箇所に設ければ良い。なお、振動抑制部を多く設ければ振動抑制効果は大きいものとなる。
【００４３】
また、上記実施形態では、軸と垂直な方向に被締付部材に螺入される振動抑制ボルト５９を有しているが、振動抑制ボルト５９は必ずしも必要ではない。
【００４４】
また、上記実施形態では、ブッシュ５６とタイボルト孔の内周１９とを当接させているが、タイボルト１８の振動を抑制することができれば、ブッシュ５６とタイボルト孔の内周１９との間に隙間が生じていても良い。ブッシュ５６とタイボルト孔の内周１９との間に隙間を有する構成とすれは、タイボルト孔にタイボルト１８を挿入することが容易になり、振動を抑制するタイボルト構造を容易に実現することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、振動抑制部を構成する当たり部は、軸方向の引張応力によって生じる応力線が通らないように形成されている。これにより、タイボルトが振動して当たり部が損傷した場合であっても、当たり部には引張応力が作用しないか、あるいは当たり部に作用する引張応力は小さいので、引張応力に起因して損傷部分が拡大することがなくなり、タイボルトの破損を防止できる。
【００４６】
また、本発明によれば、タイボルトの２箇所に振動抑制部の少なくとも一の振動抑制部は、（１）環状突出部とタイボルト孔の内周との隙間に潤滑油を満たす、あるいは（２）当たり部を円錐形状、かつタイボルト孔の内周を当たり部と嵌合可能に形成する。これにより、少なくとも一の振動制御部については、タイボルト孔の内周の径と厳密に合致するように加工する必要がなく、タイボルトをタイボルト孔に容易に挿通させることができ、タイボルト構造を容易に実現することができる。
【００４７】
また、本発明によれば、振動抑制ボルトは当たり部を押さえるようにして被締付部材に螺入されているので、確実にタイボルトの振動を防止できる。さらに、振動抑制ボルトと当たり部との間にブッシュが介設されている場合に、ブッシュが撓んで振動抑制の効果が減少する不都合を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】タイボルト構造が適用されるディーゼル機関を示す図である。
【図２】第１実施形態に係るタイボルト構造を示す図である。
【図３】第１実施形態のタイボルト構造に含まれる振動抑制部を示す図である。
【図４】第２実施形態のタイボルト構造に含まれる振動抑制部を示す図である。
【図５】第３実施形態のタイボルト構造に含まれる振動抑制部を示す図である。
【図６】第４実施形態に係るタイボルト構造を示す図である。
【図７】第５実施形態のタイボルト構造に含まれる振動抑制部を示す図である。
【図８】従来のタイボルト構造を示す図である。
【符号の説明】
１０・・・ディーゼル機関、１２・・・ジャケット、１４・・・架構、１６・・・台板、１８・・・タイボルト、２０・・・シリンダカバー、２２・・・シリンダライナ、２４・・・ピストン、２６・・・ピストン棒、２８・・・シリンダヘッド、３０・・・連接棒、３２・・・クランク軸、３４・・・摺動板、４０・・・ナット、４２・・・振動抑制部、４４・・・ブッシュ、４６・・・潤滑油、５０・・・振動抑制部、５２・・・リセス部、５４・・・当たり部、５６・・・ブッシュ、５８・・・当接部、５９・・・振動抑制ボルト、６０・・・振動抑制部、６２・・・溝部、６４・・・第２の当たり部、６８・・・第２の当接部、７０、８０・・・振動抑制部、Ｒ・・・燃焼室。
Claims (4)
- 複数の被締付部材に穿設されたタイボルト孔に挿通されて前記各被締付部材を一体に固定するタイボルトと、前記タイボルトが前記タイボルト孔内で振動することを抑制する振動抑制部とを備えるタイボルト構造において、
前記振動抑制部は、
前記タイボルトの軸方向に所定の間隔を隔てるように、前記タイボルトの外周に形成された２個のリセス部と、
前記各リセス部の間に、前記タイボルトの軸方向に作用する引張応力によって生じる応力線が通らないように形成された当たり部と、
前記タイボルトと前記タイボルト孔の内周との間に介設され、前記当たり部に当接する当接部を有するブッシュと、
２個の前記リセス部を挟むように前記タイボルトの外周に形成された２本の溝部と、前記各リセス部と前記各溝部との間に、前記タイボルトの軸方向に作用する引張応力によって生じる応力線が通らないようにそれぞれ形成された２個の第２の当たり部と、を備え、
前記ブッシュは、さらに前記各第２の当たり部に当接する第２の当接部を有することを特徴とするタイボルト構造。 - 複数の被締付部材に穿設されたタイボルト孔に挿通されて前記各被締付部材を一体に固定するタイボルトと、前記タイボルトが前記タイボルト孔内で振動することを抑制する振動抑制部とを備えるタイボルト構造において、
前記振動抑制部は、
前記タイボルトの軸方向に所定の間隔を隔てるように、前記タイボルトの外周に形成された２個のリセス部と、
前記各リセス部の間に、前記タイボルトの軸方向に作用する引張応力によって生じる応力線が通らないように形成された当たり部と、
前記タイボルトと前記タイボルト孔の内周との間に介設され、前記当たり部に当接する当接部を有するブッシュと、を備え、
前記ブッシュの外周は、前記タイボルトの挿通方向に径が小さくなる円錐形状とされており、前記ブッシュと当接する前記タイボルト孔の内周は、前記ブッシュが嵌合可能に形成されていることを特徴とするタイボルト構造。 - 前記被締付部材に螺入され、前記当たり部を押さえる振動抑制用ボルトをさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のタイボルト構造。
- 前記タイボルトは、前記振動抑制部の下方に第２の振動抑制部をさらに備え、
前記第２の振動抑制部は、
前記タイボルトの径方向に突出するように設けられた環状突出部を備え、
前記環状突出部と前記タイボルト孔の内周との隙間に潤滑油が満たされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のタイボルト構造。
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