JP5723263B2 - 内燃機関のボルト締付方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のボルト締付方法に関する。

従来、内燃機関のボルト締付方法としては、実開平３−１２０３８０号公報（特許文献１）に記載された油圧を用いた締付がある。この内燃機関のボルト締付方法は、油圧ジャッキでボルトを引っ張り、ボルトに引張荷重をかけた状態で、ナットを座面側に締め込んで、ボルトの締め付けを行っている。この内燃機関のボルト締付方法は、トルクで締め付ける一般的な締付方法に対して、座面およびねじ部の摩擦の影響がなく、ボルトの軸力管理が確実にできて、かつ、ボルトに曲げやねじり応力が発生しない締付を実現できる。

図３は、従来の油圧を用いた複数のボルトの締付方法を説明する図である。

この方法は、油圧ポンプ１００と、継手１０１とを油圧ホース１０３で接続すると共に、各ボルトに油圧ジャッキ１０５を据え付けた上で、継手１０１と、各油圧ジャッキ１０５とを油圧ホース１０６で接続する。そして、油圧ポンプ１００からの油を、継手１０１を介して各油圧ジャッキ１０５に分配し、各油圧ジャッキ１０５に分配された油の油圧を用いて、各ボルトの締付を行うようになっている。このボルトの締付方法によれば、ナットと座面およびねじ部の摩擦の影響がなくて、ボルトに曲げやねじり応力が発生しなくて、複数のボルトを同時かつ均一に締付ができる。

しかしながら、上記従来のボルトの締付方法によれば、複数の油圧ジャッキのうちの幾つかに油圧の不具合があっても分からないという問題がある。そして、複数の油圧ジャッキのうちの幾つかに油圧の不具合がある場合、ボルトの締付トルク不足が発生して、事故につながる危険性がある。また、事故につながったとき、各油圧ジャッキの異常を特定するのが不可欠になるが、異常な油圧ジャッキの場所や原因の特定に多大な時間や労力を要するという問題がある。

実開平３−１２０３８０号公報

そこで、本発明の課題は、複数のボルトを同時かつ均一に締付でき、かつ、油圧が全ての油圧ジャッキに正常に働いているかを容易に確認できて、ボルトの締結トルク不足に基づく事故を防止できる内燃機関のボルト締付方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の内燃機関のボルト締付方法は、
複数のボルトを有する内燃機関の上記各ボルトに、油の給排出を行う接続口を二つ有する油圧ジャッキを設置する工程と、
複数の上記油圧ジャッキを油圧ホースで直列に接続する一方、直列に接続された上記複数の油圧ジャッキのうちの一端の油圧ジャッキと、油圧ポンプとを油圧ホースで接続する工程と、
規定値で上記油圧ジャッキの油圧をかける工程と、
上記一端の油圧ジャッキの上記油圧ポンプ側の油の油圧と、上記複数の油圧ジャッキのうちの他端の油圧ジャッキの上記一端の油圧ジャッキ側とは反対側の油の油圧とを測定する工程と
両端の油圧が同一であることを確認して上記複数のボルトおよびナットを締結する工程と
を備えることを特徴としている。

本発明によれば、油圧ポンプおよび複数の油圧ジャッキを、油圧ポンプを一端に配置した状態で、油圧ホースで直列に接続した上で、上記複数の油圧ジャッキを挟んだ両側の二箇所の油圧の測定を行うようになっているから、両側の二箇所の油圧の差異を測定するだけで、上記複数の油圧ジャッキのうちのいずれかの油圧ジャッキに異常があることを確認できる。つまり、両側の二箇所の油圧が同一であった場合に、全ての油圧ジャッキの正常とそのボルトへの据え付けの正常とを判断できる一方、両側の油圧が異なる場合に、いずれかの油圧ジャッキの異常またはいずれかの油圧ジャッキのシリンダヘッドボルトへの据え付けの異常を判断できる。したがって、油圧ジャッキが異常な状態で、ボルトの締め付けが行われることを防止できて、ボルトの締結トルク不足が存在することがなく、ボルトの締結トルク不足に基づく事故が発生することがない。

本発明の内燃機関のボルト締付方法によれば、油圧ジャッキが異常な状態で、ボルトの締め付けが行われることを防止できて、ボルトの締結トルク不足が存在することがなく、ボルトの締結トルク不足に基づく事故が発生することがない。

本発明の内燃機関のボルト締付方法の一実施形態である内燃機関のシリンダヘッドボルトの締付方法を行っている最中のシリンダヘッドを上方から見たときの図である。 シリンダヘッドボルトに据え付けられた油圧ジャッキを詳細に示す図である。 従来の油圧を用いた複数のボルトの締付方法を説明する図である。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の内燃機関のボルト締付方法の一実施形態である内燃機関のシリンダヘッドボルトおよびナットの締付を行っている最中のシリンダヘッドを上方から見たときの図である。以下、図１を用いて、四つのシリンダヘッドボルトおよびナットの締付方法を説明する。

先ず、各シリンダヘッドボルトに、油の給排出を行う接続口としての油圧カプラ１０を二つ有する油圧ジャッキ１を据え付ける（この工程については、後に詳述する）。

その後、図１に示すように、四つの油圧ジャッキ１を三つの油圧ホース６で直列に接続すると共に、直列に接続された四つの油圧ジャッキ１のうちの一端の油圧ジャッキ７と、油圧ポンプ５とを油圧ホース８で接続する。

次に、四つ目の油圧ジャッキ１の他方の油圧カプラ１０に高圧ホース９と空気抜きプラグ２２が接合された圧力計２１を接続する。

尚、油圧ポンプ５は、圧力計１１を有し、油圧ポンプ５から油圧ホース８に供給される油の油圧は、圧力計１１によって測定されるようになっている。

図２は、シリンダヘッドボルト３１に据え付けられた油圧ジャッキ１を詳細に示す図である。

図２に示すように、この油圧ジャッキ１は、内燃機関のシリンダヘッド３０に締め付けられるシリンダヘッドボルト３１の締め付けを行うのに用いられる。この油圧ジャッキ１は、油圧ピストン５８と、油圧シリンダ５９と、二つの油圧カプラ１０,１０と、ジャッキスタンド８８と、ジャッキハンドル５６とを有する。

油圧ピストン５８は、内周にシリンダヘッドボルト３１の雄ねじに適応する雌ねじが切られている。油圧シリンダ５９は、油圧ピストン５８の外側を囲うように配置されており、油圧ピストン５８は油圧シリンダ５９に対して軸方向に可動となっている。

さらに油圧ピストン５８と油圧シリンダ５９とのそれぞれには、軸方向に対向する面を有していて、油圧ピストン５８の外周、油圧シリンダ５９の内周と、これらの上下の対向面とで、油圧室８６を形成している。

油圧ピストン５８は、その上面に油圧カプラ１０接続用の穴８５を有しており、油圧室８６と連通している。

ジャッキスタンド８８は、油圧シリンダ５９の下面に当接しており、丸ナット５５の外側を（接触しない程度に）囲っている。なお、ジャッキスタンド８８は、ハンドル５６を通す長穴８９（周方向に長い）を有する。

シリンダヘッドボルト３１及びナット５５とを締め付ける手順について説明する。まずは、丸ナット５５をシリンダヘッドボルト３１に手でねじ込む。（図２の右側のボルトナットの状態。）

次に、ジャッキスタンド８８を丸ナット５５の外側を囲うように置く。そして、油圧ピストン５８と油圧シリンダ５９と油圧カプラ１０とが合体した状態で、油圧ピストン５８をシリンダヘッドボトル３１にねじ込んでいく。シリンダヘッド３０とジャッキスタンド８８と油圧シリンダ５９とが密着したら、油圧ホースを接続する。

空気抜きプラグ２２を開いて、油圧ポンプ５のレバーを操作して、油圧室８６を含む、油圧ポンプ５から他端の圧力計２１まで油を満たす。そして、空気抜きプラグ２２を閉めて、油圧ポンプ５のレバーを操作して、油圧を規定値まで上げる。

このとき油圧室８６において、油圧ピストン５８と油圧シリンダ５９とのそれぞれに対向する面に油圧が作用するから、油圧ピストン５８が油圧シリンダ５９に対して押し上げられる。つまり、油圧ピストン５８によって、シリンダヘッドボルト３１がシリンダヘッド３０に対して規定値の油圧の力で引っ張り上げられることになる。

そして、シリンダヘッドボルト３１が引っ張り上げられた状態で、ジャッキハンドル５６を用いて丸ナット５５を進角しないでまで締め付ける。その後、油圧ポンプ５からの油圧を抜いていくと、シリンダヘッドボルト３１と丸ナット５５とは、規定値の油圧の力で締め付けられることとなる。

シリンダヘッド３０にある４箇所のシリンダヘッドボルト３１および丸ナット５５は、同じトルクで均一に締め付けられなければならないから、上記の操作を４箇所同時に行う必要があるため、図１のような構成となる。

この時、油圧ジャッキ１が正常であれば、左右の油圧カプラ１０内の油の油圧と、油圧室８６内の油の油圧とが、同一の油圧になるから、四つの油圧ジャッキ１の全てが正常であれば、圧力計１１の測定値と、圧力計２１の測定値とが、同一になる。

図１に示すように、圧力計１１を有する油圧ポンプ５、四つの油圧ジャッキ１および圧力計２１を直列に接続した上で、圧力計１１の測定値と、圧力計２１の測定値とが同一で合った場合に、全ての接続の正常と全ての油圧ジャッキ１の正常とそのシリンダヘッドボルト３１への据え付けの正常とを判断する一方、圧力計１１の測定値と、圧力計２１の測定値とが異なる場合に、いずれかの接続の異常またはいずれかの油圧ジャッキ１の異常またはいずれかの油圧ジャッキ１のシリンダヘッドボルト３１への据え付けの異常を判断するようになっている。

具体的には、各油圧ジャッキ１が直列に接続されているから、一の油圧ジャッキ１に異物が噛み込む等して油圧が伝わらなくなった場合、その油圧ジャッキ１の両側の油の油圧が異なることになり、圧力計１１と、圧力計２１との油圧の値が異なることになる。したがって、直列に接続された四つの油圧ジャッキ１の一方側の圧力計１１,と、他方側の圧力計２１による油圧の相違を測定することによって、少なくとも一つの油圧ジャッキ１の異常を判断できる一方、上記一方側の圧力計１１と、他方側の圧力計２１との油圧の測定値が同一である場合に、全ての油圧ジャッキ１の正常を判断することができるのである。

したがって、油圧ジャッキ１が異常な状態で、シリンダヘッドボルト３１の締め付けが行われることを防止できて、シリンダヘッドボルト３１の締結トルク不足が存在することがなく、シリンダヘッドボルト３１の締結トルク不足に基づく事故が発生することがない。

尚、上記実施形態の内燃機関のボルト締付方法では、同じ油圧をかけて引っ張り上げるボルトの数が４であったが、この発明では、同じ油圧をかけて引っ張り上げるボルトの数は、２、３または５以上であっても良い。

また、上記実施形態では、本発明の方法を、複数のシリンダヘッドボルト３１を締め付けるのに使用したが、本発明の方法は、たとえば、複数の主軸受ボルト、複数のクランクピンボルト、または、複数のサイドボルトを締め付けるのに使用しても良い。

１ 油圧ジャッキ
５ 油圧ポンプ
６,８,９ 油圧ホース
７ 一端の油圧ジャッキ
１１,２１ 圧力計
３１ シリンダヘッドボルト

Claims (1)

1. 複数のボルトを有する内燃機関の上記各ボルトに、油の給排出を行う接続口を二つ有する油圧ジャッキを設置する工程と、
   複数の上記油圧ジャッキを油圧ホースで直列に接続する一方、直列に接続された上記複数の油圧ジャッキのうちの一端の油圧ジャッキと、油圧ポンプとを油圧ホースで接続する工程と、
   規定値で上記油圧ジャッキの油圧をかける工程と、
   上記一端の油圧ジャッキの上記油圧ポンプ側の油の油圧と、上記複数の油圧ジャッキのうちの他端の油圧ジャッキの上記一端の油圧ジャッキ側とは反対側の油の油圧とを測定する工程と
   両端の油圧が同一であることを確認して上記複数のボルトおよびナットを締結する工程と
   を備えることを特徴とする内燃機関のボルト締付方法。

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