JPWO2015093437A1 - 部材の駆動機構 - Google Patents

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Abstract

第1部材に対する第2部材の相対的な位置を変える部材の駆動機構であって、前記第1部材に設けられた当接部と、前記第2部材に設けられた弾性リップであって、前記相対的な位置を所定の方向に向かって変える付勢力を前記当接部と前記弾性リップとの間の距離の変化によって蓄積する前記付勢部と、前記当接部に対して前記弾性リップが当接する状態を保つ状態保持部と、を備え、前記当接部と前記弾性リップとは、前記当接部に対する前記弾性リップの相対的な振動によって前記付勢力の蓄積と前記付勢力の解放とを繰り返して前記相対的な位置を所定の方向へ変位させる。

Description

本開示の技術は、部材を駆動させる部材の駆動機構に関する。
シリンダーヘッドによってシリンダーヘッドカバーを支持する支持構造には、シリンダーヘッドに取り付けられる締結部材と、シリンダーヘッドカバーに取り付けられる制振部材との結合を用いる技術が知られている。締結部材は、例えば、シリンダーヘッドに形成された雌ねじ部に螺合する雄ねじ部材であり、制振部材は、例えば、シリンダーヘッドカバーの嵌合溝に嵌め込まれる弾性リングである。そして、弾性リングに形成された嵌入孔に雄ねじ部材の有する頭部が嵌め込まれることによって、シリンダーヘッドとシリンダーヘッドカバーとが間接的に結合している(例えば、特許文献1を参照)。
シリンダーヘッドに取り付けられる締結部材の中には、締結に要する手間を軽減するために、雄ねじ部材における雄ねじ部の一部が軸方向に沿って切り欠かれた係止片を有する樹脂製のファスナーが注目されている。樹脂製のファスナーに形成された係止片は、雄ねじ部とは異なり、軸方向に沿ってたわむことができるため、樹脂製のファスナーの締結操作は、樹脂製のファスナーの回転ではなく、雌ねじ部を有した孔に対する樹脂ファスナーの差し込みで足りる(例えば、特許文献2を参照)。
特開2005−331067号公報 特開2012−57778号公報
ところで、シリンダーヘッドに生じた振動の一部は、通常、制振部材を通じて少なからずシリンダーヘッドカバーにも伝わる。この際に、シリンダーヘッドカバーの振動と、シリンダーヘッドの振動とは、振動する方向や振動の周期などが相互に異なるため、これらの振動の差異は、シリンダーヘッドと締結部材との締結を緩める方向に作用してしまう。
なお、部材の位置が意図されない方向に変わってしまう課題は、締結を目的とした締結部材の位置が、締結を解除する方向に向かって変わる構成に限らず、例えば、締結の解除を前提とした仮止め用の締結部材の位置が、締結を促進する方向に向かって変わる構成など、振動を受ける部材を備える構成において共通する。
本開示の技術は、部材の位置が意図されない方向に変わることを抑える部材の駆動機構を提供することを目的とする。
本開示における部材の駆動機構の一態様は、第1部材に対する第2部材の相対的な位置を変える部材の駆動機構であって、前記第1部材に設けられた当接部と、前記第2部材に設けられた付勢部であって、前記相対的な位置を所定の方向に向かって変える付勢力を前記当接部と前記付勢部との間の距離の変化によって蓄積する前記付勢部と、前記当接部に対して前記付勢部が当接する状態を保つ状態保持部と、を備える。そして、前記当接部と前記付勢部とは、前記当接部に対する前記付勢部の相対的な振動によって前記付勢力の蓄積と前記付勢力の解放とを繰り返して前記相対的な位置を所定の方向へ変位させる。
本開示における部材の駆動機構のこの一態様によれば、第1部材に対して第2部材が相対的に振動するとき、当接部に対して付勢部が相対的に振動して、付勢部における付勢力の蓄積と付勢部における付勢力の解放とが繰り返される。そして、第1部材に対する第2部材の相対的な位置は、付勢力の解放のたびに所定の方向に向かって変わる。結果として、第1部材に対する第2部材の相対的な位置が意図されない方向へ変わることが抑えられる。
本開示における部材の駆動機構の他の態様において、前記当接部は、前記付勢力が作用する方向において前記付勢力を受け止めるように構成されていることが好ましい。
本開示における部材の駆動機構のこの他の態様によれば、付勢部の出力する付勢力を当接部が受け止めるため、第1部材に対する第2部材の相対的な位置の変位が、付勢力の解放に際して円滑に進む。
本開示における部材の駆動機構の他の態様において、前記第1部材と前記第2部材のいずれか一方は、連結対象に対して回転締結する締結部材であり、前記第1部材と前記第2部材との中で前記締結部材以外の部材は、前記締結部材を介して前記連結対象に締結される被連結部材である。そして、前記連結対象と前記被連結部材のいずれか一方は、雌ねじ部と雄ねじ部のいずれか一方である被螺合部を備え、前記締結部材は、前記被螺合部と螺合する螺合部を有することが好ましい。
本開示における部材の駆動機構のこの他の態様によれば、付勢部の出力する付勢力によって、連結対象と被連結部材のいずれか一方と、締結部材との間の螺合の緩みが抑えられる。
本開示における部材の駆動機構の他の態様において、前記付勢部は、前記締結部材と前記被連結部材のいずれか一方に設けられ、前記状態保持部は、前記締結部材と前記被連結部材の中で前記付勢部を有しない部材に設けられていることが好ましい。
本開示における部材の駆動機構のこの他の態様によれば、付勢部と状態保持部とが相互に異なる部材に設けられるため、付勢部の設けられた部材においては、付勢部に求められる付勢力の蓄積と解放とに特化した構造を採用することが可能である。また、係合部の設けられた部材においては、付勢部と当接部との当接の状態の保持に特化した構造を採用することが可能である。
本開示における部材の駆動機構の他の態様において、前記締結部材は、軸形状を有し、前記被連結部材は、前記締結部材の外周に位置する筒形状を有していることが好ましい。
本開示における部材の駆動機構のこの他の態様によれば、締結部材に対する被連結部材の相対的な位置が意図されない方向へ変わることが、軸形状を有した締結部材と、締結部材の外周に位置する筒形状を有した被連結部材という簡素な形状によって抑えられる。
本開示における部材の駆動機構の他の態様において、締結部材は、前記当接部に隣接した外周拡大部を有することが好ましい。
本開示における部材の駆動機構のこの他の態様によれば、当接部に隣接する外周拡大部は、付勢部が当接部から外れることを抑えることが可能であるから、付勢部と当接部との当接の状態が保持されやすくなる。
本開示における部材の駆動機構の他の態様において、複数の前記付勢部を備え、複数の前記付勢部の各々は、前記締結部材の回転する方向に沿って並んでいることが好ましい。
本開示における部材の駆動機構のこの他の態様によれば、第2部材から第1部材に加わる付勢力が高まるため、第1部材に対する第2部材の相対的な位置が意図されない方向へ変わることが、より抑えられる。
本開示における部材の駆動機構の他の態様において、前記螺合部は、前記被螺合部におけるねじ部を乗り越えることの可能な弾性力を有していることが好ましい。
本開示における部材の駆動機構のこの他の態様によれば、被螺合部に対して螺合部が差し込まれることによって被螺合部と螺合部とが螺合するため、螺合部を回転させてこれらを螺合する構成と比べて、螺合に要する手間が省かれる。
本開示における部材の駆動機構を締結部材の駆動機構に具体化した一実施形態の締結部材の駆動機構の分解斜視構造をシリンダーヘッドの一部とシリンダーヘッドカバーの一部と共に示す分解斜視図である。 一実施形態における締結部材の駆動機構の断面構造をシリンダーヘッドの断面構造の一部とシリンダーヘッドカバーの断面構造の一部と共に示す断面図である。 一実施形態における締結部材の駆動機構が備える制振部材の斜視構造を示す斜視図である。 一実施形態における締結部材の駆動機構が備える制振部材の断面構造を示す断面図であって、図2の4−4線に沿った断面構造を示す図である。 一実施形態における締結部材の駆動機構が備える制振部材の断面構造を示す断面図であって、図2の5−5線に沿った断面構造を示す図である。 一実施形態における締結部材の駆動機構が備える弾性リップの機能を示す概念図であって、弾性リップに作用する応力と付勢力との関係を示す図である。 一実施形態における締結部材の駆動機構が備える弾性リップの機能を示す概念図であって、弾性リップに作用する応力と付勢力との関係を示す図である。 一実施形態における締結部材の駆動機構の作用を示す作用図であって、弾性リップに作用する振動と締結部材の回転との関係を示す図である。 一実施形態における締結部材の駆動機構の備える構成要素と構成要素間の接続とを概念的に示す構成図である。 第1変形例における部材の駆動機構の構成を示す構成図である。 第2変形例における部材の駆動機構の構成を示す構成図である。 第3変形例における部材の駆動機構の構成を示す構成図である。 第4変形例における部材の駆動機構の構成を示す構成図である。 第4変形例における部材の駆動機構の他の構成を示す構成図である。 第5変形例における部材の駆動機構の他の構成を示す構成図である。
図1から図8を参照して、本開示における部材の駆動機構を締結部材の駆動機構に具体化した一実施形態を説明する。まず、図1を参照して、締結部材の駆動機構の全体的な構成をそれの適用対象であるシリンダーヘッド、および、シリンダーヘッドカバーと共に説明する。
[締結部材の駆動機構の構成]
図1が示すように、締結部材の駆動機構10は、第1部材の一例であって締結部材の一例でもある締結ねじ20と、第2部材の一例であって被連結部材の一例でもある樹脂製の制振部材30とを備えている。締結ねじ20は、螺合部の一例である樹脂製の嵌合ねじ部20Aと、樹脂製の被嵌合ピン20Bとを備えている。
嵌合ねじ部20Aは、円盤形状を有する差込底部21と、差込底部21の周縁から差込底部21の上方に向かってV字形状に延びる2つの嵌合脚部22とから構成されている。これら2つの嵌合脚部22は、差込底部21と一体に成形されている。
連結対象の一例であるシリンダーヘッド41には、締結ねじ20の取り付けられる取付孔42が形成され、取付孔42には、被螺合部の一例である雌ねじ部が形成されている。差込底部21は、取付孔42に入ることの可能な大きさを有している。差込底部21の周縁において相互に対向する位置には、2つの嵌合脚部22が接続している。
2つの嵌合脚部22の各々の有する面の中で、他方の嵌合脚部22と対向する面は、嵌合脚部22の内側面であり、嵌合脚部22の有する面の中で内側面とは反対側の面は、嵌合脚部22の外側面である。2つの嵌合脚部22の各々において差込底部21と接続する部分は、嵌合脚部22の基端部であり、嵌合脚部22の両端部の中で基端部とは反対側の端部は、嵌合脚部22の先端部である。
2つの嵌合脚部22の各々の内側面には、他の嵌合脚部22に向かって、1つの基端側嵌合突部23aと、1つの先端側嵌合突部23bとが突き出ている。1つの嵌合脚部22において、基端側嵌合突部23aと先端側嵌合突部23bとは、嵌合脚部22の延びる方向に沿って隙間を空けて並んでいる。
2つの嵌合脚部22の各々の外側面には、差込底部21の径方向の外側に向かって、複数の係止片24が突き出ている。2つの嵌合脚部22の各々において、複数の係止片24は、嵌合脚部22の延びる方向に沿って一定の間隔を空けて並んでいる。一方の嵌合脚部22において相互に隣り合う係止片24間の隙間は、他方の嵌合脚部22における係止片24と対向している。2つの嵌合脚部22の有する複数の係止片24は、取付孔42に形成された雌ねじ部と螺合することのできる雄ねじ部として機能する。
被嵌合ピン20Bは、差込底部21の中心軸に沿って延びる軸部25と、軸部25から上方に向かって延びる円錐形状を有する当接部26とを備えている。軸部25と当接部26とは、一体に成形されている。
軸部25は、差込底部21とほぼ同じ外径を有した円柱形状を有し、シリンダーヘッド41に形成された取付孔42に入ることの可能な大きさを有している。軸部25の外周面には、軸部25の径方向の内側に向かって、2つの基端側嵌合孔25aと、1つの先端側嵌合孔25bとが窪んでいる。2つの基端側嵌合孔25aは、軸部25の径方向において相互に対向している。1つの先端側嵌合孔25bは、軸部25の径方向に沿って軸部25を貫通している。これら2つの基端側嵌合孔25aの各々に、2つの基端側嵌合突部23aのいずれかが嵌合し、かつ、1つの先端側嵌合孔25bに、2つの先端側嵌合突部23bが嵌合するとき、被嵌合ピン20Bに対する嵌合ねじ部20Aの相対的な位置が定まる。
なお、被嵌合ピン20Bに対する嵌合ねじ部20Aの相対的な位置が定まる構成であれば、例えば、基端側嵌合突部23a、および、基端側嵌合孔25aが割愛されてもよいし、あるいは、先端側嵌合突部23b、および、先端側嵌合孔25bが割愛されてもよい。また、嵌合ねじ部20Aにおける嵌合脚部22の数量、軸部25における基端側嵌合孔25aの数量、および、軸部25における先端側嵌合孔25bの数量も、被嵌合ピン20Bに対して嵌合ねじ部20Aの相対的な位置が定まる前提において、適宜変更することは可能である。さらに、取付孔42に形成されたねじ部と螺合することの可能なねじ部、および、当接部26を有する構成であれば、締結ねじ20は、嵌合ねじ部20Aと被嵌合ピン20Bとが一体に成形される構成であってもよい。
当接部26の外周面は、当接部26の径方向の内側に向かって窪んだ曲面形状を有する当接面26aを有している。当接面26aは、当接部26の周方向に沿って連続した窪みを構成する円弧面であって、当接部26の全周にわたり形成されている。当接面26aは、当接部26の軸方向において当接部26のほぼ中央に位置し、当接部26の軸方向に沿って、1つの当接部26を、外周拡大部の一例である基端側当接部27と先端側当接部28とに区画している。
なお、当接部26の外周面は、当接部26の周方向に沿って並ぶ複数の肉抜き部29を有しているが、肉抜き部29を有するか否かは、当接部26の成形に要する樹脂量や当接部26に求められる剛性に応じて適宜選択されるものである。
制振部材30は、3段の円筒形状を有し、嵌合ねじ部20Aの最も近くに位置する大径筒部30Aと、嵌合ねじ部20Aから最も離れて位置する中間径筒部30Bと、これら大径筒部30Aと中間径筒部30Bとの間に位置する小径筒部30Cとから構成されている。
シリンダーヘッドカバー43は、開口が縮径された円筒形状を有する嵌合部44を有している。嵌合部44の開口は、開口半径R1を有する円形孔であり、嵌合部44の内部は、開口半径R1よりも大きい内半径R2を有している。大径筒部30Aの外径は、内半径R2の2倍よりも十分に大きく、中間径筒部30Bの外径は、開口半径R1の2倍よりも大きく内半径R2の2倍の径とほぼ同じである。小径筒部30Cの外径は、開口半径R1の2倍とほぼ同じ大きさである。中間径筒部30Bが嵌合部44の内部に嵌め込まれ、かつ、小径筒部30Cが嵌合部44の開口部に嵌め込まれたとき、シリンダーヘッドカバー43に制振部材30が固定される。小径筒部30Cの内周面には、付勢部を構成する複数の弾性リップ31が、小径筒部30Cの内側に向かって突き出ている。
図2を参照して、締結ねじ20と制振部材30との組み付けの態様を説明する。
図2が示すように、基端側嵌合孔25aに基端側嵌合突部23aが嵌合し、かつ、先端側嵌合孔25bに先端側嵌合突部23bが嵌合した状態で、締結ねじ20は取付孔42に差し込まれる。この際に、嵌合脚部22の有する複数の係止片24は、取付孔42の軸方向に沿ってたわむことができる。また、複数の係止片24は、取付孔42の内周方向において、2つの嵌合脚部22にのみ形成されている、すなわち、取付孔42の内周方向の一部にのみ係止片24が位置する。そのため、取付孔42の雌ねじ部に対する締結ねじ20の取付けは、締結ねじ20の回転を要することなく、締結ねじ20の差し込みによって円滑に進む。
制振部材30の中間径筒部30Bは、嵌合部44の内部に嵌め込まれ、かつ、制振部材30の小径筒部30Cは、嵌合部44の開口部に嵌め込まれる。そして、図2の矢印が示すように、大径筒部30Aと先端側当接部28とが相互に対向する状態から、シリンダーヘッドカバー43がシリンダーヘッド41に向かって押し付けられる。これによって、大径筒部30Aの内周面と当接部26の外周面とが当接して、小径筒部30Cの内側には当接面26aが嵌め込まれる。そして、締結ねじ20と制振部材30とが相互に組み付けられ、締結ねじ20、および、制振部材30を介して、シリンダーヘッド41とシリンダーヘッドカバー43とが間接的に連結する。
図3から図6を参照して、締結ねじ20と制振部材30との詳細な構成を説明する。
図3が示すように、制振部材30における小径筒部30Cの内周面には、小径筒部30Cの内側に向かって1つのリップ支持部32が突き出ている。リップ支持部32は、小径筒部30Cの周方向の全体にわたる円環形状を有し、かつ、小径筒部30Cの中心軸を含む断面において半円形状を有している。リップ支持部32は、小径筒部30Cの周方向の全体にわたる半円弧面を小径筒部30Cの内周面に形成している。リップ支持部32の有する半円弧面、および、小径筒部30Cの内周面には、これらと一体に成形された複数の弾性リップ31が、小径筒部30Cの周方向に沿って並んでいる。
小径筒部30Cの周方向は双方向であり、2つの周方向の中で一方の周方向は、順方向D1であって、締結ねじ20がシリンダーヘッド41に締め付けられる方向でもある。複数の弾性リップ31の各々は、順方向D1に向かって開口した椀形状を有している。複数の弾性リップ31の各々は、円環形状を有したリップ支持部32の中心軸とほぼ同心の円錐台筒面形状を有し、円錘台筒面形状の上底部分がリップ基端部31Aであり、円錘台筒面形状の下底部分がリップ先端部31Bである。複数の弾性リップ31の各々は、リップ基端部31Aの全体においてリップ支持部32と接続し、リップ先端部31Bにおいてリップ支持部32から離れている。複数の弾性リップ31の各々は、リップ先端部31Bとリップ支持部32との間の距離を変えるような弾性変形を許容する。
図4が示すように、複数の弾性リップ31の各々は、小径筒部30Cの内周面に沿って等間隔を空けて並んでいる。全ての弾性リップ31の各々において、リップ先端部31Bは、リップ基端部31Aよりも順方向D1に位置している。全ての弾性リップ31において、リップ先端部31Bは、当接部26の当接面26aと接している。小径筒部30Cの有する筒部は、その筒部が有する弾性力によってリップ先端部31Bを当接面26aに押し付けて、リップ先端部31Bと当接面26aとの当接する状態を保持する状態保持部として機能している。
リップ基端部31Aからリップ先端部31Bの突き出る方向と、当接面26aの接線方向とのなす角度θは鋭角であって、リップ基端部31Aからリップ先端部31Bに向かって作用する弾性リップ31の弾性力は、当接面26aを順方向D1に沿って付勢する付勢力として当接面26aに受け止められる。
図5の二点鎖線が示すように、当接部26の中心軸C1を含む断面において、当接部26の当接面26aは半円弧形状を有し、その半円弧形状における両端部は、ほぼ中心軸C1に沿って並んでいる。他方で、図5の実線が示すように、当接部26の中心軸C1を含む断面において、弾性リップ31のリップ先端部31Bもまた半円弧形状を有し、その半円弧形状における両端部もまた、中心軸C1に沿って並んでいる。当接部26の中心軸C1を含む断面視において、リップ先端部31Bの外形線は、当接面26aとほぼ相似形状を有し、リップ先端部31Bの有する曲率は、当接面26aの有する曲率よりも若干大きい。小径筒部30Cの内側に当接面26aが位置する状態において、半円弧形状を有するリップ先端部31Bのほぼ全体が当接面26aに当接して、当接部26に対する小径筒部30Cの位置の変化は、小径筒部30Cの径方向に沿った変化であれ、小径筒部30Cの軸方向に沿った変化であれ、弾性リップ31の弾性変形に変換される。
[締結部材の駆動機構の作用]
図6から図8を参照して、弾性リップ31の作用を中心として締結部材の駆動機構の作用を説明する。
図6が示すように、小径筒部30Cが当接部26に近づく方向に沿って小径筒部30Cが応力Fを受けるとき、弾性リップ31は、図6の二点鎖線が示す状態から図6の実線が示す状態に遷移する。すなわち、弾性リップ31のリップ先端部31Bが、小径筒部30Cの内周面30Sに向かって近づくように、図6の二点鎖線が示す円弧の軌跡に沿って移動して、弾性リップ31は倒れる。
この際に、応力F(白抜き矢印参照)が小径筒部30Cに作用する前では、順方向D1において、リップ基端部31Aとリップ先端部31Bとの間の距離は解放距離L1であり、当接面26aをリップ先端部31Bに押し付ける抗力は、垂直抗力として解放抗力F1である。一方で、応力Fが小径筒部30Cに作用するとき、小径筒部30Cの内周面30Sと当接面26aとの間の距離は短くなり、順方向D1においては、リップ基端部31Aとリップ先端部31Bとの間の距離は蓄積距離L2まで広がり、当接面26aをリップ先端部31Bに押し付ける抗力は、垂直抗力として蓄積抗力F2まで大きくなる。
結果として、リップ先端部31Bと当接面26aとの間に作用する摩擦力は大きくなり、この摩擦力の増加に伴い、当接面26aはリップ先端部31Bと共に順方向D1へ変位する。すなわち、リップ基端部31Aに対して当接面26aを順方向D1へ変位させる付勢力が、弾性リップ31において蓄積されて当接部26に作用する。
図7が示すように、小径筒部30Cを当接部26に近づけた応力Fが解除されるとき、弾性リップ31は、図7の二点鎖線が示す状態から図7の実線が示す状態に遷移する。すなわち、弾性リップ31のリップ先端部31Bは、小径筒部30Cの内周面30Sから離れるように、図7の二点鎖線が示す円弧の軌跡に沿って移動して、弾性リップ31は起きあがる。
この際に、応力Fが解除されることによって、小径筒部30Cの内周面30Sと当接面26aとの間の距離は長くなり、順方向D1においては、リップ基端部31Aとリップ先端部31Bとの間の距離が、蓄積距離L2から解放距離L1まで戻る。そして、当接面26aをリップ先端部31Bに押し付ける抗力も、蓄積抗力F2から解放抗力F1まで小さくなる。
結果として、リップ先端部31Bと当接面26aとの間に作用する摩擦力は小さくなり、この摩擦力の減少に伴い、当接面26aがリップ先端部31Bと共に逆方向D2へ変位することが抑えられる。すなわち、リップ基端部31Aに対して当接面26aを順方向D1へ変位させる付勢力が、弾性リップ31において解放されて、当接面26aは、固定端であるリップ基端部31Aに対し、順方向D1に沿って変位した状態を保つ。
図8が示すように、シリンダーヘッド41に生じた振動の一部は、締結ねじ20、および、制振部材30を通じて少なからずシリンダーヘッドカバー43にも伝わる。この際に、シリンダーヘッドカバー43の振動と、シリンダーヘッド41の振動とは、振動する方向や振動の周期などが相互に異なる。そして、半円弧形状を有するリップ先端部31Bのほぼ全体が当接面26aに当接するため、当接部26に対する小径筒部30Cの振動する方向が、小径筒部30Cの径方向に沿った振動であれ、小径筒部30Cの軸方向に沿った振動であれ、こうした振動は、弾性リップ31のリップ先端部31Bを当接面26aに押し付ける作用力として作用する。
結果として、複数の弾性リップ31の各々においては、弾性リップ31のリップ先端部31Bを当接面26aに押し付ける応力Fの印加と解除とが、相互に異なるタイミングで繰り返される。そして、複数の弾性リップ31の各々において応力Fの印加と解除とが繰り返されるたびに、締結ねじ20は、制振部材30、すなわち、シリンダーヘッドカバーに対して順方向D1に沿って変位する。これによって、締結ねじ20がシリンダーヘッド41に締め付けられる方向に沿って、締結ねじ20は回転する、あるいは、同方向への回転力を受ける。結果として、締結ねじ20とシリンダーヘッド41との螺合が緩むとしても、それを再び締め付けることが可能であり、また、締結ねじ20とシリンダーヘッド41との螺合が緩んでいない状態であれば、締結ねじ20とシリンダーヘッド41との螺合が緩み始めることを抑えることが可能でもある。
上記実施形態によれば以下に列記する効果が得られる。
(1)シリンダーヘッド41に対してシリンダーヘッドカバー43が相対的に振動するとき、当接面26aに対して弾性リップ31が相対的に振動して、弾性リップ31における付勢力の蓄積と解放とが繰り返される。そして、制振部材30に対する締結ねじ20の相対的な位置は、締結ねじ20をシリンダーヘッド41に締め付ける方向に沿って、付勢力の蓄積のたびに変わる。結果として、締結ねじ20の締め付けが緩むことが抑えられる。
(2)複数のリップ先端部31Bの各々が、当接面26aの周方向の全体にわたって各別に当接面26aに当接し、かつ、弾性リップ31の延びる方向と当接面26aの接線方向とが鋭角をなしている。そして、弾性リップ31の解放する付勢力を当接面26aが受け止めるため、当接面26aの順方向D1に沿った変位が、付勢力の蓄積に際して円滑に進む。
(3)小径筒部30Cの有する筒部は、弾性リップ31と当接面26aとの当接を保持する機能を有し、その小径筒部30Cの有する筒部と弾性リップ31とは一体に成形されている。それゆえに、複数の弾性リップ31の各々と、それらの当接を保持する状態保持部とが各別の部材である構成と比べて、弾性リップ31と当接面26aとの当接の保持が容易である。
(4)締結ねじ20による締結の緩みを抑える構成が、軸形状を有した締結ねじ20と、その締結ねじ20の外周に位置する筒形状を有した制振部材30という簡素な形状によって実現される。
(5)複数のリップ先端部31Bの各々が、当接面26aに対して付勢力を加えるため、当接面26aに付勢力を加える弾性リップ31が1つである構成と比べて、制振部材30から締結ねじ20に加わる付勢力は、弾性リップ31の数量の分だけ高まる。それゆえに、締結ねじ20の締結の緩みが、より確実に抑えられる。
(6)取付孔42に締結ねじ20が差し込まれることによってシリンダーヘッド41と締結ねじ20とが螺合するため、締結ねじ20を回転させてこれらを螺合する構成と比べて、螺合に要する手間が省かれる。
上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
図9が示すように、上記実施形態において、第1部材、および、締結部材の一例とし締結ねじ20を説明し、第2部材、および、被連結部材の一例として制振部材30を説明した。また、当接部、付勢部、状態保持部の一例として、当接面26a、弾性リップ31、および、小径筒部30Cの各々を説明した。そして、連結対象の一例としてシリンダーヘッド41を説明し、螺合部の一例として嵌合ねじ部20Aを説明した。こうした構成は、以下のように変更して実施することができる。
[第1変形例:付勢部と当接部]
図10が示すように、弾性リップ31が制振部材30から割愛され、締結ねじ20における当接部26の外周面は、付勢部の一例である弾性リップ26Pを有し、制振部材30の内周面は、当接部の一例である当接面30Tを備えている。小径筒部30Cの筒部は、これら弾性リップ26Pと当接面30Tとの当接を保持する状態保持部として機能している。
こうした構成においても、制振部材30に対する締結ねじ20の相対的な位置は、締結ねじ20をシリンダーヘッド41に締め付ける方向に沿って付勢力の蓄積のたびに変わる。結果として、締結ねじ20の締め付けが緩むことが抑えられる。
なお、上記実施形態で説明された付勢部と当接部との間の当接構造と、第1変形例で説明された付勢部と当接部との間の当接構造とが組み合わされて、1つの部材の駆動機構が構成されてもよい。
要するに、付勢部は、締結部材と被連結部材とのいずれか一方の部材に設けられる構成であればよく、当接部は、締結部材と被連結部材との中で付勢部とは異なる部材に設けられる構成であればよい。
[第2変形例:状態保持部]
図11が示すように、締結ねじ20における当接部26は、制振部材30に向かって開口を有した凹部を備え、その凹部の内側面は、当接部の一例である当接面26aである。制振部材30は、当接面26aに向かって突き出た付勢部の一例である複数の弾性リップ31を有し、複数の弾性リップ31の各々は、当接面26aと当接している。当接部26の周壁は、これら弾性リップ31と当接面26aとの当接を保持する状態保持部として機能している。
こうした構成においても、制振部材30に対する締結ねじ20の相対的な位置は、締結ねじ20をシリンダーヘッド41に締め付ける方向に沿って付勢力の蓄積のたびに変わる。結果として、締結ねじ20の締め付けが緩むことが抑えられる。また、付勢部と状態保持部とが相互に異なる部材に設けられているため、付勢部の設けられた部材においては、付勢部に求められる付勢力の蓄積と解放とに特化した構造や材料を採用することが可能である。また、係合部の設けられた部材においては、付勢部と当接部との当接の状態の保持に特化した構造や材料を採用することが可能でもある。
なお、こうした構成においても、上記実施形態、および、第1変形例の少なくとも1つにおいて記載された付勢部と当接部との当接構造と、第2変形例に記載された付勢部と当接部との当接構造とが組み合わされて、1つの部材の駆動機構が構成されてもよい。
要するに、状態保持部は、締結部材に設けられてもよいし、被連結部材に設けられてもよく、第1部材、および、第2部材の少なくとも1つに設けられる構成であってもよいし、第1部材、および、第2部材とは異なる他の部材として構成されてもよい。
[第3変形例:螺合部と被螺合部]
図12が示すように、締結ねじ20は、制振部材30と螺合するための雄ねじ部、あるいは、雌ねじ部である螺合部20Cを当接部26の外周面に備えている。制振部材30の内周面は、締結ねじ20の順方向D1への回転によって螺合部20Cと螺合することのできる被螺合部30Kを備えている。
こうした構成においても、制振部材30に対する締結ねじ20の相対的な位置は、締結ねじ20をシリンダーヘッド41に締め付ける方向に沿って付勢力の蓄積のたびに変わる。さらに、制振部材30に対する締結ねじ20の相対的な位置は、締結ねじ20を制振部材30に締め付ける方向に沿って付勢力の蓄積のたびに変わる。
結果として、シリンダーヘッド41に対する締結ねじ20の締め付けが緩むことが抑えられ、かつ、制振部材30に対する締結ねじ20の締め付けが緩む場合であっても、それを締め付けることが可能である。
なお、こうした構成においても、上記実施形態、第1変形例、および、第2変形例からなる群から選択される少なくとも1つに記載された付勢部と当接部との間の当接構造と、第3変形例に記載された付勢部と当接部との間の当接構造とが組み合わされて、1つの部材の駆動機構が構成されてもよい。
要するに、螺合部は、締結部材に設けられ、その螺合部と螺合する被螺合部は、連結対象に設けられてもよいし、被連結部材に設けられてもよい。
[第4変形例:連結対象]
図13が示すように、締結ねじ20は、制振部材30と螺合するための雄ねじ部、あるいは、雌ねじ部である螺合部20Cを当接部26の外周面に備えている。制振部材30の内周面は、締結ねじ20の順方向D1への回転によって螺合部20Cと螺合することのできる被螺合部30Kを備えている。そして、シリンダーヘッド41の有する雌ねじ部と、締結ねじ20の有する嵌合ねじ部20Aとが割愛されて、シリンダーヘッド41と締結ねじ20とが一体に形成されている。
こうした構成において、締結ねじ20、および、シリンダーヘッド41は、当接部を有する第1部材の一例であって、制振部材30は、付勢部を有する第2部材の一例である。そして、締結ねじ20の締結先が制振部材30であるから、制振部材30に対する締結ねじ20の締め付けの緩みが抑えられる。
図14が示すように、締結ねじ20は、シリンダーヘッド41と螺合するための雄ねじ部、あるいは、雌ねじ部である嵌合ねじ部20Aを備え、さらに、シリンダーヘッド41の取付孔42の内部に収容される弾性リップ45を備えている。取付孔42の内周面は、弾性リップ45と当接する当接面である。そして、制振部材30が割愛されている。
こうした構成において、シリンダーヘッド41は、当接部を有する第1部材の一例であって、締結ねじ20は、付勢部を有する第2部材の一例である。そして、締結ねじ20の締結先はシリンダーヘッド41であるから、シリンダーヘッド41に対する締結ねじ20の締め付けの緩みが抑えられる。
なお、こうした構成においても、上記実施形態、第1変形例、第2変形例、および、第3変形例からなる群から選択される少なくとも1つに記載された付勢部と当接部との間の当接構造と、第4変形例に記載された付勢部と当接部との間の当接構造とが組み合わされて、1つの部材の駆動機構が構成されてもよい。
[第5変形例:ストッパー]
上述したシリンダーヘッド41に強い振動が生じ続けると、弾性リップ31を過度に倒す大きな応力Fの印加と解除が繰り返されて、弾性リップ31の寿命が短くなってしまう。そこで、弾性リップ31の長寿命化を図るべく、締結ねじ20の外周面が被ストッパーを備え、かつ、制振部材30の内周面がストッパーを備え、制振部材30に対する締結ねじ20の相対的な移動が過度に進むとき、ストッパーが被ストッパーに当接し、上述した相対的な移動がこの当接によって抑えられるように、部材の駆動機構が構成されてもよい。
例えば、図15が示すように、締結ねじ20の外周面は、第1の被ストッパーの一例である基端受け部29Fを備え、また、第2の被ストッパーの一例である先端受け部28Gを備えている。基端受け部29Fと先端受け部28Gとは、締結ねじ20の軸方向において弾性リップ31を挟んでいる。基端受け部29Fは、締結ねじ20の基端から先端に向けて縮径された斜面29Tを有する錘台形状を有している。先端受け部28Gは、締結ねじ20における径方向の内側に向けた窪みであって、締結ねじ20の全周にわたり形成されている。
一方で、制振部材30の内周面は、基端受け部29Fと対向する位置に、第1のストッパーの一例である当接開口部30Gを備え、また、先端受け部28と対向する位置に、第2のストッパーの一例である当接爪30Tを備えている。当接開口部30Gは、締結ねじ20の先端から基端に向けて拡径された斜面を有する錘台筒面形状を有している。当接爪30Tは、制振部材30の径方向の内側に向けた突部であって、制振部材30の全周にわたり形成されている。
当接開口部30Gと基端受け部29Fとの間には、所定の間隙CLが空けられ、また、当接爪30Tと先端受け部28Gとの間にも、所定の間隙CLが空けられている。間隙CLの大きさは、リップ先端部31Bとリップ支持部32との間の距離の変化量のなかで、弾性リップ31において許容される最大値よりも小さい。また、間隙CLの大きさは、リップ先端部31Bとリップ支持部32との間の距離の変化量のなかで、締結ねじ20とシリンダーヘッド41との螺合の緩みを抑えることに足る値よりも大きい。
上述した構成であれば、例えば、締結ねじ20が過度に上動するとしても、こうした締結ねじ20の上動は、当接開口部30Gと基端受け部29Fとの当接や、当接爪30Tと先端受け部28Gとの当接によって、弾性リップ31が過度に倒れない範囲に抑えられる。また、例えば、締結ねじ20が過度に下動するとしても、こうした締結ねじ20の下動は、当接爪30Tと先端受け部28Gとの当接によって、弾性リップ31が過度に倒れない範囲に抑えられる。また、締結ねじ20が左右方向に沿って過度に移動するとしても、こうした締結ねじ20の移動は、当接開口部30Gと基端受け部29Fとの当接や、当接爪30Tと先端受け部28Gとの当接によって、弾性リップ31が過度に倒れない範囲に抑えられる。結果として、弾性リップ31の長寿命化が図られる。
なお、第1の被ストッパー、および、第2の被ストッパーの両方が、締結ねじ20における径方向の内側に向けた窪みであって、第1のストッパー、および、第2のストッパーの両方が、制振部材30の径方向の内側に向けた突部であってもよい。反対に、第1の被ストッパー、および、第2の被ストッパーの両方が、締結ねじ20における径方向の外側に向けた突部であって、第1のストッパー、および、第2のストッパーの両方が、制振部材30の径方向の外側に向けた窪みであってもよい。さらに、上述した構成から、第1の被ストッパーと第1のストッパーとが割愛されてもよいし、あるいは、第2の被ストッパーと第2のストッパーとが割愛されてもよい。
また、こうした構成においても、上記実施形態、第1変形例、第2変形例、第3変形例、および、第4変形例からなる群から選択される少なくとも1つに記載された付勢部と当接部との間の当接構造と、第5変形例に記載された付勢部と当接部との間の当接構造とが組み合わされて、1つの部材の駆動機構が構成されてもよい。
[他の変形例]
弾性リップ31の有する形状は、円錐台筒面形状に限らず、例えば、小径筒部30Cの内周面から径方向の内側に向かって延びる板形状を有してもよい。この際、弾性リップが応力Fを受けるときに、リップ基端部31Aに対してリップ先端部31Bが順方向D1に移動する構成であればよい。
要するに、付勢部の有する形状は、当接部に対する付勢部の相対的な振動によって、付勢力の蓄積と付勢力の解放とを繰り返すことの可能な形状であればよく、こうした形状は、付勢部の当接する当接部の形状に応じて適宜変更することもできる。
弾性リップ31の数量は、1以上であればよい。
複数の弾性リップ31の各々の位置は、例えば、小径筒部30Cの軸方向において同じであってもよいし、小径筒部30Cの軸方向において相互に異なっていてもよい。相互に隣り合う弾性リップ31の間の隙間は、小径筒部30Cの周方向において同じであってもよいし、相互に隣り合う弾性リップ31ごとに異なっていてもよい。
弾性リップ31の表面は、凹凸を有しない平滑面であってもよいし、ローレット加工やブラスト加工の施された凹凸面であってもよい。また、当接部26の当接面26aは、凹凸を有しない平滑面であってもよいし、ローレット加工やブラスト加工の施された凹凸面であってもよい。
要するに、当接部の表面、および、付勢部の表面は、当接部に対する付勢部の相対的な振動によって付勢力の蓄積と付勢力の解放とが繰り返されて、これらの相対的な位置が摩擦によって所定の方向へ変位する表面形状であればよい。
当接部26の当接面26aは、例えば、弾性リップ31と係合することの可能な複数の係合部から構成されるラッチ構造を、小径筒部30Cの周方向に沿って有してもよい。要するに、当接部と付勢部との間における当接構造は、当接部に対する付勢部の相対的な振動によって付勢力の蓄積と付勢力の解放とが繰り返されて、これらの相対的な位置が相互の係合とその解除とによって所定の方向へ変位する構成であってもよい。
第2部材の有する付勢部は、弾性リップに限らず、繊毛、ナイロンブラシ、樹脂製の板ばね、弾性変形する金属板、蛇腹形状を有する弾性体など、付勢部自体が弾性変形する構造体であってもよいし、コイルばねによって付勢されたリンク機構など、付勢部が機械的に変形する機構であってもよい。要するに、付勢部は、当接部に対する付勢部の相対的な振動によって付勢力の蓄積と付勢力の解放とを繰り返す構成であればよい。
当接部に対する付勢部の相対的な振動は、車両、船舶、飛行機などに搭載されるエンジンによる振動の他、例えば、車両、エアコン、洗濯機、冷蔵庫などに搭載される電動機による振動、流体を流す配管による脈動などであってもよい。
部材の駆動機構において駆動対象となる部材は、シリンダーヘッドに取り付けられる締結ねじに限らず、例えば、車両においては、各種内装品に用いられる締結部材、モールエンドに取り付けられるキャップ、エアコンルーバーの駆動機構に用いられる締結部材であってもよい。また、部材の駆動機構において駆動対象となる部材は、例えば、建築物においては、トンネルに用いられるアンカーボルト、橋の梁に用いられるボルトなどであってもよい。また、部材の駆動機構において駆動対象となる部材は、例えば、住宅設備や衣服においては、のぼりの巻上がりを抑制する巻上がり抑制部材、換気扇のカバーを壁面に取り付ける締結部材、靴紐の緩み留めとして用いられるコードロックであってもよい。また、部材の駆動機構において駆動対象となる部材は、各種の仮止めに用いられる締結部材であってもよく、要するに、振動を受けて意図されない方向へ変位する部材であればよい。
2013年12月18日に出願された日本国特願2013-261137号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (8)

  1. 第1部材に対する第2部材の相対的な位置を変える部材の駆動機構であって、
    前記第1部材に設けられた当接部と、
    前記第2部材に設けられた付勢部であって、前記相対的な位置を所定の方向に向かって変える付勢力を前記当接部と前記付勢部との間の距離の変化によって蓄積する前記付勢部と、
    前記当接部に対して前記付勢部が当接する状態を保つ状態保持部と、
    を備え、
    前記当接部と前記付勢部とは、
    前記当接部に対する前記付勢部の相対的な振動によって前記付勢力の蓄積と前記付勢力の解放とを繰り返して前記相対的な位置を所定の方向へ変位させる
    ことを特徴とする部材の駆動機構。
  2. 前記当接部は、
    前記付勢力が作用する方向において前記付勢力を受け止めるように構成されている
    請求項1に記載の部材の駆動機構。
  3. 前記第1部材と前記第2部材のいずれか一方は、連結対象に対して回転締結する締結部材であり、
    前記第1部材と前記第2部材との中で前記締結部材以外の部材は、前記締結部材を介して前記連結対象に締結される被連結部材であり、
    前記連結対象と前記被連結部材のいずれか一方は、雌ねじ部と雄ねじ部のいずれか一方である被螺合部を備え、
    前記締結部材は、前記被螺合部と螺合する螺合部を有する
    請求項1または2に記載の部材の駆動機構。
  4. 前記付勢部は、前記締結部材と前記被連結部材のいずれか一方に設けられ、
    前記状態保持部は、前記締結部材と前記被連結部材の中で前記付勢部を有しない部材に設けられている
    請求項3に記載の部材の駆動機構。
  5. 前記締結部材は、軸形状を有し、
    前記被連結部材は、前記締結部材の外周に位置する筒形状を有している
    請求項4に記載の部材の駆動機構。
  6. 前記締結部材は、前記当接部に隣接した外周拡大部を有する
    請求項3から5のいずれか1つに記載の部材の駆動機構。
  7. 複数の前記付勢部を備え、
    複数の前記付勢部の各々は、前記締結部材の回転する方向に沿って並んでいる
    請求項3から6のいずれか1つに記載の部材の駆動機構。
  8. 前記螺合部は、前記被螺合部におけるねじ部を乗り越えることの可能な弾性力を有している
    請求項3から7のいずれか1つに記載の部材の駆動機構。
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