(57)【要約】【課題】ボルトにより第一部材に締結された第二部材を、ボルトと共に第一部材から外す技術を提供する。【解決手段】第一部材と第二部材とを締結する締結装置であって、第一部材に設けられた雌螺子部と、第二部材に設けられた貫通孔と、貫通孔を貫通するボルトであって、雌螺子部に螺合する雄螺子部と、ボルトの周方向に設けられた係止溝とを有するボルトと、係止溝に挿入され、周縁が係止溝からボルトの外周方向へ延び、第一部材と第二部材の間に位置する係止部材とを備える締結装置である。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一部材と第二部材とを締結する締結装置であって、
前記第一部材に設けられた雌螺子部と、
前記第二部材に設けられた貫通孔と、
前記貫通孔を貫通するボルトであって、前記雌螺子部に螺合する雄螺子部と、前記ボルトの周方向に設けられた係止溝とを有する前記ボルトと、
前記係止溝に挿入され、周縁が前記係止溝から前記ボルトの外周方向へ延び、前記第一部材と前記第二部材の間に位置する係止部材と
を備える締結装置。
【請求項２】
前記ボルトの外周方向における前記係止部材の最大の長さは、前記貫通孔の径より長い
請求項１に記載の締結装置。
【請求項３】
前記係止部材は、止め輪である、
請求項１又は請求項２に記載の締結装置。
【請求項４】
雌螺子部を有する第一部材と、
貫通孔を有する第二部材と、
前記貫通孔を貫通するボルトであって、前記雌螺子部に螺合する雄螺子部と、前記ボルトの周方向に設けられた係止溝とを有する前記ボルトと、
前記係止溝に挿入され、周縁が前記係止溝から前記ボルトの外周方向へ延び、前記第一部材と前記第二部材の間に位置する係止部材と
を備える着脱装置。
【請求項５】
前記ボルトの外周方向における前記係止部材の最大の長さは、前記貫通孔の径より長い
請求項４に記載の着脱装置。
【請求項６】
前記係止部材は、止め輪である、
請求項４又は請求項５に記載の着脱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いにシールされる二つの部材を締結する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、吸気系モジュールにおいて、インテークマニホールド（第一部材）とスロットル装置（第二部材）とをボルトにより締結し、接合部分をシール部材により密封する技術が知られている。
【０００３】
また、合成樹脂から成るフランジ部に金属製のカラーを設け、ボルトの締結力によるフランジ部の変形を防止する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６２０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ボルトによりスロットル装置とインテークマニホールドを締結した後に、再びスロットル装置をインテークマニホールドから外す場合、ボルトを緩めても、スロットル装置とインテークマニホールドの間がシール部材により固着されていることがある。この固着を解除するためには大きな力が必要となり、スロットル装置の樹脂部分を掴んでインテークマニホールドから引き離そうとすると、樹脂部分が変形したり破損したりする虞がある。
【０００６】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、ボルトにより第一部材に締結された第二部材を、ボルトと共に第一部材から外す技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明に係る締結装置は、第一部材と第二部材とを締結する締結装置であって、前記第一部材に設けられた雌螺子部と、前記第二部材に設けられた貫通孔と、前記貫通孔を貫通するボルトであって、前記雌螺子部に螺合する雄螺子部と、前記ボルトの周方向に設けられた係止溝とを有する前記ボルトと、前記係止溝に挿入され、周縁が前記係止溝から前記ボルトの外周方向へ延び、前記第一部材と前記第二部材の間に位置する係止部材とを備える。
【０００８】
また、本発明に係る着脱装置は、雌螺子部を有する第一部材と、貫通孔を有する第二部材と、前記貫通孔を貫通するボルトであって、前記雌螺子部に螺合する雄螺子部と、前記ボルトの周方向に設けられた係止溝とを有する前記ボルトと、前記係止溝に挿入され、周縁が前記係止溝から前記ボルトの外周方向へ延び、前記第一部材と前記第二部材の間に位置する係止部材とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ボルトにより第一部材に締結された第二部材をボルトと共に第一部材から外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】吸気系モジュールを示す分解斜視図である。
【図２】スロットル装置及び収容部を示す分解断面図である。
【図３】スロットル装置及び収容部を示す断面図である。
【図４】インテークマニホールドを示す正面図である。
【図５】アクチュエータケースを示す正面図である。
【図６】ボルトとアクチュエータケースとｅリングとインテークマニホールドとの位置関係を示す分解断面図である。
【図７】ボルトと介在部とｅリングと固定部とを示す分解断面図である。
【図８】第一状態におけるボルトと介在部とｅリングとを示す右側面図である。
【図９】第一状態におけるボルトと介在部とｅリングとを示す断面図である。
【図１０】第二状態におけるボルトと介在部とｅリングと固定部とを示す断面図である。
【図１１】第三状態におけるボルトと介在部とｅリングと固定部とを示す断面図である。
【図１２】第四状態におけるボルトと介在部とｅリングと固定部とを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
この実施形態は、内燃機関の吸気系モジュールに適用された締結装置及び着脱装置について説明する。
【００１３】
まず、吸気系モジュールの構造について説明する。
【００１４】
図１は、吸気系モジュールを示す分解斜視図である。吸気系モジュールは、空気の流路を形成するインテークマニホールド１と、インテークマニホールド１に取り付けられて流路の一部を形成するスロットル装置２と、スロットル装置２を貫通してインテークマニホールド１に締結されるボルト３ｘ，３ｙと、インテークマニホールド１とスロットル装置２の間に位置しボルト３ｘ，３ｙに夫々嵌合されるｅリング４ｘ，４ｙとを有する。インテークマニホールド１は、流入する空気を、図示しない内燃機関の複数のシリンダへ分配する。スロットル装置２は、空気の流量を調節する。ボルト３ｘ，３ｙは、スロットル装置２をインテークマニホールド１へ押圧しながらインテークマニホールド１に固定される。
【００１５】
なお、特許請求の範囲に記載の着脱装置は、例えば本実施形態の吸気系モジュールに対応する。また、特許請求の範囲に記載の第一部材は、例えば本実施形態のインテークマニホールド１に対応する。また、特許請求の範囲に記載の第二部材は、例えば本実施形態のスロットル装置２に対応する。
【００１６】
インテークマニホールド１は、上流端が図示しないエアクリーナの下流端に連通しており下流端がスロットル装置２の上流端に連通する吸気管１２と、吸気管１２の下流側に設けられておりスロットル装置２の一部を収容している収容部１３と、収容部１３の下流側に設けられており上流端がスロットル装置２の下流端に連通するサージタンク１６と、夫々の上流端がサージタンク１６の下流端に連通しており夫々の下流端が図示しない複数のシリンダの夫々に連通している複数の分配管１７と、複数の分配管１７の夫々の壁面に設けられており複数の分配管１７の夫々の内部に燃料を噴射する複数のインジェクタ１８とを有する。
【００１７】
スロットル装置２は、上流端が吸気管１２の下流端に連通し下流端がサージタンク１６の上流端に連通する円筒状のスロットルボデー２３（ボア）と、スロットルボデー２３内でスロットルボデー２３の中心軸に垂直に設けられているスロットルシャフト２４と、スロットルボデー２３内に位置しスロットルシャフト２４に固定されている円板状のバタフライバルブであるスロットルバルブ２５と、スロットルシャフト２４の基端に設けられ内部にアクチュエータを有するアクチュエータケース３２と、アクチュエータケース３２に対しスロットルシャフト２４の反対側に設けられ内部にセンサを有するセンサカバー３３とを有する。スロットルバルブ２５は、二つのスクリュ（ボルト）によりスロットルシャフト２４に固定されている。
【００１８】
図２は、スロットルボデー２３及び収容部１３を示す分解断面図であり、図３は、スロットルボデー２３が収容部１３内へ挿入された状態におけるスロットルボデー２３及び収容部１３を示す断面図であり、図４は、インテークマニホールド１を示す正面図であり、図５は、アクチュエータケース３２を示す正面図である。ここで、ボルト３ｘ，３ｙ側から見るインテークマニホールド１及びアクチュエータケース３２の面を正面とする。図２及び図３は、図１に示されたII−II線矢視断面を示す。
【００１９】
スロットルボデー２３が収容部１３内へ挿入される間、スロットルシャフト２４は図１に示されたII−II線上を移動する。
【００２０】
図３に示されたように、スロットルボデー２３が収容部１３内へ挿入された状態において、スロットルボデー２３の管は、吸気管１２及びサージタンク１６に連通する。これにより、エアクリーナから吸気系モジュールへ流入する空気は、吸気管１２、スロットルボデー２３、サージタンク１６、複数の分配管１７の夫々を通って複数のシリンダの夫々へ流出する。
【００２１】
次に、スロットルボデー２３及び収容部１３について説明する。
【００２２】
収容部１３は、スロットルボデー２３が挿入される開口である挿入口１３１と、内壁のうち円筒の内壁面を成しておりスロットルボデー２３の円筒の外壁面を覆っている円筒内壁面１３２と、内壁のうちスロットルボデー２３の上流端に接合する平面である接合内壁面１３４ａと、内壁のうちスロットルボデー２３の下流端に接合する平面である接合内壁面１３４ｂと、接合内壁面１３４ａ内に形成された開口でありスロットルボデー２３の上流端に連通する内壁開口１３６ａと、接合内壁面１３４ｂ内に形成された開口でありスロットルボデー２３の下流端に連通する内壁開口１３６ｂと、スロットルボデー２３の中心軸に対して互いに反対側に設けられておりボルト３ｘ，３ｙを夫々固定する固定部１９ｘ，１９ｙとを有する。
【００２３】
スロットルボデー２３は、外壁のうち円筒の外壁面を成している円筒外壁面２３２と、外壁のうち上流端に形成された平面であり接合内壁面１３４ａに接合する接合外壁面２３４ａと、外壁のうち下流端に形成された平面であり接合内壁面１３４ｂに接合する接合外壁面２３４ｂと、接合外壁面２３４ａ内に形成された開口であり内壁開口１３６ａに連通する外壁開口２３６ａと、接合外壁面２３４ｂ内に形成された開口であり内壁開口１３６ｂに連通する外壁開口２３６ｂと、接合外壁面２３４ａ内で外壁開口２３６ａの周囲に形成された環状溝２８０ａと、接合外壁面２３４ｂ内で外壁開口２３６ｂの周囲に形成された環状溝２８０ｂと、環状溝２８０ａ内に嵌入されている環状の弾性体であるガスケット２７ａと、環状溝２８０ｂ内に嵌入されている環状の弾性体であるガスケット２７ｂとを有する。
【００２４】
ｅリング４ｘ，４ｙは、固定部１９ｘ，１９ｙに夫々重なる。アクチュエータケース３２は、ｅリング４ｘ，４ｙに夫々重なる介在部２９ｘ，２９ｙと、スロットルシャフト２４を回転可能に支持する軸支部５３を有する。介在部２９ｘは、ボルト３ｘと固定部１９ｘに挟まれて固定され、介在部２９ｙは、ボルト３ｙと固定部１９ｙに挟まれて固定される。また、アクチュエータケース３２内には図示しないアクチュエータ及び歯車機構が設けられている。このアクチュエータは、スロットルシャフト２４の基端に接続されており、図示しないＥＣＵ（Engine Control Unit）からの指示に従ってスロットルシャフト２４を回転させ、スロットルバルブ２５の開度を変化させることにより、スロットルボデー２３内の空気の流量を調節する。センサカバー３３内には図示しないセンサが設けられている。このセンサは、アクチュエータの制御のためにスロットルバルブ２５の開度を検出してＥＣＵへ送る。
【００２５】
ここで、スロットルシャフト２４を通りスロットルボデー２３の中心軸に垂直な平面を基準面とする。全閉状態のスロットルバルブ２５は、基準面内に若しくは基準面から一定角度内に位置する。また、接合内壁面１３４ａ及び内壁開口１３６ａの形状と、接合内壁面１３４ｂ及び内壁開口１３６ｂの形状とは、基準面について面対称である。同様に、接合外壁面２３４ａ、外壁開口２３６ａ、環状溝２８０ａ、及びガスケット２７ａの形状と、接合外壁面２３４ｂ、外壁開口２３６ｂ、環状溝２８０ｂ、及びガスケット２７ｂの形状とは、基準面について面対称である。
【００２６】
接合内壁面１３４ａと接合内壁面１３４ｂの夫々は、基準面と所定の角度を成す。接合内壁面１３４ａ上の点は、挿入口１３１から収容部１３内部への挿入方向へ向かって、基準面からの距離が徐々に小さくなる。同様に、接合内壁面１３４ｂ上の点は、挿入方向へ向かって、基準面からの距離が徐々に小さくなる。従って、スロットルボデー２３の中心軸方向（空気の流方向）における収容部１３内の空間の長さは、挿入方向へ向かって徐々に短くなっている。この収容部１３内の空間に合わせて、スロットルボデー２３の中心軸方向の長さは、スロットルシャフト２４の基端から先端への挿入方向へ向かって徐々に短くなっている。これにより、円筒状のスロットルボデー２３を接合外壁面２３４ａ，２３４ｂの平面で夫々切断した断面である外壁開口２３６ａ，２３６ｂの形状は多少楕円になる。内壁開口１３６ａ，１３６ｂの形状は、夫々連通する外壁開口２３６ａ，２３６ｂと同一である。
【００２７】
なお、特許請求の範囲に記載の締結装置は、例えば本実施形態のボルト３ｘと介在部２９ｘとｅリング４ｘと固定部１９ｘとに対応する。また、特許請求の範囲に記載の係止部材は、例えば本実施形態のｅリング４ｘに対応する。なお、係止部材は、他の座金や止め輪等であっても良い。
【００２８】
次に、インテークマニホールド１に対してスロットル装置２を着脱する機構について説明する。
【００２９】
図６は、ボルト３ｘ，３ｙとアクチュエータケース３２とｅリング４ｘ，４ｙとインテークマニホールド１との位置関係を示す分解断面図である。以下、図６と図７と図９〜図１４とは、図１と図４と図５とに示されたVI−VI線矢視断面を示す。このVI−VI線矢視断面は、ボルト３ｘ，３ｙの中心軸とスロットルシャフト２４の中心軸とを通る。
【００３０】
図７は、ボルト３ｘと介在部２９ｘとｅリング４ｘと固定部１９ｘとを示す分解断面図である。この図７には、アクチュエータケース３２のうち介在部２９ｘのみが示されており、収容部１３のうち固定部１９ｘのみが示されている。ボルト３ｙと介在部２９ｙとｅリング４ｙと固定部１９ｙとについても、夫々ボルト３ｘと介在部２９ｘと固定部１９ｘと同様の構造を有する。
【００３１】
固定部１９ｘは、収容部１３から突出している突出部４１と、突出部４１内に固定され、介在部２９ｘ側に開口を有するインサートナット４２を有する。インサートナット４２は、ボルト３ｘに螺合される雌螺子が形成された雌螺子部４３とインサートナット４２の開口に設けられておりｅリング４ｘを収容するための空間を形成するｅリング収容部４４とを有する。
【００３２】
介在部２９ｘは、アクチュエータケース３２から突出している突出部５１と、突出部５１内に固定され、ボルト３ｘ側から固定部１９ｘ側へ貫通する円筒状のカラー５４とを有する。ここで、突出部５１の材料は樹脂であり、カラー５４の材料は金属である。カラー５４により、介在部２９ｘの強度及び剛性が高まり、ボルト３ｘが固定部１９ｘに締結される際のトルクダウンを抑えることができる。
【００３３】
ボルト３ｘは、軸の先端に設けられており固定部１９ｘの雌螺子部４３に螺合される雄螺子が形成されている雄螺子部７１と、雄螺子部７１の基端側に設けられており軸の周方向へ形成された溝である係止溝７４と、係止溝７４の基端側に設けられている円柱部７５と、円柱部７５の基端側に設けられており工具に係合する頭部７２とを有する。
【００３４】
以後、ボルト３ｘの先端方向をボルト３ｘの挿入方向と呼び、ボルト３ｘの基端方向をボルト３ｘの抜去方向と呼ぶ。
【００３５】
アクチュエータケース３２及びセンサカバー３３の材料は、樹脂である。カラー５４の材料は、金属である。ボルト３ｘ，３ｙの材料は、炭素鋼等である。アクチュエータケース３２の材料は、ＰＰＳ−ＧＦ（ガラス繊維強化ポリフェニレンサルファイド樹脂）等である。インテークマニホールド１の材料は、ＰＡ６−ＧＦ（ガラス繊維強化ポリアミド）等である。インサートナット４２の材料は、真鍮等である。
【００３６】
次に、スロットル装置２をインテークマニホールド１へ取り付けるために、ボルト３ｘと介在部２９ｘとｅリング４ｘとを固定部１９ｘへ取り付ける方法について説明する。
【００３７】
図８は、第一状態におけるボルト３ｘと介在部２９ｘとｅリング４ｘとを示す右側面図であり、図９は、第一状態におけるボルト３ｘと介在部２９ｘとｅリング４ｘとを示す断面図である。まず、ボルト３ｘの先端を介在部２９ｘのカラー５４へ挿入し、円柱部７５をカラー５４内に挿入し、雄螺子部７１と係止溝７４とをカラー５４から固定部１９ｘ側へ突出させる。ここで、カラー５４の内径は、雄螺子部７１の外径より大きい。これにより、カラー５４は、円柱部７５を回転可能に支持する。その後、ｅリング４ｘを係止溝７４内へ挿入して嵌合する。この状態を第一状態とする。ここで、ｅリング４ｘの周縁は、ボルト３ｘの軸に対しボルト３ｘから離れる方向（外周方向）へ延びており、ｅリング４ｘの径は、カラー５４の内径より大きい。また、ｅリング４ｘが係止溝７４に係止されることにより、ｅリング４ｘがボルト３ｘの軸方向へ移動することは制限される。
【００３８】
図１０は、第二状態におけるボルト３ｘと介在部２９ｘとｅリング４ｘと固定部１９ｘとを示す断面図である。第一状態の後、スロットル装置２のスロットルボデー２３がインテークマニホールド１の収容部１３内へ挿入されると共に、ボルト３ｘの先端が固定部１９ｘのインサートナット４２内へ挿入される。このとき、工具を用いて締める方向へボルト３ｘの頭部７２を回転させることにより、ボルト３ｘの雄螺子部７１は、インサートナット４２の雌螺子部４３から挿入方向の推力を受ける。ボルト３ｘの雄螺子部７１がインサートナット４２の雌螺子部４３へ締結され、介在部２９ｘがボルト３ｘの頭部７２と固定部１９ｘとの間に挟持されることにより、スロットル装置２がインテークマニホールド１へ固定される。このとき、ｅリング４ｘは、ｅリング収容部４４内に位置する。この状態を第二状態とする。
【００３９】
このとき、吸気管１２とスロットルボデー２３は連通してガスケット２７ａにより密封され、スロットルボデー２３とサージタンク１６は連通してガスケット２７ｂにより密封される。
【００４０】
次に、スロットル装置２をインテークマニホールド１から取り外すために、ボルト３ｘと介在部２９ｘを固定部１９ｘから取り外す方法について説明する。例えば耐久試験後の内部検証、故障時のメンテナンス、部品交換を目的として、スロットル装置２をインテークマニホールド１から取り外す場合がある。
【００４１】
図１１は、第三状態におけるボルト３ｘと介在部２９ｘと固定部１９ｘとを示す断面図である。第二状態の後にスロットル装置２をインテークマニホールド１から取り外す場合、工具を用いて緩める方向へボルト３ｘの頭部７２を回転させることにより、インサートナット４２からボルト３ｘを緩める。この回転により、ボルト３ｘの雄螺子部７１は、インサートナット４２の雌螺子部４３から抜去方向の推力を受ける。この推力により、ボルト３ｘは、介在部２９ｘと固定部１９ｘに対して抜去方向へ移動し、ボルト３ｘの係止溝７４に嵌合されたｅリング４ｘも、ボルト３ｘと共に抜去方向へ移動する。ｅリング４ｘが抜去方向へ移動すると、ｅリング４ｘの周縁は、介在部２９ｘの挿入方向側の側壁面に当接する。この状態を第三状態とする。
【００４２】
図１２は、第四状態におけるボルト３ｘと介在部２９ｘと固定部１９ｘとを示す断面図である。第三状態の後、更にボルト３ｘを緩めると、ボルト３ｘは固定部１９ｘから抜去方向の推力を受け、固定部１９ｘに対して抜去方向へ移動する。このとき、介在部２９ｘがｅリング４ｘから抜去方向の力を受けることにより、介在部２９ｘはボルト３ｘと共に抜去方向へ移動する。ここで、ボルト３ｘは、介在部２９ｘのカラー５４に対して自由に回転することができる。更にボルト３ｘを緩めると、ボルト３ｘと介在部２９ｘとｅリング４ｘとは、固定部１９ｘから外れる。この状態を第四状態とする。
【００４３】
この実施形態によれば、ボルト３ｘ，３ｙを緩めることにより、ボルト３ｘ，３ｙと共にスロットル装置２をインテークマニホールド１から取り外すことができる。また、ガスケット２７ａ，２７ｂがインテークマニホールド１及びスロットル装置２に固着している場合であっても、金属部分に比べて強度の低い樹脂部分であるセンサカバー３３などに負荷を与えることなく、スロットル装置２をインテークマニホールド１から取り外すことができる。これにより、スロットル装置２の樹脂部分の変形や破損を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００４４】
１  インテークマニホールド、２  スロットル装置、３ｘ，３ｙ  ボルト、４ｘ，４ｙ  ｅリング、１９ｘ，１９ｙ  固定部、２３  スロットルボデー、２７ａ，２７ｂ  ガスケット、２９ｘ，２９ｙ  介在部、３２  アクチュエータケース、３３  センサカバー、４１  突出部、４２  インサートナット、４３  雌螺子部、４４  ｅリング収容部、５１  突出部、５３  軸支部、５４  カラー、７１  雄螺子部、７２  頭部、７４  係止溝、７５  円柱部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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