JPH10299740A - ボルト締付け方法 - Google Patents
ボルト締付け方法Info
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- JPH10299740A JPH10299740A JP10314797A JP10314797A JPH10299740A JP H10299740 A JPH10299740 A JP H10299740A JP 10314797 A JP10314797 A JP 10314797A JP 10314797 A JP10314797 A JP 10314797A JP H10299740 A JPH10299740 A JP H10299740A
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- Japan
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- bolt
- bolts
- axial force
- axial
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
- F02F7/006—Camshaft or pushrod housings
- F02F2007/0063—Head bolts; Arrangements of cylinder head bolts
Landscapes
- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ボルトを締付けて被締結物を締結物に締結する
にあたって、ボルトの安定した軸力を得られるようにし
た上で外力負荷に伴なう軸力の低下を防止し、優れた寸
法精度が得られるようにする。 【解決手段】ボルトをその塑性域まで一旦締付けた後、
使用状態でボルトの軸力を増大せしめる方向で該ボルト
に作用する軸方向外力に対応する角度以上の角度だけ、
ボルトを逆転させる。
にあたって、ボルトの安定した軸力を得られるようにし
た上で外力負荷に伴なう軸力の低下を防止し、優れた寸
法精度が得られるようにする。 【解決手段】ボルトをその塑性域まで一旦締付けた後、
使用状態でボルトの軸力を増大せしめる方向で該ボルト
に作用する軸方向外力に対応する角度以上の角度だけ、
ボルトを逆転させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被締結物を締結物
に締結するためのボルトの締付け方法に関する。
に締結するためのボルトの締付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、たとえば特開平４−２２４２６４
号公報で開示されるように、内燃機関において被締結物
であるシリンダヘッドおよびシリンダブロックを貫通す
るボルトを締結物であるベアリングキャップにねじ込ん
で、シリンダヘッドおよびシリンダブロックをベアリン
グキャップに締結するようにしたものがあり、このよう
に被締結物を締結物に締結するボルトを締付けるにあた
っては、弾性域トルク法、弾性域角度法および塑性域角
度法のいずれかが従来から一般的に用いられている。
号公報で開示されるように、内燃機関において被締結物
であるシリンダヘッドおよびシリンダブロックを貫通す
るボルトを締結物であるベアリングキャップにねじ込ん
で、シリンダヘッドおよびシリンダブロックをベアリン
グキャップに締結するようにしたものがあり、このよう
に被締結物を締結物に締結するボルトを締付けるにあた
っては、弾性域トルク法、弾性域角度法および塑性域角
度法のいずれかが従来から一般的に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】弾性域トルク法は、最
も一般的な締付け方法であって広く採用されており、管
理も簡単であるが、図４で示すように、ボルトの座面お
よびねじ面での摩擦係数のばらつき等に起因して、設定
トルクまでの締付けによっても軸力（軸方向に作用する
引張り力）のばらつきが比較的大きくなる。また弾性域
角度法は、図５で示すように、設定トルクまで締付けた
後に設定角度までボルトを締付けるようにしたものであ
り、上記弾性域トルク法に比べると軸力のばらつきが小
さくなるものの、設定トルクまでの締付けで生じた軸力
のばらつきが最後まで残ってしまい、軸力のばらつきが
小さいとは言い難い。さらに塑性域角度法は、図６で示
すように、設定トルクまで締付けた後にボルトを塑性域
まで締付けるようにしたものであり、設定トルクまでの
締付けでは軸力のばらつきが生じるが塑性域までの締付
けによって最終的には軸力が一定となり、安定した軸力
が得られることになる。
も一般的な締付け方法であって広く採用されており、管
理も簡単であるが、図４で示すように、ボルトの座面お
よびねじ面での摩擦係数のばらつき等に起因して、設定
トルクまでの締付けによっても軸力（軸方向に作用する
引張り力）のばらつきが比較的大きくなる。また弾性域
角度法は、図５で示すように、設定トルクまで締付けた
後に設定角度までボルトを締付けるようにしたものであ
り、上記弾性域トルク法に比べると軸力のばらつきが小
さくなるものの、設定トルクまでの締付けで生じた軸力
のばらつきが最後まで残ってしまい、軸力のばらつきが
小さいとは言い難い。さらに塑性域角度法は、図６で示
すように、設定トルクまで締付けた後にボルトを塑性域
まで締付けるようにしたものであり、設定トルクまでの
締付けでは軸力のばらつきが生じるが塑性域までの締付
けによって最終的には軸力が一定となり、安定した軸力
が得られることになる。
【０００４】ところが、塑性域角度法による締付けを行
なった場合には、使用状態でボルトにその軸力を増大せ
しめる方向の外力が作用すると、ボルトに塑性伸びが生
じることになり、非使用状態に戻すことにより前記軸方
向外力が除去されても、ボルトは収縮することはなく、
したがって非使用状態でボルトの軸力が低下することに
なり、締結初期の軸力で得た寸法精度が使用後に非使用
状態に戻したときに低下してしまうことになる。特に上
記特開平４−２２４２６４号公報で開示されるように、
熱間および冷間が繰り返される内燃機関においてシリン
ダヘッドおよびシリンダブロックがベアリングキャップ
に締結される場合、シリンダヘッドおよびシリンダブロ
ックの熱膨張率がボルトの熱膨張率よりも大きいことに
起因して、機関運転状態（使用状態）でボルトに軸方向
外力が作用することになり、比較的長いボルトの塑性伸
びが大きくなり、冷間時（非使用時）の寸法精度が大き
く低下してしまうことになる。
なった場合には、使用状態でボルトにその軸力を増大せ
しめる方向の外力が作用すると、ボルトに塑性伸びが生
じることになり、非使用状態に戻すことにより前記軸方
向外力が除去されても、ボルトは収縮することはなく、
したがって非使用状態でボルトの軸力が低下することに
なり、締結初期の軸力で得た寸法精度が使用後に非使用
状態に戻したときに低下してしまうことになる。特に上
記特開平４−２２４２６４号公報で開示されるように、
熱間および冷間が繰り返される内燃機関においてシリン
ダヘッドおよびシリンダブロックがベアリングキャップ
に締結される場合、シリンダヘッドおよびシリンダブロ
ックの熱膨張率がボルトの熱膨張率よりも大きいことに
起因して、機関運転状態（使用状態）でボルトに軸方向
外力が作用することになり、比較的長いボルトの塑性伸
びが大きくなり、冷間時（非使用時）の寸法精度が大き
く低下してしまうことになる。
【０００５】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、ボルトの安定した軸力を得られるようにした
上で外力負荷に伴なう軸力の低下を防止し、優れた寸法
精度が得られるようにしたボルト締付け方法を提供する
ことを目的とする。
のであり、ボルトの安定した軸力を得られるようにした
上で外力負荷に伴なう軸力の低下を防止し、優れた寸法
精度が得られるようにしたボルト締付け方法を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、ボルトを締付けて被締結物
を締結物に締結するにあたって、ボルトをその塑性域ま
で一旦締付けた後、使用状態でボルトの軸力を増大せし
める方向で該ボルトに作用する軸方向外力に対応する角
度以上の角度だけ、ボルトを逆転させることを特徴とす
る。
に、請求項１記載の発明は、ボルトを締付けて被締結物
を締結物に締結するにあたって、ボルトをその塑性域ま
で一旦締付けた後、使用状態でボルトの軸力を増大せし
める方向で該ボルトに作用する軸方向外力に対応する角
度以上の角度だけ、ボルトを逆転させることを特徴とす
る。
【０００７】このようなボルト締付け方法によれば、ボ
ルトを塑性域まで一旦締付けることにより、ボルトの座
面およびねじ面での摩擦係数のばらつき等にかかわらず
安定した軸力を得ることが可能であり、しかも使用状態
でボルトに作用する軸方向外力に対応する角度以上の角
度だけボルトを逆転させることにより、使用状態でボル
トに軸方向外力が作用してもボルトに塑性伸びが生じる
ことはない。したがって非使用状態での軸方向外力除去
によってもボルトの軸力が低下してしまうことはなく、
締結初期の寸法精度を保つことができる。また塑性域ま
で一旦締付けることにより被締結物に永久歪みを生じさ
せることになり、使用時の前記軸方向外力の作用によっ
ても塑性域まで一旦締付けたときの軸力以上にボルトの
軸力が増大することはないので、被締結物の永久歪み量
が使用時に増大することはなく、これによっても寸法精
度の向上に寄与することができる。
ルトを塑性域まで一旦締付けることにより、ボルトの座
面およびねじ面での摩擦係数のばらつき等にかかわらず
安定した軸力を得ることが可能であり、しかも使用状態
でボルトに作用する軸方向外力に対応する角度以上の角
度だけボルトを逆転させることにより、使用状態でボル
トに軸方向外力が作用してもボルトに塑性伸びが生じる
ことはない。したがって非使用状態での軸方向外力除去
によってもボルトの軸力が低下してしまうことはなく、
締結初期の寸法精度を保つことができる。また塑性域ま
で一旦締付けることにより被締結物に永久歪みを生じさ
せることになり、使用時の前記軸方向外力の作用によっ
ても塑性域まで一旦締付けたときの軸力以上にボルトの
軸力が増大することはないので、被締結物の永久歪み量
が使用時に増大することはなく、これによっても寸法精
度の向上に寄与することができる。
【０００８】また請求項２記載の発明によれば、被締結
物および締結物の少なくとも一方の熱膨張率が、ボルト
の熱膨張率よりも大であることにより、温度上昇に伴な
う熱膨張率の差によってボルトにその軸力を増大せしめ
る方向の軸方向外力が作用するが、温度低下によっても
ボルトの軸力が低下してしまうことはなく、ボルトと、
被締結物および締結物の少なくとも一方の熱膨張量がボ
ルトの熱膨張量よりも大きい構造物に有効に適用でき
る。
物および締結物の少なくとも一方の熱膨張率が、ボルト
の熱膨張率よりも大であることにより、温度上昇に伴な
う熱膨張率の差によってボルトにその軸力を増大せしめ
る方向の軸方向外力が作用するが、温度低下によっても
ボルトの軸力が低下してしまうことはなく、ボルトと、
被締結物および締結物の少なくとも一方の熱膨張量がボ
ルトの熱膨張量よりも大きい構造物に有効に適用でき
る。
【０００９】請求項３記載の発明によれば、被締結物が
内燃機関のシリンダブロックおよびシリンダヘッドであ
り、それらのシリンダブロックおよびシリンダヘッドを
貫通するボルトをねじ込む締結物がオイルパンである。
したがって熱間および冷間を繰返す内燃機関において、
ボルトの軸線に沿う方向でのシリンダブロックおよびシ
リンダヘッドの長さが比較的長いことに起因して、熱間
時にボルトには比較的大きな軸方向外力が作用すること
になるが、冷間時にボルトの軸力が低下してしまうこと
はなく、シリンダブロックおよびシリンダヘッドをオイ
ルパンに締結するボルトの締付け方法として特に有効で
ある。
内燃機関のシリンダブロックおよびシリンダヘッドであ
り、それらのシリンダブロックおよびシリンダヘッドを
貫通するボルトをねじ込む締結物がオイルパンである。
したがって熱間および冷間を繰返す内燃機関において、
ボルトの軸線に沿う方向でのシリンダブロックおよびシ
リンダヘッドの長さが比較的長いことに起因して、熱間
時にボルトには比較的大きな軸方向外力が作用すること
になるが、冷間時にボルトの軸力が低下してしまうこと
はなく、シリンダブロックおよびシリンダヘッドをオイ
ルパンに締結するボルトの締付け方法として特に有効で
ある。
【００１０】さらに請求項４記載の発明によれば、熱間
および冷間を繰返す使用条件下で寸法精度が要求される
構造物に適用することにより、熱間および冷間の繰返し
によっても寸法精度が低下することはなく、精度保証が
可能となる。
および冷間を繰返す使用条件下で寸法精度が要求される
構造物に適用することにより、熱間および冷間の繰返し
によっても寸法精度が低下することはなく、精度保証が
可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１２】図１および図２は本発明の第１実施例を示
すものであり、図１は内燃機関の縦断面図、図２はボル
トの締付け特性図である。
すものであり、図１は内燃機関の縦断面図、図２はボル
トの締付け特性図である。
【００１３】先ず図１において、この内燃機関の機関本
体Ｅは、アルミニウム合金製のシリンダブロック１1 の
上部にアルミニウム合金製のシリンダヘッド２が結合さ
れるとともに、前記シリンダブロック１1 の下部にアル
ミニウム合金製のオイルパン３が結合されて成るもので
あり、クランク軸４は、該クランク軸４の軸方向に間隔
をあけた複数箇所でシリンダブロック１1 の下部に一体
に設けられている複数のジャーナル軸受部５1 …と、そ
れらのジャーナル軸受部５1 …に対応してオイルパン３
に一体に設けられているベアリングキャップ６…との間
に形成される軸受孔９1 で回転自在に支承される。
体Ｅは、アルミニウム合金製のシリンダブロック１1 の
上部にアルミニウム合金製のシリンダヘッド２が結合さ
れるとともに、前記シリンダブロック１1 の下部にアル
ミニウム合金製のオイルパン３が結合されて成るもので
あり、クランク軸４は、該クランク軸４の軸方向に間隔
をあけた複数箇所でシリンダブロック１1 の下部に一体
に設けられている複数のジャーナル軸受部５1 …と、そ
れらのジャーナル軸受部５1 …に対応してオイルパン３
に一体に設けられているベアリングキャップ６…との間
に形成される軸受孔９1 で回転自在に支承される。
【００１４】クランク軸４の両側でオイルパン３のベア
リングキャップ６…にはねじ孔７，７がそれぞれ設けら
れており、シリンダヘッド２の上面のボルト座２ａ，２
ａ…に接触する頭部８ａ，８ａ…を有するボルト８，８
…が、シリンダヘッド２およびシリンダブロック１1 を
貫通して各ねじ孔７，７…にそれぞれねじ込まれる。す
なわち被締結物としてのシリンダブロック１1 およびシ
リンダヘッド２が、締結物であるオイルパン３の前記ベ
アリングキャップ６…にボルト８，８…により締結され
ることになる。
リングキャップ６…にはねじ孔７，７がそれぞれ設けら
れており、シリンダヘッド２の上面のボルト座２ａ，２
ａ…に接触する頭部８ａ，８ａ…を有するボルト８，８
…が、シリンダヘッド２およびシリンダブロック１1 を
貫通して各ねじ孔７，７…にそれぞれねじ込まれる。す
なわち被締結物としてのシリンダブロック１1 およびシ
リンダヘッド２が、締結物であるオイルパン３の前記ベ
アリングキャップ６…にボルト８，８…により締結され
ることになる。
【００１５】ところで、シリンダブロック１1 およびシ
リンダヘッド２間、ならびにシリンダブロック１1 およ
びオイルパン３間にはそれぞれガスケットが介在するも
のであり、それらのガスケットによる影響、ならびにボ
ルト８の頭部８ａおよびボルト座２ａの接触面およびね
じ面での摩擦係数のばらつきに起因して、弾性域角度法
による締付けでは、締結時のボルト８…の軸力のばらつ
きが比較的大きくなるものであり、軸力の安定化を図る
ためにはボルト８…を塑性域まで締付けることが望まし
い。
リンダヘッド２間、ならびにシリンダブロック１1 およ
びオイルパン３間にはそれぞれガスケットが介在するも
のであり、それらのガスケットによる影響、ならびにボ
ルト８の頭部８ａおよびボルト座２ａの接触面およびね
じ面での摩擦係数のばらつきに起因して、弾性域角度法
による締付けでは、締結時のボルト８…の軸力のばらつ
きが比較的大きくなるものであり、軸力の安定化を図る
ためにはボルト８…を塑性域まで締付けることが望まし
い。
【００１６】一方、ボルト８…は鉄系材料から成るもの
であり、アルミニウム合金から成るシリンダブロック１
1 、シリンダヘッド２およびオイルパン３と、ボルト８
…とは熱膨張率に差があるものである。このため、使用
時すなわち機関の運転時には前記熱膨張率の差によりボ
ルト８…にはその軸力を増大する方向の軸方向外力が作
用するものであり、塑性域角度法によりボルト８…を締
付けると、非使用時すなわち機関の運転停止時にはボル
ト８…の軸力が低下することになる。
であり、アルミニウム合金から成るシリンダブロック１
1 、シリンダヘッド２およびオイルパン３と、ボルト８
…とは熱膨張率に差があるものである。このため、使用
時すなわち機関の運転時には前記熱膨張率の差によりボ
ルト８…にはその軸力を増大する方向の軸方向外力が作
用するものであり、塑性域角度法によりボルト８…を締
付けると、非使用時すなわち機関の運転停止時にはボル
ト８…の軸力が低下することになる。
【００１７】ところで、ベアリングキャップ６…のジャ
ーナル軸受部５1 …への締結状態で、それらのベアリン
グキャップ６…およびジャーナル軸受部５1 …で形成さ
れる軸受孔９1 …の真円度精度は比較的高いことが要求
されるものである。しかるに、上述のように塑性域まで
の締付けを行なうために従来からの塑性域角度法でボル
ト８…を締付けるようにすると、非使用時のボルト８…
の軸力低下により初期の真円度精度を保持し得なくな
る。
ーナル軸受部５1 …への締結状態で、それらのベアリン
グキャップ６…およびジャーナル軸受部５1 …で形成さ
れる軸受孔９1 …の真円度精度は比較的高いことが要求
されるものである。しかるに、上述のように塑性域まで
の締付けを行なうために従来からの塑性域角度法でボル
ト８…を締付けるようにすると、非使用時のボルト８…
の軸力低下により初期の真円度精度を保持し得なくな
る。
【００１８】そこで、締結時の軸力の安定化ならびに非
使用時の軸力低下防止を両方とも満足するために、本発
明によれば、ボルト８…によってシリンダブロック１1
およびシリンダヘッド２をオイルパン３のベアリングキ
ャップ６…に締結するにあたって、図２で示すように、
塑性域である点Ａまでボルト８…を一旦締付けた後、ボ
ルト８…を逆転せしめて点Ａから点Ｂまでボルト８…の
軸力を低下させておく。この際、ボルト８…の逆転角度
は、使用状態でボルト８…の軸力を増大せしめる方向で
該ボルト８…に作用する軸方向外力に対応する角度以上
の角度に設定される。
使用時の軸力低下防止を両方とも満足するために、本発
明によれば、ボルト８…によってシリンダブロック１1
およびシリンダヘッド２をオイルパン３のベアリングキ
ャップ６…に締結するにあたって、図２で示すように、
塑性域である点Ａまでボルト８…を一旦締付けた後、ボ
ルト８…を逆転せしめて点Ａから点Ｂまでボルト８…の
軸力を低下させておく。この際、ボルト８…の逆転角度
は、使用状態でボルト８…の軸力を増大せしめる方向で
該ボルト８…に作用する軸方向外力に対応する角度以上
の角度に設定される。
【００１９】ここで、ボルト８の材料のヤング率をＥ
（kg/mm2) 、ボルト８の断面積をＳ(mm2）、熱膨張率の
差をΔＲ（1/℃) 、温度差をΔＴ( ℃) としたときに、
アルミニウム合金および鉄系材料の熱膨張率の差によっ
てボルト８に作用する軸方向外力Ｆ（kg）は、 Ｆ＝Ｅ×Ｓ×ΔＲ×ΔＴ で表わされる。而して、鉄系材料のヤング率Ｅは２１０
００（kg/mm2) 、アルミニウム合金の熱膨張率は約２０
×１０-6（1/℃) 、鉄系材料の熱膨張率は１２×１０-6
（1/℃) であり、たとえばボルト８の断面積を５２(m
m2）、温度差ΔＴを１００( ℃) とすると、上記式に基
づいてＦ≒８７４（kg）となる。
（kg/mm2) 、ボルト８の断面積をＳ(mm2）、熱膨張率の
差をΔＲ（1/℃) 、温度差をΔＴ( ℃) としたときに、
アルミニウム合金および鉄系材料の熱膨張率の差によっ
てボルト８に作用する軸方向外力Ｆ（kg）は、 Ｆ＝Ｅ×Ｓ×ΔＲ×ΔＴ で表わされる。而して、鉄系材料のヤング率Ｅは２１０
００（kg/mm2) 、アルミニウム合金の熱膨張率は約２０
×１０-6（1/℃) 、鉄系材料の熱膨張率は１２×１０-6
（1/℃) であり、たとえばボルト８の断面積を５２(m
m2）、温度差ΔＴを１００( ℃) とすると、上記式に基
づいてＦ≒８７４（kg）となる。
【００２０】このような条件下でのボルト８…の締付け
にあたっては、たとえば３．５kgmの設定トルクまでボ
ルト８…をトルクレンチにて締付けて軸力を１５００kg
とした後、通常のレンチによりボルト８…を４６０°だ
け回転操作して軸力５０００kgの塑性域まで一旦締付
け、さらに、上記外力Ｆ｛＝８７４（kg）｝以上の軸力
として１５００kgだけ軸力を低下せしめるように、ボル
ト８…を１６０°だけ逆転させる。
にあたっては、たとえば３．５kgmの設定トルクまでボ
ルト８…をトルクレンチにて締付けて軸力を１５００kg
とした後、通常のレンチによりボルト８…を４６０°だ
け回転操作して軸力５０００kgの塑性域まで一旦締付
け、さらに、上記外力Ｆ｛＝８７４（kg）｝以上の軸力
として１５００kgだけ軸力を低下せしめるように、ボル
ト８…を１６０°だけ逆転させる。
【００２１】ボルト８…を塑性域まで一旦締付けるよう
にすると、ガスケットによる影響ならびにボルト８…の
座面およびねじ面での摩擦係数のばらつき等にかかわら
ず安定した軸力を得ることが可能となる。
にすると、ガスケットによる影響ならびにボルト８…の
座面およびねじ面での摩擦係数のばらつき等にかかわら
ず安定した軸力を得ることが可能となる。
【００２２】また熱膨張率の差に起因して使用状態でボ
ルト８…にその軸力を増大させる方向に作用する軸方向
外力に対応する角度以上の角度だけ、塑性域までの締付
け状態からボルト８…を逆転させることにより、熱膨張
率の差に起因して使用状態でボルト８…に軸方向外力が
作用しても、ボルト８…に塑性伸びが生じることはな
い。したがって非使用状態での軸方向外力除去によって
もボルト８…の軸力が低下してしまうことはなく、軸受
孔９1 の初期の真円度精度を保持することができる。
ルト８…にその軸力を増大させる方向に作用する軸方向
外力に対応する角度以上の角度だけ、塑性域までの締付
け状態からボルト８…を逆転させることにより、熱膨張
率の差に起因して使用状態でボルト８…に軸方向外力が
作用しても、ボルト８…に塑性伸びが生じることはな
い。したがって非使用状態での軸方向外力除去によって
もボルト８…の軸力が低下してしまうことはなく、軸受
孔９1 の初期の真円度精度を保持することができる。
【００２３】さらにボルト８…の塑性域までの締付けに
より、ボルト８…の頭部８ａ…によりシリンダヘッド２
の上面のボルト座２ａ…に永久歪みが生じるが、使用時
の前記軸方向外力の作用によっても塑性域まで一旦締付
けたときの軸力以上にボルト８…の軸力が増大すること
はないので、前記ボルト座２ａ…の永久歪み量が使用時
に増大することはなく、これによっても寸法精度向上に
寄与することができる。
より、ボルト８…の頭部８ａ…によりシリンダヘッド２
の上面のボルト座２ａ…に永久歪みが生じるが、使用時
の前記軸方向外力の作用によっても塑性域まで一旦締付
けたときの軸力以上にボルト８…の軸力が増大すること
はないので、前記ボルト座２ａ…の永久歪み量が使用時
に増大することはなく、これによっても寸法精度向上に
寄与することができる。
【００２４】このように熱間および冷間が繰り返される
内燃機関において、シリンダヘッド２およびシリンダブ
ロック１1 を貫通するボルト８…をオイルパン３のベア
リングキャップ６にねじ込むようにした場合に、本発明
に従ってボルト８…を締付けることにより、ボルト８…
の軸線に沿う方向でのシリンダブロック１1 およびシリ
ンダヘッド２の長さが比較的長いことに起因して、熱間
時にボルト８…には比較的大きな軸方向外力が作用する
ことになるが、冷間時にボルト８…の軸力が低下してし
まうことはなく、シリンダブロック１1 およびシリンダ
ヘッド２をオイルパン３に締結するボルト８…の締付け
方法として本発明方法が特に有効である。
内燃機関において、シリンダヘッド２およびシリンダブ
ロック１1 を貫通するボルト８…をオイルパン３のベア
リングキャップ６にねじ込むようにした場合に、本発明
に従ってボルト８…を締付けることにより、ボルト８…
の軸線に沿う方向でのシリンダブロック１1 およびシリ
ンダヘッド２の長さが比較的長いことに起因して、熱間
時にボルト８…には比較的大きな軸方向外力が作用する
ことになるが、冷間時にボルト８…の軸力が低下してし
まうことはなく、シリンダブロック１1 およびシリンダ
ヘッド２をオイルパン３に締結するボルト８…の締付け
方法として本発明方法が特に有効である。
【００２５】図３は本発明の第２実施例を示すものであ
り、アルミニウム合金製のシリンダブロック１2 の下部
に一体に設けられている複数のジャーナル軸受部５2 …
には、クランク軸４を回転自在に支承するための軸受孔
９2 …を各ジャーナル軸受部５2 …と共働して形成すべ
く、オイルパン（図１参照）とは別体である鉄製のベア
リングキャップ１０…が一対ずつ複数組のボルト１１，
１１…により締結される。すなわち締結物であるシリン
ダブロック１2 に被締結物であるベアリングキャップ１
０…がボルト１１…により締結される。
り、アルミニウム合金製のシリンダブロック１2 の下部
に一体に設けられている複数のジャーナル軸受部５2 …
には、クランク軸４を回転自在に支承するための軸受孔
９2 …を各ジャーナル軸受部５2 …と共働して形成すべ
く、オイルパン（図１参照）とは別体である鉄製のベア
リングキャップ１０…が一対ずつ複数組のボルト１１，
１１…により締結される。すなわち締結物であるシリン
ダブロック１2 に被締結物であるベアリングキャップ１
０…がボルト１１…により締結される。
【００２６】前記軸受孔９2 は、ベアリングキャップ１
０…のジャーナル軸受部５2 …への締結状態で機械加工
により真円となるように加工されるのであるが、該軸受
孔９ 2 …の機械加工時のボルト１１…の締付け軸力と同
一となるようにしてボルト１１…の締付けが行なわれ
る。
０…のジャーナル軸受部５2 …への締結状態で機械加工
により真円となるように加工されるのであるが、該軸受
孔９ 2 …の機械加工時のボルト１１…の締付け軸力と同
一となるようにしてボルト１１…の締付けが行なわれ
る。
【００２７】この第２実施例においても、ベアリングキ
ャップ１０…をシリンダブロック１ 2 の各ジャーナル軸
受部５2 …に締結するにあたっては、塑性域までボルト
１１…を一旦締付けた後、使用状態でボルト１１…の軸
力を増大せしめる方向で該ボルト１１…に作用する軸方
向外力に対応する角度以上の角度だけにボルト１１…を
逆転せしめ、ボルト１１…の軸力を低下させておく。そ
うすることにより、上記第１実施例と同様に、ボルト１
１…の軸力を安定化させることができるとともに、使用
（熱間）、非使用（冷間）の繰返しにかかわらず軸受孔
９2 …の加工による真円度精度を保持することができ、
さらにボルト１１…の座面での永久歪み量が使用時に増
大することを防止して寸法精度向上に寄与することがで
きる。
ャップ１０…をシリンダブロック１ 2 の各ジャーナル軸
受部５2 …に締結するにあたっては、塑性域までボルト
１１…を一旦締付けた後、使用状態でボルト１１…の軸
力を増大せしめる方向で該ボルト１１…に作用する軸方
向外力に対応する角度以上の角度だけにボルト１１…を
逆転せしめ、ボルト１１…の軸力を低下させておく。そ
うすることにより、上記第１実施例と同様に、ボルト１
１…の軸力を安定化させることができるとともに、使用
（熱間）、非使用（冷間）の繰返しにかかわらず軸受孔
９2 …の加工による真円度精度を保持することができ、
さらにボルト１１…の座面での永久歪み量が使用時に増
大することを防止して寸法精度向上に寄与することがで
きる。
【００２８】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。
【００２９】たとえば、上記実施例では、クランク軸４
をシリンダブロック１1 ，１2 およびベアリングキャッ
プ６，１０間にクランク軸４を支持するための構造につ
いて説明したが、本発明は、使用時に被締結物および締
結物側からボルトに軸方向外力が作用するような構成の
ボルト締付け方法に関して広く適用可能である。
をシリンダブロック１1 ，１2 およびベアリングキャッ
プ６，１０間にクランク軸４を支持するための構造につ
いて説明したが、本発明は、使用時に被締結物および締
結物側からボルトに軸方向外力が作用するような構成の
ボルト締付け方法に関して広く適用可能である。
【００３０】
【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、ボルトを塑性域まで一旦締付けることによってボル
トの軸力を安定化させることができ、使用状態でボルト
に作用する軸方向外力に対応する角度以上の角度だけボ
ルトを逆転させることにより、使用状態でボルトに塑性
伸びが生じることを回避するとともに被締結物の永久歪
み量が使用時に増大することを回避して、締結初期の寸
法精度を保つことができる。
ば、ボルトを塑性域まで一旦締付けることによってボル
トの軸力を安定化させることができ、使用状態でボルト
に作用する軸方向外力に対応する角度以上の角度だけボ
ルトを逆転させることにより、使用状態でボルトに塑性
伸びが生じることを回避するとともに被締結物の永久歪
み量が使用時に増大することを回避して、締結初期の寸
法精度を保つことができる。
【００３１】また請求項２記載の発明によれば、温度上
昇に伴なう熱膨張率の差によってボルトにその軸力を増
大せしめる方向の軸方向外力が作用するが、温度低下に
よってもボルトの軸力が低下してしまうことはなく、本
発明方法を有効に適用できる。
昇に伴なう熱膨張率の差によってボルトにその軸力を増
大せしめる方向の軸方向外力が作用するが、温度低下に
よってもボルトの軸力が低下してしまうことはなく、本
発明方法を有効に適用できる。
【００３２】請求項３記載の発明によれば、ボルトの軸
線に沿う方向でのシリンダブロックおよびシリンダヘッ
ドの長さが比較的長いことに起因して、熱間時にボルト
には比較的大きな軸方向外力が作用することになるが、
冷間時にボルトの軸力が低下してしまうことはなく、シ
リンダブロックおよびシリンダヘッドをオイルパンに締
結するボルトの締付け方法として特に有効である。
線に沿う方向でのシリンダブロックおよびシリンダヘッ
ドの長さが比較的長いことに起因して、熱間時にボルト
には比較的大きな軸方向外力が作用することになるが、
冷間時にボルトの軸力が低下してしまうことはなく、シ
リンダブロックおよびシリンダヘッドをオイルパンに締
結するボルトの締付け方法として特に有効である。
【００３３】さらに請求項４記載の発明によれば、熱間
および冷間の繰返しによっても寸法精度が低下すること
を防止し、精度保証が可能となる。
および冷間の繰返しによっても寸法精度が低下すること
を防止し、精度保証が可能となる。
【図１】第１実施例の内燃機関の縦断面図である。
【図２】ボルトの締付け特性図である。
【図３】第２実施例の要部縦断面図である。
【図４】弾性域トルク法によるボルトの締付け特性図で
ある。
ある。
【図５】弾性域角度法によるボルトの締付け特性図であ
る。
る。
【図６】塑性域角度法によるボルトの締付け特性図であ
る。
る。
１1 ・・・被締結物としてのシリンダブロック １2 ・・・締結物としてのシリンダブロック ２・・・被締結物としてのシリンダヘッド ６・・・締結物としてのベアリングキャップ ８，１１・・・ボルト １０・・・被締結物としてのベアリングキャップ
フロントページの続き (72)発明者 梶原 滋正 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 大崎 浩一 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 村田 雅史 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 ボルト（８，１１）を締付けて被締結物
（１1 ，２；１０）を締結物（６，１2 ）に締結するに
あたって、ボルト（８，１１）をその塑性域まで一旦締
付けた後、使用状態でボルト（８，１１）の軸力を増大
せしめる方向で該ボルト（８，１１）に作用する軸方向
外力に対応する角度以上の角度だけ、ボルト（８，１
１）を逆転させることを特徴とするボルト締付け方法。 - 【請求項２】 被締結物（１1 ，２；１０）および締結
物（６，１2 ）の少なくとも一方の熱膨張率が、ボルト
（８，１１）の熱膨張率よりも大であることを特徴とす
る請求項１記載のボルト締付け方法。 - 【請求項３】 被締結物（１1 ，２）が内燃機関のシリ
ンダブロックおよびシリンダヘッドであり、それらのシ
リンダブロックおよびシリンダヘッドを貫通するボルト
（８）をねじ込む締結物（６）がオイルパンであること
を特徴とする請求項１または２記載のボルト締付け方
法。 - 【請求項４】 熱間および冷間を繰返す使用条件下で寸
法精度が要求される構造物に適用することを特徴とする
請求項２記載のボルト締付方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10314797A JP3305615B2 (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | ボルト締付け方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10314797A JP3305615B2 (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | ボルト締付け方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10299740A true JPH10299740A (ja) | 1998-11-10 |
| JP3305615B2 JP3305615B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=14346408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10314797A Expired - Fee Related JP3305615B2 (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | ボルト締付け方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3305615B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT501339A1 (de) * | 2005-01-17 | 2006-08-15 | Avl List Gmbh | Brennkraftmaschine |
| JP2009078314A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-16 | Mazda Motor Corp | ボルト締結方法及びその装置 |
| CN108072476A (zh) * | 2016-11-11 | 2018-05-25 | 辽宁五八内燃机配件有限公司 | 曲轴总成螺栓预紧力控制方法 |
| CN117086351A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-11-21 | 东风商用车有限公司 | 一种控制发动机下缸体主轴孔预变形的方法及发动机 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6178671B2 (ja) | 2013-08-26 | 2017-08-09 | 川崎重工業株式会社 | シリンダヘッドボルトの締結構造 |
-
1997
- 1997-04-21 JP JP10314797A patent/JP3305615B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| AT501339A1 (de) * | 2005-01-17 | 2006-08-15 | Avl List Gmbh | Brennkraftmaschine |
| AT501339B1 (de) * | 2005-01-17 | 2006-11-15 | Avl List Gmbh | Brennkraftmaschine |
| JP2009078314A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-16 | Mazda Motor Corp | ボルト締結方法及びその装置 |
| CN108072476A (zh) * | 2016-11-11 | 2018-05-25 | 辽宁五八内燃机配件有限公司 | 曲轴总成螺栓预紧力控制方法 |
| CN117086351A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-11-21 | 东风商用车有限公司 | 一种控制发动机下缸体主轴孔预变形的方法及发动机 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3305615B2 (ja) | 2002-07-24 |
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