JPS621125B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、スタツド、ボルトなどの軸状（ま
たは棒状）締付具の改良に関するものである。

スタツド、ボルト類を他の部材へ締付けるには
スタツド、ボルト類に設けた雄ねじ部分を他の部
材のねじ孔へねじこんで締付けるものであるが、
所定の締付強度でスタツド、ボルト類が締付けら
れたか否かを判断することができれば、締付力不
足によるゆるみ、またか締付過度によるスタツ
ド、ボルト類の破壊などの不良締付が確認でき、
適正な状態での締付作業を行う上で重要なことで
ある。

このような要望に応えるため、例えば米国特許
第2413797号明細書に開示されているような軸状
締付具が提案されている。この軸状締付具は、貫
通孔を軸方向に貫通したボルトからなるものでボ
ルト頭部と反対側のボルト先端に割り溝が設けて
あり、前記貫通孔には、ロツドが挿通され、ロツ
ドの一端はボルト頭部側の貫通孔部分に固定さ
れ、ロツドの自由端を前記貫通孔から突出せしめ
ているもので、ボルト締付時にボルトに対し締付
応力が作用し、ボルトがテンシヨンにより伸長さ
れると、突出しているロツドの自由端が前記貫通
孔の割り溝内へ入りこみ、その入り込み具合を外
方から視認することにより、ボルトへ作用してい
る締付応力の程度を確認して、締付力の調整を行
い、適正な締付強度でボルトを締付けるようにな
つている。

このような構造においては、ロツドのボルトに
対する数十ミクロンの相対移動を視認する作業者
の熟練度によつて、締付力の程度の判断にバラツ
キが生じ、締付力が一定しない欠点があり、ま
た、ボルトの先端にロツドの自由端が位置するの
で、締付場所などの条件によつては、ロツドの動
きを視認することが困難となる場合も生じ、さら
には、ボルトの先端、ロツドの自由端が同じ金属
素材でボルト、ロツドが形成されていると、両者
を見分け難いこともあり、また、両者が油汚れな
どで汚れている場合には、ロツドの自由端の動き
が視認できないという欠点があり、あまり実用的
ではない。

さらに公知の技術として1957年版
“FASTENERS HANDBOOK（REINHOLD
PUBLISHING CORPORATION、USA）”の92
頁に記載されているボルトは、中心軸の突出状況
をダイヤルゲージにてチエツクしボルトに最適張
力を与えると云ものである。

これは、精度よく測定しようとする点では良い
と思われるが、実際にボルトが使用される場所複
雑な構造を有し、しかも締付力の精度を必要とす
る個所での使用は作業上チエツクしにくいと同時
にダイヤルゲージの位置、設置場所等により測定
誤差を生じるという難点があり、さらに保守点検
にも目視による（ダイヤルゲージの読み）方法で
ある点も問題である。

また特公昭51−13672は、ボルトの最適締付力
を中心軸と光吸収性流体とを用いており、長期に
屋外で用いられさらに、振動を比較的多く受ける
個所への使用は流体自体の耐候性、流体のもれ等
を考えると信類度という点で問題が発生し、これ
もまた、目視によるチエツクである。

一方中心軸の張力を締結用鋼線として利用した
特公昭53−14695が知られているが、これはボル
トに最適締付力を与えるというのでなく中心軸
（締結用鋼線）に最適な締付力を生じしめるとい
う締付装置であり、ボルトそのものの最適引張力
（応力）を管理するという本発明とではボルトに
対する信頼性という観点では大きな差がある。

そこで、この発明は、前記した公知構造の欠点
を解消し、締付作業時、作業者が締付状態を簡単
かつ確実に判別でき、これによつて、適正な状態
で締付けることができ、締付後でも締付状態をチ
エツクして、締付のゆるみや部分的破壊などの経
時変化による不良部分のチエツクを接触子の回転
状況を手とか、他工具で確実にしかも容易に行え
るようにしたスタツド、ボルトなどの軸状締付具
を提供することを目的とするものである。

また前記公知技術等より本発明を類推すること
は、本発明の作用効果の点で到達し得ないもので
ある。

つぎに、この発明を図示の実施例により詳細に
説明する。

第１図に示すスタツド（頭なしボルト）１０
は、軸方向全長にわたり貫通孔１１が貫通してお
り、軸方向の両端部の外周面には、雄ねじ（螺
条）１２，１３が形成されている。これら雄ねじ
と貫通孔１１は中心軸１４を共通する。

貫通孔１１には、ピン１５が挿通してあり、ピ
ン１５の左右両端はスタツド１０の両端から突出
している。そして、ピン１５の突出端部にはナツ
ト状の接触子１６，１７が固着され、接触子１
６，１７はスタツド１０の両端面１８，１９に対
面している。接触子１６，１７はピン１５と別体
のもので、ピン１５の突出端部にスエージングな
どの手段で強制的に嵌合、固定される。そして接
触子１６，１７の少くとも一方は、ピン１５を貫
通孔１１へ挿通した後ピン１５へ固定されるもの
で、ピン１５が貫通孔１１に挿通されたスタツド
１０は、接触子１６，１７の間に遊嵌状態で位置
する。

ピン１５は、貫通孔１１に対し摺動、回転自由
に挿通されており、スタツド１０はピン１５を軸
として自由に回転するようになつている。

スタツド１０に対し応力が掛からない場合に
は、前記のように、ピン１５の左右の突出端部に
位置する接触子１６，１７は、スタツド１０の両
端面１８，１９と若干の隙間をおいて対面してい
るもので、したがつて、接触子１６，１７の間の
内法寸法はスタツド１０の全長よりも長くなつて
おり、これによつて、接触子とピンとは、中心軸
１４を軸としてスタツド１０に対し、回転するよ
うになつている。そして、スタツド１０に引張応
力が作用し、スタツド１０が軸方向へ伸長する
と、伸長時のスタツド１０の全長は、接触子１
６，１７の間の内法寸法相当部分の長さ、または
それ以上の長さに伸び、スタツド１０の両端面１
８，１９は接触子１６，１７に当接して、これら
接触子を押圧し、その結果、接触子１６，１７と
ピン１５とはスタツド１０の軸方向の伸長、押圧
により回転し得ない状態となる。したがつて、ス
タツド締付時、スタツドに作用する応力が所定の
値（敷居値）に達したか否かは接触子がスタツド
に対し、自由に回動できるか否かをチエツクする
ことにより判断できることになる。そして、前記
の接触子を手で回転、回動できなければ、所定の
値の応力がスタツドに作用したことになる。

このように応力が所定の値に達した時に生ずる
スタツドまたはボルトの微小な伸長を接触子が回
転できるか否かという二値化表現により特別な技
術も必要なく正確に知覚することが出来る。

第２図の実施例は、スタツドの代りにボルト１
１０を使用した例であり、頭部１２０の反対側の
先端部外周面には、雄ねじ１１２が刻設されてお
り、貫通孔１１１にはピン１１５が挿通され、ピ
ン１１５の突出端部には、それぞれ接触子１１
６，１１７が固定され、ボルト１１０の左右両端
面１１８，１１９と若干の間隙をおいて対面して
いる。そして、ボルト１１０を他の部材のねじ孔
に雄ねじ１１２を介して、ねじこみ締付けると、
ボルト１１０の軸本体に引張応力が作用し、この
応力の値が所定の値に達すると、ボルト１１０の
軸本体は軸方向に伸長し、その結果、ボルト１１
０の両端面１１８，１１９は、それぞれ接触子１
１６，１１７に圧接し、これらを押圧して、接触
子１１６，１１７とピン１１５は軸１１４を回転
軸として回転しなくなる。各接触子１１６，１１
７がいずれも回転しなくなれば、ボルト１１０に
対し作用するテンシルストレスが所定値に達した
ことが判断でき、十分な締付強度が確保できたこ
とが分る。

第１，２図の第１、第２各実施例においてはピ
ンの両端に同形のナツト状その他の環状体からな
る接触子が固定されているが、一方の接触子をピ
ンまたはコツタピンと一体となし（例えば、ピン
の頭を一方の接触子とする）、このような頭つき
ピンの他端に別体の接触子を取り付けてもよい。

また、前記実施例とは異なり、ピンおよび一方
の接触子をスタツドまたはボルトなどの締付具に
対し、回転できないように設置し、他方の接触子
のみ、スタツドまたはボルトに応力が作用しない
状態においては、自由に回転できるようにしてお
いてもよい。このように、他方の接触子のみ自由
回転できるようにするには、回転不能の接触子を
ピンの頭部とし、この頭部とスタツドまたはボル
トの一端面との間に接触子を遊嵌せしめればよ
い。

第３図の第３実施例は、ピン２１５をボルト２
１０の盲孔２１１（頭部２２０から中心軸２１４
にそつて穿設）に挿入し、ピン２１５の先端２１
５ａを盲孔２１１の奥部に固定して、ピン２１５
をボルト２１０に対し、回転できないように取り
付ける一方、ピン２１５とボルト２１０とが先端
２１５ａを除き、相対摺動できようにし、ボルト
２１０から突出しているピン２１５の頭部２１５
ｂとボルト２１０の端面２１８の間にワツシヤ状
の接触子２１６を遊嵌したもので、符号２１２は
雄ねじ２２１は保護キヤツプを示す。接触子２１
６は頭部２１５ｂが一体のピン２１５のシヤンク
に遊嵌され、前記実施例と同じくボルト２１０に
応力が作用していないときは、自由に回転し、ボ
ルト２１０にテンシルストレスが作用し、それが
所定の値に達することによるボルト２１０の伸長
作用により、ボルト２１０の端面２１８とピン２
１５の頭部２１５ｂとの間に挾みこまれて回転し
なくなり、これによつてボルト２１０に所定の値
のテンシルストレスが作用したことが判断され
る。

また第４図の実施例は第３のものに類似してい
るが、保護キヤツプ３２１、ピン３１５の先端３
１５ｂ並びに接触子３１６の形状とピン３１５の
先端３１５ａの固定方法に相違点がある。すなわ
ち第３の実施例では頭部２２０の外周に嵌合して
キヤツプを装着させるのに対し、この実施例では
頭部３２０に形成された凹部内周面３２３に嵌合
され、またピン３１５の頭部３１５ｂはボルト３
１０にねじ込み固定される。第４図において雄ね
じ２１２をナツト３２２にねじ込んで締付けた状
態を示し、また３１４は中心軸を、３１１は盲孔
である。

前記各実施例においては、ピンはピンまたはボ
ルトなどの軸状締付具と同じ熱膨張係数のもの、
または近似のものであり、両者は同一の金属素材
で成形されることが好ましく、これによつて両者
の熱膨張係数を同じにできる。

ボルトまたはスタツド締付作業時においては、
前記した接触子の少くとも一方は、作業者の手許
側に位置するため、接触子の回転可否を確かめる
ことが容易であり、この回転可否をチエツクする
ことによりボルト、スタツドの締付力が所定の値
にあるか否かを知ることができ、適正な締付強度
をもつてボルトやスタツドを締付けることができ
る。また、締付後のボルトやスタツドの締付状
態、ボルト、スタツドの耐久度も前記接触子の回
転可否を定期的または不定期にチエツクすること
により検査することができ、締付がゆるんだり、
ボルト、スタツドそれ自体に亀裂などの破壊現象
が発生した場合には前記接触子が回転するため、
不良状態の発見が容易に行え、適切な善後処置を
講ずることができ、重大な事故につながる欠陥状
態をチエツクして事故を未然に防ぐことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は、それぞれこの発明の第１
実施例から第４実施例を示す断面図である。 １０…スタツド、１１０，２１０，３１０…ボ
ルト、１１，１１１…貫通孔、２１１，３１１…
盲孔、１２，１３，１１２，２１２，３１２…雄
ねじ、１４，１１４，２１４，３１４…中心軸、
１５，１１５，２１５，３１５…ピン、１６，１
７，１１６，１１７，２１６，３１６…接触子、
１８，１９，１１８，１１９，２１８…端面、１
２０，２２０，３２０…ボルトの頭部、３２２…
ナツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スタツドまたはボルト等の軸方向の少なくと
   も一方の端部からピンを突出せしめ、接触子を中
   心軸に関して回転自在に取付け、かつ前記スタツ
   ドまたはボルト等に締付力の敷居値を設定し、前
   記スタツドまたはボルト等の引張応力によつて伸
   長する伸長分の間隔をおいてスタツドまたはボル
   ト等の端部と対面するように取付け、前記スタツ
   ドまたはボルト等が引張応力の作用により軸方向
   へ伸長することによつて接触子が前記端部に押圧
   され回転できなくなることにより、前記スタツド
   またはボルト等の締付力の敷居値を検出してなる
   ことを特徴とするスタツドまたはボルト等の締付
   力管理装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のスタツドまたは
   ボルト等の締付力管理装置において、スタツドま
   たはボルトなどの一方の端部から突出しているピ
   ンは、前記スタツドまたはボルトなどの伸長作用
   に連動しないように設けられているスタツドまた
   はボルト等の締付力管理装置。