JP2008151330A - ボルト締付力検出座 - Google Patents

Abstract

【課題】小型軽量化され適切な締付力を規定すると共に被締付物のなじみ（へたり）が発生しても適切な締付力を保持する。その上、締結状態が簡単容易に点検できる構造。そして化学プラントの昇温過程でのフランジ締付ボルトへの負荷増大を軽減する。
【解決手段】弾性体１、ディスク２、カラー３で構成され、ディスク２の高さは弾性体１の自由高さ時に接触させた状態でナットとの間に予め設定された間隙（Ｇ）を設けた高さとし、ボルト締付け時ボルトの締付力により前記弾性体が変形してディスク２がナットに当接することにより締付力を検出。
【選択図】図１

Description

産業上の利用分野

本発明は一般的なボルト締結の締付力を規定、管理する装置に関する。

機械装置や建築物に使用されるボルトはその締付力により、疲労寿命が大きく変化するものであり、適切な締付力が要求される。締付力をトルクレンチで一定にしようとしても、ボルトのネジ部や座面の摩擦力が変動するため締付力は一定とならず大きな相違が生ずる。この欠陥を取り除くためボルト締付力検出座（特許第２５２９８３５号）が開発され効果が得られたが、弾性体の撓み量を検出するためのリングが弾性体の外側に配置されているので外径が大きくならざるを得ない、そのため外径を出来るだけちいさくしたい用途には必ずしも好適な構造とは言えない。

例えば、大型自動車のホイールボルト締結はインナーナットの外側にアウターナットが螺合されており、インナーナットが被締付物のなじみ（へたり）の発生により緩めばアウターナットも締付け機能を喪失してしまう構造なのでインナーナットの締結は安全確実が不可欠である。インナーナットの締結状態の管理が容易ではない。

化学プラントの配管では昇温過程でのフランジと締付ボルトの温度差により膨張量の差が生ずる事により締付ボルトへの負荷が可成り増大する。この事はボルト締付力検出座（特許第２５２９８３５号）を使用した場合にもリングを介して同様な結果となる。

発明が解決しようとする課題

小型軽量化され適切な締付力を規定すると共に被締付物のなじみ（へたり）が発生しても適切な締付力を保持する。その上、締結状態が簡単容易に点検できる構造。そして化学プラントの昇温過程でのフランジ締付ボルトへの負荷増大を軽減する。

課題を解決するための手段

上記目的を達成する為に本発明では締付力を検知するディスクを弾性体の側面を押圧する部分に嵌合させる。

作用

外径が小さくなりホイールナットが小型軽量化され、締付力を規定すると共に被締付物のなじみ（へたり）が発生しても適切な締付力が保持される。その上、保守点検が容易になる。そして被締付物の昇温過程でのボルトとの膨張量の差は弾性体及びディスクが吸収する。

図１及び２において、１は弾性体（本例では皿バネ）、２はディスク、３はカラー，４はボルト、５はナット、６は被締付物である。カラー３には大径部３ａがありディスク２が嵌合し、ディスク２は自由な状態の弾性体１に接すると共にナット５の端面との間には間隙Ｇがある。ナット５を締付けていくと弾性体１は変形し隙間Ｇは減少し、遂には零となりディスク２は指先では回動不能となる。この時点が規定の締付力となる。

ディスク２は薄い板バネ製なので化学プラントの昇温過程での被締付物６（フランジ）の熱膨張による、弾性体１の撓み量の増加に追従して撓むがバネ常数が小さいのでボルト４への負荷は僅かである。

他の実施例

図３において、１１は弾性体、１２はディスク。１３はナットである。本図は図１及び２の実施例のカラー３とナット５を一体化しナット１３としたものであり、ナット１３の先端部に小径部１３ａがあり弾性体１１が嵌合し、大径部１３ｂがあってディスク１２が嵌合している。ディスク１２は自由な状態の弾性体１１に接すると共にナット１３の端面との間には間隙Ｇがある。ナット１３を締付けていくと弾性体１１は変形し隙間Ｇは減少し、遂には零となりディスク１２は指先では回動不能となる。この時点が規定の締付力となる。

他の実施例２

図３の［他の実施例］を大型自動車のホイール締結に応用した例について示す。
図４において、２１はホイールボルト、２２はナット、２３はディスク、２４は弾性体、２５はプッシャー、２６内側ホイール、２７は外側ホイール、２８はアウターナットである。
インナーナット２２の先端部には嵌合するディスク２３があり、ディスク２３は自由な状態の弾性体２４に接すると共にインナーナット２２の端面との間には間隙Ｇがある。インナーナット２２を締付けていくとプッシャー２５を介して内側ホイール２６を締付けると同時に弾性体２４も変形し隙間Ｇは減少し、遂には零となりディスク２３は指先では回動不能となる。この時点が規定の締付力となる。

走行後の点検はアウターナット２８を後退させてディスク２３の回動の有無を調べる事で締結状態が把握できる。その上、内側ホイール２６の僅かな、なじみ（へたり）の発生は弾性体２４によりバックアップされるので、締付力は僅かに減少するが安全は確保される。
又、本実施例ではインナーナットについての例であるが加えてアウターナットにも同様に本発明を実施すれば安全性は更に向上する。

図５及び６において、３１は弾性体、３２はディスク。３３はバネ、３４はナット、３５はボルト、３６は被締付物である。弾性体３１の大径部には支点の働きとなる端部３１ｂが先端には小径部３１ａがあり、ディスク３２が嵌合している。小径部３１ａとナット３４の間にはバネ３３がある。 ディスク３２は自由な状態の弾性体３１に接すると共にナット３４の端面との間には間隙Ｇがある。ナット１３を締付けていくとバネ３３を介して弾性体１１は変形し隙間Ｇは減少し、遂には零となりディスク３２は指先では回動不能となる。この時点が規定の締付力となる。

バネ３３には端部３３ａがあり、締付け開始時点ではこの端部３３ａはディスク３２の端部３２ａ側に掛けておき、締付け完了後は端部３２ｂに掛け替えておけば、ボルト締結に緩み発生時、バネ力によりディスク３２は矢印方向に回動し緩みを自動表示する。

発明の効果

本発明は以上のように構成されているので、下記のような効果が得られる。

弾性体の撓み量を検出するためのディスクが弾性体の側面に配置されているので、外径が小さくなり小型軽量化される。更に適切な締付力を規定すると共に被締付物のなじみ（へたり）が発生しても適切な締付力を保持する事ができる。その上、締結状態が簡単容易に点検できる。

大型自動車のホイールボルト締結のインナーナットに本発明を用いれば、アウターナットを外すだけでインナーナットの締結状態が点検できる。更にインナーナットの外側にアウターナットが螺合されているので、インナーナットが被締付物のなじみ（へたり）発生により緩めばアウターナットも締付け機能を喪失するという事が防止できる。加えてアウターナット締結にも本発明を用いれば安全性は更に向上する。

化学プラントの配管等のフランジボルトはプラント立ち上がり時の昇温過程では、熱膨張量の差による締付ボルトへの負荷の増大は避けられないが、本発明により軽減させる事ができる。

ボルト締結の緩み自動表示が容易となると共にり小型軽量化され、コストが低減されるので、ボルト締結の合理化（締付力の規定、被締付物のへたり対応）が容易となる。

実施例の側面図 実施例の平面図 他の実施例の側面 他の実施例２の構造説明図 他の実施例３の側面図 他の実施例３の平面図

符号の説明

１ 弾性体 ２ ディスク ３ カラー ４ ボルト ５ ナット
６ 被締付物
１１ 弾性体 １２ ディスク １３ ナット
２１ホイールボルト ２２インナーナット ２３ディスク ２４弾性体
２５プッシャー ２６内側ホイール ２７外側ホイール ２８アウターナット
３１弾性体 ３２ディスク ３３バネ ３４ナット ３５ボルト
３６被締付物

Claims (1)

1. ボルト（４）が貫通する孔を有する弾性体（１）、カラー（３）及びカラー（３）の大径部３ａに貫通する孔を有するディスク（２）又は、ボルト（３５）が貫通する孔を有する弾性体（３１）、バネ（３３）及び弾性体（３１）の小径部３１ａに貫通する孔を有するディスク（３２）で構成され、ディスク（２）の高さは弾性体（１）の自由高さ時に接触させた状態でナット（５）との間に予め設定された間隙（Ｇ）を設けた高さであって、ボルト締付け時ボルトの締付力により前記弾性体が変形してディスク（２）がナット（５）に当接、同様にディスク（３２）の高さは弾性体（３１）の自由高さ時に接触させた状態でナット（３５）のとの間に予め設定された間隙（Ｇ）を設けた高さであって、ボルト締付け時ボルトの締付力により前記弾性体が変形してディスク（３２）がナット（３５）に当接することを特長とする締付力検出座

Images