JP2008518125A - マルチローブ型ロックボルト - Google Patents

Abstract

ヘッド部分（１０２）と、このヘッド部分（１０２）から延びたシャフト（１０４）とを備えるロックボルト（１００，２００）である。シャフト（１０４）は、ネジ付きでマルチローブ型プロフィールを持つ部分を少なくとも有する。カラー（１２０）は、マルチローブ型ネジ付き部分（１０４）上にスエージ加工可能であり、ローブ（１１４）は、その後にカラー（１２０）が振動してネジ部から緩むことがないようにする。マルチローブ型プロフィールを持つセクションもネジ付きであるという事実は、カラー（１２０）（又は通常のネジ付きナット）が選択的に回転可能に取り外され、そしてロックボルト（１００，２００）上に再設置され得るようにする。スエージ加工前に、カラー（１２０）は初め、円筒孔（１３０）、又はロックボルト（１００，２００）のマルチローブ型部分のプロフィールに概ね対応していることが好ましい多面孔（１３０）を有することがある。ロックボルト（１００，２００）は、脆いピンテール（１０６，２０２）を有することもある。この場合、マルチローブ型ネジ付き部分は、ボルトのヘッド部分と脆いピンテールとの間に配設される。

Description

［関連出願（優先権主張）］
この出願は、２００４年８月３０日に出願された米国仮出願第６０／６０５，７０４号及び２００５年６月７日に出願された米国特許出願第１１／１４６，６７８号の利益を主張する。

本発明は、一般的にロックボルトに関し、特にボルト上にスエージ加工されたカラーに相対して設置されるように構成されたマルチローブ型ロックボルトに関する。

いくつかの従来のロックボルトは脆いピンテールを有するが、他のロックボルトはそうではない。図１に示すように、脆いピンテール１２を有する典型的なロックボルト１０は、ヘッド１４と、ネジ付きシャフト１６と、環状リブ１８を持つ脆いピンテール１２とを有し、ヘッド１４は、ボルト１０の一端２０に位置し、脆いピンテール１２は、ボルト１０の他端２２に位置し、そしてネジ付きシャフト部分１６は、ヘッド１４と脆いピンテール１２との間に位置する。図１に示すように、最初に脆いピンテール１２及びネジ付きシャフト１６は、２以上のワークピース２８，３０に設けられた開口２４，２６を通して挿入され、そしてカラー３２は、ボルト１０上にスライドされ、ネジ付きシャフト１６付近に位置決めされる。それから、図２に示すように、設置工具４０がカラー３２及び脆いピンテール１２に係合される。具体的には、図３に示すように、設置工具４０のジョー４１がピンテール１２を把持して、（矢印４２によって表されるように）引っ張る。このとき、設置工具４０のアンビル４３は、カラー３２を（矢印４４によって表されるように）押し下げて、カラー３２がボルト１０上にスエージ加工されるようにする。このスエージ加工によって、カラー３２は変形して、ボルト１０のネジ付きシャフト１６を概ね把持する。カラー３２がスエージ加工されると、ピンテール１２は、それが図４に示すように破壊されるまで、継続して引っ張られて、ワークピース２８，３０に設置され且つカラー３２によって固定されたボルト１０を残す。ロックボルトが脆いピンテールを有しないタイプとして与えられる場合も同様に、カラーがスエージ加工されるときに、ボルトのネジ付き部分は把持され、引っ張られる。そして、カラーが十分にスエージ加工されると、ボルトは解放され、ネジ部を無傷のまま残す。

そのようなロックボルトを設置するためのそのようなロックボルト及び工具は、この技術分野では一般的に知られている。例えば、脆いピンテールを持つロックボルトを設置するための典型的な工具は、米国特許第２，１１４，４９３号に開示されている。この工具は、カラーをスエージ加工するためのアンビルと、ピンテールを把持して引っ張るためのジョーとを有する。

いくつかの従来技術のロックボルトのネジ、例えば図１〜４に示されているネジは、螺旋状である。ロックボルトが脆いピンテールを有するか否かに関係なく、螺旋状ネジは、ロックボルトが設置される（即ち、カラーがボルト上にスエージ加工される）と、カラーを回転してロックボルトから外し、その後ロックボルト上に螺合しなおす（か、新しいナットをロックボルト上に螺合する）ことができるようにする。標準的な螺旋状ネジを有するロックボルトを与えることに関連した問題は、カラーがロックボルト上にスエージ加工されると、振動して緩み易くなることである。

米国特許第２，５３１，０４８号は、この問題を解決しようとするロックボルトを開示している。このロックボルトは、標準的な螺旋状ネジを有する代わりに、環状リブを有する。螺旋状ではなく環状であることにより、カラーがリブ上にスエージ加工されると、カラーは振動で緩みにくくなる。しかしながら、このロックボルトは、新たな欠点を呈する。即ち、カラーがリブ上にスエージ加工されると、カラーは、回転してロックボルトから外されるのではなく、破壊してリブから外さなければならない。そのように、カラーは、リブから取り外し、そして回転してその上に戻すことができない。事実、リブが環状であることにより、新しいカラーでさえもロックボルト上に螺合させることができない。この代わりに、スエージ加工プロセスは、ロックボルトを再固定するために繰り返されなければならない。

［目的及び要約］
本発明の実施形態の１つの目的は、設置後にカラーが振動して緩まないようにし、更にカラーが選択的に回転可能に取り外され、そしてロックボルト上に再設置され得るようにするロックボルトを提供することにある。

簡単に、そして前述の目的に少なくとも１つに従って、本発明の実施形態は、ロックボルトを提供する。このロックボルトは、ヘッド部分と、このヘッド部分から延びたシャフトとを備える。シャフトは、ネジ付きでマルチローブ型プロフィールを持つ部分を少なくとも有する。カラーは、マルチローブ型ネジ付き部分上にスエージ加工可能であり、ローブ又は高い点は、その後にカラーが振動してネジ部から緩むことがないようにする。マルチローブ型プロフィールを持つセクションもネジ付きであるという事実は、カラーが選択的に回転可能に取り外され、そしてロックボルト上に再設置され得るようにする（か、スエージ加工されたカラーが取り外されると、通常のネジ付きナットがロックボルト上に設置され得るようにする）。スエージ加工前に、カラーは初め、円筒孔、又はロックボルトのマルチローブ型部分のプロフィールに概ね対応していることが好ましい多面孔を有することがある。ロックボルトは、脆いピンテールを有することもある。この場合、マルチローブ型ネジ付き部分は、ボルトのヘッド部分と脆いピンテールとの間に配設される。脆いピンテールは、環状リブを有するように設けることができる。その代わりに、脆いピンテールは、ロックボルトのマルチローブ型ネジ付き部分と同じネジ部を有するように設けることができる。

この発明の構成及び動作の組織及び手法は、その更なる目的及び利点と共に、添付図面に関連してなされる以下の説明を参照することによって、最も良く理解される。図面では、同様の参照符号は、同様の要素を識別している。

［説明］
本発明は異なる形の実施形態に受け入れ可能であるが、その実施形態が図面に示され、ここで詳細に説明される。本説明は、発明の原理の例示として考えられるべきものであって、発明をここに図示され説明されたものに限定することを意図されたものではない、と理解されるべきである。

図５〜７は、本発明の実施形態に係るロックボルト１００描いている。このロックボルト１００は、図１〜４に示された従来技術のロックボルト１０と同様であって、ロックボルト１００は、ヘッド１０２と、ネジ付きシャフト１０４と、環状リブ１０８を持つ脆いピンテール１０６とを有し、ヘッド１０２は、ボルト１００の一端１１０に位置し、脆いピンテール１０６は、ボルト１００の他端１１２に位置し、そしてネジ付きシャフト部分１０４は、ヘッド１０２と脆いピンテール１０６との間に位置する。図５〜７に示されたロックボルト１００と図１〜４に示された従来技術のロックボルト１０との違いは、図５〜７に示されたロックボルト１００のネジ付きシャフト１０４は、単に螺旋状にネジ付けされているのではなく、マルチローブ型又は多面のネジ付き部分を有する、という事実にある。このことは、ネジが、図８〜１０に示すように、高い点１１４と、低い点１１６とを有することを意味する。

例えば、ネジ部は、（例えば図８〜１０に示されているように）５つのローブ又は高い点を持つように与えられる。これは、例えば米国特許第３，８７５，７８０号及び第３，９３５，７８５号（これらの双方は完全に参照によりここに組み入れられる）に開示されているようなＨＰ−５ネジである。その代わりに、ネジ部分は、５より多いか少ない数のローブを持つように与えられる。例えば、ネジ付き部は、クワドローブ型（即ち、４つの高い点を持つ）か、トライローブ型（即ち、３つの高い点を持つ）か、楕円型（即ち、２つの高い点を持つ）等の形で与えられる。

にもかかわらず、ロックボルト１００のネジ付き部分１０４がマルチローブ型であって、高い点と低い点を持つという事実は、カラー１２０が、ロックボルト１０上にスエージ加工されると、振動して脱落しないようにする。これは、振動単独では、スエージ加工されたカラー１２０の低い点１２２（図１０参照）を、ロックボルト１００のマルチローブ型部分１０４の高い点１１４を超えて移動させるには、十分でないからである。同時に、ネジ付き部分１０４が実際にネジ付きでマルチローブ型であるという事実は、必要であれば、カラー１２０に対して十分なトルクを与える工具を使用して、カラー１２０を意図的に回転してロックボルト１００から取り外すことを可能にする。

図５〜７は、ロックボルト１００の設置を描いている。この設置プロセスは、図１〜４に示されたロックボルト１０を設置することに使用された設置プロセスと全く同様である。図５〜７に示されたロックボルト１００を設置するために、テクストロン・ファスニング・システムの水力−電子式パワーツールＴ３０型７３４１２−０２０００と、テクストロン・ファスニング・システムのハイドラパック(HydraPac)液圧式パワーユニットＨＰ２１型７３４０１−０２０００、ＨＰ４１型７３４００−０２０００又はＨＰ５１型７３４０４−０２０００が使用できる。この代わりに、いくつかの他の適切な設置工具が使用できる。

最初に、脆いピンテール１０６及びネジ付きシャフト１０４は、２以上のワークピース２８，３０に設けられた開口２４，２６を通して挿入され、そしてカラー１２０は、ボルト１００上に、ネジ付きシャフト１０４に近接して配置される。図８に示すように、カラー１２０は、最初にマルチローブ型又は多面の透孔１３０を有するように設けることができる。カラー１２０は、ロックボルト１００のマルチローブ型部分１０４のプロフィールに対応したプロフィールを持つ透孔１３０を有するように設けられることが好ましい。換言すれば、ロックボルト１００のマルチローブ型部分１０４が５つのローブ又は高い点を持つ場合（ＨＰ−５ネジのように）、カラー１２０は、同様に５つの高い点１３１を持つ透孔１３０を有するように設けられることが好ましい。カラー１２０がロックボルト１００のマルチローブ型部分１０４のプロフィールに対応したプロフィールを持つ透孔１３０を有するように設けられるという事実は、スエージ加工中のカラー１２０の均一な変形を与える。

加えて、カラー１２０がロックボルト１００のマルチローブ型部分１０４のプロフィールに対応したプロフィールを持つ透孔１３０を有するように設けられるという事実は、カラー１２０が設置に関して手助けできるようにする。具体的に、カラーは、ボルト上に配置され、そして僅かに回転される。この場合、締まりばめが部分１０４とカラーの透孔１３０との間に存在する。それから、設置ツールがピンテール１０６とカラー１２０に係合され、スエージ加工操作が行われる。この代わりに、カラー１２０は、図９に示すように、最初に円筒形や他の形状の透孔１３０を持つように設けられる。

にもかかわらず、設置ツール１４０は、図５に示すように、カラー１２０と脆いピンテール１０６に係合される。具体的に、図６に示すように、設置ツール１４０のジョー１４２は、ピンテール１０６を把持して、引っ張る。このとき、設置工具１４０のアンビル１４４は、カラー１２０を押し下げて、カラー１２０がボルト１００上にスエージ加工されるようにする。このスエージ加工によって、カラー１２０は変形して、ボルト１００のマルチローブ型ネジ付き部分１０４に概ね組み付く（図１０は、ロックボルト１００のマルチローブ型部分１０４上にスエージ加工されたカラー１２０の（断面図と同様の）図を与えている）。

設置工具１４０は、カラー１２０の一部分１５０だけをネジ付き部分１０４上にスエージ加工することが好ましい（図６参照）。この場合、残りの部分１５２はスエージ加工されないまま残る。これは、アセンブリの組立及び製造を容易にするためである。カラー１２０のスエージ加工されていない部分１５２は、６角輪郭表面１５４を有することが好ましい。この場合、標準６角工具を使用して、後にカラー１２０を取り外すことができる。カラー１２０がスエージ加工されると、ピンテール１０６は、図７に示すように、それが壊れるまで、継続して引かれて、ワークピース２８，３０内に設置され且つカラー１２０によって固定されたボルト１００を残す。ロックボルトが脆いピンテールを有しないタイプとして与えられる場合も同様に、カラーがスエージ加工されるときに、ボルトのネジ付き部分は把持され、引っ張られる。そして、カラーが十分にスエージ加工されると、ボルトは解放される。

カラー１２０がロックボルト上にスエージ加工され、且つロックボルト１００が完全に設置され、カラー１２０によって固定されると、カラー１２０は、ネジ付き部分１０４のマルチローブ型プロフィールによって、振動して脱落することがないようになる。具体的に、振動単独は、図１０に示すように、カラー１２０の低い点１２２がロックボルト１００のマルチローブ型部分１０４の高い点１１４を乗り越えることができるようにはしない。換言すれば、部分１０４のマルチローブ型プロフィールは、振動に応答した回転に抵抗しようとする所定量の有力トルクを与える。同時に、十分なトルクを与える工具を使用することによって（例えば、表面１５４に対しトルクを与える６面工具を使用することによって）、カラー１２０を意図的に単に取り外すことができる。この場合、カラー１２０の低い点１２２は、ロックボルト１００のマルチローブ型部分１０４の高い点１１４を乗り越える。

カラー１２０がロックボルト１００上にスエージ加工されると、カラー１２０の意図的な取り外し（即ち、工具を使用したカラー１２０の回転）は、カラーの透孔１３０内にネジが形成されるようにする。カラー１２０内に形成されたネジ部は、カラー１２０が意図的にロックボルト１００のネジ付き部分１０４から取り外された後に、容易にカラー１２０を回転してその上に戻すことができるようにする。カラー１２０を回転してロックボルト１００上に戻した後は、次の点が期待される。即ち、ロックボルトのネジ付き部分１０４がマルチローブ型であるという事実は、ロックボルト１００のネジ付き部分１０４が標準螺旋ネジによって螺旋状にネジ付けされるように設けられる場合のように、つまり従来技術（即ち、図１〜４に示されたロックボルト１０）で設けられているように、カラー１２０が振動して脱落してしまうことがないようにする、という点である。換言すれば、部分１０４が標準螺旋ネジを有する場合に与えられるものを超えて存在する所定量の有力トルクがあるということである。

６角工具でのカラー１２０の取り外しを容易にするために、カラー１２０には初めから６角表面１５４が設けられていることが好ましいと上述したが、カラー１２０はまたそのような表面なしに設けることができる。そのような表面は、スエージ加工操作中に、設置工具１４０のアンビル１４４によってカラー１２０に形成され得る。

図１１は、本発明の代替実施形態に係るロックボルト２００を描いている。このロックボルト２００は、図５〜７に示されたロックボルト１００と良く似ている。唯一の違いは、脆いピンテール２０２が環状リブを有せずに、ロックボルト２００（又はロックボルト１００）のマルチローブ型部分１０４と同様のマルチローブ型ネジ付きプロフィールを与える点である。このようにして、最終的にカラーを受け入れるロックボルトの部分１０４と、ピンテール部分２０２の双方が、同じネジ形成プロセスを使用して、同時にネジ切りされ得る。その代わりに、ピンテールは、螺旋状の非ローブ型ネジを持つように設けることができる。

本発明の実施形態が図示され説明されてきたが、当業者は開示の精神及び範囲を逸脱することなしに、本発明の種々の変形を工夫することが想像される。

ヘッドと、螺旋状のネジ付きシャフト部分と、脆いピンテールとを有する従来技術のロックボルトを描き、螺旋状のネジ付きシャフト部分付近に位置決めされたスエージ加工前のカラーを示している。 図１に示されたロックボルトの設置を描いている。 図１に示されたロックボルトの設置を描いている。 図１に示されたロックボルトの設置を描いている。 本発明の実施形態に係るロックボルトの設置を描いている。 本発明の実施形態に係るロックボルトの設置を描いている。 本発明の実施形態に係るロックボルトの設置を描いている。 スエージ加工前のロックボルトとカラーの（断面図と同様の）図を与えている。この場合、カラーは、多面孔を有するものとして与えられている。 図８と同様であるが、カラーが円筒孔を有するものとして与えられた状況を示している。 スエージ加工後のロックボルトとカラーの（断面図と同様の）図を与えている。 本発明の代替実施形態に係るロックボルトの斜視図である。

Claims (20)

1. ヘッド部分と、このヘッド部分から延びたシャフトとを備え、このシャフトは、ネジ付きでマルチローブ型断面プロフィールを持つ部分を少なくとも有することを特徴とするロックボルト。
2. シャフトのネジ付きでマルチローブ型断面プロフィールを持つ部分は、複数の高い点を有する請求項１に記載のロックボルト。
3. シャフトのネジ付きでマルチローブ型断面プロフィールを持つ部分は、５つの高い点を有する請求項１に記載のロックボルト。
4. 脆いピンテールを更に備え、シャフトのネジ付きでマルチローブ型断面プロフィールを持つ部分は、ヘッド部分と脆いピンテールとの間に配設される請求項１に記載のロックボルト。
5. 脆いピンテールは、環状リブを有する請求項１に記載のロックボルト。
6. 脆いピンテールは、シャフトのネジ付きでマルチローブ型断面プロフィールを持つ部分と同じネジ部を有する請求項１に記載のロックボルト。
7. ロックボルトは、カラーが、シャフトのネジ付きでマルチローブ型断面プロフィールを持つ部分の上にスエージ加工可能であるように構成され、そしてシャフト上の高い点は、その後にカラーが振動してシャフトから緩むことがないようにする請求項１に記載のロックボルト。
8. シャフトのネジ付き部分は、カラーが選択的に回転可能に取り外され、そしてロックボルト上に再設置され得るように構成されている請求項７に記載のロックボルト。
9. シャフトのネジ付き部分は、スエージ加工されたカラーがシャフトから取り外されると、ネジ付きナットがロックボルト上に設置可能となるように構成されている請求項７に記載のロックボルト。
10. ロックボルトシステムであって、ロックボルトと、カラーとを備え、ロックボルトは、ヘッド部分と、このヘッド部分から延びたシャフトと有し、シャフトは、ネジ付きでマルチローブ型断面プロフィールを持つ部分を少なくとも有し、カラーは、ロックボルトのシャフトのネジ付きでマルチローブ型断面プロフィールを持つ部分の上にスエージ加工可能であることを特徴とするロックボルトシステム。
11. シャフトのネジ付きでマルチローブ型断面プロフィールを持つ部分は、複数の高い点を有する請求項１０に記載のロックボルトシステム。
12. シャフトのネジ付きでマルチローブ型断面プロフィールを持つ部分は、５つの高い点を有する請求項１０に記載のロックボルトシステム。
13. 脆いピンテールを更に備え、シャフトのネジ付きでマルチローブ型断面プロフィールを持つ部分は、ヘッド部分と脆いピンテールとの間に配設される請求項１０に記載のロックボルトシステム。
14. 脆いピンテールは、環状リブを有する請求項１０に記載のロックボルトシステム。
15. 脆いピンテールは、シャフトのネジ付きでマルチローブ型断面プロフィールを持つ部分と同じネジ部を有する請求項１０に記載のロックボルトシステム。
16. シャフトのネジ付き部分は、カラーが選択的に回転可能に取り外され、そしてロックボルト上に再設置され得るように構成されている請求項１０に記載のロックボルトシステム。
17. シャフトのネジ付き部分は、スエージ加工されたカラーがシャフトから取り外されると、ネジ付きナットがロックボルト上に設置可能となるように構成されている請求項１０に記載のロックボルトシステム。
18. カラーは、円筒形の透孔を有する請求項１０に記載のロックボルトシステム。
19. カラーは、シャフトのネジ付きでマルチローブ型断面プロフィールを持つ部分に対応した多面の透孔を有する請求項１０に記載のロックボルトシステム。
20. ロックボルトのシャフトと、カラーは、カラーの透孔の一部分だけがロックボルト上にスエージ加工されるように構成されている請求項１０に記載のロックボルトシステム。

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