JP2010054046A - テンショナの不正使用防止ジャックボルト - Google Patents

Abstract

【課題】 ジャックボルトが不正なトルクの印加または応力の除去を防止するトルク受容面を有するボルト頭部を備えたマルチジャックボルトテンショナを提供する。
【解決手段】 マルチジャックボルトテンショナは、不正なトルクまたは応力の印加を防止するように相互に非平行の関係にある、各ジャックボルトの周縁部にすべて配置されたトルク受容面を有するジャックボルトを受容する、ねじを備えた複数の穴を有するテンショナ本体を備えている。各ボルト頭部のトルク受容面は、ｎ個（ｎは奇数である）の非対称に配置された多角形のトルク受容面の交差点の頂点によって画定される。
【選択図】図４

Description

本発明は、テンショナ本体のジャックボルトにおける望ましくないトルク印加または応力除去を防止する不正使用防止構造に関し、更に具体的には、好ましくは前記テンショナ本体のカウンタボアに収容される、ボルト頭部上のトルク受容面の非対称的な配置を提供することに関する。

本発明は、図１および図２に典型的に例示する、米国再発行特許第３３４９０号（特許文献１）および米国特許第６１１２３９６号（特許文献２）に開示された締め具の改良に関する。締め具はシャンク部５内の矢印４で示した応力によって維持される、矢印３で示した加圧力の下でフランジ１および２を締め付けるために使用される。図１および図２に例示する具体的な締め具は、シャンク部５の一方の端部に締め具頭部６を、および締め具頭部６の反対側にシャンク部とねじ係合するテンショナ本体７を有する。テンショナ本体７の周縁部にねじ係合するジャックボルト８に印加されたトルクは、硬化座金９に対して極めて強い推進力を生成する。この推進力および締め具頭部６の反対応力は、フランジ上に強い締め付け力を生成する。ジャックボルトは、極めて高い圧縮応力の影響を受けやすい。１３７８９５１ｋＰａ（２００，０００ｐｓｉ）を超える圧縮応力は、一部の材料では慣例的に許容される。図３は、ねじ直径が６インチまでのシャンク部内で３１０２６４ｋＰａ（４５，０００ｐｓｉ）を生成するために必要とされるトルクの比較を提供する。曲線Ａは、標準的なボルト締め具のナットに印加されるであろう必要なトルクの増加を示す。トルクは、ねじシャンク部の直径の増加と共に指数関数的に増加する。曲線Ｂは、図１および図２に示す締め具のジャックボルトに印加されるであろう必要なトルクを示す。必要なトルクは、ねじシャンク部の直径の増加に対して実質的に一定である。

テンショナでのジャックボルトの使用は、標準的な締め具ボルトに必要な大きな張力を生成する上で必要となる大きなモーメントアームを大型工具が提供するのに必要な労力と条件を軽減する大きな利点をもたらしてきた。ジャックボルトの使用は、必要なボルト張力を生成する標準的なトルクレンチまたは小さな空気動力工具などの手動工具だけが使用できる程度にまでトルク生成条件を低減する。また、標準トルクレンチの使用は、所望のボルト張力を得るための精度および安全性も向上させる。通常、ボルト頭部は、ボルト頭部の外周縁部に均等に分布する６つのトルク受容面を有する。六角形状のレンチがジャックボルトにトルクを印加するために挿入される、中心腔に形成された周縁部上に均等に分布する６つのトルク受容面の通常の配置を有するソケット頭部キャップねじを使用することもまた一般的である。これらすべてのボルト頭部の構成は、ボルト頭部の周縁部に均等に離隔された平行のトルク受容面を特徴とする。その他の利点は、締め具の着脱時間を節約することに貢献する省力により実現される。締め具にジャックボルトを使用することは、多くの産業で大きな有用性が見出されており、例えば、大型鍛造プレスの骨組みを形成する柱、高圧蒸気タービン、ピニオンスタンド、歯車減速機、歯車箱、粉砕装置、軍装備品、採鉱装置、すべて原子力発電所で使用される主蒸気入口フランジ、制御バルブおよび発電機軸受箱、ならびに海洋土木すなわち海洋応用の中でボルトを適用するために使用することを可能にする。このことにより、破壊的な意図を持つ者が戦略上重要な設備に使用されるジャックボルトテンショナに不要で不正なアクセスをし、ほとんど造作なく一般的な工具によりテロリストの大惨事を引き起こすかもしれないという懸念が現代社会に生じている。したがって、ジャックボルトテンショナにおけるジャックボルトの不正なトルク印加または応力除去を阻止する部品の構成および配置を提供することが必要とされている。

米国再発行特許第３３４９０号明細書 米国特許第６１１２３９６号明細書

したがって、本発明の目的は、ジャックボルトが不正使用防止トルク受容ボルト頭部を備えるマルチジャックボルトテンショナを提供することである。

本発明の更なる目的は、トルク受容面がすべて、通常の手動工具およびトルク生成手段の使用によって生成されるトルクの印加または応力の除去を防止するように非平行の関係に配置される、マルチジャックボルトテンショナ用トルク受容面および部品、ならびにそれらに付随する部品の特有の構成および配置を提供することである。

本発明の別の目的は、ジャックボルトのトルク受容面が、ｎ個（ｎは奇数である）の非対称に配置された多角形のトルク受容面の交差点の頂点によって画定されたボルト頭部を有するマルチジャックボルトテンショナを提供することである。

本発明の更なる目的は、トルク受容面がすべて、テンショナ本体のねじ穴に延在するカウンタボアに配置され、更に、トルク受容面がすべて、通常の手動工具およびトルク生成手段の使用によって生成されるトルクの印加および応力の除去を防止するように相互に非平行の関係に配置される、マルチジャックボルトテンショナのトルク受容面および部品、ならびにそれらに付随する部品の特有の構成および配置を提供することである。

本発明は、テンショナ本体の外周縁部の離隔した位置に長手方向の中央軸から均等に離隔され、本体ねじが形成された側壁を有する複数の穴を有するテンショナ本体と、テンショナ本体の穴の１つに本体ねじをねじ係合するためのジャックボルトねじを有するジャックボルト本体をそれぞれ備え、更に、不正なトルクの印加または応力の除去を防止するように相互に非平行の関係にある、各ジャックボルトの周縁部にすべて配置されたトルク受容面と、を備える、マルチジャックボルトテンショナを提供する。

好ましくは、各ボルト頭部上のトルク受容面は、ｎ個（ｎは奇数である）の非対称に配置された多角形のトルク受容面の交差点の頂点によって画定される。更なる実施形態は、すべてが非平行の関係にある複数の曲線トルク受容面の配置を提供する。

本発明は、以下の説明を添付の図面に照らして読むと、更に詳細に理解されるであろう。

米国再発行特許第３３４９０号および米国特許第６１１２３９６号に示され、当該技術分野で既知である型のマルチジャックボルトテンショナを示す等角図である。 ジャックボルトにトルクを印加する前にテンショナ本体のねじ穴にねじ係合したジャックボルトを断面で示す立面図である。 従来のボルト締め具およびジャックボルトを使用する締め具にボルト応力を生成する上で必要となるトルクを比較するグラフである。 本発明の一実施形態による、テンショナ本体内のねじ穴にねじ係合する不正使用防止ジャックボルトの断面の立面図である。 図４の線Ｖ−Ｖに沿って見た図である。 図４および図５に示す不正使用防止ジャックボルトのボルト頭部および隣接するねじ切り部の拡大図である。 図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿って見た断面図である。 トルク受容面の五角形構成を示すソケット頭部ボルト頭部の断面図である。 トルク受容面の不規則な五角形構成を示すボルト頭部の断面図である。 曲線をなすトルク受容面の構成を示すボルト頭部の断面図である。

図４および図５は、長手方向の中央軸１６から均等に離隔され、テンショナ本体の外周縁部の離隔した位置に複数の穴１４を有するテンショナ本体１２を含むマルチジャックボルトテンショナ１０を示す。本発明の好ましい実施形態は、ねじ１８を有する側壁の第１の長さと、カウンタボア２０を備える側壁の第２の長さとを穴１４が備えることを提供する。穴１４は、それぞれ、ねじ１８と係合するねじ切り部２４を有するジャックボルト２２を備えている。各ジャックボルト２２の末端部２８は、テンショナ本体から突出するのに十分な距離をねじ切り部２４から延在し、座金２６またはボルト部の応力受容部材に係合する。末端部２８は、所望であれば、ねじ切り部２４の連続を備えることができる。

図４乃至図７は、本発明に従いジャックボルト頭部３０が、不正なトルクの印加および応力の除去を防止するように相互に非平行の関係にある、各ジャックボルトの周縁部にすべて配置されたトルク受容面３２で構成されていることを示す。好ましくは、トルク受容面３２は、ジャックボルトが所望の値のトルクまでねじ１８に沿って進んだ時に、テンショナ本体１２の露出した表側面１２Ａの下のカウンタボア２０の中に存在する。カウンタボア２０の直径は、トルク受容面３２を保護するように収容し、かつ手動工具またはトルク生成手段の妨げられない進入を可能にするように選択される。この配置は、トルク受容面がテンショナ本体内のカウンタボア２０によって形成される側壁に対向するので、トルク受容面へのアクセスを制限するという利点をもたらす。したがって、カウンタボアの深さは、トルク受容面の高さを超え、それによってトルク受容面を露出せずにジャックボルトの移動範囲を確保する場合がある。ジャックボルトによって生成される張力を印加するか応力を除去する相対したグリップ力を印加する相互に平行のトルク受容面が存在しないように、不正使用防止トルク受容面がボルト頭部の周りに配置されることが肝要である。図６および図７に示すように、トルク受容面３２は、ｎ個（ｎは奇数である）の非対称に配置された多角形のトルク受容面の交差点の頂点３４の間に画定される。図４乃至図７および図８の実施形態において、整数ｎは５であり、したがって五角形構成を画定する。図４乃至図７では、頂点３４が長手方向の中央軸１６から均等に離隔される。図８では、トルク受容面４２が頂点４４の間に画定され、縦の中央軸３６から均等に離隔されている、ソケット頭部４０の断面が図示されている。トルク受容面４２は周縁部４６内部に形成され、適切に成形されたレンチをソケット頭部腔４８に挿入することによってトルクを受容する。

多角形は、図９の断面図に示すように不等辺不等角であってよい。多角形のトルク受容面５０の不等辺不等角の構成は、頂点５２が長手方向の中央軸５４から不規則に間隔を置いていることを特徴とする。好ましい数の５つのトルク受容面に加えて、トルク受容面は、非対称に配置されたトルク受容面の数が、例えば３、７、９または１１である多角形の群に属する場合がある。このようなトルク受容面の数は、ジャックボルトテンショナを着脱する工具または装置を成形および使用する複雑性を高める可能性がある。

図１０は、ジャックボルトの頭部の周縁部に配置された逆湾曲状のフィレット６２に個別に隣接することにより、複数の曲線トルク受容面６０の特有の特徴を有する本発明の更なる実施形態を示す。図１０では、外周縁部が円の部分の形状を有する５つの曲線トルク受容面６０で構成されている。他の適切な曲線形状は、２中心複合曲線、３中心複合曲線、双曲線および放物線内の１つまたはそれらの混合体を含む。長手方向の中央軸６４は、ボルト頭部６６の外周縁部の反対方向を向いた位置の間に非平行の関係を示す。

以上において本発明を、種々の図面の好ましい実施形態に関連させて説明してきたが、他の類似の実施形態が使用される場合もあれば、あるいは本発明から逸脱することなく、本発明の同じ機能を実施する前述の実施形態に対して、改変および追加を行う場合もあることが理解されるであろう。したがって、本発明はいずれか１つの実施形態に限定してはならず、むしろ添付の特許請求の範囲の詳述による大きさおよび範囲の中で構成しなければならない。

１０ マルチジャックボルトテンショナ
１２ テンショナ本体
１４ 穴
１６ 長手方向の中央軸
１８ ねじ
２０ カウンタボア
２２ ジャックボルト
２４ ねじ切り部
２６ 座金
２８ 末端部
３０ ジャックボルト頭部
３２ トルク受容面
３４ 頂点
４０ ソケット頭部
４２ トルク受容面
４４ 頂点
４６ 周縁部
４８ ソケット頭部腔
５０ トルク受容面
５２ 頂点
５４ 長手方向の中央軸
６０ 曲線トルク受容面
６２ フィレット
６４ 長手方向の中央軸
６６ ボルト頭部

Claims (14)

1. テンショナ本体の外周縁部の離隔した位置に長手方向の中央軸から均等に離隔され、本体ねじが形成された側壁を有する複数の穴を有するテンショナ本体と、
   前記テンショナ本体の前記穴の１つに前記本体ねじをねじ係合するためのジャックボルトねじを有するジャックボルト本体をそれぞれ備え、更に、不正なトルクの印加または応力の除去を防止するように相互に非並行の関係にある、各ジャックボルトの周縁部にすべて配置されたトルク受容面も備える前記ジャックボルトと
   を備える、マルチジャックボルトテンショナ。
2. 前記トルク受容面が、前記テンショナ本体の前記側壁に対向する、請求項１に記載のマルチジャックボルトテンショナ。
3. 前記テンショナ本体が、前記ジャックボルトのトルク受容端部を受容するように、前記本体ねじのそれぞれに延在するカウンタボアによって更に画定されている、請求項２に記載のマルチジャックボルトテンショナ。
4. 前記ジャックボルト本体が、不正使用防止のトルク受容ボルト頭部を受容するように、前記テンショナ本体の表側面から前記本体ねじを有する前記複数の穴のそれぞれに延在するカウンタボアによって更に画定されている、請求項１に記載のマルチジャックボルトテンショナ。
5. 前記カウンタボアが、離隔した関係にある前記トルク受容面に対向する、請求項４に記載のマルチジャックボルトテンショナ。
6. 前記トルク受容面が曲線である、請求項１に記載のマルチジャックボルトテンショナ。
7. 前記トルク受容面が、円の扇形、２中心複合曲線、３中心複合曲線、双曲線および放物線からなる群から選択される曲線形状を有する、請求項１に記載のマルチジャックボルトテンショナ。
8. テンショナ本体の外周縁部の離隔した位置に長手方向の中央軸から均等に離隔され、本体ねじが形成された側壁を有する複数の穴を有するテンショナ本体と、
   前記テンショナ本体の穴の１つに前記本体のねじをねじ係合するためのジャックボルトねじを有するジャックボルト本体をそれぞれ備え、更に、ｎ個（ｎは奇数である）の非対称に配置された多角形のトルク受容面の交差点で頂点を有する不正使用防止のトルク受容ボルト頭部も備えるジャックボルトと
   を備える、マルチジャックボルトテンショナ。
9. 前記多角形が等辺等角であり、前記奇数が５である、請求項８に記載のマルチジャックボルトテンショナ。
10. 前記多角形が不等辺不等角であり、前記奇数が５である、請求項８に記載のマルチジャックボルトテンショナ。
11. 前記トルク受容面が、前記テンショナ本体の前記側壁に対向する、請求項１０に記載のマルチジャックボルトテンショナ。
12. 前記テンショナ本体が、前記ジャックボルトの前記トルク受容端部を受容するように、前記本体ねじのそれぞれに延在するカウンタボアによって更に画定されている、請求項１１に記載のマルチジャックボルトテンショナ。
13. 前記テンショナ本体が、前記不正使用防止のトルク受容ボルト頭部を受容するように、前記テンショナ本体の表側面から前記本体ねじを有する前記複数の穴のそれぞれに延在するカウンタボアによって更に画定されている、請求項１２に記載のマルチジャックボルトテンショナ。
14. 前記カウンタボアが、離隔した関係にある前記トルク受容面に対向する、請求項１３に記載のマルチジャックボルトテンショナ。

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