JP2010500560A

JP2010500560A - 荷重指示式留め具および製造の方法

Info

Publication number: JP2010500560A
Application number: JP2009523773A
Authority: JP
Inventors: エフ．ジョナサンエム．ターナー，; ニコラスストランボス，; ロバートステュワート，
Original assignee: ターナナット，エルエルシー
Priority date: 2006-08-10
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2010-01-07
Anticipated expiration: 2027-07-31
Also published as: AU2007284893A1; JP5185931B2; WO2008020995A3; AU2007284893B2; EP2069647A2; US7635243B2; EP2069647A4; CA2657808A1; JP2012247067A; WO2008020995A2; WO2008020995A4; EP2570683A1; KR20090042957A; EP2069647B1; BRPI0716642A2; US20080038076A1; ES2401606T3; ZA200900703B

Abstract

荷重指示式留め具は、荷重指示器および留め具本体を備える。該荷重指示器は、最小の直径を有するスルーホール部を画定する環状の本体と、該環状の本体の第１の面と一体の複数の突出部と、該第１の面から反対の位置の該環状の本体の第２の面内に対応する複数のくぼみ部とを備える。該留め具本体は、一連のネジ部と、接触表面部を画定するヘッド部と、該接触表面部に付随する軸部とを備える。該軸部が、該スルーホール部の最小直径より小さい第１の外側の直径を有する第１の部分を含むことにより、該荷重指示器は、該軸部の第１の部分の上に受容され、該軸部が、該スルーホール部の最小直径より大きい第２の外側の直径を有する少なくとも１つの半径方向に延在する部材を含む第２の部分を含むことにより、該荷重指示器は、該部材によって該留め具本体の上に保持される。

Description

本発明は、概して、留め具（ｆａｓｔｅｎｅｒ）に関し、特に、留め具の所望されたテンション（ｔｅｎｓｉｏｎ）が、接合部における留め具の取り付けの間に達成されることを可能にする荷重指示器（ｌｏａｄｉｎｄｉｃａｔｏｒ）に関する。

（本発明の背景）
接合部における留め具内にテンションを導入する最も正確な方法は、直接留め具からか、または留め具とともに用いられる別の構成要素から留め具内のテンションの指示を作り出すことによって、締着を制御することであることは当業者に周知である。トルク制御に基づく留め具取り付けは、留め具内のテンションにおける広範な変動を結果としてもたらし得る。なぜなら留め具の潤滑性における変動、ネジ型（ｔｈｒｅａｄｅｄ）留め具のネジ部の上のバリ、およびネジ型留め具の座面が圧迫する接合構成要素の表面の摩擦における変動があるからである。

参照によって本明細書中に援用される、特許文献１は、ネジ型留め具との使用に適し、留め具に適切なテンションがかかっている指示を作り出すことが意図された荷重指示器に関している。この荷重指示器は、複数の突出部を有し、該突出部は、打撃されて、環状の本体から部分的にせん断変形されることにより、くぼみ部を環状の本体に残す。接合部におけるこの荷重指示器によって、接合部が締着されるときに、突出部は、環状の本体内のくぼみ部の内に押し戻され、突出部が、環状の本体内のくぼみ部へと規定の量「つぶされて（ｃｏｌｌａｐｓｅｄ）」戻された場合に、締着が停止される。この条件は、一般的に、接合部内のギャップに挿入された「フィラー」ゲージによって感知される。参照によって本明細書中に援用される、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５のそれぞれもまた、この種類の荷重指示器に関している。

米国特許第３，１８７，６２１号明細書米国特許第５，０１５，１３２号明細書米国特許第５，３７０，４８３号明細書米国特許第５，４８７，６３２号明細書米国特許第５，６６７，３４６号明細書

（本発明の概要）
１つの局面において、本発明は、荷重指示器および留め具本体を備える荷重指示式留め具に関する。該荷重指示器は、最小の直径を有するスルーホール部を画定する環状の本体を備える。該荷重指示器は、該環状の本体と一体の複数の突出部をさらに備え、該突出部が打撃されて、該環状の本体から部分的にせん断変形されることにより、該環状の本体の第１の面から突出し、対応する複数のくぼみ部を該第１の面から反対の位置の該環状の本体の第２の面内に残す。該留め具本体は、一連のネジ部、接触表面部を画定するヘッド部、および該接触表面部に付随する軸部を備える。該軸部は、該スルーホール部の最小直径より小さい第１の外側の直径を有する第１の部分を含むことにより、該荷重指示器は、該突出部によって、該ヘッド部の接触表面部の近くで該ヘッド部の接触表面部と位置合わせされて、該軸部の第１の部分の上に受容される。該軸部は、該スルーホール部の最小直径より大きい第２の外側の直径を有する少なくとも１つの半径方向に延在する部材を含む第２の部分をさらに含むことにより、該荷重指示器は、該部材によって該留め具本体の上に保持される。

本発明の少なくとも１つの局面において、該荷重指示式留め具は、該留め具本体が、該ヘッド部および該軸部を通して延在するスルーボア部を画定するナットであり、該一連のネジ部は、スルーボア部の内側表面に沿って提供される。

本発明の別の局面において、該荷重指示式留め具は、該一連のネジ部が、該軸部の第２の部分の外側の表面に沿って提供されるボルトまたはネジである。本発明のそのような局面において、該ネジ部の１つは、該少なくとも１つの半径方向に延在する部材を画定し得る。

また別の局面において、本発明は、最小の直径を有するスルーホール部を画定する環状の本体を備える荷重指示器に関する。複数の突出部は、該環状の本体と一体に形成され、打撃されて、該環状の本体から部分的にせん断変形されることにより、該環状の本体の第１の面から突出し、対応する複数のくぼみ部を該第１の面から反対の位置の該環状の本体の第２の面内に残す。該第２の外側の直径より大きい直径を有する環状の溝部は、該スルーホール部のまわりに該環状の本体の第２の面において画定される。

別の局面において、本発明は、少なくとも１つの接合部材、荷重指示式留め具、および二次留め具を備える接合アセンブリに関する。該荷重指示式留め具は、荷重指示器および留め具本体を含む。該荷重指示器は、最小の直径を有するスルーホール部を画定する環状の本体を備える。該荷重指示器は、該環状の本体と一体の複数の突出部をさらに備え、該突出部が打撃されて、該環状の本体から部分的にせん断変形されることにより、該環状の本体の第１の面から突出し、対応する複数のくぼみ部を該第１の面から反対の位置の該環状の本体の第２の面内に残す。該留め具本体は、第１の一連のネジ部、接触表面部を画定する第１のヘッド部、および該接触表面部に付随する第１の軸部を備える。該第１の軸部は、該スルーホール部の最小直径より小さい第１の外側の直径を有する第１の部分を含むことにより、該荷重指示器は、該突出部によって、該ヘッド部の接触表面部の近くで該ヘッド部の接触表面部と位置合わせされて、該軸部の第１の部分の上に受容される。該第１の軸部は、該スルーホール部の最小直径より大きい第２の外側の直径を有する少なくとも１つの半径方向に延在する部材を含む第２の部分をさらに含むことにより、該荷重指示器は、該部材によって該留め具本体の上に保持される。該二次留め具は、第２の留め具本体および第２の一連のネジ部を備える。該第１の軸部または該第２の留め具本体の一部分は、該少なくとも１つの接合部材を通して延在しており、該第１の一連のネジ部は、該第１のヘッド部の接触表面部が、該環状の本体の第１の面から所与の距離間隔をおいて配置されるまで、該第２の一連のネジ部とネジ式に（ｔｈｒｅａｄａｂｌｙ）係合される。

また別の局面において、本発明は、留め具本体の一部分のまわりに配置され、かつ該留め具本体の一部分によって捕捉される環状の本体を有する留め具本体および荷重指示器を備える荷重指示式留め具に関する。該荷重指示器は、該環状の本体と一体の複数の突出部をさらに備え、該突出部が打撃されて、該環状の本体から部分的にせん断変形されることにより、該環状の本体の第１の面から突出し、対応する複数のくぼみ部を該第１の面から反対の位置の該環状の本体の第２の面内に残す。

別の局面において、本発明は、荷重指示器および留め具本体を備える荷重指示式留め具に関する。該荷重指示器は、最小の直径を有するスルーホール部を画定する環状の本体を備える。該荷重指示器は、該環状の本体と一体の複数の突出部をさらに備え、該突出部が打撃されて、該環状の本体から部分的にせん断変形されることにより、該環状の本体の第１の面から突出し、対応する複数のくぼみ部を該第１の面から反対の位置の該環状の本体の第２の面内に残す。該第２の外側の直径より大きい直径を有する環状の溝部が、該スルーホール部のまわりの該第２の面において画定されることにより、該環状の本体内に保持肩部を画定する。該留め具本体は、一連のネジ部、接触表面部を画定するヘッド部、および該接触表面部に付随する軸部を備える。該軸部は、該スルーホール部の最小直径より小さい第１の外側の直径を有する第１の部分を含むことにより、該荷重指示器は、該突出部によって、該ヘッド部の接触表面部の近くで該ヘッド部の接触表面部と位置合わせされて、該軸部の第１の部分の上に受容される。該軸部は、該スルーホール部の最小直径より大きい第２の外側の直径を有する少なくとも１つの半径方向に延在する部材を含む第２の部分をさらに含むことにより、該少なくとも１つの半径方向に延在する部材が、該環状の溝部において受容され、該保持肩部と係合することにより、該荷重指示器を該留め具本体の上に捕捉する。

さらにまた別の局面において、本発明は、荷重指示式留め具を生産する方法に関する。該方法は、第１の一連のネジ部、接触表面部を画定するヘッド部、および該接触表面部に付随する軸部を備える留め具本体を提供することと、荷重指示器を配置することであって、最小の直径を有するスルーホール部を画定する環状の本体と、該環状の本体と一体の複数の突出部とを有し、打撃されて、該環状の本体から部分的にせん断変形されることにより、該環状の本体の第１の面から突出し、対応する複数のくぼみ部を該第１の面から反対の位置の該環状の本体の第２の面内において残し、荷重指示器を該軸部のまわりに配置することにより、該突出部は、該ヘッド部の接触表面部の近くで該ヘッド部の接触表面部と位置合わせされる、ことと、該軸部のまわりに該スルーホール部の最小直径より大きい外側の直径を有する少なくとも１つの半径方向に延在する部材を画定することにより、該荷重指示器は、該部材によって該留め具本体に保持されることとを包含する。

図１は、留め具本体を有する荷重指示器の組み立て前の、本発明の第１の実施形態に従う荷重指示式留め具の側面図である。図２は、組み立て前の図１の荷重指示式留め具の横断面図である。図３は、本発明の少なくとも１つの実施形態に従い構築された例示的な荷重指示器の１つの面の平面図である。図４は、図１の荷重指示式留め具の組み立て後の横断面図である。図５は、図１の荷重指示式留め具が締着された接合アセンブリの横断面図である。図６は、留め具本体を有する荷重指示器の組み立て前の、本発明の代替の実施形態に従う荷重指示式留め具の側面図である。図７は、留め具本体を有する荷重指示器の組み立て前の、本発明の別の代替の実施形態に従う荷重指示式留め具の側面図である。図８は、図７に類似する荷重指示器を断面において示す図である。図９は、留め具本体の上に配置された、図８に類似する荷重指示器を示す図である。図１０は、図９に類似する荷重指示式留め具の最終組み立て後の図である。図１１は、図７の荷重指示式留め具が締着された接合アセンブリの横断面図である。

本発明は、添付の図面とともに読まれるときに、以下の詳細な説明から最もよく理解される。一般の慣例に従い、図面の様々な特徴は、縮尺通りではないことが強調される。一方で、様々な特徴の寸法が、明瞭さのために任意に拡張されるか、または低減される。

（本発明の詳細な説明）
本発明は、特定の実施形態への参照によって本明細書中に例示され、記載されるけれども、本発明は、示される詳細に制限されることを意図していない。むしろ、該詳細において、様々な改変が、特許請求の範囲の均等物の範囲および本発明の範囲内において、そして本発明から逸脱することなくなされ得る。

図１〜図５を参照すると、本発明の例示的な実施形態である、荷重指示式留め具１０が記載される。荷重指示式留め具１０はまた、工学クランプ荷重保証（ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｃｌａｍｐｌｏａｄａｓｓｕｒａｎｃｅ）アセンブリと称され得る。荷重指示式留め具１０は、概して留め具本体２０および荷重指示器４０を備える。この例示的な実施形態において、留め具本体２０は、ネジ式のナットであり、該ナットは、一般に、接触表面部２４（付随する軸部３０を備える）を有するヘッド部２２を含んでいる。スルーボア部２６は、ヘッド部２２と軸部３０とを通して延在し、一連の雌ネジ部２８を含む。ネジ部２８は、例示されるように、ヘッド部２２および軸部３０の両方の内側に、また単にヘッド部２２内に、または任意の他の所望される形態で延在し得る。例示されたヘッド部２２は、６つの係合面２３（３つだけが図示される）を有する六角形の形態を備えるけれども、その他の形態が利用され得る。例えば、それらに制限されないが、ヘッド部２２は、正方形か、まっすぐな六角ボルトか、スパナか、または六角形のフランジ（図６を参照されたい）であり得る。留め具本体２０は、任意の所望される基準（例えば、メートル法、ＳＡＥ、ＡＳＴＭ、または英国規格）に対応するように作成され得る。さらに、ヘッド部２２およびネジ部２８は、ロッキング機能または摩擦修正器を含み得る。例えば、ヘッド部２２は、低減された直径、スプリット部分（図示されない）を含み得、またネジ部２８は、ロッキング機能を提供するために、ナイロン挿入物（図示されない）などを含み得る。摩擦を修正する挿入物またはコーティング（図示されない）などは、留め具１０の摩擦の修正を提供するためにネジ部２８に沿って提供され得る。様々な他の改変が、本発明の範囲を逸脱することなく留め具本体２０になされ得る。

図３を参照すると、本発明の本実施形態に従う荷重指示器４０は、環状の本体４１および環状の本体４１と一体の複数の突出部４２を含む。該複数の突出部４２が、打撃されて、環状の本体４１から部分的にせん断変形されることにより、環状の本体４１の第１の面４４から突出し、対応する複数のくぼみ部４６（図２を参照されたい）を、環状の本体４１の第１の面４４から反対の位置の第２の面４８内に残す。各突出部４２は、環状の本体４１の面４４から離れて延在する一対の外側の側壁５０と、一対の外側の側壁５０の間と環状の本体４１の面４４の間隔をおいて配置された２つの領域５４の間とに延在する、外側の表面５２とによって画定される。各くぼみ部４６は、第２の面４８（そこから、突出部の１つの一対の外側の側壁がせん断変形されている）から環状の本体４１を通して延在する一対の内側の側壁５６と、一対の内側の側壁の間と環状の本体４１の面４８の間隔をおいて配置された２つの領域の間とに延在する、内側の表面５８とによって画定される。

本実施形態の各突出部４２および各くぼみ部４６は、湾曲した輪郭である。突出部４２の半径方向に最も外側の地点と、くぼみ部４６の半径方向に最も外側の地点とは、環状の本体４１の中央６１に中心を有する円上に存在する。突出部４２およびくぼみ部４６は、等しい円弧の長さによって互いに間隔をおいて配置される。図３に例示された本発明の例示的な実施形態に対して、９０度ごとに互いに間隔をおいて配置された４つの対の突出部／くぼみ部がある。突出部４２および対応するくぼみ部４６の数は、４つに制限されず、より多い数であったり、またはより少ない数であったりし得る。例えば、図６に図示された例示的な実施形態は、５つの突出部４２と対応するくぼみ部（図示されない）とを含む。

好適には、突出部４２およびくぼみ部４６は、環状の本体４１の中央６１に中心を有し、一点鎖線６２で示される円に沿って延在する。突出部／くぼみ部の対の曲率中心は、環状の本体４１の中央６１にある必要がない。代わって、各突出部／くぼみ部の対は、円６２より大きいか、またはより小さい曲率半径を備える別個の曲率中心を有し得る。荷重指示器４０が留め具本体２０に面して配置される場合に、突出部４２のすべての部分が、ヘッド部の接触表面部２４によって画定される外側周縁部を越えて半径方向の外方に延在しないことが好ましい。

図２を参照すると、荷重指示器４０は、突出部４２およびくぼみ部４６とともにスルーホール部４５を備え、突出部４２およびくぼみ部４６は、概してスルーホール部４５の同心円のあたりに延在する。スルーホール部４５は、軸部３０の外側の表面３２の直径Ｓより少し大きい、内側の最小の直径Ｈを有する。そのようなものとして、荷重指示器４０は、図４で示されるように、軸部の外側の表面３２のまわりに位置決め可能である。この例示的な実施形態において、環状の本体４１の第２の面４８はまた、スルーホール部４５のまわりに環状の溝部４７を含む。環状の溝部４７は、スルーホール部の最小直径Ｈより大きい内側の直径Ｇを有する。この例示的な実施形態において、環状の溝部４７が環状の本体４１の約半分の厚さで延在することにより、保持肩部４９が、スルーホール部４５のまわりで環状の本体４１内に画定される。

図４を参照すると、荷重指示器４０が、軸部３０のまわりに配置された後に、軸部３０の自由端部３４は、半径方向に外方へ変形されて、パイロット表面３６を有する半径方向に延在する部材３５を画定する。半径方向に延在する部材３５は、環状の溝部４７内に受容され、パイロット表面３６が保持肩部４９と係合して、留め具本体２０に荷重指示器４０を保持することにより、荷重指示器４０および留め具本体２０は、一体のユニットを形成する。シャフトの自由端部３４の変形は、パイロット表面３６とヘッド部の接触表面部２４との間の距離Ｐが、保持肩部４９と突出部４２の山の頂との間の距離Ｒよりも大きくなるように制御される。そのような関係は、荷重指示器４０が、留め具本体２０上に捕捉されたままで留め具本体２０に関して回転可能となるように、荷重指示器４０と留め具本体２０との間に組み立て隙間を提供する。さらに、この例示的な実施形態において、環状の溝部４７と半径方向に延在する部材３５とは、半径方向に延在する部材３５の底の表面３８と環状の本体４１の第２の面４８との間の距離Ｄが、非圧縮の状態で突出部４２がヘッド部の接触表面部２４と接触する場合に突出部４２の高さＣよりも大きくなるように構成される。そのような関係は、突出部４２がつぶれる際に、底の表面３８が底をつくことを防止する。代替の例示的な実施形態において、軸部３０が、例えば、相対的に薄い壁の構造として構成されることにより、底の表面３８が底をつく場合でも、軸部の自由端部３４は、環状の溝部４７の内でさらに変形する。軸部の自由端部３４は、様々な方法で変形され得、例えば、軸部の自由端部３４は、１つ以上のダイスによって押しつぶすことによって、または圧力が加えられたときに特別に形成されたツールが軸部の自由端部３４に対して回転される軌道形成方法（ｏｒｂｉｔａｌｆｏｒｍｉｎｇｍｅｔｈｏｄ）を用いることによって、半径方向に外方へ変形させられ得る。他の製造法もまた利用され得る。

図１〜図４の荷重指示式留め具１０の使用が、図５において示される。一対の接合部材７１および７２、荷重指示式留め具１０、および二次留め具８０を備える例示的な接合アセンブリ７０は、荷重指示式留め具１０を用いることにより適切なテンションによって組み立てられる。本実施形態において、二次留め具８０は、ヘッド部８２と一連のネジ部８６を備える軸部８４とを有するボルトである。ネジ式の軸部８４は、接合部材７１および７２を通して延在している。ネジ部８６は、留め具本体２０のボア部２６を通して内のネジ部２８と係合される。荷重指示器４０は、留め具本体２０と一体なので、それは不注意に省略され得ない。

二次留め具８０および留め具本体２０は、ネジ式に互いに係合されるので、突出部４２は、留め具本体の接触表面部２４に接触し、表面２４は、突出部４２の頂上に接して圧迫しはじめる。半径方向に延在する部材３５が、最初の組み立て形態（図４を参照されたい）において環状の溝部４７内にあるので、軸部３０は、締着の間、接合部材７１を係合する荷重指示器の面４８に干渉しない。接合部が組み立てられ、二次留め具８０または留め具本体のヘッド部２２を駆動することによって締着されるときに、荷重指示器４０は、二次留め具８０と留め具本体２０との間でクランプ荷重を受ける。締着が進むときに、荷重指示器４０の突出部４２は、それらと関連づけられたくぼみ部４６へとつぶされて戻り、荷重指示器４０の上面４４と留め具本体２０の接触表面部２４との間のギャップ「ｇ」は低減される。このギャップが、「フィラー」ゲージによって測定されるような規定の量低減された場合に、締着が止められる。なぜならギャップが適切なテンションを示すからである。意図されるギャップは、ゼロの高さを含む、任意の所望の高さを有し得る。そのような場合に、荷重指示器４０の上面４４と接触表面２４との間のゼロの隙間（すなわち、２つの表面は互いに接触している）は、適切なテンションがかかっていることを表し、「フィラー」ゲージは、必要とされ得ない。

荷重指示器４０に適用された圧縮力が所望されたテンションに達した場合に、突出部４２が環状の本体４１へと塑性変形するように、荷重指示器４０および留め具本体２０が互いに整合されるので、意図されるギャップは、適切なテンションがかかっていることを表す。選択される荷重指示器４０は、例えば、突出部４２の数、サイズ、および形態、環状の本体４１の材料および硬度などの特性を有し得る。荷重指示器４０は、選択された特性、例えば、サイズ、材料、接触表面部の硬度、ネジのピッチ、ネジの種類、などを有する留め具本体２０によってテンションをかけられる場合に、塑性変形して、意図されるテンションにおいて所望されたギャップを達成する。

整合する荷重指示器４０が、留め具本体２０上に捕捉されるので、テンションの誤った指示を結果としてもたらし得る、荷重指示器を留め具本体と不適合に組み合わせるエンドユーザーのリスクが取り除かれる。さらに、荷重指示器４０が、留め具本体２０上に捕捉されるので、荷重指示器４０を留め具本体２０に関して不適切に方向付けする、例えば、接触表面部２４と反対方向を向いている突出部４２によって方向付けするエンドユーザーのリスクが取り除かれる。そのようなものとして、突出部４２と接触表面部２４との間の圧縮した界面は、保証され、ギャップ「ｇ」は、荷重指示器４０の上面４４と接触表面部２４との間で一貫して画定される。それは、組み立ての顕著な一貫性（すなわち、荷重指示器４０が、不注意に省略されず、誤った方向付けをされず、二重装着されないこと）と、荷重指示の一貫性とを結果としてもたらす。

図６を参照すると、本発明の代替の例示的な実施形態である荷重指示式留め具１０’が示される。荷重指示式留め具１０’は、荷重指示式留め具１０と実質的に同じである。本明細書中に記載されることを除いて、留め具１０および１０’は同じである。荷重指示式留め具１０’は、留め具本体２０’および荷重指示器４０’を含む。留め具本体２０’は、ヘッド部２２’および軸部３０’を含む。この例示的な実施形態において、ヘッド部２２’は、係合面２３’に付随する外面にテーパーを付けられたフランジ２５を有する六角形のフランジ形態を備える。軸部３０’の自由端部３４’は、別個に間隔をおいて配置された複数のタブ３７を画定する。該タブ３７は、上の実施形態におけるように、半径方向に延在する部材を画定するために外側に向かって変形される。該半径方向に延在する部材は、荷重指示器の保持肩部４９と係合し、荷重指示器４０’を留め具本体２０’に捕捉する。タブ３７は、製造のために必要とされる材料の量を最小化し、また、環状の溝部４７において受容される材料の量を低減する。別々に間隔をおいて配置された少なくとも２つのタブ３７が利用され得る。荷重指示器４０’が、５つの突出部４２および対応するくぼみ部（図示されない）を含むことを除いて、荷重指示器４０’は、上の実施形態と実質的に同じである。荷重指示式留め具１０’は、上の実施形態の荷重指示式留め具１０と同じ方法で組み立てられ、利用される。

図７〜図１１を参照すると、本発明の別の例示的な実施形態である荷重指示式留め具１１０が記載される。荷重指示式留め具１１０は、概して留め具本体１２０および荷重指示器１４０を備える。この例示的な実施形態において、留め具本体１２０は、概して、接触表面部１２４に付随する軸部１３０を備える接触表面部１２４を有するヘッド部１２２を含むボルトまたはネジである。ヘッド部１２２および軸部１３０は、中実の構成要素として形成される。図１０で示すように、完全に組み立てられた留め具１１０は、軸部１３０のまわりに一連の雄ネジ１２８を含む。例示されたヘッド部１２２は、６つの係合面１２３（３つだけが図示される）を有する六角形の形態を備えるけれども、その他の形態が利用され得る。例えば、それらに制限されないが、ヘッド部１２２は、正方形か、まっすぐな六角形のヘッド部か、六角形のフランジか、押えネジであるか、または六角小裂片（ｈｅｘａｌｏｂｕｌａｒ）内部ドライブ機能を有し得る。留め具本体１２０は、任意の所望される基準（例えば、メートル法、ＳＡＥ、ＡＳＴＭ、または英国規格）に対応するように作成され得る。さらに、留め具本体１２０は、摩擦修正器などを含み得る。様々な他の改変が、本発明の範囲を逸脱することなく留め具本体１２０になされ得る。

図８を参照すると、本発明の本実施形態に従う荷重指示器１４０は、上の実施形態と実質的に同じであり、環状の本体１４１および環状の本体１４１と一体の複数の突出部１４２を含む。該複数の突出部が打撃されて、環状の本体１４１から部分的にせん断変形されることにより、環状の本体１４１の第１の面１４４から突出し、対応する複数のくぼみ部１４６を、環状の本体１４１の第１の面１４４から反対の位置の第２の面１４８内に残す。荷重指示器１４０は、突出部１４２およびくぼみ部１４６とともにスルーホール部１４５を有し、突出部１４２およびくぼみ部１４６は、概してスルーホール部１４５の同心円のあたりに延在する。スルーホール部１４５は、軸部１３０の外側の表面１３２の直径Ｓより少し大きい、内側の最小直径Ｈを有する。そのようなものとして、図９に示されるように、荷重指示器１４０は、軸部の外側の表面１３２のまわりに位置決め可能である。この例示的な実施形態の荷重指示器１４０は、環状の本体１４１の第２の面１４８が、環状の溝部を含まないことにおいて上の実施形態と異なるけれども、代わりに、スルーホール部１４５は、環状の本体１４１の厚さを通して全般的に同じ直径を有する。

図１０を参照すると、この例示的な実施形態において、荷重指示器１４０が、軸部１３０のまわりに配置された後、軸部１３０の自由端部１３４は、複数のネジ部１２８を形成するために回転（ｒｏｌｌ）させられる。ネジ部１２８の山の頂の直径Ｔは、スルーホール部の最小の内径Ｈより大きい。そのようなものとして、最上部のネジ部１２８ａは、荷重指示器１４０および留め具本体１２０が、一体のユニットを形成するように留め具本体１２０上に荷重指示器１４０を保持するように、環状の本体１４１の第２の面１４８に係合する半径方向に延在する部材を画定する。ネジ部１２８を回転させることが制御されるので、最上部のネジ部１２８ａとヘッド部の接触表面部１２４との間の距離Ｉが、荷重指示器の第２の面１４８と突出部１４２の山の頂との間の距離Ｆよりも大きい。そのような関係は、荷重指示器１４０が、留め具本体１２０上に捕捉されたままで留め具本体１２０に関して回転可能となるように、荷重指示器１４０と留め具本体１２０との間に組み立て隙間を提供する。

図７〜図１０の荷重指示式留め具１１０の使用が、図１１において示される。一対の接合部材１７１および１７２、荷重指示式留め具１１０、および二次留め具１８０を備える例示的な接合アセンブリ１７０は、荷重指示式留め具１１０を用いることにより適切なテンションによって組み立てられる。この例示的な実施形態において、二次留め具は、一連の雌ネジ１８６を有するスルーボア部１８４を画定するヘッド部１８２を有するナット１８０を含む。荷重指示式留め具１１０のネジ式の軸部１３０は、接合部材１７１および１７２を通して延在する。ネジ部１２８は、二次留め具１８０の内のネジ部１８６と係合される。荷重指示器１４０は、留め具本体１２０と一体なので、それは不注意に省略され得ない。

二次留め具１８０および留め具本体１２０は、ネジ式に互いに係合されるので、突出部１４２は、留め具本体の接触表面部１２４に接触し、表面１２４は、突出部１４２の頂上に接して圧迫しはじめる。接合部が組み立てられ、二次留め具１８０または留め具本体のヘッド部１２２を駆動することによって締着される場合に、締着が続くと、荷重指示器１４０は、二次留め具１８０と留め具本体１２０との間でクランプ荷重を受ける。締着が進むときに、荷重指示器１４０の突出部１４２は、それらと関連づけられたくぼみ部１４６へとつぶされて戻り、荷重指示器１４０の上面１４４と留め具本体１２０の接触表面部１２４との間のギャップは低減される。図１１に示されるように、締着の間、荷重指示器１４０の第２の面１４８がネジ部１２８から離れて動くことから、荷重指示器１４０が締着を妨げるリスクは全く存在しない。このギャップが、「フィラー」ゲージによって測定されるような規定の量低減された場合に、締着が止められる。なぜならギャップが適切なテンションを示すからである。意図されるギャップは、ゼロの高さを含む、任意の所望の高さを有し得る。そのような場合に、荷重指示器１４０の上面１４４と接触表面部１２４との間のゼロの隙間（すなわち、２つの表面は互いに接触している）は、適切なテンションがかかっていることを表し、「フィラー」ゲージは必要とされ得ない。

荷重指示器１４０に適用された圧縮力が所望されたテンションに達した場合に、突出部１４２が環状の本体１４１へと塑性変形するように、荷重指示器１４０および留め具本体１２０が互いに整合されるので、意図されるギャップは、適切なテンションがかかっていることを表す。選択される荷重指示器１４０は、例えば、突出部１４２の数、サイズ、および形態、環状の本体１４１の材料および硬度などの特性を有する。荷重指示器１４０は、選択された特性、例えば、サイズ、材料、接触表面部の硬度、ネジのピッチ、ネジの種類、などを有する留め具本体１２０によってテンションをかけられる場合に、塑性変形して、意図されるテンションにおいて所望されたギャップを達成する。

整合する荷重指示器１４０が、留め具本体１２０上に捕捉されるので、テンションの誤った指示を結果としてもたらし得る、荷重指示器を留め具本体と不適合に組み合わせるエンドユーザーのリスクが取り除かれる。さらに、荷重指示器１４０が、留め具本体１２０上に捕捉されるので、荷重指示器１４０を留め具本体１２０に関して不適切に方向付けする、例えば、接触表面部１２４と反対方向を向いている突出部１４２によって方向付けするエンドユーザーのリスクが取り除かれる。そのようなものとして、突出部１４２と接触表面部１２４との間の圧縮した界面は、保証され、ギャップ「ｇ」は、荷重指示器１４０の上面１４４と接触表面部１２４との間で一貫して画定される。それは、組み立ての顕著な一貫性（すなわち、荷重指示器１４０が、不注意に省略されず、誤った方向付けをされず、二重装着されないこと）と、荷重指示の一貫性とを結果としてもたらす。

本発明の好適な実施形態が本明細書中に示され、記載されたけれども、そのような実施形態が、単に例示として提供されることは理解されるであろう。多くの変形、変更、および置換えが、本発明の精神から逸脱することなく当業者に想到され得る。従って、添付の特許請求の範囲は、そのようなすべての変形が本発明の精神および範囲の内にあるときに、そのすべてを覆うことが意図される。

Claims

荷重指示式留め具であって、
荷重指示器と、
留め具本体と
を備え、
該荷重指示器は、
最小の直径を有するスルーホール部を画定する環状の本体と、
該環状の本体と一体の複数の突出部であって、打撃されて、該環状の本体から部分的にせん断変形されることにより、該環状の本体の第１の面から突出し、対応する複数のくぼみ部を該第１の面から反対の位置の該環状の本体の第２の面内において残す、突出部と
を備え、
該留め具本体は、
一連のネジ部と、
接触表面部を画定するヘッド部と、
該接触表面部に付随する軸部と
を備え、
該軸部は、
第１の部分であって、該第１の部分が、該スルーホール部の最小直径より小さい第１の外側の直径を有することにより、該荷重指示器は、該突出部によって、該ヘッド部の接触表面部の近くで該ヘッド部の接触表面部と位置合わせされて該軸部の第１の部分の上に受容される、第１の部分と、
第２の部分であって、該第２の部分が、該スルーホール部の最小直径より大きい第２の外側の直径を有する少なくとも１つの半径方向に延在する部材を含むことにより、該荷重指示器は、該部材によって該留め具本体の上に保持される、第２の部分と
を含む、
荷重指示式留め具。
前記突出部のそれぞれは、湾曲した輪郭であり、
（ａ）前記環状の本体の第１の面から離れて延在する一対の外側の側壁と、
（ｂ）該一対の外側の側壁の間と、該環状の本体の第１の面の間隔をおいて配置された２つの領域の間とに延在する外側の表面と
によって画定され、
前記くぼみ部のそれぞれは、湾曲した輪郭であり、
（ａ）一対の内側の側壁であって、前記環状の本体の第２の面から該環状の本体を通して延在しており、該環状の本体から該突出部のうちの１つの一対の外側の側壁がせん断変形される、一対の内側の側壁と、
（ｂ）該一対の内側の側壁の間と、該環状の本体の第２の面の間隔をおいて配置された２つの領域の間とに延在する内側の表面と
によって画定される、
請求項１に記載の荷重指示式留め具。
前記突出部の半径方向に最も外側の地点は、前記ヘッド部の接触表面部によって画定された周縁部内の円上に存在する、請求項１に記載の荷重指示式留め具。
前記留め具本体は、前記ヘッド部および前記軸部を通して延在するスルーボア部を画定し、前記一連のネジ部は、該スルーボア部の内側表面に沿って提供される、請求項１に記載の荷重指示式留め具。
前記軸部の自由端部は、半径方向に外側に向かって変形されて、前記少なくとも１つの半径方向に延在する部材を構成する、請求項４に記載の荷重指示式留め具。
前記軸部の自由端部は、別個に間隔をおいて配置された複数のタブを含む、請求項５に記載の荷重標示留め具。
前記第２の外側の直径より大きい直径を有する環状の溝部は、前記スルーホール部のまわりに前記環状の本体の第２の面において画定されて、該環状の本体内に保持肩部を画定する、請求項５に記載の荷重指示式留め具。
前記半径方向に延在する部材と前記ヘッド部の接触表面部との間の距離は、前記保持肩部と前記突出部の山の頂との間の距離より大きい、請求項７に記載の荷重指示式留め具。
前記留め具が締着されるときに、前記軸部の自由端部が前記環状の溝部内に保持されるように、該軸部の自由端部および該環状の溝部が構成される、請求項７に記載の荷重指示式留め具。
組み立てられた状態において、前記少なくとも１つの半径方向に延在する部材は、前記環状の溝部内に完全に保持される、請求項７に記載の荷重指示式留め具。
前記環状の溝部は、前記環状の本体の厚さの約半分の深さを有する、請求項７に記載の荷重指示式留め具。
前記一連のネジ部は、前記軸部の第２の部分の外側の表面に沿って提供される、請求項１に記載の荷重指示式留め具。
前記ネジ部が、前記スルーホール部の最小直径より大きい山の頂の直径を有することにより、該一連のネジ部のネジ端部は、前記環状の本体の第２の面と係合して、前記半径方向に延在する部材を画定する、請求項１２に記載の荷重指示式留め具。
前記ネジ端部と前記ヘッド部の接触表面部との間の距離は、前記環状の本体の第２の面と前記突出部の山の頂との間の距離より大きい、請求項１３に記載の荷重指示式留め具。
前記荷重指示器および前記留め具本体のそれぞれが、選択された特性を有することにより、前記荷重指示式留め具上に所望のテンションを加えると、所望のギャップが、前記環状の本体の第１の面と前記留め具本体の接触表面部との間に達成される、請求項１に記載の荷重指示式留め具。
前記荷重指示器の選択された特性は、前記突出部の数、該突出部のサイズ、該突出部の形態、前記環状の本体の材料、および該環状の本体の硬度のうちの１つ以上を含む、請求項１５に記載の荷重指示式留め具。
前記荷重指示器の選択された特性は、前記留め具本体のサイズ、該留め具本体の材料、前記接触表面部の硬度、ネジのピッチ、およびネジの種類のうちの１つ以上を含む、請求項１５に記載の荷重指示式留め具。
荷重指示器であって、
最小の直径を有するスルーホール部を画定する環状の本体と、
該環状の本体と一体の複数の突出部であって、打撃されて、該環状の本体から部分的にせん断変形されることにより、該環状の本体の第１の面から突出し、対応する複数のくぼみ部を該第１の面から反対の位置の該環状の本体の第２の面内において残す、突出部と、
第２の外側の直径より大きい直径を有する環状の溝部であって、該スルーホール部のまわりに該環状の本体の第２の面において画定される、環状の溝部と
を備える、荷重指示器。
接合アセンブリであって、
少なくとも１つの接合部材と、
荷重指示式留め具と
を備え、
該荷重指示式留め具は、
荷重指示器と、
留め具本体と、
二次留め具と
を備え、
該荷重指示器は、
最小の直径を有するスルーホール部を画定する環状の本体と、
該環状の本体と一体の複数の突出部であって、打撃されて、該環状の本体から部分的にせん断変形されることにより、該環状の本体の第１の面から突出し、対応する複数のくぼみ部を該第１の面から反対の位置の該環状の本体の第２の面内において残す、突出部と
を備え、
該留め具本体は、
第１の一連のネジ部と、
接触表面部を画定する第１のヘッド部と、
該接触表面部に付随する第１の軸部と
を備え、
該二次留め具は、
第２の留め具本体と、
第２の一連のネジ部と
を備え、
該第１の軸部は、
第１の部分であって、該第１の部分が、該スルーホール部の最小直径より小さい第１の外側の直径を有することにより、該荷重指示器は、該突出部によって、該ヘッド部の接触表面部の近くで該ヘッド部の接触表面部と位置合わせされて該軸部の第１の部分の上に受容される、第１の部分と、
第２の部分であって、該第２の部分が、該スルーホール部の最小直径より大きい第２の外側の直径を有する少なくとも１つの半径方向に延在する部材を含むことにより、該荷重指示器は、該部材によって該留め具本体の上に保持される、第２の部分と
を含み、
該第１の軸部または該第２の留め具本体の一部分は、該少なくとも１つの接合部材を通して延在しており、該第１の一連のネジ部は、該第１のヘッド部の接触表面部が、該環状の本体の第１の面から所与の距離間隔をおいて配置されるまで、該第２の一連のネジ部とネジ式に係合される、
接合アセンブリ。
荷重指示式留め具であって、
留め具本体と、
該留め具本体の一部分のまわりに配置され、かつ該留め具本体の一部分によって捕捉される環状の本体を有する荷重指示器であって、該荷重指示器は、該環状の本体と一体の複数の突出部をさらに有し、該突出部は、打撃されて、該環状の本体から部分的にせん断変形されることにより、該環状の本体の第１の面から突出し、対応する複数のくぼみ部を該第１の面から反対の位置の該環状の本体の第２の面内において残す、荷重指示器と
を備える、荷重指示式留め具。
荷重指示式留め具であって、
荷重指示器と、
留め具本体と
を備え、
該荷重指示器は、
最小の直径を有するスルーホール部を画定する環状の本体と、
該環状の本体と一体の複数の突出部であって、打撃されて、該環状の本体から部分的にせん断変形されることにより、該環状の本体の第１の面から突出し、対応する複数のくぼみ部を該第１の面から反対の位置の該環状の本体の第２の面内において残す、突出部と、
第２の外側の直径より大きい直径を有する環状の溝部であって、該スルーホール部のまわりに該第２の面において画定されて、環状の本体において保持肩部を画定する、環状の溝部と
を備え、
該留め具本体は、
一連のネジ部と、
接触表面部を画定するヘッド部と、
該接触表面部に付随する軸部と
を備え、
該軸部は、
第１の部分であって、該第１の部分が、該スルーホール部の最小直径より小さい第１の外側の直径を有することにより、該荷重指示器は、該突出部によって、該ヘッド部の接触表面部の近くで該ヘッド部の接触表面部と位置合わせされて該軸部の第１の部分の上に受容される、第１の部分と、
第２の部分であって、該第２の部分が、該スルーホール部の最小直径より大きい第２の外側の直径を有する少なくとも１つの半径方向に延在する部材を含むことにより、該少なくとも１つの半径方向に延在する部材は、該環状の溝部において受容され、該保持肩部と係合して、該荷重指示器を該留め具本体の上に捕捉する、第２の部分と
を含む、
荷重指示式留め具。
荷重指示式留め具を生産する方法であって、
第１の一連のネジ部、接触表面部を画定するヘッド部、および該接触表面部に付随する軸部を備える留め具本体を提供するステップと、
荷重指示器を配置するステップであって、該荷重指示器は、最小の直径を有するスルーホール部を画定する環状の本体と、該環状の本体と一体の複数の突出部とを有し、打撃されて、該環状の本体から部分的にせん断変形されることにより、該環状の本体の第１の面から突出し、対応する複数のくぼみ部を該第１の面から反対の位置の該環状の本体の第２の面内において残し、荷重指示器を該軸部のまわりに配置することにより、該突出部は、該ヘッド部の接触表面部の近くで該ヘッド部の接触表面部と位置合わせされる、ステップと、
該軸部のまわりに該スルーホール部の最小直径より大きい外側の直径を有する少なくとも１つの半径方向に延在する部材を画定するステップであって、該荷重指示器は、該部材によって該留め具本体の上に保持される、ステップと
を包含する、方法。
前記留め具本体は、前記ヘッド部および前記軸部を通して延在するスルーボア部を画定し、前記一連のネジ部は、該スルーボア部の内側表面に沿って提供される、請求項２２に記載の方法。
第２の外側の直径より大きい直径を有する環状の溝部を、前記スルーホール部のまわりに前記環状の本体の第２の面において形成して、該環状の本体内に保持肩部を画定するステップをさらに包含する、請求項２３に記載の方法。
前記少なくとも１つの半径方向に延在する部材を画定するステップは、半径方向に外側に向かって前記軸部の自由端部を変形させることにより、該半径方向に外側に向かって変形した自由端部が、前記環状の溝部において受容されるようにすることを含む、請求項２４に記載の方法。
前記少なくとも１つの半径方向に延在する部材を画定するステップは、前記軸部の外側の表面に沿って前記一連のネジ部を形成することを含む、請求項２２に記載の方法。