JP2010508478A - 締結具及びそのためのスペーサリング - Google Patents

Abstract

軸方向に拡張するスペーサ（１０）は、相補的な螺旋状傾斜面（１６、１７）及び当接面（１８、１９）をそれぞれ備えた、第１及び第２のスペーサリング（１１、１２）を有する。スペーサリング（１１、１２）を相対的に回転させることによって、環状面（１４、１５）間のスペーサ（１０）の高さを拡張したり縮小したりすることができる。当接面（１８、１９）間の圧縮ばね（２０）は、スペーサ（１０）をその「拡張」構成に付勢する。

Description

本発明は、締結具及びそのためのスペーサリングに関する。
本発明は、特に、油圧式テンションジャッキを利用する張力システムで使用される締結具に関するが、それに限定されるものではない。

正確な量の力を生じさせるために、油圧式手段を使用してボルトに引張荷重を印加する原理は、よく知られており、確立されている。
油圧式テンションジャッキを使用する張力システムの例は、特許文献１（国際出願番号第ＰＣＴ／ＡＵ００／００１３８号明細書）、及び特許文献２（国際出願番号第ＰＣＴ／ＡＵ２００５／０００８７７号明細書）に開示されており、両方とも、Ｂｕｃｋｎｅｌｌ、Ｊｏｈｎ Ｗｅｎｔｗｏｒｔｈの名義である。

国際公開第ＷＯ００／５１７９１号 国際公開第ＷＯ２００５／１２３３４５号

本発明の一つの好適な目的は、張力を印加されているボルトの周りに取付け可能であり、ボルトと係合されているナットと締着されるべき部品との間に配置される軸方向の拡張スペーサであり、該拡張スペーサは、ボルトが引張荷重によって張力を印加されるにつれて、ナットと部品との間のひずみ間隙を塞ぐように、軸方向に伸長可能である。

本発明の代替の好適な目的は、張力を印加されているボルトの周りに取付け可能な拡張スペーサを提供することであり、該拡張スペーサの一部分が、ボルトの周りに係合されているナットに組み込まれ、拡張スペーサは締着されるべき部品と係合し、該拡張スペーサは、ボルトが引張荷重によって張力を印加されるにつれて、ナットと部品との間のひずみ間隙を塞ぐように、軸方向に伸長可能である。

さらなる好適な目的は、内部ばね手段が、ひずみ間隙を塞ぐために、軸方向に拡張可能な位置に向かってそれぞれのスペーサリング又はスペーサの一部を付勢する、上述したような拡張スペーサを提供することである。

本発明のまたさらなる好適な目的は、スペーサリング又は部分が同軸上に整合するように維持するための内側カラーを提供することである。
本発明の他の好適な目的は、以下の説明から明らかになるであろう。

一態様において、本発明は、張力を印加されているボルトの周りにおいて、ボルトと係合されているナットと締着されるべき部品との間に取付けられるべき拡張スペーサに関し、該拡張スペーサは相補的な第１及び第２のスペーサリングを有し、それぞれのスペーサリングは平坦端面と当接面によって終端する螺旋状傾斜面とを有し、平坦端面に対する螺旋状傾斜面の傾斜角は、拡張スペーサがナットと部品との間に挿置され、圧縮荷重が拡張スペーサに印加されたときに第１及び第２のスペーサリングの間に相対的な回転運動が生じないように、選択される。

第２の態様において、本発明は、張力を印加されているボルトの周りに取付けられる、ボルトと係合可能なナットを組み込んでいる拡張スペーサと、締着されるべき部品と係合可能な平坦端面を備えたスペーサリングとに関し、ナット及びスペーサリングは、当接面によって終端する相補的な螺旋状傾斜面を有し、スペーサリングの平坦端面に対する傾斜面の傾斜角は、拡張スペーサが圧縮荷重を受けたときにナットとスペーサリングとの間に相対的な回転又は運動が生じないように、選択される。

代替の実施形態において、中間スペーサリングは、第１及び第２のスペーサリング間に、あるいはナットとスペーサリングとの間に挿置することができ、中間スペーサリングは、当接面によって終端する、逆方向に指向する螺旋状傾斜面を有しており、それぞれの螺旋状傾斜面の傾斜は、拡張スペーサが圧縮荷重を受けたときに、中間スペーサリングと第１及び第２のスペーサリングとの間に、あるいは中間スペーサリングとナット及びスペーサリングと間に、相対的な回転運動が生じないように選択される。

圧縮荷重が拡張スペーサに印加されるときに、第１及び第２のスペーサリング、又はナット及びスペーサリング（及び／又は中間スペーサリング）が軸方向において整合するように維持するために、環状カラーが拡張スペーサ内に設けられていてもよい。

好ましくは、当接面は、平坦端面の面に対して直交する（たとえば、ボルトの軸線に平行な）軸線上にある。そして工具を挿入して、ボルトが張力を印加されているときの拡張位置と張力を解放するためにナットをボルト上で回転させる時の「引込み(collapsed) 」位置との間で、第１及び第２のスペーサリング、又はスペーサリング、及び／又は中間スペーサリングを選択的に回転させることができるように、凹部が当接面に形成されていてもよい。

拡張スペーサを拡張位置に付勢するために、圧縮ばねを当接面に取付けて該当接面から延びるようにしてもよい。
各スペーサリングは、２つ以上設けることができるが通常は３つ又は４つ以下の螺旋状傾斜面を有することができる。

平坦端面に対する螺旋状傾斜面の典型的な傾斜角は１３度であり、好ましくは２５度よりも小さい。実際の傾斜角は、拡張スペーサの特定用途に左右される。中間スペーサリングが使用される場合、スペーサリングの所与の相対的な回転のために中間スペーサによってひずみ間隙をより迅速に塞ぐことができるが、螺旋状傾斜面の傾斜角を半分（たとえば６．５度）にすることができる。

部品を圧迫し、かつ、ボルトに張力を印加するよう作用可能な油圧式ジャッキのブリッジと係合されるために、周縁フランジが第２のスペーサリング、又はスペーサリングの周りに設けられていてもよい。

第３の態様において、本発明は、張力を印加されているボルトの周りに取付けられる、ボルトと係合可能なナットを組み込んでいる拡張スペーサと、締着されるべき部品と係合可能な平坦端面を備えたスペーサリングとに関し、ナット及びスペーサリングは、それぞれ相補的なおねじ及びめねじを有し、ナットに対するスペーサリングの相対的な回転によって拡張スペーサが伸縮可能になる。

好ましくは、ナットは、張力装置のプラーバーと係合するための、第２の、好ましくはテーパ状のねじ山を有する。

第１実施形態の分解図。 第１実施形態の組立図。 第１実施形態の組立図。 第１実施形態の組立図。 第１実施形態の組立図。 第１実施形態の組立図。 第１実施形態の組立図。 第２実施形態の断面図。 第２実施形態の断面図。 第２実施形態の断面図。 油圧式ジャッキを利用する張力システムにおける拡張スペーサの第２実施形態の動作を示す図。 油圧式ジャッキを利用する張力システムにおける拡張スペーサの第２実施形態の動作を示す図。 油圧式ジャッキを利用する張力システムにおける拡張スペーサの第２実施形態の動作を示す図。 油圧式ジャッキを利用する張力システムにおける拡張スペーサの第２実施形態の動作を示す図。 油圧式ジャッキを利用する張力システムにおける拡張スペーサの第２実施形態の動作を示す図。 油圧式ジャッキを利用する張力システムにおける拡張スペーサの第２実施形態の動作を示す図。 スペーサの第３実施形態の部分断面図。 スペーサの第３実施形態の部分断面図。 スペーサの第３実施形態の部分断面図。 スペーサの第３実施形態の部分断面図。 油圧式ジャッキを備えたスペーサの使用を示す図。 油圧式ジャッキを備えたスペーサの使用を示す図。 油圧式ジャッキを備えたスペーサの使用を示す図。 油圧式ジャッキを備えたスペーサの使用を示す図。 第４実施形態の組立図。 第４実施形態の組立図。 第４実施形態の分解図。 第４実施形態の分解図。 第５実施形態の類似図。 第５実施形態の類似図。 第５実施形態の類似図。 第５実施形態の類似図。 油圧式ジャッキを備えた張力システムにおけるスペーサの使用を示す図。 油圧式ジャッキを備えた張力システムにおけるスペーサの使用を示す図。 油圧式ジャッキを備えた張力システムにおけるスペーサの使用を示す図。 中間スペーサリングを有する第６実施形態の側面図。 第７実施形態の斜視図。 第７実施形態の斜視図。 第７実施形態の部分断面図。 第７実施形態の部分断面図。 第７実施形態の部分断面図。

本発明を完全に理解することができるように、以下に、添付の図面を参照しつつ好適な実施形態を説明する。
図１（ａ）〜図１（ｇ）の第１実施形態を参照する。拡張スペーサ１０は、ボルトの周りに取付けられ、ナットと締着されるべき部品（すべて図示せず）との間に挿置されるように設計されており、ボルトは、先に参照した特許文献１（Ｂｕｃｋｎｅｌｌ）に開示されているように、油圧式テンションジャッキを使用して張力が印加されるようになっている。特許文献１に開示される油圧式張力システム及び特許文献２（Ｂｕｃｋｎｅｌｌ）に開示される張力システムの動作を、参照により本明細書に組み込むこととする。

拡張スペーサ１０は、相補的な第１及び第２のスペーサリング１１、１２を有し、第２のスペーサリング１２は、油圧式テンションジャッキのブリッジと係合可能な周縁フランジ１３を有する。

第１及び第２のスペーサリング１１、１２は、ナット及び締着されるべき部品と係合可能な平坦端面１４、１５を有する。
本実施形態では、スペーサリング１１、１２は、それぞれ当接面１８、１９にて終端する３つの螺旋状傾斜面１６、１７を有する。

図示されている実施形態では、螺旋状傾斜面１６、１７は、平坦端面１４、１５に対して約１３度の傾斜角をなすように傾斜している。
油圧式ジャッキによってボルトに張力が印加されるにつれて、拡張スペーサ１０がナットと締着されるべき部品との間のひずみ間隙を埋める「拡張」位置に回転するように拡張スペーサ１０を付勢するために、圧縮コイルばね２０が、第１のスペーサリング１１の対向する当接面１８と係合するように、第２のスペーサリング１２の当接面１９に取付けられ該当接面１９から延びる。

スペーサリング１１、１２が互いに対して相対回転すると、環状カラーがスペーサリング１１、１２の穴２２、２３に受容されて、スペーサリング１１、１２が同軸上に整合するように維持する。

ボルトの張力を減少させることができるようにナットをボルト上で回転させるべきときに、第１及び第２のスペーサリング１１、１２を相対的に回転させて、たとえば拡張スペーサをその「引込み」位置に移動させることができるように、工具と係合するための孔２４が第１のスペーサリング１１に設けられている。

さらに、工具と係合してスペーサリング１１、１２を互いに対して回転させて拡張スペーサ１０の伸縮を可能にするために、当接面１８、１９に（又は、当接面１８、１９と隣接した螺旋状傾斜面１６、１７との接合部に）凹部２５、２６が形成される。

図２（ａ）〜図２（ｃ）の第２実施形態を参照する。拡張スペーサ１１０は、拡張スペーサ１０のスペーサリング１１、１２と同じ構成を有する第１及び第２のスペーサリング１１１、１１２を有する。しかしながら、この第２実施形態では、ナット１３０は、ボルト（図示せず）と係合するねじ切りされた穴１３１と、油圧式ジャッキ（図示せず）の相補的プラーバーを受容する「急速起動」のテーパ穴１３２とを有しており、スペーサリング１１１、１１２内に受容されて、拡張スペーサ１０の環状カラー２１の方法でスペーサリング１１１、１１２を同軸上に整合するように維持する環状延長部１３３を有する。

図３（ａ）〜図３（ｆ）を参照する。拡張スペーサ１１０は、ボルト１３０と締着されるべき部品（図示せず）との間に設けられており、油圧式ジャッキ１５０が、ナット１３０のテーパ状のねじ山１３２と係合するよう動作可能なプラーバー（図示せず）を有し、第２のスペーサリング１１２の周縁フランジ１１３と係合するブリッジ１５１を有する。ナット１３０に引張荷重を印加することによって油圧式ジャッキ１５０がボルトに張力を印加したときに、たとえば工具を孔１２４と係合させることによって、あるいは圧縮コイルばね（図示せず）によって、第１のスペーサリング１１１を第２のスペーサリング１１２に対して回転させて、拡張スペーサ１１０をその拡張位置に移動させる。すなわち、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示される、当接面１１８、１１９が係合している位置から、図３（ｅ）及び図３（ｆ）に示される、当接面１１８、１１９が離間されている拡張位置まで移動させる。

当業者であれば、拡張スペーサ１１０によって、ナット１３０の平坦端面１３４と部品との間のひずみ間隙を急速に塞ぐことができることは理解されよう。
図４（ａ）〜図４（ｄ）の第３実施形態では、ナット２３０は平坦端面２３４を有し、拡張スペーサ２１０のスペーサリング２１１、２１２の穴内へは延びていない。本実施形態では、スペーサリング２１１、２１２は、拡張スペーサ２１０が周りに取付けられるボルトによって、同軸上に維持されている。ナット２３０が油圧式ジャッキ２５０のプリングバーと係合すると、第１のスペーサリング２１１が第２のスペーサリング２１２に対して回転されて、拡張スペーサ２１０によってナットと締着されるべき部品との間のひずみ間隙を塞ぐことができる。

図５（ａ）〜図５（ｄ）に示されているように、油圧ラム２５０は、ナット２３０の周りに配置される着脱可能なブリッジ２５１を有し、該ブリッジは、拡張スペーサ２１０の第２のスペーサリング２１２上の周縁フランジ２１３と油圧式ジャッキ２５０の本体上の環状端面２５２とにわたって延びる。

図６（ａ）〜図６（ｄ）に示されている第４実施形態を参照する。ナット３３０の一端は、拡張スペーサ１０の第１のスペーサリング１１に対応する螺旋状傾斜面３１６及び当接面３１８を備えており、一方で、スペーサリング３１２は、相補的な螺旋状傾斜面３１７及び当接面３１９を有する。環状カラーは、穴３２２、３２３に受容されて、ナット３３０及びスペーサリング３１２が同軸上に整合するように維持する。

注意：本実施形態では、スペーサリング３１２は、周縁フランジを組み込んでおらず、孔３２４がナット３３０の上端部の周りに設けられており、スペーサリング３１２に対してナット３３０を回転させて、拡張スペーサ３１０をその拡張位置と引込み位置との間で移動させることができる。

図７（ａ）〜図７（ｄ）は、第５実施形態を示しており、ナット４３０は、油圧式ジャッキ４５０のプラーバー４５５の相補的なねじ山と係合するための外方に向かってテーパが付けられたねじ４３２を有し、油圧式ジャッキ４５０のブリッジ４５１が、締着されるべき部品（図示せず）を直接的に圧迫する。

先に述べたように、環状カラー４２１は、ナット４３０と拡張スペーサ４１０のスペーサリング４１２とを正確に同軸上に整合させるように維持する。
図８に示されている第６実施形態では、拡張スペーサ６１０は、第１及び第２のスペーサリング６１１、６１２間に設けることができる中間スペーサリング６９０を有する。中間スペーサリング６９０は、第１及び第２のスペーサリング６１１、６１２の螺旋状傾斜面６１６、６１７及び当接面６１８、６１９に対して相補的な、対向する螺旋状傾斜面及び当接面６９３、６９４を有する。中間スペーサリング６９０の「上端」側は、第１のスペーサリング６１１の螺旋状傾斜面６１６及び当接面６１８と協働するように配置されている螺旋状傾斜面６９１及び当接面６９３を有するであろうし、中間スペーサリング６９０の「下端」側は、第２のスペーサリング６１２の螺旋状傾斜面６１７及び当接面６１９に対して相補的である螺旋状傾斜面６９２及び当接面６９４を有するであろう。

中間スペーサリング６９０の利点の１つは、第１及び第２のスペーサリング６１１、６１２に対して中間スペーサリング６９０が（矢印Ａの方向に）１度回転するごとに、拡張スペーサ６１０が、実際には、スペーサ１０の第１及び第２のスペーサリング１１、１２間で同じ１度だけ相対的に回転するのに対して（矢印Ｂの方向に）２倍の割合で拡張する。

離間された孔６９９に工具を挿入することによって、中間スペーサリング６９０をスペーサリング６１１、６１２に対して回転させることができる。
このような中間スペーサリング６９０が使用される場合、環状カラー（つまり環状カラー２１）によって、あるいは、環状延長部（つまり図２（ａ）〜図２（ｃ）のナット１３０の環状延長部１１３）によって、第１のスペーサリング６１１、中間スペーサリング６９０、及び第２のスペーサリング６１２が、軸方向において整合するように維持されることが好ましい。

端部スペーサの平坦端面に対する螺旋状傾斜面の実際の傾斜角は変更することが可能であるが、通常は比較的浅く、すなわち、２５度よりも小さい。そのため、圧縮荷重が拡張スペーサに印加されるとき、すなわち、油圧式ジャッキがナットにその張力を解放するとき、第１及び第２のスペーサリングの、又はナット及びスペーサリングの、及び／又は中間スペーサリングの対向する螺旋状傾斜面間に生じる摩擦によって、隣接した構成部品間の相対的な回転運動が防がれる。このように、ナットと締着されるべき部品との間のひずみ間隙が維持される。

図示した実施形態では、スペーサリング及び／又はナット上の３つの螺旋状傾斜面が示されているが、当業者であれば、好ましくは少なくとも２つ、及び好ましくは４つ未満の、１つ以上の螺旋状傾斜面を使用できることは容易に理解されよう。

図９（ａ）〜図９（ｅ）は、ナット７３０及びスペーサリング７１２を有する拡張スペーサ７１０の第７実施形態を示している。
ナット７３０は、本体７３２に、張力を印加されるべきボルト（図示しない）と係合可能なめねじ７３３を有する中央穴を備える。本体７３２の上端部は、（他の実施形態に関して図示されているタイプの）油圧式ジャッキのプラーバー（図示せず）と係合可能なおねじ７３１を有し、一方で、本体７３２の下端部は、スペーサリング７１２の本体７１４のめねじ７１３と相補的なおねじ７３６を有する。本体７１４は、平坦な環状底面７１５と、内向きの周囲フランジ７１７によって形成される当接面７１６とを有する。本体７１４の環状底面７１５と環状上面７１８は、ナット７３０の本体７３２の相補的な環状面７３７、７３８によって係合可能である。

スペーサリング７１２は、スペーサリング７１２の離間された孔７２４と係合される工具を使用して、ナット７３０に対して回転させることができる。動作中には、拡張スペーサ７１０が張力を印加されるべきボルトと係合され、ナット７３０がめねじ７３３によってそこに接続される。スペーサ７１０は、図７（ｄ）に示される構成のものである。

テーパ付きのめねじを備えた油圧式ジャッキのプラーバーは、ナット７３０のおねじ７３１と係合される。
ボルトが張力を印加されたときに、工具がスペーサリング７１２の孔７２４と係合されて、スペーサリングの環状面７１５が締着されるべき部品と係合するまで、スペーサリング７１２をナット７３０に対して回転させ（図９（ｅ）を参照）、ひずみ間隙を塞ぐ。

ついで、プラーバーが解放される。
ボルトの張力を解除するために、手順が逆に行われる。
拡張スペーサの実際の構成は、特定の意図された用途に適するように変更することができる。

本発明から逸脱することなく、説明され、図示されている実施形態に様々な変更及び改変を加えることができる。

Claims (11)

1. 張力を印加されているボルトの周りにおいて、ボルトと係合されているナットと締着されるべき部品との間に取付けられるべき拡張スペーサであって、前記拡張スペーサは相補的な第１及び第２のスペーサリングを有し、各スペーサリングは、平坦端面と、当接面によって終端する螺旋状傾斜面とを有し、前記平坦端面に対する前記螺旋状傾斜面の傾斜角は、前記拡張スペーサが前記ナットと前記部品との間に挿置され、かつ圧縮荷重が前記拡張スペーサに印加されたときに、前記第１及び第２のスペーサリングの間に相対的な回転運動が生じないように選択される、拡張スペーサ。
2. 張力を印加されているボルトの周りに取付けられ、ボルトと係合可能なナットを組み込んでいる拡張スペーサ、及び、締着されるべき部品と係合可能な平坦面を備えたスペーサリングであって、前記ナット及びスペーサリングは、当接面によって終端する相補的な螺旋状傾斜面を有し、前記スペーサリングの前記平坦端面に対する前記傾斜面の傾斜角は、前記拡張スペーサが圧縮荷重を受けたときに、前記ナットと前記スペーサリングとの間に相対的な回転又は運動が生じないように選択される、拡張スペーサ及びスペーサリング。
3. 中間スペーサリングが、前記第１及び第２のスペーサリング間に、あるいは前記ナットと前記スペーサリングとの間に挿置され、前記中間スペーサリングは、当接面によって終端する、逆方向に指向する螺旋状傾斜面を有しており、各螺旋状傾斜面の傾斜は、前記拡張スペーサが圧縮荷重を受けたときに、前記中間スペーサリングと前記第１及び第２のスペーサリングとの間に、あるいは前記中間スペーサリングと前記ナット及び前記スペーサリングとの間に相対的な回転運動が生じないように選択される、請求項１又は請求項２に記載の拡張スペーサ。
4. 前記拡張スペーサに圧縮荷重が印加されるときに、前記第１及び第２のスペーサリング、又は前記ナット及びスペーサリング、及び／又は前記中間スペーサリングが軸方向において整合するように維持するために、環状カラーが前記拡張スペーサ内に設けられる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の拡張スペーサ。
5. 前記当接面が、前記平坦端面の平面に直交する軸線上にあり、工具を挿入して、前記ボルトが張力を印加されているときの拡張位置と、前記張力を解放するために前記ナットを前記ボルト上で回転させるときの「引込み」位置との間で、前記第１及び第２のスペーサリング、又は前記スペーサリング、及び／又は前記中間スペーサリングを選択的に回転させることができるように、前記当接面に凹部が形成される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の拡張スペーサ。
6. 前記拡張スペーサを前記拡張位置に付勢するために、少なくとも１つの圧縮ばねが前記当接面に取付けられて該当接面から延びる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の拡張スペーサ。
7. 各スペーサリングが、２つ以上であるが通常は３つ又は４つ未満の螺旋状傾斜面を備える、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の拡張スペーサ。
8. 前記平坦端面に対する前記螺旋状傾斜面の典型的な傾斜角が１３度であり、任意選択的に２５度よりも小さい、請求項７に記載の拡張スペーサリング。
9. 前記部品を圧迫し、かつ前記ボルトに張力を印加するように動作可能な油圧式ジャッキのブリッジと係合されるために、周縁フランジが前記第２のスペーサリング又は前記スペーサリングの周りに設けられる、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の拡張スペーサリング。
10. 張力を印加されているボルトの周りに取付けられ、前記ボルトと係合可能なナットを組み込んでいる拡張スペーサ、及び、締着されるべき部品と係合可能な平坦面を備えたスペーサリングであって、前記ナット及びスペーサリングは、それぞれ相補的なおねじ及びめねじを有し、前記ナットに対する前記スペーサリングの相対的な回転によって前記拡張スペーサを伸縮させることができる、拡張スペーサ及びスペーサリング。
11. 張力装置のプラーバーと係合するために、前記ナットが第２の、任意選択的にテーパ状のねじ山を有する、拡張スペーサ。

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