JP2018169041A - 荷重表示ワッシャ - Google Patents

Abstract

【課題】ファスナに使用される荷重表示ワッシャである。【解決手段】このワッシャ１００は、円形ベースプレート１０４、ベースプレート１０４から突出するドーム型キャップ１０２、円形ベースプレート１０４とドーム型キャップ１０２の間に形成される空洞、及び円形ベースプレート１０４とドーム型キャップ１０２を貫通するファスナ穴１０６から構成される。ドーム型キャップ１０２は、閾値を超過する力が加わると空洞の中に潰れるように構成される。【選択図】図２

Description

本開示は、ボルトなどのファスナに使用されるワッシャの分野に関する。

ワッシャは、ボルトのようなねじファスナの荷重を分散させるために常套的に使用されるハードウエアである。一の特殊なワッシャは更に、構造部材を接合するために使用されるファスナに掛かる予荷重を表示するために使用され得る。ファスナに掛かる予荷重は、締結時にファスナに生成される引張力である。ファスナに掛かる引張力は、締付力として知られる圧縮力をジョイント内に生成する。一の種類の予荷重ワッシャは、一定の予荷重に達すると平坦になる隆起部を有している。別の種類の予荷重ワッシャは、一定の予荷重に達すると溝から溢れるシリコーンを有している。

構造部材のジョイントに存在する荷重を測定することは、製造の分野、特に航空宇宙産業において有益である。したがって、改善された荷重表示ワッシャを設計し、使用することが望ましい。

本明細書に記載される実施形態は、ファスナによって特定の荷重が掛かると塑性変形するドーム型の荷重表示ワッシャを提供する。荷重表示ワッシャは、ジョイント、例えば複合材料の層の間のジョイントのファスナに使用することができる。ファスナによってジョイントに締付力が加わるとき、荷重表示ワッシャにも力／荷重が加わる。荷重表示ワッシャの幾何学的形状及び特性に起因して、力／荷重が閾値を超過するとドーム型部分は潰れることができる。したがって、荷重表示ワッシャは、ジョイントにおける荷重を表示するために使用され得る。

一実施形態は、ファスナ用のワッシャを備える。このワッシャは、円形のベースプレート、ベースプレートから突出するドーム型キャップ、円形ベースプレートとドーム型キャップの間の空洞、円形ベースプレートとドーム型キャップを貫通するファスナ穴から構成される。

別の実施形態では、ワッシャは金属材料から形成される。

別の実施形態では、ドーム型キャップは、ファスナによりドーム型キャップの降伏強度を超過する締付力が加わると、空洞の中に潰れるように構成される。

別の実施形態では、空洞は、半楕円形の断面を有する。

別の実施形態では、ドーム型キャップの降伏強度は、空洞の半楕円形断面の長軸 、空洞の半楕円形断面の短軸、ドーム型キャップの厚さ、及び金属材料に基づいて決定される。

別の実施形態では、円形ベースプレートの厚さは、ドーム型キャップの厚さより大きい。

別の実施形態では、ドーム型キャップの厚さは、円形ベースプレートからファスナ穴に向かって減少する。

別の実施形態では、ファスナ穴は、ファスナ上で摺動可能なようにサイズ決めされる。

別の実施形態は、ドーム型ワッシャを備える。このドーム型ワッシャは、第１の面に沿って円形であるベースプレート、ベースプレートの周囲から外側に向かって突出する凸面壁、第１の面に直交する第２の面に沿って平突形状を有する、ベースプレートと凸面壁の間の空洞、及びドーム型ワッシャの中心軸を通ってベースプレートと凸面壁を貫通するファスナ穴を含む。

別の実施形態では、ドーム型ワッシャは、金属材料から形成される。

別の実施形態では、凸面壁は、ファスナによって凸面壁の降伏強度を超過する締付力が加わると、空洞の中に潰れ、塑性変形するように構成される。

別の実施形態では、ベースプレートの厚さは凸面壁の厚さより大きい。

別の実施形態では、凸面壁の厚さは、ベースプレートからファスナ穴に向かって減少する。

別の実施形態では、ファスナ穴は、ファスナ上で摺動可能なようにサイズ決めされる。

別の実施形態は、構造部材のジョイントにおけるクランプアップ荷重を決定する方法を含む。この方法は、円形ベースプレート、円形ベースプレートから突出してドーム型キャップと円形ベースプレートの間に空洞を形成するドーム型キャップ、及びドーム型キャップと円形ベースプレートを貫通するファスナ穴を備えるワッシャを獲得することを含む。この方法は更に、ドーム型キャップがファスナに係合するように、ファスナ穴を介してファスナのシャンク上にワッシャを摺動させること、ファスナのシャンクをジョイントの貫通穴に挿入すること、及びファスナによりジョイントに漸増する締付力を加えることを含む。方法は更に、構造部材間のギャップについてジョイントを検査すること、並びにギャップが閉じており、ワッシャのドーム型キャップが空洞の中に潰れていないとき、ジョイントのクランプアップ荷重が閾値を超えていないと決定することを含む。

別の実施形態では、方法は更に、ギャップが閉じておらず、ワッシャのドーム型キャップが空洞の中に潰れているとき、ジョイントのクランプアップ荷重が閾値を超えていると決定することを含む。

別の実施形態では、ファスナはボルト及びナットを備える。方法は更に、ナットをボルト上に螺合させること、及び漸増するトルクをナットに加えて、漸増する締付力をジョイントに加えることを含む。

別の実施形態では、構造部材は複合材料の層を含む。

前述の特徴、機能、及び利点は、様々な実施形態において単独で実現可能であるか、又は更に別の実施形態において組み合わせることができ、これらの実施形態の更なる詳細は、下記の説明及び図面を参照して理解することができる。

本発明の幾つかの実施形態は、例示のためだけに、添付図面を参照して説明される。すべての図面で、同じ参照番号は同じ又は同種の要素を表している。

例示的な一実施形態における荷重表示ワッシャの斜視図である。 図１の荷重表示ワッシャの別の斜視図である。 図２の荷重表示ワッシャの断面図である。 例示的な一実施形態における荷重表示ワッシャの部分断面図である。 例示的な一実施形態における荷重表示ワッシャの底面図である。 例示的な一実施形態において、ドーム型キャップが潰れている荷重表示ワッシャの断面図である。 例示的な一実施形態において、ドーム型キャップが潰れている荷重表示ワッシャの斜視図である。 例示的な一実施形態においてファスナ上に使用されている荷重表示ワッシャを示している。 例示的な一実施形態においてファスナ上に使用されている荷重表示ワッシャを示している。 例示的な一実施形態においてジョイントにおけるクランプアップ荷重を決定するために荷重表示ワッシャを使用する方法のフロー図である。

図面及び下記の記載により、特定の例示的実施形態が示される。当業者であれば、本明細書に明示的に記載又は図示されていなくとも、本明細書に記載される原理を実現し、考慮される請求の範囲内に含まれる様々な構成を考案することができるであろう。更に、本明細書に記載されるいかなる実施例も、本開示の原理の理解を助けることを意図したものであり、限定されることなく解釈される。この結果、本開示を限定するものは、下記の具体的な実施形態又は実施例ではなく、特許請求項の範囲及びその等価物である。

図１及び２は、例示的な一実施形態における荷重表示ワッシャ１００の斜視図である。ワッシャ１００は、二つ以上の構造部材を接合するために、ファスナと一緒に使用される。図１に示すワッシャ１００の上部は、ワッシャ１００の、ファスナ（例えば、ファスナのヘッド、ファスナのナットなど）に係合する部分であるドーム型キャップ１０２を含む。図２に示すワッシャ１００の底部は、ワッシャ１００の、構造部材の表面、別のワッシャなどに係合する部分であるベースプレート１０４を画定する。ワッシャ１００は、ワッシャ１００がファスナ上に摺動することを可能にするファスナ穴１０６も含む。

ドーム型キャップ１０２は、ベースプレート１０４から突出する材料（例えば、金属）の層又は壁を含み、ドーム型又は凸型の形状を有する。ベースプレート１０４は、ファスナの荷重を構造部材の表面全体に分散させるために実質的に平面状又は平坦とすることのできる材料（例えば、金属）の円形層を含む。ドーム型キャップ１０２とベースプレート１０４は、ワッシャ１００が金属材料、例えばアルミニウムから形成される一体構造を有するように、一体的に形成されてもよい。

図３は、例示的な一実施形態におけるワッシャ１００の断面図である。図３は、図２のライン３−３に沿った断面である。ドーム型キャップ１０２は、ベースプレート１０４から外側に向かって突出する凸面壁から形成されている。この実施形態では、凸面壁は、ベースプレート１０４の周囲から突出している。ドーム型キャップ１０２の形状は、ベースプレート１０４とドーム型キャップ１０２の間に空洞３０４を形成し、この空洞は、ベースプレート１０４とドーム型キャップ１０２の間の中空又は空のスペースである。空洞３０４は、断面で見たとき（即ち、ベースプレート１０４の平面に直交する平面に沿って）、半楕円形又は平突形状を有する。

図４は、例示的一実施形態におけるワッシャ１００の部分断面図である。ベースプレート１０４はＴ１の厚さを有し、ドーム型キャップ１０２はＴ２の厚さを有する。ベースプレート１０４の厚さとドーム型キャップ１０２の厚さは設計選択に基づいて変動し得るが、ベースプレート１０４の厚さＴ１はドーム型キャップ１０２の厚さＴ２より大きくてよい。これにより、ドーム型キャップ１０２はベースプレート１０４の前に又は代わりに塑性変形することができる。また、ドーム型キャップ１０２の厚さＴ２は、ベースプレート１０４から突出する地点からファスナ穴１０６に向かって減少し得る又はテーパ付けされ得る（図３も参照）。ドーム型キャップ１０２とベースプレート１０４の間のインターフェースは、角度４０２を画定する。図５は、例示的な一実施形態におけるワッシャ１００の底面図である。ベースプレート１０４は直径Ｄ１を有し、この直径は設計選択に基づいて必要に応じて変化させることができる。ファスナ穴１０６は、図５に示すように、ベースプレート１０４（及びドーム型キャップ１０２）の中心軸を通って延びていてよい。

ワッシャ１００は、ファスナによって十分に大きな力がドーム型キャップ１０２に加わるとドーム型キャップ１０２が空洞３０４内に潰れるように設計される。図６は、例示的な一実施形態において、ドーム型キャップ１０２が潰れている荷重表示ワッシャ１００の断面図である。この図に明らかであるように、ドーム型キャップ１０２の閾値、降伏強度、圧縮強度、又は弾性限度を超過する力６０２（例えば、ファスナの締付力）又は荷重は、ドーム型キャップ１０２を空洞３０４に潰れさせ、塑性変形させる。閾値は、ワッシャ１００の種々の設計特性に依存させることができる。例えば、閾値は、空洞３０４の半楕円形断面の長軸３１０（図３参照）、空洞３０４の半楕円形断面の短軸３１１、ドーム型キャップ１０２の厚さＴ２、及びワッシャ１００を形成するために使用される材料に基づいて決定することができる。閾値は、ベースプレート１０４の厚さＴ１、ベースプレート１０４の直径Ｄ１、ドーム型キャップ１０２とベースプレート１０４の間の角度４０２（図４参照）、及び可能であれば他の特性に基づいて決定されてもよい。ベースプレート１０４の円形の直径Ｄ１は、空洞３０４の半楕円形断面の長軸３１０に幾何学的に関連していてもよい。例えば、直径Ｄ１は、空洞３０４の半楕円形断面の長軸３１０と、ドーム型キャップ１０２とベースプレート１０４の交差部における厚さＴ１の二倍との和に等しくすることができる。図７は、例示的な一実施形態において、ドーム型キャップ１０２が潰れている荷重表示ワッシャ１００の斜視図である。

図８及び９は、一実施形態においてファスナ上に使用されるワッシャ１００を示している。この実施形態では、ファスナ８０２はナットを有するボルトであるが、ファスナ８０２は、他の実施形態では別の種類のファスナ、例えばねじ、リベットなどを含むことができる。ファスナ８０２は、ジョイント８１３において、構造部材８１０〜８１２の接合面を固定するために使用される。構造部材８１０〜８１２は、複数の構成材料、例えば炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）材料から形成された複合材料の層を含み得る。構造部材８１０〜８１２は、接合される任意の部品、対象物、材料などを交互に含むことができる。ジョイント８１３は、ファスナ８０２の上面８１５から底面８１６まで延びる貫通穴８１７を有する。

この実施形態では、ワッシャ１００は、ドーム型キャップ１０２がファスナヘッド８０４に係合するまでファスナ８０２のシャンク８０６上を摺動する。次いでファスナ８０２は、図８に示すようにジョイント８１３の貫通穴８１７に挿入され、ここでワッシャ１００のベースプレート１０４がジョイント８１３の上面８１５に接触する。次いでナット８０８を、シャンク８０６のねじ付き端部に螺合させることができる。ジョイント８１３に使用されるハードウエアは一実施形態にすぎず、他の平坦なワッシャ又は他のハードウエアをファスナ８０２及びワッシャ１００と共に使用してもよい。

ワッシャ１００は、有利には、ジョイント８１３における荷重を表示することができる。ファスナ８０２には、ファスナヘッド８０４又はナット８０８に対してトルクを掛けることにより引張力が掛かる。トルクの付加により、ファスナ８０２に引張力が掛かり、構造部材８１０〜８１２を圧縮する締付力が生じる。ファスナ８０２により生成された締付力がドーム型キャップ１０２の降伏強度を超過すると、ドーム型キャップ１０２は空洞３０４内に潰れて塑性変形する（図９参照）。したがって、ワッシャ１００は、ワッシャ１００に使用される幾何学的形状及び特性の弾性限度を超過する荷重に対して機械応答（即ち、ドーム型キャップ１０２の崩壊）を有する感知機構として機能することができる。上述のように、ワッシャ１００の設計特性により、ドーム型キャップ１０２の降伏強度が決定する。例えば、ドーム型キャップ１０２の厚さＴ２及びベースプレート１０４の厚さＴ１（図３参照）は、ジョイント８１３に必要な締付力に対応する、ワッシャ１００の所望の塑性降伏点と一致するように選択することができる。ドーム型キャップ１０２の厚さＴ２と、ベースプレート１０４の厚さＴ１及び直径Ｄ１との組み合わせにより、空洞３０４内部に設計される角度４０２（図４参照）及びその結果得られる空洞３０４の容積が決定される。ワッシャ１００の塑性変形により、ファスナ８０２に対して更に予荷重が掛かることはない。これは、結晶格子構造が金属構造内部において恒久的に原子結合を転移させて破壊すると、自然と反対方向へ向かう線形の反力を提供する貯蔵された弾性エネルギーが放出されるためである。これは、追加的な予荷重がファスナ８０２又は隣接する構造部材８１０〜８１２の静的及び疲労寿命サイクルに悪影響を与え得る、引張力臨界ジョイントにおいて有利であり得る。これにより、変形完了後、ワッシャ１００は、所与の厚さを有する標準的な平坦ワッシャとして機能することができるか、又は得られた情報がジョイント８１３の設計目的（例えば、ギャップを閉じるために必要な荷重が許容誤差を逸脱している）の決定に使用された後は廃棄することができる。

ワッシャ１００のもう一つの利点は、ドーム型キャップ１０２の（恒久的な）塑性変形により、ファスナヘッド８０４を収容する陥没空洞９０２が提供されるような幾何学的設計を有することである。別の実施形態は、振動に起因するボルト留めジョイントのねじ山移動を防止するための解決法と、高セキュリティ用途におけるタンパー防止締結ジョイントとを提供する。陥没空洞９０２中に、二つの部分からなるエポキシ樹脂と硬化剤を注入することにより、セキュリティ用途のために、動的荷重によるジョイント８１３の緩みと、将来ジョイントに到達することを防止できる。ファスナヘッド８０４が陥没空洞９０２より十分に小さく設計される場合、樹脂でファスナ８０２を完全に封入することができ、ジョイント８１３を分解するために必要なファスナヘッド８０４の内表面及び外表面へのツールの到達が防止される。加えて、ワッシャ１００のポストフォースジオメトリは、こぼれたり漏れたりせず、又は追加的な封じ込めデバイスを必要とせずに、エポキシ樹脂の混合物を十分に収容するものである。

ワッシャ１００の一の特定の用途は、ジョイントにおけるクランプアップ力／荷重を決定することである。ジョイント８１３において構造部材８１０〜８１２の合わせ面又は接合面の間には、同一平面内の整合はなくてもよい。例えば、構造部材８１０は、構造部材８１０と構造部材８１１の間にギャップ８２０を形成する変形（例えば、若干の湾曲又は屈曲）を有してもよい（図８参照）。このようなギャップ８２０は、ジョイント８１３に、ギャップ８２０を跨ぐファスナ８０２の締付力の方が上回なければならない、クランプアップ力又はクランプアップ荷重と呼ばれる反対の力又は反対の強度を生成する。クランプアップ荷重は、ジョイント８１３に付加される残留荷重であり、これは構造部材８１０〜８１２の間のギャップ８２０を合わせるファスナ８０２の締付力により克服される必要がある。ファスナ８０２及び構造部材８１０〜８１２が構造的に老化する結果静的及び疲労強度を失わないように、製造環境においてジョイント８１３に付加されるこのような荷重に対し、限度及び閾値が設けられる。したがって、ジョイントにおけるクランプアップ荷重の量が閾値を超過しているかどうかを知ることが望ましい。

図１０は、例示的一実施形態において、ジョイントにおけるクランクアップ荷重を決定するためにワッシャ１００を使用する方法１０００を示すフロー図である。方法１０００のステップは、図８及び９を参照して説明されるが、当業者であれば、方法１０００が他のファスナを用いて及び他のジョイント上で実施されうることを理解するであろう。このフロー図のステップは、包括的なものではなく、図示されていない他のステップを含むことができ、またステップは別の順序で実施されてよい。

方法１０００のステップは、図８及び９に示されるような、構造部材８１０〜８１２（例えば、複合構造の層）から形成される構造を組み立てる際に、オペレーターによって実施されても、自動システム（例えばロボット）によって実施されてもよい。方法１０００は、上述のようなワッシャ１００を獲得すること（ステップ１００２）、及びドーム型キャップ１０２がファスナと係合するように（図８参照）ワッシャ１００をファスナのシャンク上に摺動させること（ステップ１００４）を含む。方法１０００は更に、ファスナのシャンクを、ジョイントの貫通穴の中に挿入する（図８参照）こと（ステップ１００６）を含む。ファスナが図８に示すようなボルトである場合、ナットをボルト上に螺合させてもよい。方法１０００は更に、ファスナにより漸増する締付力をジョイント８１３に加えること（ステップ１００８）を含む。例えば、オペレーターは、ファスナヘッド又はファスナのナットにトルクを加えることができる。トルクが加わると、ファスナが伸長して構造部材８１０〜８１２が圧縮される。方法１０００は更に、構造部材８１０〜８１２間のギャップ８２０についてジョイント８１３を検査すること（ステップ１０１０）を含む。

ギャップ８２０が閉じており、ワッシャ１００のドーム型キャップ１０２が空洞３０４の中に潰れていないとき、方法１０００は更に、ジョイント８１３におけるクランプアップ力が閾値を超過してないと決定すること（ステップ１０１２）を含む。ジョイント８１３におけるクランプアップ力が閾値を超過していないので、ギャップ８２０はジョイント８１３に許容不能な荷重を付加しない。したがって、ジョイント８１３は、許容可能な製造許容誤差内であることが確認できる。この時点では、所望のトルク（通常はファスナの保証強さの一定割合）に達するまで、追加のトルクをファスナに加えることができる。このような追加のトルクは、ワッシャ１００が潰れて標準の平坦なワッシャとして機能するように、ワッシャ１００の降伏強度を上回る締付力を生成する。代替え的に、ワッシャ１００は、クランプアップ力を表示した後でファスナから取り外し、破棄してもよい。

ギャップ８２０が閉じておらず、ワッシャ１００のドーム型キャップ１０２が空洞３０４の中に潰れたとき、方法１０００は更に、ジョイント８１３におけるクランプアップ力が閾値を超過していると決定すること（ステップ１０１４）を含む。ジョイント８１３におけるクランプアップ力が閾値を超過しているので、ギャップ８２０は許容不能な量の荷重をジョイント８１３に加えており、これはジョイント８１３の構造的一体性に悪影響を与え得る。したがって、ジョイント８１３は許容可能な製造許容誤差内にない。

更に、本開示は下記の条項による実施形態を含む。
条項１．
ファスナ用のワッシャを備える装置であって、ワッシャが：
円形ベースプレート；
ベースプレートから突出するドーム型キャップ；
円形ベースプレートとドーム型キャップの間に形成される空洞；及び
円形ベースプレートとドーム型キャップを貫通するファスナ穴
を備える、装置。
条項２．
ワッシャが金属材料から形成されている、条項１の装置。
条項３．
ドーム型キャップが、ファスナによりドーム型キャップの降伏強度を超過する締付力が加わると、空洞の中に潰れるように構成されている、条項２の装置。
条項４．
空洞が半楕円形断面を有する、条項３の装置。
条項５．
ドーム型キャップの降伏強度が：
空洞の半楕円形断面の長軸；
空洞の半楕円形断面の短軸；
ドーム型キャップの厚さ；及び
金属材料
に基づいて決定される、条項４の装置。
条項６．
円形ベースプレートの厚さがドーム型キャップの厚さより大きい、条項１の装置。
条項７．
ドーム型キャップの厚さが円形ベースプレートからファスナ穴に向かって減少する、条項１の装置。
条項８．
ファスナ穴が、ファスナ上で摺動可能なようにサイズ決めされる、条項１の装置。
条項９．
ドーム型ワッシャを備える装置であって、
ドーム型ワッシャが：
第１の面に沿って円形であるベースプレート；
ベースプレートの周囲から外側に向かって突出する凸面壁；
第１の平面に直交する第２の平面に沿って平突形状を有する、ベースプレートと凸面壁の間の空洞；及び
ドーム型ワッシャの中心軸を通ってベースプレートと凸面壁を貫通するファスナ穴
を含む、装置。
条項１０．
ドーム型ワッシャが金属材料から形成されている、条項９の装置。
条項１１．
凸面壁が、ファスナによって凸面壁の降伏強度を超過する締付力が加わると空洞の中に潰れて塑性変形するように構成されている、条項１０の装置。
条項１２．
ベースプレートの厚さが凸面壁の厚さより大きい、条項９の装置。
条項１３．
凸面壁の厚さがベースプレートからファスナ穴に向かって減少する、条項９の装置。
条項１４．
ファスナ穴が、ファスナ上で摺動可能なようにサイズ決めされる、条項１の装置。
条項１５．
構造部材のジョイントにおけるクランプアップ荷重を決定する方法であって：
円形ベースプレート、円形ベースプレートから突出し、円形ベースプレートとの間に空洞を形成するドーム型キャップ、及びドーム型キャップと円形ベースプレートを貫通するファスナ穴を備えるワッシャを獲得すること；
ドーム型キャップがファスナに係合するように、ファスナ穴を介してファスナのシャンク上にワッシャを摺動させること；
ファスナのシャンクをジョイントの貫通穴に挿入すること；
ファスナにより漸増する締付力をジョイントに加えること；
ジョイントを、構造部材間のギャップについて検査すること；及び
ギャップが閉じており、ワッシャのドーム型キャップが空洞の中に潰れていないとき、ジョイントにおけるクランプアップ荷重が閾値を超過していないと決定すること
を含む方法。
条項１６．
ギャップが閉じておらず、ワッシャのドーム型キャップが空洞の中に潰れているとき、ジョイントにおけるクランプアップ荷重が閾値を超過していると決定すること
を更に含む、条項１５の方法。
条項１７．
ファスナがボルトとナットを含み、更に：
ナットをボルト上に螺合させること；及び
漸増するトルクをナットに掛けて、漸増する締付力をジョイントに加えること
を含む、条項１５の方法。
条項１８．
構造部材が複合材料の層を含む、条項１５の方法。

具体的な実施形態が本明細書に記載されたが、本開示の範囲はそれら具体的な実施形態に限定されるものではない。本開示の範囲は、特許請求の範囲及びそのすべての等価物によって規定される。

Claims (10)

1. ファスナ用のワッシャを備える装置であって、前記ワッシャが：
   円形ベースプレート；
   前記ベースプレートから突出するドーム型キャップ；
   前記円形ベースプレートと前記ドーム型キャップとの間に形成される空洞；及び
   前記円形ベースプレート及び前記ドーム型キャップを貫通するファスナ穴
   を備える装置。
2. 前記ワッシャが金属材料から形成されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記ドーム型キャップが、前記ファスナによって前記ドーム型キャップの降伏強度を超過する締付力が加わると、前記空洞の中に潰れるように構成されている、請求項２に記載の装置。
4. 前記空洞が半楕円形断面を有する、請求項３に記載の装置。
5. 前記ドーム型キャップの前記降伏強度が：
   前記空洞の前記半楕円形断面の長軸；
   前記空洞の前記半楕円形断面の短軸；
   前記ドーム型キャップの厚さ；及び
   前記金属材料
   に基づいて決定される、請求項４に記載の装置。
6. 前記円形ベースプレートの厚さが前記ドーム型キャップの厚さより大きい、請求項１に記載の装置。
7. 前記ドーム型キャップの厚さが、前記円形ベースプレートから前記ファスナ穴に向かって減少する、請求項１に記載の装置。
8. ファスナ穴が、ファスナ上で摺動可能なようにサイズ決めされる、請求項１に記載の装置。
9. 構造部材のジョイントにおけるクランプアップ荷重を決定する方法であって：
   円形ベースプレート、前記円形ベースプレートから突出して前記円形ベースプレートとの間に空洞を形成するドーム型キャップ、及び前記ドーム型キャップと前記円形ベースプレートを貫通するファスナ穴を備えるワッシャを獲得すること；
   前記ドーム型キャップが前記ファスナに係合するように、前記ファスナ穴を介してファスナのシャンク上に前記ワッシャを摺動させること；
   前記ファスナの前記シャンクを前記ジョイントの貫通穴に挿入すること；
   前記ファスナによって漸増する締付力を前記ジョイントに加えること；
   前記ジョイントを、前記構造部材間のギャップについて検査すること；及び
   前記ギャップが閉じており、前記ワッシャの前記ドーム型キャップが前記空洞の中に潰れていないとき、前記ジョイントにおける前記クランプアップ荷重が閾値を超過していないと決定すること
   を含む方法。
10. 前記ギャップが閉じておらず、前記ワッシャの前記ドーム型キャップが前記空洞の中に潰れているとき、前記ジョイントにおける前記クランプアップ荷重が前記閾値を超過していると決定すること
    を更に含む、請求項９に記載の方法。

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