JP2019078401A - 金属疲労と緩み止めボルト - Google Patents

Abstract

【課題】ボルトの金属疲労検知と緩み止めを目的にしたものである。ボルトが金属疲労で伸びる力と、ボルトが緩もうとする力には桁違いの差があることを利用したものである。【解決手段】ボルト１に開けた溝２の中に収納されたＬ字金属４を頭部で溶接し１３、１つのボルトとする。ボルト１をナットで締め付ける。ナットからはみ出た金属先端７を六角面に平行になるようにペンチで曲げる。これで緩み止めが完了する。ボルトに開けた溝はボルトの５％以下である。金属疲労を起こしたボルトは数ミリ長くなり、ナットの六角面に曲げたＬ字金属４が引っ張られる。金属先端７が大きく戻り金属疲労が目視でき検知可能になる。【選択図】図１

Description

この発明はボルトの金属疲労検知と緩み止めに関するものである。

従来のボルトは振動などの力で少しずつ緩む。ボルトの緩みについては緩みが少ない二重ナットなどがある。
次にボルトは大きな力の継続などで金属疲労を起こし破損することがまれにある。これを検知するのに専用機械はある。ビルや橋梁、鉄塔など多く使用されているすべてのボルトを測定することはできない。目視検査や打音検査で様子を見ている。本案は以上の二つの欠点を無くするためになされたものである。

先行技術の文献

発明が解決しようとする課題

本案は、ボルトの金属疲労検知と緩み止めを同時に行うことを目的にしたものである。
まず、ねじの緩む力と、ねじが金属疲労を起こす力には桁違いの差があることである。この二つの力の違いを利用し金属疲労検知と緩み止めと両方を行う。
緩みは細長い金属を利用し曲げることで緩み止めできる。しかし、ボルトの金属疲労によって生じる力は大きく、細長い金属を曲げたものでは大きな力により曲げた部分が元に戻ろうとする。ボルトが金属疲労し生じた数ミリの伸びを、細長い金属で先を大きく動かし見やすく目視で検知するものである。

課題を解決するための手段

細長い金属板の端をＬ字に直角に曲げた道具を作る。固定器具を以後、Ｌ字金属とする。
ボルトの頭部からねじ先まで回転軸に沿って溝を作る。深さはＬ字金属が入り、ナットの締めつけを邪魔しない深さにする。その溝に沿ってＬ字金属を差し込みＬ字の短い方を頭部で溶接し固定する。
ナットは任意の位置で締めつけが終わる。溝に沿ってはめ込まれたＬ字金属がナットからはみ出た部分を曲げることで緩み止めする。締めつけ後Ｌ字金属の先端を曲げるため、ナットは任意の位置で止まり緩みが止めができる。

ナットの六角面からはみ出た金属先端の部分をペンチなどで六角面に平行に曲げる。金属先端がナット面に引っ掛かり緩み止めができる。ほぼ並行にするのはペンチだけでは難しく、同じ別のナットで２重ナットのように締め付けると金属先端が挟まりほぼ並行になる。そのナットは緩め外す。するとＬ字金属先端はよく曲がる。

本案のボルトとナットで締め付けナットからはみ出したＬ字金属の先端を曲げる。金属疲労が生じてボルトが数ミリ伸びると曲げた金属先端が元に戻ろうとする。Ｌ字金属にはねじ山が無いためボルトが伸びても伸びることは無い。ナットの六角面に平行なＬ字金属の先端が斜めに戻ることで目視でも金属疲労が検知できる。

本案のボルトとナットだけではＬ字金属の固定は甘くなる。ナットのねじ穴の出入り口は面取りがされているため、曲げるとき角の曲げが大ききく丸くなりねじの緩み止が甘くなる。そこで、二つの方法を考案する。

一つ目はナットの面取りをなくすため、ナット穴と同径の座金で作ったねじをナットの次に締める。ナットの面取りが無いのと同じ効果になり、曲げた角が鋭くなる。角が鋭く直角に曲がり緩み止めの遊びが少なくなる。この座金をねじ座金とする。

２つ目はナットのねじ穴の出入り口に面取りがあるため金属先端は鋭く曲がらない。この面取りの無いナットを制作し使用することで、Ｌ字金属は鋭く曲がる。これによりねじの緩み止めが遊びが少なくなる。

発明の効果

（ア）ボルトのＭ８以下で使用する金属先端なら人の指でも曲げられ緩み止めができる。
（イ）同じ大きさのボルトと本案のボルトの質量を比較すると、Ｌ字金属で増えた分溝の部分が減少し、質量はほぼ同じぐらいである。
（ウ）ボルトに溝を掘り削った体積は全体の５％ぐらいある。軽くなるがその分ボルトの強度が幾分下がる。

本案のボルト１と溶接１３されたＬ字金属４をナット３で締めつけた後、ナット３からはみ出したＬ字金属４の金属先端７をほぼ直角に曲げ１１ナット３の六角面にほぼ並行にする。これで緩み止めが完成する。金属疲労でボルトがわずかに伸びると、金属先端７の曲げが元に戻１２り平行で無くなり金属疲労が発見できる。

本案のボルト１に出入り口の面取りしてないナット１７で締め、Ｌ字金属の金属先端７を曲げ１１て緩み止めをする。

本案のボルト１をナット３をで締めた後、ねじ座金１４でさらに締めるそして、Ｌ字金属４の金属先端７を曲げて緩み止めをする。

本案のボルト１にＬ字金属４を差し込みＬ字の短い方を溶接１３では無く接着剤で接着する。すると金属疲労の力がナット側では無く、頭部側に変形が出てき来ることで金属疲労が頭部でわかる。

本体のボルトとナットとＬ字金属の正面図 （ボルトのねじ山は省略） Ｌ字金属をつけたボルトの左右の側面図 Ｌ字金属が見える位置を示すボルトとナットの断面図 Ｌ字金属を直角に曲げた様子を示す断面図 ボルトとナットにねじ座金を差し込んだ断面図 ボルトとナットに座金ねじを差し込んで曲げた断面図 ナットとナットの断面、面取りが無いナットの断面図 面取りが無いナットでＬ字金属を曲げた断面図

１、本体
２、溝
３、ナット
４、Ｌ字金属
５、頭部
６、ねじ先
７、金属先端
８、ねじ外径
９、ねじ内径
１３、溶接
１４、ねじ座金
１６、面取りなし
１７、面取りなしナット

Claims (4)

1. ボルトに回転軸に沿って内径より深く溝を掘り、溝にＬ字型金属を差し込み頭部で溶接しナットで締め付けた後、ナットからはみ出したＬ字金属の先端部分をナットの六角面に平行に曲げることで緩みを止めと金属疲労を調べる金属疲労検知と緩み止めボルト。
2. 請求項目１のねじ先のＬ字金属の曲げた角が鋭く曲がる面取りがないナットを使用する金属疲労検知と緩み止めボルト。
3. 請求項目１のねじ先のＬ字金属の曲げた角が鋭く曲がるねじ座金を使用する金属疲労検知と緩み止めボルト
4. 請求項目１のボルトの頭部でＬ字金属を接着剤すると、金属疲労で生じた伸びが頭部でＬ字金属を変形させ検知ができる金属疲労検知と緩み止めボルト。

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