JP3706561B2 - Bolt caulking structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボルト、特に破断に際してボルト頭部の落下を防止する必要のあるボルトのかしめ構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
締結後のボルトが何らかの原因で破断した場合、通常それはボルトの首下部での破断が多いが、破断したボルト頭部が落下すると締結されていた装置の運転上の支障を来すおそれがある場合がある。例えば、図6に示す原子炉のバッフルフォーマーボルト03がその一例であり、図6は従来の原子炉内のフォーマー部とバッフル板とのバッフルフォーマーボルト締結部の要部断面説明図である。
【0003】
原子炉内のフォーマー部1とバッフル板2とを締結するバッフルフォーマーボルト03は、過酷な使用条件により万一ボルトの首下部等が破断した場合にも、原子炉は炉内の頻繁なメンテナンスが困難なうえ、一定期間の連続した運転を支障無く行なえる必要があるため、ボルト頭部04が炉内に落下することを防止しなければならない。
【0004】
従来は、図6に示すようにボルト頭部04をボルト用の座ぐり穴05に座金状の止め金具06で溶接して固定し、万一ボルトの首下部等が破断した場合にもボルト頭04がその位置に留まるようにしていた。
【0005】
なお、図6にはバッフルフォーマーボルト03を六角穴ボルトで示したが、通常の六角頭ボルトの場合も同様である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のバッフルフォーマーボルト03の固定構造では、溶接によるためボルトの交換取外しが困難なうえ、ボルト締結時の固定作業が煩雑で作業条件が制約されるものであった。
【0007】
本発明は、締結後にボルトの破断が生じてもボルト頭部の落下を防止でき、ボルトが締結されている構造物の健全性を確保でき、ボルトの用いられている装置やプラントの運転に支障が生じることを防止できるとともに、ボルトの交換、締結および固定が容易で、さらにはボルト締結時の固定作業の遠隔作業も容易とするボルトのかしめ構造を提供することを課題とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、その第1の手段として、ボルト頭部の下部に張り出したフランジ部と、同フランジ部の外周に設けられ上方に向け延在する環状壁をなすフレア部と、ボルト穴の上部に設けられ前記フランジ部の外径よりやや大きい内径を有し前記フレア部およびフランジ部を含めた前記ボルト頭部を没入する座ぐり穴と、前記フレア部の側方の同座ぐり穴の側壁の周方向に間隔をおいて複数設けられたかしめ溝とを備え、ボルトが締結された状態で前記フレア部にかしめ加工を行って形成されたかしめ突起を前記かしめ溝に嵌合させ、嵌合した状態における前記かしめ突起が生じた箇所においてフレア頂部が前記かしめ溝より上方にはみ出すように前記フレア部の高さが設定され、前記かしめ突起の面がかしめ溝の上縁に圧接され、前記座ぐり穴は、前記側壁が同座ぐり穴を上方に向けて閉じる方向の円弧断面、または傾斜断面を形成してなることを特徴とするボルトのかしめ構造を提供する。
【0009】
第1の手段によれば、溶接を用いないで、かしめ固定のためボルトの交換、固定が容易に行えることに加え、フレア頂部がかしめ溝より上方にはみ出しを残すようにフレア部の高さが設定してあるため、かしめ突起は、その凸状の面がかしめ溝の上縁に弾性的に圧接し、ボルトが破断したとき、ボルト頭部が移動せず落下が防止されるほか、ボルト頭部の回転、振動も防止される。また、座ぐり穴の側壁に設けられたかしめ溝はその上縁が座ぐり穴内側にやや迫り出した断面となるため、ボルトのかしめ突起がかしめ溝から上方に抜けることへの拘束が強化される。
【0010】
(2)第2の手段としては、第1の手段のボルトのかしめ構造において、前記フレア部は前記かしめ加工を行う前に同かしめ突起を形成する箇所の両脇に前記ボルトの軸方向の縦スリットを加えたものであることを特徴とするボルトのかしめ構造を提供する。
【0011】
第2の手段によれば、第1の手段の作用に加え、フレア部の剛性を低下でき、かしめ力を低減できるためかしめ加工が容易となる。
【0012】
(3)また、第3の手段として、第1の手段のボルトのかしめ構造において、前記フレア部は前記かしめ加工を行う前に同かしめ突起を形成する箇所の下方に前記ボルトの周方向の横スリットを加えたものであることを特徴とするボルトのかしめ構造を提供する。
【0013】
第3の手段によれば、第1の手段の作用に加え、フレア部の剛性を低下でき、かしめ力を低減できるためかしめ加工が容易となる。
【0016】
(4)第4の手段として、第1の手段のボルトのかしめ構造において、前記ボルトは、前記フレア部がその環状壁を上方に向けて開く方向の円弧断面、または傾斜断面を形成してなることを特徴とするボルトのかしめ構造を提供する。
【0017】
第4の手段によれば、第1の手段の作用に加え、ボルトのフレア部はその上縁がボルト外側にやや迫り出した断面となるためかしめ突起がかしめ溝から上方に抜けることへの拘束が強化される。
【0018】
(5)さらに第5の手段として、ボルト頭部の下部に張り出したフランジ部と、同フランジ部の外周に設けられ上方に向け延在する環状壁をなすフレア部と、ボルトを挿通し前記ボルト頭部の下方に装着されるワッシャと、ボルト穴の上部に設けられ前記フランジ部の外径よりやや大きい内径を有し前記フレア部およびフランジ部を含めた前記ボルト頭部と前記ワッシャを没入する座ぐり穴と、前記フレア部の側方の同座ぐり穴の側壁の周方向に間隔をおいて複数設けられたかしめ溝とを備え、前記ボルトが締結された状態で前記フレア部にかしめ加工を行って形成されたかしめ突起を前記かしめ溝に嵌合させ、嵌合した状態における前記かしめ突起が生じた箇所においてフレア頂部が前記かしめ溝の上縁の内側下方に位置するように前記フレア部の高さが設定され、前記ボルトが締結された状態での前記ワッシャの弾性的圧縮距離が前記嵌合した状態におけるフレア頂部とかしめ溝の上縁との間にできる隙間距離より大きく設定されてなることを特徴とするボルトのかしめ構造を提供する。
【0019】
第5の手段によれば、溶接を用いないで、かしめ固定のためボルトの交換、固定が容易に行えることに加え、フレア頂部がかしめ溝の上縁の下方に位置し、かしめ溝内に完全に入り込むようにフレア部の高さを設定してあるため、かしめ突起の上縁はかしめ溝の上縁内に係合し、ボルトが破断しときは、ワッシャの弾性反力がボルト頭部を持ち上げるように働きかしめ突起のフレア頂部をかしめ溝の上縁の段部に押し当てて固定するのでボルト頭部の落下が確実に防止されるほか、ボルト頭部の回転、振動も防止される。
【0020】
(6)また、第6の手段として、第5の手段のボルトのかしめ構造において、前記フレア部は前記かしめ加工を行う前に同かしめ突起を形成する箇所の両脇に前記ボルトの軸方向の縦スリットを加えたものであることを特徴とするボルトのかしめ構造を提供する。
【0021】
第6の手段によれば、第5の手段の作用に加え、フレア部の剛性を低下でき、かしめ力を低減できるためかしめ加工が容易となる。
【0022】
(7)第7の手段として、第5の手段のボルトのかしめ構造において、前記フレア部は前記かしめ加工を行う前に同かしめ突起を形成する箇所の下方に前記ボルトの周方向の横スリットを加えたものであることを特徴とするボルトのかしめ構造を提供する。
【0023】
第7の手段によれば、第5の手段の作用に加え、フレア部の剛性を低下でき、かしめ力を低減できるためかしめ加工が容易となる。
【0024】
【発明の実施の形態】
図1から図4に基づき本発明の実施の第1形態に係るボルトのかしめ構造を説明する。図1は、原子炉内のフォーマー部とバッフル板とのバッフルフォーマーボルト締結部の要部断面説明図である、図2は、図1中A−A矢視図である。図3(a)、(b)はそれぞれ本実施の形態のバッフルフォーマーボルトのフレア部の変形例の斜視図、図4(a)、(b)はそれぞれ本実施の形態のバッフル板の座ぐり穴の側壁の好ましい例の断面図、図4(c)、(d)はそれぞれ本実施の形態のバッフルフォーマーボルトのフレア部の変形例の断面図である。
【0025】
図1において、3はバッフルフォーマーボルトであり、ボルト頭部4は六角部をなし、その下には側方に張り出したフランジ部8を一体的に有しており、フランジ部8の外周には薄肉(例えば、0.5mm厚程度)の略垂直な環状壁をなすフレア部6が上方に向け一定の高さで形成されている。
【0026】
ボルト頭部4はフランジ部8とともにバッフル板2のボルト穴7の上部に設けられた座ぐり穴5内に没入し、図示しないバッフルフォーマーボルト3の雄ねじ部はフォーマー部の雌ねじ部と螺合締結している。
【0027】
座ぐり穴5の側壁5aはフレア部6およびフランジ部8の外径よりやや大きい内径を有しており、締結されたバッフルフォーマーボルト3のフレア部6の側方に位置する側壁5aには全周で4か所かしめ溝5bが設けられている。
【0028】
バッフルフォーマーボルト3が締結された後の状態で、ボルト頭部4とフレア部6の間にはかしめ工具10の先端が差し込まれ、かしめ工具10はかしめ溝5bに向き合う位置においてバッフルフォーマーボルト3の中心軸Xから外周方向に向けてフレア部6にかしめ力Fを加えてかしめ加工を行い、フレア部6にかしめ突起6aを形成させてかしめ溝5b内に押し出して嵌合させる。
【0029】
一方、フレア部6は、かしめ突起6aが形成された部分においてそのフレア頂部6tがかしめ溝5bの上縁より若干のはみ出しaが生ずる高さに設けられており、かしめ突起6aはかしめ溝5bの周囲の縁に掛かった状態で凸状に変形してかしめ溝5bに嵌合している。
【0030】
なお、かしめ溝5bは、4か所設けた例を示したが、間隔をおいて適宜の複数箇所設けてもよい。また、かしめ操作は、かしめ金具10を図1では1か所図示したが、同時に中心軸Xに対して反対側の箇所を両方同時に行うものであってもよく、さらに、全箇所同時に行うものであってもよい。
【0031】
以上のような本実施の形態においては、図6に示した従来のボルトの固定構造のような溶接を用いないで、かしめ工具によるかしめ固定のためボルトの交換、固定が容易に行えることに加え、ボルトのかしめ構造において以下のような特徴を有している。
【0032】
バッフルフォーマーボルト3を締結する場合、フレア部6およびフランジ部8は座ぐり穴5の側壁5aの内径より小さい外径を有するので、バッフルフォーマーボルト3が締結のためねじ込まれるにつれて側壁5a内を通過し、締結された段階では、フレア部6は座ぐり穴5のかしめ溝5bに隣接した状態となる。
【0033】
その後、フレア部6にかしめ工具10でかしめ力Fを加えてかしめ加工を行い、図1、図2に示すようにかしめ突起6aが生じ、かしめ溝5b内に嵌合されるようにすると、かしめ突起6aとかしめ溝5bの嵌合は、ボルト頭部4の抜けを防止し、かつ、ボルト頭部4の廻り止めの作用を有するものとなる。
【0034】
すなわち、かしめ突起6aが生じた箇所において、フレア頂部6tがかしめ溝5bより上方にはみ出しaを残すようにフレア部6の高さが設定してあるため、かしめ突起6aは、その凸状の面がかしめ溝5bの上縁に弾性的に圧接し、移動が弾性的に拘束される。
【0035】
したがって、万一、バッフルフォーマーボルト3がその首下部3a等で破断し、締結力を失ったとき、フレア部6のかしめ突起6aがかしめ溝5bに弾性的に拘束されているため、ボルト頭部4が移動せず落下が防止されるほか、ボルト頭部4の回転、振動も弾性的な拘束によって防止され、振動によって経時的に起こるおそれのある損傷も防止される。
【0036】
このため、バッフルフォーマーボルト3の破断後も、ボルト頭部4は振動を防止されその位置に止まるので、原子炉内の健全性が確保でき、原子炉の運転を支障のおそれなく継続できる。
【0037】
本実施の形態の、変形例につき図3に基づき説明する。図3(a)の変形例のフレア部6には、かしめ力Fを加えかしめ突起6aを形成する箇所の両脇にさしめ加工の前に予め縦方向(バッフルフォーマーボルト3の中心軸X方向)の縦スリット6bを加えたものである。
【0038】
本変形例によれば、フレア部6の剛性を低下でき、かしめ工具10によりかしめ突起6aを加工するときのかしめ力Fを低減できる。
【0039】
したがって、かしめ力Fに制約の多いロボット等に搭載したかしめ工具10による遠隔操作でのかしめ工程も容易になる。また縦スリット6bはそれ自体を設ける施工も容易であり、適用範囲の広いものとできる。
【0040】
図3(b)の変形例のフレア部6には、かしめ力Fを加えかしめ突起6aを形成する箇所の下方にかしめ加工の前に予め横方向(バッフルフォーマーボルト3の中心軸X周りの周方向)の横スリット6cを加えたものである。
【0041】
本変形例によれば、フレア部6の剛性を低下でき、かしめ工具10によりかしめ突起6aを加工するときのかしめ力Fを低減できる。
【0042】
したがって、かしめ力Fに制約の多いロボット等に搭載したかしめ工具10による遠隔操作でのかしめ工程も容易になる。また横スリット6cはそれ自体を設ける施工も容易であり、適用範囲の広いものとできる。
【0043】
本実施の形態の好ましい例およびさらに別の変形例につき、図4に基づき説明する。図4(a)の例のバッフル板2の座ぐり穴5’は、その側壁5a’が座ぐり穴5’を上方に向けて閉じる方向に適宜の半径r1の円弧断面を形成しているものである。
【0044】
図4(b)の例のバッフル板2の座ぐり穴5”は、その側壁5a”が座ぐり穴5”を上方に向けて閉じる方向に適宜の傾斜角θ1の傾斜断面を形成しているものである。
【0045】
また、図4(c)の変形例のバッフルフォーマーボルト3’は、そのフレア部6’がその環状壁を上方に向けて開く方向に外周側に反るような適宜の半径r2の円弧断面を形成しているものである。
【0046】
図4(d)の変形例のバッフルフォーマーボルト3”は、そのフレア部6”がその環状壁を上方に向けて開く方向に傾斜した適宜の傾斜角度θ2の傾斜断面を形成しているものである。
【0047】
これら図4の好ましい例および変形例を用いた場合、すなわち、(a)または(b)の座ぐり穴5’、5”の場合、そこにそれぞれ設けられたかしめ溝5b’または5b”はその上縁が座ぐり穴内側にやや迫り出した断面となるため、バッフルフォーマーボルト3のフレア部6のかしめ突起6aが上方に抜けることへの拘束が強化され、ボルト頭部4の破断時落下防止という所期の作用効果をより確実なものとすることができる。
【0048】
(c)または(d)のバッフルフォーマーボルト3’、3”の場合、そのフレア部6’、6”はその上縁がボルト外側にやや迫り出した断面となるためかしめ溝5bの上縁へのかしめ突起6aの掛りを強化してかしめ溝5bから上方に抜けることへの拘束が強化され、ボルト頭部4の破断時落下防止という所期の作用効果をより確実なものとすることができる。
【0049】
そして、図4(a)または(b)の座ぐり穴5’、5”と、図4(c)または(d)のフレア部6’、6”とを適宜組み合わせることもでき、さらにボルト頭部4の破断時落下防止を強化できる。
【0050】
なお、上記の図4(a)〜(d)のいずれかまたはその組み合わせにおいて、座ぐり穴5、5’または5”の上縁部の内径より、フレア部6、6’または6”の上縁部(フレア頂部6t)の外径がやや大きくなる可能性があるが、フランジ部8の外径が座ぐり穴5、5’または5”の上縁部の内径より小さく設定してあれば、フレア部6、6’または6”は比較的薄肉に形成され弾性が働くため、バッフルフォーマーボルト3、3’または3”が締結のためねじ込まれるにつれてフレア部6、6’または6”が弾性変形することにより座ぐり穴5、5’または5”内に入り込み、締結された段階では図1中に示すと同様の状態でかしめ操作を行うことができる。
【0051】
図5に基づき本発明の実施の第2形態に係るボルトのかしめ構造を説明する。図5は、図1と同様に原子炉内のフォーマー部1とバッフル板2のボルト締結部の要部断面説明図であり、図1の実施の第1形態と同じ部分には同じ符番を付して説明を省略し、本実施の形態において異なる点を主に以下説明する。
【0052】
図5のバッフルフォーマーボルト3の中心軸Xの左半面は通常の締結状態、右半面はバッフルフォーマーボルト3の破断時を示す説明図となっている。
【0053】
図5の左半面において、バッフルフォーマーボルト3は、ボルト頭部4が六角部をなし、その下には側方に張り出したフランジ部8を一体的に有しており、フランジ部8の外周には薄肉(例えば、0.5mm厚程度)の略垂直な環状壁をなすフレア部61が上方に向け一定の高さで形成されている。
【0054】
そして、バッフルフォーマーボルト3は、首下部3a周りのボルト頭部4下にワッシャ11を装着した上で、そのボルト頭部4がフランジ部8、フレア部61とともに、バッフル板2のボルト穴7の上部に設けられた座ぐり穴5内に没入し、図示しないバッフルフォーマーボルト3の雄ねじ部はフォーマー部の雌ねじ部と螺合締結している。
【0055】
ワッシャ11は、バッフルフォーマーボルト3の締めつけにより中心軸X方向の弾性変形を生じるもので、通常のスプリングワッシャまたは全体的に一様に中心軸X方向に弾性的に圧縮される材料によるものでもあり、ボルト一般としてはその使用条件に合わせ選択される。
【0056】
座ぐり穴5の側壁5aは、フレア部61およびフランジ部8の外径よりやや大きい内径を有しており、締結されたバッフルフォーマーボルト3のフレア部61の側方に位置する側壁5aには全周で4か所かしめ溝5bが設けられている。
【0057】
バッフルフォーマーボルト3が締結された後の状態で、ボルト頭部4とフレア部61の間にはかしめ工具10の先端が差し込まれ、かしめ工具10はかしめ溝5bに向き合う位置においてバッフルフォーマーボルト3の中心軸Xから外周方向に向けてフレア部61にかしめ力Fを加えてかしめ加工を行い、フレア部61にかしめ突起61aを形成させてかしめ溝5b内に押し出して嵌合させる。
【0058】
一方、フレア部61は、かしめ突起61aが形成された部分においてそのフレア頂部61tが、かしめ溝5bの上縁の内側(ここで「内側」とは「かしめ溝5b内」のことである)下方に位置しかしめ溝5bの中に完全に嵌入する高さに設けられており、そのため嵌入後の状態では、図示のように、かしめ突起61aの上縁(フレア頂部61t)とかしめ溝5bの上縁との間にはある程度の隙間bが生じる。
【0059】
なお、バッフルフォーマーボルト3が締結された状態での前述のワッシャ11の弾性的な圧縮距離、すなわち、バッフルフォーマーボルト3の締めつけ力が除かれたときの弾性的に中心軸X方向に戻る距離は、上記隙間b以上になるように設定しておく。
【0060】
また、上述の実施の第1形態と同様に、かしめ溝5bは4か所設けた例を述べたが、間隔をおいて周方向に適宜の複数箇所設けてもよい。また、かしめ操作は、かしめ金具10を図5では1か所図示したが、同時に中心軸Xに対して反対側の箇所を両方同時に行うものであってもよく、さらに、全箇所同時に行うものであってもよい。
【0061】
以上のような本実施の形態においては、図6に示した従来のボルトの固定構造のような溶接を用いないで、かしめ工具によるかしめ固定のためボルトの交換、固定が容易に行えることに加え、ボルトのかしめ構造において以下のような特徴を有している。
【0062】
バッフルフォーマーボルト3を締結する場合、フレア部61およびフランジ部8は座ぐり穴5の側壁5aの内径より小さい外径を有するので、バッフルフォーマーボルト3が締結のためねじ込まれるにつれて側壁5a内を通過し、締結された段階では、フレア部61は座ぐり穴5のかしめ溝5bに隣接した状態となる。
【0063】
その後、フレア部61にかしめ工具10でかしめ力Fを加え、図5に示すようにかしめ突起61aが生じ、かしめ溝5b内に嵌合されるようにすると、かしめ突起61aとかしめ溝5bの嵌合は、ボルト頭部4の抜けを防止し、かつ、ボルト頭部4の廻り止めの作用を有するものとなる。
【0064】
すなわち、かしめ突起61aが生じた箇所において、フレア部61の上縁(フレア頂部61t)がかしめ溝5bの上縁の内側下方に位置し、かしめ溝5b内に完全に入り込むようにフレア部61の高さを設定してあるため、かしめ突起61aの上縁はかしめ溝5bの上縁内に係合し、移動が拘束される。
【0065】
したがって、万一、バッフルフォーマーボルト3が図5右半面中、Y部に示すようにその首下部3a等で破断し、締結力を失ったとき、ワッシャ11の弾性反力が矢印Rのようにボルト頭部4を持ち上げるように働き、かしめ突起61aのフレア頂部61t(上縁)がかしめ溝5bの上縁の段部に押し当たって固定され、ボルト頭部4の落下が確実に防止され、ボルト頭部4の回転、振動も防止され、振動によって経時的に起こるおそれのある損傷も防止される。
【0066】
このため、バッフルフォーマーボルト3の破断後も、ボルト頭部4は振動を防止されその位置に止まるので、原子炉内の健全性が確保でき、原子炉の運転を支障のおそれなく継続できる。
【0067】
なお、本実施の第2形態においても、前述の実施の第1形態で説明した図3に示すフレア部6の縦スリット6b、または横スリット6cを設ける変形例は、同様に適用可能であり、その場合、フレア部61の剛性を低下でき、かしめ工具10によりかしめ突起61aを加工するときのかしめ力Fを低減でき、ロボット等に搭載したかしめ工具10による遠隔操作でのかしめ工程も容易になり、適用範囲の広いものとできることは同様である。
【0068】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてもよいことは勿論である。
【0069】
たとえば、上記実施の形態は、ボルトが六角頭ボルトのものを例に示したが、六角穴ボルト等ボルト頭部の種類を限定するものではない。
【0070】
なお、以上の実施の形態は、本発明の実施が極めて有効なバッフルフォーマーボルトを例に説明したが、本発明はボルト破断時のボルト頭部の落下を防止したいボルト一般に適用でき有効なものである。
【0071】
また、本明細書(特許請求の範囲も含む)において、「上」「下」「右」「左」の方向の表現は、図1から図6に図示される状態を基準にして記載したものであり、構成の説明上図示の相互の方向の関係は規定するものだが、本発明のボルトおよびボルトのかしめ構造が、図示の方向に配置されてのみ用いられることを意味するものではない。例えば、実施の形態で示すバッフルフォーマーボルトの中心軸Xが水平に配置された状態で、あるいは斜めに配置され、または反転して配置され実施される場合を含むものである。
【0072】
【発明の効果】
(1)本請求項1の発明によれば、ボルトのかしめ構造を、ボルト頭部の下部に張り出したフランジ部と、同フランジ部の外周に設けられ上方に向け延在する環状壁をなすフレア部と、ボルト穴の上部に設けられ前記フランジ部の外径よりやや大きい内径を有し前記フレア部およびフランジ部を含めた前記ボルト頭部を没入する座ぐり穴と、前記フレア部の側方の同座ぐり穴の側壁の周方向に間隔をおいて複数設けられたかしめ溝とを備え、ボルトが締結された状態で前記フレア部にかしめ加工を行って形成されたかしめ突起を前記かしめ溝に嵌合させ、嵌合した状態における前記かしめ突起が生じた箇所においてフレア頂部が前記かしめ溝より上方にはみ出すように前記フレア部の高さが設定され、前記かしめ突起の面がかしめ溝の上下左右の縁に圧接され、前記座ぐり穴は、前記側壁が同座ぐり穴を上方に向けて閉じる方向の円弧断面、または傾斜断面を形成してなるように構成したので、溶接を用いないで、かしめ固定のためボルトの交換、固定が容易に行えることに加え、フレア頂部がかしめ溝より上方にはみ出しを残すようにフレア部の高さが設定してあるため、かしめ突起は、その凸状の面がかしめ溝の上縁に弾性的に圧接し、ボルトが破断したとき、ボルト頭部が移動せず落下が防止されるほか、ボルト頭部の回転、振動も防止され、振動によって経時的に起こるおそれのある損傷も防止される。また、座ぐり穴の側壁に設けられたかしめ溝はその上縁が座ぐり穴内側にやや迫り出した断面となるため、ボルトのかしめ突起がかしめ溝から上方に抜けることへの拘束が強化され、ボルト頭部の破断時の落下防止がより確実になる。このため、ボルトの破断後も、ボルトが締結された構造物の健全性が確保でき、用いられた装置およびプラントの運転を支障のおそれなく継続できる。
【0073】
(2)請求項2の発明によれば、請求項1に記載のボルトのかしめ構造において、前記フレア部は前記かしめ加工を行う前に同かしめ突起を形成する箇所の両脇に前記ボルトの軸方向の縦スリットを加えたものであるように構成したので、請求項1の発明の効果に加え、フレア部の剛性を低下でき、かしめ力を低減できるためかしめ加工が容易となり、ロボット等に搭載したかしめ工具による遠隔操作でのかしめ工程も容易になる。また縦スリットはそれ自体を設ける施工も容易であり、適用範囲の広いものとできる。
【0074】
(3)請求項3の発明によれば、請求項1に記載のボルトのかしめ構造において、前記フレア部は前記かしめ加工を行う前に同かしめ突起を形成する箇所の下方に前記ボルトの周方向の横スリットを加えたものであるように構成したので、請求項1の発明の効果に加え、フレア部の剛性を低下でき、かしめ力を低減できるためかしめ加工が容易となり、ロボット等に搭載したかしめ工具による遠隔操作でのかしめ工程も容易になる。また横スリットはそれ自体を設ける施工も容易であり、適用範囲の広いものとできる。
【0076】
(4)請求項4の発明によれば、請求項1に記載のボルトのかしめ構造において、前記ボルトは、前記フレア部がその環状壁を上方に向けて開く方向の円弧断面、または傾斜断面を形成してなるように構成したので、請求項1の発明の効果に加え、ボルトのフレア部はその上縁がボルト外側にやや迫り出した断面となるためかしめ突起がかしめ溝から上方に抜けることへの拘束が強化され、ボルト頭部の破断時の落下防止がより確実になる。
【0077】
(5)本請求項5の発明によれば、ボルトのかしめ構造を、ボルト頭部の下部に張り出したフランジ部と、同フランジ部の外周に設けられ上方に向け延在する環状壁をなすフレア部と、ボルトを挿通し前記ボルト頭部の下方に装着されるワッシャと、ボルト穴の上部に設けられ前記フランジ部の外径よりやや大きい内径を有し前記フレア部およびフランジ部を含めた前記ボルト頭部と前記ワッシャを没入する座ぐり穴と、前記フレア部の側方の同座ぐり穴の側壁の周方向に間隔をおいて複数設けられたかしめ溝とを備え、前記ボルトが締結された状態で前記フレア部にかしめ加工を行って形成されたかしめ突起を前記かしめ溝に嵌合させ、嵌合した状態における前記かしめ突起が生じた箇所においてフレア頂部が前記かしめ溝の上縁の内側下方に位置するように前記フレア部の高さが設定され、前記ボルトが締結された状態での前記ワッシャの弾性的圧縮距離が前記嵌合した状態におけるフレア頂部とかしめ溝の上縁との間にできる隙間距離より大きく設定されてなるように構成したので、溶接を用いないで、かしめ固定のためボルトの交換、固定が容易に行えることに加え、フレア頂部がかしめ溝の上縁の内側下方に位置し、かしめ溝内に完全に入り込むようにフレア部の高さを設定してあるため、かしめ突起の上縁はかしめ溝の上縁内に係合し、ボルトが破断しときは、ワッシャの弾性反力がボルト頭部を持ち上げるように働きかしめ突起のフレア頂部をかしめ溝の上縁の段部に押し当てて固定するためボルト頭部の落下が確実に防止されるほか、ボルト頭部の回転、振動も防止され、振動によって経時的に起こるおそれのある損傷も防止される。このため、ボルトの破断後も、ボルトが締結された構造物の健全性が確保でき、用いられた装置およびプラントの運転を支障のおそれなく継続できる。
【0078】
(6)請求項6の発明によれば、請求項5に記載のボルトのかしめ構造において、前記フレア部は前記かしめ加工を行う前に同かしめ突起を形成する箇所の両脇に前記ボルトの軸方向の縦スリットを加えたものであるように構成したので、請求項5の発明の効果に加え、フレア部の剛性を低下でき、かしめ力を低減できるためかしめ加工が容易となり、ロボット等に搭載したかしめ工具による遠隔操作でのかしめ工程も容易になる。また縦スリットはそれ自体を設ける施工も容易であり、適用範囲の広いものとできる。
【0079】
(7)請求項7の発明によれば、請求項5に記載のボルトのかしめ構造において、前記フレア部は前記かしめ加工を行う前に同かしめ突起を形成する箇所の下方に前記ボルトの周方向の横スリットを加えたものであるように構成したので、請求項5の発明の効果に加え、フレア部の剛性を低下でき、かしめ力を低減できるためかしめ加工が容易となり、ロボット等に搭載したかしめ工具による遠隔操作でのかしめ工程も容易になる。また横スリットはそれ自体を設ける施工も容易であり、適用範囲の広いものとできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1形態に係るボルトのかしめ構造の説明図であり、原子炉内のフォーマー部とバッフル板とのバッフルフォーマーボルト締結部の要部断面図である。
【図2】図1中A−A矢視図である。
【図3】(a)、(b)はそれぞれ実施の第1形態のバッフルフォーマーボルトのフレア部の変形例の斜視図である。
【図4】 (a)、(b)はそれぞれ実施の第1形態のバッフル板の座ぐり穴の側壁の好ましい例の断面図であり、(c)、(d)はそれぞれ実施の第1形態のバッフルフォーマーボルトのフレア部の変形例の断面図である。
【図5】本発明の実施の第2形態に係るボルトのかしめ構造の説明図であり、原子炉内のフォーマー部とバッフル板とのバッフルフォーマーボルト締結部の要部断面図である。
【図6】従来のボルトのかしめ構造の説明図であり、原子炉内のフォーマー部とバッフル板とのバッフルフォーマーボルト締結部の要部断面図である。
【符号の説明】
1 フォーマー部
2 バッフル板
3、3’、3’ バッフルフォーマーボルト
3a 首下部
4 ボルト頭部
5、5’、5” 座ぐり穴
5a、5a’、5a” 側壁
5b、5b’、5b” かしめ溝
6、6’、6” フレア部
6a かしめ突起
6b 縦スリット
6c 横スリット
6t フレア頂部
7 ボルト穴
8 フランジ部
10 かしめ金具
11 ワッシャ
61 フレア部
61a かしめ突起
61t フレア頂部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a caulking structure of a bolt, particularly a bolt that needs to prevent a bolt head from dropping when it is broken.
[0002]
[Prior art]
When the bolt after it is broken for some reason, it usually breaks at the lower part of the neck of the bolt, but if the broken bolt head falls, there is a risk of causing trouble in the operation of the device that was fastened There is. For example, the baffle former bolt 03 of the nuclear reactor shown in FIG. 6 is an example, and FIG. 6 is a cross-sectional explanatory view of a main part of a baffle former bolt fastening portion between a former portion and a baffle plate in a conventional nuclear reactor. .
[0003]
The baffle former bolt 03 that fastens the
[0004]
Conventionally, as shown in FIG. 6, a bolt head 04 is welded and fixed to a bolt counterbore hole 05 with a washer-like stopper 06, and even if the bottom of the bolt is broken, etc. 04 stayed in that position.
[0005]
In FIG. 6, the baffle former bolt 03 is shown as a hexagon socket head bolt, but the same applies to a normal hexagon head bolt.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the fixing structure of the baffle former bolt 03 described above, it is difficult to replace and remove the bolt because of welding, and the fixing work at the time of fastening the bolt is complicated and the working conditions are restricted.
[0007]
The present invention can prevent the bolt head from falling even if the bolt breaks after fastening, can ensure the soundness of the structure to which the bolt is fastened, and hinders the operation of the equipment and plant in which the bolt is used. It is an object of the present invention to provide a bolt caulking structure that can prevent the occurrence of the occurrence of the trouble, and can easily replace, fasten, and fix the bolt, and also facilitate the remote work of the fastening work when the bolt is fastened.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
(1) The present invention has been made to solve such a problem, and as its first means, a flange portion projecting from the lower portion of the bolt head, and an outer periphery provided on the outer periphery of the flange portion. A flare portion that forms an annular wall, and a counterbore hole that is provided at an upper portion of the bolt hole and has an inner diameter that is slightly larger than the outer diameter of the flange portion and into which the bolt head including the flare portion and the flange portion is immersed. A plurality of caulking grooves provided at intervals in the circumferential direction of the side wall of the counterbore hole on the side of the flare portion, and formed by caulking the flare portion in a state where the bolt is fastened. The caulking protrusion is fitted into the caulking groove, and the height of the flare portion is set so that the flare top protrudes above the caulking groove at the position where the caulking protrusion is generated in the fitted state. Surface of the projection is pressed against the upper edge of the caulking grooveThe counterbore has an arc cross section or an inclined cross section in a direction in which the side wall closes the counterbore upward.A bolt caulking structure is provided.
[0009]
According to the first means, it is possible to easily replace and fix the bolt for fixing by caulking without using welding, and in addition, the height of the flare portion is set so that the flare top part protrudes above the caulking groove. As the caulking projection is set, the convex surface is elastically pressed against the upper edge of the caulking groove, and when the bolt breaks, the bolt head does not move and the fall is prevented. Rotation and vibration of the part are also prevented.In addition, since the upper edge of the caulking groove provided on the side wall of the counterbore has a cross-section that slightly protrudes into the counterbore hole, the restraint on the bolt caulking protrusion from being pulled upward from the caulking groove is strengthened. The
[0010]
(2) As a second means, in the bolt caulking structure of the first means, the flare portion is vertically arranged in the axial direction of the bolt on both sides of the portion where the caulking protrusion is formed before the caulking process. A bolt caulking structure characterized by being provided with a slit is provided.
[0011]
According to the second means, in addition to the action of the first means, the rigidity of the flare portion can be reduced and the caulking force can be reduced, so that the caulking process is facilitated.
[0012]
(3) Further, as a third means, in the bolt caulking structure of the first means, the flare portion is laterally arranged in the circumferential direction of the bolt below a portion where the caulking protrusion is formed before the caulking process. A bolt caulking structure characterized by being provided with a slit is provided.
[0013]
According to the third means, in addition to the action of the first means, the rigidity of the flare portion can be reduced and the caulking force can be reduced, so that the caulking process is facilitated.
[0016]
(4No.4As a means of the first handSteppedIn the bolt caulking structure, the bolt provides a bolt caulking structure characterized in that the flare portion forms an arc cross section or an inclined cross section in a direction in which the annular wall opens upward.
[0017]
First4According to the means of the first handSteppedIn addition to the action, the flared portion of the bolt has a cross-section in which the upper edge slightly protrudes to the outside of the bolt, so that restraining the caulking protrusion from coming out of the caulking groove is strengthened.
[0018]
(5) Furthermore5As a means, a flange portion projecting from the lower portion of the bolt head, a flare portion formed on the outer periphery of the flange portion and forming an annular wall extending upward, and a bolt is inserted and mounted below the bolt head A washer, a bolt hole provided at an upper portion of the bolt hole and having an inner diameter slightly larger than an outer diameter of the flange portion, the bolt head including the flare portion and the flange portion, and a counterbore hole for immersing the washer, A plurality of caulking grooves provided at intervals in the circumferential direction of the side wall of the same counterbore hole on the side of the flare portion, and formed by caulking the flare portion in a state where the bolt is fastened. The caulking protrusion is fitted into the caulking groove, and the height of the flare portion is set so that the flare top is located inside and below the upper edge of the caulking groove at the position where the caulking protrusion is generated in the fitted state. Is, a state where elastic compression distance of the washer in a state in which the bolt is fastened is fitted aboveInThe bolt caulking structure is characterized in that it is set to be larger than a gap distance formed between the top of the flare and the upper edge of the caulking groove.
[0019]
First5According to the above means, the bolts can be easily replaced and fixed for caulking without using welding, and the top of the flare is located below the upper edge of the caulking groove and completely enters the caulking groove. Because the flare height is set in this way, the upper edge of the caulking protrusion engages with the upper edge of the caulking groove, and the elastic reaction force of the washer lifts the bolt head when the bolt breaks. Since the flared top of the caulking projection is pressed against and fixed to the upper edge of the caulking groove, the bolt head can be prevented from falling down, and the bolt head can be prevented from rotating and vibrating.
[0020]
(6) Also,6As a means of5In the bolt caulking structure of the above means, the flare portion is formed by adding longitudinal slits in the axial direction of the bolt on both sides of the portion where the caulking projection is formed before the caulking process. Provides a caulking structure for bolts.
[0021]
First6According to the means5In addition to the action of the means, the rigidity of the flare portion can be reduced and the caulking force can be reduced, so that the caulking process is facilitated.
[0022]
(7No.7As a means of5In the bolt caulking structure of the above-mentioned means, the flare portion is obtained by adding a lateral slit in the circumferential direction of the bolt below a portion where the caulking protrusion is formed before the caulking process. Provides a caulking structure.
[0023]
First7According to the means5In addition to the action of the means, the rigidity of the flare portion can be reduced and the caulking force can be reduced, so that the caulking process is facilitated.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A bolt caulking structure according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of a main part of a baffle former bolt fastening portion between a former portion and a baffle plate in a nuclear reactor, and FIG. 2 is a view taken along the line AA in FIG. 3A and 3B are perspective views of modifications of the flare portion of the baffle former bolt according to the present embodiment, respectively, and FIGS. 4A and 4B are seats of the baffle plate according to the present embodiment. On the side wall of the holepreferableFIG. 4C and FIG. 4D are sectional views of modified examples of the flare portion of the baffle former bolt according to the present embodiment.
[0025]
In FIG. 1, 3 is a baffle former bolt, the bolt head 4 has a hexagonal portion, and a
[0026]
The bolt head 4 is inserted into a counterbore 5 provided in the upper part of the bolt hole 7 of the
[0027]
The
[0028]
In a state after the baffle former bolt 3 is fastened, the tip of the
[0029]
On the other hand, the
[0030]
In addition, although the example which provided the four crimping
[0031]
In the present embodiment as described above, the bolts can be easily replaced and fixed for fixing by caulking tools without using welding as in the conventional bolt fixing structure shown in FIG. The bolt caulking structure has the following characteristics.
[0032]
When the baffle former bolt 3 is fastened, the
[0033]
After that, the caulking force F is applied to the
[0034]
That is, the height of the
[0035]
Accordingly, if the baffle former bolt 3 is broken at the neck
[0036]
For this reason, even after the baffle former bolt 3 is broken, the bolt head 4 is prevented from vibrating and stops at that position, so that the soundness in the reactor can be secured and the operation of the reactor can be continued without any trouble.
[0037]
A modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. The flared
[0038]
According to this modification, the rigidity of the
[0039]
Therefore, the caulking process by remote operation with the
[0040]
The flared
[0041]
According to this modification, the rigidity of the
[0042]
Therefore, the caulking process by remote operation with the
[0043]
Of this embodimentPreferred examples andStill another modification will be described with reference to FIG. FIG. 4 (a)ExampleThe counterbore 5 'of the
[0044]
FIG. 4 (b)ExampleThe counterbore 5 ″ of the
[0045]
Further, the baffle former bolt 3 ′ of the modified example of FIG. 4 (c) has an arc cross section with an appropriate radius r2 so that the
[0046]
The baffle former bolt 3 ″ of the modification of FIG. 4 (d) has an inclined cross section with an appropriate inclination angle θ2 in which the
[0047]
These in FIG.Preferred examples andWhen the modified example is used, that is, in the case of the counterbore 5 ′, 5 ″ of (a) or (b), the upper edge of the
[0048]
In the case of the baffle former bolts 3 'and 3 "in (c) or (d), the
[0049]
And the counterbore 5 ', 5 "of FIG. 4 (a) or (b) and the
[0050]
In any one of the above-described FIGS. 4A to 4D or a combination thereof, the
[0051]
A bolt caulking structure according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view of the main part of the bolt part of the
[0052]
The left half surface of the central axis X of the baffle former bolt 3 in FIG. 5 is a normal fastening state, and the right half surface is an explanatory view showing when the baffle former bolt 3 is broken.
[0053]
In the left half surface of FIG. 5, the baffle former bolt 3 has a bolt head portion 4 forming a hexagonal portion, and a
[0054]
The baffle former bolt 3 has a
[0055]
The
[0056]
The
[0057]
In a state after the baffle former bolt 3 is fastened, the tip of the
[0058]
On the other hand, the
[0059]
Note that the elastic compression distance of the
[0060]
Further, as in the first embodiment described above, the example in which the four
[0061]
In the present embodiment as described above, the bolts can be easily replaced and fixed for fixing by caulking tools without using welding as in the conventional bolt fixing structure shown in FIG. The bolt caulking structure has the following characteristics.
[0062]
When the baffle former bolt 3 is fastened, the
[0063]
After that, when the caulking force F is applied to the
[0064]
That is, at the place where the caulking protrusion 61a is generated, the upper edge of the flare portion 61 (flare
[0065]
Therefore, in the unlikely event that the baffle former bolt 3 breaks at the neck
[0066]
For this reason, even after the baffle former bolt 3 is broken, the bolt head 4 is prevented from vibrating and stops at that position, so that the soundness in the reactor can be secured and the operation of the reactor can be continued without any trouble.
[0067]
In the second embodiment, the modification in which the
[0068]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made to the specific structure within the scope of the present invention. .
[0069]
For example, although the said embodiment showed the thing of a hexagon head bolt as an example in the said embodiment, the kind of bolt heads, such as a hexagon socket head bolt, is not limited.
[0070]
In the above embodiment, the baffle former bolt that is extremely effective in carrying out the present invention has been described as an example. However, the present invention can be applied to general bolts that are desired to prevent the bolt head from dropping when the bolt breaks. It is.
[0071]
Further, in this specification (including claims), the expressions of “up”, “down”, “right”, and “left” are described with reference to the states shown in FIGS. In the description of the configuration, the relationship between the directions shown in the drawings is prescribed, but it does not mean that the bolt and the caulking structure of the bolt according to the present invention are used only in the direction shown in the drawings. For example, it includes a case where the central axis X of the baffle former bolt shown in the embodiment is horizontally arranged, arranged obliquely, or inverted and arranged.
[0072]
【The invention's effect】
(1) According to the invention of
[0073]
(2) According to the invention of
[0074]
(3) According to the invention of claim 3, in the bolt caulking structure according to
[0076]
(4Claim4According to the invention of claim1In the bolt caulking structure described above, the bolt is configured such that the flare portion forms an arc cross section or an inclined cross section in a direction in which the annular wall opens upward.1'sIn addition to the effects of the invention, the flared portion of the bolt has a cross section with its upper edge slightly protruding outward from the bolt, so that the restraint of the caulking projection from coming out of the caulking groove is strengthened, and when the bolt head breaks Fall prevention is more reliableBecome.
[0077]
(5This claim5According to the invention, the bolt caulking structure includes a flange portion projecting from the lower portion of the bolt head portion, a flare portion that is provided on the outer periphery of the flange portion and forms an annular wall extending upward, and the bolt is inserted. A washer mounted below the bolt head, and a bolt head and washer provided at an upper portion of the bolt hole and having an inner diameter slightly larger than an outer diameter of the flange portion, including the flare portion and the flange portion. A counterbore hole to be immersed and a plurality of caulking grooves provided at intervals in the circumferential direction of the side wall of the counterbore hole on the side of the flare part, and the bolt is fastened to the flare part The caulking protrusion formed by caulking is fitted into the caulking groove, and the flare top is located below the upper edge of the caulking groove at the position where the caulking protrusion is generated in the fitted state. State where the set height of the flared part is elastically compressed length of the washer in a state in which the bolt is fastened is fitted aboveInSince it is configured to be set larger than the gap distance that can be formed between the top of the flare and the upper edge of the caulking groove, the bolts can be easily replaced and fixed for caulking without using welding. Since the top of the flare is located inside and below the upper edge of the caulking groove and the height of the flare is set so as to completely enter the caulking groove, the upper edge of the caulking protrusion is within the upper edge of the caulking groove. When the bolt breaks when engaged, the elastic reaction force of the washer works so as to lift the bolt head, and the flared top of the crimping projection is pressed against the step on the upper edge of the crimping groove to fix it. In addition to reliably preventing the fall, rotation and vibration of the bolt head are also prevented, and damage that may occur over time due to vibration is also prevented. For this reason, even after the rupture of the bolt, the soundness of the structure to which the bolt is fastened can be secured, and the operation of the used apparatus and plant can be continued without any trouble.
[0078]
(6Claim6According to the invention of claim5In the bolt caulking structure described above, the flare portion is configured such that longitudinal bolts in the axial direction of the bolt are added to both sides of the portion where the caulking protrusion is formed before the caulking process. , Claims5In addition to the effects of the invention, the rigidity of the flare portion can be reduced and the caulking force can be reduced, so that the caulking process is facilitated, and the caulking process by remote operation with caulking tools mounted on a robot or the like is facilitated. In addition, the vertical slit can be easily installed, and can be applied in a wide range.
[0079]
(7Claim7According to the invention of claim5In the bolt caulking structure described above, since the flare portion is configured such that a lateral slit in the circumferential direction of the bolt is added below a portion where the caulking projection is formed before the caulking process. Claim5In addition to the effects of the invention, the rigidity of the flare portion can be reduced and the caulking force can be reduced, so that the caulking process is facilitated, and the caulking process by remote operation with caulking tools mounted on a robot or the like is facilitated. Moreover, the installation which provides a horizontal slit itself is easy, and it can be made into a thing with a wide application range.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a caulking structure of a bolt according to a first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view of a main part of a baffle former bolt fastening portion between a former portion and a baffle plate in a nuclear reactor.
FIG. 2 is a view taken along the line AA in FIG.
FIGS. 3A and 3B are perspective views of modifications of the flare portion of the baffle former bolt according to the first embodiment. FIG.
FIGS. 4A and 4B are views of the side wall of the counterbore of the baffle plate according to the first embodiment.preferableIt is sectional drawing of an example, (c), (d) is sectional drawing of the modification of the flare part of the baffle former volt | bolt of 1st Embodiment, respectively.
FIG. 5 is an explanatory view of a caulking structure of a bolt according to a second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view of a main part of a baffle former bolt fastening portion between a former portion and a baffle plate in a nuclear reactor.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional bolt caulking structure, and is a cross-sectional view of a main part of a baffle former bolt fastening portion between a former portion and a baffle plate in a nuclear reactor.
[Explanation of symbols]
1 Former
2 Baffle plate
3, 3 ', 3' baffle former bolt
3a lower neck
4 bolt head
5, 5 ', 5 "counterbore
5a, 5a ', 5a "sidewall
5b, 5b ', 5b "Caulking groove
6, 6 ', 6 "flare
6a Caulking projection
6b Vertical slit
6c Horizontal slit
6t flare top
7 Bolt hole
8 Flange
10 Caulking bracket
11 Washer
61 Flare
61a Caulking protrusion
61t Flare top
Claims (7)
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