JP4343087B2 - Constant axial force bolt device - Google Patents
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Description
本発明は、構成部品が少なく、組立てが簡単で、構成部品が遊離せず、施工性が良く安全な、一定の締付け軸力が得られる定軸力ボルト装置に関するものである。 The present invention relates to a constant axial force bolt device that has a small number of components, is easy to assemble, does not separate components, has good workability, and provides a constant tightening axial force.
従来、この種の装置としては、トルクレンチにより所定トルクにより締付けるもの、定トルクでボルト頭部が破断する所謂ブレークアウェイボルトを使用して締付けるもの、あるいは、ナットの締付けをラチエット装置と弾性体を介して締付けるもの、が知られている(例えば特許文献1)。 Conventionally, this type of device includes a device that is tightened with a torque wrench with a predetermined torque, a device that is tightened using a so-called breakaway bolt that breaks the bolt head with a constant torque, or a nut that is tightened with a latitudinal device and an elastic body. Are known (for example, Patent Document 1).
また、ボルトが貫通することができる孔を有する座金と受座と、該受座とネジ結合して軸方向に上下動するリングと、前記座金、受座及びリングに囲まれた部位に介在される弾性体とからなり、前記リング又は前記受座には該リングの回動量を知ることができる少なくとも目盛又は指標が付されていて、該リングを回動して自由高さの前記弾性体の上面と該リングの上面との間に所望の間隙を設定することができ、かつ、ボルトを締付けたとき該ボルトの規定締付力により前記弾性体が変形して前記座金と前記リングが当接するようになっているボルト締付力の検出座が知られている(例えば特許文献2)。 And a washer having a hole through which the bolt can pass, a seat, a ring screwed to the seat to move up and down in the axial direction, and a portion surrounded by the washer, the seat and the ring. The ring or the seat is provided with at least a scale or an index for knowing the amount of rotation of the ring. A desired gap can be set between the upper surface and the upper surface of the ring, and when the bolt is tightened, the elastic body is deformed by the specified tightening force of the bolt and the washer and the ring come into contact with each other. A detection seat for bolt tightening force is known (for example, Patent Document 2).
さらに、ボルト軸部に締付け力調整用蓋、皿バネ、蓄力リングを環装し、ナットを締付けて皿バネを圧縮し、締付け装置にバネ力を蓄え、次にナットを緩めることで蓄えられていたバネ力を被締付け部材に作用させる締付け装置が知られている(例えば特許文献3)。 Furthermore, the bolt shaft part is equipped with a tightening force adjustment lid, a disc spring, and a power storage ring, and the nut is tightened to compress the disc spring, the spring force is stored in the tightening device, and then the nut is loosened and stored. There is known a tightening device that applies a spring force applied to a member to be tightened (for example, Patent Document 3).
前記した従来の定軸力締付け装置においては、次のような問題点があった。即ち、特許文献1においては、構成部品が多く、機構が複雑で、重量も重く、多数本の運搬など特に送電線等の高所に取付けられる付属品への適用は困難であると共に、極めて高価となる欠点があった。また、特許文献2のボルト締付け力の検出座では構成部品が遊離しており、施工時に構成部品を落下させやすいという安全上の問題があった。さらに、特許文献3の締付け装置にあっては、使用に先立ち予め皿ばねを締付けておく等の面倒な予備作業があるほか、一端が蝶番結合された構造のクランプの締付けにしか適用できないという問題があった。
The above-described conventional constant axial force tightening device has the following problems. That is, in Patent Document 1, there are many components, the mechanism is complicated, the weight is heavy, and it is difficult to apply to an accessory attached to a high place such as a power transmission line, such as carrying a large number of cables, and extremely expensive. There was a drawback. Further, in the bolt tightening force detection seat of
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、一定の締付け軸力を簡単に得ることを目的とするものであり、また、本発明は組立てが容易で高所などでの施工時に構成部品が遊離することのない安全な定軸力ボルト装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is intended to easily obtain a fixed tightening axial force.In addition, the present invention is easy to assemble and can be used during construction at a high place. An object of the present invention is to provide a safe constant axial force bolt device in which components are not separated.
上述の課題を解決するために、本発明の定軸力ボルト装置は以下のような手段を用いた。なお、付した符号は図面のそれと一致する。
(1)請求項1記載の発明は、有底の円筒筒体からなるハウジング1の底部に適用ボルト4に螺合するねじ部Mを設け、ボルト4に複数の皿ばね3と座金2とを環装し、前記ハウジング1にボルト1を螺合して皿ばね3を非圧縮状態として組立てたとき、前記皿ばね3が所定の軸力を発現する圧縮量に相当する隙間Gを設けると共に、前記間隙Gが0となるまで締付けたときに、前記ボルトのねじ部螺合がハウジング1に設けたねじ部Mから外れるように細首部12を設けたことを特徴とする定軸力ボルト装置である。
In order to solve the above-described problems, the constant axial force bolt device of the present invention uses the following means. In addition, the code | symbol attached | subjected corresponds with that of drawing.
(1) According to the first aspect of the present invention, a screw portion M that is screwed onto the
(2)請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、少なくとも構成部品の1以上を磁化してボルト4に吸着させて一体化したことを特徴とする定軸力ボルト装置である。
(3)請求項3記載の発明は、ハウジング1の内部底部側と皿ばね3との間に永久磁石からなる吸着ワッシャー9を介装したことを特徴とする請求項1記載の定軸力ボルト装置である。
(2) The invention described in
(3) The invention according to
(4)請求項4記載の発明は、一対の有底の円筒体からなるハウジングの下部ハウジング5の底部に適用ボルト4に螺合するねじ部Mを設け、他方上部ハウジング6側には前記ボルト4が適合(貫通)するバカ穴を設け、かつ、ハウジング5,6の周縁部にOリング溝7を設けて前記Oリング溝7のいずれか一方側にOリング8を装着し、隙間Gが0となったときハウジング5,6によって形成される内部空間が密閉されて水密構造となる様に構成され、
前記ボルト4には皿ばね3または弾性体4を環装し、一対のハウジングの前記隙間Gが0となったとき、前記ボルトのねじ部Mの螺合が外れて、所定の軸力が得られるよう構成される、ことを特徴とする定軸力ボルト装置である。
(4) The invention according to
The
(5)請求項5記載の発明は、被締結材13と当接するハウジング1または5の外底面に増摩面または粘着面11を形成して、ボルト4との共回りを防止したことを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載の定軸力ボルト装置である。
(6)請求項6記載の発明は、ハウジングの空洞部(S)内にゴム状の弾性体を単体または複数枚積層して装着し、前記弾性体を所定の軸力で締め付けた時、ハウジングの空洞部(S)が密閉されるように構成したことを特徴とする請求項4に記載の定軸力ボルト装置である。
(5) The invention according to
(6) In the invention according to claim 6, when a single elastic member or a plurality of laminated elastic members are mounted in the cavity (S) of the housing and the elastic member is tightened with a predetermined axial force, the housing The constant axial force bolt device according to
(7)請求項7記載の発明は、ハウジングの空洞部(S)内に占めるゴム状の弾性体の体積は、所定の軸力で締付けてハウジングの周縁部間の隙間(G)が0となったとき、前記空洞部(S)の容積とほぼ一致するよう構成されることを特徴とする請求項6に記載の定軸力ボルト装置である。
(8)請求項8記載の発明は、前記ゴム状の弾性体の硬度を変化させて所定の軸力を得るようにしたことを特徴とする請求項6または7に記載の定軸力ボルト装置である。
(7) In the invention according to claim 7, the volume of the rubber-like elastic body in the cavity (S) of the housing is tightened with a predetermined axial force so that the gap (G) between the peripheral edges of the housing is zero. 7. The constant axial force bolt device according to claim 6, wherein the constant axial force bolt device is configured so as to substantially coincide with a volume of the hollow portion (S).
(8) The constant axial force bolt device according to claim 6 or 7, wherein a predetermined axial force is obtained by changing the hardness of the rubber-like elastic body. It is.
本発明によれば、下記の定軸力ボルト装置を提供でき、工業上顕著な効果を奏するものである。
1.請求項1記載の発明によれば、構成部品が少なくシンプルで組立てが簡単である。即ち、ハウジング1の底部に適用ボルト4に螺合するねじ部Mを設け、ボルト4に複数の皿ばね3と座金2とを環装してハウジング1にボルト4を螺合係止し、適正軸力で締付け後にはボルトの螺合が解除されるようにボルトの所定位置に細首部を設けたので、構成部品が遊離することがない。また、皿ばねの圧縮量を優先して規定したので、ボルトのトルク係数に左右されず、常に一定の締付け軸力が得られる。
2.請求項2記載の発明によれば、構成部品の1以上を磁化してボルトに吸着させて一体化したので構成部品が遊離せず、高所作業時などでも部品を落下させることなく安全で迅速な締付けが行える。
3.請求項3記載の発明によれば、永久磁石からなる吸着ワッシャーを介装したので、請求項2記載の発明よりも安価に定軸力ボルト装置を提供できる。
According to the present invention, the following constant axial force bolt device can be provided, and an industrially remarkable effect can be obtained.
1. According to the first aspect of the present invention, the number of components is small and the assembly is simple. That is, a screw portion M that is screwed to the
2. According to the second aspect of the present invention, since one or more components are magnetized and adsorbed to the bolts to be integrated, the components are not released, and can be safely and quickly without dropping the components even when working at high places. Can be tightened.
3. According to the third aspect of the invention, since the adsorption washer made of a permanent magnet is interposed, the constant axial force bolt device can be provided at a lower cost than the second aspect of the invention.
4.請求項4記載の発明によれば、皿ばねやゴムなどの弾性体を密封空間内に装着したから、高い腐食環境下においてもこれらの弾性体が腐食損傷してバネ特性を低下させることがない。
5.請求項5記載の発明によれば、ハウジングの外底面に増摩面または粘着面を形成してボルトとの共回りを防止したから、締付け作業を効率的に行うことが出来る。
6.請求項6記載の発明によれば、密閉空間内でゴム状の弾性体を定軸力発生部材として使用するようにしたので、軽量安価で紫外線などの劣化のおそれのない定軸力ボルト装置を提供できる。
7.請求項7記載の発明によれば、ハウジングの空洞部(S)の容積と、所定の軸力でゴム状の弾性体を締付けたときにおけるゴム状の弾性体の体積とがほぼ一致するように構成したので、長期締付けによるゴム状の弾性体のへたりを最小限に抑制することができる。
8.請求項8記載の発明によれば、ゴム状の弾性体の硬度を変化させて所定の定軸力を得るようにしたので、設定軸力を安価にしかも広範囲に調整できる。
4). According to the invention described in
5. According to the fifth aspect of the present invention, since a polished surface or an adhesive surface is formed on the outer bottom surface of the housing to prevent co-rotation with the bolt, the tightening operation can be performed efficiently.
6). According to the sixth aspect of the present invention, since the rubber-like elastic body is used as the constant axial force generating member in the sealed space, the constant axial force bolt device that is light and inexpensive and has no fear of deterioration such as ultraviolet rays is provided. Can be provided.
7). According to the seventh aspect of the present invention, the volume of the hollow portion (S) of the housing and the volume of the rubber-like elastic body when the rubber-like elastic body is tightened with a predetermined axial force are substantially the same. Since it comprised, the sag of the rubber-like elastic body by long-term clamping can be suppressed to the minimum.
8). According to the eighth aspect of the invention, since the predetermined constant axial force is obtained by changing the hardness of the rubber-like elastic body, the set axial force can be adjusted inexpensively and in a wide range.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の第1実施形態を示す定軸力ボルト装置10の断面略図である。図において1は有底の円筒筒体からなる平鍋底状のハウジングでその底面中央にはボルト4に螺合するねじ部Mが設けられている。前記ハウジング1は鋼鈑からプレス成形したり、ダクタイル鋳鉄などで量産化できる。2は座金、3は皿ばねでばね鋼やばね用ステンレス鋼などから製作され、第1実施例では4枚直列に重ねて使用しており、この場合には皿ばね1枚のバネ定数で4倍の変位量を得ることが出来る。また、2枚並列に重ねてこれを4組直列にして使用すれば、バネ定数を2倍とすることが出来る。いずれもこれらの組み合わせについては、設定軸力を勘案して任意に決定できるものである。4はボルトである。以上の鉄製構成部品は電気亜鉛めっきや溶融亜鉛めっきあるいは溶融亜鉛アルミニウム合金めっきなどを施して使用される。
そして、Gは、座金2の下面とハウジング1の上部周縁面間の隙間で、ボルト4により皿ばね3を締付けたとき所定の軸力を発現できる皿ばね3の圧縮量に一致した間隔である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic sectional view of a constant axial
G is a gap between the lower surface of the
11はハウジング1の外底面に設けた増摩材層または接着剤層あるいは粘着材層であり、ボルト4で締付けたときにハウジングが共回りして締付け効率が低下するのを防止するために設けるもので、ブラスト処理などで粗面化して代用することも出来、被締結材13の表面が粗い場合には省略しても良い。11が接着剤層の場合には例えば、(株)スリーボンドの、接着剤をマイクロカプセルに内蔵させたプレコートメック加工剤などを塗布したものが好適である。このプレコートメック加工塗布剤ではボルト締付け時に、ハウジング1が被締結材間13で供回りした際に、マイクロカプセルが破壊されて接着剤が浸出しハウジングが被締結材13に固着されるものである。以上の構成であるから、ボルト4により被締結材12を締付けて隙間Gが0となったことを視認すれば、所定の軸力で被締結材を確実に規定の軸力で締付け得るものである。
なお、ボルト4のねじ部の有効長Lsは、図示するように隙間Gを設けて組立てたとき、ハウジング1の底面に設けたねじ部Mに若干螺合する長さとされている。また、ボルト4のねじの終端部には細首部12が設けてあって、規定の軸力で締付けたときにはハウジング1とボルト4のねじの螺合が解除されて規定の軸力が確実に被締結材に伝達されるように設計されている。このように構成すると、ボルト4に装着した一連の構成部品が一体化されて脱落などを防止することが出来る。
また、構成部品1〜4のいずれかを磁化させて相互に吸着させて一体化させれば組立ても容易で、施工時に構成部品が遊離しないから締付け作業が効率的に行えると共に、落下させることもなく安全である。
Note that the effective length Ls of the threaded portion of the
In addition, if any of the components 1 to 4 is magnetized and mutually adsorbed and integrated, it is easy to assemble, and since the components do not separate during construction, the tightening operation can be performed efficiently and dropped. There is no safety.
図2は本発明の第2実施形態を示す定軸力ボルト装置20の断面略図である。図において9は永久磁石からなる平座金で、ハウジング1の底面部に窪みを設けて吸着させたものである。以上のように構成すると鉄部品相互がボルト4に吸着して脱落することがなくなり、運搬などにおいても組立て状態が維持されて都合が良い。なお、永久磁石の平座金9はハウジングに窪みを設けずに直接設置することも出来るほか、上下に複数枚設置して吸着力をより強固にすることも出来る。また、本実施形態ではハウジング1の底面中央に設けるねじ穴Mはバカ穴とすることが出来る。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a constant axial
図3は本発明の第3実施形態を示す定軸力ボルト装置30の断面略図である。即ち本実施形態では皿ばねなどが腐食劣化するのを防止した水密構造の定軸力ボルト装置を提供するものである。
図において5および6は、一対の対称な形状の平鍋底状の円筒体からなるハウジングで、両者を対向して合わせたときに内部に空洞部(S)を形成するように構成されている。下部ハウジング5の底面中央にはボルト4に螺合するねじ部Mが設けられ、上部ハウジング6の同箇所にはボルト4に適合するバカ穴が設けられている。なお、本実施形態では説明の簡素化のために、ハウジングの形状を平鍋底状の円筒体としているが、このような形状に拘束されるものではなく、立方体状の多角形の形状でも良いことは自明である。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a constant axial
In the figure,
7は上下ハウジング5,6の周縁部の設けたOリング装着用の溝で、該箇所にOリング8が装着される。Gは上下ハウジング5,6の周縁部間の隙間で、ボルト4により皿ばね3を締付けたとき所定の軸力を発現できる皿ばね3の圧縮量に一致した間隔である。また、隙間Gが0となったときには上下の周縁部が密着して、Oリングが圧縮され皿ばねを内蔵したハウジングの空洞部(S)が水密構造となるように構成したものである。なお、Oリング等を設けずに、上下ハウジング5,6の周縁部にシリコーンシーリング剤などを塗布して水密構造とすることも出来る。このようにすると、Oリング溝7を省略できて安価な物とすることが出来る。
Reference numeral 7 denotes an O-ring mounting groove provided at the peripheral edge of the upper and
図4は、定軸力ボルト装置30で被締結材13を締付け、上下ハウジング5,6の周縁部が密着した状態を示す略図である。以上のように定軸力ボルト装置30を水密構造に構成すると、皿ばね3のばね特性が変化を受けやすい亜鉛めっき処理などを省略できて経済的であると共に、劣悪な腐食環境下においても、長期間腐食劣化することなく一定の締付け軸力を保持することが出来るから保守管理費用も節約できる。
FIG. 4 is a schematic view showing a state in which the material to be fastened 13 is fastened by the constant axial
本発明によれば、簡単な構成でしかも構成部品が遊離せず、規定の軸力を安定して付与できる定軸力ボルト装置を提供することが出来たので、単純な板状材同士の締付けの用途に限らず、たとえば、送電線の鉄塔組立て用のボルトに使用すれば、定期的な増し締めなどの高額な保守管理費用を削減でき、また、送電線に取付けるダンパやスペーサの電線把持部の締付けボルトに適用すれば、ボルトのゆるみなどに起因する把持力低下状況の定期点検などの、前記同様の費用を削減できる。さらに、建築現場における足場組立て用の足場クランプボルトに適用すれば、確実な軸力で固定できるから、極めて安全な足場を構築できる。また、実施形態では要部である弾性体に皿ばねを適用した場合を説明したが、コイルばねや角ばね等も使用出来る。また、水密構造の場合では紫外線やオゾン雰囲気を遮断できるので、これらの影響を受けて特性が劣化しやすいゴムなどの弾性体、例えば天然ゴムや合成ゴムとしてはクロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコンゴムその他が使用でき、構成部品数の一層の省略化、軽量化が出来るから、その工業的価値は大なるものがある。 According to the present invention, it is possible to provide a constant axial force bolt device that can provide a specified axial force stably with a simple configuration and with no component parts being separated. For example, if used for bolts for assembling power transmission towers, expensive maintenance management costs such as periodic tightening can be reduced. If it is applied to the tightening bolt, it is possible to reduce costs similar to those described above, such as periodic inspection of the state of reduction in gripping force caused by loosening of the bolt. Furthermore, if it is applied to a scaffold clamp bolt for assembling a scaffold at a construction site, it can be fixed with a reliable axial force, so that an extremely safe scaffold can be constructed. Moreover, although the case where the disc spring was applied to the elastic body which is the principal part was demonstrated in embodiment, a coil spring, a square spring, etc. can be used. In the case of a watertight structure, the ultraviolet and ozone atmosphere can be shut off, so elastic bodies such as rubber whose characteristics are likely to deteriorate due to these effects, such as chloroprene rubber, styrene butadiene rubber, butyl rubber, natural rubber and synthetic rubber, Since ethylene propylene rubber, silicon rubber, and the like can be used, and the number of components can be further reduced and the weight can be reduced, the industrial value is great.
図5は上述の弾性体にゴムを使用した場合の第4の実施形態を示したもので、14はゴム状の弾性体で中心部にボルト挿入孔16がボルト4の径よりも若干小径に設けられている。その上下部には弾性体14の表面より大きな表面を有する平座金15が接着されている。また、状弾性体14の上下座金15の厚さを含めた自由高さは規定の軸力で圧縮したとき、隙間Gが0となるように設計されている。本実施形態の場合、平座金15を省略して上下のハウジング5と6に直接接着剤などで接着すると共に、弾性体14の内径をボルト4の首部の直径より若干細く製作しておけば、ボルト4を弾性体14に挿入することにより全体が一体化されて、脱落などの不都合をなくすことができる。
FIG. 5 shows a fourth embodiment in which rubber is used for the above-mentioned elastic body. 14 is a rubber-like elastic body, and the bolt insertion hole 16 is slightly smaller in diameter than the diameter of the
また、弾性体14を用いることの利点は、定軸力ボルト装置の高さHを変えることなく、弾性体14の表面積を変化させることにより所望の軸力を設定できることである。さらに、弾性体14を用いることの利点は、前記弾性体14自身がボルトに磁化などの手段を要することなく弾性力で固着できるので、ハウジング5と6の材料を軽量なアルミ材やチタン材等の非磁性体を用いることが出来、大幅に軽量化を図った定軸力ボルト装置を提供できる。
The advantage of using the
そして、図示は省略するが、図5の定軸力ボルト装置をより一層シンプルで安価な物とするために、平座金15を省略すると共に、上下のハウジング5,6の空洞部(S)内に装着する弾性体14を、特別な金型を用いて製作する単体品ではなく、市販で量産されている薄いゴム板よりなる弾性体を複数枚積層して用いるようにすると良い。また、空洞部(S)内に占める弾性体の体積は上下ハウジング5,6の周縁部間の隙間(G)が0となったとき、前記空洞部(S)の容積とほぼ一致するように構成しておけば、有機弾性体であるゴム状弾性体の欠点である圧縮力によるクリープ(所謂へたり)現象を最小限に抑えて、軽量コンパクトな定軸力ボルト装置を提供できる。さらに、このような密閉空間での弾性体圧縮による定軸力ボルト装置においては、前記弾性体の硬度を変化させることによっても所望の軸力を広範囲にしかも安価に調整することが出来るので、その工業的価値は頗る大きい。
Although not shown, in order to make the constant axial force bolt device of FIG. 5 simpler and cheaper, the
1 ハウジング
2 座金
3 皿ばね
4 ボルト
5 下部ハウジング
6 上部ハウジング
7 Oリング溝
8 Oリング
9 永久磁石の平座金
10、20、30、40 定軸力ボルト装置
11 増摩材層または粘着材層
12 細首部
13 被締結材
14 ゴム状の円筒状弾性体
15 平座金
16 ボルト挿入孔
G 隙間
M ねじ部
Ls ボルトのねじ部有効長
H 定軸力ボルト装置の高さ
S 空洞部
1 Housing
2 washer
3 Disc spring
4 bolts
5 Lower housing
6 Upper housing
7 O-ring groove
8 O-ring
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Plain washer of
G gap
M Thread part Ls Bolt thread effective length
H Height of constant axial force bolt device
S cavity
Claims (8)
前記ボルト4には皿ばね3または弾性体4を環装し、一対のハウジングの前記隙間Gが0となったとき、前記ボルトのねじ部Mの螺合が外れて、所定の軸力が得られるよう構成されることを特徴とする定軸力ボルト装置。 A screw portion M to be screwed to the application bolt 4 is provided at the bottom of the lower housing 5 of the housing having a pair of bottomed cylinders, and a hole for fitting the bolt 4 is provided on the upper housing 6 side; An O-ring groove 7 is provided on the peripheral edge of the housings 5 and 6 and an O-ring 8 is mounted on one side of the O-ring groove 7. When the gap G becomes 0, the interior formed by the housings 5 and 6. The space is sealed to form a watertight structure,
The bolt 4 is provided with a disc spring 3 or an elastic body 4, and when the gap G between the pair of housings becomes 0, the threaded portion M of the bolt is disengaged to obtain a predetermined axial force. A constant axial force bolt device, characterized by being configured.
The constant axial force bolt device according to claim 6 or 7, wherein a predetermined axial force is obtained by changing a hardness of the rubber-like elastic body.
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