JP4718726B2 - 連結ボルト、及び該連結ボルトで連結された回転軸 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方の部材側に設けられたボルト穴を通して他方の部材側に設けられた雌ねじ穴に螺着することにより、これら両部材間を連結する連結ボルトに関し、特に、廻り止め効果を備えた連結ボルトに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の連結ボルトの一例として、図12を参照して説明する。同図に示す連結ボルト1,・・・は、蒸気タービンとガスタービンとの間の各ロータ間の連結に用いられている。すなわち、蒸気タービンロータ2と自動嵌脱装置3(クラッチ)との間が紙面左側の連結ボルト1,・・・で連結され、自動嵌脱装置3とガスタービンロータ5との間がジャックシャフト6を介して紙面右側の連結ボルト1,・・・で連結されている。
そして、これら連結ボルト1,・・・により、自動嵌脱装置3と、蒸気タービンロータ2及びジャックシャフト6との間が、軸線c方向に互いに離間することのないように接続されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記説明の従来の連結ボルト1,・・・としては一般的な六角穴付きボルトが用いられるが、以下に説明する問題を有していた。
すなわち、上記のように互いに連結された蒸気タービンロータ2,自動嵌脱装置3,ジャックシャフト6,ガスタービンロータ5は、軸線c回りに高速回転するため、各連結ボルト1,・・・の廻り止めを施す必要がある。この廻り止めとしては、各連結ボルト1,・・・に接着剤を塗布してから締め付け固定したり、座金をかましてから締め付け固定するなどの方法がある。
【0004】
しかしながら、接着剤を塗布する方法は、各連結ボルト1,・・・を完全固定してしまうことになるので、部品交換やメンテナンス等を目的として蒸気タービンロータ2,自動嵌脱装置3,ジャックシャフト6間の分解作業を行うことができなくなり、採用は困難である。
また、座金をかます方法においては、例えば同図に示すA部のような狭いスペースしか確保できない部分では、座金の板厚分だけ各連結ボルト1,・・・の頭部がボルト穴から飛び出すなど、寸法的な制限から採用が困難となる場合がある。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、狭いスペースでも採用可能な廻り止め構造を有し、なおかつ連結後の取外しも可能な連結ボルトの提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、請求項1に記載の連結ボルトは、一方の部材側に設けられたボルト穴を通して他方の部材側に設けられた雌ねじ穴に螺着することにより、これら両部材間を連結する連結ボルトにおいて、前記ボルト穴に通されるボルト本体と、該ボルト本体の頭部の外周面及び、前記ボルト穴の座ぐり穴の内周面間の隙間に配置されるスリーブとを備え、前記頭部と前記スリーブとの間には、これらの間での相対回転動作を禁止する第1係止部が設けられ、前記スリーブと前記座ぐり穴との間には、該座ぐり穴に対する該スリーブの相対回転動作を禁止する第2係止部が設けられているとともに、前記頭部と前記スリーブとの間には、該頭部に対して該スリーブが前記ボルト本体の軸線方向に相対移動するのを禁止する螺着部が設けられ、前記座ぐり穴の座面と前記スリーブとの間には、隙間が設けられていることを特徴とする。
上記請求項1に記載の連結ボルトによれば、スリーブを介在させた状態でボルト穴にボルト本体を挿入して完全に締め付けた後、第1係止部を介してスリーブとボルト本体の頭部との間を廻り止めし、さらに、第2係止部を介して座ぐり穴に対するスリーブの廻り止めを行うことで、ボルト穴に対する連結ボルトの締め付け並びに確実な廻り止めが完了する。
また、上記請求項1に記載の連結ボルトによれば、ボルト本体を締め込んだ際にスリーブと座面との間に隙間が形成されるように、スリーブを螺着部によって頭部に固定させることができる。これにより、ボルト本体を締め込んだときにスリーブがずれて座面に当接するのを確実に防止できる。
【0007】
請求項2に記載の連結ボルトは、請求項1に記載の連結ボルトにおいて、前記第1係止部が、前記スリーブの変形部である第1凸部と、前記頭部に形成されて前記第1凸部が係止する第1凹部とであり、前記第2係止部が、前記スリーブの他の変形部である第2凸部と、前記座ぐり穴に形成されて前記第2凸部が係止する第2凹部とであることを特徴とする。
上記請求項2に記載の連結ボルトによれば、スリーブを介在させた状態でボルト本体を締め付けた後、スリーブの、ボルト本体の第1凹部に対応した部分を変形させて第1凸部を形成し、第1凹部に係止させることで、スリーブに対するボルト本体の廻り止めが行われる。さらに、スリーブの、座ぐり穴の第2凹部に対応した部分を変形させて第2凸部を形成し、第2凹部に係止させることで、座ぐり穴に対するスリーブの廻り止めが行われる。このようにして、ボルト穴に対する連結ボルトの廻り止めを確実に行うことができる。
【0008】
請求項3に記載の連結ボルトは、請求項1または2に記載の連結ボルトにおいて、前記座ぐり穴または前記頭部のいずれか一方もしくは両方と、前記スリーブとの間に、前記ボルト本体の軸線方向に前記スリーブが抜けるのを禁止する第3係止部が設けられていることを特徴とする。
上記請求項3に記載の連結ボルトによれば、第3係止部によってスリーブが抜け出ることないように固定されるので、第1係止部及び第2係止部それぞれの係止状態を確実に維持することができる。
【0009】
請求項4に記載の連結ボルトは、請求項1〜3の何れかに記載の連結ボルトにおいて、前記ボルト本体が、前記雌ねじ穴に螺着する雄ねじ部と、該雄ねじ部及び前記頭部間に位置して該雄ねじ部よりも外径寸法が細い首部とを有し、前記首部に、該首部の前記ボルト穴に対する偏心を規制する偏心規制部が設けられていることを特徴とする。
上記請求項4に記載の連結ボルトによれば、連結する部材間に、これらを互いに接近離間させる力が作用した場合に、この力を、外径寸法の細い首部がその軸線方向に伸縮弾性変形して受けてテンションを発生させることにより、雌ねじ穴に対する雄ねじ部の締め付け力を維持することができる。さらには、この首部が偏心規制部によってボルト穴内の定位置に支持されるので、例え遠心力等がボルト本体の首部に加わったとしても偏心を起こすことが無く、このような首部の偏心による締め付け力の低下を防止することもできるようになる。
【0010】
請求項5に記載の回転軸は、請求項1〜4の何れかに記載の連結ボルトにより連結されていることを特徴とする。
上記請求項5に記載の回転軸によれば、回転動作を伴う回転軸の連結においても、確実に廻り止めがなされた連結ボルトにより確実に連結することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の連結ボルトにより連結された回転軸の各実施形態についての説明を、図面を参照しながら以下に行うが、本発明がこれらのみに限定解釈されるものでないことは勿論である。なお、各実施形態においては、従来の技術において図12を用いて説明した蒸気タービンロータ2及び自動嵌脱装置3間と、自動嵌脱装置3及びジャックシャフト6間との連結に、本発明の連結ボルトを採用した場合を例に説明を行うものとする。
【0012】
まず、図1〜図5を参照しながら本発明の第1実施形態についての説明を以下に行う。なお、図1は、本実施形態の連結ボルトにより連結された回転軸を示す図であって、図12のA部に相当する部分拡大断面図である。また、図2は、同連結ボルトを示す図であって、図1のB−B矢視図である。また、図3は、同連結ボルトの要部を示す図であって、(a)は図2のC部拡大図であり、(b)は(a)のD−D断面図である。また、図4は、同連結ボルトの他の要部を示す図であって、(a)は図2のE部拡大図であり、(b)は(a)のF−F断面図である。また、図5は、同連結ボルトの廻り止め加工後の状態を示す図であって、図1のB−B矢視図である。
【0013】
図1,図2に示すように、本実施形態の連結ボルト10は、蒸気タービンロータ2(一方の部材側)に形成されたボルト穴11を通して自動嵌脱装置3(他方の部材側)に形成された雌ねじ穴12に螺着することにより、これら蒸気タービンロータ2及び自動嵌脱装置3間を連結するものであり、ボルト穴11に通されるボルト本体13と、該ボルト本体13の頭部14の外周面14a及び、ボルト穴11の座ぐり穴15の内周面15a間の隙間tに配置されるスリーブ16とを備えて構成されている。
【0014】
そして、図5に示すように、頭部14とスリーブ16との間には、これらの間での相対回転動作を禁止する第1係止部17,・・・が、連結ボルト10の軸線c1を中心として約60度の等角度間隔をおいて配置されている。
これら第1係止部17,・・・は、スリーブ16先端の変形部である第1凸部17aと、頭部14に形成されて第1凸部17aが係止する第1凹部17bとで構成され、各第1凹部17bのそれぞれに対応する位置の第1凸部17aが係止することにより、スリーブ16に対するボルト本体13の廻り止めを行えるようになっている。
各第1凹部17b,・・・は、図3(a),(b)に示すように、頭部14の端部周縁に形成された半円錐形状の凹みである。
なお、図2〜図4は、各第1凸部17a,・・・を形成する前の状態を示し、図5は形成後の状態を示している。各第1凸部17aの形成方法については、後述で説明する。
【0015】
図5に示すように、スリーブ16と座ぐり穴15との間には、この座ぐり穴15に対するスリーブ16の相対回転動作を禁止する一対の第2係止部18,18が、連結ボルト10の軸線c1を中心として約180度の等角度間隔をおいて配置されている。
これら第2係止部18,18は、スリーブ16先端の他の変形部である第2凸部18a,18aと、座ぐり穴15に形成されて第2凸部18a,18aが係止する第2凹部18b,18bとで構成され、各第2凹部18bのそれぞれに対応する位置の第2凸部18aが係止することにより、座ぐり穴15に対するスリーブ16の廻り止めを行えるようになっている。
各第2凹部18b,18bは、図4(a),(b)に示すように、座ぐり穴15の入口周縁に形成された半円錐形状の凹みである。
なお、図2〜図4は、各第2凸部18a,18aを形成する前の状態を示し、図5は形成後の状態を示している。各第2凸部18a,18aの形成方法については、後述で説明する。
【0016】
再び図1に示すように、頭部14とスリーブ16との間には、ボルト本体13の軸線c1方向にスリーブ16が抜け出すのを禁止する第3係止部19が設けられている。
この第3係止部19は、頭部14の外周面14aに形成されたボルト側段部19aと、スリーブ16の内周面に形成されたスリーブ側段部19bとによる係り止めであり、同図の紙面左方向にスリーブ16が抜け出すことのないようになっている。
【0017】
この第3係止部19に加え、頭部14とスリーブ16との間には、頭部14に対してスリーブ16がボルト本体13の軸線c1の双方向に相対移動するのを禁止する螺着部20が設けられ、さらに、座ぐり穴15の座面15bとスリーブ16との間には、隙間t1が設けられている。これにより、ボルト本体13を締め込んだ際にスリーブ16と座面15bとの間に隙間t1が形成されるように、スリーブ16を螺着部20によって頭部14に予め固定しておくことができる。したがって、ボルト本体13を奥まで完全に締め込んでも、スリーブ16がずれて座面15bに当たるのを確実に防止するとともに、スリーブ16が座面15bに干渉してボルトの締め付けを阻害することも防止することができるようになっている。
【0018】
また、本実施形態の連結ボルト10は、そのボルト本体13が、雌ねじ穴12に螺着する雄ねじ部21と、該雄ねじ部21及び頭部14間に位置して該雄ねじ部21よりも外径寸法が細い首部22とを有し、この首部22には、該首部22のボルト穴11に対する偏心を規制する偏心規制部22aが形成されている。
偏心規制部22aは、首部22の軸線c1方向の一箇所において、外径がボルト穴11の内径と略等しくなるように太くなった拡径部分であり、首部22が偏心することのないように、ボルト穴11の内周面に首部22を支持することができるようになっている。
【0019】
以上説明の連結ボルト10による締め付け固定方法について、以下に説明を行う。
まず、締め付け固定を行う作業者は、ボルト本体13に対してスリーブ16を螺着部20によりねじ込んで装着する。この時、ボルト側段部19aとスリーブ側段部19bとが完全に当接するまでしっかりとねじ込むだけで、前記隙間t1を確保する位置にスリーブ16を固定することができる。
このようにして組み立てた連結ボルト10を、今度はボルト穴11内に挿入するとともに、その頭部14の六角穴に六角レンチ等の工具を差し込み、該頭部14が座面15bに当接するまで完全にねじ込んでいく。ここまで完了した状態が、図1〜図4に示す状態である。
【0020】
続いて、ハンマーやタガネ等の工具を用いて、スリーブ16先端周縁部分のうち、各第1凹部17b,・・・に対応する位置を叩いて変形させ、各第1凹部17b,・・・に係止する各第1凸部17a,・・・をそれぞれ形成させる。このようにして形成された各第1係止部17,・・・により、頭部14とスリーブ16との間が互いに相対回転動作を禁止するように固定される。なお、スリーブ16の材質としては、叩きによって変形可能な比較的柔らかい金属材質が好ましく適用される。
さらに、同じくハンマーやタガネ等の工具を用いて、スリーブ16先端周縁部分のうち、各第2凹部18b,18bに対応する位置を叩いて変形させ、各第2凹部18b,18bに係止する各第2凸部18a,18aをそれぞれ形成させる。このようにして形成された各第2係止部18,18により、座ぐり穴15に対してスリーブ16が相対回転動作を禁止された状態に固定される。
このようにして、座ぐり穴15に対する連結ボルト10の廻り止めを行った状態が、図5に示す状態である。
【0021】
以上説明の本実施形態の連結ボルト10は、ボルト本体13及びスリーブ16を備え、ボルト本体13の頭部14とスリーブ16との間に各第1係止部17,・・・を設け、スリーブ16と座ぐり穴15との間に各第2係止部18,18を設ける構成を採用した。この構成によれば、座ぐり穴15からボルト本体13の頭部14が突出することなく連結することができ、なおかつ、各第1係止部17,・・・及び各第2係止部18,18を介してボルト本体13の頭部14を座ぐり穴15に対して廻り止めすることができる。さらには、この廻り止めは接着剤を不要とするため、連結後においても、蒸気タービンロータ2及び自動嵌脱装置3間の分離を容易に行うことができる。したがって、狭いスペースへの取り付けであっても、廻り止めを確実に行うことができ、なおかつ、連結後の取外しも可能である。
【0022】
また、本実施形態の連結ボルト10は、各第1係止部17,・・・が、スリーブ16の変形部である各第1凸部17a,・・・と、頭部14に形成された各第1凹部17b,・・・とであり、各第2係止部18,18が、スリーブ16の他の変形部である各第2凸部18a,18aと、座ぐり穴15に形成された各第2凹部18b,18bとである構成を採用した。この構成によれば、簡素な構成でありながらも連結ボルト10の廻り止めを確実に行うことが可能となる。
また、本実施形態の連結ボルト10は、ボルト本体13の軸線c1方向にスリーブ16が抜けるのを禁止する第3係止部19を設けた構成を採用した。さらに螺着部20にスリーブ16をねじ込むことで、スリーブ16が座面15b側へ動くことも禁止できる。この構成によれば、各第1係止部17,・・・及び各第2係止部18,18の各係止状態を確実に維持できるので、ボルト穴11に対する連結ボルト10の廻り止めをより確実に行うことが可能となる。
【0023】
また、本実施形態の連結ボルト10は、頭部14とスリーブ16との間に螺着部20を設けるとともに、座面15bとスリーブ16との間に隙間t1を設ける構成を採用した。この構成によれば、螺着部20により、スリーブ16と座面15bとの間に隙間t1を形成させるようにスリーブ16を固定させることができるので、スリーブ16が座面15bに突き当たって傷つけるのを確実に防止するとともに、スリーブ16が座面15bに干渉してボルト本体13の締め付けを阻害することも防止することが可能となる。
【0024】
また、本実施形態の連結ボルト10は、そのボルト本体13が、雄ねじ部21よりも外径寸法が細い首部22を有し、この首部22に、該首部22の偏心を規制する偏心規制部22aを形成する構成を採用した。この構成によれば、連結する蒸気タービンロータ2及び自動嵌脱装置3間に、これらを互いに接近離間させる力が作用した場合に、この力を、外径寸法の細い首部22がその軸線c1方向に伸縮弾性変形して受けてテンションを発生させることにより、雌ねじ穴12に対する雄ねじ部21の締め付け力を維持させることができ、廻り止めをより確実に行うことが可能となる。さらには、この首部22が偏心規制部22aによってボルト穴11内の定位置(軸線c1と同一軸線位置)に支持されるので、蒸気タービンロータ2及び自動嵌脱装置3の回転による遠心力がボルト本体13の首部22に加わったとしても偏心を起こすことが無く、このような首部22の偏心による締め付け力の低下を防止することも可能となる。
また、蒸気タービンロータ2及び自動嵌脱装置3を含む回転軸は、このような連結ボルト10で連結する構成を採用しているので、回転動作を伴っても、確実に廻り止めして確実に連結することが可能となる。
【0025】
次に、本発明の第2実施形態についての説明を、図6〜図8を参照しながら以下に行う。なお、図6は、本実施形態の連結ボルトにより連結された回転軸の要部を示す図であって、図12のA部に相当する部分拡大断面図である。また、図7は、同連結ボルトを示す図であって、図6のG−G矢視図である。また、図8は、同連結ボルトの廻り止め加工後の状態を示す図であって、図6のG−G矢視図である。
【0026】
図6,図7に示すように、本実施形態の連結ボルト30は、上記第1実施形態の連結ボルト10と同様に、前記蒸気タービンロータ2及び前記自動嵌脱装置3間を連結するものであり、前記ボルト穴11に通されるボルト本体33と、該ボルト本体33の頭部34の外周面34a及び、ボルト穴11の座ぐり穴35の内周面35a間の隙間tに配置されるスリーブ36とを備えて構成されている。
【0027】
そして、図8に示すように、頭部34とスリーブ36との間には、これらの間での相対回転動作を禁止する第1係止部37,・・・が、連結ボルト30の軸線c1を中心として約90度の等角度間隔をおいて配置されている。
これら第1係止部37,・・・は、スリーブ36先端の変形部である第1凸部37aと、頭部34に形成されて第1凸部37aが係止する第1凹部37bとで構成され、各第1凹部37bのそれぞれに対応する位置の第1凸部37aが係止することにより、スリーブ36に対するボルト本体33の廻り止めを行えるようになっている。
なお、図6,図7は、各第1凸部37a,・・・を形成する前の状態を示し、図8は形成後の状態を示している。各第1凸部37aの形成方法は、上記第1実施形態の前記各第1凸部17aの形成方法に同じである。
【0028】
図8に示すように、スリーブ36と座ぐり穴35との間には、この座ぐり穴35に対するスリーブ36の相対回転動作を禁止する一対の第2係止部38,38が、連結ボルト30の軸線c1を中心として約180度の等角度間隔をおいて配置されている。
これら第2係止部38,38は、スリーブ36先端の他の変形部である第2凸部38a,38aと、座ぐり穴15に形成されて第2凸部38a,38aが係止する第2凹部38b,38bとで構成され、各第2凹部38bのそれぞれに対応する位置の第2凸部38aが係止することにより、座ぐり穴35に対するスリーブ36の廻り止めを行えるようになっている。
なお、図6,図7は、各第2凸部38a,38aを形成する前の状態を示し、図8は形成後の状態を示している。各第2凸部38a,38aの形成方法は、上記第1実施形態の前記各第1凸部18a,18aの形成方法に同じである。
【0029】
図7に示すように、スリーブ36は、軸線c1を含む断面を境とした2分割された分割スリーブ36a,36bからなり、これら分割スリーブ36a,36bは、座ぐり穴35内に取り付けられた場合に、所定寸法の隙間t3を有する概略円筒形状をなすものとなっている。
各分割スリーブ36a,36bの外周面には、ボルト本体33の入口に向かって先細りとなる段差部36a1,36b1がそれぞれ形成されている。そして、これら段差部36a1,36b1に対応するように、座ぐり穴35の内周面35aにも、段差部35a1が形成されている。
【0030】
そして、これら各段差部36a1,36b1が段差部35a1に対して係止することにより、軸線c1方向(図6の紙面左方向に)にスリーブ36が抜け出すのを禁止する第3係止部39が構成されるようになっている。
なお、この第3係止部39と同様の係止部(図示せず)を、頭部34の外周面34aとスリーブ36の内周面との間に更に設けて、よりスリーブ36を抜けにくくする構成を採用しても良い。
【0031】
また、本実施形態の連結ボルト30は、そのボルト本体33が、雌ねじ穴12に螺着する雄ねじ部41と、該雄ねじ部41及び頭部34間に位置してボルト穴11の内径と略等しい外径の首部42とを有しているが、その首部42の形状を、上記第1実施形態と同様に、雄ねじ部41よりも外径寸法が細い形状とし、この首部42に前記偏心規制部22aを形成する構成を採用しても良い。
【0032】
以上説明の連結ボルト30による締め付け固定方法について、以下に説明を行う。
まず、締め付け固定を行う作業者は、各分割スリーブ36a,36bを予め座ぐり穴35内に装着した後、ボルト穴11内にボルト本体33を挿入する。そして、その頭部34の六角穴に六角レンチ等の工具を差し込み、該頭部34が座面35bに当接するまで完全にねじ込んでいく。ここまで完了した状態が、図6,図7に示す状態である。
【0033】
続いて、ハンマーやタガネ等の工具を用いて、各分割スリーブ36a,36b先端周縁部分のうち、各第1凹部37b,・・・に対応する位置を叩いて変形させ、各第1凹部37b,・・・に係止する各第1凸部37a,・・・をそれぞれ形成させる。このようにして形成された各第1係止部37,・・・により、頭部34とスリーブ36との間が互いに相対回転動作を禁止するように固定される。なお、スリーブ36の材質としては、叩きによって変形可能な比較的柔らかい金属材質が好ましく適用される。
さらに、同じくハンマーやタガネ等の工具を用いて、各分割スリーブ36a,36b先端周縁部分のうち、各第2凹部38b,38bに対応する位置を叩いて変形させ、各第2凹部38b,38bに係止する各第2凸部38a,38aをそれぞれ形成させる。このようにして形成された各第2係止部38,38により、座ぐり穴35に対してスリーブ36が相対回転動作を禁止された状態に固定される。
このようにして、座ぐり穴35に対する連結ボルト30の廻り止めを行った状態が、図8に示す状態である。
【0034】
以上説明の本実施形態の連結ボルト30によれば、上記第1実施形態の連結ボルト10と同様の効果を得ることができるようになる。すなわち、狭いスペースへの取り付けであっても、廻り止めを確実に行うことができ、なおかつ、連結後の取外しも可能である。
【0035】
次に、本発明の第3実施形態についての説明を、図9〜図11を参照しながら以下に行う。なお、図9は、本実施形態の連結ボルトにより連結された回転軸の要部を示す図であって、図12のA部に相当する部分拡大断面図である。また、図10は、同連結ボルトを示す図であって、図9のH−H矢視図である。また、図11は、同連結ボルトの廻り止め加工後の状態を示す図であって、図9のH−H矢視図である。
【0036】
図9,図10に示すように、本実施形態の連結ボルト50は、上記第1実施形態の連結ボルト10と同様に、前記蒸気タービンロータ2及び前記自動嵌脱装置3間を連結するものであり、前記ボルト穴11に通されるボルト本体53と、該ボルト本体53の頭部54の外周面54a及び、ボルト穴11の座ぐり穴55の内周面55a間の隙間tに配置されるスリーブ56とを備えて構成されている。
【0037】
そして、図11に示すように、頭部54とスリーブ56との間には、これらの間での相対回転動作を禁止する第1係止部57,・・・が、連結ボルト50の軸線c1を中心として約90度の等角度間隔をおいて配置されている。
これら第1係止部57,・・・は、スリーブ56先端の変形部である第1凸部57aと、頭部54に形成されて第1凸部57aが係止する第1凹部57bとで構成され、各第1凹部57bのそれぞれに対応する位置の第1凸部57aが係止することにより、スリーブ56に対するボルト本体53の廻り止めを行えるようになっている。
なお、図9,図10は、各第1凸部57a,・・・を形成する前の状態を示し、図11は形成後の状態を示している。各第1凸部57aの形成方法は、上記第1実施形態の前記各第1凸部17aの形成方法に同じである。
【0038】
図11に示すように、スリーブ56と座ぐり穴55との間には、この座ぐり穴55に対するスリーブ56の相対回転動作を禁止する一対の第2係止部58,58が、連結ボルト50の軸線c1を中心として約180度の等角度間隔をおいて配置されている。
これら第2係止部58,58は、スリーブ56先端の他の変形部である第2凸部58a,58aと、座ぐり穴15に形成されて第2凸部58a,58aが係止する第2凹部58b,58bとで構成され、各第2凹部58bのそれぞれに対応する位置の第2凸部58aが係止することにより、座ぐり穴55に対するスリーブ56の廻り止めを行えるようになっている。
なお、図9,図10は、各第2凸部58a,58aを形成する前の状態を示し、図11は形成後の状態を示している。各第2凸部58a,58aの形成方法は、上記第1実施形態の前記各第1凸部18a,18aの形成方法に同じである。
【0039】
図9,図10に示すように、スリーブ56は、概略円筒形状をなしており、その内周面には、ボルト本体53の入口に向かって先細りとなる段差部56a1が形成されている。
そして、この段差部56a1に対応するように、頭部54の外周面54aにも、段差部54a1が形成されている。そして、段差部56a1が段差部54a1に対して係止することにより、軸線c1方向(図9の紙面左方向に)にスリーブ56が抜け出すのを禁止する第3係止部59が構成されるようになっている。
なお、この第3係止部59と同様の係止部(図示せず)を、スリーブ35の外周面と座ぐり穴55の内周面55aとの間に更に設けて、よりスリーブ56を抜けにくくする構成を採用しても良い。
【0040】
また、本実施形態の連結ボルト50は、そのボルト本体53が、雌ねじ穴12に螺着する雄ねじ部61と、該雄ねじ部61及び頭部54間に位置してボルト穴11の内径と略等しい外径の首部62とを有しているが、その首部62の形状を、上記第1実施形態と同様に、雄ねじ部61よりも外径寸法が細い形状とし、この首部62に前記偏心規制部22aを形成する構成を採用しても良い。
【0041】
以上説明の連結ボルト50による締め付け固定方法について、以下に説明を行う。
まず、締め付け固定を行う作業者は、スリーブ56を予め座ぐり穴55内に装着するか、もしくは、ボルト本体53に装着した後、ボルト穴11内にボルト本体53を挿入する。そして、その頭部54の六角穴に六角レンチ等の工具を差し込み、該頭部54が座面55bに当接するまで完全にねじ込んでいく。ここまで完了した状態が、図9,図10に示す状態である。
【0042】
続いて、ハンマーやタガネ等の工具を用いて、スリーブ56先端周縁部分のうち、各第1凹部57b,・・・に対応する位置を叩いて変形させ、各第1凹部57b,・・・に係止する各第1凸部57a,・・・をそれぞれ形成させる。このようにして形成された各第1係止部57,・・・により、頭部54とスリーブ56との間が互いに相対回転動作を禁止するように固定される。なお、スリーブ56の材質としては、叩きによって変形可能な比較的柔らかい金属材質が好ましく適用される。
さらに、同じくハンマーやタガネ等の工具を用いて、スリーブ56先端周縁部分のうち、各第2凹部58b,58bに対応する位置を叩いて変形させ、各第2凹部58b,58bに係止する各第2凸部58a,58aをそれぞれ形成させる。このようにして形成された各第2係止部58,58により、座ぐり穴55に対してスリーブ56が相対回転動作を禁止された状態に固定される。
このようにして、座ぐり穴55に対する連結ボルト50の廻り止めを行った状態が、図11に示す状態である。
【0043】
以上説明の本実施形態の連結ボルト50によれば、上記第1実施形態の連結ボルト10と同様の効果を得ることができるようになる。すなわち、狭いスペースへの取り付けであっても、廻り止めを確実に行うことができ、なおかつ、連結後の取外しも可能である。
【0044】
以上説明の第1〜第3実施形態では、それぞれの連結ボルト10,30,50を、回転軸間の連結に用いる場合を例に説明したが、これに限らず、振動を伴う部材間の連結など、廻り止めを要する他の静止部材間の連結に採用してよいことは、勿論である。
【0045】
【発明の効果】
本発明の請求項1に記載の連結ボルトは、ボルト本体及びスリーブを備え、ボルト本体の頭部とスリーブとの間に第1係止部を設け、スリーブと座ぐり穴との間に第2係止部を設ける構成を採用した。この構成によれば、座ぐり穴からボルト本体の頭部が突出することなく連結することができ、なおかつ、第1係止部及び第2係止部を介してボルト本体の頭部を座ぐり穴に対して廻り止めすることができるようになる。さらには、この廻り止めは接着剤を不要とするため、連結後においても、両部材間の分離を容易に行うことができる。
したがって、本発明の連結ボルトによれば、狭いスペースでも採用可能な廻り止め構造を有し、なおかつ連結後の取外しも可能なる。
また、請求項1に記載の連結ボルトは、頭部とスリーブとの間に螺着部を設けるとともに、座面とスリーブとの間に隙間を設ける構成を採用した。この構成によれば、螺着部により、スリーブと座面との間に隙間を形成されるようにスリーブを固定させることができるので、スリーブが座面に突き当たって傷つけるのを確実に防止するとともに、スリーブが座面に干渉してボルトの締め付けを阻害すのを防止することが可能となる。
【0046】
また、請求項2に記載の連結ボルトは、第1係止部が、スリーブの変形部である第1凸部と、頭部に形成された第1凹部とであり、第2係止部が、スリーブの他の変形部である第2凸部と、座ぐり穴に形成された第2凹部とである構成を採用した。この構成によれば、簡素な構成でありながらも連結ボルトの廻り止めを確実に行うことが可能となる。
【0047】
また、請求項3に記載の連結ボルトは、ボルト本体の軸線方向にスリーブが抜けるのを禁止する第3係止部を設けた構成を採用した。この構成によれば、第1係止部及び第2係止部の各係止状態を確実に維持できるので、ボルト穴に対する連結ボルトの廻り止めをより確実に行うことが可能となる。
【0048】
また、請求項4に記載の連結ボルトは、そのボルト本体が、雄ねじ部よりも外径寸法が細い首部を有し、この首部に、該首部の偏心を規制する偏心規制部を設ける構成を採用した。この構成によれば、連結する部材間に、これらを互いに接近離間させる力が作用した場合に、この力を、外径寸法の細い首部がその軸線方向に伸縮弾性変形して受けてテンションを発生させることにより、雌ねじ穴に対する雄ねじ部の締め付け力を維持することができ、廻り止めをより確実に行うことが可能となる。さらには、この首部が偏心規制部によってボルト穴内の定位置に支持されるので、例え遠心力等がボルト本体の首部に加わったとしても偏心を起こすことが無く、このような首部の偏心による締め付け力の低下を防止することも可能となる。
【0049】
また、請求項5に記載の回転軸は、請求項1〜4の何れかに記載の連結ボルトで連結する構成を採用した。この構成によれば、回転動作を伴う回転軸の連結においても、確実に廻り止めがなされた連結ボルトにより確実に連結することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の連結ボルトにより連結された回転軸の第1実施形態を示す図であって、図12のA部に相当する部分拡大断面図である。
【図2】 同連結ボルトを示す図であって、図1のB−B矢視図である。
【図3】 同連結ボルトの要部を示す図であって、(a)は図2のC部拡大図であり、(b)は(a)のD−D断面図である。
【図4】 同連結ボルトの他の要部を示す図であって、(a)は図2のE部拡大図であり、(b)は(a)のF−F断面図である。
【図5】 同連結ボルトの廻り止め加工後の状態を示す図であって、図1のB−B矢視図である。
【図6】 本発明の連結ボルトにより連結された回転軸の第2実施形態を示す図であって、図12のA部に相当する部分拡大断面図である。
【図7】 同連結ボルトを示す図であって、図6のG−G矢視図である。
【図8】 同連結ボルトの廻り止め加工後の状態を示す図であって、図6のG−G矢視図である。
【図9】 本発明の連結ボルトにより連結された回転軸の第3実施形態を示す図であって、図12のA部に相当する部分拡大断面図である。
【図10】 同連結ボルトを示す図であって、図9のH−H矢視図である。
【図11】 同連結ボルトの廻り止め加工後の状態を示す図であって、図9のH−H矢視図である。
【図12】 従来の連結ボルトによる連結構造を有する回転軸の一例を示す図であって、その軸線を含む断面より見た場合の断面図である。
【符号の説明】
2・・・蒸気タービンロータ(一方の部材,回転軸)
3・・・自動嵌脱装置(他方の部材,回転軸)
10,30,50・・・連結ボルト
11・・・ボルト穴
12・・・雌ねじ穴
13,33,53・・・ボルト本体
14,34,54・・・頭部
14a,34a,54a・・・外周面
15,35,55・・・座ぐり穴
15a,35a,55a・・・内周面
16,36,56・・・スリーブ
17,37,57・・・第1係止部
17a,37a,57a・・・第1凸部
17b,37b,57b・・・第1凹部
18,38,58・・・第2係止部
18a,38a,58a・・・第2凸部
18b,38b,58b・・・第2凹部
19,39,59・・・第3係止部
20・・・螺着部
21,41,61・・・雄ねじ部
22・・・首部
22a・・・偏心規制部
t・・・隙間
t1・・・隙間
Claims (5)
- 一方の部材側に設けられたボルト穴を通して他方の部材側に設けられた雌ねじ穴に螺着することにより、これら両部材間を連結する連結ボルトにおいて、
前記ボルト穴に通されるボルト本体と、該ボルト本体の頭部の外周面及び、前記ボルト穴の座ぐり穴の内周面間の隙間に配置されるスリーブとを備え、
前記頭部と前記スリーブとの間には、これらの間での相対回転動作を禁止する第1係止部が設けられ、
前記スリーブと前記座ぐり穴との間には、該座ぐり穴に対する該スリーブの相対回転動作を禁止する第2係止部が設けられているとともに、
前記頭部と前記スリーブとの間には、該頭部に対して該スリーブが前記ボルト本体の軸線方向に相対移動するのを禁止する螺着部が設けられ、
前記座ぐり穴の座面と前記スリーブとの間には、隙間が設けられていることを特徴とする連結ボルト。 - 請求項1に記載の連結ボルトにおいて、
前記第1係止部は、前記スリーブの変形部である第1凸部と、前記頭部に形成されて前記第1凸部が係止する第1凹部とであり、
前記第2係止部は、前記スリーブの他の変形部である第2凸部と、前記座ぐり穴に形成されて前記第2凸部が係止する第2凹部とであることを特徴とする連結ボルト。 - 請求項1または2に記載の連結ボルトにおいて、
前記座ぐり穴または前記頭部のいずれか一方もしくは両方と、前記スリーブとの間には、前記ボルト本体の軸線方向に前記スリーブが抜けるのを禁止する第3係止部が設けられていることを特徴とする連結ボルト。 - 請求項1〜3の何れかに記載の連結ボルトにおいて、
前記ボルト本体は、前記雌ねじ穴に螺着する雄ねじ部と、該雄ねじ部及び前記頭部間に位置して該雄ねじ部よりも外径寸法が細い首部とを有し、
前記首部には、該首部の前記ボルト穴に対する偏心を規制する偏心規制部が設けられていることを特徴とする連結ボルト。 - 請求項1〜4の何れかに記載の連結ボルトにより連結されていることを特徴とする回転軸。
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