JP6909813B2 - 支持ワッシャ - Google Patents

Description

本発明は、支持ワッシャに関する。

従来より、合成材料製の支持ワッシャが知られている。そのような支持ワッシャは、頭部を有する接続要素（例えば、ねじやリベット）の軸部が挿通され得る一方で当該接続要素の頭部を保持する穴を中心部に有し、当該穴の寸法は、当該軸部の寸法以上でありかつ当該頭部の寸法未満である。そのような公知のワッシャは、中心穴周りに、接続要素の頭部を収容するためのくぼみを有することがある。

そのようなワッシャは、ねじが当接する表面を増大させ、ねじによって及ぼされる力を広い面にわたって分散させることにより、支持ワッシャが使用されない場合に当該ねじの頭部の下に位置する物体が当該ねじ頭部によって損傷するのを阻止する。

本特許出願は、そのような支持ワッシャが、これまでに製造されてきたように、それらが使用される場合に有する欠点を改善するためのものである。

そのような欠点は、ワッシャの下に位置する物体が金属である場合にはほとんど見られないが、当該物体が木材、合成材料、またはエラストマーである場合には多く見られる。実際、公知の支持ワッシャの周縁部は、公知のワッシャの全体面に対して垂直な面であり、公知のワッシャの周縁部の下縁部は、当該公知のワッシャの全体面に対して垂直な当該面と当該公知のワッシャの下面とが合わさることで形成され、公知のワッシャが当接する物体にせん断作用を及ぼす。このせん断は、特に当該物体が硬質な物体、例えば金属体である場合にはほとんど認められないが、当該物体が合成材料である場合、さらには当該物体がエラストマーである場合に、ねじが締め付けられたときに生じる。上述したように、このせん断は、ねじが締め付けられると、またはリベットが適用されると生じるおそれがあるが、さらには当該公知の支持ワッシャを用いて接続要素によって組み立てられるアセンブリが様々な方向において作用する力にさらされる場合にも生じ得る。これの例は、コンベヤベルトの端部を接続するのに使用されるようなエラストマー連結部の分野で見られる。そのような強化エラストマー連結部は、当該連結部の上側プレートと、コンベヤベルトの端部と、当該連結部の下側プレートとを連続的に貫通するねじまたはリベットを用いてコンベヤベルトの端部に固定される。

特許文献１には、この適用例が開示されている。ここで、この特許では、連結部のプレートのエラストマー材料に埋め込まれたインサートが、ねじ頭部を受けるために使用されている。しかし、製造時における組付け、特にねじ頭部を受けるためのくぼみを構成する上側のインサートの組付けがコスト高であり、本発明の発明者は、上側のインサートの代用品として支持ワッシャを使用する試みをしてきた。ところが、公知の支持ワッシャでは、上述した欠点に直面した。このため、当該欠点を克服することのできる新しい支持ワッシャを作り出すことが有用である。

コンベヤベルトの端部を接続するための強化エラストマー連結部に対する同じ適用例では、特定のコンベヤベルトの場合に、このせん断が、動いているコンベヤベルトの表面に対して適用されるブレードで構成されたスクレーパの使用のために強められる。これらのブレードは、コンベヤベルトの当該表面に残った搬送される物体（例えば、石炭や鉱石）の残がいを除去するように構成されている。これらのブレードは、支持ワッシャに接触して上述したせん断効果を強め、当該ブレードが特に強いタングステン鋼のエッジを有する場合にはなおさらである。

仏国特許出願公開第２８０３８３６号明細書

本発明に係る支持ワッシャは、このせん断を阻止するためのものである。当該支持ワッシャは、複数の特性により特徴付けられる。

技術的な態様によると、本発明は、特にコンベヤベルト連結部のためのねじ止めまたはリベット止めされるアセンブリ用の、概ね平面状の金属部品または合成材料部品で構成された支持ワッシャであって、その中心部に、軸部および頭部を有するリベット型またはねじ型の接続要素、好ましくは雌ねじまたは雄ねじが設けられたねじが挿通される穴を備え、当該接続要素の頭部が、ワッシャの使用時において、当該ワッシャの中心穴の縁部に当接し、ワッシャを構成する部品の外縁部または縁部が、平面視において、外縁部が正円形状のワッシャと比較して、ワッシャの外周縁の長さを増大させる線形状を有する支持ワッシャに関する。

このことは、特に、支持ワッシャの外縁部が、円形状ではなく、平面視において、正円形状の線形状といった公知の支持ワッシャの縁部の線形状と比較して、ワッシャの外周縁または下縁部の長さを実質的に増大させる線形状を有するという事実からなる。

このように長さが増大することにより、ワッシャの下に配置される物体、例えばコンベヤベルト連結部に及ぼされるせん断効果が低減され得る。

しかしながら、留意しなければならないこととして、本特許出願でクレームされる新しいワッシャは、その使用により当該ワッシャがその下の物体を傾斜、振動、または大きな締付力の影響下で噛んでおける場合に、コンベヤベルトのための連結部以外にも適用可能である。

なお、ワッシャの中心穴の縁部は、ねじ止めまたはリベット止めの完了時において、頭部の上面が中心穴の近傍のワッシャの上面と面一になるように、面取りされまたは変形されていてもよい。

本発明の別の技術的特徴は、外縁部が、平面視において、上昇部および下降部を含む正弦波形状を有し、当該上昇部が、ワッシャの幾何学的中心に対して相対的に遠離し、かつ下降部が、ワッシャの幾何学的中心に対して相対的に近接していることである。

本特許出願に係るワッシャの別の特徴は、ワッシャの幾何学的中心から最も離れた当該ワッシャの縁部の領域が、下縁部に丸み縁部を有することである。換言すると、この特徴によって、支持ワッシャは、当該ワッシャの下面と当該ワッシャの外縁部とが合わさることで形成される下縁部を有し、当該下縁部は、少なくとも、ワッシャの幾何学的中心から最も離れて位置する当該ワッシャの外縁部の正弦波形状の上昇部に丸み縁部を有する。

これらの丸み縁部によると、ワッシャの使用時において、せん断効果をさらに低減することができる。テストは、この丸み縁部が、下縁部のうちワッシャの幾何学的中心から最も離れた部分に対して特に有効であると示しているが、ワッシャの縁部の下縁部の全体にそのような丸み縁部を設けることも考えられる。

最後に、特許出願に係るワッシャは、コンベヤベルトの２つの端部を接続するのに使用される強化エラストマー連結部への適用に関して有用な他の特徴を有していてもよい。

実際のところ、石炭、鉱石、およびその他の材料といったバルク材を搬送するためのコンベヤベルトを使用する設備は、一般にスクレーパを備える。これらのスクレーパは、ワッシャの外縁部の上縁部を捕らえて、当該ワッシャをねじまたはリベットに沿って引っ張る傾向にある。そのような事象が生じると、修理を行うことが必要になり、したがって作業時間の実質的な損失につながる。

したがって、本発明によると、有利には、本特許出願に係るワッシャの上面に、中心穴を囲むくぼみの外縁部から始まってワッシャの外縁部で終端する円錐部が設けられ、当該円錐部は、ワッシャの外縁部の中心領域からの当該ワッシャの連続的なテーパ形状をもたらす。換言すると、この特徴によると、ワッシャの上面は、実質的に中心穴を囲むくぼみの縁部から、またはワッシャの中心穴を囲む円形面から始まって当該ワッシャの外縁部で終端する円錐面を有し、この円錐面は、ワッシャの外縁部の上縁部が、当該ワッシャにリベット止めまたはねじ止めが適用される際に当該ワッシャが置かれる面と実質的に面一になるように、当該ワッシャの連続的なテーパ形状を実現する。

よって、スクレーパがワッシャの外縁部の上縁部にぶつかる危険がなく、当該縁部は、ワッシャがいったん設置されると下にある連結部の表面と面一になる。

図１は、従来技術に係る支持ワッシャを示す図である。 図２は、本特許出願に係るワッシャの好ましい実施形態を示す図である。 図３は、図２のワッシャを、中心穴を貫通する軸部を有するねじと共に示す図である。 図４は、図３に係るワッシャが、中心穴を貫通する軸部を有するねじに適用された図であって、当該ねじがインサートにねじ込まれている。 図５は、従来技術に係るねじ接続の例を示す図であって、特許文献１の図３に相当する。 図６は、本特許出願に係るワッシャを用いたねじ接続を示す断面図であって、コンベヤベルトの端部を接続する連結部に適用されている。 図７は、左側に公知のワッシャを、右側に本特許出願に係るワッシャを示す図であって、コンベヤベルト連結部の上側プレートに適用されている。

従来技術に係る図１の支持ワッシャ１は、円形状の部品からなり、周縁部４と、下縁部５と、下面６と、その縁部がねじ頭部２を収容するためのくぼみ７を形成する中心穴７’とを備え、ねじの軸部８が中心穴７’を貫通している。

本特許出願の好ましい実施形態に係る図２の支持ワッシャ１’は、従来技術の支持ワッシャ１と同様に、外縁部４’と、中心穴７’と、くぼみ７と、下縁部５と、下面６とを有する概ね円形状の部品を備える。しかしながら、留意すべきこととして、外縁部４’は、平面視において、上昇部１０および下降部９を含む正弦波形状を有し、上面１７は円錐状であり、上昇部は、その突端に丸み縁部１１を有し、この丸み縁部は、下縁部５に形成されている。

図３に示すアセンブリは、ワッシャ１’とねじから構成される。

ねじ頭部２、ねじ軸部８、下降部９、および上昇部１０に留意されたい。下降部および上昇部の数は、この例では６つであるが、これらの数は、本発明の範囲を逸脱することなく変更可能である。下降部および上昇部は、ワッシャの仮想半径１２に関して対称である。このことは、ワッシャがその仮想半径１２に含まれる軸に関して対称であることを意味する。

図４は、図３と同じアセンブリを示しており、参照番号も同じで、ねじ軸部８がインサート１３にねじ込まれている。

図５は、特許文献１に係る従来技術のコンベヤベルトのための連結部の上側プレートおよび下側プレートのねじ止めアセンブリの例を示す断面図である。雌型インサート１９および雄型インサート２０が、上側プレートＰＳ内および下側プレートＰＩ内にそれぞれ組み込まれており、これらのプレートによってコンベヤベルトの端部Ｅが囲まれている。

図６は、本特許出願に係るワッシャの使用例を示す鉛直面に沿った断面図であって、コンベヤベルト連結部の上側プレートＰＳと、コンベヤベルトの端部Ｅと、コンベヤベルト連結部の下側プレートＰＩとで構成されたねじ止めアセンブリに適用されている。

この断面において、特に、ワッシャの全体面に対して傾斜した直線により示されるワッシャの円錐面１７と、ねじ頭部２と、くぼみ７および中心穴７’と、丸み縁部１１と、ねじ軸部８と、連結部の上側プレートＰＳと、コンベヤベルトの端部Ｅと、インサート１３と、連結部の下側プレートＰＩとを確認できる。図中の円で囲まれた丸み縁部１１を含む領域の拡大図によると、当該丸み縁部１１をより詳しく確認することができる。

図７において、上昇部１０の端部は、コンベヤベルトのための連結部の上側プレートＰＳの表面と面一になっている。上昇部１０の下縁部の丸み縁部１１（この図では見えない）により、ねじ止めの完了時に生じるわずかな沈み込みに関わらず、ねじ止み中に上側プレートＳの材料をせん断しないことが可能となった。したがって、上述したスクレーパが上昇部の上縁部にぶつかってワッシャおよびねじを引っ張るおそれがない。これに対し、公知のワッシャは、上側プレートＰＳの上面よりも高くなっており、当該ワッシャがきつく締め付けられて沈み込むと、周縁部に丸み縁部がないために、当該ワッシャが締め付けられるとその下にある材料のせん断が生じ、またコンベヤベルトの動作中にそれが促進される。

このように、本特許出願に係るワッシャは、冒頭で述べた目的の全てを達成し、すなわち、せん断効果を阻止すると共にスクレーパが引っ掛からない。これらの目的を達成するために用いられる手段について、説明および図示がなされている。添付のクレームは、新しいワッシャの特徴を開示している。

Claims (2)

1. コンベヤベルト連結部のためのねじ止めまたはリベット止めされるアセンブリ用の、概ね平面状の金属部品または合成材料部品で構成された支持ワッシャ（１’）であって、
   上記支持ワッシャ（１’）の中心部に設けられ、軸部（８）および頭部（２）を有するリベット型またはねじ型の接続要素が挿通される穴（７’）を備え、
   上記ワッシャ（１’）の使用時に、該ワッシャ（１’）の上記中心穴（７’）の縁部に上記頭部（２）が当接し、
   上記ワッシャ（１’）を構成する部品の外縁部（４’）は、平面視において、上昇部（１０）および下降部（９）を含む正弦波形状を有し、
   上記上昇部（１０）が、上記ワッシャの幾何学的中心に対して相対的に遠離し、かつ 上記下降部（９）が、上記ワッシャの幾何学的中心に対して相対的に近接しており、それにより上記外縁部（４’）は、正円形状の外縁部を有するワッシャの該外縁部の長さに対して、上記ワッシャ（１’）の上記外縁部（４’）の長さを増大させる線形状を有し、
   上記支持ワッシャは、該ワッシャの下面（６）と該ワッシャの上記外縁部（４’）とが合わさることで形成される下縁部（５）を備え、
   上記下縁部（５）は、少なくとも、上記ワッシャの幾何学的中心から最も遠離した上記ワッシャの上記外縁部（４’）の正弦波形状における上記上昇部（１０）に、アール状の丸み縁部（１１）を有し、
   上記ワッシャ（１’）の上面は、上記ワッシャの上記外縁部で終端する円錐面（１７）を有し、
   上記円錐面のテーパ形状は、上記ワッシャ（１’）の上記外縁部（４’）の上縁部が、上記ワッシャ（１’）にリベット止めまたはねじ止めが適用されたときに上記ワッシャ（１’）が配置される表面と略同じ高さとなるテーパ形状である
   ことを特徴とする支持ワッシャ。
2. 請求項１において、
   上記ワッシャ（１’）の上記外縁部（４’）の正弦波形状における上記上昇部（１０）は、上記ワッシャの幾何学的中心から始まりかつ該上昇部（１０）を通る仮想半径（１２）に関して概ね対称な形状を有し、上記ワッシャ（１’）の上記外縁部（４’）の正弦波形状における上記下降部（９）は、上記ワッシャの幾何学的中心から始まりかつ該下降部（９）を通る仮想半径（１２）に関して概ね対称な形状を有する
   ことを特徴とする支持ワッシャ。

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