JPH0240122B2 - - Google Patents

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JPH0240122B2
JPH0240122B2 JP59173977A JP17397784A JPH0240122B2 JP H0240122 B2 JPH0240122 B2 JP H0240122B2 JP 59173977 A JP59173977 A JP 59173977A JP 17397784 A JP17397784 A JP 17397784A JP H0240122 B2 JPH0240122 B2 JP H0240122B2
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bolt
hole
taper
tapered hole
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Soorutaa Rarii
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Publication of JPH0240122B2 publication Critical patent/JPH0240122B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/02Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B2200/00Constructional details of connections not covered for in other groups of this subclass
    • F16B2200/50Flanged connections
    • F16B2200/506Flanged connections bolted or riveted
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    • Y10T403/5761Interrupted periphery, e.g., split or segmental, etc.
    • Y10T403/5766Axially divided segments
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Forging (AREA)
  • Dowels (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はテーパ穴を有する同種または異種の金
属または複合体の積み重ね列におけるテーパボル
トの取付け力を減少させる方法およびそれに用い
る装置に関し、より詳細には、同種または異種の
金属または非金属の比較的薄いシートを互いに取
付けるためのスリーブボルト留め装置およびテー
パボルト留め装置として一般に知られる装置に関
する。
先行技術では、テーパ穴およびテーパボルトを
利用して材料の積み重ね列における留め具に予備
応力を加える概念は周知であり、米国特許第
3270410号(1966年9月6日発行、サルター
(Salter))に例示されている。この先行特許は一
般にテーパボルト特許として知られ、異種の金属
の積み重ね列にテーパ穴を利用し、この積み重ね
列のテーパ穴と同じテーパを有するボルトをこの
穴に作用させる技術を開示している。この特許は
テーパ穴に予備応力を加えて材料のより均一なか
つ的確な取付けを達成する装置および方法を説明
している。
このサルターの特許に開示された技術は周知で
あり、今日テーパボルトとテーパ穴の締りばめ
(テーパボルトは穴と同じテーパを有している)
を得るために使用されている。
サルターの特許第4048898号で例示されている
ように、留め技術において、いくつかの改良がな
された。このサルターの特許では、積み重ね列へ
の留め装置の取付けは一定の外径と、挿入される
ボルトのテーパに合うように設計された内テーパ
とを有するスリーブを形成することによつて単純
化された。積み重ね列に所定の直径を有する穴を
あけ、スリーブとボルトとの組立体全体を積み重
ね列に差し込み、テーパボルトを差し込んで、テ
ーパボルトをその最終位置に留めたとき、スリー
ブの拡張によつてテーパ穴に予備応力を加えるこ
とのみを必要とすることによつて現場での取付け
を単純化した。スリーブおよびボルトを機械工場
で製造公差のもとで精密加工することができ、一
方組立体全体を積み重ね列の中に最終的に取付け
るにはまつすぐな穴を現場であけさえすればよか
つたので、取付けはより精確に稿われた。この概
念により、明らかに高価かつ困難であり、時間を
くいすぎ、またせいぜい逆効果であつた、現場で
テーパ穴をあけることの必要をなくした。また、
このサルターの特許は機械工学分野に広い用途を
見い出しており、一般にスリーブボルト特許とし
て知られている。
もちろん、テーパ穴およびテーパボルトを使用
した他の留め装置が多くあり、これら装置として
は、米国特許第2525117号(キヤンプベル)、第
3034611号(ゼンジツク)、第3271058号(アンダ
ーソン)等がある。テーパ穴およびテーパボルト
を利用したすべてのこれら先行特許では、概念に
常に、最も大きい直径部から最も小さい直径部ま
でのボルトの長さ全体にわたつて一定である所定
の締めしろを定めるために一定のテーパを使用す
ることであつた。換言すると、すべての在来装置
はテーパボルトと協働するテーパ穴を利用し、テ
ーパボルトはテーパ穴と同じテーパを有してい
た。直径に関係なくインチで測定された所定の割
合のテーパを利用する概念により、材料の弾性戻
りに関係なくテーパ穴とテーパボルトとの間に所
定の締めしろが生じる。
テーパボルトの取付けはテーパボルトの全シヤ
ンクと、直接接触状態にあるテーパ穴の全面との
間の締めしろに打ち勝たなければならない取付け
力を必要とする。所定の直径のボルトについて
は、取付け力は使用される留め方法、例えばボル
トの最も下方の部分のねじによつて左右されかつ
限定される。限定要因は使用されるボルトの直径
で定められる。これはもちろんテーパボルトとテ
ーパ穴との間の締めしろを、おそらく0.2032〜
0.254cm(0.08〜0.10インチ)の締めしろを使用す
べき場合に公称の数字である例えば1000分の0.01
の締めしろの最小値に限定する。換言すると、直
径1インチ(2.54cm)あたりのインチで示す穴の
直径に応じて、過剰の取付け力が特定箇所での
様々な締めしろの分布を妨げ、従つて、多重金属
積み重ね体に使用されるフアスナーの信用を落と
す。
本発明では、スリーブボルト装置を使用する
か、或いはテーパボルト装置を使用するかにかか
わらず、テーパ穴およびテーパボルトを使用した
積み重ね列についての取付け力を減少する。
好ましい実施態様では、取付け力は積み重ね列
の穴のテーパとは異なるボルトのテーパを利用す
ることによつて減少される。テーパボルトとテー
パ穴との接触が所定の直径部にのみ起り、穴の全
面に沿つては起らないので、取付け力はより小さ
くなり、従つて、テーパボルトとテーパ穴との取
付けでは、先行特許で述べられているようにより
高い取付け力を必要としないで100%に近い締り
ばめ及び支持接触を達成することができる。
本発明の利点はテーパ穴で支持されているボル
トの全シヤンクに沿つて拡張力を加えようとする
ときよりも小さい取付け力を必要とするテーパ穴
に漸増的に拡脹力を加えることによつて達成され
る。
本発明で説明する方法の実施では、テーパ穴が
留めるべき材料層に貫設してある。好ましい実施
態様では、層は通常、アルミニウムとチタンのよ
うな異種の金属、非金属および複合体の多重積み
重ね列である。テーパ穴の恒久変形が起るまで、
漸増力を実質的に穴の深さ全体にわたつて材料層
に加える。新規な本発明では、変形は積み重ね列
のテーパ穴と異なるテーパを有するテーパボルト
を利用することによつて達成される。新規な本発
明の実施では、ボルトのテーパは一般に積み重ね
列のテーパ穴のテーパより大きいかまたは小さ
い。
積み重ね列のテーパ穴の最も大きい直径部の拡
張を増したいときは常に、テーパ穴よりも大きい
テーパを有するテーパボルトまたはピンを選択す
る。
積み重ね列のテーパ穴の最も小さい直径部の拡
張を増したいときは常に、テーパ穴のテーパより
も小さいテーパを有するテーパボルトまたはピン
を選択する。
テーパボルトまたはピンをテーパ穴内に挿入
し、それによつてボルトと穴との締りばめをなし
て積み重ね列の穴の所望箇所に沿つて材料層に選
択的に予備応力を加える。また、このテーパ差を
適用して穴の全長にわたつて非常に高い程度の支
持を達成するのが良く、それによりコスト高をま
ねく穴調整時間をなくす。
次に、添付図面を参照することにより、本発明
のさらに別の目的及び利点を明らかにする。
疲れ臨界航空機構造で多重金属シートを留める
分野では、工業界は代表的には米国特許第
3270410号および第4048898号(サルター)につい
て先に説明したテーパボルトフアスナーまたはス
リーブボルトとして説明した型式のフアスナーを
使用している。
テーパボルトフアスナーは材料の多重シートよ
りなる積み重列のテーパ穴をこのテーパ穴と同じ
テーパを有するテーパボルトとともに利用してい
る。スリーブボルトの取付けでは、材料の多重シ
ートの積み重ね列にまつすぐな穴をあけ、円筒状
にまつすぐな外寸法と、テーパピンと協働するよ
うにテーパのつけられた寸法を有する組合せスリ
ーブボルトを使用し、この組合せ体をまつすぐな
穴の中に挿入し、次いで組立てる。
上記方法の両方とも留め分野で広い適用性を見
いだしたが、両方とも、受け入れホールがスリー
ブであろうとテーパ穴であろうと、テーパピンと
受け入れテーパホールとの締りばめが決められる
ということに基づいている。用語「締めしろ」
を、スリーブまたは穴を穴すなわちホールの初め
の直径よりも大きい外径に径げ、それによりホー
ルを横方向外方に押し広げてボルトをホール内に
固定することを意味する。用語「締りばめ」は、
当然、同様な作用が起るボルト、ナツトおよび他
の組立体に適用される。
テーパボルトを取付けるのに必要な力は、テー
パ穴内であろうとテーパスリーブ内であろうと、
テーパボルトとテーパ穴またはスリーブとの間に
存在する直径1インチ(2.54cm)あたりのインチ
の締めしろの関数である。
必要とされる締めしろを考慮してテーパボルト
と穴との摩擦に打ち勝つために必要とされる取付
け力はボルトと、ボルトを着座位置に引き入れる
締めつけ装置によつて作用の及ぼされるボルトの
底部分に位置決めされた締めつけ部との直径によ
つて限定される。
航空機構造体の積み重ねに通常使用される金属
は、通常、チタンおよびアルミニウムならびに厚
さの変化する複合体よりなり、予備応力付与状態
を達成して材料を的確に留めるのに必要な半径方
向の力と発生させるのに必要な変化する締めしろ
は時々、受けた取付け力が高くてボルト、ピン、
リベツトおよびフアスナーの予備応力付与状態が
十分にならないため、有効でない。
予備応力付与状態を十分にするために締めしろ
を単に増すだけでは問題は解決しない。何故な
ら、必要とされる過剰の力を考慮すると、フアス
ナーの締めつけ部が取付け中、簡単に破損するか
らである。この問題は、フアスナーに適切に予備
応力を加える適切な半径方向の応力が適切に発生
しなかつたり分布しなかつた結果、継手の疲れ破
損または応力腐食破損があつたとしても適切な連
結部であるように見えたという分析に基づいて定
められたとき、外見上、十分に予備応力を加えた
ようにみえる多くのフアスナーの疲れ破損の理由
として判断された。
本発明は主として、スリーブボルトフアスナー
またはテーパボルトフアスナーのいずれかの取付
け力を減少させ、そして穴の調整中、フアスナー
と穴とのより高い程度の支持を達成して取付け時
間をより短くすることに関する。
第1図を参照すると、10および12として示
す互いに留めるべき二つの重ね合せたシートまた
はプレートが示されている。テーパ穴14がシー
ト10,12に貫設され、テーパ穴14の一方の
端部16は直径が他方の端部18よりも大きい。
穴14のテーパは端部16から端部18まで同じ
である。
第2図を参照すると、一様にテーパのつけられ
たボルト20が示されており、ボルト20は一端
がヘツド22を有し、また、シート10,12内
に位置決めされたテーパ穴14に差し込まれた他
端がねじ部分24を有している。ボルト20のテ
ーパは穴のテーパと同じである。テーパ穴14内
へのボルト20の最終組立てを達成するには、通
常、ナツト25をねじ24に設置し、それにより
ボルトとその最終の嵌合位置まで穴に引き込むの
に必要な取付け力を発生させる。
通常の場合、ボルトと穴とのテーパは、すべて
の直径について例えば公称1インチ(2.54cm)の
1000分の2で表わされ、これは、1000分の2イン
チ(0.0508mm)の締めしろが直径ごとに存在する
ことを示す。
第1図に示す幾何学的形状を検討することによ
り大径端部16のところでシート10に発生する
半径方向応力は小径端部18のところでシート1
2に発生する応力より小さいことがわかる。言い
換えると、分析の結果、直径1インチ(2.54cm)
あたりのインチで示す締めしろ、すなわち、大径
端部のところに発生するポンド/インチ(17.58
g/cm2)表示の応力は、直径1インチ(2.54cm)
あたりのインチで示す均一な締めしろを使用する
ときには常に、小径端部のところで発生するポン
ド/インチ(17.58g/cm2)の応力ほどには発生
しない。簡単に述べると、大きな領域にわたつて
所定の力を発生させることは、平方インチ(6.45
cm2)あたりの応力を減少させる。
大径端部16のところで発生する応力は、材料
に予備応力を加えたり良好な接合をもたらすのに
十分であつたり、或るいは十分でなかつたりし、
この未知数がいくつかの応力の高いフアスナー継
手の破損率の理由であると定められた。
このような問題の明らかな解決策は締めしろを
1インチ(2.54cm)あたり例えば1000分の2から
できだけ1000分の4または、さらに1000分の5ま
で増し、このようにして継手に適確に予備応力を
加えるのに必要な応力を大径端部に発生させるこ
とである。
不運にも、ボルトと、ボルト20の24のよう
な最も下方の部分のねじとの全直径が、ボルトを
取付けるのに有効な力の全量を限定する。
この問題の乱暴な解決策に必要なのは、必要と
されるより高い取付け力を発生させるために所要
の留め能力をもたらすのに必要な強度よりも強度
の高いボルトを使用することであつた。必要とさ
れる強度よりも強度の高いこれらのボルトの使用
は、フアスナーの高いコストと、航空機に使用さ
れるフアスナーの総数とを考慮すると、航空機装
備を再び留めることにおいて明らかに不利であ
る。
第3図、第4図および第5図に示すスリーブボ
ルトフアスナーにも同じ問題が存在する。
次に第3図を参照すると、シート10および1
2が積み重ねた列の状態で示され、このときにの
み、まつすぐな穴30を有し、この穴はテーパの
ないものとして構成されている。すなわち、上端
の直径は下端の直径と同じである。
第4図を参照すると、スリーブ34とボルト3
6の組合せが示されており、この組合せにおいて
スリーブの外径38は一定であり、これに対し、
スリーブの内径40はテーパ状である。通常の場
合、ボルト36のテーパとスリーブ40の内テー
パとは同じである。ボルトは一端がヘツド42を
有し、他端が取付けのためのねじ44を有してい
る。
次に、第5図を参照すると、スリーブ34とボ
ルト36の組合せをいかに穴30に挿入するかを
示している。取付けナツトをボルト36のねじ部
分44に螺合し、ボルト36を所定の位置に適切
に引き入れるように嵌め込む。取付け力は、ナツ
トがボルト36のねじ44に作用し、それにより
ボルトをスリーブの中に引き入れた結果として発
生する。
応力は、ボルト36のテーパとスリーブ34の
内テーパとの間に締めしろが存在した結果として
発生する。
不運にも、テーパスリーブを取付ける場合に
も、第1図及び第2図のテーパロツク装置にいて
説明したのと同じ問題が存在する。
ボルトの大径端部のところに発生する応力は、
インチ/インチ(178.58g/cm2)測定された直径
についての一定の締めしろを有するいかなる取付
けについても、小径端部のところに発生する応力
よりも必ず小さい。従来の装置では、前述の乱暴
な解決策としての装置を使用する以外この問題に
対する解決策はなく、これは穴に適切な予備応力
を加えかつ疲れ破損を妨ぐためにボルトの大径端
部のところに高い応力を発生させる必要を考慮し
て、留め作業を行うのに必要な強度のフアスナー
装置よりも強度の高いフアスナー装置を利用する
ことを意味する。
本発明は、より高い応力を必要とするフアスナ
ーの選択された部分における応力を増し、同時に
必要とされる応力を発生させるのに必要な取付け
力を減し、かつ必要とされる支持を達成するのに
必要な時間を減じることによつて従来の問題を解
決する。
本発明では、取付けボルトのテーパを、積み重
ね材料の穴のテーパと故意に異ならせしめてい
る。
第6図および第7図ではテーパロツク装置と呼
んだものとの組合せで本発明を説明し、これに対
し第8図および第9図ではスリーブボルト装置と
の組合せで本発明を説明する。
今、第6図を参照すると、テーパ穴14を有す
るシート10および12の積み重ね列が示され
る。テーパ穴内には、テーパ穴14よりも大きな
テーパ62を有するボルト60が位置決めされて
いる。このボルトは他のすべての点で従来のもの
であつて、一端がヘツド64を有し、他端が取付
けボルトに使用するためのねじ66を有してい
る。
テーパ穴の大径部は70のところでシート10
内に位置決めされており、テーパ穴の小径部分7
2は反対側の端のところにシート12内に位置決
めされている。
テーパ穴14より大きなテーパを有するテーパ
ボルト60は穴の他の部分に接触する前にシート
10の大径部70に接触するので、テーパ穴14
の大径の開口部はテーパ穴の他のどの部分よりも
前に圧縮力および応力を受ける。
従つて、テーパボルトとテーパ穴との接触は取
付けナツトを締めつけるにつれて増し続け、かく
して第1図および第2図に示す従来の装置に一般
に起るように、テーパボルトの全面がテーパ穴に
接触するのではなく、テーパボルトがテーパ穴と
漸増的に接触した結果、取付け力が減少する。
テーパ穴よりもテーパの大きなテーパボルトを
利用した結果、テーパ穴の大径部における応力を
増すとともに、共通工業標準規格以外のさら穴フ
アスナー(図示せず)のような適確な接合を達成
するのに必要な半径方向の圧縮力を減少させるの
に必要な取付け力を減らすことが今や可能であ
る。
変形例として、フアスナーとテーパ穴との間の
締めしろを増し、このようにしてテーパ穴の大径
部での応力を増すとともに、従来装置の場合と同
じ取付け力を発生させることが今や可能である。
常に想起すべきことは、ねじのところの引張力す
なわち取付けボルトの締めつけ手段が、ボルトと
テーパ穴との間に必要とされる力を発生させる場
合の限定要因となることである。
テーパロツク及びスリーブボルトの使用につい
て再検討することが望ましい。何故なら、当業者
にはわかるように、航空機業界で現在使用されて
いる代表的な金属はチタンおよびアルミニウムで
あり、また二つの異種の金属(一方は他方よりも
高い極限応力を有する)を留めるのにフアスナー
が相変らず使用されているからである。あらゆる
場合において、取付け作業者は強い方の金属が上
であるか下であるかを知つているので、取付け作
業者は今や、テーパ穴よりも大きいテーパまたは
小さいテーパを有するテーパボルトを選択するこ
とによつて追加の特徴を役立たせることができ
る。
例えば、第6図において、シート10がアルミ
ニウムであり、シート21がチタンであると仮定
すると、周知のようにチタンシートは7030Kg/cm2
(100000ポンド/平方インチ)ほどの応力に耐え、
一方アルミニウムシート10は3515Kg/cm2
(50000ポンド/平方インチ)ほどの応力に耐える
ことができる。
この場合、チタンシート12が下であり、アル
ミニウムシート10が上であることをわかつてい
るので、テーパ穴16よりもテーパの大きなテー
パボルト60を使用する。ボルトの大径部は穴の
大径部70に接触し、取付けナツトの付勢により
ボルトの表面がテーパ穴の表面にますます接触す
るのにつれて発生した力は増す。加うるに、初め
に、かつチタンシート12の領域に接触する前に
圧縮されるのは大径部分のアルミニウムであるこ
とは明らかである。このようにして、穴の大径部
が徐々に広げられ、さらに強度の低い金属が強度
の高い金属より前に広げられて必要とされる取付
け力をさらに減少させる。
次に、第7図の参照すると、シート10とシー
ト12の積み重ね列が示されており、チタンシー
ト12はアルミニウムシート10の上に位置決め
されている。第7図の積み重ね列はテーパ穴14
を有し、ヘツド82を一端に、そしてねじ部分を
他端84に有するボルト80がテーパ穴14に挿
入されている。この場合、ボルト80は積み重ね
列に位置決めされたテーパ穴14よりも小さいテ
ーパを有している。
従つて、作業者はチタンシート12が上に位置
決めされていることをわかつているので、ボルト
との接触を確保するために積み重ね列のテーパよ
りも小さいテーパを有するボルトを使用し、最も
小さい直径部がまず箇所72のところに形成され
ている。ねじ84に働く取付けナツトの作用を受
けてボルトはその所定位置に引き込まれて圧縮力
をまず箇所72のところで徐々に及ぱし、次いで
ボルトが着座するまでボルトの表面とテーパ穴の
表面との間の接触表面に沿つて徐々に及ぼす。
第6図について説明したように、圧縮力はボル
トとチタン金属とが接触する前にボルトとアルミ
ニウム金属との間の所望位置にまず発生して、チ
タン金属が適切に広げられたり圧縮されたりする
前に取付け力を減少させる。
第6図及び第7図を検討すると、テーパ穴の直
径の最も大きい部分を最初に拡張させることが必
要なのではなく、積み重ね列のうちの許容応力の
小さい方の金属を最初に拡張させなければならな
いということがわかる。また、この方法では、取
り付け中、ボルトとテーパ穴との間で支持接触が
漸次行われるときに全取り付け力を減少させると
いうことがわかる。
次に、第8図を参照すると、シート10と12
とよりなり、かつスリーブ90を有する積み重ね
列が示されている。定義によつてスリーブ90は
テーパ内穴92を有し、かつスリーブボルト96
を収容し、このスリーブボルト96は一端がヘツ
ド98を有し、他端が取付けねじ100を有して
いる。ボルト96のテーパは第6図について説明
したのと同じ理由でスリーブボルト90に位置決
めされたテーパ穴92より大きい。
第8図では、作業者はシート10がアルミニウ
ムであり、シート12がチタンであるとわかつて
いるので、テーパ穴92よりも大きいテーパを有
するテーパボルトを使用するものと考えられる。
次に、第9図を参照すると、積み重ね列に挿入
されたスリーブ90が示されており、この場合に
のみ、アルミニウムシート10が下にあり、チタ
ンシート12が上にある。スリーブ90は内側9
2にテーパを有しており、一端がヘツド106を
有しかつ取付け他端が取付ねじ108を有するテ
ーパボルト104を受け入れた状態で示されてい
る。
この場合、作業者はチタンシート12が上にあ
ることがわかつており、まずシート10で示すア
ルミニウム金属の領域でスリーブに対して接触が
起るようにするためにスリーブ90のテーパ92
よりも小さいテーパを有するボルト104を利用
する。
テーパ穴とは異なるテーパを有するテーパボル
トの選択において説明した本発明の装置又は方法
は積み重ね列のテーパ穴に直接に適用でき、かつ
積み重ね列に挿入されたスリーブのテーパ穴にも
適用できる。
本発明について説明した装置又は方法により、
適切なボルトに適切なテーパを利用して必要とさ
れる取付け力を減少させ、かつ全取付け力を減少
させる手段としてのより不可欠な材料がまず広げ
られるようにするとともに、不可欠の締めしろお
よび支持が得られるようにする機会を与えるもの
である。
当業者には明らかなように、ボルトのテーパと
穴のテーパとの関係が取付け力の減少を制御して
いる。従つて、ボルトのテーパに対して穴のテー
パを変えて同じ結果を達成することができる。し
かしながら、好ましい実施態様では、テーパ穴は
あらゆる場合に同じであり、そして異なるテーパ
ボルトを利用して所望の結果を達成することが期
待される。
【図面の簡単な説明】
第1図は留めるべき2種の異なる材料とそれに
貫設されたテーパ穴とを示す垂直断面図;第2図
は第1図のテーパ穴に部分的に挿入されたテーパ
ボルトを示す図;第3図は留めるべき異種のシー
トに貫設されたまつすぐな穴を示す図;第4図は
第3図のまつすぐな穴に部分的に挿入されたテー
パスリーブとテーパボルトとの組合せ体を示す
図;第5図は第3図のまつすぐな穴に挿入された
組合せスリーブボルトを示す図;第6図はテーパ
穴よりも大きいテーパを有するテーパボルトを示
す図;第7図はテーパ穴よりも小さいテーパを有
するテーパボルトを示す図;第8図はボルトのテ
ーパがスリーブのテーパより大きいテーパボルト
とテーパスリーブとの組合せを示す図;および第
9図はボルトのテーパがスリーブのテーパより小
さいテーパボルトとテーパスリーブとの組合せを
示す図である。 10,12……留めるべき重ね合せシートまた
はプレート、14……テーパ穴、20……テーパ
ボルト、22……ヘツド、24……ねじ部分、2
5……ナツト、30……まつすぐな穴、34……
スリーブ、36……ボルト、38……スリーブの
外径、40……スリーブの内径、42……ヘツ
ド、44……ねじ、60……ボルト、64……ヘ
ツド、66……ねじ、72……テーパ穴。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数の材料層の予備応力留めにおける取付け
    力を減少させる方法において、 留めるべき複数の材料層にテーパ穴を貫設し、 テーパ穴の表面の恒久変形が起るまで実質的に
    穴の深さ全体にわたつて増大する拡張力を材料層
    に加え、そして 材料層のテーパ穴を取り囲む領域に予め圧縮応
    力が加わるように、テーパ留め装置とテーパ穴と
    の間に締まりばめをつくる工程よりなることを特
    徴とする方法。 2 テーパ穴と異なるテーパを有するテーパ留め
    装置を選択し、それによつて増大する拡張力を加
    える工程を含むことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載の方法。 3 テーパ穴よりも大きな直径を有するテーパ留
    め装置を選択し、そして 大径部のところで小径部のところと同じ応力を
    得るためにテーパ留め装置の直径1インチをたり
    のインチで定められる締まりばめを選択する、工
    程を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    に記載の方法。 4 テーパ穴を有する異なる材料層の積み重ね列
    における取付け力を減少させる方法において、 積み重ね列の穴のテーパと異なるテーパを有す
    るテーパボルトと選択する工程と、 次いで、テーパボルトとテーパ穴とが点接触す
    るまでテーパボルトを選択する工程と、 次いで、テーパボルトとテーパ穴とが点接触す
    るまでテーパボルトをテーパ穴に差し込む工程と
    を有し、その結果、穴が漸次変形し、取付け力が
    小さくなることを特徴とする方法。 5 選択したテーパボルトがテーパ穴の直径の最
    も大きいところで点接触するため、使用されてい
    る材料に対して穴支持を正確にすることを特徴と
    する特許請求の範囲第4項に記載の方法。 6 テーパボルトの予め選択したテーパがテーパ
    穴のテーパを異なつているためテーパボルトはテ
    ーパ穴と周囲に沿つて接触し、全表面に沿つては
    接触せず、そのための取付け力が減少することを
    特徴とする特許請求の範囲第4項に記載の方法。 7 留めるべき積み重ね列を構成する金属材料の
    各々の相対強度を決定する工程と、 許容応力値の小さい方の金属を最初に拡張させ
    るように、穴のテーパよりも小さなテーパを持つ
    テーパボルトを選択し、これによつて、取り付け
    工程中ボルトとテーパ穴との間の支持接触を漸次
    形成し、全取り付け力を減少させることを特徴と
    する、特許請求の範囲第4項に記載の方法。 8 テーパ穴を持つ複数の異なる表面材料と、 前記穴内に配置された、前記テーパ穴と異なる
    テーパを持つテーパボルトとを有し、 前記テーパボルトが前記テーパ穴内に締まりば
    めを形成するように配置され、このため、テーパ
    穴の大径の端部のところに小径の端部のところと
    異なる半径方向応力が発生することを特徴とす
    る、積み重ね列の取り付け力を減少させる装置。 9 極限強さの異なる材料から成る積み重ね列
    と、前記材料に貫設したテーパ穴と、 該テーパ穴内に配置されたテーパボルトとを有
    し、 前記テーパボルトのテーパボルトが前記テーパ
    穴のテーパと異なつており、そのため、テーパ穴
    の直径の最も大きいところにテーパ穴の直径の最
    も小さいところと異なる応力集中が生ずることを
    特徴とする、留め装置。
JP59173977A 1983-08-22 1984-08-21 テーパボルト取付け体における取付け力およびコストを減少させる方法および装置 Granted JPS6060313A (ja)

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