JPH05332337A - 接続具およびその接続方法 - Google Patents
接続具およびその接続方法Info
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- JPH05332337A JPH05332337A JP16426092A JP16426092A JPH05332337A JP H05332337 A JPH05332337 A JP H05332337A JP 16426092 A JP16426092 A JP 16426092A JP 16426092 A JP16426092 A JP 16426092A JP H05332337 A JPH05332337 A JP H05332337A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ボルト・ナットを使用して被接続体を接続す
る接続具の、経年、振動、熱サイクル等により発生する
緩みを防止したこと。 【構成】 被接続体１，２の後方に超弾性合金からなる
ワッシャー４と、このワッシャーに嵌合する嵌合部を有
するナット６により構成した接続具で、ワッシャーの材
質を特定すると共に、形状を特定し、かつワッシャーに
嵌合するナットの形状を選定した。またこの接続具を締
付ける際の、ワッシャーの圧縮歪量を規制した。
る接続具の、経年、振動、熱サイクル等により発生する
緩みを防止したこと。 【構成】 被接続体１，２の後方に超弾性合金からなる
ワッシャー４と、このワッシャーに嵌合する嵌合部を有
するナット６により構成した接続具で、ワッシャーの材
質を特定すると共に、形状を特定し、かつワッシャーに
嵌合するナットの形状を選定した。またこの接続具を締
付ける際の、ワッシャーの圧縮歪量を規制した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はボルト・ナットを使用し
て被接続体を接続する接続具および接続方法に関し、振
動や熱サイクルによる接続部の緩みを防止したもので、
特にバスダクト、銅バー等の接続に好適なものである。
て被接続体を接続する接続具および接続方法に関し、振
動や熱サイクルによる接続部の緩みを防止したもので、
特にバスダクト、銅バー等の接続に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】金属その他の材料の構成物を被接続体と
して、ボルト・ナットを使用して接続する方法は、古く
から広範囲な分野において行われている。ボルト・ナッ
トを使用した接続においては、長期間の使用や、振動な
どにより、接続部が緩み、事故になることがある。この
緩み止めの方法として、ワッシャー、二重ナット、割ピ
ン等を使用すること、或は上記の他に、さらに溶接する
等の方法が行われている。また、実開昭６１−１９３２
１７号、特開昭５７−１９２６１２号公報などにおいて
超弾性合金をねじのゆるみ止めや座金、ネジ部材に応用
することが提案されている。しかし、通常のワッシャー
等を用いる方法においては、確実性や、取付場所等によ
る作業性が悪いなどの問題があり、また超弾性合金を利
用したものは、合金組成や形状に難点があり、充分にそ
の特性を発揮できなかった。殊に特別高圧、高圧変電所
等或いは通常の変圧器などのバスダクトや銅バーの接続
に、ボルト・ナットを使用して接続が行われているが、
この場合は、接続部に熱サイクルや振動により、接続部
の接触不良が起り易く、接続部の緩みが促進される結果
となり、問題になっていた。このため、年１回程度の締
付け直し作業が必要とされている。しかし、ボルト個数
が多いことと、停電して作業をするために大作業となり
規模によりその費用も膨大となる等の問題があった。
して、ボルト・ナットを使用して接続する方法は、古く
から広範囲な分野において行われている。ボルト・ナッ
トを使用した接続においては、長期間の使用や、振動な
どにより、接続部が緩み、事故になることがある。この
緩み止めの方法として、ワッシャー、二重ナット、割ピ
ン等を使用すること、或は上記の他に、さらに溶接する
等の方法が行われている。また、実開昭６１−１９３２
１７号、特開昭５７−１９２６１２号公報などにおいて
超弾性合金をねじのゆるみ止めや座金、ネジ部材に応用
することが提案されている。しかし、通常のワッシャー
等を用いる方法においては、確実性や、取付場所等によ
る作業性が悪いなどの問題があり、また超弾性合金を利
用したものは、合金組成や形状に難点があり、充分にそ
の特性を発揮できなかった。殊に特別高圧、高圧変電所
等或いは通常の変圧器などのバスダクトや銅バーの接続
に、ボルト・ナットを使用して接続が行われているが、
この場合は、接続部に熱サイクルや振動により、接続部
の接触不良が起り易く、接続部の緩みが促進される結果
となり、問題になっていた。このため、年１回程度の締
付け直し作業が必要とされている。しかし、ボルト個数
が多いことと、停電して作業をするために大作業となり
規模によりその費用も膨大となる等の問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の問題
について検討の結果なされたもので、長時間の使用や、
振動、熱サイクル等の悪条件によっても、緩みの発生が
なく、かつ増し締めが可能な、接続具およびその接続方
法を開発したものである。
について検討の結果なされたもので、長時間の使用や、
振動、熱サイクル等の悪条件によっても、緩みの発生が
なく、かつ増し締めが可能な、接続具およびその接続方
法を開発したものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は被接続体をボル
ト・ナットを使用して接続する接続具において、被接続
体の後方に、超弾性合金からなるワッシャーを設け、該
ワッシャーの後方に、ワッシャーとの嵌合部を有するナ
ットを設けたことを特徴とする接続具を請求項１とし、
前記の超弾性合金は、原子％でＮｉ５０．５〜５１．５
％、残部ＴｉからなるＮｉ−Ｔｉ合金、またはＮｉ４
９．５〜５１．５％とＦｅ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｖ，Ｐｄ，Ａ
ｌ，Ｃｕ，Ｎｂのうち１種または２種以上を合計で１．
８％以下を含み残部ＴｉからなるＮｉ−Ｔｉ系合金であ
ることを特徴とする請求項１記載の接続具を請求項２と
し、前記の超弾性合金は、残留弾性力が１０．０kgf/mm
2 以上であることを特徴とする請求項１記載の接続具を
請求項３とし、前記のワッシャーの形状は、その断面が
円形、三角形、正方形、長方形、楕円形であることを特
徴とする請求項１記載の接続具を請求項４とし、前記の
ワッシャーの形状は、その断面が円形、三角形、正方
形、長方形、楕円形で、かつ円周の一部にスリットを有
することを特徴とする請求項１記載の接続具を請求項５
とし、前記のワッシャーの形状は、その断面が円形、三
角形、正方形、長方形、楕円形で、かつコイル状である
ことを特徴とする請求項１記載の接続具を請求項６と
し、前記のナットは、ワッシャーとの嵌合部に、ワッシ
ャーが嵌合し、かつワッシャーが被接続体方向とボルト
の円周方向に押圧されるようなテーパーを有することを
特徴とする請求項１記載の接続具を請求項７とし、前記
のナットは、ワッシャーとの嵌合部に段部を設けると共
に、その段部に相当する円筒部にボルトの円周方向に押
圧されるような軸方向のスリットを設けたことを特徴と
する請求項１記載の接続具を請求項８とし、前記のワッ
シャーとナットの嵌合部の外側に、ワッシャーがボルト
の円周方向に押圧されるように、内側にテーパーを有す
るカラーを設けたことを特徴とする請求項１記載の接続
具を請求項９とし、被接続体をボルト・ナットを使用し
て接続する接続方法において、被接続体の後方に、超弾
性合金からなるワッシャーとワッシャーに嵌合するナッ
トを設け、該ワッシャーをナットの締付力により、弾性
的に圧縮変形せしめ、直接または間接的にボルトに対し
て締付力を生じさせると共に、ワッシャーが常に伸びよ
うとする力により被接続体を押圧することを特徴とする
接続方法を請求項１０とし、前記のナットによる締付け
時のワッシャーの圧縮歪量は、２％以下であることを特
徴とする請求項１０記載の接続方法を請求項１１とし、
前記のナットによる締付け時のワッシャーの圧縮歪量
は、１０％以下であることを特徴とする請求項１０記載
の接続方法を請求項１２とするものである。
ト・ナットを使用して接続する接続具において、被接続
体の後方に、超弾性合金からなるワッシャーを設け、該
ワッシャーの後方に、ワッシャーとの嵌合部を有するナ
ットを設けたことを特徴とする接続具を請求項１とし、
前記の超弾性合金は、原子％でＮｉ５０．５〜５１．５
％、残部ＴｉからなるＮｉ−Ｔｉ合金、またはＮｉ４
９．５〜５１．５％とＦｅ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｖ，Ｐｄ，Ａ
ｌ，Ｃｕ，Ｎｂのうち１種または２種以上を合計で１．
８％以下を含み残部ＴｉからなるＮｉ−Ｔｉ系合金であ
ることを特徴とする請求項１記載の接続具を請求項２と
し、前記の超弾性合金は、残留弾性力が１０．０kgf/mm
2 以上であることを特徴とする請求項１記載の接続具を
請求項３とし、前記のワッシャーの形状は、その断面が
円形、三角形、正方形、長方形、楕円形であることを特
徴とする請求項１記載の接続具を請求項４とし、前記の
ワッシャーの形状は、その断面が円形、三角形、正方
形、長方形、楕円形で、かつ円周の一部にスリットを有
することを特徴とする請求項１記載の接続具を請求項５
とし、前記のワッシャーの形状は、その断面が円形、三
角形、正方形、長方形、楕円形で、かつコイル状である
ことを特徴とする請求項１記載の接続具を請求項６と
し、前記のナットは、ワッシャーとの嵌合部に、ワッシ
ャーが嵌合し、かつワッシャーが被接続体方向とボルト
の円周方向に押圧されるようなテーパーを有することを
特徴とする請求項１記載の接続具を請求項７とし、前記
のナットは、ワッシャーとの嵌合部に段部を設けると共
に、その段部に相当する円筒部にボルトの円周方向に押
圧されるような軸方向のスリットを設けたことを特徴と
する請求項１記載の接続具を請求項８とし、前記のワッ
シャーとナットの嵌合部の外側に、ワッシャーがボルト
の円周方向に押圧されるように、内側にテーパーを有す
るカラーを設けたことを特徴とする請求項１記載の接続
具を請求項９とし、被接続体をボルト・ナットを使用し
て接続する接続方法において、被接続体の後方に、超弾
性合金からなるワッシャーとワッシャーに嵌合するナッ
トを設け、該ワッシャーをナットの締付力により、弾性
的に圧縮変形せしめ、直接または間接的にボルトに対し
て締付力を生じさせると共に、ワッシャーが常に伸びよ
うとする力により被接続体を押圧することを特徴とする
接続方法を請求項１０とし、前記のナットによる締付け
時のワッシャーの圧縮歪量は、２％以下であることを特
徴とする請求項１０記載の接続方法を請求項１１とし、
前記のナットによる締付け時のワッシャーの圧縮歪量
は、１０％以下であることを特徴とする請求項１０記載
の接続方法を請求項１２とするものである。
【０００５】
【作用】本発明は前記したように、被接続体の後方に、
超弾性合金からなるワッシャーを設け、このワッシャー
の後方に、ワッシャーとの嵌合部を有するナットを設
け、ナットを締付けることにより、ワッシャーの超弾性
特性による広範囲の弾性力を利用することで緩みを防止
すると共に、初期のクリープによる変形に対して、安全
のための増し締めを可能としたものである。一般に超弾
性合金は、常温ではオーステナイト相であり、応力によ
りマルテンサイト相に変態し、この時通常の金属の１０
倍以上の弾性変形を発現する。この変態は応力の除去に
より元のオーステナイト相に戻るが、この変態は可逆的
で、繰返し起きるものである。
超弾性合金からなるワッシャーを設け、このワッシャー
の後方に、ワッシャーとの嵌合部を有するナットを設
け、ナットを締付けることにより、ワッシャーの超弾性
特性による広範囲の弾性力を利用することで緩みを防止
すると共に、初期のクリープによる変形に対して、安全
のための増し締めを可能としたものである。一般に超弾
性合金は、常温ではオーステナイト相であり、応力によ
りマルテンサイト相に変態し、この時通常の金属の１０
倍以上の弾性変形を発現する。この変態は応力の除去に
より元のオーステナイト相に戻るが、この変態は可逆的
で、繰返し起きるものである。
【０００６】本発明は、この超弾性を利用したものであ
るが、特に締付力が強固であり、かつ増し締めが可能な
超弾性特性を示す合金を選択し、また締付力が最大限に
発揮できるような、ワッシャー及びナットの形状を選定
したものである。本発明において使用する一例の超弾性
合金（Ｎｉ５０．９原子％残部Ｔｉ）の応力−歪み曲線
を図１に示したが、この合金は数％以上の歪みを与えて
もゴムのように元の状態に戻るものである。そして比例
限Ａ点も、鋼の比例限Ａ点は高々０．５％程度であるの
に対して１〜２．０％もある。特に比例限以下では、負
荷した時の力がそのまま弾性的に残留する特長がある。
一方、クリープ等の歪みによって比例的に残留力は減少
する傾向もあり一度クリープした後の増し締め法として
は有効である。
るが、特に締付力が強固であり、かつ増し締めが可能な
超弾性特性を示す合金を選択し、また締付力が最大限に
発揮できるような、ワッシャー及びナットの形状を選定
したものである。本発明において使用する一例の超弾性
合金（Ｎｉ５０．９原子％残部Ｔｉ）の応力−歪み曲線
を図１に示したが、この合金は数％以上の歪みを与えて
もゴムのように元の状態に戻るものである。そして比例
限Ａ点も、鋼の比例限Ａ点は高々０．５％程度であるの
に対して１〜２．０％もある。特に比例限以下では、負
荷した時の力がそのまま弾性的に残留する特長がある。
一方、クリープ等の歪みによって比例的に残留力は減少
する傾向もあり一度クリープした後の増し締め法として
は有効である。
【０００７】ここで超弾性ワッシャーを、ナットによる
締込み応力（σＭ）を４０kgf/mm2で、８％まで負荷し
て、そのまま保持した場合、クリープがあれば、Ｂ点よ
り応力が低下し、残留弾性力（σＲ）は約２０kgf/mm2
となる。すなわち、緩みを前提とした設計においては、
この残留弾性力（σＲ）が重要であり、本発明において
はこれを利用するもので、σＲが１０kgf/mm2 以上の特
性を有することを特長の一つとしている。上記の残留弾
性力が高い合金組成としては、原子％でＮｉ５０．５〜
５１．５％残部がＴｉからなるＮｉ−Ｔｉ合金、または
Ｎｉ４９．５〜５１．５％と、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｖ，
Ｐｄ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｎｂのうち１種または２種以上を合
計で１．８％以下を含み残部がＴｉからなるＮｉ−Ｔｉ
系合金であることが望ましい。上記組成の二元合金の場
合は、Ｎｉが５０．５〜５１．５％の範囲が超弾性を示
す。Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｖ，Ｐｄ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｎｂな
どの添加元素は、Ｎｉまたは／及びＴｉと置換して添加
すると、Ａｆ点（オーステナイト変態終了温度）を下げ
る効果と、材料の加工性、強度、耐食性のいずれかを改
善する。この場合はＮｉを４９．５％まで下げることが
できる。また前述した残留弾性力（σＲ）を大きくする
には、冷間加工後の熱処理温度を低くし、例えば５００
℃以下とすると、よい結果が得られる。
締込み応力（σＭ）を４０kgf/mm2で、８％まで負荷し
て、そのまま保持した場合、クリープがあれば、Ｂ点よ
り応力が低下し、残留弾性力（σＲ）は約２０kgf/mm2
となる。すなわち、緩みを前提とした設計においては、
この残留弾性力（σＲ）が重要であり、本発明において
はこれを利用するもので、σＲが１０kgf/mm2 以上の特
性を有することを特長の一つとしている。上記の残留弾
性力が高い合金組成としては、原子％でＮｉ５０．５〜
５１．５％残部がＴｉからなるＮｉ−Ｔｉ合金、または
Ｎｉ４９．５〜５１．５％と、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｖ，
Ｐｄ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｎｂのうち１種または２種以上を合
計で１．８％以下を含み残部がＴｉからなるＮｉ−Ｔｉ
系合金であることが望ましい。上記組成の二元合金の場
合は、Ｎｉが５０．５〜５１．５％の範囲が超弾性を示
す。Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｖ，Ｐｄ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｎｂな
どの添加元素は、Ｎｉまたは／及びＴｉと置換して添加
すると、Ａｆ点（オーステナイト変態終了温度）を下げ
る効果と、材料の加工性、強度、耐食性のいずれかを改
善する。この場合はＮｉを４９．５％まで下げることが
できる。また前述した残留弾性力（σＲ）を大きくする
には、冷間加工後の熱処理温度を低くし、例えば５００
℃以下とすると、よい結果が得られる。
【０００８】次に本発明のワッシャーとナットの形状に
ついて説明する。前述したＮｉ−Ｔｉ系或いはその他の
超弾性合金製のワッシャーは、例えば図２に示すような
方法により被接続体を接続する。図２において１及び２
は銅バー等の接続体であり、３はボルト、４はＮｉ−Ｔ
ｉ合金からなる超弾性合金の断面が長方形で円筒状のワ
ッシャーである。このワッシャーの形状は後述する実施
例に示すように種々のものにできる。ワッシャーの後方
に、ワッシャーが嵌合する嵌合部を設けたナット６を挿
入し、ネジ部５により、ワッシャーを締付ける。ワッシ
ャーは、ナットに拘束されながら、ボルト軸方向に圧縮
されるため、その方向では縮み、ボルト軸に対して直角
のボルト円周方向には、ほぼ体積一定の形で伸びる（或
いは拡がる）方向に変形しようとする。これがナット或
いはボルトに拘束されて力が生じ、ボルトを直接締付け
たり、ナットの一部を変形させて、ボルトを締付けるこ
とになる。締付けた後は、前述したように、図１に示す
残留弾性応力（σＲ）によって、常に締付け力が保持さ
れる。そのために若干のクリーブがあってもσＲの線に
沿って、一定の応力が保持され緩みが防止される。また
増し締めが必要な場合は、図１に示すように、始めにＢ
点まで締めてＣ点まで緩んだとすると、この時はまだσ
Ｒの弾性力が残っているが、ここから増し締めすると、
Ｃ点からＤ点に向かって歪みと共に応力が増加し、また
最初の締付け時と同じ締付け状態がつくり出される。
ついて説明する。前述したＮｉ−Ｔｉ系或いはその他の
超弾性合金製のワッシャーは、例えば図２に示すような
方法により被接続体を接続する。図２において１及び２
は銅バー等の接続体であり、３はボルト、４はＮｉ−Ｔ
ｉ合金からなる超弾性合金の断面が長方形で円筒状のワ
ッシャーである。このワッシャーの形状は後述する実施
例に示すように種々のものにできる。ワッシャーの後方
に、ワッシャーが嵌合する嵌合部を設けたナット６を挿
入し、ネジ部５により、ワッシャーを締付ける。ワッシ
ャーは、ナットに拘束されながら、ボルト軸方向に圧縮
されるため、その方向では縮み、ボルト軸に対して直角
のボルト円周方向には、ほぼ体積一定の形で伸びる（或
いは拡がる）方向に変形しようとする。これがナット或
いはボルトに拘束されて力が生じ、ボルトを直接締付け
たり、ナットの一部を変形させて、ボルトを締付けるこ
とになる。締付けた後は、前述したように、図１に示す
残留弾性応力（σＲ）によって、常に締付け力が保持さ
れる。そのために若干のクリーブがあってもσＲの線に
沿って、一定の応力が保持され緩みが防止される。また
増し締めが必要な場合は、図１に示すように、始めにＢ
点まで締めてＣ点まで緩んだとすると、この時はまだσ
Ｒの弾性力が残っているが、ここから増し締めすると、
Ｃ点からＤ点に向かって歪みと共に応力が増加し、また
最初の締付け時と同じ締付け状態がつくり出される。
【０００９】また前記のナットによる締付け時のワッシ
ャーの圧縮歪量を２％以下として締付けると、応力と歪
みの関係は図１のＡ点を通る曲線で示されるように軽度
の締付力となり、１０％の圧縮歪量で締付けると、超弾
性を示す上限に近い、強度の締付力が得られるが、これ
を越えると超弾性特性を示さないおそれがあるので、締
付け時の圧縮歪量は１０％以下とすることが望ましい。
ャーの圧縮歪量を２％以下として締付けると、応力と歪
みの関係は図１のＡ点を通る曲線で示されるように軽度
の締付力となり、１０％の圧縮歪量で締付けると、超弾
性を示す上限に近い、強度の締付力が得られるが、これ
を越えると超弾性特性を示さないおそれがあるので、締
付け時の圧縮歪量は１０％以下とすることが望ましい。
【００１０】次に前記したワッシャーの形状を、その断
面が円形、三角形、正方形、長方形、楕円形としたの
は、被接続体及び接続場所等を考慮して、使用し易く、
かつ締付力を最大限に発揮できるようにしたことと、超
弾性合金は成形加工性が悪いので、加工し易い形状にし
たものである。したがって、上記の断面形状にし、かつ
円周の一部にスリットを入れたものは、その断面の線材
を丸めて成形することで容易に成形できる。また上記の
断面形状でかつコイル状に成形することも容易である。
前記のようにして成形したワッシャーは、単数または複
数個使用するが、異なる断面形状のものを組合わせて用
いると効果的である。
面が円形、三角形、正方形、長方形、楕円形としたの
は、被接続体及び接続場所等を考慮して、使用し易く、
かつ締付力を最大限に発揮できるようにしたことと、超
弾性合金は成形加工性が悪いので、加工し易い形状にし
たものである。したがって、上記の断面形状にし、かつ
円周の一部にスリットを入れたものは、その断面の線材
を丸めて成形することで容易に成形できる。また上記の
断面形状でかつコイル状に成形することも容易である。
前記のようにして成形したワッシャーは、単数または複
数個使用するが、異なる断面形状のものを組合わせて用
いると効果的である。
【００１１】前述のワッシャーを締付けるナットとして
は、ワッシャーがナットの内周または、外周に密に嵌合
する形状とするもので、他の部分は通常のナットの形状
のものであり、また材質も鋼等の通常のものである。そ
してワッシャーとの嵌合部に、ワッシャーが被接続体方
向（前方）とボルトの円周方向に押圧されるような、テ
ーパーを付けることにより、締付力が一層強くなる。ま
た、ワッシャーと当接する外周部に、縦にスリットを入
れると、この部分がたわみ易くなり、ワッシャーの押圧
力が効果的に発揮される。なお本発明に使用する超弾性
合金は前記のＮｉ−Ｔｉ系合金の他に、残留弾性力が１
０．０kgf/mm2 以上であれば、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ系その
他の超弾性合金が適用できる。
は、ワッシャーがナットの内周または、外周に密に嵌合
する形状とするもので、他の部分は通常のナットの形状
のものであり、また材質も鋼等の通常のものである。そ
してワッシャーとの嵌合部に、ワッシャーが被接続体方
向（前方）とボルトの円周方向に押圧されるような、テ
ーパーを付けることにより、締付力が一層強くなる。ま
た、ワッシャーと当接する外周部に、縦にスリットを入
れると、この部分がたわみ易くなり、ワッシャーの押圧
力が効果的に発揮される。なお本発明に使用する超弾性
合金は前記のＮｉ−Ｔｉ系合金の他に、残留弾性力が１
０．０kgf/mm2 以上であれば、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ系その
他の超弾性合金が適用できる。
【００１２】
【実施例】以下に本発明の一実施例について説明する。 実施例１ 図２に示すようにナット６とボルト５の間に、原子％で
Ｎｉ５０．９、残部Ｔｉからなる超弾性合金製で断面が
１mm×４mmの長方形で、Ａｆ点が５℃のワッシャー４を
装入している。このナットには７のように面取り部があ
り、ナットの締込み時にボルトのネジ部５に押圧力がか
かるようになっている。そして被接続体の銅バー１，２
を、ナットに負荷がかかってから０．２mm締込んだ。こ
れはＮｉ−Ｔｉ合金としては５％の圧縮歪量である。こ
うして締込んだ後、１００kg−cm程度のトルクまで、ナ
ットを緩む方向に廻したが、緩めることができなかっ
た。このような試験を５℃と６０℃の間において、ヒー
トサイクルを１万回繰返し行ったところ、緩みの発生は
全くなかった。前記のワッシャーの断面形状は、図３に
示すような長方形でもよく、また図４に示すような正方
形でもよく、複数個使用することもできる。また図５の
（ａ）に示すように断面形状が正方形であり、スリット
８を設け、かつ（ｂ）に示すように互いに逆方向に曲げ
を付与してスプリングワッシャー状にしてもよい。
Ｎｉ５０．９、残部Ｔｉからなる超弾性合金製で断面が
１mm×４mmの長方形で、Ａｆ点が５℃のワッシャー４を
装入している。このナットには７のように面取り部があ
り、ナットの締込み時にボルトのネジ部５に押圧力がか
かるようになっている。そして被接続体の銅バー１，２
を、ナットに負荷がかかってから０．２mm締込んだ。こ
れはＮｉ−Ｔｉ合金としては５％の圧縮歪量である。こ
うして締込んだ後、１００kg−cm程度のトルクまで、ナ
ットを緩む方向に廻したが、緩めることができなかっ
た。このような試験を５℃と６０℃の間において、ヒー
トサイクルを１万回繰返し行ったところ、緩みの発生は
全くなかった。前記のワッシャーの断面形状は、図３に
示すような長方形でもよく、また図４に示すような正方
形でもよく、複数個使用することもできる。また図５の
（ａ）に示すように断面形状が正方形であり、スリット
８を設け、かつ（ｂ）に示すように互いに逆方向に曲げ
を付与してスプリングワッシャー状にしてもよい。
【００１３】実施例２ 実施例１と同様にして、図６に示すような銅バーの接続
を行った。この場合ワッシャー４は、原子％でＮｉ５
０．５％、Ｆｅ０．５％、残部ＴｉでＡｆ点が５℃の超
弾性合金製とし、断面が１．３mmφの円形で４本のコイ
ル状としたものと、端部に図９の（ａ）に示す断面形状
が三角形のワッシャー９を挿入した。このような接続部
を実施例１で同様なヒートサイクル試験を行ったとこ
ろ、緩みの発生は全くなかった。なお前述の断面が三角
形のワッシャーを入れると、ボルトのネジ部５に対する
締付け効果が得られる。そして前記のワッシャーは、図
７に示すように断面形状が円形のコイル状でもよく、図
８（ａ）のように断面形状が円形で、かつ円周の一部に
スリット８を入れたもの、または（ｂ）のようにスリッ
トのないものでもよい。スリットを入れた場合は、使用
の時スリットをなくした状態で装入しないと締付力が弱
くなる。また断面形状が三角形のワッシャーとしては、
図９（ａ）に示すようにスリットのないものと（ｂ）に
示すようにスリットの入ったものがある。
を行った。この場合ワッシャー４は、原子％でＮｉ５
０．５％、Ｆｅ０．５％、残部ＴｉでＡｆ点が５℃の超
弾性合金製とし、断面が１．３mmφの円形で４本のコイ
ル状としたものと、端部に図９の（ａ）に示す断面形状
が三角形のワッシャー９を挿入した。このような接続部
を実施例１で同様なヒートサイクル試験を行ったとこ
ろ、緩みの発生は全くなかった。なお前述の断面が三角
形のワッシャーを入れると、ボルトのネジ部５に対する
締付け効果が得られる。そして前記のワッシャーは、図
７に示すように断面形状が円形のコイル状でもよく、図
８（ａ）のように断面形状が円形で、かつ円周の一部に
スリット８を入れたもの、または（ｂ）のようにスリッ
トのないものでもよい。スリットを入れた場合は、使用
の時スリットをなくした状態で装入しないと締付力が弱
くなる。また断面形状が三角形のワッシャーとしては、
図９（ａ）に示すようにスリットのないものと（ｂ）に
示すようにスリットの入ったものがある。
【００１４】実施例３ 実施例１と同様にして図１０に示すように銅バーの接続
を行った。この場合のワッシャー４は、原子％でＮｉ５
０．７％、Ｃｒ０．２％、残部ＴｉでＡｆ点が１５℃の
超弾性合金とし、図１２に示すような断面が１mm×５mm
の長方形のものである。そしてナットの形状としては、
図１３に示すようにワッシャーが嵌合する段部１０をそ
の外周に設けると共に、その段部に相当する円筒部にボ
ルトの円周方向に押圧されるような軸方向のスリット８
１を設けたものを使用した。また他の例として、ワッシ
ャー４とナット６の嵌合部の外側に、ワッシャーがボル
トの円周方向に押圧されるように、図１４に示すテーパ
ー１１を有するカラー１２を設けた。この場合、図１０
のようにナット６を締付けると、ワッシャー４は、カラ
ー１２のテーパーにより、圧縮され、ナットを締付け
る。ナットにはスリット８１があるので、たわみ易くボ
ルト３を締付ける。このようにして、ナットを圧縮歪量
が１．５％になる７５μｍ程度締込み、その後緩める時
のトルクを試験した結果１００kg−cm以上が必要であっ
た。なお前記のカラー１２の形状としては、図１５に示
すように内側にテーパー１１を設けると共に、ワッシャ
ーを拘束するツバ部１３を設けたものを用いて、図１１
に示すように組込んでもよい。また上記のテーパーの角
度は、主としてボルト周方向に押圧力をかけるためのも
ので、３〜１０°程度がよい。
を行った。この場合のワッシャー４は、原子％でＮｉ５
０．７％、Ｃｒ０．２％、残部ＴｉでＡｆ点が１５℃の
超弾性合金とし、図１２に示すような断面が１mm×５mm
の長方形のものである。そしてナットの形状としては、
図１３に示すようにワッシャーが嵌合する段部１０をそ
の外周に設けると共に、その段部に相当する円筒部にボ
ルトの円周方向に押圧されるような軸方向のスリット８
１を設けたものを使用した。また他の例として、ワッシ
ャー４とナット６の嵌合部の外側に、ワッシャーがボル
トの円周方向に押圧されるように、図１４に示すテーパ
ー１１を有するカラー１２を設けた。この場合、図１０
のようにナット６を締付けると、ワッシャー４は、カラ
ー１２のテーパーにより、圧縮され、ナットを締付け
る。ナットにはスリット８１があるので、たわみ易くボ
ルト３を締付ける。このようにして、ナットを圧縮歪量
が１．５％になる７５μｍ程度締込み、その後緩める時
のトルクを試験した結果１００kg−cm以上が必要であっ
た。なお前記のカラー１２の形状としては、図１５に示
すように内側にテーパー１１を設けると共に、ワッシャ
ーを拘束するツバ部１３を設けたものを用いて、図１１
に示すように組込んでもよい。また上記のテーパーの角
度は、主としてボルト周方向に押圧力をかけるためのも
ので、３〜１０°程度がよい。
【００１５】実施例４ 実施例３と同様にして図１６に示すように、ワッシャー
４にテーパー１１を有する断面形状が三角形の同様の組
成の超弾性合金製のものを用い、このワッシャーに嵌合
するテーパーを付けた溝１４を設けたナット６を使用し
た。この場合、ナットを締付けると、ナットのテーパー
の角度により、ワッシャーの押圧力は被接続体の銅バー
１，２方向と、ボルトの円周方向の二方向に働くため締
付が一層強くなる。このテーパーの角度は２０〜７０
°、好ましくは４０〜５０°にすると、押圧力が二方向
にかかり易くなる。なお本発明においては、前記した各
実施例に示した他、ワッシャーの断面形状の円形、三角
形、正方形、長方形、楕円形に合わせて、ナットの嵌合
部を種々の形状に形成することや、嵌合部のボルト側の
肉厚を薄くすること、テーパーを円筒部の先端に設ける
ことなどにより、ボルトへの締付けを良好にする等の他
の態様が適用できる。
４にテーパー１１を有する断面形状が三角形の同様の組
成の超弾性合金製のものを用い、このワッシャーに嵌合
するテーパーを付けた溝１４を設けたナット６を使用し
た。この場合、ナットを締付けると、ナットのテーパー
の角度により、ワッシャーの押圧力は被接続体の銅バー
１，２方向と、ボルトの円周方向の二方向に働くため締
付が一層強くなる。このテーパーの角度は２０〜７０
°、好ましくは４０〜５０°にすると、押圧力が二方向
にかかり易くなる。なお本発明においては、前記した各
実施例に示した他、ワッシャーの断面形状の円形、三角
形、正方形、長方形、楕円形に合わせて、ナットの嵌合
部を種々の形状に形成することや、嵌合部のボルト側の
肉厚を薄くすること、テーパーを円筒部の先端に設ける
ことなどにより、ボルトへの締付けを良好にする等の他
の態様が適用できる。
【００１６】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
ボルトとナットを使用して被接続体を接続する際の、締
付けを強化すると共に、振動や熱サイクルによる緩みを
防止し、かつ安全のための増し締めを可能としたもの
で、銅バー等の接続の他、一般の接続にも好適なもの
で、工業上顕著な効果を奏する。
ボルトとナットを使用して被接続体を接続する際の、締
付けを強化すると共に、振動や熱サイクルによる緩みを
防止し、かつ安全のための増し締めを可能としたもの
で、銅バー等の接続の他、一般の接続にも好適なもの
で、工業上顕著な効果を奏する。
【図１】本発明に使用するＮｉ−Ｔｉ合金の応力−歪み
曲線図。
曲線図。
【図２】本発明の一実施例に係る接続具の使用状態を示
す断面図。
す断面図。
【図３】本発明に使用するワッシャーの一例を示す断面
図。
図。
【図４】本発明に使用するワッシャーの他の例を示す断
面図。
面図。
【図５】本発明に使用するワッシャーのさらに他の例を
示す図。
示す図。
【図６】本発明の一実施例に係る接続具の使用状態の他
の例を示す断面図。
の例を示す断面図。
【図７】本発明に使用するワッシャーのさらに他の例を
示す図。
示す図。
【図８】本発明に使用するワッシャーのさらに他の例を
示す図。
示す図。
【図９】本発明に使用するワッシャーのさらに他の例を
示す図。
示す図。
【図１０】本発明の一実施例に係る接続具の使用状態の
さらに他の例を示す断面図。
さらに他の例を示す断面図。
【図１１】本発明の一実施例に係る接続具の使用状態の
さらに他の例を示す断面図。
さらに他の例を示す断面図。
【図１２】本発明に使用するワッシャーのさらに他の例
を示す断面図。
を示す断面図。
【図１３】本発明に使用するナットの一例を示す図で
（ａ）は断面図、（ｂ）はその側面図。
（ａ）は断面図、（ｂ）はその側面図。
【図１４】本発明に使用するカラーの一例を示す断面
図。
図。
【図１５】本発明に使用するカラーの他の例を示す断面
図。
図。
【図１６】本発明の一実施例に係る接続具の使用状態の
さらに他の例を示す断面図。
さらに他の例を示す断面図。
１，２ 銅バー ３ ボルト ４ ワッシャー ５ ネジ部 ６ ナット ７ 面取り部 ８，８１ スリット ９ 三角形のワッシャー １０ 段部 １１ テーパー １２ カラー １３ ツバ部
フロントページの続き (72)発明者 芦沢 保裕 東京都中央区銀座八丁目21番１号 株式会 社竹中工務店東京本店内 (72)発明者 奥田 信康 東京都江東区南砂二丁目５番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内
Claims (12)
- 【請求項１】 被接続体をボルト・ナットを使用して接
続する接続具において、被接続体の後方に超弾性合金か
らなるワッシャーを設け、該ワッシャーの後方に、ワッ
シャーとの嵌合部を有するナットを設けたことを特徴と
する接続具。 - 【請求項２】 前記の超弾性合金は、原子％でＮｉ５
０．５〜５１．５％、残部がＴｉからなるＮｉ−Ｔｉ合
金、またはＮｉ４９．５〜５１．５％とＦｅ，Ｃｏ，Ｃ
ｒ，Ｖ，Ｐｄ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｎｂのうち１種または２種
以上を合計で１．８％以下を含み残部がＴｉからなるＮ
ｉ−Ｔｉ系合金であることを特徴とする請求項１記載の
接続具。 - 【請求項３】 前記の超弾性合金は、残留弾性力が１
０．０kgf/mm2 以上であることを特徴とする請求項１記
載の接続具。 - 【請求項４】 前記のワッシャーの形状は、その断面が
円形、三角形、正方形、長方形、楕円形であることを特
徴とする請求項１記載の接続具。 - 【請求項５】 前記のワッシャーの形状は、その断面が
円形、三角形、正方形、長方形、楕円形で、かつ円周の
一部にスリットを有することを特徴とする請求項１記載
の接続具。 - 【請求項６】 前記のワッシャーの形状は、その断面が
円形、三角形、正方形、長方形、楕円形で、かつコイル
状であることを特徴とする請求項１記載の接続具。 - 【請求項７】 前記のナットは、ワッシャーとの嵌合部
に、ワッシャーが嵌合し、かつワッシャーが被接続体方
向とボルトの円周方向に押圧されるようなテーパーを有
することを特徴とする請求項１記載の接続具。 - 【請求項８】 前記のナットは、ワッシャーとの嵌合部
に段部を設けると共に、その段部に相当する円筒部にボ
ルトの円周方向に押圧されるような軸方向のスリットを
設けたことを特徴とする請求項１記載の接続具。 - 【請求項９】 前記のワッシャーとナットの嵌合部の外
側にワッシャーがボルトの円周方向に押圧されるよう
に、内側にテーパーを有するカラーを設けたことを特徴
とする請求項１記載の接続具。 - 【請求項１０】 被接続体をボルト・ナットを使用して
接続する接続方法において、被接続体の後方に、超弾性
合金からなるワッシャーとワッシャーに嵌合するナット
を設け、該ワッシャーをナットの締付け力により、弾性
的に圧縮変形せしめ、直接または間接的にボルトに対し
て締付力を生じさせると共に、ワッシャーが常に伸びよ
うとする力により被接続体を押圧することを特徴とする
接続方法。 - 【請求項１１】 前記のナットによる、締付け時のワッ
シャーの圧縮歪量は、２％以下であることを特徴とする
請求項１０記載の接続方法。 - 【請求項１２】 前記のナットによる締付け時のワッシ
ャーの圧縮歪量は、１０％以下であることを特徴とする
請求項１０記載の接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16426092A JPH05332337A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 接続具およびその接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16426092A JPH05332337A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 接続具およびその接続方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05332337A true JPH05332337A (ja) | 1993-12-14 |
Family
ID=15789713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16426092A Pending JPH05332337A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 接続具およびその接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05332337A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014167220A (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-11 | Iifas Co Ltd | 高ナットの係止接続方法 |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP16426092A patent/JPH05332337A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014167220A (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-11 | Iifas Co Ltd | 高ナットの係止接続方法 |
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