JPH084738A - 締結具 - Google Patents

締結具

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JPH084738A
JPH084738A JP15964894A JP15964894A JPH084738A JP H084738 A JPH084738 A JP H084738A JP 15964894 A JP15964894 A JP 15964894A JP 15964894 A JP15964894 A JP 15964894A JP H084738 A JPH084738 A JP H084738A
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JP
Japan
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screw
bolt
inclined surface
fastened
nut
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Withdrawn
Application number
JP15964894A
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English (en)
Inventor
Shoichiro Asada
正一郎 浅田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication of JPH084738A publication Critical patent/JPH084738A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 被締結部材4と同様な材質のC/C複合材や
セラミックなどで形成したボルト1を用いることによ
り、耐熱性や熱膨張差などの問題を解消し、かつ、所望
の締結力が安定して得られる。 【構成】 ボルトのねじを形成する部分にねじの代わり
に先広がりの傾斜面1cが形成された特殊な材質のねじ
なしボルト1と、このねじなしボルト1の傾斜面1cに
嵌合するように内面に傾斜面2cが形成され、外周面に
はねじが形成された二つ割りの金属のねじスリーブ2
と、このねじスリーブ2のねじに螺合する雌ねじが形成
された金属のナット3とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、カーボン繊維強化カ
ーボン複合材やセラミックなどの被締結部材の締結部に
おける耐熱性や熱膨張差の問題、あるいは電食防止など
のため、金属ボルトを直接用いることが不具合である締
結箇所に適用することができる締結具に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】例えば、図2(A)に示すような宇宙往
還機のノーズ部4は、カーボン繊維強化カーボン複合材
(以下「C/C複合材」という)やセラミックなどの高
耐熱性材質で形成されているが、これを機体6に取り付
けるには、図3に示すような耐熱合金ボルトを用いて、
母材との熱膨張差を緩和するため耐熱性ブシュを挾んで
締結するとか、被締結材と同様な材質のC/C複合材や
セラミックなどで形成したボルトで締結するというよう
な手段がとられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の締結具は上記の
ようであるが、耐熱合金ボルトを用いて締結する手段で
は、耐熱合金ボルト自身の耐熱温度が約1000℃で耐
熱性が不十分であり、また、熱膨張差を緩和するため耐
熱性ブシュが必要である。また、C/C複合材で形成し
たボルトを用いる手段では、図3(B)に示すように強
化繊維を周方向に巻いたものは、ねじの歯にかかる図の
左右方向の力に対して強化繊維が働かず弱い。また、図
3(D)に示すように強化繊維を軸方向に通してもねじ
の凹凸で強化繊維が切断されて、強化繊維が働かない。
図3(C)に示すように強化繊維をねじの形状なりに通
すことができればよいが、このように強化繊維を通す工
作は不可能である。また、セラミックボルトを用いる手
段では、セラミックの許容伸び量が非常に小さいため、
ねじ山での接触面に金属の場合のいわゆるなじみがな
く、図3(F)に示すように、ねじ山の接触した箇所P
のみが荷重を負担するので、低い荷重でねじ山が破壊す
るというような課題があった。
【0004】この発明は上記課題を解消するためになさ
れたもので、被締結部材と同様な材質のC/C複合材や
セラミックなどで形成したボルトを用いることにより、
耐熱性や熱膨張差などの問題を解消し、かつ、所望の締
結力が安定して得られる締結具を得ることを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明に係る締結具
は、ボルトのねじを形成する部分にねじの代わりに先広
がりの傾斜面が形成された所定の材質のねじなしボルト
と、このねじなしボルトの前記傾斜面に嵌合するように
内面に傾斜面が形成され、外周面にはねじが形成された
二つ割りの金属のねじスリーブと、このねじスリーブの
前記ねじに螺合する雌ねじが形成された金属のナットと
からなるものである。
【0006】
【作用】この発明における締結具のねじなしボルトを被
締結部材の穴に挿通し、ねじなしボルトの傾斜面に二つ
割りのねじスリーブを挾むように嵌合させて当て、ねじ
スリーブの外周面のねじに螺合させてナットをねじ込
み、ナットの底面で被締結部材面に押し付けるように締
め込めば、ねじの楔作用によりねじスリーブに締結力が
生じ、その力は嵌合する先広がりの傾斜面によってねじ
なしボルトに伝達し、ねじなしボルトの頭とナットとの
間で被締結部材を圧締締結する。ねじなしボルトを例え
ばC/C複合材やセラミックなどの被締結部材と同様な
材質で製作すれば、耐熱性や熱膨張差などの問題は生じ
ない。また、このねじなしボルトは先広がりの傾斜面で
締結力を伝達するので、ねじのために生じる強化繊維の
無力化やセラミックの伸びの悪さなどの問題を解消し、
確実に締結力を発揮する。
【0007】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。この締結具は、例えば、図2に示す宇宙往還機の
ノーズ部のような被締結部材4を機体6の耐熱金属フレ
ームであるフレーム5に取り付けるために適用されるも
のである。宇宙往還機のノーズ部4は、大気圏再突入時
に空気との摩擦発熱により1000℃以上の高温になる
が、金属では耐熱材質でもこの高温に耐えることができ
ないので、耐酸化コーティングを施したC/C複合材な
どが用いられる。このC/C複合材などで作られたノー
ズ4を機体6の金属フレーム5に取り付ける締結具に
は、母材(ノーズ4)と同様な耐熱性が必要であり、ま
た、母材との熱膨張差があると締結機能に支障が生じる
ので同様な熱膨張率とする必要がある。従来の締結具は
前述のように、耐熱合金ボルトでは1000℃以上の高
温に耐えられず、母材との熱膨張差も大きいという問題
があり、C/C複合材やセラミックなどで作ったボルト
では、前述のように、ねじ部に強度の問題があった。
【0008】図1はこのような問題を解消するためにな
されたこの発明による締結具の一実施例を示す。図1に
おいて、1はねじなしボルト、2はねじスリーブ、3は
ナットであり、これらからなる締結具により、例えば、
図2に示す宇宙往還機に適用する場合、1000℃以上
の高温に耐えられるように、C/C複合材で形成された
ノーズ部である被締結部材4を、機体6の耐熱金属フレ
ームであるフレーム5に取り付けるものである。この実
施例の場合、ねじなしボルト1はC/C複合材で図1
(G)に示すように強化繊維を軸方向又は周囲表面に沿
って軸方向に通すようにして形成する。また、ねじなし
ボルト1の通常のボルトであればねじを形成する部分に
は、図1(A),(E)及び(F)に示すように、90
度おきに傾斜面1cが4面形成されている。
【0009】ねじスリーブ2は、図1(A),(C)及
び(D)に示すように、二つ割りであり、その内面に
は、ねじなしボルト1の傾斜面1cに外嵌対応する形状
の傾斜面2cが形成され、外周面にはねじが形成されて
いる。被締結部材4及びねじなしボルト1の頭部は前述
のように非常な高温になるが、ねじスリーブ2はそれほ
ど高温にはならないので、ねじスリーブ2の材質は耐熱
性合金などの金属とすることができる。
【0010】ナット3は、図1(A)及び(B)に示す
ように、ねじスリーブ2の外周面のねじに螺合する雌ね
じが形成されており、ナット3の材質は上記と同様に耐
熱性合金などの金属とすればよい。ねじスリーブ2及び
ナット3の材質は金属であるので、ねじスリーブ2のね
じ及びナット3の雌ねじの形成は容易であり、歯の噛み
合いのなじみもよく、強度的な問題はない。
【0011】次に、この締結具の作用について説明す
る。図1(A)又は図2(B)に示すように、被締結部
材4及びフレーム5にあけられたボルト穴にねじなしボ
ルト1を挿通し、ねじなしボルト1の傾斜面1cに二つ
割りのねじスリーブ2を挾むように嵌合させて当て、ね
じスリーブ2の外周面のねじに螺合させてナット3を回
してねじ込み、ナット3の底面でフレーム5の内面に押
し付けるように締め込めば、ねじの楔作用によりねじス
リーブ2に軸方向の力すなわち締結力が生じ、その力は
ねじスリーブ2の傾斜面2cから嵌合する先広がりの傾
斜面1cによってねじなしボルト1に伝達し、ねじなし
ボルト1の頭とナット3との間で被締結部材4及びフレ
ーム5を圧締し締結する。
【0012】図1又は図2において、ねじなしボルト1
の材質は、被締結部材4と同様な例えばC/C複合材な
どとして、図1(G)に示すように強化繊維がほぼ軸方
向に通るように形成されており、また、ねじではなく
て、ねじなしボルト1の傾斜面1cとねじスリーブ2の
傾斜面2cとの嵌合により締結力を伝達するので、ねじ
を形成するために生じる図3(B),(D)に示すよう
な強化繊維の無力化の問題が解消される。また、ねじな
しボルト1の材質は被締結部材4と同様な材質として、
例えばC/C複合材で製作されているので、耐熱性や熱
膨張差などの問題は生じない。なお、ねじスリーブ2及
びナット3は前記のように耐熱性合金などで製作されて
おり、ねじの歯の噛み合いのなじみもよく、強度的な問
題は全くなく締結力を確実に伝達する。なお、ねじスリ
ーブ2及びナット3は金属であるので、従来のボルト・
ナットと同様な回り止め手段を施すことも可能である。
【0013】なお、図1に示す実施例では、ねじなしボ
ルト1の傾斜面1c及びこれに対応するねじスリーブ2
の傾斜面2cは、90度おきに4面形成したが、これは
ナット3を回して締め込むとき、ねじスリーブ2がつれ
回りしないようにするためであり、例えば、60度おき
に6面形成してもよく、180度おきに2面だけ形成し
てもよい。
【0014】なお、上記実施例の説明では、ねじなしボ
ルト1はC/C複合材で形成するとしたが、例えば、セ
ラミックの場合は、図3(F)に示すようなセラミック
の伸びの悪さによって生じるねじの歯の各個破壊の問題
が、図1に示すように、ねじなしボルト1の傾斜面1c
及びこれに対応するねじスリーブ2の傾斜面2cの緩や
かな全面に当接して力を伝達することによって解消し、
確実に締結力を発揮する。また、脆性材質や切り欠きに
弱いというようなその他の材質でも同様な構成により同
様な作用効果が得られる。また、宇宙往還機に限らず、
熱的条件や電食防止などのため金属材料が採用し難い箇
所に適用すれば上記のようにして問題を解消することが
できる。
【0015】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ねじ
なしボルトにねじの代わりに傾斜面を形成し、この傾斜
面に嵌合する傾斜面を有するねじスリーブを介してナッ
トに締結力を伝達するようにしので、ねじなしボルトの
材質を被締結部材と同様なものにすることができ、耐熱
性,熱膨張差などの問題を解消することができ、確実な
締結力が期待される締結具が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による締結具を示し、
(A)は組立状態の側面断面図、(B)は内側から見た
正面図、(C)はねじスリーブの横断面図、(D)はね
じスリーブの側面図及び縦断面図、(E)はねじなしボ
ルトの側面図、(F)はねじなしボルトの横断面図、
(G)はねじなしボルトの縦断面図である。
【図2】この発明の一実施例による締結具の適用例を示
し、(A)は宇宙往還機の斜視図、(B)はノーズ締結
部の断面図である。
【図3】従来の締結具を示し、(A)はボルトの側面
図、(B)は強化繊維を周方向にしたものの部分断面
図、(C)は強化繊維をねじ山なりにしたものの部分断
面図、(D)は強化繊維を軸方向にしたものの部分断面
図、(E)はボルトとナットの側面断面図、(F)はね
じ山の接触状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
1:ねじなしボルト、 1c:傾斜面 2:ねじスリーブ、 2c:傾斜面 3:ナット 4:被締結部材、 5:フレーム。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボルトのねじを形成する部分にねじの代
    わりに先広がりの傾斜面が形成された所定の材質のねじ
    なしボルトと、このねじなしボルトの前記傾斜面に嵌合
    するように内面に傾斜面が形成され、外周面にはねじが
    形成された二つ割りの金属のねじスリーブと、このねじ
    スリーブの前記ねじに螺合する雌ねじが形成された金属
    のナットとからなる締結具。
JP15964894A 1994-06-20 1994-06-20 締結具 Withdrawn JPH084738A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15964894A JPH084738A (ja) 1994-06-20 1994-06-20 締結具

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JP15964894A JPH084738A (ja) 1994-06-20 1994-06-20 締結具

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ID=15698309

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JP15964894A Withdrawn JPH084738A (ja) 1994-06-20 1994-06-20 締結具

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JP (1) JPH084738A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011006901A (ja) * 2009-06-25 2011-01-13 Across Corp 複合材梁の接合構造
US8584821B2 (en) 2002-01-16 2013-11-19 Oiles Corporation Friction damper

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JP2011006901A (ja) * 2009-06-25 2011-01-13 Across Corp 複合材梁の接合構造

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Effective date: 20010904