JPH11509297A - ねじ付きボルトまたはねじの伸びを測定する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ナット（２）によって締付けられる、ねじ付きボルト（１）またはねじの伸びを測定する装置は、ナット（２）、ねじ頭部、あるいは該ナット（２）または該ねじ頭部に対して回転し得る締付け部材（７）の周囲に設けられた伸び測定尺（１５）と、該測定尺（１５）に対して固定された参照標識（１０）とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】 ねじ付きボルトまたはねじの伸びを測定する装置 本発明は、ナットによって締付けられるねじ付きボルトまたはねじの伸びを測 定する装置に関するものである。 機械を組立てる時に使用される固定ねじにおいては、所定の応力を付与するた めに単数（または）複数のナットが、主としてトルクレンチによって締付けられ る。 この操作は手動的に行われ、あるいは電気的、または液圧駆動装置によって行 われる。このような操作においては、締付け装置はトルクレンチとして形成され 、消費された回転モーメントと、実際に得られたボルト応力またはねじ応力の間 に、明確な関係が生じない。その理由はねじ山の間と、ねじ頭部および、ねじま たはねじ付きボルトを締付けるナットの支持面間の、摩擦係数が異なるからであ る。 したがってねじの初期応力を正確に知るためには、加えた初期応力に直接比例 する、この時得られたねじの伸びを測定する必要がある。実際のねじの伸びを正 確に測定するためには、測定を行う時にねじの両端に近づき得るようにする必要 がある。測定を行う時に、ねじの一端だけにしか近づき得ない場合には、伸びは ナットの支持面に対してのみ測定され、これは支持面領域における沈下現象、お よびねじによって締付けんとするフランジの圧縮に起因する不正確さに結び付く 。さらに伸びの測定は、ねじの端部が測定器具、たとえばダイヤルゲージに近づ き得る時だけ可能であり、かつねじ締付け装置は原則として、伸びの測定を行う 前に除去しなければならぬ。 ドイツ実用新案登録Ｇ ９４ ０８ ００９．７には、光学的および音響学的 表示装置を備えた、角度引締め用ラチエットスパナが記載されており、この場合 は、工作物に取付けるねじ、特にネック付きボルトの軸に所要の応力を加えるた めに、先ず周知のトルクレンチによって、ねじを（特にねじ結合の場合）小さな 回転モーメントによって締付け、続いてこのねじを、さらに所定の回転角度に亙 って引締めることによって、ねじの塑性領域内に伸びが生じるようにされる。こ のためにねじ工具は、把持装置の回転軸線と同軸な関係に配置された角度目盛り を有する円板と、該角度目盛りと共働する表示標識を備えている。この角度目盛 りを有する円板および表示標識は、把持装置の回転軸線と同軸な関係で相互に回 転することができ、かつ一方においては、ねじ工具と共に回転するように結合さ れ、他方においては、工作物と同時に回転しないように保持されている。このよ うな取付けは、可撓性を有する棒であって、任意の調整形態に留まることができ 、さらにワイヤーコイルによって形成され、かつ自由端に工作物と係合する磁石 を備えた棒によって行われる。把持装置と、該把持装置を回転させるためのレバ ー腕は、把持装置が完全に所要の回転角度に達するまで、この把持装置を多段式 に回転させるラッチを有している。 本発明の課題は、ねじ付きボルトまたはねじの伸びを測定する装置であって、 敏速かつ簡単に操作することができ、特にナットまたはねじを締付けている間に 、伸びを読取ることのできる測定装置を提供することである。この場合測定は、 ダイアルゲージによって行われるように正確であり、かつトルクレンチによって 締付けを行う時に得られる精度は、相当高くなければならぬ。 このように問題を設定すれば、本発明により、ナットによって締付けられるね じ付きボルトまたはねじの伸びを測定する装置であって、ナット、またはねじの 頭部、あるいはナットまたはねじの頭部に対して回転し得る締付け部材に伸び尺 が設けられ、かつ該伸び尺に対して固定された参照標識を有する測定装置が提案 される。 このような配置においては、ねじ付きボルトまたはねじを締付けるために、ナ ットを回転すれば、参照標識に対して伸び尺が設けられていることによって、常 にかつ直接的にねじ付きボルトまたはねじの伸びを読取ることができる。読取ら れた伸びの値は、ナットと、ねじ付きボルトまたはねじの間のねじ山に生じる、 あるいは支持面に対して生じる摩擦とはまったく無関係となり、この時場合によ っては使用される座金、および結合すべきフランジが十分に作動するように、か つ結合すべき各部材間の遊びが消失するように、ナットを最初十分に締付ければ 、ねじ付きボルトまたはねじの実際の伸びを表わす。ナットをさらに締付ければ 、固定参照標識に対する伸び測定尺の読みは、ねじ付きボルトまたはねじの実際 の 伸びを表わし、かつ締付け装置を除去しなくともこの表示は続行される。 言うまでもなく伸び測定尺は、最初に述べた可能性とは反対に、得られる効率 および利点を変えることなく、ナットまたはねじ頭部に対して、あるいはナット またはねじ頭部に対して回転し得る締付け部材に固定された構造部材の周囲に配 置し、かつ参照標識は、ナットまたはねじ頭部、あるいはナットまたはねじ頭部 に対して回転し得る締付け部材に配置することができる。 操作状態を、直接、読取り得るようにするためには、伸び測定尺がミリメート ルの部分、またはその少数を表示するようにし、参照標識を副尺として形成する 方が有利である。 高い安全性の確保を必要とする、高負荷ねじ付きボルトまたはねじの場合は、 このねじ付きボルトまたはねじを締付けるために、該ねじ付きボルトまたはねじ に螺着したナット、またはねじ自体が回転しないようにした時に、ナットと、ね じ付きボルトまたはねじの間のねじ山内の摩擦によって、このねじ付きボルトま たはねじに、捩り力が伝わらないようにし、かつ該ねじ付きボルトまたはねじの 偏心的変位に起因して孔に曲げ力が伝わらないようにする方が有利である。した がって本発明の別の実施例においては、ねじ付きボルトのねじ端部に螺着される ナットは、支持面に対してねじ込み得る締付け部材に対する雄ねじを有し、該締 付け部材が伸び測定尺または参照標識を担持し、かつこの締付け部材に対して固 定された構造部材が参照標識または伸び測定尺を担持するようになすことができ る。 ナットの雌ねじおよび雄ねじは同じピッチ、または異なるピッチを有するよう にすることができる。 締付け部材は、支持面に対して回転しないように固定し得る座金によって支持 されるようにすることが望ましく、この場合、締付け部材は球形環状面によって 、座金の補合的に形成された面に対して支持され、支持面の凹凸を平衡させるよ うになっている。 座金に対する回転阻止装置は、支持面に対して締付け得るボルト、または支持 面の方に向いた刻み目付き面、または鋸歯状面を有するものとすることができる 。 座金と、その支持面の間に回転阻止作用が生じるようにする場合には、該座金 が、ねじ付きボルトまたはねじに対して回転阻止作用を加えるために利用される 。この回転阻止作用は好ましくは、軸線方向の相対移動によって生じ、特に座金 に隣接するナット端部の外方六角部分と、この外方六角部分を、遊隙をもって囲 繞する座金の内方六角部分によって生じるようにされる。 ナット、このナットを囲繞する締付け部材、すなわち座金を通して支持面上に 支持される締付け部材を有する本発明の実施例においては、伸び測定尺は好まし くは座金の円筒形外周に配置され、かつこれに隣接する締付け部材の円筒形領域 内に、参照標識が配置され、これによって伸びは、問題なく読取り得るようにな り、しかも締付け部材に取付けた締付け装置によって行い得るようになる。 この実施例においては、締付け部材がナットによって、該締付け部材と係合す る締付け装置の外方六角部分に対して回転せしめられた時に、締付け装置はナッ トの外方六角部分によって支持される。 次に添付図面に示された実施例によって、本発明を詳細に説明する。 図１は本発明による測定装置の、一部断面で示した側面図、 図２は図１の線Ｉ−Ｉに沿って取られた断面図、 図３は測定装置を下方から見た図。 ねじ付きボルト１は、フランジ１８内の孔２２に差込まれ、かつ挿入目的に対 して予め定められた延びに達するまで締付けられる。このために、ねじ付きボル ト１にねじ込み得る雌ねじ３、および雄ねじ４を有するナット２から成る締付け 装置を、ねじ付きボルト１にねじ込み、次に前もってナット２の雄ねじ４に、外 方ナットの形をした締付け部材７をねじ込む。ナット２にはさらに、止めねじ１ ９によって、座金１２が保持され、該止めねじの頭部の一部分は、座金１２の軸 線方向細隙２０内に突出している。 ナット２はねじ付きボルト１のねじ端部に対し、座金１２がフランジの支持面 １７と接触するまでねじ込まれ、かつ適当な手段によって、ねじ山３、４内と、 締付け部材７、座金１２およびフランジ１８間の接触面内の総ての遊隙が除去さ れるまで締付けられる。 ナット２は上端領域に外方六角形部分５を有し、かつ同様に座金１２に隣接す る下端領域に外方六角形部分６を有している。これら外方六角形部分は、遊隙を もって、座金１２の内方六角形部分２１と共働し、したがってナット２が座金１ ２だけと共に回転し、またはこの座金によって回転が阻止されるようになってい る。 締付け部材７は外方六角形部分８と、座金１２に隣接する円筒形領域９を有し ている。この円筒形領域９には副尺１０の形をした参照標識が設けられている。 締付け部材７は、球形環状面１１によって、座金１２の補合環状面１３と接触す る。 座金１２は円筒形外周１４を有し、この外周上には、締付け部材７の円筒形領 域９に隣接して、伸び測定尺１５が配置されている。この伸び測定尺１５は、ね じ付きボルト１の所要の伸びを測定するために、座金１２の全円筒形外周１４に 亙って延び、または部分領域に亙って延びる。伸び測定尺１５の目盛りは、ミリ メートルまたはその小数によって表され、ねじ付きボルト１の伸びが、副尺１０ の助けによって、直接ミリメートルまたはその小数によって読取り得るようにな っている。 座金１２の斜めねじ孔の中には、ねじ１６が配置され、このねじは、座金１２ を支持面１７上に載置した時に、この支持面１７に対して締付けられ、これによ って座金１２に対する回転阻止装置を形成し、かつ座金１２の内方六角形部分２ １および、ナット２の外方六角形部分６を通して、同様に該ナット２に対する回 転阻止装置を形成する。 ねじとして形成される回転阻止装置の代わりに、座金１２の下側に刻み目付き 面または鋸歯状面を設け、この面が支持面１７を押圧し、それによって回転阻止 装置が形成されるようにすることができる。 ナット２、締付け部材７および座金１２を、ねじ付きボルト１に締付ける前に 、これら部材を一体的に保持するために、止めねじ１９をナット２の下側にねじ 込み、かつその頭部の一部分が、座金１２の軸線方向細隙２０内に突出するよう にされる。 ねじ付きボルト１は所要の伸びが生じるようにされ、この時締付け部材７は、 適当な締付け装置により、ナット２に対して回転せしめられる。この時締付け装 置（図示せず）は外方六角形部分５を通して、座金１２によって回転の阻止され たナット２に対して支持され、締付け装置のさらなる回転モーメントの支持を必 要としないようになっている。締付け行程の行われる時は常に、得られた伸びが 、伸び測定尺１５および参照標識１０によって読取られ、この読取りは締付け装 置を除去することなく、所要の最終値に達するまで行われる。 前述の測定装置は、特に高負荷ねじ付きボルトに対して使用することができ、 この場合は締付けを行う時に、ねじ付きボルトに捩り応力および曲げ応力を発生 させてはならぬ。締付けを行う時にこのような捩り負荷の発生を許せば、ナット および、外方ナットとして形成される締付け部材に分割することをあきらめなけ ればならぬ。さらにキャップナットとして形成し得る、外方六角形部分を有する 普通のナットを座金上に支持し、この時座金に隣接するナットが、参照標識また は伸び測定尺を担持し、座金が伸び測定尺または参照標識を担持するようになす ことができるようにされる。このような配置においては、読取りの精度は損なわ れないが、ねじ付きボルトは、前述のようにねじの摩擦に起因して捩り応力を受 け、この捩り応力は伸び応力と重なり、これは必ずしも許容されるとは限らない 。ねじを引抜く場合には、これに相応する考え方が必要である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年９月１８日 【補正内容】 請求の範囲 １．ナット（２）によって締付けられるねじ付きボルト（１）、またはねじの 伸びを測定する装置であって、 ナット（２）、またはねじ頭部、あるいは該ナット（２）または該ねじ頭部に 対してねじ込むことができ、かつ支持面（１７）に対して支持された締付け部材 （１７）の周囲に設けられた伸び測定尺（１５）と、 該伸び測定尺（１５）に対して固定された参照標識（１０）とを有する測定装 置。 ２．ナット（２）によって締付けられるねじ付きボルト（１）、またはねじの 伸びを測定する装置であって、 ナット、またはねじ頭部、あるいは該ナット（２）または該ねじ頭部に対して ねじ込むことができ、かつ支持面（１７）に対して支持された締付け部材（７） に固定された構造部材（１２）の周囲に設けられた伸び測定尺（１５）と、 ナット（２）、またはねじ頭部、あるいは該ナット（２）または該ねじ頭部に 対して回転し得る締付け部材（７）とを有する測定装置。 ３．前記伸び測定尺（１５）が、ミリメートルの一部分、またはその小数を示 すことを特徴とする請求項１または２記載の測定装置。 ４．前記参照標識（１０）が、副尺として形成されていることを特徴とする請 求項１、２または３記載の測定装置。 ５．前記ねじ付きボルト（１）のねじ端部にねじ込み得る前記ナット（２）が 、支持面（１７）に螺着し得る前記締付け部材（７）に対して、ねじ込み得る雄 ねじ（４）を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか一つの項に記載され ている測定装置。 ６．前記ナット（２）の雌ねじ（３）、および前記雄ねじ（４）が、異なるピ ッチを有することを特徴とする請求項５記載の測定装置。 ７．前記締付け部材（７）が前記支持面（１７）に対して回転できないように 固定し得る座金（１２）によって支持されていることを特徴とする請求項５また は６記載の測定装置。 ８．球形環状面（１１）を有する前記締付け部材（７）が、前記座金（１２） の補合的に形成された面（１３）によって支持されていることを特徴とする請求 項７記載の測定装置。 ９．前記座金（１２）に対する回転阻止装置であって、前記支持面（１７）に 対して締付け得るねじ（１６）の形をなした回転阻止装置を有することを特徴と する請求項７または８記載の測定装置。 １０．前記座金（１２）に対する回転阻止装置であって、前記支持面（１７） の方に向いた刻み目付き面、または鋸歯状面の形をなした回転阻止装置を有する ことを特徴とする請求項７または８記載の測定装置。 １１．前記ナット（２）および前記座金（１２）の間に、相対的な軸線方向移 動を可能にする回転阻止装置（６、２１）を有することを特徴とする請求項７〜 １０の何れか一つの項に記載されている測定装置。 １２．前記回転阻止装置が、前記座金（１２）に隣接する前記ナット（２）の 端部に設けられた外方六角形部分（６）と、該外方六角形部分（６）を、遊隙を もって囲繞する前記座金（１２）の内方六角形部分（２１）から成っていること を特徴とする請求項１１記載の測定装置。 １３．前記伸び測定尺（１５）が、前記座金（１２）の円筒形外周（１４）に 配置され、かつ前記参照標識（１０）が、これに隣接する前記締付け部材（７） の円筒形領域（９）に配置されていることを特徴とする請求項７〜１２の何れか 一つの項に記載されている測定装置。 １４．前記締付け部材（７）に外方六角形部分（８）が設けられ、これに隣接 して、前記ナット（２）に外方六角形部分（５）が設けられていることを特徴と する請求項１〜１３の何れか一つの項に記載されている測定装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ナット（２）によって締付けられるねじ付きボルト（１）またはねじの伸 びを測定する装置であって、 ナット（２）、またはねじ頭部、あるいは該ナット（２）または該ねじ頭部に 対して回転し得る締付け部材（７）に設けられた、伸び測定尺（１５）と、 該伸び測定尺（１５）に対して固定された参照標識（１０）とを有する測定装 置。 ２．ナット（２）によって締付けられるねじ付きボルト（１）またはねじの伸 びを測定する装置であって、 ナット、またはねじ頭部、あるいは該ナット（２）または該ねじ頭部に対し回 転し得る締付け部材（７）に固定された構造部材（１２）の周囲に設けられた、 伸び測定（１５）と、 ナット（２）、またはねじ頭部、あるいは該ナット（２）またはねじ頭部に対 して回転し得る締付け部材（７）に設けられた参照標識（１９）とを有する測定 装置。 ３．前記伸び測定尺（１５）が、ミリメートルの一部分、またはその小数を示 すことを特徴とする請求項１または２記載の測定装置。 ４．前記参照標識（１０）が、副尺として形成されていることを特徴とする請 求項１、２または３記載の測定装置。 ５．前記ねじ付きボルト（１）のねじ端部にねじ込み得る前記ナット（２）が 、支持面（１７）に螺着し得る前記締付け部材（７）に対して、ねじ込み得る雄 ねじ（４）を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか一つの項に記載され ている測定装置。 ６．前記ナット（２）の雌ねじ（３）、および前記雄ねじ（４）が、異なるピ ッチを有することを特徴とする請求項５記載の測定装置。 ７．前記締付け部材（７）が前記支持面（１７）に対して回転できないように 固定し得る座金（１２）によって支持されていることを特徴とする請求項５また は６記載の測定装置。 ８．球形環状面（１１）を有する前記締付け部材（７）が、前記座金（１２） の補合的に形成された面（１３）によって支持されていることを特徴とする請求 項７記載の測定装置。 ９．前記座金（１２）に対する回転阻止装置であって、前記支持面（１７）に 対して締付け得るねじ（１６）の形をなした回転阻止装置を有することを特徴と する請求項７または８記載の測定装置。 １０．前記座金（１２）に対する回転阻止装置であって、前記支持面（１７） の方に向いた刻み目付き面、または鋸歯状面の形をなした回転阻止装置を有する ことを特徴とする請求項７または８記載の測定装置。 １１．前記ナット（２）および前記座金（１２）の間に、相対的な軸線方向移 動を可能にする回転阻止装置（６、２１）を有することを特徴とする請求項７〜 １０の何れか一つの項に記載されている測定装置。 １２．前記回転阻止装置が、前記座金（１２）に隣接する前記ナット（２）の 端部に設けられた外方六角形部分（６）と、該外方六角形部分（６）を、遊隙を もって囲繞する前記座金（１２）の内方六角形部分（２１）から成っていること を特徴とする請求項１１記載の測定装置。 １３．前記伸び測定尺（１５）が、前記座金（１２）の円筒形外周（１４）に 配置され、かつ前記参照標識（１０）が、これに隣接する前記締付け部材（７） の円筒形領域（９）に配置されていることを特徴とする請求項７〜１２の何れか 一つの項に記載されている測定装置。 １４．前記締付け部材（７）に外方六角形部分（８）が設けられ、これに隣接 して、前記ナット（２）に外方六角形部分（５）が設けられていることを特徴と する請求項１〜１３の何れか一つの項に記載されている測定装置。