JPS6023615A - ボルト緊張装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はボルト緊張（ボルトまたはボルトにねじ込ま
れたナツトのゆるみ止め作用）装置に関する。特に水圧
作用によりボルトや植込ボルトを緊張させるナツトや、
ジヤツキおよびボルトであって５００℃以上の高温に用
いるボルト緊張装置に関する。

英国特許第９９１．７８３号には、水圧を用いてボルト
や植込ボルトの緊張を行なう装置が開示されている。ナ
ツト、ジヤツキまたはボルトヘッドは、水圧で作用する
緊張装置を内蔵づるように加工されている。このような
装置１ｑは、何年もの間たとえば船舶の４１Ｍ進器０よ
″うな産業の分野で用いら７ｔできた。代表的な例とし
てねじ切りナツトがあり、このナツトの下面には甲状の
ニトリルゴムタイヤおよび荷重を受けるフランジ付リン
グまたはピストンが配置さオする環状溝が形成されてい
る。使用時、仁のようなねじ切りナツトがボルトにねじ
込まれ、その結果フランシイ」負荷リングが被締結体に
係着する。次に水圧がナツト本体内の通路を介してタイ
ヤに導入されると、タイヤは負荷リングを押圧し、この
負荷リングよりジヤツキ力が被締結体へ伝えられる。被
締結体からの反作用を受けた負荷リングによりボルトが
軸方向に持上げもオして被締結体を圧縮するので、ナツ
トは該被締結体から離れる方向に押しやられてボルトが
緊張される。

そして半環状のスペーサであるシムが５ナツト本体の下
面と負向ＩＪングフランジとの間の空隙に挿入され、そ
の結果、タイヤから水圧が除去された後でも、ボルトに
与えられる張力が保たれる。緊張作用を受けるボルトと
一体のボルトヘッドの下面に環状溝を設け、ピストンと
ゴムタイヤとを前述のように水圧で作動しても同様な結
果を得ることができる。

このような装置を地上用ガスタービン、蒸気タービンま
たは核反応炉などに用いら才１．る緊張ボルトに適用す
るのは、極めて望ましいことであろう。しかしながらこ
のようなボルトは５００℃以上の高温で機能しなければ
ならない。ところが残念なことに、ニトリルゴムタイヤ
を用いているため、上記の装置は１５０　’（、以下の
動作温度での使用に制限されている。なぜならばニトリ
ルゴムタイヤは１５０℃以上の温度で、急激に劣化して
しまうからである。

この発明は天然または合成ゴムのような可塑性物質を使
用せず、５００　℃以上の温度でナツトの使用を可能に
する水圧作動ナツト、ボルト用シール装置を見出したこ
とによって達成されプこ。

この発明によれば、軸方向に平行な１（す壁を有する環
状１ｈが下面罠形成されたボルトに螺合するナツトまた
は間係な環状溝が形成さ２ｔたボルトヘッドと、前記環
状荷重に摺嵌された環状のピストン部材と、前記環状溝
の底面とピストン部材との間において、該現状溝内に配
置さ扛たシール手段と、ナツトまたはボルトヘッド内に
形成さ第１５、外部からの加圧液体を導入するｉＡ路と
を備えたボルトの！ｌｌ！：張装置ｉ′、におい℃、前
記シール手段は金属カプセルからなり、加圧液体が前記
カプセルの内部または前記環状溝の底面とカプセルとの
間の乙！隙に４７人され、使用時に導入された水圧によ
って、ピストンが溝の底面から離れる方向へ動かさ１１
てナツトまたはボルトヘッドが被頼ｆ結体からｐｉｉれ
る方向へ動かさｊＬ。

ボルトに緊張を与える。

金属カプセルは種々の形状とすることができる。最も簡
単ＩＬ形状の場合には、金属カプセルはＩＩＦＩ単な金
ス・４タイヤであり、使用時に、このタイヤ内へ加圧流
体が導入さ７する。金属の弾性によりカプセルが膨張し
、シール作用゛をなすと同時にピストンに作用して、該
ピストンを現状溝の底面から離れる方向へ動かず。他の
形状の例の場合には、簡単なタイヤに加圧流体が導入さ
れて、該タイヤとナツト内の環状溝の軸方向１１ＩＯ壁
との間にシールを形成する。次に環状溝の底面とシール
カプセルとの間の空隙により、高圧の加圧流体が導入さ
れてピストンに荷Ａ（な与えると、加圧力プセルがシー
ルとして動くこととなる。変形実施例では、カプセルは
複数の現状突部を具えた壁を有する金禍タイヤで＋１４
成される。さらに他の変形例では、開口頂部な有する簡
単な金属タイヤカプセルが用いられてＵ字状のリングを
形成する。組立時Ｕ字状のリングの内径部と外径部とが
弾性変形されて、琲（状溝に嵌挿され、低い圧力のシー
ルを与える。環状溝の底面と、カプセルとの間の空隙に
加圧流体が導入されると、Ｕ字状のリングはさらに変形
して高い圧力のシールを与えると同時にピストンに作用
する。

もちろん金属カプセルはピストンに作用するプロ分な強
さと、圧力下で変形して高いシール圧を与えるのに充分
な弾性とを生じるのに適した厚さを有していなければな
らない。好ましくは、カプセルはインコネル（ｌＮＣ０
ＮＥＬ　）合金６２５、インコネル合金７】８またはス
テンレス鋼のような耐食性合金からなることである。場
合によっては、カーボンや低合金鋼を用いてもよい。

これらの実施例における金属カプセルは、通常金属のろ
くろ成形で作られ、垂直面内で２部分に分割さ几る。面
部で使用したとき問題を生じなげれば、過当な加圧流体
を使用できる。このよ５１．Ｃ加圧流体として、水を主
成分とする混合液を用いることができ、この混合液はナ
ツトやボルトヘッドの使用温度で蒸発し火災の危険がな
いので特に好適である。

動作時にこの発明のナツトまたはボルトヘッドｌ−加圧
流体が導入されると、ピストンは＠σ？底面から離れる
方向へ動かさ２ｔ、ナツトまたはボルトヘッドが被締結
体から離扛る方向へ動かされて、ボルトを緊張させる。

この張力はナツトと被稀結体との間に挿入したシムまた
はナツト本体の外側に螺合する締付はリングを用いて保
持できる。この場合締付はリングは、ねじ込まｎ″′Ｃ
被締結体に接触する。こ７ｔとは別に、環状ピストン部
材に螺合する締付はリングを用い。

このリングなねじ戻してボルトヘッドの下面に接触させ
てもよい。いず７１．にしても、ナツトまたはボルトヘ
ッド内の水圧か除去さ２すると、シムまたは締・Ｎけリ
ングがボルトの緊張を保持する。

以下、実施例を用いて、この発明を詳Ａ：ｌｌｌに説明
する。

第１図乃至第４図において、ボルト１は被ｌＹ１“η結
体２中の透孔な貝通し′、該ボルトのヘッド３が被締結
体２に係着する。ナツト４は図示のようにボルト１のね
じ切り端部に螺合している。

第１図に示す第１実施例において、ナツト４０本体の底
面妃は、平行なｕｉｕ面を有する墳状溝５が設けられ、
この環状溝の側壁はナツト４の軸線に対して同心的に配
置されている。環状溝５内に環状ピストン６が摺嵌され
、この現状ピストン６の底面には、ナツト４の軸線に対
して垂直に延びて被締結体２０表面に係着するフランジ
７が設けである。第１図では、環状溝５の底面とピスト
ン６０頂■ｊとの間に環状の金属タイヤ８が配置さ第１
．ている。ナツト４は軸方向に穿設した孔９を有し、こ
の孔９の内端は、ナツト４の環状溝５に達している。ス
テム１３が孔９内を通り金属タイヤ８の内部】０まで延
びる。

ステムＩ３のねじ切りさ第１．た外端には、加圧液体源
に接続するユニオン継手（図示・ゼず）が取付けられる
。

使用一時、手または半径方間溝１２内に挿入した小形か
んざしスパナを用いてナツトをねじ込むと、ピストン６
のフランジ７が被締結体２０表面に係着し、ボルト１の
ヘッドがｆ皮締結体２の広面に係合１−る。加圧液体を
タイヤ８の内部１０へη２□人すると、タイヤ８は軸方
向に膨張するが密封性は保た第１、ピストン６は環状溝
の底面から離れる方向Ｋ１Ｉｒ１Ｊかされる。またフラ
ンジ７は被締結体２がもの反作用を受けて、ナツト４を
被締結体７がら離れる方向に押圧しボルトの緊張（ナツ
トのゆるみ止め作用）を与える。

ナツト４とフランジ７との間の空隙にシムを挿入しであ
るので、水圧が除去さ扛るとナツト４とフランジ７との
間でシムが締付けらオして、ボルト】に加わる張力を保
持する。

第２実施例を示す第２図においでは、ステム２３を介し
て金属タイヤ１８に加圧液体が充填される。ナツト４と
スアム２３との間にシール】９をはめ込み、ａツキン押
、えナラ）２０で固定しているので、ナツトＱＯを操作
することにより、ステム２３をシールを通して動かすこ
とができる。孔２】が設けらオｔ、この孔２１は加圧タ
イヤと板状溝５の、ｉ戊面との間の空隙１５と連通する
。孔２】の夕ｌ端２２には加圧液体源に接続するユニオ
ン継手（図示せず）か収容される。

使用時、金属タイヤ１８内部のＥｆｉ力より高い圧力の
水圧が、環状溝５の底面と金ｉ４タイヤ１８との間の空
隙１５に導入されてタイヤ１８に作用するので、該タイ
ヤ】８はピストン６を環状６り５の底面から離ＩＬる方
向へ押す。金属タイヤ１８内部の圧力は、タイヤに充分
な弾性を与え又ピストン６と環状溝５の壁との間をシー
ルする。この実施例のナツトの作用は、第１実施例のそ
れとほぼ同じである。

第３図は、第１実施例と同様に作用する第３実施例を示
す。しかしｌｘ、がら、金弯タイヤ２８は溝５の壁にｊ
箇所以上で接触する複数の現状突部を具えた壁を有する
。このため金ハタイヤ２８の弾性が増し、第１実施例に
おけるよりも大きな軸方向膨張を与えることができる。

使用時ａ　ｓ　ｏ　ＭＮ７７１（以上の圧力の水圧が、
ステム１３を介してタイヤ２８の内部へ導入され、第１
実施例と同様な作用が得られる。

第４図に示すこの発明の第４実施例では、ピストン６０
頂面と環状溝５の底面との間に設けた金属カプセル３０
は、開口頂部を有している。

図示のようにカプセルはＵ字状の環体Ｙ　１ｘ、す。

このカプセルはその外径部と内径部とが変形された状態
で、環状溝５内に密着白犬挿さ第１．でいるので、カプ
セル３０と環状溝５の壁との間に、低い圧力によるもの
ではあるが、シールが形成される。孔３］は現状溝５内
の空隙と連通する。

孔３１の外端３２には加圧液体源に接続するユニオン継
手（図示せず）が収容される。ナツト本体の外側に締付
はリング３４がｔＡじ込まれ、このリング３４の最下端
は被締結体２０表面に係着する。使用時水圧は孔３１を
介して導入され、Ｕ字状の環体３０の内部３３へ入る。

この水圧導入によりＵ字状の環体は一層做形１．て、高
い圧力のシールを与えると共に、ピストン６を環状溝５
の底面から離れる方向へ動かす。ピストン６のフランジ
７は被締結体２がらの反作用を受けて、ナツト４を被締
結体からＡＩＭれる方向に押圧してボルトを緊張させる
。ナツト４が被締結体から陥れると締付はリング３４と
被締結体の表面との間に空隙が生じる。そξでに・ｊ′
６付けリング３４を被締結体に係着するまでねじ込む。

その結果水圧を除去しても、ボルト】に加えられる張力
は締付はリング３４によって保たれる、 第５図に示すこの発明の第５実施例では、被締結体４１
はねじ切孔を有し、この孔にボルト４０が螺合している
。ボルト４０のヘッド４２の底面には平行な側面を有す
る環状溝４３が設けられ、この環状溝の側壁はポル）４
０の軸線に対して同心的に配置されている６駆状溝４３
内に環状ピストン４４が摺嵌され、その最下端が被締結
体４１の表面に係着する。環状溝４３の底面とピストン
４４０Ｈ１而との間に免状の金属タイヤ４５が配置され
る。締付はリング４６がピストン４４の下方部分に学舎
している。ポルトヘッド４２に軸方向の孔４７を７設し
、この孔の内端はポルトヘッド４２内の環状溝４３に達
している。ステム４８が孔４７内を通つ九、金属タイヤ
４５の内部４９まで延びる。ステ４４Ｂのねじ切りされ
た外端には、加圧液体ＴｆＡＫ時用時ピストン４４の底
面が被締結体４１０表面に係着するまで、ボルトを手操
作で孔にねじ込む。加圧液体をタイヤ４５の内部４９へ
導入すると、タイヤ４５はＭＩ＋方向に１頑張するがｐ
ノ封性は保たれ、ピストン４４は環状’１ｆｔ４３の底
面から離れる方向に動かされる。また、ピストン４４は
被締結体４】からの反作用を受けて、ボルトヘッド４２
を被締結体４】から離れる方向に押圧してボルトを緊張
させる。締付はリング４６がボルトヘッド４２の下面に
係着するまで、該リング４６をねじ戻−ｆ０水圧か除去
されると、ボルト４０に加えられる張力は、この締付は
リングによって保持さｎる。

前述のすべての実施例は５００℃以上の温度で使用でき
る。核反応炉に応用した場合の代表例として、ナツトの
直径は約３２ｃｍ、ＴＪＪ状溝の幅は約１〜１，５硼で
ある。また作動圧力の代表例は、２　ｓ　ｏ　〜ａ　５
０　ＭＮ／ｒｒｊの範囲にある。

通常、前述の実施例で用いら扛る金属カプセル８，１８
．２Ｂ、３０．４５は金属のろくろ成形で作られ、垂直
面内で２部分に分割さ１する。

２部分の直径は・胴めて近い許容誤差に入るよう加工さ
れ、１９１　、ｔばレーザｉ’２４接知よって７Ｇ接接
合される。カプセルの璧にドリルで孔あけし、この穿孔
に例えばレーザ溶接を用いて、ステムを取付ける。

前述の実施例では述べなかったが、この発明のナツトま
たはボルトは、軸方向貫通孔を有するボルトと共に使用
するのが望ましい。このようなボルトを用いると、達成
された緊張の程度を表示できる。すなわち、ボルトの孔
に挿入され、読札の一端でのみ固定されたボルトと同じ
初期長さのロッドな使用する別体の検出装置によつ゛Ｃ
緊張の程度を表示する。このロッドは使用時に伸張しな
いから、伸張したボルトの寸法と比較す、ｊＬばボルト
の緊張の程度が与えら第１．る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第１実施例の縦断正面図、第２図
は、この発明の第２失施例の縦断正面図、第３図は、こ
の発明の第３実施例の縦断２．４】・・・被締結体 ３．４２・・・ボルトヘッド ４・・・ナツト ５．４３・・・環状溝 ６．４４・・・ピストン ７…フランジ ８．１８．２Ｂ、３０．４５川金属カプセル９．４７・
・・通路 １５・・・空隙 特許出願人　インコ　アロイ　ゾロダクツ　リミテッド
図面のｉ３’１占（内容に変更なし） Ｆｉｇ、Ｓ。 手続補正書物式） ％式％ １、事件の表示 昭和５９年　特　許　願第１２７２４８号２、発明の名
称 ゼルト緊張装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　イギリス国、ビー１６０エージエイバーミンガム
、ライギン　ストリート（番地無し）名　称　イン；　
アロイ　プロダクツ　リミテッド代表者　バーパラ　ニ
ー　ロックウッド４、代理　人 ５、補正の対象 図面全図 ６、　補正の内容 図面の浄書（内容に変更外し。）を４μ出する。 ７、　添付書類の目録 図　面　１通

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軸方向に平行な側壁を有する環状溝が下面に形成さ
   れ、ボルトに咄合するナツトまたは同様な環状溝が形成
   されたボルトヘッドと、前記環状溝内にすべりばめされ
   た環状のピストンと、前記環状溝の底面とピストンとの
   間において、該環状１１・１円に配置さ才したシール手
   段と、ナツトまたはボルトヘッド内に形成さオＬ。 外部からの加圧Ｃ代休を導入する通路とを備え高温使用
   に適する被締結体に装着さｎたボルトを緊張する緊張装
   置において、前記シール手段は余病カプセルからなり、
   加圧液体が前記カプセルの内部または前記環状溝の底面
   とカプセルとの間の空隙に導入され、使用時に導入され
   た水圧によってピストンが譲状溝の底面から離肚る方向
   へ動かさ１１て、ナツトまたはボルトヘッドが被締結体
   から離れる方向へ動かされ、ボルトに緊張を与えるよう
   になっていることを特徴とするボルト緊張装置へ。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記金属カプセル
   がピストンと別体とｌｘつていることを特徴とするボル
   ト緊張装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記金属カプセル
   がピストンと一体となっていることを特徴とするボルト
   緊張装置。 ４、特許請求の範囲第１項、第２項または第３項におい
   て、前記金属カプセルは金属タイヤからなり、使用時に
   この金や１タイヤ内に水圧が導入されて装置をシールす
   ると共にピストンに作用するようになっていることを特
   徴とするボルト緊張装置。 ５、特許請求の範囲第１項、第２項または２４″ｌＪ３
   項において、前記カプセルは金属タイヤからなり、使用
   時この金属タイヤ内に水圧が導入されてシールを形成し
   、水圧が環状溝の底面とカプセルとの間にも導入されて
   、ピストンへの荷重を生じるようになっていることを！
   １イ徴とする緊張装置。 ６．　特許請求の範囲第１項、第２項または第３項にお
   いて、前記金属カプセルは１箇所以上で環状溝の壁に接
   触する蛇腹状の壁を有する金属タイヤからなっているこ
   とを特徴とするボルト緊張装置。 ７、　特許請求の範囲第１項、第２項または第３項にお
   いて、前記金属カプセルは環状溝内に預着嵌挿さ７’し
   たＵ字状の環となっていることを特徴とするボルト緊張
   装置。 Ｉｌｌ、／特許請求の範囲第２机において、前記金属カ
   シセルは金属のろくろ成形で作られたものからなること
   を特徴とするボルト緊張装置。 ９、　４′ｉ１′許請求の範囲第１項、第２項、第３項
   、ｇ’ｓ　４項、第５項、第６項、第７項または第８項
   において、半環状のスペーナをなすシムを用い、水圧が
   タイヤから除去された後にボルトに加える張力を保持し
   ていることを特徴とするボルト緊張装置。 】０．特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項
   、第５項、第６項、’Ｍ’ｒ　７項または第８項におい
   て、ナツトの本体もしくはボルトヘッドの外側またはピ
   ストンに螺合する締め付はリングを設けたことを特徴と
   するボルト緊張装置。 １１、特許請求０）　範囲’；４’Ｌ３　ｇＪ、第２’
   Ｊｉ　ｓ　第３Ｊｌ’ｔ、第４項、第５項、第６項、第
   ７項、第８項、第９項または第１０項において、前記金
   属カプセルはステンレス鋼合金、インコネル合金６２５
   またはインコネル合金７１８からなることを特徴とする
   ボルト緊張装置・