JPS6139527B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はめくら結合装置、更に具体的に伝え
ば、それを取付ける構造のめくら側に大きな支承
面を持つめくら結合装置に関する。

３個の部分から成るめくら結合装置が知られて
おり、永年にわたつて使われている。これら３個
の部分は、ボルトに螺着するナツトを持ち、膨張
し得るスリーブがその間に配置される。従来のこ
ういう３個の部分から成るめくら結合装置は、比
較的軟らかい材料又は黒鉛複合体の様な材料の薄
板に使つた時、又はめくら側に材料に非常に薄い
板を使う様に構造に用いた時、スリーブによつて
めくら側の面に加えられる力が強すぎて、めくら
側の面を変形させ、薄板のその部分を弱めるの
で、かなり問題があることが判つている。この
為、めくら側の損傷をごく少なくして、こういう
材料を適正に結合することが出来る様に、めくら
側に大きな支承面を持たせる様にした結合装置が
開発された。例えば、米国特許第4023346号の結
合装着は、特に使われるスリーブの長さと較べた
時、めくら側の支承面が比較的小さい。

更に、この米国特許では、スリーブを脊面に接
して半径方向外向きに曲げる為にナツト１０の肩
２７に頼つているので、肩２７の所で、ナツト１
０に接する脊面に剥れを生ずる傾向がある。更
に、この米国特許のスリーブの中孔の内側テーパ
は、製造費が高くなる。他方、米国特許第
4033222号に記載された結合装置は違う欠点があ
る。その設計の為、比較的大きなめくら側の突起
を持ち、その為、めくら側に十分なすき間を持つ
区域に用途が制限される。更に、部品の数の為、
３つの部分から成る簡単なめくら結合装置より
も、比較的重く且つ一層費用がかかる。

こういう欠点に鑑み、この発明の目的は、希望
によつては以下説明するカラーが別個の部材であ
つてもよいが、カラーを取付けた状態でめくら側
に大きな支承面を達成し得るめくら結合装置を提
供することである。

この発明の別の目的は、スリーブに圧縮を助け
る力を加えるのに、ナツトの肩に頼らずに、１個
の折曲げスリーブを用いて大きな支承面を達成す
るめくら結合装置を提供することである。

この発明の別の目的は、めくら側の突起が低
く、軽量でコストが安く、然もめくら側に大きな
一様な支承面を持つめくら結合装置を提供するこ
とである。

この発明の別の目的は、結合装置の捕捉範囲全
体にわたり、結合装置のボルトの軸部が平らにち
ぎれる様に、座屈する様にしたスリーブを持つめ
くら結合装置を提供することである。

この発明のその他の目的並びに利点は、この発
明の好ましい実施例を例示した図面について以下
説明する所から、容易に理解されよう。

全般的に云うと、この発明のめくら結合装置
は、通抜けの軸方向の中孔、並びに１端に設けら
れた円錐形の先端及び他端に設けられた拡大頭部
を持つナツトを有する。このナツトをボルトを通
抜ける。ボルトは軸部を持つと共に、ナツトの先
端に隣接して拡大頭部を有する。ナツトの先端及
びボルトの頭部の間にスリーブが設けられて、こ
れがボルトの軸部の上に配置される。この発明の
改良は、このスリーブがボルトの頭部に隣接した
厚壁部分とナツトの先端の近くにあつて、厚壁部
分の凹部によつて形成された薄壁部分とを持つこ
とである。ボルトの軸部の上には、ナツトの先端
及びスリーブの間にカラーがあり、このカラーは
スリーブの引張り強度よりずつと小さい引張り強
度を持つている。このスリーブは、結合装置を固
定する時、最初にカラーをその間において、その
薄壁部分をナツトの上で膨張させ、次に薄壁部分
の自由端にナツトに向つて内向きにテーパをつ
け、次いで、結合しようとする部品のめくら側の
面と接触した時、薄壁部分を外向きに座屈させ
て、大きな支承面を形成する。

次にこの発明が更によく理解される様に、この
発明の特定の好ましい実施例について説明する。
然し、これまでの説明も図面に示したものも、こ
の発明の範囲を制約するものではないことを承知
されたい。この発明の範囲は特許請求の範囲の記
載のみによつて限定されるものである。

第６図乃至第１０図に示すこの発明の好ましい
実施例を説明する前に、この発明の構成並びに作
用が正しく理解される様に、第１図乃至第５図に
示したよく似た結合装置の構成並びに作用を最初
に説明するのがよいと思われる。第１図乃至第５
図に示すめくら結合装置は、カラー（後で説明す
る）が抜けている他は、第６図乃至第１０図に示
したこの発明の結合装置と同じである。この要素
が抜けていることによつて、めくら結合装置の構
成に重要な変化が生ずるだけでなく、特に取付け
の際、めくら側を損傷せずにめくら側の大きな支
承面を持たせる作用の点で、大きな変化が生ず
る。第１図乃至第５図に示すのと同様なめくら結
合装置が従来提案されているが、出願人の知る限
り、以下述べる様な問題の為に、これは放棄され
ている。第１図に示す場合、めくら結合装置２０
がナツト２１、ボルト３０及びスリーブ４０で構
成される。ナツト２１が通抜けの軸方向の中孔２
３を持つ本体２２を有する。中孔２３の平均直径
（ねじ山を設けた時）は本体２２の外径の約55乃
至70％である。ナツト２１の１端の先端２４があ
り、これがナツト２１の軸線に対して約15乃至30
゜の角度の円錐形を面取り２５を持つている。

ナツト２１の他端に拡大頭部２６があり、これ
が結合しようとする部品２７，２８の開放側に坐
着する様になつている。ナツト２１の長さは、掴
みが最大の場合でも、結合する部品のめくら側よ
り、スリーブ４０の薄壁部分４２がナツト本体２
２の外面２９に適合することが出来る位の距離だ
け、本体２２の外面２９をとれるようになつてい
る。後で説明するが、この様な適合は、カラー５
０があるか無いかによつて実質的に異なる。

ボルト３０がナツト２１を通抜ける軸部３１と
ナツトの先端２４に隣接した拡大頭部３２とを持
つている。頭部３２の直径はナツト本体２２の直
径と等しいのが普通である。ボルト３０の軸部３
１には、めくら結合装置２０を取付ける際、ボル
トの軸部３１に予め選ばれた応力が加わつた時、
折れる様になつている切取り頚部３３がある。こ
の様に折れるのは、切取り頚部が、めくら結合装
置の取付けを完了して、めくら結合装置によつて
結合された部品の開放側と同一面になるか又はそ
れより若干上に来た状態で起る様に設計されてい
る。

ナツトの先端２４とボルトの頭部３２の間のボ
ルトの軸部３１にスリーブ４０が配置される。こ
のスリーブはボルトの頭部３２に隣接する厚壁部
分４１と、ナツトの先端２４に隣接する薄壁部分
４２とを持ち、この薄壁部分は厚壁部分３２に形
成した凹部４３によつて形成される。

スリーブ４０の薄壁部分４２の長さはスリーブ
４０の長さの約20乃至50％であり、スリーブ４０
の長さの約30乃至45％あることが好ましい。スリ
ーブ４０の薄壁部分４２の肉厚はスリーブ４０の
外径の約５乃至20％である。薄壁部分４２の厚さ
は厚壁部分４１の厚さの約50乃至70％である。厚
壁部分４１及び薄壁部分４２の間に肩４４があ
る。スリーブ４０の外径はナツト本体２２の直径
に等しいのが普通である。

第１図に示す結合装置を取付ける際の作用が第
２図乃至第５図に示されている。第２図に示す様
に、ボルト３０をナツト２１の中に通すと、薄壁
部分４２の自由端４５がナツトの先端２４の面取
り２５と接触し、この為外向きに膨張させられ
る。第３図に示す様に、ボルト３０を更にナツト
２１の中に引き込むと、スリーブ４０の薄壁部分
４２がナツト２１の本体２２に沿つて進み、本体
２２の外面２９と同形になるので、事実上、薄壁
部分４２はナツト２１の本体２２と同軸の円筒形
の柱になる。この為、薄壁部分４２の自由端４５
が部品２８のめくら側に接触すると、この発明に
ついて後で説明する第１０図に示す状態ではな
く、第４図又は第５図に示す様な状況が起る場合
が多い。第４図に示す様に、特に黒鉛複合体の様
な軟らかい材料を用いた場合、自由端４５が部品
２８の中にくい込んでそれをいためる。更に、第
４図に示す様に、この結果或る程度の座屈が起る
間、これによつて得られた支承面はナツト２１の
直径よりあまり大きくない。第５図に示す様に、
薄壁部分４２を座屈させるのに必要な力が小さく
て、自由挨４５が部品２８のめくら側の面にあま
り深くくい込まない様な、もう１つの頻繁に起る
場合、この座屈は薄壁部分４２の或る中間部分で
起り、この為この薄壁部分が輪形になる。この結
果第５図に示す様に出来る形により、部品２８の
めくら側の支承面は直径が比較的小さく、とり得
る支承面の実質的な部分はスリーブ４０の薄壁部
分４２と接触しない。やはり、この結果も、この
発明について第１０図に示す結果とは著しい対照
をなすものである。

カラー５０が抜けていることを別とすればこの
発明と同じである結合装置の構成並びに作用を説
明し、その場合に起る問題を説明したので、次に
第６図乃至第１０図に示したこの発明の好ましい
実施例の構成並びに作用と、それから得られる利
点とを説明する。

第７図に示す様に、この発明のめくら結合装置
は、ナツトの先端２４とスリーブ４０との間でボ
ルトの軸部３１上に設けられるカラー５０を持つ
ことを別とすれば、第１図に示し且つ説明しため
くら結合装置と同じである。このカラーは、スリ
ーブ４０の引張り強度よりずつと小さい引張り強
度を有する。スリーブ４０は、結合装置２０を固
定する時、最初はカラー５０をその間に入れたま
ま、薄壁部分４２をナツト４１の上で膨張させ
る。次に、薄壁部分４２の自由端４５はナツトの
本体２２に向つて内向きにテーパがつく。最後
に、薄壁部分４２が、部品２８と接触した時、外
向きに座屈して、部品２８のめくら側に大きな支
承面を形成する。第７図に示す様に、カラー５０
は最初は薄壁部分の凹部４３に設定されていて、
薄壁部分の凹部４３と同じ長さである。然し、カ
ラー５０とスリーブ４０の相対的な引張り強さに
応じて、カラー５０の長さは薄壁部分の凹部４３
の長さの約50乃至100％であつてよい。カラーの
材料の引張り強度はスリーブの材料の引張り強度
の約５乃至30％であるが、スリーブの材料の引張
り強度の約10乃至20％であることが好ましい。

この発明のめくら結合装置２０の作用が第８図
乃至第１０図に例示されている。第８図（第２図
と同様）に示す様に、ボルト３０をナツト２１の
中に通すと、薄壁部分４２の自由端４５に接する
カラー５０がナツトの先端２４の面取り２５と接
触し、自由端４５を外向きに膨張させる。第９図
に示す様に（第３図と異なり）、ボルト３０が引
続いてボルト２１の中に引張り込まれると、カラ
ー５０及び薄壁部分４２がナツト２１の本体２２
の上に進む。然し、引張り強度の強い薄壁部分４
２から引張り強度の弱いカラー５０に応力が加え
られる為、薄壁部分４２の自由端４５は本体２２
の外面２９に向つて内向きにカラー５０の一部分
を変位させるが、本体２２と整合しない。

この為、第３図に示した状況と異なり、薄壁部
分４２は本体２２の外面２９と同形にならず、本
体部品２８のめくら側に隣接した自由端４５で湾
曲する座屈形式になる。この為、第１０図に示す
様に、部品２８のめくら側と接触すると、薄壁部
分４２が、自由端４５から部品２８のめくら側に
実質的な圧力を加えることなく、外向きに座屈
し、ナツト本体２２の外径の約150乃至200％の直
径を持つ大体円形の一様な大きな支承面を作る。

第１１図に示す様に、この発明の別の実施例
は、ねじを切らないナツトとボルトを用い、ボル
トの軸部３１ａはボルト頭部３２ａとは反対の端
３５に隣接する溝部分３４を持つている。この溝
部分は、従来周知の形で、取付けの際、取付け工
具（図に示してない）によつて捕捉され、こうし
てボルトがナツトの中に引張り込まれる。

この発明の結合装置のこの実施例は、ボルトの
軸部に弛止めリング３６を持つことが好ましい。

取付ける時、米国特許第4246828号に記載され
る様に、このリングがボルト軸部３１ａの弛止め
溝３７及びナツト頭部２６の凹部３８に坐着し
て、部品２７の開放側でボルトをナツトに固定す
る。その他の点では、第１１図に示す様に、この
実施例も第１０図に示しためくら結合装置と同じ
結果を達成する。

第１２図に示す様に、スリーブ１４０及びカラ
ー１５０は、ボト軸部３１の同じ相対位置に取付
けられる別個の要素であつてもよい。更に、厚壁
部分１４１の自由端１４６はスリーブ１４０の軸
線に対して約20乃至30゜の角度の面取り１４７を
持ち、ボルト頭部と強制的に接触させられる時、
スリーブ１４０の端折りを最小限に抑える。

この発明のナツト及びスリーブの他の実施例が
第１３図及び第１４図に示されており、この場
合、厚壁部分２４１，３４１の自由端２４６，３
４６の近くに薄くなつた壁部分２４８，３４８が
ある。薄くなつた壁部分２４８は、スリーブ２４
０の厚壁部分２４１の外面に溝２４９を設けるこ
とによつて形成される。他方、薄くなつた壁部分
３４８はスリーブ３４０の厚壁部分３４１の自由
端３４６に凹部３４９を設けて形成される。いず
れの場合も、薄くなつた壁部分２４８，３４８の
長さは夫々のスリーブ２４０，３４０の長さの約
20乃至50％、好ましくは約30乃至45％である。
夫々のスリーブ２４０，３４０の薄くなつた壁部
分２４８，３４８の肉厚は、夫々のスリーブ２４
０，３４０の外径の約10乃至30％である。第１３
図に示す様に、薄くなつた壁部分は自由端に隣接
している必要はない。

第１５図に示す様に、第１３図及び第１４図に
示す様にこの発明の実施例は、スリーブの厚壁部
分の自由端が座屈して、結合装置の掴み範囲全体
にわたり、ボルト軸部が平らに破断出来る様にし
ている。第１３図及び第１４図に示す様に、この
様な選択的な座屈は、外面の溝又はスリーブの中
孔の凹部のいずれかにより、薄くなつた壁部分を
設けることによつて達成し得る。第１５図に示す
様に、この様に選択的な座屈により、部品３２８
のめくら側に一様で大きな支承面が得られると共
に、結合する部品のめくら側での厚さが等しくな
いことに対処する様に、スリーブ３４０の一部分
がボルト頭部の近くでは付加的な座屈出来る様に
する。

この発明のこの他の実施例として、スリーブの
薄壁部分を選択的に焼鈍してその引張り強度を更
に減少し、所望のレベルの力を加えた時に座屈が
起る様にすることが出来る。同様に、厚壁部分
も、薄くなつた壁部分と共に又はそれとは別に、
選択的に焼鈍して、その引張り強度を減少して座
屈が起る様にし、結合装置の掴み範囲全体にわた
つて平らな切断が起る様にすることが出来る。

この発明のめくら結合装置の特定の例（MBF
−2013−６−100型130゜フラツシユ剪断頭部）の
主な寸法は次の通りである。

完成ナツト：頭部の直径の最小値− 8.69mm（0.342吋） ナツトの雌ねじ寸法− 60−40NS−2B ナツト本体の直径 最大−5.0292mm（0.1980吋） 最小−5.0165mm（0.1975吋） ナツトの長さ（頭部及び先端を含
む）− 5.5mm（0.212吋） 完成ボルト：頭部の直径 最大−4.9911mm（0.1965吋） 最小−4.9276mm（0.1940吋） 軸部の直径 60−40NS−2A ボルトの長さ（頭部を含む） 最大−23.3mm（0.916吋） 最小−23.0mm（0.906吋） スリーブ：全長 最大−8.89mm（0.350吋） 最小−8.76mm（0.345吋） 薄壁部分の長さ −3.175±0.05mm（0.125±0.042吋） 外径 最大−4.991mm（0.1965吋） 最小−４・978mm（0.1960吋） 薄壁部分の内径 最大−4.24mm（0.167吋） 最小−4.19mm（0.165吋） 厚壁部分の内径 最大−3.58mm（0.141吋） 最小−3.53mm（0.139吋） カラー：長さ 最大−3.33mm（0.131吋） 最小−3.12mm（0.123吋） 外径 最大−4.21mm（0.166吋） 最小−4.17mm（0.164吋） 内径 最大−3.58mm（0.141吋） 最小−3.53mm（0.139吋） 座屈した薄壁部分の直径 最小−7.62mm（0.300吋） この発明のめくら結合装置で使う材料は、勿論
このめくら結合装置を使う用途に応じて変化す
る。然し、特定の例として、ナツトTI−6AI−4V
チタン合金又はＡ−286ステンレス・スチールで
作ることが出来る。ナツトはAN509、MS20426、
NAS1097に定義されるフラツシユ頭部の様な
種々の形式の頭部を利用することが出来、域いは
NAS1669に定義される駆動凹部を持つ突出形頭
部を利用することが出来る。ボルトはナツトと同
じ材料で作ることが出来る。スリーブはＡ−286
又は304ステンレススチールの様な材料で作るこ
とが出来る。カラーはデールリン、セルコン、テ
フロン、ナイロン又はそれを硝子繊維で補強した
ものの様な引張り強度の小さいプラスチツク材料
で作ることが好ましい。然し、スリーブの引張り
強度が前述の様に、カラーの引張り強度より十分
に大きければ、アルミニウム、銅及びニツケルの
様な軟質にした材料を用いてもよい。一組の材料
の具体的な例として、ナツト、ボルト及びスリー
ブはＡ−286ステンレス・スチール（ナツト及び
ボルトの引張り強度約12600Kg/cm²（180KSI）で
スリーブの引張り強度は約5250Kg/cm²（75KSI））
で構成し、カラーはデールリン・アセタール棒
（引張り強度560−840Kg/cm²（８−12KSI））で構
成する。

この発明には、この発明が従来技術と較べて達
成した重要な進歩を明瞭に示す多くの特徴があ
る。この為、この発明によつて得られる予想外
の、特別の結果を例示する為に、割合目立つ若干
の特徴を指摘する。この発明の１つの特徴は、め
くら結合装置がカラーを取付けたままにしても、
めくら側を実質的にいためることなく、めくら側
に大きな一様な支承面を持ち得ることである。こ
の発明の別の特徴は、めくら結合装置がめくら側
に大きな支承面を作るが、これと比肩し得る様な
大きな支承面を持つめくら結合装置よりも、費用
が安く、軽量で、製造が容易であり、且つめくら
側の突起が一層短いことである。この発明の別の
特徴はめくら結合装置がめくら側でナツトに隣接
する薄壁部分を持つスリーブと、この薄壁部分に
隣接していて、スリーブの引張り強度よりもずつ
と小さい引張り強度を持つカラーとの組合せを持
ち、この為、取付ける時、薄壁部分の自由端がナ
ツトに向つて内向きにテーパがつき、めくら側の
面と接触した時、薄壁部分が容易に座屈すること
である。この発明の別の特徴は、めくら結合装置
に於て、スリーブの厚壁部分の自由端が座屈する
様になつていて、結合装置の掴み範囲全体にわた
つて平らな破断が起り得る様にしていることであ
る。

以上の説明並びに図面に示したことがこの発明
を例示するにすぎず、この発明がそれに制約され
ないことは云う迄もない。

特許請求の範囲の記載によつてカバーされる様
な、また以上の説明の範囲を逸脱せずに容易に考
えられるこの発明の全ての置換変更及び修正は、
この発明の一部分とみなされることを承知された
い

【図面の簡単な説明】

第１図はカラー要素が抜けている他は、この発
明の組立てられた結合装置と同様な組立てられた
結合装置の取付け前の軸断面図、第２図は第１図
の結合装置の取付け過程の最初の部分を示す図、
第３図は第１図の結合装置の取付け過程の中間部
分を示す図、第４図は第１図の結合装置の最終的
に取付けられた時の考えられる１つの形を示す
図、第５図は最終的に取付けられた結合装置の考
えられる別の形を示す図、第６図はこの発明の結
合装置の分解図、第７図はこの発明の組立てられ
た結合装置の取付け前の軸断面図、第８図は第７
図の結合装置の取付け過程の最初の部分を示す
図、第９図は第７図の結合装置の取付け過程の中
間部分を示す図、第１０図は第７図の結合装置の
最終的に取付けられた時の形を示す図、第１１図
はこの発明の別の実施例の組立てられた結合装置
の最終的な取付け後の状態を示す軸断面図、第１
２図はこの発明の結合装置の別の実施例のスリー
ブ及びカラー部分の軸断面図、第１３図はこの発
明の結合装置の更に別の実施例のスリーブ及びカ
ラー部分の軸断面図、第１４図はこの発明の結合
装置の別の実施例のスリーブ及びカラー部分の軸
断面図、第１５図は第１４図に示した実施例のス
リーブ及びカラーを用いたこの発明の結合装置の
最終的に取付けた状態を示す軸断面図である。 主な符号の説明、２１：ナツト、２３：軸方向
の中孔、２４：先端、２６：拡大頭部、３０：ボ
ルト、３１：軸部、３２：拡大頭部、４０：スリ
ーブ、４１：厚壁部分、４２：薄壁部分、５０：
カラー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 通抜けの軸方向の中孔、１端に設けられた先
   端及び他端にある拡大頭部を持つナツトと、該ナ
   ツトを通抜ける軸部を持つと共に、前記ナツトの
   先端の近くに拡大頭部を持つボルトと、前記ナツ
   トの先端及びボルトの頭部の間でボルトの軸部の
   上に設けられたスリーブとを有するめくら結合装
   置に於て、前記スリーブが、前記ボルトの頭部に
   隣接した厚壁部分及び前記ナツトの先端に隣接し
   た薄壁部分を持ち、該薄壁部分は前記厚壁部分の
   中の凹部によつて形成され、前記スリーブには前
   記薄壁部分に係合するカラーが設けられ、該カラ
   ーは前記スリーブの引張り強度よりもずつと少さ
   い引張り強度を持つことを特徴とするめくら結合
   装置。 ２ 特許請求の範囲１に記載しためくら結合装置
   に於て、前記カラーが最初は前記薄壁部分の凹部
   に固定されるめくら結合装置。 ３ 特許請求の範囲１に記載しためくら結合装置
   に於て、前記スリーブの薄壁部分の長さがスリー
   ブの長さの約20乃至50％であるめくら結合装置。 ４ 特許請求の範囲１に記載しためくら結合装置
   に於て、前記スリーブの薄壁部分の長さがスリー
   ブの長さの約30乃至45％であるめくら結合装置。 ５ 特許請求の範囲１に記載しためくら結合装置
   に於て、前記スリーブの薄壁部分の肉厚がスリー
   ブの外径の約５乃至20％であるめくら結合装置。 ６ 特許請求の範囲１に記載しためくら結合装置
   に於て、前記カラーの材料の引張り強度がスリー
   ブの材料の引張り強度の約５乃至30％であるめく
   ら結合装置。 ７ 特許請求の範囲１に記載しためくら結合装置
   に於て、前記カラーの材料の引張り強度がスリー
   ブの材料の引張り強度の約10乃至20％であるめく
   ら結合装置。 ８ 特許請求の範囲１に記載しためくら結合装置
   に於て、前記カラーの長さが前記薄壁部分の凹部
   の長さの約50乃至100％であるめくら結合装置。 ９ 特許請求の範囲１に記載しためくら結合装置
   に於て、前記スリーブの厚壁部分の自由端の近く
   に肉厚が減少した領域があるめくら結合装置。