JPS63270909A - 高軸力ボルト - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は一般・各種産業機械、構造物の機械要素とし
ての締付ボルトに係り、特に保証された軸力を発揮させ
ることのできる高軸力ボルトに関する。

［従来の技術］ 機械・構造物を構成する上で、ｈ１構成材相互を簡易に
且つ確実に接続する手段として締付ボルトがある。しか
し、締付部分に振動や熱応力が繰り返し付加されると、
次第に緩んで部材相互の接続が解かれてしまう恐れがあ
る。

このため、締付ポル］−の軸力と締付トルクが略比例関
係にあることを利用して締付トルクを管理することによ
る軸力の管理が行なわれている。しかし、軸力の保証を
要求される場合には、一定の軸力を得るにあたっての締
付トルクが、締付ボルト１本毎に異なるため、このよう
な場合に限界締付トルクを高めに定めざるを得なくなる
。しかし充分とは言い難い。

高軸力を発揮させその軸力を帷持する関連技術に「ボル
ト加熱装置」　（特公昭４５−３４３３０号公報）の提
案がある。

第５図には同提案が示されている。この提案は、中空で
外周部ａ１．：雄ねじをイｊする締付ポルｔ−ｃを形成
し、その締付ボルトＣの接続状態で、ポルｈ頭部ｄに、
中空部ｅ内にその締付ポルｌ−ｃを軸方向に）ｎつで均
一に加熱し熱膨張させるための加熱装置「を接続して構
成される。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記提案にあっては一定の軸力を維持覆るため
の不可欠要素として加熱装置が必要ひあり、またでの加
熱装置の運転・制御を継続し／２ければならないから、
設備に用いるには右動であるものの、一般の機械や構造
物には容易に適用できるしのではなかった。

そこで近来にあっては締付ボルトやこの締付ポル１〜が
１矢合するねじ部の一部を、１■合時に、塑性変形させ
、嵌合後に於いて強固な結合力、即ち軸力を発生させる
塑性締付法に基づいたボルトやナツトが開発されている
。しかし、ボルトやナラ１へ等の一部を塑性変形させる
ことは、塑性変形に要する抵抗を増大させることになり
、締付作業に於ｌる労力を増加させることになる。また
塑性締付法は塑性変形させ０帖力を１ｑるものであるか
ら、メンテナンス」二で取り外した後にそのまま軸力を
確保する締付ボルト、ナラ１−として利用できない大き
な問題点を残している。

尚、ポル１−の軸力を管理する方法に角度法が知られ締
付トルクを管理する方法に対して品質を保証しやすいが
、しかし角度測定用の治具が必要であったり、空間的に
制限される部分での適用が困難である等の好ましくない
問題がある。

［問題点を解決するための手段］ この発明は上記問題点を解決することを目的としている
。この発明は、　ｐＨ側から他端側に向って軸芯方向に
沿って形成された１１ねじを右し熱膨張状態で保持され
た軸部材とこの状態で」−２雌ねじに嵌合されたプレス
トレス用ポル］−とでポル１へ素材を形成し、その素材
外周に雄ねじを形成して高軸カボル１へを構成したもの
である。

［作　用］ 熱膨張状態にある軸部材の雌ねじにボルトを嵌合すると
、この後冷えた軸部材には引張応力が、プレストレス用
ボルトには圧縮応力が生じる。この後、被装着部材の雌
ねじに軸部材の雄ねじを嵌合し、次いでプレストレス用
ボルトを取り外すと、締付軸に圧縮応力が被装首部材に
引張応力が発生する。即ちこの時点で高軸力が発生する
。

［実施例］ 以下にこの発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説
明する。

第１図に示す１は軸部材としての締付ボルトであり、２
はプレストレス用ボルトである。

締付ボルト１内には、その締付ボルト１の一端となる頭
部３を開口し、軸芯に沿って他端側に向って穴４が形成
しである。穴４はこの実施例では他端近傍までの会長１
を有して形成される。この穴４の少なくとも頭部３に該
当する部分には雌ねじ５が形成されている。一方、プレ
ストレス用ボルト２は頭部３側に上記雌ねじ５に嵌合す
る雄ねじ６を有し、その雄ねじ６の先端に、上記穴４に
係合する軸部７を有して形成される。この軸部７の軸長
Ｊ２１は、雌ねじ５のねじ長ｆｉ２を減じた穴４の会長
（ｆｌ−Ｊ）２）に対して（、Ｑ−Ｊｌ！２）＜１１に
なるように定められる。

さて、上記締付ボルト１に所定の軸力を発揮させるため
に、上記形状の締付ボルト１を、一般の加熱炉等の加熱
手段（図示せず）によって加熱して所定長さまで熱膨張
させる。この熱膨張状態で、第２図に示すように雌ねじ
６にプレストレス用ボルト２が嵌合され係合される。こ
のとき、雌ねじ５のねじ長ｊ２を減じた穴４の軸長（Ｊ
）−ｊＪ２）は軸部７の＠長Ｊｌ１１　に対しＴ　（Ｊ
２−、Ｃ’２　）　＝Ｊ＋どなるまでねじ込まれる。し
たがってこの後に、締付ボルト１が冷却されて収縮しよ
うとしても、熱膨張状態が保持される。この結果、第３
図に示すように締付ボルト１には軸方向の引張応力σ丁
が、プレストレス用ポル１−２には軸方向の圧縮応力σ
。が発生づ−る。

ここで、′熱膨張大きさと加熱温度とは締付ボルト１を
構成する材料及び熱膨張に対する断面積にによって５１
４なるが、膨張の大きさは弾性限度内が望ましい。した
がって穴４の＠長（Ｊ−Ｊ）２）及び軸部７の軸長ｊ１
も弾性限度内で一義的に定められる。

以上のように熱膨張がプレストレス用ボルト２によって
保持された締付ボルト１は、その状態で、外周８に雄ね
じ９が形成されて、これらで高軸力ボルト１０が構成さ
れる。

この高軸力ボルト１０を第２図に示しであるように被装
着部材１１ｂの雌ねじ１２に嵌合し、第４図に示すよう
に、プレストレス用ボルト２のみを取り外すと、締付ボ
ルト１には、圧縮応力σ。

が被装着部材１１ｂに【よ引張応力σ１が加えられる。

したがって、装着後に所望する高軸力が得られ、振動、
熱によっても締付ボルト１の緩み、脱落が防止される。

即ち締付品質が向上する。

このように熱膨張を利用することは高軸力ボルト１０の
大量生産が可能になり、大巾なコストダウンを図ること
ができる。

［発明の効果］ 以上説明したことから明らかなように本発明によれば、
安価で、高軸力を有しそして軸力保証度合の高い高軸力
ボルトを提供できるという（・）れた効果を発揮できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の高軸力ボルトの好適一実施例を示す
断面図、第２図は締付ボルトにプレストレス用ボルトを
嵌合する状態を示寸断面図、第３図は高軸力ボルトの猪
首部材への装着状態を示す断面図、第４図は装着完了後
の締付ボルトを示す断面図、第５図は関連技術としての
ボルト加熱装置を示す断面図である。 図中、１は締付軸どしての締付ポル１〜．２はプレス１
ヘレス用ボルトである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端側から他端側へ軸芯方向に沿つて形成された
   雌ねじを有し熱膨張状態で保持された軸部材とこの状態
   で上記雌ねじに嵌合されたプレストレス用ボルトとでボ
   ルト素材を形成し、素材外周に雄ねじを形成して成る高
   軸力ボルト。
2. （２）上記軸部材が、該軸部材の一端より他端側に向つ
   て軸芯方向に沿つた穴を有し、上記雌ねじが該軸部材の
   一端側部分に形成され、上記プレストレス用ボルトが熱
   膨張状態の上記雌ねじに係合すると共に上記穴に係合す
   る軸部を有して形成された上記特許請求の範囲第１項記
   載の高軸力ボルト。