(57)【要約】【課題】本発明は一定の締め付け軸力を簡単に得ることを目的とする定軸力ボルト装置に関するものであり、組み立てが容易で架空送電線用鉄塔あるいは付属品の取り付けなど、高所での施工時に構成部品が遊離脱落することのない安全な定軸力ボルト装置を提供することにある。【解決手段】ハウジング１の底部に適用ボルト４に螺合するねじ部Ｍを設け、ボルト４に複数の皿ばね３と座金２とを環装してハウジング１にボルト４を螺合係止し、適正軸力で締付け後にはボルトの螺合が解除されるようにボルトの所定位置に細首部を設けたので、構成部品が遊離することがなく、また、皿ばねの圧縮量を優先して規定したので、ボルトのトルク係数に左右されず、常に一定の締付け軸力が得られる。さらに、永久磁石からなる吸着ワッシャーの介装や、遮光水密構造としたハウジング内にゴム状弾性体を収納する構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底の円筒筒体からなるハウジング１の底部に適用ボルト４に螺合するねじ部Ｍを設け、ボルト４に複数の皿ばね３と座金２とを環装し、前記ハウジング１にボルト１を螺合して皿ばね３を非圧縮状態として組立てたとき、前記皿ばね３が所定の軸力を発現する圧縮量に相当する隙間Ｇを設けると共に、前記間隙Ｇが０となるまで締付けたときに、前記ボルトのねじ部螺合がハウジング１に設けたねじ部Ｍから外れるように細首部１２を設けたことを特徴とする定軸力ボルト装置。
【請求項２】
少なくとも構成部品の１以上を磁化してボルト４に吸着させて一体化したことを特徴とする請求項１に記載の定軸力ボルト装置。
【請求項３】
ハウジング１の内部底部側と皿ばね３との間に永久磁石からなる吸着ワッシャー９を介装したことを特徴とする請求項１に記載の定軸力ボルト装置。
【請求項４】
一対の有底の円筒体からなるハウジングの下部ハウジング５の底部に適用ボルト４に螺合するねじ部Ｍを設け、他方上部ハウジング６側には前記ボルト４が適合するバカ穴を設け、かつ、ハウジング５，６の周縁部にＯリング溝７を設けて前記Ｏリング溝７のいずれか一方側にＯリング８を装着し、隙間Ｇが０となったときハウジング５，６によって形成される内部空間が密閉されて水密構造となるように構成され、
前記ボルト４には皿ばね３または弾性体４を環装し、一対のハウジングの前記隙間Ｇが０となったとき、前記ボルトのねじ部Ｍの螺合が外れて、所定の軸力が得られるよう構成されることを特徴とする定軸力ボルト装置。
【請求項５】
被締結材１３と当接するハウジング１または５の外底面に、増摩面または粘着面１１を形成して、ボルト４との共回りを防止したことを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の定軸力ボルト装置。
【請求項６】
ハウジングの空洞部(Ｓ)内にゴム状の弾性体を単体または複数枚積層して装着し、前記弾性体を所定の軸力で締め付けた時、ハウジングの空洞部(Ｓ)が密閉されるように構成したことを特徴とする請求項４に記載の定軸力ボルト装置。
【請求項７】
ハウジングの空洞部(Ｓ)内に占めるゴム状の弾性体の体積は、所定の軸力で締付けてハウジングの周縁部間の隙間(Ｇ)が０となったとき、前記空洞部(Ｓ)の容積とほぼ一致するよう構成されることを特徴とする請求項６に記載の定軸力ボルト装置。
【請求項８】
前記ゴム状の弾性体の硬度を変化させて所定の軸力を得るようにしたことを特徴とする請求項６または７に記載の定軸力ボルト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構成部品が少なく、組立てが簡単で、構成部品が遊離せず、施工性が良く安全な、一定の締付け軸力が得られる定軸力ボルト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置としては、トルクレンチにより所定トルクにより締付けるもの、定トルクでボルト頭部が破断する所謂ブレークアウェイボルトを使用して締付けるもの、あるいは、ナットの締付けをラチエット装置と弾性体を介して締付けるもの、が知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、ボルトが貫通することができる孔を有する座金と受座と、該受座とネジ結合して軸方向に上下動するリングと、前記座金、受座及びリングに囲まれた部位に介在される弾性体とからなり、前記リング又は前記受座には該リングの回動量を知ることができる少なくとも目盛又は指標が付されていて、該リングを回動して自由高さの前記弾性体の上面と該リングの上面との間に所望の間隙を設定することができ、かつ、ボルトを締付けたとき該ボルトの規定締付力により前記弾性体が変形して前記座金と前記リングが当接するようになっているボルト締付力の検出座が知られている（例えば特許文献２）。
【０００４】
さらに、ボルト軸部に締付け力調整用蓋、皿バネ、蓄力リングを環装し、ナットを締付けて皿バネを圧縮し、締付け装置にバネ力を蓄え、次にナットを緩めることで蓄えられていたバネ力を被締付け部材に作用させる締付け装置が知られている（例えば特許文献３）。
【０００５】
【特許文献１】実開昭５１-０４１０６４号公報
【特許文献２】特開昭６３-０９６３０７号公報
【特許文献３】特開２００３‐３２２２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記した従来の定軸力締付け装置においては、次のような問題点があった。即ち、特許文献１においては、構成部品が多く、機構が複雑で、重量も重く、多数本の運搬など特に送電線等の高所に取付けられる付属品への適用は困難であると共に、極めて高価となる欠点があった。また、特許文献２のボルト締付け力の検出座では構成部品が遊離しており、施工時に構成部品を落下させやすいという安全上の問題があった。さらに、特許文献３の締付け装置にあっては、使用に先立ち予め皿ばねを締付けておく等の面倒な予備作業があるほか、一端が蝶番結合された構造のクランプの締付けにしか適用できないという問題があった。
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、一定の締付け軸力を簡単に得ることを目的とするものであり、また、本発明は組立てが容易で高所などでの施工時に構成部品が遊離することのない安全な定軸力ボルト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本発明の定軸力ボルト装置は以下のような手段を用いた。なお、付した符号は図面のそれと一致する。
（１）請求項１記載の発明は、有底の円筒筒体からなるハウジング１の底部に適用ボルト４に螺合するねじ部Ｍを設け、ボルト４に複数の皿ばね３と座金２とを環装し、前記ハウジング１にボルト１を螺合して皿ばね３を非圧縮状態として組立てたとき、前記皿ばね３が所定の軸力を発現する圧縮量に相当する隙間Ｇを設けると共に、前記間隙Ｇが０となるまで締付けたときに、前記ボルトのねじ部螺合がハウジング１に設けたねじ部Ｍから外れるように細首部１２を設けたことを特徴とする定軸力ボルト装置である。
【０００９】
（２）請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、少なくとも構成部品の１以上を磁化してボルト４に吸着させて一体化したことを特徴とする定軸力ボルト装置である。
（３）請求項３記載の発明は、ハウジング１の内部底部側と皿ばね３との間に永久磁石からなる吸着ワッシャー９を介装したことを特徴とする請求項１記載の定軸力ボルト装置である。
【００１０】
（４）請求項４記載の発明は、一対の有底の円筒体からなるハウジングの下部ハウジング５の底部に適用ボルト４に螺合するねじ部Ｍを設け、他方上部ハウジング６側には前記ボルト４が適合(貫通)するバカ穴を設け、かつ、ハウジング５，６の周縁部にＯリング溝７を設けて前記Ｏリング溝７のいずれか一方側にＯリング８を装着し、隙間Ｇが０となったときハウジング５，６によって形成される内部空間が密閉されて水密構造となる様に構成され、
前記ボルト４には皿ばね３または弾性体４を環装し、一対のハウジングの前記隙間Ｇが０となったとき、前記ボルトのねじ部Ｍの螺合が外れて、所定の軸力が得られるよう構成される、ことを特徴とする定軸力ボルト装置である。
【００１１】
（５）請求項５記載の発明は、被締結材１３と当接するハウジング１または５の外底面に増摩面または粘着面１１を形成して、ボルト４との共回りを防止したことを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の定軸力ボルト装置である。
（６）請求項６記載の発明は、ハウジングの空洞部(Ｓ)内にゴム状の弾性体を単体または複数枚積層して装着し、前記弾性体を所定の軸力で締め付けた時、ハウジングの空洞部(Ｓ)が密閉されるように構成したことを特徴とする請求項４に記載の定軸力ボルト装置である。
【００１２】
（７）請求項７記載の発明は、ハウジングの空洞部(Ｓ)内に占めるゴム状の弾性体の体積は、所定の軸力で締付けてハウジングの周縁部間の隙間(Ｇ)が０となったとき、前記空洞部(Ｓ)の容積とほぼ一致するよう構成されることを特徴とする請求項６に記載の定軸力ボルト装置である。
（８）請求項８記載の発明は、前記ゴム状の弾性体の硬度を変化させて所定の軸力を得るようにしたことを特徴とする請求項６または７に記載の定軸力ボルト装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、下記の定軸力ボルト装置を提供でき、工業上顕著な効果を奏するものである。
１．請求項１記載の発明によれば、構成部品が少なくシンプルで組立てが簡単である。即ち、ハウジング１の底部に適用ボルト４に螺合するねじ部Ｍを設け、ボルト４に複数の皿ばね３と座金２とを環装してハウジング１にボルト４を螺合係止し、適正軸力で締付け後にはボルトの螺合が解除されるようにボルトの所定位置に細首部を設けたので、構成部品が遊離することがない。また、皿ばねの圧縮量を優先して規定したので、ボルトのトルク係数に左右されず、常に一定の締付け軸力が得られる。
２．請求項２記載の発明によれば、構成部品の１以上を磁化してボルトに吸着させて一体化したので構成部品が遊離せず、高所作業時などでも部品を落下させることなく安全で迅速な締付けが行える。
３．請求項３記載の発明によれば、永久磁石からなる吸着ワッシャーを介装したので、請求項２記載の発明よりも安価に定軸力ボルト装置を提供できる。
【００１４】
４．請求項４記載の発明によれば、皿ばねやゴムなどの弾性体を密封空間内に装着したから、高い腐食環境下においてもこれらの弾性体が腐食損傷してバネ特性を低下させることがない。
５．請求項５記載の発明によれば、ハウジングの外底面に増摩面または粘着面を形成してボルトとの共回りを防止したから、締付け作業を効率的に行うことが出来る。
６．請求項６記載の発明によれば、密閉空間内でゴム状の弾性体を定軸力発生部材として使用するようにしたので、軽量安価で紫外線などの劣化のおそれのない定軸力ボルト装置を提供できる。
７．請求項７記載の発明によれば、ハウジングの空洞部(Ｓ)の容積と、所定の軸力でゴム状の弾性体を締付けたときにおけるゴム状の弾性体の体積とがほぼ一致するように構成したので、長期締付けによるゴム状の弾性体のへたりを最小限に抑制することができる。
８．請求項８記載の発明によれば、ゴム状の弾性体の硬度を変化させて所定の定軸力を得るようにしたので、設定軸力を安価にしかも広範囲に調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の第１実施形態を示す定軸力ボルト装置１０の断面略図である。図において１は有底の円筒筒体からなる平鍋底状のハウジングでその底面中央にはボルト４に螺合するねじ部Ｍが設けられている。前記ハウジング１は鋼鈑からプレス成形したり、ダクタイル鋳鉄などで量産化できる。２は座金、３は皿ばねでばね鋼やばね用ステンレス鋼などから製作され、第１実施例では４枚直列に重ねて使用しており、この場合には皿ばね１枚のバネ定数で４倍の変位量を得ることが出来る。また、２枚並列に重ねてこれを４組直列にして使用すれば、バネ定数を２倍とすることが出来る。いずれもこれらの組み合わせについては、設定軸力を勘案して任意に決定できるものである。４はボルトである。以上の鉄製構成部品は電気亜鉛めっきや溶融亜鉛めっきあるいは溶融亜鉛アルミニウム合金めっきなどを施して使用される。
そして、Ｇは、座金２の下面とハウジング１の上部周縁面間の隙間で、ボルト４により皿ばね３を締付けたとき所定の軸力を発現できる皿ばね３の圧縮量に一致した間隔である。
【００１６】
１１はハウジング１の外底面に設けた増摩材層または接着剤層あるいは粘着材層であり、ボルト４で締付けたときにハウジングが共回りして締付け効率が低下するのを防止するために設けるもので、ブラスト処理などで粗面化して代用することも出来、被締結材１３の表面が粗い場合には省略しても良い。１１が接着剤層の場合には例えば、(株)スリーボンドの、接着剤をマイクロカプセルに内蔵させたプレコートメック加工剤などを塗布したものが好適である。このプレコートメック加工塗布剤ではボルト締付け時に、ハウジング１が被締結材間１３で供回りした際に、マイクロカプセルが破壊されて接着剤が浸出しハウジングが被締結材１３に固着されるものである。以上の構成であるから、ボルト４により被締結材１２を締付けて隙間Ｇが０となったことを視認すれば、所定の軸力で被締結材を確実に規定の軸力で締付け得るものである。
【００１７】
なお、ボルト４のねじ部の有効長Ｌｓは、図示するように隙間Ｇを設けて組立てたとき、ハウジング１の底面に設けたねじ部Ｍに若干螺合する長さとされている。また、ボルト４のねじの終端部には細首部１２が設けてあって、規定の軸力で締付けたときにはハウジング１とボルト４のねじの螺合が解除されて規定の軸力が確実に被締結材に伝達されるように設計されている。このように構成すると、ボルト４に装着した一連の構成部品が一体化されて脱落などを防止することが出来る。
また、構成部品１〜４のいずれかを磁化させて相互に吸着させて一体化させれば組立ても容易で、施工時に構成部品が遊離しないから締付け作業が効率的に行えると共に、落下させることもなく安全である。
【００１８】
図２は本発明の第２実施形態を示す定軸力ボルト装置２０の断面略図である。図において９は永久磁石からなる平座金で、ハウジング１の底面部に窪みを設けて吸着させたものである。以上のように構成すると鉄部品相互がボルト４に吸着して脱落することがなくなり、運搬などにおいても組立て状態が維持されて都合が良い。なお、永久磁石の平座金９はハウジングに窪みを設けずに直接設置することも出来るほか、上下に複数枚設置して吸着力をより強固にすることも出来る。また、本実施形態ではハウジング１の底面中央に設けるねじ穴Ｍはバカ穴とすることが出来る。
【００１９】
図３は本発明の第３実施形態を示す定軸力ボルト装置３０の断面略図である。即ち本実施形態では皿ばねなどが腐食劣化するのを防止した水密構造の定軸力ボルト装置を提供するものである。
図において５および６は、一対の対称な形状の平鍋底状の円筒体からなるハウジングで、両者を対向して合わせたときに内部に空洞部(Ｓ)を形成するように構成されている。下部ハウジング５の底面中央にはボルト４に螺合するねじ部Ｍが設けられ、上部ハウジング６の同箇所にはボルト４に適合するバカ穴が設けられている。なお、本実施形態では説明の簡素化のために、ハウジングの形状を平鍋底状の円筒体としているが、このような形状に拘束されるものではなく、立方体状の多角形の形状でも良いことは自明である。
【００２０】
７は上下ハウジング５,６の周縁部の設けたＯリング装着用の溝で、該箇所にＯリング８が装着される。Ｇは上下ハウジング５,６の周縁部間の隙間で、ボルト４により皿ばね３を締付けたとき所定の軸力を発現できる皿ばね３の圧縮量に一致した間隔である。また、隙間Ｇが０となったときには上下の周縁部が密着して、Ｏリングが圧縮され皿ばねを内蔵したハウジングの空洞部(Ｓ)が水密構造となるように構成したものである。なお、Ｏリング等を設けずに、上下ハウジング５,６の周縁部にシリコーンシーリング剤などを塗布して水密構造とすることも出来る。このようにすると、Ｏリング溝７を省略できて安価な物とすることが出来る。
【００２１】
図４は、定軸力ボルト装置３０で被締結材１３を締付け、上下ハウジング５，６の周縁部が密着した状態を示す略図である。以上のように定軸力ボルト装置３０を水密構造に構成すると、皿ばね３のばね特性が変化を受けやすい亜鉛めっき処理などを省略できて経済的であると共に、劣悪な腐食環境下においても、長期間腐食劣化することなく一定の締付け軸力を保持することが出来るから保守管理費用も節約できる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明によれば、簡単な構成でしかも構成部品が遊離せず、規定の軸力を安定して付与できる定軸力ボルト装置を提供することが出来たので、単純な板状材同士の締付けの用途に限らず、たとえば、送電線の鉄塔組立て用のボルトに使用すれば、定期的な増し締めなどの高額な保守管理費用を削減でき、また、送電線に取付けるダンパやスペーサの電線把持部の締付けボルトに適用すれば、ボルトのゆるみなどに起因する把持力低下状況の定期点検などの、前記同様の費用を削減できる。さらに、建築現場における足場組立て用の足場クランプボルトに適用すれば、確実な軸力で固定できるから、極めて安全な足場を構築できる。また、実施形態では要部である弾性体に皿ばねを適用した場合を説明したが、コイルばねや角ばね等も使用出来る。また、水密構造の場合では紫外線やオゾン雰囲気を遮断できるので、これらの影響を受けて特性が劣化しやすいゴムなどの弾性体、例えば天然ゴムや合成ゴムとしてはクロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコンゴムその他が使用でき、構成部品数の一層の省略化、軽量化が出来るから、その工業的価値は大なるものがある。
【００２３】
図５は上述の弾性体にゴムを使用した場合の第４の実施形態を示したもので、１４はゴム状の弾性体で中心部にボルト挿入孔１６がボルト４の径よりも若干小径に設けられている。その上下部には弾性体１４の表面より大きな表面を有する平座金１５が接着されている。また、状弾性体１４の上下座金１５の厚さを含めた自由高さは規定の軸力で圧縮したとき、隙間Ｇが０となるように設計されている。本実施形態の場合、平座金１５を省略して上下のハウジング５と６に直接接着剤などで接着すると共に、弾性体１４の内径をボルト４の首部の直径より若干細く製作しておけば、ボルト４を弾性体１４に挿入することにより全体が一体化されて、脱落などの不都合をなくすことができる。
【００２４】
また、弾性体１４を用いることの利点は、定軸力ボルト装置の高さＨを変えることなく、弾性体１４の表面積を変化させることにより所望の軸力を設定できることである。さらに、弾性体１４を用いることの利点は、前記弾性体１４自身がボルトに磁化などの手段を要することなく弾性力で固着できるので、ハウジング５と６の材料を軽量なアルミ材やチタン材等の非磁性体を用いることが出来、大幅に軽量化を図った定軸力ボルト装置を提供できる。
【００２５】
そして、図示は省略するが、図５の定軸力ボルト装置をより一層シンプルで安価な物とするために、平座金１５を省略すると共に、上下のハウジング５,６の空洞部(Ｓ)内に装着する弾性体１４を、特別な金型を用いて製作する単体品ではなく、市販で量産されている薄いゴム板よりなる弾性体を複数枚積層して用いるようにすると良い。また、空洞部(Ｓ)内に占める弾性体の体積は上下ハウジング５,６の周縁部間の隙間(Ｇ)が０となったとき、前記空洞部(Ｓ)の容積とほぼ一致するように構成しておけば、有機弾性体であるゴム状弾性体の欠点である圧縮力によるクリープ(所謂へたり)現象を最小限に抑えて、軽量コンパクトな定軸力ボルト装置を提供できる。さらに、このような密閉空間での弾性体圧縮による定軸力ボルト装置においては、前記弾性体の硬度を変化させることによっても所望の軸力を広範囲にしかも安価に調整することが出来るので、その工業的価値は頗る大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態を示す定軸力ボルト装置の断面略図。
【図２】本発明の第２実施形態を示す定軸力ボルト装置の断面略図。
【図３】本発明の第３実施形態を示す定軸力ボルト装置の断面略図。
【図４】図３の定軸力ボルト装置を締付けて上下ハウジングの周縁部が密着した状態を示す略図。
【図５】本発明の第４実施形態を示す定軸力ボルト装置の断面略図。
【符号の説明】
【００２７】
１  ハウジング
２  座金
３  皿ばね
４  ボルト
５  下部ハウジング
６  上部ハウジング
７  Ｏリング溝
８  Ｏリング
９  永久磁石の平座金
１０、２０、３０、４０  定軸力ボルト装置
１１  増摩材層または粘着材層
１２  細首部
１３  被締結材
１４  ゴム状の円筒状弾性体
１５  平座金
１６  ボルト挿入孔
Ｇ  隙間
Ｍ  ねじ部
Ｌｓ  ボルトのねじ部有効長
Ｈ  定軸力ボルト装置の高さ
Ｓ  空洞部
【図１】
2006144838.tif 000003
【図２】
2006144838.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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