(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナットにねじ結合されて被締結部材を締結するボルトに対して予め荷重を加える荷重伝達装置であって、
前記ボルトにねじ結合するねじ孔を有する第１の荷重受け部材と、
前記被締結部材に配置されるとともに前記第１の荷重受け部材に対して軸方向に相対移動自在に組み付けられ、前記第１の荷重受け部材とにより圧力室を区画形成する第２の荷重受け部材と、
前記圧力室内に充填され、表面が潤滑された球状部材からなる圧力伝達媒体と、
前記第１と第２の荷重受け部材の少なくともいずれか一方に設けられ、前記圧力伝達媒体に荷重を加える荷重付与手段とを有し、
前記圧力伝達媒体により前記第１の荷重受け部材を介して前記ボルトに引っ張り方向の荷重を加えることを特徴とする荷重伝達装置。
【請求項２】
請求項１記載の荷重伝達装置において、前記第１と第２のいずれか一方の荷重受け部材の外周面に設けられた雄ねじ部とねじ結合する雌ねじ部と、前記第１と第２のいずれか他方の荷重受け部材の端面と接する荷重支持面とを有し、前記第１の荷重受け部材の荷重を支持するロック部材を有することを特徴とする荷重伝達装置。
【請求項３】
請求項２記載の荷重伝達装置において、前記雄ねじ部と前記雌ねじ部とをそれぞれ鋸歯ねじとしたことを特徴とする荷重伝達装置。
【請求項４】
請求項１記載の荷重伝達装置において、前記荷重付与手段が、前記ボルトのリードに対応した第１のリードを有し、前記ボルトにねじ結合する小径雌ねじ部が内周面に形成されるとともに、前記第１のリードより小さい第２のリードを有し、前記小径雌ねじ部と同じ向きとなって前記第２の荷重受け部材に形成された大径雌ねじ部にねじ結合される大径雄ねじ部が外周面に形成された締結ねじ部材を有することを特徴とする荷重伝達装置。
【請求項５】
請求項４記載の荷重伝達装置において、前記小径雌ねじ部と前記大径雄ねじ部とをそれぞれ鋸歯ねじとしたことを特徴とする荷重伝達装置。
【請求項６】
ナットにねじ結合されて被締結部材を締結するボルトに対して予め荷重を加える荷重伝達装置であって、
前記ボルトに着脱自在に連結されるロッドを備えた荷重受けピストンが軸方向に往復動自在に装着され、前記被締結部材に配置されるハウジングと、
前記ハウジングに固定され、前記荷重受けピストンとにより圧力伝達媒体が充填される圧力室を区画形成する荷重受けカバーと、
前記ハウジングの内周面に摺接する円盤状に形成され、前記荷重受けピストンと同軸に前記ハウジング内に軸方向に往復動自在に装着された荷重入力ピストンと、
前記荷重入力ピストンと前記圧力室との間に軸方向に往復動自在に装着され、前記荷重入力ピストンに加えられる荷重を前記圧力伝達媒体に伝達する荷重伝達部材とを有し、
前記圧力伝達媒体により前記荷重受けピストンを介して前記ボルトに引っ張り方向の荷重を加えることを特徴とする荷重伝達装置。
【請求項７】
ナットにねじ結合されて被締結部材を締結するボルトに対して予め荷重を加える荷重伝達装置であって、
前記ボルトと一体に形成された荷重受けピストンが軸方向に往復動自在に装着され、前記被締結部材に配置されるハウジングと、
前記ハウジングに固定され、前記荷重受けピストンとにより圧力伝達媒体が充填される圧力室を区画形成する荷重受けカバーと、
前記ハウジングの内周面に摺接する円盤状に形成され、前記荷重受けピストンと同軸に前記ハウジング内に軸方向に往復動自在に装着された荷重入力ピストンと、
前記荷重入力ピストンと前記圧力室との間に軸方向に往復動自在に装着され、前記荷重入力ピストンに加えられる荷重を前記圧力伝達媒体に伝達する荷重伝達部材とを有し、
前記圧力伝達媒体により前記荷重受けピストンを介して前記ボルトに引っ張り方向の荷重を加えることを特徴とする荷重伝達装置。
【請求項８】
請求項６または７記載の荷重伝達装置において、前記荷重伝達部材の受圧面積が前記荷重受けピストンの受圧面積より小さく設定され、前記荷重伝達部材が前記圧力伝達媒体に加える荷重よりも前記荷重受けピストンに伝達される荷重が大きくなることを特徴とする荷重伝達装置。
【請求項９】
請求項６，７，８のいずれか一項に記載の荷重伝達装置において、前記荷重入力ピストンが油圧により荷重を加えられることを特徴とする荷重伝達装置。
【請求項１０】
請求項６，７，８のいずれか一項に記載の荷重伝達装置において、前記荷重入力ピストンがジャッキねじにより荷重を加えられることを特徴とする荷重伝達装置。
【請求項１１】
請求項６，７，８，９，１０のいずれか１項に記載の荷重伝達装置において、前記圧力伝達媒体が表面が潤滑された球状部材からなることを特徴とする荷重伝達装置。
【請求項１２】
請求項１，２，３，４，５のいずれか一項に記載の荷重伝達装置において、前記荷重付与手段の受圧面積が前記第１もしくは第２の荷重受け部材の受圧面積より小さく設定され、前記荷重付与手段が前記圧力伝達媒体に加える荷重よりも前記第１もしくは第２の荷重受け部材に伝達される荷重が大きくなることを特徴とする荷重伝達装置。
【請求項１３】
請求項１，２，３，４，５，１１，１２のいずれか１項に記載の荷重伝達装置において、前記圧力伝達媒体と接する前記圧力室の内面が浸炭焼入れもしくは窒化法により熱処理された鋼材で形成されていることを特徴とする荷重伝達装置。
【請求項１４】
請求項１，２，３，４，５，１１，１２，１３のいずれか１項に記載の荷重伝達装置において、前記球状部材が剛性球体であることを特徴とする荷重伝達装置。
【請求項１５】
請求項１，２，３，４，５，１１，１２，１３のいずれか１項に記載の荷重伝達装置において、前記球状部材が弾性球体であることを特徴とする荷重伝達装置。
【請求項１６】
請求項１，２，３，４，５，１１，１２，１３のいずれか１項に記載の荷重伝達装置において、前記球状部材が剛性球体と弾性球体とであることを特徴とする荷重伝達装置。
【請求項１７】
請求項１，２，３，４，５，１１，１２，１３，１４，１５，１６のいずれか１項に記載の荷重伝達装置において、前記球状部材がそれぞれ直径の異なる複数種類を有することを特徴とする荷重伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、荷重付与手段から入力される荷重を圧力伝達媒体を介して荷重受け部材に伝達する荷重伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
荷重伝達装置は、第１の荷重受け部材と、この第１の荷重受け部材に対して相対移動自在に組み付けられた第２の荷重受け部材とを有しており、これらの荷重受け部材間には圧力室が区画形成されている。圧力室内には圧力伝達媒体が充填されており、荷重付与手段により加えられた圧力つまり荷重がこの圧力伝達媒体を介して第１と第２の荷重受け部材に伝達されるようになっている。このような荷重伝達装置に用いられる圧力伝達媒体としては、作動油や窒素ガス等の流体が用いられるのが一般的である。
【０００３】
たとえば、圧力伝達媒体として作動油を用いたものとしては、ナットとボルトとにより被締結部材を締結する際に、ボルトに対して予め引っ張り方向の荷重を加えるようにした油圧ナットやボルトテンショナーが知られている。
【０００４】
油圧ナットは、ボルトとねじ結合されるねじ孔およびシリンダが設けられた第１の環状部材と、被締結部材と接する締付け面およびシリンダに軸方向に相対移動自在に装着されるピストンが設けられた第２の環状部材とを備えており、シリンダとピストンとの間には圧力室が区画形成されるようになっている。そして、この圧力室内に油圧ポンプからの油圧つまり作動油を供給することにより、第１の環状部材が第２の環状部材に対して軸方向に移動してボルトに対して引っ張り方向の荷重を加えることができるようになっている。
【０００５】
一方、ボルトテンショナーは、被締結部材に配置されるハウジングとこのハウジング内に軸方向に相対移動自在に装着された荷重受けピストンとハウジングに固定されて荷重受けピストンとともに圧力室を形成する荷重受けカバーとを有している。そして、圧力室内に油圧ポンプからの油圧を供給することにより、荷重受けピストンに固定されたロッドを介してボルトに引っ張り方向の荷重を加えることができるようになっている。
【０００６】
また、荷重伝達装置には、圧力伝達媒体として窒素ガス等の気体を用いたものがあり、このような荷重伝達装置としては、油圧ポンプと油圧機器とを接続する油圧管路中に設けられるアキュムレータが知られている。
【０００７】
アキュムレータは油圧ポンプが発生する油圧の蓄積、放出により補助動力源としてエネルギーの有効利用を行ったり、あるいはポンプ能力を大きく上回るような高流量を得るために使用され、そのほかにも、油圧ポンプの脈動や管路系の弁の急閉鎖によって発生するサージ圧を吸収するためにも使用される。たとえば、ブラダ形のアキュムレータでは、油圧管路に接続される内部が中空の金属製のハウジングと、このハウジング内に設けられ、ハウジング内を窒素ガスが封入される圧力室と油圧管路と連通する油室とに区画するブラダと呼ばれるゴム製の隔壁とが設けられており、圧力室内に封入された窒素ガスの圧縮性により作動油に生じる脈動やサージ圧を吸収するようになっている。
【０００８】
このような荷重伝達装置では、圧力伝達媒体が作動油や窒素ガス等の流体であること、また、圧力室内に供給される圧力伝達媒体には荷重が加えられてその圧力が高められることから、圧力室を形成するシリンダやピストン等の摺動部等にはシール部材が設けられている。たとえば油圧ナットにおいては、シール部材はシリンダに対して摺動するピストンの外周部に設けられており、また、アキュムレータにおいては、窒素ガス注入口を閉塞する蓋部材にシール部材が設けられている。このようなシール部材としては、Ｏリング、Ｕパッキン、Ｘリング等が多く用いられており、この場合、その材質としてはゴムやプラスチック等の弾性材料が用いられて、摺動部の隙間が加圧歪みにより増大した場合であっても、この隙間の変化にあわせてシール部材が弾性変形してシーリングを保つようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような荷重伝達装置では、たとえば油圧ナットやボルトテンショナーにおいては、締結の際に用いられるボルトのねじ径が大きくなるとそれに伴い圧力室内の圧力つまり作動油の油圧が大きくなり、油圧が７０Ｍｐａ以上、場合によっては２００Ｍｐａ以上の超高圧となる場合がある。また、据付け環境によっては、２００度を超えるような高温の環境で使用される場合もある。このような場合、上記のシール部材ではその圧力や温度に耐えることができず、圧力伝達媒体の漏れを防ぐことが困難となる。
【００１０】
これに対して、より高圧、高温に対応する複数段の金属リングや硬質プラスチック、金属製のＵカップ型のシール部材を用いることがあるが、シール材料の弾性限界内でのせん断強度には限界があるため十分な追従性が得られず、また疲労寿命も短いため、信頼性の高いシールを得ることができないなどの問題があった。そのため、このような高圧、高温に対応するためには、特殊で高価なシール部材を用いたり、シール構造自体を複雑化することが必要となり、荷重伝達装置のコストを高くすることになっていた。
【００１１】
また、シール部材の特性により圧力室内の油圧が制限されることは、すなわち、より大きな荷重を伝達する荷重伝達装置の小型、軽量化の妨げとなる。つまり、たとえば油圧ナットやボルトテンショナーにおける圧力室はボルトもしくはボルトと連結されるロッドの外側に円環状に形成されているため、油圧ナットもしくはボルトテンショナーを小型化する際には圧力室における荷重受け部材の受圧面積を低減させて、その外径寸法を小さくすることが必要となる。しかし、受圧面積を低減させて同等の出力を得ようとすると、圧力室内に供給する油圧を高くすることが必要となるため、シール部材の性能により荷重伝達装置の小型、軽量化が制限されることになるのである。
【００１２】
さらに、このような荷重伝達装置に使用される作動油には様々な種類のものがあるが、その耐圧性、耐熱性、温度膨張性、シール部材との化学的適合性などの使用条件の制約があり、また、シール部材が破損した際には作動油が圧力室から漏洩し、装置の据付け環境によっては火災などの原因ともなるので、荷重伝達部材の据付け環境は制限され、その汎用性を低減させることになっていた。
【００１３】
アキュムレータにあっては、ブラダ内に充填された窒素ガスの圧力が直接的にアキュムレータの性能を左右することになるため、窒素ガスの圧力管理が重要である。しかし、油圧管路中の油圧が高圧となる場合には、それに伴い圧力室に充填される窒素ガスの圧力も高く設定されることになるため、窒素ガス注入口と蓋部材との隙間からのガス漏れが生じやすくなり、頻繁なガス圧力の管理が必要となる。これに対して、ガス圧力の低下自体を防止しようとすると、窒素ガス注入口に特殊なシール部材を用いることが必要となり、アキュムレータのコストを高くすることになる。また、窒素ガス等の高圧ガスを充填するには危険が伴うため、高圧ガス保安法に基づいた資格が必要であるなど、その充填作業には様々な制限があり、アキュムレータの汎用性を低減させていた。
【００１４】
本発明の目的は、荷重伝達装置のコストを低減することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、荷重伝達装置を小型、軽量化することにある。
【００１６】
本発明の他の目的は、荷重伝達装置の汎用性を向上させることにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の荷重伝達装置は、ナットにねじ結合されて被締結部材を締結するボルトに対して予め荷重を加える荷重伝達装置であって、前記ボルトにねじ結合するねじ孔を有する第１の荷重受け部材と、前記被締結部材に配置されるとともに前記第１の荷重受け部材に対して軸方向に相対移動自在に組み付けられ、前記第１の荷重受け部材とにより圧力室を区画形成する第２の荷重受け部材と、前記圧力室内に充填され、表面が潤滑された球状部材からなる圧力伝達媒体と、前記第１と第２の荷重受け部材の少なくともいずれか一方に設けられ、前記圧力伝達媒体に荷重を加える荷重付与手段とを有し、前記圧力伝達媒体により前記第１の荷重受け部材を介して前記ボルトに引っ張り方向の荷重を加えることを特徴とする。
【００１８】
本発明の荷重伝達装置は、前記第１と第２のいずれか一方の荷重受け部材の外周面に設けられた雄ねじ部とねじ結合する雌ねじ部と、前記第１と第２のいずれか他方の荷重受け部材の端面と接する荷重支持面とを有し、前記第１の荷重受け部材の荷重を支持するロック部材を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の荷重伝達装置は、前記雄ねじ部と前記雌ねじ部とをそれぞれ鋸歯ねじとしたことを特徴とする。
【００２０】
本発明の荷重伝達装置は、前記荷重付与手段が、前記ボルトのリードに対応した第１のリードを有し、前記ボルトにねじ結合する小径雌ねじ部が内周面に形成されるとともに、前記第１のリードより小さい第２のリードを有し、前記小径雌ねじ部と同じ向きとなって前記第２の荷重受け部材に形成された大径雌ねじ部にねじ結合される大径雄ねじ部が外周面に形成された締結ねじ部材を有することを特徴とする。
【００２１】
本発明の荷重伝達装置は、前記小径雌ねじ部と前記大径雄ねじ部とをそれぞれ鋸歯ねじとしたことを特徴とする。
【００２２】
本発明の荷重伝達装置は、ナットにねじ結合されて被締結部材を締結するボルトに対して予め荷重を加える荷重伝達装置であって、前記ボルトに着脱自在に連結されるロッドを備えた荷重受けピストンが軸方向に往復動自在に装着され、前記被締結部材に配置されるハウジングと、前記ハウジングに固定され、前記荷重受けピストンとにより圧力伝達媒体が充填される圧力室を区画形成する荷重受けカバーと、前記ハウジングの内周面に摺接する円盤状に形成され、前記荷重受けピストンと同軸に前記ハウジング内に軸方向に往復動自在に装着された荷重入力ピストンと、前記荷重入力ピストンと前記圧力室との間に軸方向に往復動自在に装着され、前記荷重入力ピストンに加えられる荷重を前記圧力伝達媒体に伝達する荷重伝達部材とを有し、前記圧力伝達媒体により前記荷重受けピストンを介して前記ボルトに引っ張り方向の荷重を加えることを特徴とする。
【００２３】
本発明の荷重伝達装置は、ナットにねじ結合されて被締結部材を締結するボルトに対して予め荷重を加える荷重伝達装置であって、前記ボルトと一体に形成された荷重受けピストンが軸方向に往復動自在に装着され、前記被締結部材に配置されるハウジングと、前記ハウジングに固定され、前記荷重受けピストンとにより圧力伝達媒体が充填される圧力室を区画形成する荷重受けカバーと、前記ハウジングの内周面に摺接する円盤状に形成され、前記荷重受けピストンと同軸に前記ハウジング内に軸方向に往復動自在に装着された荷重入力ピストンと、前記荷重入力ピストンと前記圧力室との間に軸方向に往復動自在に装着され、前記荷重入力ピストンに加えられる荷重を前記圧力伝達媒体に伝達する荷重伝達部材とを有し、前記圧力伝達媒体により前記荷重受けピストンを介して前記ボルトに引っ張り方向の荷重を加えることを特徴とする。
【００２４】
本発明の荷重伝達装置は、前記荷重伝達部材の受圧面積が前記荷重受けピストンの受圧面積より小さく設定され、前記荷重伝達部材が前記圧力伝達媒体に加える荷重よりも前記荷重受けピストンに伝達される荷重が大きくなることを特徴とする。
【００２５】
本発明の荷重伝達装置は、前記荷重入力ピストンが油圧により荷重を加えられることを特徴とする。
【００２６】
本発明の荷重伝達装置は、前記荷重入力ピストンがジャッキねじにより荷重を加えられることを特徴とする。
【００２７】
本発明の荷重伝達装置は、前記圧力伝達媒体が表面が潤滑された球状部材からなることを特徴とする。
【００２９】
本発明の荷重伝達装置は、前記荷重付与手段の受圧面積が前記第１もしくは第２の荷重受け部材の受圧面積より小さく設定され、前記荷重付与手段が前記圧力伝達媒体に加える荷重よりも前記第１もしくは第２の荷重受け部材に伝達される荷重が大きくなることを特徴とする。
【００３０】
本発明の荷重伝達装置は、前記圧力伝達媒体と接する前記圧力室の内面が浸炭焼入れもしくは窒化法により熱処理された鋼材で形成されていることを特徴とする。
【００３１】
本発明の荷重伝達装置は、前記球状部材が剛性球体であることを特徴とする。
【００３２】
本発明の荷重伝達装置は、前記球状部材が弾性球体であることを特徴とする。
【００３３】
本発明の荷重伝達装置は、前記球状部材が剛性球体と弾性球体とであることを特徴とする。
【００３４】
本発明の荷重伝達装置は、前記球状部材がそれぞれ直径の異なる複数種類を有することを特徴とする。
【００３５】
本発明にあっては、第１の荷重受け部材と第２の荷重受け部材との間に区画形成される圧力室に充填される圧力伝達媒体を表面が潤滑された球状部材としたので、圧力室内からの圧力伝達媒体の漏洩を防止するシール部材が不要となり、この荷重伝達装置のコストを低減することができる。また、シール部材の特性により圧力伝達媒体に加えられる荷重が制限されることがないので、圧力室内における伝達荷重を大きく設定してこの荷重伝達装置を小型、軽量化することができる。さらに、圧力伝達媒体を球状部材としたのでその使用条件の制約を受けることがなく、また、圧力室内から圧力伝達媒体が漏洩することがないので、この荷重伝達装置を広範な据付け環境に対応させるなど、その汎用性を向上させることができる。
【００３６】
また、本発明にあっては、球状部材と接する圧力室の内面が熱処理された鋼材で形成されているので、この荷重伝達部材における荷重伝達効率を向上させることができる。
【００３７】
さらに、本発明にあっては、球状部材が剛性球体と弾性球体とを有しているので、圧力室に加わる振動等を吸収することができ、また、球状部材間の荷重を均一化させてこの荷重伝達装置の荷重伝達効率を向上させることができる。
【００３８】
さらに、本発明にあっては、球状部材がそれぞれ直径の異なる複数種類を有するようにしたので、この荷重伝達部材における荷重伝達効率を向上させることができる。
【００３９】
さらに、本発明にあっては、荷重入力ピストンがハウジングの内周面に摺接する円盤状に形成され、また、荷重伝達部材の受圧面積が荷重受けピストンの受圧面積より小さく設定されているため、この荷重伝達装置を小型、軽量化することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４１】
図１は本発明の一実施の形態であるナットの使用状態（締め付け前）を示す断面図であり、図２は図１に示すナットの使用状態（締め付け後）を示す断面図である。
【００４２】
この荷重伝達装置としてのナット１はボルト２とねじ結合されて被締結部材３を締結するために用いられるものであり、その際、予めボルト２に荷重を加えて締結後におけるボルト２に軸力を生じた状態として締結の緩みを防止するようにしたものである。そのため、このナット１は、第１の荷重受け部材４と第２の荷重受け部材５とを有している。
【００４３】
第１の荷重受け部材４は鋼材により外形略円環状に形成されており、被締結部材３に設けられた挿通孔３ａに挿通されたボルト２とねじ結合されるねじ孔６と円環状に形成されたシリンダ７とを有している。
【００４４】
第２の荷重受け部材５は鋼材により外形略円環状に形成されており、被締結部材３と接する締付け面８と円環状に形成されたピストン９とを有している。この第２の荷重受け部材５は、ピストン９をシリンダ７に軸方向に摺動自在に係合させた状態で、第１の荷重受け部材４に対して軸方向に相対移動自在に組み付けられている。
【００４５】
第１の荷重受け部材４と第２の荷重受け部材５との間には、シリンダ７とピストン９とにより円環状の圧力室１０が区画形成されており、この圧力室１０の容積は第１の荷重受け部材４と第２の荷重受け部材５との相対移動により変化するようになっている。
【００４６】
第１の荷重受け部材４には、その図中上方に位置する端面４ａから圧力室１０内に向けて貫通する２つの入力用ねじ孔１１が設けられており、これらの入力用ねじ孔１１にはそれぞれ荷重付与手段としての入力用ボルト１２がねじ結合されるようになっている。これらの入力用ボルト１２は先端部が入力ピストン１３となっており、また、その頭部には六角レンチと係合する六角孔１４が設けられている。そして、これらの入力用ボルト１２を圧力室１０内に向かってねじ込むことにより、入力ピストン１３が入力用ねじ孔１１内から圧力室１０内に向かって移動するようになっている。なお、本実施の形態においては、入力用ねじ孔１１および入力用ボルト１２はそれぞれ第１の荷重受け部材４に２つ設けられているが、これに限らず、第２の荷重受け部材５に設けるようにしてもよく、また、その個数は任意に設定することができる。
【００４７】
圧力室１０の内部には、球状部材からなる圧力伝達媒体としての多数のボールＢ１が充填されており、これらのボールＢ１の材質は鋼材とされている。また、これらの剛性球体としてのボールＢ１は圧力室１０内において流動性を有している。これらのボールＢ１の半径ｒは、シリンダ７とピストン９との関係において、シリンダ７とピストン９との無使用状態での初期の半径方向均等隙間をｇ０とし、シリンダ７とピストン９とに所定の荷重が加えられた使用状態での変形歪みによる追加半径方向均等隙間をｇ１とすると、少なくともｒ＞（ｇ０＋ｇ１）に設定されている。なお、シリンダ７とピストン９との隙間が一方に偏ることにより、隙間へのボールＢ１の挟み込みが考えられる場合には、ｒ＞２×（ｇ０＋ｇ１）とする。また、このボールＢ１の半径ｒは、シリンダ７とピストン９とで構成される圧力室１０に物理的に複数個配置できる範囲内であり、圧力伝達媒体としての流動性を確保できる大きさとなっている。
【００４８】
ボールＢ１はその半径ｒが小さいほど球間接点数が多くなり、圧接向芯力が分散して接点表面の圧縮応力が緩和されるが、逆に不安定な球間摩擦力点の増大により荷重の均一伝達性を阻害し過大な接点応力の部分的集中が発生する傾向がある。これは、それぞれのボールＢ１に荷重が加えられることにより互いに接触点で圧接された状態では、そのボールＢ１に作用する力はボールＢ１の中心に向かう向芯力とボール間摩擦によるボール表面の接線方向に向く回転力とであり、理想的には、ボール間摩擦が無ければ、ボール表面とシリンダ７やピストン９の表面もしくは他のボールＢ１との接触点で発生する複数の向芯圧接力ベクトルは相殺され、その重心であるボールＢ１の中心点での力ベクトルの和が０となるまで移動し均衡して安定する。しかし、現実には接線方向の摩擦による回転力も発生し、先述の向芯力と摩擦接線力の合成力ベクトルによりボールＢ１が移動または回転するので、ボールＢ１の半径ｒが小さいほどボール間接点数が多くなり圧接向芯力が分散するが、同時に不安定要因のボール間摩擦力点も増加して球間作用力の均一性も不安定となり、圧力室１０内の荷重分布の不均一が生じる傾向を示す。したがって、本来のボールＢ１の回転性能に依存するだけでなく、ボール間を潤滑して滑りによりボール間の摩擦接線力が残留することによる圧力分布の不均一を生じないようにすることが重要となる。このとき、接触するボールＢ１の表面での摩擦が無く無限の空間でのボールＢ１の移動であれば、上記のボール中心での力ベクトルの和が０の状態は容易に達成できるが、密封された空間に充填されたボールＢ１の集合体ではボール表面での摩擦力を含めた作用力ベクトルを均一化し、一定の加圧条件で安定した状態を保つ必要がある。このボール表面での摩擦力は常にボール表面の接線方向の力となりボールＢ１に回転力を生じさせることになる。そのため、本発明では、圧力室１０を形成するシリンダ７、ピストン９およびボールＢ１の表面は、浸炭処理もしくは窒化処理等の熱処理により表面硬度が高くなるように加工されており、また、ボールＢ１の表面にグリスを塗布し、このグリスにより互いのボール間もしくはボールＢ１とシリンダ７もしくはピストン９との接点を潤滑するようにしている。
【００４９】
したがって、ボールＢ１間の摩擦力による不安定な力ベクトルを軽減させ、ボール間移動性を増大し、ボールＢ１に集合体としての流動性を生じさせて、限られた密封状態の空間である圧力室１０内でもボール間作用力を均一分布させることができるので、このナット１の荷重伝達効率を向上することができる。なお、本実施の形態においては、ボールＢ１の潤滑はグリスより行うようにしているが、これに限らず、防錆および潤滑用粘性液体やグラファイト等の固体粉末を用いるようにしてもよい。
【００５０】
このように、ボールＢ１の半径ｒは、点圧縮応力による部分座屈が発生しないような強度を満足する範囲内での小さすぎない大きさに選定されている。そのため、これらのボールｒがシリンダ７とピストン９との摺動部からつまり圧力室１０から脱落することがないので、シリンダ７とピストン９との摺動部に設けられるシール部材、特に、圧力室１０内の圧力伝達媒体の圧力が高圧となる場合における特殊なシール部材等を不要としてこのナット１のコストを低減することができる。また、シール部材の特性により圧力伝達媒体に加えられる荷重が制限されることがないので、ボールＢ１に付与する荷重つまり伝達荷重を高く設定し、その分、圧力室１０内における各荷重受け部材４，５の受圧面積を小さく設定することができるので、このナット１を小型、軽量化することができる。さらに、圧力伝達媒体として作動油を用いた場合等に生じる、耐圧性、耐熱性、温度膨張性、シール部材との化学的適合性などによる使用条件の制約を受けることがなく、また、シール部材の破損等による作動油の漏洩等を生じることがないので、このナット１を広範な据付け環境に対応させる等、その汎用性を向上させることができる。
【００５１】
第２の荷重受け部材５の外周面には雄ねじ部５ａが形成されており、この雄ねじ部５ａにはその内周面に雌ねじ部１５ａが形成された円環状のロック部材としてのロックリング１５がねじ結合されている。雄ねじ部５ａと雌ねじ部１５ａとはその歯形を鋸歯ねじとされており、ロックリング１５に加わる荷重が図中下向きであるときに、より大きな荷重を支持することができるようになっている。ロックリング１５は第２の荷重受け部材５に対して周方向に回転されることにより軸方向に往復動自在となっている。そして、このロックリング１５の軸方向に垂直に形成された荷重支持面１５ｂ（図中上側の端面）は、第１の荷重受け部材４の図中下側の端面４ｂと対向して接するようになっている。なお、本実施の形態においては、ロックリング１５は第２の荷重受け部材５の外周面に設けられているが、これに限らず、第１の荷重受け部材４の外周面に設けるようにしてもよい。この場合、荷重支持面１５ｂは第２の荷重受け部材５の端面と接することになる。
【００５２】
次に、このようなナット１の作動について説明する。
【００５３】
まず、入力用ボルト１２を十分に緩めて、図１に示す状態、つまり、第２の荷重受け部材５を被締結部材３に配置して、ロックリング１５の被締結部材３側の端面１５ｃと締付け面８とが被締結部材３と接し、かつ、ロックリング１５の荷重支持面１５ｂが第１の荷重受け部材４の端面４ｂと接した状態として、第１の荷重受け部材４のねじ孔６をボルト２とねじ結合させる。
【００５４】
次に、図２に示すように、六角レンチ１６を用いてそれぞれの入力用ボルト１２を交互に少しずつ締め込んでいく。
【００５５】
このとき、入力用ボルト１２の入力ピストン１３が圧力室１０内に向けて移動することにより、圧力室１０内に充填されているボールＢ１は入力用ボルト１２から荷重を加えられることになる。そして、この荷重は、これらのボールＢ１を介してシリンダ７とピストン９とに伝達され、被締結部材３に接する第２の荷重受け部材５に対して第１の荷重受け部材４を図中軸方向の上向きに移動させることになる。そして、第１の荷重受け部材４が軸方向の上側に移動することにより、この第１の荷重受け部材４のねじ孔６とねじ結合しているボルト２には、図中上方に向く引っ張り方向の荷重つまり引張力が加えられることになる。つまり、ボールＢ１に加えられた荷重が第１の荷重受け部材４を介してボルト２に引張力を加えることになる。この引張力によりボルト２が軸方向に伸び、図２に示すように、ロックリング１５の荷重支持面１５ｂと第１の荷重受け部材４の端面４ｂとの間には隙間Ｌ１が生じることになる。
【００５６】
次に、ロックリング１５を回転させて、図２中に一点鎖線で示すように、ロックリング１５の荷重支持面１５ｂと第１の荷重受け部材４の端面４ｂとを当接させ、この状態から入力用ボルト１２を緩み方向に回転させる。すると、入力用ボルト１２から圧力室１０内のボールＢ１を介してシリンダ７およびピストン９とに伝達されていた荷重は低下するが、第１の荷重受け部材４はボルト２の引張力により加えられる荷重をロックリング１５に支持された状態で移動を制限されているため、ボルト２の引張力は第１の荷重受け部材４からロックリング１５を介して第２の荷重受け部材５の締付け面８に加えられることになり、ボルト２が軸力を生じた状態で被締結部材３の締結が行われることになる。このボルト２の軸力によりナット１の締付け面８は強く被締結部材３に接触し、締結の緩みが防止されることになる。
【００５７】
図３は本発明の一実施の形態であるボルトテンショナーの外観を示す斜視図であり、図４は図３に示すボルトテンショナーの使用状態（締め付け前）を示す断面図である。また、図５は図４に示す荷重入力ピストンへの他の荷重入力例を示す断面図であり、図６は図３に示すボルトテンショナーの使用状態（締め付け後）を示す断面図である。
【００５８】
この荷重伝達装置としてのボルトテンショナー２０は、ボルト２１と六角ナット２２とにより被締結部材２３，２４を締結する際に、予めボルト２１に荷重を加えて締結後におけるボルト２１に軸力を生じた状態として締結の緩みを防止するようにしたものである。
【００５９】
図３に示すように、このボルトテンショナー２０のハウジング２５はその上端部が蓋部材２６により閉塞されて底付き円筒形状に形成されており、図中下方に向く開口端２５ａにおいて被締結部材２３に配置されるようになっている。また、このハウジング２５と被締結部材２３との間にはスペーサ２７が設けられ、このスペーサ２７によりハウジング２５と被締結部材２３との間隔が調整されるようになっている。
【００６０】
図４に示すように、ハウジング２５の内部には、軸心にロッド２８を備えた荷重受けピストン２９が軸方向に往復動自在に装着されている。また、ハウジング２５の開口端２５ａ側には荷重受けカバー３０が固定されており、荷重受けピストン２９と荷重受けカバー３０との間に圧力室３１が形成されるようになっている。
【００６１】
ロッド２８はハウジング２５に固定された荷重受けカバー３０に設けられた貫通孔３０ａに挿通されるようになっており、この貫通孔３０ａを介してボルト２１と対向するようになっている。ロッド２８の先端側には雄ねじ部２８ａが形成されており、この雄ねじ部２８ａにはねじ孔３２ａを有するボルト固定アダプタ３２がねじ結合されている。このボルト固定アダプタ３２は同時に被締結部材２３，２４の挿通孔２３ａ，２４ａに挿通されたボルト２１とねじ結合することができるようになっており、このボルト固定アダプタ３２を介して、ボルト２１とロッド１８とを着脱自在に連結することができるようになっている。
【００６２】
圧力室３１の内部には、球状部材からなる圧力伝達媒体としての多数のボールＢ２が充填されている。これらのボールＢ２は鋼材で形成されており、また、これらの剛性球体としてのボールＢ２は圧力室３１内において流動性を有している。
【００６３】
このように、本発明のボルトテンショナー２０では、圧力室３１内に充填される圧力伝達媒体を多数のボールＢ２としたので、圧力室３１におけるシール部材を不要としてこのボルトテンショナー２０のコストを低減するなど、ナット１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
ハウジング２５内の荷重受けピストン２９の図中上側に隣接した位置には、荷重受けピストン２９と同軸に荷重入力ピストン３３が装着されている。荷重入力ピストン３３はハウジング２５の内周面に軸方向に往復動自在に摺接する円盤状に形成されており、蓋部材２６との間に入力シリンダ室３４を形成している。
【００６５】
蓋部材２６には、図示しない油圧ポンプからの油圧が供給される油圧ポート３５が設けられており、この油圧ポート３５を介して入力シリンダ室３４内に油圧が供給されるようになっている。また、この荷重入力ピストン３３の外周面にはシール部材３６が設けられており、入力シリンダ室３４に供給される油圧がハウジング２５の内周面と荷重入力ピストン３３との摺動部から漏洩するのを防止するようになっている。そして、入力シリンダ室３４に油圧を供給することにより荷重入力ピストン３３に荷重が加えられるようになっている。なお、本実施の形態においては、荷重入力ピストン３３は入力シリンダ室３４に供給される油圧により荷重を加えられるようになっているが、これに限らず、図５に示すように、蓋部材２６に形成された入力用ねじ孔３７，３８にねじ結合されるジャッキねじとしての入力用ボルト３９，４０を荷重入力ピストン３３に向けてねじ込むことにより、荷重入力ピストン３３に荷重を加えるようにしてもよい。
【００６６】
荷重受けピストン２９と荷重入力ピストン３３との間には複数の皿ばね４１が設けられており、荷重受けピストン２９と荷重入力ピストン３３とに互いが離れる方向に働くばね力を加えるようになっている。
【００６７】
荷重入力ピストン３３と圧力室３１との間には円筒状に形成された荷重伝達部材４２が装着されている。この荷重伝達部材４２はその外周面がハウジング２５の内周面と摺接し、その内周面が荷重受けピストン２９の外周面と摺接して、軸方向に往復動自在となっており、また、一方の端面４２ａが荷重入力ピストン３３と接し、他方の端面４２ｂが圧力室３１内に露出している。そして、荷重入力ピストン３３に加えられた荷重はこの荷重伝達部材４２を介して圧力室３１内のボールＢ２に伝達されるようになっている。また、この荷重伝達部材４２のボールＢ２に荷重を伝達する端面４２ｂの面積つまり受圧面積Ａ１は、荷重受けピストン２９がボールＢ２から荷重を受ける端面２９ａの面積つまり受圧面積Ａ２より小さく設定されている。
【００６８】
ボールＢ２の表面およびこれらのボールＢ２と接する圧力室３１の内面つまり圧力室３１を形成するハウジング２５、ロッド２８、荷重受けピストン２９、荷重受けカバー３０および荷重伝達部材４２の表面は、浸炭焼き入れもしくは窒化法により熱処理されており、その表面硬度を増してボールＢ２と圧力室３１との滑り性や耐摩耗性を向上するようになっている。また、ボールＢ２の表面にはグリスが塗布されており、その表面が潤滑されている。なお、本実施の形態においては、圧力室３１内に充填される圧力伝達媒体は多数のボールＢ２となっているが、これに限らず、作動油を用いるようにしてもよい。この場合は、圧力室３１を形成する各部材間には、それぞれ作動油の漏洩を防止するシール部材が設けられることになる。
【００６９】
ロッド２８とボルト２１との間隔はスペーサ２７により調整するようになっている。すなわち、高さ寸法の異なる複数種類が用意されるスペーサ２７から、使用するボルト２１の長さに合ったスペーサを選択して使用することになる。また、このスペーサ２７には窓部２７ａが設けられており、この窓部２７ａからボルト固定アダプタ３２へのボルト２１の取り付けや六角ナット２２の締め込みなどを行うことができるようになっている。また、その際、六角ナット２２の締め込みを容易にするために、六角ナット２２にはナットアダプタ４３がはめ込まれている。このナットアダプタ４３は、その外周面には図示しないハンドルと係合する係合孔４３ａが設けられており、このハンドルを介して六角ナット２２を回すことができるようになっている。
【００７０】
次に、このようなボルトテンショナー２０の作動について説明する。
【００７１】
まず、被締結部材２３，２４に形成された挿通孔２３ａ，２４ａに挿通されたボルト２１に六角ナット２２をねじ結合させ締め付ける。そして、この六角ナット２２にナットアダプタ４３をはめ込み、その上部にボルトテンショナー２０を配置する。
【００７２】
次に、窓部２７ａからボルト固定アダプタ３２を回転させて、ボルト２１とロッド２８とを連結させる。そして、図示しない油圧ポンプからの油圧を入力シリンダ室３４に供給して、荷重入力ピストン３３に図中下方に向く荷重を加える。すると、図５に示すように、荷重入力ピストン４４とともに荷重伝達部材４２が図中下方に向けて移動することになり、圧力室３１内に収容されたボールＢ２はこの荷重伝達部材４２から荷重を受けることになる。そして、この荷重はこれらのボールＢ２を介して荷重受けピストン２９に伝達されることになる。このとき、荷重伝達部材４２と荷重受けピストン２９との作動方向は互いに逆向きとなるが、荷重受けカバー３０の圧力室３１側の形状が凹形状とされているので、ボールＢ２が滑らかに移動することができる。
【００７３】
このようにして荷重入力ピストン３３に加えられた荷重が荷重伝達部材４２とボールＢ２とを介して荷重受けピストン２９に伝達されることになり、ボールＢ２に加えられた荷重により荷重受けピストン２９つまりロッド２８を図中上方に移動させてボルト２１に軸方向の引張力を加えることができる。このとき、荷重伝達部材４２の受圧面積Ａ１は荷重受けピストン２９の受圧面積Ａ２より小さく設定されているため、荷重伝達部材４２の荷重はその受圧面積比に比例倍つまりＡ２／Ａ１倍となって荷重受けピストン２９に伝達されることになり、また、荷重入力ピストン３３はハウジング２５の内周面に摺接する円盤状に形成されてハウジング２５の断面に対する受圧面積の割合が大きくなっているので、このボルトテンショナー２０の外径を小さくしても所望の引張力をボルト２１に出力することが可能となる。したがって、このボルトテンショナー２０を小型、軽量化することができる。
【００７４】
引張力が加えられることによりボルト２１は軸方向に伸び、図５に示すように、被締結部材２３と六角ナット２２との間に隙間Ｌ２を生じさせることになる。この状態では六角ナット２２を自由に回転させることができ、窓部２７ａからハンドルを挿入して六角ナット２２を、図中一点鎖線で示すように、再度被締結部材２３に締め付けると、被締結部材２３と六角ナット２２との間に生じた隙間Ｌ２がなくなり六角ナット２２は被締結部材２３と接した状態となる。
【００７５】
次に、この状態から入力シリンダ室３４内に供給されている油圧を排出してボルト２１に加えていた引張力を解除すると、ボルト２１は軸方向に収縮するので六角ナット２２とボルト２１とは、ボルト２１に軸力が加わった状態で締結を行うことになる。このボルト２１の軸力により六角ナット２２は強く被締結部材２３に接触し、締結の緩みが防止されることになる。
【００７６】
一方、締結状態の六角ナット２２を緩める場合には、ボルトテンショナー２０により締め付け状態のボルト２１の軸力よりも僅かに大きい引張力をボルト２１に加える。これにより、六角ナット２２と被締結部材２３との間に隙間が生じて、六角ナット２２を自由に回転させる、つまり緩み方向に回転させることができる。
【００７７】
図７は本発明の一実施の形態であるアキュムレータの概略を示す説明図であり、図８は図７に示すアキュムレータの変形例を示す断面図である。なお、図８においては、前述した部材に対応する部材には同一の符号が付されている。
【００７８】
このアキュムレータ５０は、油圧を発生する油圧ポンプ５１とこの油圧により作動する油圧機器５２とを接続する油圧管路５３に接続されて、油圧ポンプ５１が発生する油圧の脈動を吸収するものである。
【００７９】
図７に示すように、アキュムレータ５０は中空の繭型に形成された第１の荷重受け部材としてのハウジング５４を有しており、このハウジング５４は接続部５４ａにおいて油圧管路５３に接続されている。このハウジング５４の内部には弾性部材で形成された第２の荷重受け部材としてのブラダ５５が組み付けられている。ブラダ５５はその外周部をハウジング５４の内周面に固定されてハウジング５４内に圧力室５６を区画形成しており、また弾性変形することによりハウジング５４に対して相対移動自在となっている。つまり、圧力室５６はブラダ５５の弾性変形によりその容積が変化するようになっている。
【００８０】
圧力室５６内には球状部材からなる圧力伝達媒体としての多数のボールＢ３が充填されている。これらの弾性球体としてのボールＢ３はたとえばゴムやプラスチック等の弾性部材で形成されており、圧力室５６に加えられる荷重により弾性変形するようになっている。
【００８１】
ハウジング５４内にはブラダ５５を介して圧力室５６と隣接する油室５７が形成されており、この油室５７は接続部５４ａに設けられた流入口５８を介して油圧管路５３と連通している。つまり、油室５７には、油圧ポンプ５１から供給される作動油Ｍが発生する油圧が供給されることになる。
【００８２】
次に、このようなアキュムレータ５０の作動について説明する。
【００８３】
油圧ポンプ５１が作動して油圧管路５３中の作動油Ｍに油圧が発生すると、アキュムレータ５０の油室５７には流入口５８を介して油圧が供給される。そして、この荷重入力部材としての作動油Ｍの油圧つまり荷重によりブラダ５５が圧力室５６の容積を縮小する方向に弾性変形してボールＢ３に荷重を加えることになる。すると、圧力室５６内に充填されているボールＢ３は加えられた荷重をハウジング５４とブラダ５５とに伝達して弾性変形することになる。つまり、ブラダ５５を介して作動油Ｍから加えられる荷重とボールＢ３の弾性力とが釣りあった状態にまで、ブラダ５５とボールＢ３とが弾性変形して、作動油のエネルギをボールＢ３の弾性エネルギとして蓄積することになる。また、油圧ポンプ５１の作動により油圧管路５３の油圧に脈動が生じた場合には、この脈動に応じてブラダ５５とボールＢ３との弾性変形量が変化して、油圧の脈動を吸収することになる。
【００８４】
このように、アキュムレータ５０の圧力室５６に充填される圧力伝達媒体を弾性部材で形成されたボールＢ３としたことにより、圧力室５６から圧力伝達媒体が漏洩するのを防止するシール部材が不要となるため、アキュムレータ５０のコストを低減することができる。
【００８５】
また、圧力室５６に圧力伝達媒体として高圧の窒素ガス等を充填する必要が無いので、その充填作業等の使用条件を排除して、アキュムレータ５０の汎用性を向上することができる。
【００８６】
なお、本実施の形態においては、アキュムレータ５０における圧力室５６は繭型に形成されたハウジング５４と、このハウジング５４内に固定された弾性変形自在のブラダ５５とにより区画形成されるようになっているが、これに限らず、図８に示すように、円筒形状に形成された第１の荷重受け部材としてのハウジング５９と、このハウジング５９内に軸方向に往復動自在に装着された第２の荷重受け部材としてのピストン６０とを設け、これらによりハウジング５９内に圧力室５６を区画形成するようにしてもよい。この場合、ハウジング５９とピストン６０との摺動部にはシール部材６１が設けられ、また、ピストン６０は油室５７内に設けられたスプリング６２により圧力室５６内に充填されたボールＢ３に予圧を加えてボールＢ３のばらつきを防止するようになっている。
【００８７】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、本実施の形態においては、荷重伝達装置として、ナット１、ボルトテンショナー２０およびアキュムレータ５０を示しているが、これに限らず、第１の荷重受け部材および第２の荷重受け部材により区画形成される圧力室と、この圧力室内に充填された球状部材からなる圧力伝達部材に荷重を加える荷重付与部材とを有し、圧力伝達媒体に加えられた荷重がこの圧力伝達媒体を介して第１と第２の荷重受け部材とに伝達されるものであれば他の荷重伝達装置に適用してもよい。
【００８８】
また、本実施の形態においては、ボールＢ１，Ｂ２，Ｂ３は固体強度と所用伝達力とのバランスを考慮して最適サイズの単一の半径に形成するようにしているが、これに限らず、たとえば図９にナット１に適用した場合を示すように、流動性を阻害しない範囲でより小さい半径のボールＢ４を混合してもよい。これにより、より大きな半径のボールＢ１が圧力室１０内のボールの密度を小さくしてボールの運動自由度を増し相互に滑りやすく流動性を向上させ、より小さな半径のボールＢ４が、単一球の負担する接点圧縮応力を低減させてボール間の圧接力のばらつきを減少させることになり、荷重伝達装置における荷重伝達効率を向上させることができる。
【００８９】
さらに、本実施の形態においては、ボールＢ１，Ｂ２は鋼材により形成され、ボールＢ３はゴム、プラスチック等の弾性材料により形成されているが、これに限らず、セラミック等の他の材質で形成するようにしてもよい。特に、ボールが鋼材等の剛性球体とされた場合には、この剛性球体に加えて、弾性材質で形成された弾性球体を混合するようにしてもよい。この場合、荷重付与手段からの衝撃や脈動がある場合にはこれらの衝撃や振動を吸収してより荷重受け部材を滑らかに作動させることができ、且つ、ボール間に生じる局部的な不均一な作用力を早期に吸収させボール集合体全体の均一圧力伝播性を達成することができるため、この荷重伝達装置の荷重伝達効率を向上させることができる。また、ナット１において締結後に入力用ボルト１２を緩めずに使用する場合には、この弾性球体の弾性力がナット１に加わる振動や衝撃等を吸収する、いわゆるスプリングワッシャの役目をして、締結の緩みを防止することができる。このような弾性球体の弾性限界強度や破断強度は伝達する荷重に耐えうるものとされていることはいうまでもない。さらに、使用目的によっては振動が問題ではなく、むしろ圧力伝達媒体としてのボールにより迅速に作用力を分散させることが重要な場合には、ボール間の摩擦抵抗を減じるために意図的に加圧源に脈動を与える方が望ましい。これは、脈動加圧によりボール表面の残留摩擦力と求心力とを瞬時変化させ、それによりボールが滑りずれまたは回転し位置移動し易くすることにより作用力分布密度の均一化を促進する効果を目的とする。荷重付与手段に有効な脈動を生じさせるのが困難な場合には、装置の圧力室周辺を直接機械的にハンマー等で間欠的な軽い衝撃や振動を与えても同様の効果を得ることができる。
【００９０】
さらに、本実施の形態においては、圧力室を構成する部材間にシール部材は設けられていないが、これらの部材の隙間周辺におけるボールの局部圧着変形を防止するために、各荷重受け部材間の摺動部に金属もしくはカーバイト等の硬質材料で形成された間隙防護リングを設けるようにしてもよい。
【００９１】
さらに、本実施の形態においては、荷重伝達部材４２はハウジング２５の内周面と荷重受けピストン２９の外周面とに摺接する円筒状に形成されているが、これに限らず、たとえば図１０に示すように、ハウジング２５の内周面に摺接する円盤状に形成された荷重受けピストン６３に設けられた貫通孔６４に軸方向に摺動自在に挿通される複数（図に示す場合では４本）の棒部材６５としてもよい。この場合、棒部材６５は、その図中上側となる根本部６５ａにおいて荷重入力ピストン３３からの荷重を受け、その荷重を図中下側となる先端部６５ｂにおいてボールＢ２に伝達することになる。
【００９２】
さらに、本実施の形態においては、ナット１は、荷重付与手段としての入力用ボルト１２を第１の荷重受け部材４に設けるようにしているが、これに限らず、図１１に示す荷重伝達装置としてのナット７０のように、荷重付与手段としての入力用ボルト７１を第２の荷重受け部材７３に設ける構造としてもよい。また、このナット７０のように、荷重付与手段として、入力用ボルト７１に加えて、第２の荷重受け部材７３の内周面７３ａに摺接して軸方向に往復動自在となる円環状の荷重入力ピストン７４と、この荷重入力ピストン７４と圧力室１０との間に装着された円筒状の荷重伝達部材７５とを設けるようにしてもよい。この場合、入力用ボルト７１は第２の荷重受け部材７３の蓋部分７３ｂに形成された入力用ねじ孔７６にねじ結合されるようになっている。そして、入力用ボルト７１をねじ込むことにより荷重入力ピストン７４に図中下方に向く荷重が加えられ、荷重入力ピストン７４とともに荷重伝達部材７５が図中下方に向けて移動して圧力室１０内に収容されたボールＢ１に荷重を付与するようになっている。また、荷重伝達部材７５の端面７５ａの面積つまり受圧面積Ａ３が第１の荷重受け部材７７の端面７７ａの面積つまり受圧面積Ａ４より小さく設定されており、図５に示すボルトテンショナー２０と類似の倍力構造となっている。したがって、荷重伝達部材７５の荷重はその受圧面積比に比例倍つまりＡ４／Ａ３倍とされて第１の荷重受け部材７７に伝達されることになる。なお、このナット７０においても、図４に示すボルトテンショナー２０と同様に、入力用ボルト７１に替えて荷重入力ピストン７４と第２の荷重受け部材７３の蓋部分７３ｂとの間に油圧を供給して荷重入力ピストン７４に荷重を加えるようにすることができる。また、荷重伝達部材７５に替えて、図１０に示すような棒部材を用いるようにしてもよい。この場合、棒部材は第１の荷重受け部材７７に設けられる貫通孔に軸方向に摺動自在に挿通されることになる。
【００９３】
また、図１２に示すように、図１１に示す荷重入力ピストン７４に替えて締結ねじ部材としての回転ナット８０を用いるようにしてもよい。この場合、回転ナット８０は円筒状に形成されており、その外周面８０ａには第２の荷重受け部材７３の内周面７３ａに形成された大径雌ねじ部７３ｃにねじ結合する大径雄ねじ部８１が形成されている。そして、回転ナット８０をこの大径雌ねじ部７３ｃにねじ込むことにより荷重伝達部材７５を介してボールＢ１に荷重が付与されるようになっている。また、この回転ナット８０の内周面８０ｂにはボルト２のリードに対応した第１のリードとしてのリードＳ１を有する小径雌ねじ部８２が形成されており、この小径雌ねじ部８２において回転ナット８０はボルト２とねじ結合されるようになっている。したがって、回転ナット８０をねじ込むことによりこの小径ねじ部８２はボルト２に引張力を加えることになる。ここで、小径雌ねじ部８２と大径雄ねじ部８１は共に同じ向きのねじとなっており、また、小径雌ねじ部８２のリードＳ１と大径雄ねじ部８１の第２のリードとしてのリードＳ２とは、それぞれ荷重伝達部材７５の受圧面積Ａ３と第１の荷重受け部材７７の受圧面積Ａ４とに対して、
Ａ３／Ａ４≦（Ｓ２−Ｓ１）／Ｓ１
となるように小径雌ねじ部８２のリードＳ１が大径雄ねじ部８１のリードＳ２より大きく設定されている。つまり、荷重伝達部材７５とボールＢ１とを介してボルト２に伝達される引張力と、小径雌ねじ部８２を介してボルト２に加えられる引張力とが同期するもしくは小径雌ねじ部８２を介してボルト２に加えられる引張力が荷重伝達部材７５とボールＢ１とを介してボルト２に伝達される引張力を上回る設定とされている。そのため、回転ナット８０の回転によりボルト２に加えられる引張力は、第１の荷重受け部材７７からと回転ナット８０の小径ねじ部８２からとに分散されて加えられることになり、ボールＢ１の負担を軽減してこのナット７０の作動をより確実なものとすることができる。
【００９４】
さらに、本実施の形態においては、図４に示すボルトテンショナー２０はロッド２８においてボルト２１に着脱自在に連結されるようになっているが、これに限らず、図１３に示す荷重伝達装置としてのボルトテンショナー９０のように、荷重受けピストン２９をボルトと一体に形成する、つまりロッド９１をそのままボルトとして用いるようにしてもよい。この場合、ハウジング９２は荷重受けカバー３０が被締結部材２３と接する程度に短く形成されており、ロッド９１は荷重受けカバー３０の貫通孔３０ａから突出するようになっている。さらに、ロッド９１は被締結部材２３，２４の挿通孔２３ａ，２４ａに挿通されて雄ねじ部９１ａが被締結部材２４側に突出し、その突出した雄ねじ部９１ａにおいて六角ナット２２がねじ結合されるようになっている。そして、雄ねじ部９１ａに六角ナット２２がねじ結合された状態で入力シリンダ室３４に油圧が供給されると、荷重入力ピストン３３、荷重伝達部材４２、ボールＢ２および荷重受けピストン２９とを介してロッド９１に引張力が加えられ、六角ナット２２の締付け面は強く被締結部材２４に接触し、締結の緩みが防止されることになる。
【００９５】
なお、図１１、図１２、図１３においては前述した部材に対応する部材には同一の符号が付されている。
【００９６】
【発明の効果】
本発明によれば、第１の荷重受け部材と第２の荷重受け部材との間に区画形成される圧力室に充填される圧力伝達媒体を表面が潤滑された球状部材としたので、圧力室内からの圧力伝達媒体の漏洩を防止するシール部材が不要となり、この荷重伝達装置のコストを低減することができる。また、シール部材の特性により圧力伝達媒体に加えられる荷重が制限されることがないので、圧力室内における伝達荷重を大きく設定してこの荷重伝達装置を小型、軽量化することができる。さらに、圧力伝達媒体を球状部材としたのでその使用条件の制約を受けることがなく、また、圧力室内から圧力伝達媒体が漏洩することがないので、この荷重伝達装置を広範な据付け環境に対応させるなど、その汎用性を向上させることができる。
【００９７】
また、本発明によれば、球状部材と接する圧力室の内面および球状部材が熱処理された鋼材で形成されているので、この荷重伝達部材における荷重伝達効率を向上させることができる。
【００９８】
さらに、本発明によれば、球状部材が剛性球体と弾性球体とを有しているので、圧力室に加わる振動等を吸収することができ、また、球状部材間の荷重を均一化させてこの荷重伝達装置の荷重伝達効率を向上させることができる。
【００９９】
さらに、本発明によれば、球状部材がそれぞれ直径の異なる複数種類を有するようにしたので、この荷重伝達部材における荷重伝達効率を向上させることができる。
【０１００】
さらに、本発明によれば、荷重入力ピストンがハウジングの内周面に摺接する円盤状に形成され、また、荷重伝達部材の受圧面積が荷重受けピストンの受圧面積より小さく設定されているため、この荷重伝達装置を小型、軽量化することができる。
【０１０１】
さらに、本発明によれば、荷重付与手段に、ボルトのリードに対応した第１のリードを有し、ボルトにねじ結合する小径雌ねじ部が内周面に形成されるとともに、第１のリードより小さい第２のリードを有し、小径雌ねじ部と同じ向きとなって第２の荷重受け部材に形成された大径雌ねじ部にねじ結合される大径雄ねじ部が外周面に形成された締結ねじ部材を設けたので、ボルトに加えられる引張力は、第１の荷重受け部材と小径ねじ部とから分散されて加えられることになり、球状部材の負担を軽減してこの荷重伝達部材の作動をより確実なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるナットの使用状態（締め付け前）を示す断面図である。
【図２】図１に示すナットの使用状態（締め付け後）を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態であるボルトテンショナーの外観を示す斜視図である。
【図４】図３に示すボルトテンショナーの使用状態（締め付け前）を示す断面図である。
【図５】図４に示す荷重入力ピストンへの他の荷重入力例を示す断面図である。
【図６】図３に示すボルトテンショナーの使用状態（締め付け後）を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態であるアキュムレータの概略を示す説明図である。
【図８】図７に示すアキュムレータの変形例を示す断面図である。
【図９】圧力室内に充填されるボールの変形例を示す断面図である。
【図１０】図３に示す荷重伝達部材の変形例を示す断面図である。
【図１１】図１に示すナットの変形例を示す断面図である。
【図１２】図１に示すナットの変形例であって、回転ナットを有するものを示す断面図である。
【図１３】図３に示すボルトテンショナーの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ナット
２  ボルト
３  被締結部材
３ａ  挿通孔
４  第１の荷重受け部材
４ａ，４ｂ  端面
５  第２の荷重受け部材
５ａ  雄ねじ部
６  ねじ孔
７  シリンダ
８  締付け面
９  ピストン
１０  圧力室
１１  入力用ねじ孔
１２  入力用ボルト
１３  入力ピストン
１４  六角孔
１５  ロックリング
１５ａ  雌ねじ部
１５ｂ  荷重支持面
１５ｃ  端面
１６  六角レンチ
２０  ボルトテンショナー
２１  ボルト
２２  六角ナット
２３，２４  被締結部材
２３ａ，２４ａ  挿通孔
２５  ハウジング
２５ａ  開口端
２６  蓋部材
２７  スペーサ
２７ａ  窓部
２８  ロッド
２８ａ  雄ねじ部
２９  荷重受けピストン
２９ａ  端面
３０  荷重受けカバー
３０ａ  貫通孔
３１  圧力室
３２  ボルト固定アダプタ
３２ａ  ねじ孔
３３  荷重入力ピストン
３４  入力シリンダ室
３５  油圧ポート
３６  シール部材
３７，３８  入力用ねじ孔
３９，４０  入力用ボルト
４１  皿ばね
４２  荷重伝達部材
４２ａ，４２ｂ  端面
４３  ナットアダプタ
４３ａ  係合孔
５０  アキュムレータ
５１  油圧ポンプ
５２  油圧機器
５３  油圧管路
５４  ハウジング
５４ａ  接続部
５５  ブラダ
５６  圧力室
５７  油室
５８  流入口
５９  ハウジング
６０  ピストン
６１  シール部材
６２  スプリング
６３  荷重受けピストン
６４  貫通孔
６５  棒部材
６５ａ  根本部
６５ｂ  先端部
７０  ナット
７１  入力用ボルト
７３  第２の荷重受け部材
７３ａ  内周面
７３ｂ  蓋部分
７３ｃ  大径雌ねじ部
７４  荷重入力ピストン
７５  荷重伝達部材
７５ａ  端面
７６  入力用ねじ孔
７７  第１の荷重受け部材
７７ａ  端面
８０  回転ナット
８０ａ  外周面
８０ｂ  内周面
８１  大径雄ねじ部
８２  小径雌ねじ部
９０  ボルトテンショナー
９１  ロッド
９１ａ  雄ねじ部
９２  ハウジング
Ｂ１  ボール
ｒ  半径
ｇ０  半径方向均等隙間
ｇ１  追加半径方向均等隙間
Ｌ１  隙間
Ｂ２  ボール
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４  受圧面積
Ｌ２  隙間
Ｂ３，Ｂ４  ボール
Ｍ  作動油
Ｓ１，Ｓ２  リード
【図１】
0003955780.tif 000002
【図２】
0003955780.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003955780.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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