JPH07151130A - 予圧指示ワッシャー - Google Patents

予圧指示ワッシャー

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JPH07151130A
JPH07151130A JP6142974A JP14297494A JPH07151130A JP H07151130 A JPH07151130 A JP H07151130A JP 6142974 A JP6142974 A JP 6142974A JP 14297494 A JP14297494 A JP 14297494A JP H07151130 A JPH07151130 A JP H07151130A
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JP
Japan
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annular body
inch
wall portions
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pair
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Pending
Application number
JP6142974A
Other languages
English (en)
Inventor
A Craig Hood
エイ・クレイグ・フッド
Lloyd J Larson
ロイド・ジェイ・ラーソン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
J and M Turner Inc
Original Assignee
J and M Turner Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by J and M Turner Inc filed Critical J and M Turner Inc
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B31/00—Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts
    • F16B31/02—Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts for indicating the attainment of a particular tensile load or limiting tensile load
    • F16B31/028—Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts for indicating the attainment of a particular tensile load or limiting tensile load with a load-indicating washer or washer assembly
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S116/00—Signals and indicators
    • Y10S116/34—Tension indicating

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bolts, Nuts, And Washers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 正確な張力を指示することができる予圧指示
ワッシャーを提供する。 【構成】 環状体から打ち出すとともに部分的にせん断
変形させた各突起２６は、各突起が形成されるときに形
成される環状体における各突起に対応する各くぼみ３０
の中に荷重を掛けて押し出され、材料部分は各突起及び
くぼみの組合せ部が突起及びくぼみの組合せ部の中央部
分の縦に沿って集中しており、それによって強化された
突起はワッシャー２０に荷重が掛かった時、形成された
くぼみの中に押し戻される前に最初に弾性変形を受け
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は概略ファスナーの取付け
に関し、特に継手におけるファスナーの取付け時に所望
の張力を達成されるようにしたファスナーとともに使用
する予圧指示ワッシャーに関する。
【０００２】
【従来の技術】ファスナーの中の張力を設定する最も確
実な方法は、ファスナーから直接又はファスナーととも
に使用される他の構成部品から直接にファスナーの張力
を指示させることにより張り具合を調節することであ
り、この方法は当技術分野の専門家によく知られてい
る。
【０００３】トルク制御に基づくファスナーの取付け
は、ファスナーのなめらかさとねじ付きファスナーのね
じ上のまくれが様々であり、継手の構成部品の表面上で
ねじ付きファスナーの表面に掛かる摩擦力が様々なの
で、ファスナーの張力を広範に変化させることができ
る。
【０００４】米国特許３１８７６２１号と５０１５１３
２号は、ねじ付きファスナーとともに使用し、ファスナ
ーの本来の張力を指示することを意図した予圧指示ワッ
シャーを示している。
【０００５】これらの予圧指示ワッシャーは、それぞれ
環状体を打ち出すとともに部分的にせん断変形させて形
成した複数の突起とくぼみを有する。
【０００６】継目におけるこれらの予圧指示ワッシャー
にあっては、その突起はそれらの連結した環状体のくぼ
みの中に継目が引き締められるように押し戻され、所定
量だけ突起が環状体のくぼみの中へ押し戻される時、引
き締めは停止する。
【０００７】この状態は代表的に継手の割れ目の中に測
定者がゲージを差し込みむことにより測定されていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ある状態下において、
ワッシャーが例えば１インチ（２５．４ｍｍ）の直径又
は大きさのファスナーとともに使用されるとき、これら
のワッシャーはファスナーの締結許容範囲を外れて正確
な張力の指示ができない。これは継手が締結される時に
加えられた圧縮荷重により変形して突起が均一にくぼみ
の中に戻ること、すなわち”つぶれる”ことがないから
である。その突起は圧縮荷重の下で全体として関連した
くぼみの中へ戻るすなわち”つぶれる”前に尚早に塑性
変形しかつ部分的につぶれる。大きいファスナーととも
に使用されるワッシャーの突起及びくぼみの組合せ体の
幅は、概して圧縮荷重の影響を最初に受ける中央部でそ
のような材料部分が圧縮荷重に耐えることができず突起
よりも早くつぶれ始め、全体としてくぼみの中へつぶれ
不安定なかつ信頼性のない張力の指示をするという問題
があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は環状体に突起及
びくぼみの複数対を設けて形成される予圧指示ワッシャ
ーにおいて、前記各対の突起は前記環状体から打ち出す
とともに部分的にせん断変形させて前記環状体の第１面
から突出するように一体的に形成される一方、各くぼみ
は前記突起の形成時に前記環状体の第１面と対向する第
２面に形成されており、前記各突起は前記環状体の前記
第１面から延びる一対の外側壁部と、該一対の外側壁部
間及び前記環状体の前記第１面において離間した２つの
領域間に延びる外面とで画定され、前記各くぼみは前記
環状体の前記第２面における前記突起の一対の外側壁部
がせん断形成部から該環状体を貫通して延びる一対の内
側壁部と前記一対の内側壁部間及び前記環状体の第２面
において離間した２つの領域間に延びる内面部により画
定され、前記各対の突起及びくぼみが前記突起の一対の
外側壁部及び前記くぼみの一対の内側壁部間の中央部分
並びに前記環状体の第１面における離間した２つの領域
及び第２面における離間した２つの領域間に所定の長さ
をもって延びる部分に沿って質量集中部を形成すること
を特徴とする予圧指示ワッシャーである。
【００１０】
【実施例】米国特許３１８７６２１号は、あたかも明細
書中に全内容を十分に言及しているかのようである。図
１〜図５は米国特許３１８７６２１号の第１図〜第６図
に対応した”先行技術”を示すものである。
【００１１】図１から図５は、部分的にせん断した金属
に対して第２面にくぼみをつけており、又、対応する第
２面の複数のくぼみ３０を形成する結果として金属の変
位により形成された複数の突起２６を第１面２４上に有
する環状体２２から成る予圧指示ワッシャーを示す。
【００１２】突起２６は環状体２２の環状の内周囲３２
と、環状体の環状の外周囲３４の間であって、円周に規
則的な間隔で配置されている。突起２６は実質的に輪郭
が長方形であり、それぞれ環のまわりで環状体２２の内
周囲３２と同心の環の接線方向に所定の長さに延びてい
る。各突起２６は、外側壁部の対３８及び４０の間に延
びており、環状体２２の面２４の２つの領域４２及び４
４の間でその所定の長さの方向に弓形に延びている凸状
の外周面３６を有する。突起２６の側壁部３８及び４０
は、実質的に環状体２２の環内周囲３２と同心の環の接
線方向に延びる。
【００１３】各くぼみ３０は、一対の内側壁部４８及び
５０の間及び環状体２２の面２８の離間した２つの領域
５２、５４の間に、所定の長さの方向に弓形に延びる凹
状の内面４６を持つ。各くぼみ３０は、一対の内側壁部
４８及び５０の間に延びており、環状体２２の面２８の
離間した２つの領域５２及び５４の間に、その所定の長
さの方向に弓形に延びている凹状の内面４６を有する。
くぼみ３０の凹状の内面４６は、突起２６の凸状の外面
３６と実質的に相補的に関連している。
【００１４】継目におけるこの予圧指示ワッシャーにあ
っては、突起はそれらの関連した環状体のくぼみの中に
継目が引き締められるように押し戻され、所定量だけ突
起が環状体のくぼみの中へ押し戻される時、引き締めは
停止する。
【００１５】図１から図５は、従来技術を説明している
他、従来技術と本発明がいくつかの似通った特徴を持っ
ているので、本発明に従って構成した予圧指示ワッシャ
ーの構成の概要を説明するため本願において使用されて
いる。他の残りの図は、予圧指示ワッシャーにおいて本
発明と従来技術の違いを示すものである。
【００１６】以上記述した本発明による予圧指示ワッシ
ャーは、一般に米国特許３１８７６２１号に記述され図
示されたものと同様のものである。図６から図８は、本
発明が米国特許３１８７６２１号の予圧指示ワッシャー
とどのように異なるかを説明するものである。
【００１７】上述した予圧指示ワッシャーが例えば直径
又は大きさが１インチ（２５．４ｍｍ）のファスナーと
ともに使用される時、ファスナーの締結許容範囲を外れ
て正確な張力の指示ができない。
【００１８】本発明によれば、各対の突起２６及びくぼ
み３０は突起２６の一対の外側壁部３８及び４０及びく
ぼみの一対の内側壁部４８及び５０間の中央部分並びに
環状体２２の第１面２４における離間した２つの領域４
２及び４４と第２面２８における離間した２つの領域５
２及び５４間に所定の長さをもって延びる部分に沿って
質量集中部を形成し、材料の大部分が突起２６及びくぼ
み３０の組合せ部の中央部分に、又は中央部分に向かっ
て存在するので、突起２６及びくぼみ３０の組合せ部は
強化される。
【００１９】本発明に従って構成された予圧指示ワッシ
ャーは、環状体２２と突起２６とくぼみ３０の複数の対
から成る。各対の突起２６は環状体２０から打ち出すと
ともに部分的にせん断変形させて環状体２０の第１面２
４から突出するように一体的に形成される一方、各くぼ
み３０は突起２６の形成時に環状体２０の第１面２４と
対向する第２面２８に形成されている。
【００２０】各突起２６は、環状体２２の第１面２４か
ら延びる一対の外側壁部３８及び４０と、該一対の外側
壁部間及び環状体２０の第１面２４において離間した２
つの領域４２及び４４間に延びる外面３６とで画定され
ている。
【００２１】各くぼみ３０は、環状体２２の第２面２８
からその環状体２２を貫通して延びるとともにその第２
面２８から前記突起２６の外側壁部がせん断されている
一対の内側壁部４８及び５０と、該一対の内側壁部の間
及び環状体２２の第２面２８の離間した２つの領域５２
及び５４の間に延びる内面４６により画定される。
【００２２】図６に示すように本発明の第１の実施例に
よると、各くぼみ３０の内側壁部４８及び５０とくぼみ
３０の内面４６と合致する領域は、そのくぼみ３０の内
面４６とそれに関連した突起２６の外面３６間及び突起
２６の外側壁部３８及び４０とくぼみ３０の内側壁部４
８及び５０の間の中央部分に沿って材料質量を集中して
いる曲率半径を有する。
【００２３】材料のそのような質量集中部は例えば好ま
しくは１／３２インチ（０．７９４ｍｍ）から１／１６
（１．５９ｍｍ）の曲率半径を実現でき、それによって
この突起２６及びくぼみ３０の組合せ部のくぼみ３０の
内面４６と突起２６の外面３６の間の材料の厚みは、突
起２６及びくぼみ３０の組合せ部の中心部分よりも薄く
なる。
【００２４】図７に示すように、本発明の第２の実施例
によると、各突起２６の外面３６と各くぼみ３０の内面
４６は、くぼみ３０の内面４６とそれに関連した突起２
６の外面３６間及び突起２６の外側壁部３８及び４０と
くぼみ３０の内側壁部４８及び５０間の中心部分に沿っ
て材料質量を集中している曲率半径に曲げられている。
【００２５】材料のそのような質量集中部は例えば好ま
しくは０．２８８インチ（７．３１５ｍｍ）から０．３
２０インチ（８．１２８ｍｍ）の曲率半径を実現でき、
それによってくぼみ３０の内面４６と突起２６の外面３
６の間の材料の厚みは、突起２６及びくぼみ３０の組合
せ部の中央部分の最大厚さから減少する。
【００２６】縮尺の関係で、図７と図９から観察が困難
でも、くぼみ３０の内面４６と突起２６の外面３６の間
の材料の厚みは、図９の外形の方が図７における外形の
突起２６及びくぼみ３０の組合せ部の中心部分の厚みよ
りわずかに薄い。
【００２７】質量集中部の所定の長さは、環状体２２の
第１面２４の離間した２つの領域４２、４４の間の距離
より短く、環状体２２の第２面２８の離間した２つの領
域５２と５４の間の距離より短い。これは図６のように
形成されたくぼみ３０の外観を示す図８に示されてい
る。
【００２８】くぼみ３０が蝶ネクタイの形をしているこ
とによって示される内側壁部４８及び５０の膨らみは、
質量集中部の所定の長さが、環状体２２の第１面２４の
離間した２つの領域４２及び４４の間の距離より短く、
環状体２２の第２面２８の離間した２つの領域５２及び
５４の間の距離より短いことを示す。
【００２９】本発明の第１の実施例として質量集中部の
所定の長さは、環状体２２の第１面２４の離間した２つ
の領域４２と４４の間の距離より短く、環状体の第２面
の離間した２つの領域５２と５４の間の距離より短い。
【００３０】前述した本発明の好ましい実施例を記述し
たものであるが、本発明の精神及び範囲から逸脱するこ
となく種々に改良することは当業者にとっては明白なこ
とである。
【００３１】
【発明の効果】圧縮荷重が加えられた時、突起は最初塑
性変形によるよりも、弾性変形により突起に関連したく
ぼみの中へ押し込まれ、その突起は弾力的に変形する限
りは塑性変形せず、そのため尚早の突起の崩壊が防止さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術の予圧指示ワッシャーの平面図であ
る。
【図２】 図１の予圧指示ワッシャーの反対側から見た
底面図である。
【図３】 図１及び図２の予圧指示ワッシャーの側面図
である。
【図４】 図２の４ー４断面図である。
【図５】 図２の５ー５断面図である。
【図６】 本発明の実施例の予圧指示ワッシャーに適用
できる突起及びくぼみの配列の中央部分における側面の
拡大図を示す。
【図７】 本発明の別の実施例の予圧指示ワッシャーに
適用できる突起及びくぼみの配列の中央部分における側
面の拡大図を示す。
【図８】 概して図２と同様の図６に示す外形をもった
予圧指示ワッシャーの突起及びくぼみの対を示す平面図
である。
【図９】 図７における側面図の突起及びくぼみの配列
の中央部分からわずかに離れた部分の突起及びくぼみの
配列の拡大図を示す。
【符号の説明】
２０ 予圧指示ワッシャー ２２ 環状体 ２４ 第１面 ２６ 突起 ２８ 第２面 ３０ くぼみ ３６ 外面 ３８ 外側壁部 ４０ 外側壁部 ４２ 第１面の領域 ４４ 第１面の領域 ４６ 内面 ４８ 内側壁部 ５０ 内側壁部 ５２ 第２面の領域 ５４ 第２面の領域
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年７月２６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 環状体に突起及びくぼみの複数対を設け
    て形成される予圧指示ワッシャーにおいて前記各対の突
    起は前記環状体から打ち出すとともに部分的にせん断変
    形させて前記環状体の第１面から突出するように一体的
    に形成される一方、各くぼみは前記突起の形成時に前記
    環状体の第１面と対向する第２面に形成されており、 前記各突起は前記環状体の前記第１面から延びる一対の
    外側壁部と、該一対の外側壁部間及び前記環状体の前記
    第１面において離間した２つの領域間に延びる外面とで
    画定され、 前記各くぼみは前記環状体の前記第２面における前記突
    起の一対の外側壁部がせん断形成部から該環状体を貫通
    して延びる一対の内側壁部と前記一対の内側壁部間及び
    前記環状体の第２面において離間した２つの領域間に延
    びる内面部により画定され、 前記各対の突起及びくぼみが前記突起の一対の外側壁部
    及び前記くぼみの一対の内側壁部間の中央部分並びに前
    記環状体の第１面における離間した２つの領域及び第２
    面における離間した２つの領域間に所定の長さをもって
    延びる部分に沿って質量集中部を形成することを特徴と
    する予圧指示ワッシャー。
  2. 【請求項２】 くぼみの両内側壁部と該くぼみの内面部
    との出会い領域が、少なくとも１／３２インチ（０．７
    ９４ｍｍ）の曲率半径を有する請求項１に記載の予圧指
    示ワッシャー。
  3. 【請求項３】 くぼみの両内側壁部と該くぼみの内面部
    との出会い領域が、１／３２インチ（０．７９４ｍｍ）
    から１／１６インチ（１．５８８ｍｍ）の曲率半径を有
    する請求項１に記載の予圧指示ワッシャー。
  4. 【請求項４】 突起の外面とくぼみの内面が少なくとも
    ０．２８８インチ（７．３１５ｍｍ）の曲率半径をもっ
    て曲げられた請求項１に記載の予圧指示ワッシャー。
  5. 【請求項５】 突起の外面とくぼみの内面が０．２８８
    インチ（７．３１５ｍｍ）から０．３２０インチ（８．
    １２８ｍｍ）の曲率半径をもって曲げられた請求項１に
    記載の予圧指示ワッシャー。
  6. 【請求項６】 質量集中部の所定の長さが、環状体の第
    １面の離間した２つの領域の間の距離より短く、環状体
    の第２面の離間した２つの領域の間の距離より短い請求
    項２に記載の予圧指示ワッシャー。
  7. 【請求項７】 質量集中部の所定の長さが、環状体の第
    １面の離間した２つの領域の間の距離より短く、環状体
    の第２面の離間した２つの領域の間の距離より短い請求
    項３に記載の予圧指示ワッシャー。
  8. 【請求項８】 質量集中部の所定の長さが、環状体の第
    １面の離間した２つの領域の間の距離より短く、環状体
    の第２面の離間した２つの領域の間の距離より短い請求
    項４に記載の予圧指示ワッシャー。
  9. 【請求項９】 質量集中部の所定の長さが、環状体の第
    １面の離間した２つの領域の間の距離より短く、環状体
    の第２面の離間した２つの領域の間の距離より短い請求
    項５に記載の予圧指示ワッシャー。
  10. 【請求項１０】 少なくとも１インチ（２５．４ｍｍ）
    の直径を有するファスナーとともに機能するようにした
    請求項６に記載の予圧指示ワッシャー。
  11. 【請求項１１】 少なくとも１インチ（２５．４ｍｍ）
    の直径を有するファスナーとともに機能するようにした
    請求項７に記載の予圧指示ワッシャー。
  12. 【請求項１２】 少なくとも１インチ（２５．４ｍｍ）
    の直径を有するファスナーとともに機能するようにした
    請求項８に記載の予圧指示ワッシャー。
  13. 【請求項１３】 少なくとも１インチ（２５．４ｍｍ）
    の直径を有するファスナーとともに機能するようにした
    請求項９に記載の予圧指示ワッシャー。
  14. 【請求項１４】 くぼみの両内側壁部と該くぼみの内面
    部との出会い領域が、少なくとも１／３２インチ（０．
    ７９４ｍｍ）の曲率半径を有し、突起の外面とくぼみの
    内面が少なくとも０．２８８インチ（７．３１５ｍｍ）
    の曲率半径をもって曲げられた請求項１に記載の予圧指
    示ワッシャー。
  15. 【請求項１５】 くぼみの両内側壁部と該くぼみの内面
    部との出会い領域が、１／３２インチ（０．７９４ｍ
    ｍ）から１／１６インチ（１．５８８ｍｍ）の曲率半径
    を有し、突起の外面とくぼみの内面が０．２８８インチ
    （７．３１５ｍｍ）から０．３２０インチ（８．１２８
    ｍｍ）の曲率半径をもって曲げられた請求項１に記載の
    予圧指示ワッシャー。
JP6142974A 1993-06-24 1994-06-24 予圧指示ワッシャー Pending JPH07151130A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/081,636 US5370483A (en) 1993-06-24 1993-06-24 Direct tension indicator washer
US081636 1993-06-24

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JP6142974A Pending JPH07151130A (ja) 1993-06-24 1994-06-24 予圧指示ワッシャー

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