JPH08270621A - 異種金属間のねじ固定構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被固定物とボルトおよびナットとが異種金属
の場合に、焼付きやかじりを生じさせることなく、被固
定物の解体作業を容易にする。 【構成】 ナット１１０とボルト１３０はインコネル材
で製作され、かじり防止ねじ１２０と被固定物１４０は
ステンレス鋼材で製作される。ナット１１０には、内外
周面にそれぞれねじが切られたかじり防止ねじ１２０が
ねじ込まれ、ナット端面部１１１で固定される。ボルト
１３０はかじり防止ねじ１２０にねじ込むことができ
る。被固定物１４０は、ボルト１３０とナット１１０と
に挟まれることによって締結される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、長期高温負荷状態下
で異種金属を締結するのに用いられる異種金属間のねじ
固定構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば原子力プラントなどの長期高温負
荷状態となる環境で使用に耐えることができる材質は、
ごく限られた数種類しかなく、特に、軽水炉よりもさら
に高温となる高速炉では、一部のニッケル基合金やステ
ンレス鋼に限られているのが現状である。

【０００３】このような原子プラントにおいて、燃料集
合体や反射体などの結合部（以下、「被固定物」とい
う。）を固定するために、同種金属で作られたボルト
や、ナットのようなめねじ穴を持つ部材（以下、「ナッ
ト」という。）を長期高温負荷状態で使用すると、保守
や定期点検などのためにこれらを解体をする場合に同種
金属ゆえに、ボルトとナットとの螺合面間やナット端面
と被固定物表面との間で、焼付きやかじりが生じてしま
う。その場合には、もはやねじ回しなどの工具を用いて
も解体することができず、最終的には、ナットまたはボ
ルトを切断する以外に方法がない。したがって、解体作
業自体が大掛かりなものとなるので、通常よりも多くの
人手を要するとともに、作業時間が長引くので、保守や
定期点検などの時間も長くなってしまう。また、切断作
業での振動を原子プラントに与えたり、切断片を原子プ
ラント周囲に飛び散らしたりするのは好ましくない。

【０００４】この対策として、例えば高速炉における構
造では、図７（ａ）のように、被固定物７１４０とボル
ト７１３０とがステンレス鋼材であった場合には、ナッ
ト７１１０の材質をステンレス鋼材からインコネルなど
のニッケル基合金材に変更していた。一方、ボルトの機
械的強度を重視する場合には、同図（ｂ）のように、被
固定物７２４０は変更することができないのでステンレ
ス鋼材のままで、ボルト７２３０をインコネルなどニッ
ケル基合金材に変更していたが、ボルトとナットとの螺
合面間７２５０のかじりを避けようとすれば、必然的に
ナット７２１０をステンレス鋼材にせざるを得ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、そのようにす
ると、ナット７２１０および被固定物７２４０がステン
レス鋼材で同種金属となるので、ナット端面と被固定物
表面との間７２６０で焼付きやかじりが生じるという問
題が解決されない。

【０００６】この発明は、上記問題点に鑑みなされたも
のであり、被固定物とボルトおよびナットとが異種金属
の場合に、長期高温負荷状態下で使用しても、ボルトと
ナットとの螺合面間、並びに、ナット端面と被固定物表
面との間における焼付きやかじりを生じさせることな
く、被固定物の解体作業を容易にする異種金属間のねじ
固定構造を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明では、めねじ穴を持つ第一の材質の部材に対して、そ
れと異なる第二の材質の部材を第一の材質のボルトによ
って締結する構造において、前記めねじ穴と前記ボルト
との螺合面間に前記第二の材質と同じ材質のスリーブを
介在させている。

【０００８】請求項２に記載された発明では、請求項１
に記載の異種金属間のねじ固定構造において、前記第一
の材質はニッケル基合金材であって、前記第二の材質は
ステンレス鋼材である。

【０００９】

【作用】請求項１に記載された発明では、めねじ穴とボ
ルトとの螺合面に、第一の材質で製作されたボルトおよ
びめねじ穴を持つ部材とは異なる第二の材質で製作され
たスリーブを介在させているので、めねじ穴とボルトと
の螺合面が焼き付いたり、かじったりすることはない。

【００１０】また、ボルトによって締結される第二の材
質の部材は、めねじ穴を持つ第一の材質の部材と異種金
属となるので、両部材の圧着面間における焼付きやかじ
りが生ずることはない。

【００１１】請求項２に記載された発明では、第一の材
質はニッケル基合金材であるので、長期高温負荷状態の
環境下であってもボルトおよびめねじ穴を持つ部材の機
械的強度が十分に確保される。また、第二の材質はステ
ンレス鋼材であるので、長期高温負荷状態の環境下でも
使用に耐え得る。したがって、このねじ固定構造は高速
炉にも用いることが可能となる。

【００１２】

【実施例】本発明に係る異種金属間のねじ固定構造の一
実施例を図１に示す。図１（ａ）は、ねじ固定構造を断
面にしたものを表しており、ハッチングの傾斜方向が同
じ部材同士は同種金属であることを示す。なお、実施例
で説明する金属は二種類である。

【００１３】ナット１１０はニッケル基合金材であるイ
ンコネル材で製作されており、その内周面にめねじ穴が
形成されている。めねじ穴には、スリーブとしてのかじ
り防止ねじ１２０が螺合され、さらに、ボルト１３０で
締結する際の、かじり防止ねじ１２０とナット１１０と
の相対回動を阻止するために、かじり防止ねじ１２０
は、例えば溶接などによって、あらかじめナット端面部
１１１でナット１１０と固定されている。

【００１４】かじり防止ねじ１２０はステンレス鋼材で
製作されており、被固定物１４０との接触を避けるため
に軸方向の長さはナット１１０よりもわずかに短くなっ
ており、その外観は図１（ｂ）に示すようなものであ
る。かじり防止ねじ１２０の外周面にはナット１１０の
めねじ径と同じ径のおねじ１２１が形成されており、ま
た、その内周面にはボルト１３０のおねじ径と同じ径の
めねじ１２２が形成されている。

【００１５】ボルト１３０はインコネル材で製作されて
おり、形状は通常用いられるものと同じである。被固定
物１４０はステンレス鋼材で製作されている。したがっ
て、図１（ａ）で明らかなように、それぞれの部材の隣
り合う面同士はすべて異種金属となり、焼付きやかじり
が生ずることはない。

【００１６】なお、ナット１１０のめねじ径はボルト１
３０のおねじ径よりも大きく、両者は螺合しない。ま
た、このようなかじり防止ねじ１２０の製作方法として
は、例えば、ねじ転造盤や切削加工による製作のほか、
線材を所定の径になるようにまるめて製作する方法もあ
る。

【００１７】次に、かじり防止ねじの変形例を説明す
る。第一の変形例としては、図２（ｂ）に示すように、
かじり防止ねじ２２０の外周面２２１は平たんであっ
て、おねじが形成されておらず、また、ボルト２３０で
締結する際の、かじり防止ねじ２２０とナット２１０と
の相対回動を阻止するための小突起２２３が設けられて
いる。ナット２１０は、このようなかじり防止ねじ２２
０の形状に対応して、その内周面が平たんであって、め
ねじが形成されておらず、また、かじり防止ねじ２２０
が嵌合埋設されるような内径寸法になっている。さら
に、小突起２２３がナット２１０に埋設されることによ
ってかじり防止ねじ２２０とナット２１０との相対回動
を阻止するような凹部が形成されている。

【００１８】なお、かじり防止ねじの内周面には、ボル
ト２３０のおねじ径と同じ径のめねじ２２２が形成され
ており、また、かじり防止ねじ２２０の長さはナット２
１０の長さよりも短い。この変形例の場合には小突起２
２３があるために、ナット２１０を外す際に、かじり防
止ねじ２２０はナット２１０に追随して外れようとする
ため、ボルト２３０に取り残されることはないが、両者
を一体にするために図１のように、溶接などによって両
者を固定しておくのが好ましい。かじり防止ねじ２２０
がナット２１０の両端面からへこむようにしておけば、
被固定物２４０と接触する面はナット２１０のいずれの
端面でも良くなるので、分解作業後の組立作業において
はナット２１０の方向性を確認する必要がなくなり、組
立作業を迅速に行うことができるようになる。

【００１９】第二の変形例を図３に示す。これは、同図
（ａ）および（ｂ）から明らかなように、かじり防止ね
じ３２０の一端には、ボルト３３０が通る穴３２２があ
けられたフランジ３２１が設けられており、そのほかの
部分は本発明に係る異種金属間のねじ固定構造の一実施
例を表す図１の場合と同じである。すなわち、かじり防
止ねじ３２０は、図１のかじり防止ねじ１２０の一端に
フランジ３２１を取り付けたものである。

【００２０】このようなかじり防止ねじ３２０は、ねじ
固定される際のフランジ３２１の位置によって、図３
（ａ）のような被固定物３４０と隣り合わないように配
置したり、同図（ｃ）のようなフランジ３２１がナット
３１０と被固定物３４０とに挟まれるように配置したり
することができる。後者の場合は、特に、被固定物３４
０がナット３１０およびボルト３３０と同じ材質になる
場合に有利である。すなわち、このような場合は、かじ
りを防止するためにニッケル基合金のような高価な材料
を、ナット３１０の材質として使用する必要がなくなる
からである。

【００２１】なお、図３（ａ）の場合にはフランジ３２
１があるために、ナット３１０を外す際に、かじり防止
ねじ３２０はナット３１０に追随して外れようとするた
め、ボルト３３０に取り残されることはないが、ナット
３１０によって被固定物３４０を締結する際に、かじり
防止ねじ３２０はナット３１０から外れようとするの
で、両者を一体にするために図１のように、溶接などに
よって両者を固定しておくのが好ましい。一方、同図
（ｃ）の場合には、これと逆の事態が生ずるので、やは
り溶接などをあらかじめ施しておくのが好ましい。

【００２２】第三の変形例として、第二の変形例に用い
たフランジの一部を切り落として平行部４２１としたか
じり防止ねじ４２０を図４に示す。このような平行部４
２１を有するため、かじり防止ねじをナットから取り外
す場合には、レンチなどの一般的な工具を用いれば、容
易に行うことができる。

【００２３】第四の変形例は、第二の変形例に係るかじ
り防止ねじ３２０にスリットを入れたものであり、具体
的には、図５に示すように、かじり防止ねじ５２０のフ
ランジ５２１の径方向およびおねじ５２２の母線方向に
連続したスリット５２３が１つ形成されている。このよ
うなスリット５２３を形成することによって、スリット
５２３を押し狭めたり押し広げたりすれば、かじり防止
ねじ５２０をナットやボルトから確実に取り外すことが
できる。

【００２４】第五の変形例は、第二の変形例に係るかじ
り防止ねじ３２０のフランジ３２１をスプリングワッシ
ャー状に形成したものであり、具体的には、かじり防止
ねじ６２０のフランジ６２１が図６に示すように、スプ
リングワッシャー状に加工されている。これによって、
フランジ６２１がナットと被固定物とに挟まれるよう
に、すなわち、図３（ｃ）となるように、かじり防止ね
じ６２０を配置すれば、回り止め効果が生ずる。

【００２５】

【発明の効果】請求項１に記載された発明によれば、被
固定物とボルトおよびナットとが異種金属の場合に、長
期高温負荷状態下で使用しても、被固定物の解体作業を
容易に行うことができ、その作業時間も短縮することが
できる。

【００２６】請求項２に記載された発明によれば、長期
高温負荷状態下で使用しても、被固定物を締結するのに
必要な機械的強度を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る異種金属間のねじ固定構造の一
実施例の断面図およびかじり防止ねじの外観を示す説明
図である。

【図２】かじり防止ねじの第一の変形例を示す説明図で
ある。

【図３】かじり防止ねじの第二の変形例を示す説明図で
ある。

【図４】かじり防止ねじの第三の変形例を示す説明図で
ある。

【図５】かじり防止ねじの第四の変形例を示す説明図で
ある。

【図６】かじり防止ねじの第五の変形例を示す説明図で
ある。

【図７】従来技術の異種金属間のねじ固定構造の断面図
を示す説明図である。

【符号の説明】

１１０・・・・・ナット １１１・・・・・ナット端面部 １２０・・・・・かじり防止ねじ １２１・・・・・おねじ １２２・・・・・めねじ １３０・・・・・ボルト １４０・・・・・被固定物

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 めねじ穴を持つ第一の材質の部材に対し
   て、それと異なる第二の材質の部材を第一の材質のボル
   トによって締結する構造において、 前記めねじ穴と前記ボルトとの螺合面間に前記第二の材
   質と同じ材質のスリーブを介在させたことを特徴とする
   異種金属間のねじ固定構造。
2. 【請求項２】 前記第一の材質はニッケル基合金材であ
   って、前記第二の材質はステンレス鋼材であることを特
   徴とする請求項１に記載の異種金属間のねじ固定構造。