JPH1162935A - トルク制御ボルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボルトによる固着において、トルクレンチを
用いることなく厳密なトルク管理を行うことが可能で、
且つ締付頭部がボルト本体から脱落しないようにする。 【解決手段】 軸部２２と頭部２１とを有するボルト本
体２と、ボルト本体２の頭部２１に、所定の荷重が加わ
ったときに破断される応力集中部３を介して連結され外
周に係止溝４１が設けられた締付頭部４と、ボルト本体
２の軸部２２が緩嵌される通孔５０が設けられた底部５
１の端縁からその底部５１に垂直方向へ向かって延びる
複数のアーム部５２の先端に係止溝４１に係止可能な係
止部５３が形成されている連結体５とからなる構成とし
た。即ち、連結体５の通孔５０にボルト本体２の軸部２
２を挿通させるとともに、係止溝４１に係止部５３を嵌
合させることによって、締付頭部４を締め付けるとき
に、所定のトルクを超えて応力集中部３が破断した後も
連結体５によって締付頭部４がボルト本体２に連結され
た状態を維持し脱落しないようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、部材の固着に用い
られるボルトのうち、殊にトルク管理を必要とするトル
ク制御ボルトに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ボルトを締め付けることによって二以上
の部材を固着する際、必要以下のトルクでは固着が不十
分となるが、必要以上のトルクで締め付けたときに、被
固着物が損傷する場合がある。

【０００３】例えば、図５に示すように、電線７１の接
続部において、両方の電線７１，７１の端部を、先端が
鋸刃状になっているコネクタ７３をボルト７２で締め付
けて圧縮し、電線７１部分まで食い込ませることによっ
て、両方の電線７１，７１を導通させることがあるが、
このとき、コネクタ７３の締め付けが強すぎると電線７
１を必要以上に傷付けてしまい、弱すぎると導通が不十
分になるために、トルク制御の範囲を厳しく管理する必
要がある。

【０００４】しかしながら、トルクレンチ等でトルク荷
重を確認しながら個々のボルト７２の締付作業を行うこ
とは、極めて作業効率が悪く面倒であるうえ、厳密なト
ルク管理は難しく、締め付け不足で導通が不十分であっ
たり締め付けすぎて電線７１を過度に損傷させてしまう
ことが起こりやすかった。

【０００５】従って、従来より、図６に示すように、ボ
ルト本体８２の頭部８３に応力集中個所８４を介して締
付頭部８５を連結したトルク制御ボルト８１を用いて、
締付頭部８５を所定のトルクを超えて締め付けたときに
は応力集中個所８４で破断して締付頭部８５がボルト本
体８２と分離し、これによって締付作業が終了したこと
を確認するという方法が知られている。

【０００６】ところが、このようなトルク制御ボルト８
１は、締付頭部８５が応力集中個所８４で破断した後
は、ボルト本体８２から脱落してしてしまう。そこで、
前述の電線を導通させるための作業などのように、高所
で作業を行う場合には、多数個の締付頭部８５を落下さ
せることは極めて危険であるため、分離した締付頭部８
５を落下させないように一つずつ回収しなければなら
ず、面倒であった。また、精密機器等にこのようなトル
ク制御ボルト８１を用いた場合には、機器内部に締付頭
部８５が入り込んでしまって動作不良の原因となること
もあった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、ボルトによる固着においてトルク管理を必
要とする場合に、トルクレンチを用いてトルクを制御す
ることは極めて面倒であるうえに厳密な管理は難しく、
また、前記従来のトルク制御ボルトは、締付頭部が分離
してしまうために、拾い集め回収することが面倒であっ
たり精密機器等の場合には動作不良の原因になることが
ある、という点である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は第一の
手段として、軸部と頭部とを有するボルト本体と、ボル
ト本体の頭部に、所定の荷重が加わったときに破断され
る応力集中部を介して連結され外周に係止溝が設けられ
た締付頭部と、ボルト本体の軸部が緩嵌される通孔が設
けられた底部の端縁からその底部に垂直方向へ向かって
延びる複数のアーム部の先端に係止溝に係止可能な係止
部が形成されている連結体とからなるものとした。

【０００９】即ち、連結体の通孔にボルト本体の軸部を
挿通させるとともに、係止溝に係止部を嵌合させること
によって、締付頭部を締め付けるときに、所定のトルク
を超えて応力集中部が破断した後も連結体によって締付
頭部がボルト本体に連結された状態を維持し脱落しない
ようになっている。

【００１０】また、連結体がボルト本体に緩嵌されてい
るので、応力集中部が破断した後に締付頭部を回して
も、締付頭部と連結体が空回りし、ボルト本体が回って
更に締め付けるということがない。

【００１１】また、本発明は第二の手段として、軸部と
頭部とを有し頭部外周に係止溝が設けられたボルト本体
と、ボルト本体の頭部に、所定の荷重が加わったときに
破断される応力集中部を介して連結され先端側に大径部
を有する締付頭部と、締付頭部が緩嵌される通孔が設け
られた頂部の端縁からその頂部に垂直方向へ向かって延
びる複数のアーム部の先端に係止溝に係止可能な係止部
が形成されている連結体とからなり、通孔に締付頭部を
挿通させるとともに係止溝に係止部を嵌合させることに
よって、締付頭部を締め付けたときに、所定のトルクを
超えて応力集中部が破断した後に締付頭部がボルト本体
から脱落しない構成とした。

【００１２】更に、本発明は第三の手段として、軸部と
頭部とを有するボルト本体の頭部に、所定の荷重が加わ
ったときに破断される応力集中部を介して締付頭部が連
結されており、更に頭部と締付頭部とが所定の緩みを保
たせた線状体で連結されていることによって、応力集中
部が破断した後は線状体が締付頭部をボルト本体に連結
した状態を維持して脱落させない構成とした。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００１４】図１は本発明の実施の形態の一例を示すも
のであり、ボルト本体２の頭部２１の基端側に、破断し
やすいように形成されている応力集中部３を介して、ス
パナ等の工具類で締付可能な締付頭部４が連結されてい
る。

【００１５】応力集中部３は、図１に示すように、中心
軸線上に位置する細軸であってもよいし、或いは、締付
頭部４と頭部２１との外周に沿って薄肉に連結したもの
でも構わない。いずれにしても、締付頭部４をスパナ等
の締付工具を用いて締め付け、ボルト本体２が被固着物
にねじ込まれて所定のトルクを超えると同時に、応力集
中部３が破断するように形成される。

【００１６】一方、締付頭部４の外周には、係止溝４１
が形成されている。この係止溝４１は、図１に示すよう
に、対向する二個所とするなど、外周の一部分であって
もよいし、或いは全周にわたって環状に形成されていて
も構わない。

【００１７】また、連結体５は、図２に示すように、通
孔５０が中央に形成されている円板状の底部５１と、底
部５１の周端縁の対向する位置から上方に向かって延び
る二つのアーム部５２、および、そのアーム部５２の先
端から底部５１と平行に且つ内向きに突出し締付頭部４
の係止溝４１に嵌合される係止部５３とからなり、通孔
５０は、ボルト本体２の軸部２２よりも少し大きい径を
有している。そして、通孔５０にボルト本体２の軸部２
２を挿通し、係止部５３を係止溝４１に嵌合することに
よって、連結体５をボルト本体２および締付頭部４に取
り付ける。このとき、連結体５の底部５１がボルト本体
２の軸部２２の基端に位置するようにアーム部５２の長
さを設定することが好ましい。

【００１８】このようにしてボルト本体２と締付頭部４
とが連結体５によって連結されると、応力集中部３が破
断しても、係止部５３が係止溝４１に嵌合しているとと
もに、頭部２１が通孔５０を通過しないために、締付頭
部４が脱落することがない。しかも、軸部２２は通孔５
０に緩嵌されているので、応力集中部３の破断後に、係
止部５３に嵌合固定されている連結体５が締付頭部４と
ともに回転しても、ボルト本体２は回転しない。従っ
て、所定以上のトルクが作用して応力集中部３が破断し
た後は、締付頭部４は連結体５とともに空回りするため
に急激に締め付けに対する抵抗力が弱くなることで、締
め付けが終了したことを確認することができる。

【００１９】こうして、トルク制御の精度は、応力集中
部３の強度のばらつきの範囲内に収められるので、通常
の締付作業を行うだけで極めて正確にトルク管理を行う
ことができるうえ、締付頭部４の脱落を防ぐことができ
る。

【００２０】図３は本発明の異なる実施の形態を示すも
のである。

【００２１】ボルト本体２ａの頭部２１ａの外周には係
止溝２３が形成されており、頭部２１ａの基端側に、応
力集中部３ａを介して、スパナ等の工具類で締付可能な
締付頭部４ａが連結されている。また、締付頭部４ａの
先端側には、リブ状の大径部４２が形成されている。
尚、係止溝２３は、頭部２１ａの外周の全周にわたって
形成されてもよいし、対向する二個所その他複数個所に
形成されていてもよい。

【００２２】そして、図２に示した連結体５とほぼ同様
の形状の連結体５ａを、図１の実施の形態とは上下逆向
きに用いてボルト本体２ａおよび締付頭部４ａに取り付
ける。即ち、連結体５ａは、締付頭部４ａよりも少し大
径の通孔５０ａを有する円板状の頂部５１ａと、頂部５
１ａの周端縁の対向する位置から下方に向かって延びる
二つのアーム部５２ａ、および、そのアーム部５２ａの
先端から頂部５１ａと平行に且つ内向きに突出し頭部２
１ａの係止溝２３に嵌合される係止部５３ａとからなる
ものである。この通孔５０ａに締付頭部４ａを挿通させ
るとともに係止部５３ａを係止溝２３に嵌合させる。

【００２３】こうして、ボルト本体２ａと締付頭部４ａ
とが連結されることによって、応力集中部３ａが破断し
た後も、係止部５３ａが係止溝２３に嵌合しているとと
もに、大径部４２が通孔５０ａを通過しないために、締
付頭部４ａが脱落することがない。しかも、連結体５ａ
は締付頭部４ａに緩嵌されているので、応力集中部３ａ
の破断後に、締付頭部４ａを回してもボルト本体２ａが
回ることはない。従って、前述の実施の形態と同様にし
て、締め付けが終了したのを確認することができる。

【００２４】尚、図１，図２および図３の形態におい
て、連結体５，５ａのアーム部５２，５２ａは、三個所
以上であっても構わない。

【００２５】図４は、本発明の第三の実施の形態を示す
ものであり、応力集中部３ｂで連結されたボルト本体２
ｂと締付頭部４ｂとを、鎖や金属線などからなる線状体
６を用いて連結したものである。線状体６は、所定のト
ルクに達して応力集中部３ｂが破断した後に、締付頭部
４ｂのみが僅かに空回りするために抵抗が急激に弱くな
り、締付作業が終了したことが直ちに確認できるととも
に、空回りするときに引っ張られて切断することがない
ように、所定の弛みを保たせて連結されている。

【００２６】そして、所定以上のトルクが作用して応力
集中部３ｂが破断した後に、線状体６によって、締付頭
部４ｂがボルト本体２ｂに連結された状態を維持するた
め、締付頭部４ｂが脱落するのを防ぐ。

【００２７】

【発明の効果】本発明によると、通常の締付作業を行う
だけで、ボルト本体から分離した部品の一部を脱落させ
ることなく、正確なトルク管理を行うことができる。

【００２８】従って、分離した部品を拾い集める手間が
不必要であるとともに、高所作業の場合に部品が落下し
て危険を招いたり、精密機器等の場合に内部に部品が入
り込んで故障の原因になったりすることがなく、安全に
使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す縦断面図である。

【図２】図１の実施の形態で用いる連結体の斜視図であ
る。

【図３】本発明の異なる実施の形態を示す縦断面図であ
る。

【図４】本発明の更に異なる実施の形態を示す正面図で
ある。

【図５】従来行われている電線の接続方法の一例を示す
縦断面図である。

【図６】トルク制御ボルトの従来例を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

２，２ａ，２ｂ ボルト本体 ３，３ａ，３ｂ 応力集中部 ４，４ａ，４ｂ 締付頭部 ５，５ａ 連結体 ６ 線状体 ２１，２１ａ，２１ｂ 頭部 ２２ 軸部 ２３，４１ 係止溝 ５０，５０ａ 通孔 ５１ 底部 ５１ａ 頂部 ５２，５２ａ アーム部 ５３，５３ａ 係止部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸部と頭部とを有するボルト本体と；前
   記ボルト本体の頭部に、所定の荷重が加わったときに破
   断される応力集中部を介して連結され外周に係止溝が設
   けられた締付頭部と；前記ボルト本体の軸部が緩嵌され
   る通孔が設けられた底部の端縁からその底部に垂直方向
   へ向かって延びる複数のアーム部の先端に前記係止溝に
   係止可能な係止部が形成されている連結体とからなり；
   前記通孔に前記軸部を挿通させるとともに前記係止溝に
   前記係止部を嵌合させることによって、前記締付頭部を
   締め付けたときに、所定のトルクを超えて前記応力集中
   部が破断した後に前記締付頭部が前記ボルト本体から脱
   落しない構成としたことを特徴とするトルク制御ボル
   ト。
2. 【請求項２】 軸部と頭部とを有し、前記頭部外周に係
   止溝が設けられたボルト本体と；前記ボルト本体の前記
   頭部に、所定の荷重が加わったときに破断される応力集
   中部を介して連結され先端側に大径部を有する締付頭部
   と；前記締付頭部が緩嵌される通孔が設けられた頂部の
   端縁からその頂部に垂直方向へ向かって延びる複数のア
   ーム部の先端に前記係止溝に係止可能な係止部が形成さ
   れている連結体とからなり；前記通孔に前記締付頭部を
   挿通させるとともに前記係止溝に前記係止部を嵌合させ
   ることによって、前記締付頭部を締め付けたときに、所
   定のトルクを超えて前記応力集中部が破断した後に前記
   締付頭部が前記ボルト本体から脱落しない構成としたこ
   とを特徴とするトルク制御ボルト。
3. 【請求項３】 軸部と頭部とを有するボルト本体の前記
   頭部に、所定の荷重が加わったときに破断される応力集
   中部を介して締付頭部が連結されており、更に前記頭部
   と前記締付頭部とが所定の緩みを保たせた線状体で連結
   されていることを特徴とするトルク制御ボルト。