JPS6317852Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、ボルト・ナツト・ビスあるいはク
リツプ等の被締付材を締付する締付具に関し、特
に、締付後に弾性限以上の外力が加わつても、外
力除荷後に、もとの締付状態に戻るようにしたも
のである。

従来技術 従来、第１図に示す如く、２枚の締結プレート
１Ａ，１Ｂに通常の鋼製ボルト２とナツト３を組
付けて締結した場合、締結後に第１図Ａに示す如
く、プレート１Ｂに外力Ｆが加わつた際、ボルト
２の弾性限以上の変形量を強要する力であると、
ボルト２は第１図Ｂに示す如く塑性変形し、外力
が取り除かれた後にボルト２に永久変形が残留
し、プレート１Ａと１Ｂの間に隙間δが生じ、ボ
ルト２とナツト３とによる締結能力を失い、か
つ、ボルト２の耐久性も低下する。

考案の目的 この考案は、上記した問題を解消せんとするも
ので、締付後に弾性限以上の変形量を強要する外
力が加わつた場合にも、外力除荷後にもとの締付
状態に戻りうるようにし、締付能力の向上、及び
これに伴う安全性の確保を図り、かつ、ボルトの
耐久性を向上させることを目的とするものであ
る。

考案の構成及び作用 この考案は、上記目的を達成するため、ボル
ト・ナツトからなる締付具では、ボルトまたはナ
ツトあるいはボルトとナツトの両方、もしくは、
ビス、クリツプ等の締付具を、非常に大きいスプ
リングバツク量、即ち擬弾性力を有する形状記憶
合金で形成し、被締付材を締付後、該締付具の弾
性限以上の外力あるいは擬弾性限以上の外力で、
かつ、弾性限以上の塑性変形を強要する外力が加
わつて被締付材の間に隙間が生じても、ボルトの
塑性変形が擬弾性力により回復しうる範囲に制限
されるように、被締付材の移動を規制する部位を
設け、外力を徐荷した後は、擬弾性力により、元
の締付状態に戻るようにしたものである。詳しく
は、形状記憶合金で、その擬弾性温度域が締付具
の使用雰囲気温度を含むように設定した一方向あ
るいは両方向形状記憶合金により締付具を形成
し、締付後に外力で降伏点以上の変形歪が加わつ
た際に除荷後にもとの締付状態に戻る構成とした
ことを特徴とする締付具を提供するものである。

実施例 以下、この考案を図面に示す実施例により詳細
に説明する。

周知の如く、形状記憶合金は変態温度以上で一
定温度までは、母相（オーステナイト相）に、そ
の弾性域からはずれた領域まで応力を付加して
も、応力を除去しただけで付加時に生じた応力誘
起マルテンサイト変態に起因する見かけ上の変形
ひずみが全部回復する性質、即ち、擬弾性の性質
がある。

本考案は、上記擬弾性の特性を利用するもので
あり、該擬弾性温度域が使用雰囲気温度を含むよ
うに例えば変態温度を常温以下（約−10゜〜20℃）
とし、常温（５℃〜35℃）の使用雰囲気温度が擬
弾性域（−10℃〜50℃）に入るように設定した１
方向形状記憶合金または両方向形状記憶合金によ
り、締付具を形成しており、第２図に示す実施例
ではボルト５を形成している。

該形状記憶合金としては、疲れ寿命が長いと共
に回復応力が大きく、かつ、耐食性が良いニツケ
ル・チタン系形状記憶合金または銅系形状記憶合
金を使用している。

第２図中、６は通常材で形成したナツト、７，
８は被締付プレート、７ａ，８ａは夫々ボルト取
付穴である。

上記した変態温度が常温以下で、常温がオース
テナイト相（母相）となる形状記憶合金で形成し
たボルト５を用い、第２図Ａに示す如く、被締付
プレート７，８の取付穴７ａ，８ａに該ボルト５
を挿入し、下側プレート７より突出したボルト５
の軸部５ａにナツト６を螺嵌し、ボルト頭部５ｂ
とナツト６との間に被締付プレート７，８を締付
けている。

締付具を構成する締付体（ボルト５）と締付体
（ナツト６）により締結された被締付プレート７，
８に対し、プレート８を下降させる外力が加わ
り、第２図Ｂに示す如く、プレート８の下方へ屈
折させて形成した停止用部位下端が基台９に当接
するまで下降した際、ボルト５は伸びて軸部５ｂ
が長く径が細く変形し、プレート７と８の間に隙
間δが生じる。上記した外力Ｆが弾性限以上の変
形量を強要する外力である場合、該外力負荷時の
温度が変態温度以上で擬弾性域内の際、ボルト５
は弾性変形に引き続いて降伏点（弾性限）以上の
変形、即ち、応力誘起マルテンサイト変態が生
じ、上記Ｂの形状に塑性変形する。その際、該変
形歪量εがボルト５の擬弾性力により回復しうる
限度を超えないように、基台９と被締付プレート
８の先端の係合部を位置決めしている。該変形歪
量εがニツケル・チタン合金で約８％、銅系で約
２％までの場合は、すべりによる永久変形は生じ
ず、従つて、外力Ｆが除荷されると、上記応力誘
起マルテン・サイト変態で生じた変形（歪）は全
部回復し、第２図Ａと同じＣに示す形状にボルト
５は復帰し、プレート７と８間の隙間δはなくな
り、ボルト５とナツト６とによりプレート７，８
は締結される。

尚、外力Ｆによりボルト５に惹起されるひずみ
が擬弾性により回復する限度以内のひずみであれ
ば、プレート８に停止用部位や基台９は必ずしも
設ける必要はない。

上記形状記憶合金製ボルトと通常の鋼製ボルト
とにおける応力σとひずみεとの関係を比較する
と、第３図の線図に示す如く、ひずみ量ε約0.3
％が降伏点であり、実線でする鋼製ボルトではひ
ずみ量ε約0.3％を超えるともとの形状に回復せ
ず図中×印で示す約30％までひずみ量εが達する
と破断する。これに対して、形状記憶合金製ボル
トでは図中１点鎖線で示す如く、降伏点を超えて
ひずみ量εが約８％に達するまで永久変形は生じ
ず除荷すると形状が完全に回復し、このように、
形状記憶合金製ボルトは通常の鋼製ボルトの弾性
限をはるかにこえてNi−Ti系で約20〜25倍Cu系
で約７倍の変形量が生じても、除荷後には形状を
完全に回復することができ、ボルトは締結能力を
失うことはなく、かつ、ボルトの耐久性も向上す
る。

上記実施例は、ボルトを形状記憶合金で形成し
たものであるが、ボルトとナツトの両方を形状記
憶合金で形成してもよい。更に、ビス、クリツプ
等の外力が負荷された際に、伸長して荷重を吸収
する締付具にも適用され、かつ、これら締付具の
変形部（負荷により伸長変形する部分）のみを形
状記憶合金で形成してもよい。

効 果 以上の説明より明らかなように、この考案に係
る締付具は、形状記憶合金を用いて締付具を形成
し、使用雰囲気温度が擬弾性域に含まれるように
設定し、かつ、該締付具により被締付材を締結し
た際に、被締付材に外力が加わつて締付具が変形
する場合に、該締付具が擬弾性力により回復でき
る限度内で変形するように被締付材の移動を規制
しているため、外力除荷後には擬弾性力によりも
との形状に締付具が復帰し、締結能力が完全に保
持される。かつ、締付具自体も形状を完全に回復
するため耐久性が向上する等の効果を有するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂは従来の締付具による締結状態を
示す断面図、第２図Ａ，Ｂ，Ｃはこの考案に係る
締付具の締結状態を示しＡは締結時の断面図Ｂは
外力負荷時の断面図Ｃは外力除荷時の断面図、第
３図は従来のボルトとこの考案のボルトの応力−
ひずみ関係を示す線図である。 ５……ボルト、６……ナツト、７，８……被締
付プレート。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 被締付プレートに穿設した取付穴に挿通されて
   用いられる締付具において、 締付具を構成するボルト５を一方向あるいは両
   方向形状記憶合金により形成し、かつ、該ボルト
   ５を被締付プレートの取付穴に挿通してナツト６
   と螺嵌して被締付プレートを締結した後に外力に
   より生じるボルト５の変形歪みが擬弾性により回
   復することが出来る範囲を越えないように停止さ
   せるために、被締付プレートの移動停止手段を設
   け、除荷後にボルト５の擬弾性によりもとの締付
   状態に戻るようにしたことを特徴とする締付具。