JPS649484B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はボルト、ナツト等の締結具に係り、特
にセラミツクス製の締結具であつてセラミツク部
材の締結に好適な締結具締結方法に関するもので
ある。 セラミツク部材同士を結合する方法として、セ
ラミツクス製のボルトを用いてボルト締めする方
法がある。しかしながら周知の如くセラミツクス
は脆性材料であるところから強く締め過ぎたり衝
撃荷重がかかると局部的に応力集中がおこりねじ
溝が欠損するという問題がある。またセラミツク
部品は一般にその加工が容易ではなく、複雑な形
状のボルト等においては寸法精度が低いところか
ら、形成されたねじ溝もその寸法精度が低くその
ために上記の如き問題点が助長されるという欠点
がある。 他の従来例として、実開昭57−124612号公報及
び実開昭59−37412号公報がある。しかし、これ
らに記載の締結具は、単にねじ部に軟質材や剛性
のある弾性材料を被設し、そのまま締結したもの
であるため、ねじ部間の寸法精度の低い部分に充
分に充填されず、局部的な応力の集中を防止する
上において不充分であつた。従つて、締結部分の
結合強度や衝撃荷重に対する抵抗性が低いという
問題があつた。 本発明の目的は、ねじ部に寸法精度の低い部分
があつても、締結部分の結合強度を高め、更に衝
撃荷重に対する抵抗性を高めることのできるセラ
ミツクス製締結具の締結方法を提供するにある。 本発明は、上記目的を達成するため、締結され
た雄ねじ体と雌ねじ体とのねじ部間に、室温より
高温で軟化する部材であつて、介在させた状態に
て加熱軟化及び冷却硬化の軟硬工程を経た介在部
材を介設する締結具の締結方法とすることによ
り、加熱軟化工程にてねじ部間に空隙なく介在部
材が行きわたり、その後の冷却硬化工程により締
結部分の結合強度及び衝撃荷重に対する抵抗性を
高めたものである。 本発明に係る締結具を用いて部材を締結するに
は、まず該締結具を所定の温度範囲に加熱し、ね
じ溝などに被装された介在部材を軟かくしてお
く。そしてこの加熱状態で締結し、その後冷却す
る。そうすると介在部材も冷却によつて硬くな
り、堅牢な結合が行なわれるようになる。また、
締め付け中は介在部材が軟化しており、雄ねじ体
と雌ねじ体との間隙に満遍なくゆきわたり、冷
却・硬化後には雄ねじ体と雌ねじ体とは緊密に一
体となる。そしてこのために締結部に衝撃荷重が
負荷されても締結具に対して局部的な応力集中の
生ずることが防止され、ねじ溝の欠損などのおそ
れも悉く解消され、かつ結合強度も大きく向上さ
れるのである。 このような、室温よりも高い温度範囲において
軟化する介在部材としては超塑性合金が好適であ
るが、その他にも結合時の加温温度範囲で軟質の
合金あるいはプラスチツク、ガスケツト等でもよ
い。 第１表に代表的な超塑性金属の組成、伸び及び
超塑性を示す温度範囲を示す。

【表】

【表】 以下図面に示す実施例を参照して本発明を更に
詳細に説明する。 第１図は本発明の実施例に係るボルトの側面図
である。このボルト１のねじ部１ａ及びボルトの
頭の裏面側１ｂには超塑性合金がコーテイング又
はライニングされている。また第２図は本発明の
実施例に係るナツトの断面図であり、このナツト
２のねじ溝２ａにも同様に超塑性合金のコーテイ
ング又はライニングが施されている。なおボルト
１、ナツト２はそれぞれセラミツクス製である。 超塑性材料をライニング又はコーテイングする
方法としては種々のものがあり、超塑性合金をコ
ーテイングする方法としては電気化学的方法であ
るメツキによるもの、溶射によるもの、ブラスト
圧着法によるもの等が考えられる。この内溶射法
とは高温炎（例えば、酸素プロパン炎）または電
気的なアークを利用して合金を溶かし、これを圧
縮空気で微粒化し、素材に吹き付け接着させる方
法である。またブラスト圧着法とは素材表面に超
塑性材料粉末をブラスト加工し、その際の超塑性
流動を利用し、本粉末を迅速に圧着被覆して行な
うものである。コーテイングする場所は接合する
部材と結合用ボルト、ナツトの接触場所のみに行
なつても良いし、結合用ボルト、ナツトの全体に
一体的に行なつても良い。 第３図はこのボルト１、ナツト２を用いてセラ
ミツク板３，３同士を接合した状態を示す断面図
である。即ちセラミツク板３，３に孔を開けてお
きボルト１を差し通しナツト２を締結する。この
締結に際しては、ナツト２及びセラミツク板３，
３を所定の温度に加熱しておくことが必要であ
る。即ちこのように加熱するとナツト２とセラミ
ツク板３とが熱膨張しボルト１の差し込み及び締
め込みが容易になると共に表面にコーテイングさ
れた超塑性合金が超塑性状態を示すようになり両
者間の間隙を均一に完全に密着させるようにな
り、その後温度が下がるとナツト２がボルト１に
強く係合するようになる。また逆にナツト２を外
すときにはこのナツト２を所定温度に加熱するよ
うにすれば容易にナツト２を取り外すことができ
る。なおナツト２を加熱する際には、加熱温度を
超塑性合金が最も変形し易くなる温度に合わせる
ことが必要であり、このことがセラミツク同士の
接触面での局部的な応力集中を防ぎ均一に間をう
める役割をする。なお第１図のボルト１において
はボルト頭の裏面側１ｂにも超塑性合金がライニ
ングされているので、第３図の如く接合に使用し
た場合にはセラミツク板３の表面とボルト頭の裏
面側１ｂとのあたりが軟かに均一になるという効
果も奏される。 第４図はボルト１を用いてセラミツク板４と肉
厚の大きいセラミツク部材５とを結合した状態を
示す断面図である。即ちセラミツク板４とセラミ
ツク部材５にそれぞれ透孔４ａ、ねじ孔５ａを設
けておきボルト１を締め込んでいる。本実施例に
おいてもボルト１とセラミツク部材材５とが強固
に接合されるとともにセラミツク板４とボルト１
のボルト頭の裏面側１ｂとのあたりが均一に軟か
になる。なお本実施例においても、ボルト１を締
め込むに際してはセラミツク部材５を予じめライ
ニングを行つた超塑性合金の超塑性挙働を示す温
度範囲に加熱するようにしておけば締め込みが容
易になるとともに接触面では超塑性挙働を示し局
部応力の発生が防止出来セラミツク部材５の温度
が下がつたあとには結合強度が高められるという
効果がある。またセラミツク板４を加熱しておけ
ばボルト１の挿通も容易となる。 なお本実施例においてはセラミツク部材５に形
成されたねじ孔５ａのねじ溝にも超塑性合金をラ
イニングしておくようにしてもよい。 上記各実施例においてはボルト１、ナツト２に
は超塑性合金がライニングされているが、これは
その他の所定の温度範囲において軟質となる金
属、プラスチツク、あるいはガスケツト等でもよ
い。 また本発明においてはボルト、ナツト等を構成
するセラミツクスの材質は特に限定されるもので
はなく、各種の酸化物、窒化物、炭化物あるいは
これらを組み合わせた組成のもの等が採用できる
ことは明らかである。 本発明よれば、セラミツクス製締結具の締結方
法を、締結された雄ねじ体と雌ねじ体との間に、
室温より高温で軟化する部材であつて、介在させ
た状態にて加熱軟化及び冷却硬化の軟硬工程を経
た介在部材を介設する方法としたので、介在部材
はねじ部間に間隙なく充分に行きわたつた状態で
介在することになり、結合強度が高いとともに衝
撃荷重に対しても高い抵抗性を有しており、確実
かつ強固な結合が可能とされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るボルトの側面
図、第２図は同ナツトの断面図、第３図はセラミ
ツク板３を接合した状態の断面図、第４図は異な
る接合状態を示す断面図である。 １……セラミツク製ボルト、２……セラミツク
製ナツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 雄ねじを有する雄ねじ体と雌ねじを有する雌
   ねじ体とからなるセラミツクス製締結具の締結方
   法において、締結された前記雄ねじ体と雌ねじ体
   とのねじ部間に、室温より高温で軟化する介在部
   材を介在させ、その状態にて加熱軟化及び冷却硬
   化の軟硬工程を経ることを特徴とするセラミツク
   ス製締結具の締結方法。 ２ 介在部材は超塑性合金である特許請求の範囲
   第１項記載のセラミツクス製締結具の締結方法。