特許 7116595 締付トルク管理具及び締付トルク管理具と締結具との組み合わせ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-02

(45)【発行日】2022-08-10

(54)【発明の名称】締付トルク管理具及び締付トルク管理具と締結具との組み合わせ

(51)【国際特許分類】

   B25B 23/153 20060101AFI20220803BHJP

【ＦＩ】

B25B23/153

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2018104334

(22)【出願日】2018-05-31

(65)【公開番号】P2019209382

(43)【公開日】2019-12-12

【審査請求日】2021-04-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000228442

【氏名又は名称】日本クロージャー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075177

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 尚純

(74)【代理人】

【識別番号】100113217

【弁理士】

【氏名又は名称】奥貫 佐知子

(74)【代理人】

【識別番号】100194629

【弁理士】

【氏名又は名称】小嶋 俊之

(72)【発明者】

【氏名】小林 龍太

【審査官】城野 祐希

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５９－１１３３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００８３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００８３５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｂ ２３／１５３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

合成樹脂から一体に形成されており、下端面が開放された収納穴を規定する内周面と締付具のトルク付加多角形外周面の相似形状である外周面とを有し、該収納穴を規定する内周面は締結具のトルク付加正多角形外周面に対応した正多角形内周面に凹部を形成した形態であり、該凹部の底面と締付回転方向に見て上流側に位置する上流面とは鈍角を形成し、該収納穴に締結具を収納して該外周面に締付トルクを加えた時に、締付トルクが閾値を超えると該収納穴の該内周面が変形されて締結具に対して空転するようになる、ことを特徴とする締付トルク管理具。

【請求項2】

該内周面は、締結具のトルク付加正多角形外周面に対応した正多角形内周面の各辺面の中央部に凹部を形成した形態である、請求項１記載の締付トルク管理具。

【請求項3】

該収納穴の該辺面の各々は該外周面の辺面の各々と平行である、請求項２に記載の締付トルク管理具。

【請求項4】

締付回転方向に見て該収納穴における該辺面の各々における該凹部の上流側に位置する部分には保持突出部が配設されている、請求項２又は３に記載の締付トルク管理具。

【請求項5】

上端部には半径方向内方に延出する内側フランジ部が付設されている、請求項１から４までのいずれかに記載の締付トルク管理具。

【請求項6】

該内側フランジ部の内周面は円筒形状である、請求項５記載の締付トルク管理具。

【請求項7】

下端部には半径方向外方に延出する外側フランジ部が付設されている、請求項１から６までのいずれかに記載の締付トルク管理具。

【請求項8】

該締付具の該トルク付加正多角形外周面は正六角形である、請求項１から７までのいずれかに記載の締付トルク管理具。

【請求項9】

該凹部の該上流面は外方に向かって該締付回転方向に傾斜して延在している、請求項１から８までのいずれかに記載の締付トルク管理具。

【請求項10】

合成樹脂から一体に形成されており、下端面が開放された収納穴を規定する内周面と締付具のトルク付加多角形外周面の相似形状である外周面とを有し、該収納穴を規定する内周面は締結具のトルク付加正多角形外周面に対応した正多角形内周面の各辺面の中央部に凹部を形成した形態であり、締付回転方向に見て該収納穴における該辺面の各々における該凹部の上流側に位置する部分には保持突出部が配設されており、該収納穴に締結具を収納して該外周面に締付トルクを加えた時に、締付トルクが閾値を超えると該収納穴の該内周面が変形されて締結具に対して空転するようになる、ことを特徴とする締付トルク管理具。

【請求項11】

請求項１から１０までのいずれかに記載の締付トルク管理具と、該締付トルク管理具の該収納穴に少なくとも部分的に収納された締結具との組み合わせ。

【請求項12】

該締結具は該収納穴に圧入されている、請求項１１記載の組み合わせ。

【請求項13】

該締結具が六角ナットである、請求項１１又は１２記載の組み合わせ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ナット又はボルトの如き締結具を所要トルクで締め付けるための締付トルク管理具及びかかる締付トルク管理具と締結具との組み合わせに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば高速道路における遮音壁の取り付け、トンネル等の天井壁の取り付け或いは各種建造物における種々の部品の取り付けにおいては、周知の如くボルトとナットとの締結が多数使用されている。そして、かような締結においてはボルトに対してナット（通常は緩み止めナット）を、例えば呼び径Ｍ１０の六角ナットの場合には１７乃至２４Ｎｍ程度であり、呼び径Ｍ２４の六角ナットの場合は２５０乃至３６０Ｎｍ程度である、比較的大きな所要トルクで締め付けることが重要である。下記特許文献１には、ボルトに対してナットを或いはナットに対してボルトを所要トルクで締め付ける際に使用することができる締付トルク管理具が開示されている。かかる締付トルク管理具は、合成樹脂から一体に形成されており、締結具収納部と締付トルク付加部とを含んでいる。締結具収納部には下端面は開口されている収納穴が形成されており、この収納穴の内周面は締結具のトルク付加正多角形外周面に対応する正多角形内周面に部分的に凹部を形成した形態である。締付トルク付加部の外周面は締結具のトルク付加正多角形外周面に対応している。締結具収納部の収納穴に少なくとも部分的に締結具を収納し、締付トルク付加部の外周面に適宜の手動乃至自動締付具を係合せしめて締付トルクを加え、これによって締付トルク付加部及び締結具収納部を介して締結具に締付トルクを伝達せしめる。締結具に加えられるトルクが所定閾値を超えると、収納穴の内周面が変形されて締結具に対して締結具収納部が空転されるようになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－８３５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

而して、上述したとおりの従来の締付トルク管理具には、特に管理すべきトルクの閾値が大きい場合、締結具収納部の各部肉厚と共に締付トルク付加部の各部の肉厚を相当大きく設定することが必要であり、それ故に製造に多量の材料が必要であり製造コストが増大し、そしてまた成形の際に発生する傾向がある所謂ひけを回避するのが比較的困難であり且つ冷却に比較的長時間を要する、という問題が存在する。

【0005】

本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、管理すべきトルクの閾値が大きい場合でも必要材料量が多量になるのを回避することができ、そしてまた充分容易に製造することができる、合成樹脂から一体に成形された新規且つ改良された締付トルク管理具を提供すること、そしてまたかかる締付トルク管理具と締結具の組み合わせを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、締結具収納部と締付トルク付加部とを別個に配設することに代えて、締結具を収納する収納穴を規定する部分自体の外周面を締付トルク付加部として利用する独特な形態に改良することによって、上記主たる技術的課題を達成することができることを見出した。

【0007】

即ち、本発明の第一の局面によれば、上記主たる技術的課題を達成する締付トルク管理具として、合成樹脂から一体に形成されており、下端面が開放された収納穴を規定する内周面と締付具のトルク付加多角形外周面の相似形状である外周面とを有し、該収納穴を規定する内周面は締結具のトルク付加正多角形外周面に対応した正多角形内周面に凹部を形成した形態であり、該凹部の底面と締付回転方向に見て上流側に位置する上流面とは鈍角を形成し、該収納穴に締結具を収納して該外周面に締付トルクを加えた時に、締付トルクが閾値を超えると該収納穴の該内周面が変形されて締結具に対して空転するようになる、ことを特徴とする締付トルク管理具が提供される。
上記主たる技術的課題を達成する締付トルク管理具として、本発明の第二の局面によれば、合成樹脂から一体に形成されており、下端面が開放された収納穴を規定する内周面と締付具のトルク付加多角形外周面の相似形状である外周面とを有し、該収納穴を規定する内周面は締結具のトルク付加正多角形外周面に対応した正多角形内周面の各辺面の中央部に凹部を形成した形態であり、締付回転方向に見て該収納穴における該辺面の各々における該凹部の上流側に位置する部分には保持突出部が配設されており、該収納穴に締結具を収納して該外周面に締付トルクを加えた時に、締付トルクが閾値を超えると該収納穴の該内周面が変形されて締結具に対して空転するようになる、ことを特徴とする締付トルク管理具が提供される。

【0008】

好ましくは、該内周面は、締結具のトルク付加正多角形外周面に対応した正多角形内周面の各辺面の中央部に凹部を形成した形態である。この場合には、該収納穴の該辺面の各々は該主部の該外周面の辺面の各々と平行であるのが望ましく、更に、該締付回転方向に見て該収納穴における該辺面の各々における該凹部の上流側に位置する部分には保持突出部が配設されているのが望ましい。上端部には半径方向内方に延出する内側フランジ部が付設されているのが望ましい。該内側フランジ部の内周面は円筒形状であるのが好都合である。下端部には半径方向外方に延出する外側フランジ部が付設されているのが望ましい。該締付具の該トルク付加正多角形外周面は正六角形でよい。該凹部の該上流面は外方に向かって該締付回転方向に傾斜して延在しているのが好適である。

【0009】

本発明によれば、更に、上述したとおりの締付トルク管理具と該締付トルク管理具の該収納穴に少なくとも部分的に収納された締結具との組み合わせが提供される。該締結具は該収納穴に圧入されているのが好適である。該締結具が六角ナットでよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明の締付トルク管理具は、締結具を収納する収納穴を規定する部分自体の外周面を締付トルク付加部として利用する独特な形態である故に、管理すべきトルクの閾値が大きい場合でも必要材料量が多量になるのを回避することができ、そしてまた肉厚が相当大きい部分を別個に形成する必要がなく、それ故に充分容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に従って構成された締付トルク管理具の好適実施形態を上方から見た斜面図。

【図2】図１に示す締付トルク管理具を下方から見た斜面図。

【図3】図１に示す締付トルク管理具の、一部を断面で示す正面図。

【図4】図１に示す締付トルク管理具の平面図。

【図5】図１に示す締付トルク管理具の底面図。

【図6】図１に示す締付トルク管理具と締結具の典型例であるナットとの組み合わせの、一部を断面で示す正面図。

【図7】図６に示す組み合わせの断面図。

【図8】図６に示す組み合わせにおいて、ナットの締付トルクが閾値を超えてナットに対して締付トルク管理具が空転した状態を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に従って構成された締付トルク管理具の好適実施形態及びかかる実施形態と締結具の典型例であるナットとの組み合わせを示す添付図面を参照して、更に詳述する。

【0013】

図１乃至図３を参照して説明すると、全体を番号２で示す締付トルク管理具は、適宜の合成樹脂、好ましくはポリカーボネート或いはアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）の如き比較的高強度の合成樹脂、から射出成形によって一体に形成されている。かかる締付トルク管理具２は全体として筒形状であり、下端面が開放された収納穴４を規定する内周面６と締付具のトルク付加正多角形外周面の相似形状である外周面８とを有する。

【0014】

図１乃至図３と共に図４及び図５を参照して説明を続けると、収納穴４を規定する内周面６は、収納する締結具のトルク付加正多角形外周面に対応した仮想正多角形内周面の各辺面１０に凹部１２を形成した形態であることが重要である。図示の実施形態においては、後述するとおり締結具は六角ナットであり、従って締結具のトルク付加正多角形外周面は正六角形であり、仮想正多角形内周面（図５に二点鎖線で示す内周面）も正六角形である。各辺面１０の中央部に形成されている凹部１２の各々は底面１２ａと共に両側面、即ち締付回転方向（図４において時計方向、図５において反時計方向）に見て上流側に位置する上流面１２ｂ及び下流側に位置する下流面１２ｃを有する。底面１２ａと上流面１２ｂとが形成する角度αは、鈍角であり、１００乃至１６０度程度であるのが好ましい。図示の実施形態においては、底面１２ａは収納穴４の中心を中心とする円の一部をなす円弧形状であり、上流面１２ｂは辺面１０に対して外方に向かって上記締付回転方向に傾斜して延在している。底面１２ａと上流面１２ｂとは弧状境界面１２ｄを介して滑らかに接続されているのが好適である。一方、下流面１２ｃは辺面１０に対して垂直に延在している。上記締付回転方向において凹部１２よりも下流側の辺面１０ａの周方向長さＬ１は凹部１２よりも上流の辺面１０ｂの周方向長さＬ２よりも長いのが好都合である（この場合には、後の説明から明確に理解される如く、締付トルクの閾値は凹部１２よりも下流側の辺面１０ａの変形によって規定される）。

【0015】

上記収納穴４の内周面を規定する上記辺面１０における上記締付回転方向（図４において時計方向、図５において反時計方向）に見て上記凹部１２の上流側に位置する部分１０ｂには保持突出部が配設されているのが好適である。図示の実施形態においては、保持突出部は、収納穴４の軸線方向（図３において上下方向、図５において紙面に垂直な方向）に、好ましくは収納穴４の軸線に実質上平行に、延びるリブ１４が形成されている。図示の実施形態においては、６個の辺面１０の部分１０ｂの各々において保持突出部即ちリブ１４が形成されている。リブ１４の各々は図２及び図３を参照することによって明確に理解される如く、収納穴４の上端から下端近傍まで収納穴４の軸線に実質上平行に延びている。リブ１４の突出高さＨは０．１乃至０．５ｍｍ程度であり、リブ１４の各々の周方向幅Ｗは０．１乃至０．５ｍｍ程度であるのが好適である。リブ１４の突出端部の横断面形状は、図５に図示する如く半円形状であるのが好都合である。図示の実施形態においては、６個の辺面１０の部分１０ｂの全てにおいてリブ１４を形成しているが、所望ならば、例えば１個置きに位置する３個の辺面１０或いは直径方向に対向して位置する２個の辺面１０のみにリブ１４を形成することもできる。

【0016】

保持突出部を構成するリブ１４は、辺面１０における締付回転方向に見て凹部１２の上流側に位置する部分１０ｂのみではなく、辺面１０における締付回転方向に見て凹部１２の下流側に位置する部分１０ａにも形成することもできる。しかしながら、辺面１０における締付回転方向に見て凹部１２の下流側に位置する部分１０ａにも形成した場合、後述する如く締付トルクが閾値に達する際には辺面１０における締付回転方向に見て凹部１２の下流側に位置する部分１０ａが主として変形される故、辺面１０の変形に先立ってリブ１４がその全体に渡って変形され、これに起因して締付トルクが閾値に達する前に締付トルク管理具２が締結具から離脱してしまう傾向がある。従って、辺面１０における締付回転方向に見て凹部１２の下流側に位置する部分１０ａにはリブ１４を配設しないことが望ましい。

【0017】

図３を参照することによって明確に理解される如く、図示の実施形態においては、収納穴４の上端には円形内周面を有する付加部１６が付設されている。この付加部１６の内周面は収納穴４の内周面よりも半径方向内側に位置する（後に更に言及するとおり、付加部１６には、緩み止めナットの上面に形成されている円環形状部が収納される）。収納穴４の内周面下端部には面取加工が施されている。

【0018】

図１乃至図５を参照して説明を続けると、上記外周面８は上述とおり締結具のトルク付加多角形の相似形状である。図示の実施形態においては、後述するとおり締結具は六角ナットであり、従って上記外周面８は正六角形であり、締結具の正六角形トルク付加正多角形の１．２乃至１．６倍程度であるのが好都合である。上記収納穴４における辺面１０の各々と外周面８における辺面１８の各々と平行であるのが好都合である。後述するとおり収納穴４に締結具を収納した状態で外周面８に付加するトルクが閾値を超えた時に収納穴４を規定している内周面６は変形するが、内周面６から外周面８に渡って亀裂が生成されて締付トルク管理具２の全体が破損されてしまうことを確実に回避するために、内周面６における直径方向に対向する角（辺面１０と辺面１０の交差点）間の長さＸ１(図５)は、外周面８における直径方向に対向する辺面１８間の長さＸ２(図４)よりも小さいことが望ましい。

【0019】

図示の実施形態においては、締付トルク管理具２の上端部には半径方向内方に延出する内側フランジ部２０が形成されている。内側フランジ部２０の内周面主部は円筒形状で下端部は円錐台形状であり、内側フランジ部２０の内径は収納穴４の上記付加部１６の内径よりも小さく、従って付加部１６と内側フランジ２０との境界領域には下方を向いた円環状肩面２２が規定されている。一方、締付トルク管理具２の下端部には半径方向外方に延出した外側フランジ部２４が形成されている。外側フランジ２４の外周面は円筒形状である。締付トルク管理具２の上面（内側フランジ部２０の上面を含む）は、実質上水平な平面でよく、同様に締付トルク管理具２の下面（外側フランジ部２４の下面を含む）も実質上水平な平面でよい。

【0020】

上述したとおりの締付トルク管理具２はそれ単独で市場に流通させることもできるが、図６及び図７（図７においては、締結具即ち六角ナット２６を収納穴４内に圧入することによってリブ１４が幾分弾性乃至塑性変形されるが、かような変形を図示することなくリブ１４が変形しない状態で六角ナット２６に重ねて図示している）に示すとおり、締結具と組み合わせて市場に流通させるのが好都合である。図６及び図７に示す実施形態においては、締結具の典型例として緩み止め六角ナット２６が図示されている。かかる六角ナット２６の外周面２８は正六角形であり、六角ナット２６の製作誤差が充分に小さい場合には締結具収納部４に形成されている収納穴８に関する上記仮想正六角形よりも若干大きい（換言すれば、締付トルク管理具２における収納穴４の仮想正六角形内周面は六角ナット２６の正六角形である外周面２８よりも小さく設定されている）。そして、六角ナット２６の主部、即ち下端部を除く部分、が収納穴８内に圧入される。六角ナット２６の上面に形成されている円環形状部３０は付加部１６内に収納され、その上端縁が肩面２２に当接される。そして、六角ナット２６は、上記締付回転方向（図４において時計方向、図５において反時計方向）に見て上記凹部１２の下流側に位置する部分１０ａと共にリブ１４が六角ナット２６の外周面２８に圧接することによって収納穴４内に保持される。而して、適宜の合成樹脂から射出成形される締付トルク管理具２の製作公差は比較的小さく、従って収納穴４の内周面の製作誤差は比較的小さいのに対して、六角ナット２６の製作公差は比較的大きく、従って六角ナット２６の外周面２８の製作誤差は比較的大きいが、収納穴４の内周面に対する六角ナット２６の外周面２８の比較的大きな製作誤差が収納穴４の内周面の所要部分に形成されているリブ１４の弾性乃至塑性変形によって補償される。それ故に、収納穴４内に六角ボルト２６を圧入するのに必要な力が過大或いは過小になることが可及的に回避される。

【0021】

上述したとおりの締付トルク管理具２の使用様式について説明すると、締付トルク管理具２に六角ナット２６が既に組み合わされている場合には、その六角ナット２６を締結すべきボルトの軸部３２（図６）に被嵌する（締付トルク管理具２に六角ナット２６が組み合わされていない場合には、ボルトに仮締結した六角ナット２６を締付トルク管理具２の収納穴４に収納する）。次いで、図６に二点鎖線で示す如く、自動又は手動締付具のソケット３４（ソケット３４の内周面は締付トルク管理具２の外周面に対応した六角筒形状である）を締付トルク管理具２の外周面８に嵌合する。この際には、ソケット３４の下端を締付トルク管理具２の外側フランジ部２４の上面に当接せしめることによって、ソケット３４を締付トルク管理具２に対して充分容易に所要とおりに位置させることができる。しかる後に、締結具のソケット３４を締結方向（図４において時計方向、図５において反時計方向）に回転する。ソケット３４から締付トルク管理具２に加えられるトルクは六角ナット２６に伝えられ、これによって六角ナット２６がボルトの軸部３２に締め付けられる。ボルトの軸部３２に対して六角ナット２６が軸線方向に相対的に比較的長い距離に渡って進行する場合には、図６に二点鎖線で図示する如く、ボルトの軸部３２が締付トルク管理具２の内側フランジ部２０を貫通して上方に移動する。

【0022】

角ナット２６に伝えられる締付トルクが所定閾値を超えると、図８に図示する如く、収納穴４の内周面、特に締付回転方向に見て凹部１２よりも下流側の部位（更に詳しくは締付回転方向に見て上流側の辺面１０と下流側の辺面１０との境界領域から上流側の辺面１０の凹部１２よりも下流側の部位）が締付回転方向とは反対側へ向かって押圧されて変形され、六角ナット２６に対して締付トルク管理具２が空転するようになり、かくしてボルトに対して六角ナット２６が所要締付トルクで締結される。六角ナット２６に対して締付トルク管理具２が空転し始めた際には、六角ナット２６の外周面角部が収納穴４の凹部１２の上流面１２ｂに激しく衝突することがあるが、凹部１２の底面１２ａと上流面１２ｂとが鈍角を形成している故に、六角ナット２６の外周面角部から凹部１２の上流面１２ｂに加えられる力が適宜に緩衝乃至消失される。加えて、締付トルク管理具２の外周面８に被嵌されたソケット３４が締付トルク管理具２の補強部材として機能する。かくして、締付トルク管理具２に亀裂が生成され或いは締付トルク管理具２が破損されてしまうことが可及的に回避される。六角ナット２６に対して締付トルク管理具２が空転し始めた後においては、ボルトの軸部３２に所要締付トルクで締め付けられ六角ナット２６から締付トルク管理具２を充分容易に離脱することができる。

【0023】

上述した実施形態においては、保持突出部は収納穴４の軸線方向に延びる１個のリブ１４から構成されているが、所望ならば、収納穴４の軸線方向又は周方向に間隔おいて軸線方向に延びる複数個のリブ、収納穴４の周方向に延びる１個或いは収納穴４の軸線方向又は周方向に間隔をおいて周方向に延びる複数個のリブ、或いは適宜に配設された複数個の突起（横断面形状は円形であるのが好都合である）から保持突出部を構成することもできる。

【符号の説明】

【0024】

２：締付トルク管理具
４：収納穴
６：内周面
８：外周面
１０：辺面
１２：凹部
１２ａ：凹部の底面
１２ｂ：凹部の上流面
１２ｃ：凹部の下流面
１４：リブ（保持突出部）
２０：内側フランジ部
２４：外側フランジ部
２６：六角ナット
３２：ボルトの軸部
３４：締付具のソケット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】