(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】2024-11-01
(45)【発行日】2024-11-12
(54)【発明の名称】締付具
(51)【国際特許分類】
B25B 23/15 20060101AFI20241105BHJP
F16B 23/00 20060101ALI20241105BHJP
【FI】
B25B23/15
F16B23/00 U
(21)【出願番号】P 2021090494
(22)【出願日】2021-05-28
【審査請求日】2023-11-20
(73)【特許権者】
【識別番号】000101879
【氏名又は名称】イーグル工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100098729
【氏名又は名称】重信 和男
(74)【代理人】
【識別番号】100206911
【氏名又は名称】大久保 岳彦
(74)【代理人】
【識別番号】100204467
【氏名又は名称】石川 好文
(74)【代理人】
【識別番号】100148161
【氏名又は名称】秋庭 英樹
(74)【代理人】
【氏名又は名称】堅田 多恵子
(74)【代理人】
【識別番号】100195833
【氏名又は名称】林 道広
(72)【発明者】
【氏名】上村 真也
【審査官】山村 和人
(56)【参考文献】
【文献】特開昭52-009758(JP,A)
【文献】特開2014-176946(JP,A)
【文献】実開昭50-020967(JP,U)
【文献】特開2002-096270(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B25B 23/15
F16B 23/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
多角形の締結部品に外嵌して回動されることで、この締結部品の締め付け作業を行うことができる締付具であって、
内方に突出す回動方向に沿う弧状の凸条が複数配置されており、前記凸条が前記締結部品の多角形面にそれぞれ当接した状態で前記締結部品を締め付け可能となって
おり、
前記凸条は、前記締付具の回動方向に対して傾斜して形成されており、
前記締付具は、回動される基部と、該基部の軸方向と平行にかつ回転方向に等配されて取り付けられた複数のネジと、を備え、
前記ネジのネジ山が前記凸条を構成している締結具。
【請求項2】
前記複数のネジは、前記基部にそれぞれ螺合により着脱可能に固定されている請求項
1に記載の締結具。
【請求項3】
前記基部は、内側に締結部品が挿入される環状の側壁部を有し、前記側壁部には前記複数のネジが螺合する雌ネジ部が形成されている請求項
2に記載の締結具。
【請求項4】
隣接する前記ネジの中心同士の離間距離は、前記ネジの直径よりも大きい請求項
1ないし
3のいずれかに記載の締結具。
【請求項5】
前記ネジの胴部の先端に当該ネジの締め付けに用いられる凹所が形成されている請求項
1ないし
4のいずれかに記載の締結具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、多角形面を有する締結部品の締め付けに用いられる締付具に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から様々な構造物の組み立てにネジ締結が用いられており、ネジ等の締結部品はレンチ、ドライバ等の各種締付工具によって締め付けられる。強い締結が求められる締結部品であるナット及びボルトの頭部は正四角形や正六角形のように多角形面の側面により形成されており、この多角形面に外嵌する口幅を有するレンチによって締め付けが行われる。特に強い締結が用いられる産業分野においては、所望の締結力を確保するとともに過度な締め付けによる破損を防止するために、トルクレンチのような規定の締め付けトルクで締め付けを行うことができる締付工具が用いられる。また、このような締付け作業は、工場などの製造ラインや現場にて作業員の手により行われているため、人為的なミスにより十分な締め付けトルクによる締め付けが完了していない、締め忘れが生じる虞がある。そのため、締め付けを行った作業員とは別の点検を行う作業員が員数管理やトルクレンチを用いて締め忘れがないか確認するなど、締め忘れを防止する各種対策が講じられている。
【0003】
例えば、特許文献1には、回動されるレンチ頭部に締結部品に外嵌する多角形状の凹部を備える2つの実施形態の締付具が示されており、この凹部の内側面にそれぞれ特徴的な突起が形成されている。これによれば、規定の締め付けトルクで締め付け作業が行われると、突起が締結部品の側面に押圧されて該側面に凹痕や傷痕などの締付痕が形成される。そのため、作業員は、締付痕の有無を確認することで、規定の締め付けトルクによる締め付けが完了しているか否かを視覚的に判断することができる。
【0004】
詳細には、一方の実施形態における締付具における突起は、多角形状をなす凹部の内側面である多角形面に、それぞれレンチ頭部の回転軸と平行に線状に延びているとともに回転中心に向けて先細る傾斜形状に形成されている。そのため、締め付け作業が行われると、突起がナットもしくはボルト頭部の多角形面に押圧され、多角形面に軸方向に延びる線状の締付痕を形成することができる。また、他方の実施形態における締付具における突起は、多角形状の凹部の各多角形面に沿って延びレンチ頭部の回転方向に環状に連なるって形成されている。そのため、締め付け作業が行われると、突起が締結部品の角部に押圧され、締め付け作業時の締め付けトルクに応じて回転方向に長く締付痕を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開昭52-9758号公報(第2頁、第1図)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1の一方の実施形態における締付具にあっては、締め付け作業により、締付具の多角形面に軸方向延びる線状の締付痕を形成することができ、締付痕の視認性に優れるものの、締め付け作業時の締め付けトルクに応じて突起の締結部品の多角形面への食い込み量が大きくなって締付痕の深さは大きくなるものの、締付痕の外形状の変化が極めて少ない。そのため、十分な締め付けトルクで締め付け作業が行われたか否かを判断しにくいという問題がある。また、他方の実施形態における締付具にあっては、締め付けトルクに応じて回転方向に長く締付痕を形成することができるが、締結部品の角部には通常のトルクレンチを利用した際にも力が集中して凹痕や傷痕が付きやすく、この凹痕や傷痕と突起によって形成された締付痕とを区別しにくい。また、締結部品の角部に傷痕が形成されることで、レンチからの回動力を十分に受けられなくなることもあった。結果として、特許文献1に記載のいずれの締付具にあっても、十分な締め付けトルクで締め付け作業が行われたか否かを視覚的に判断できない虞があった。
【0007】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、十分な締め付けトルクで締め付け作業が行われた締結部品を視覚的に判別できるようにする締付具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決するために、本発明の締付具は、
多角形の締結部品に外嵌して回動されることで、この締結部品の締め付け作業を行うことができる締付具であって、
内方に突出す回動方向に沿う弧状の凸条が複数配置されており、前記凸条が前記締結部品の多角形面にそれぞれ当接した状態で前記締結部品を締め付け可能となっている。
これによれば、締め付け作業時には、締付具は回転方向に沿う弧状の凸条が締結部品の多角形面に押圧状態で回動され、規定の締め付けトルクの達するまでに、弧状の凸条が多角形面に対して食い込みを伴って回転方向に相対移動し、平滑な多角形面に横方向に長さを持った線状の締付痕を形成することができ、十分なトルクで行われた締め付け作業による締付痕であることを視覚的に確認することができる。
【0009】
前記凸条は、前記締付具の回動方向に対して傾斜して形成されていてもよい。
これによれば、上下方向の幅が広い締付痕を締結部品に形成することができる。
【0010】
前記締付具は、回動される基部と、該基部の軸方向と平行にかつ回転方向に等配されて取り付けられた複数のネジと、を備え、
前記ネジのネジ山が前記弧状の凸条を構成していてもよい。
これによれば、ネジのネジ山は回動方向に対して傾斜する複数の凸条を備えているため、締結部品の多角形面の上下に複数の線状からなる締付痕を形成することができ、締結部品に形成された締付痕の視認性に優れる。
【0011】
前記複数のネジは、前記基部にそれぞれ螺合により着脱可能に固定されていてもよい。
これによれば、ネジ山が摩耗したネジを適宜交換することで、常に鮮明な締付痕を形成することができる。
【0012】
前記基部は、内側に締結部品が挿入される環状の側壁部を有し、前記側壁部には前記複数のネジが螺合する雌ネジ部が形成されていてもよい。
これによれば、締め付け作業時に締結部品からネジにかかる回動方向及び径方向の力を基部の側壁部によって支持することができ、ネジの姿勢は保持される。このことから、基部から締結部品に効率よく回動トルクを伝達させることができる。
【0013】
隣接する前記ネジの中心同士の離間距離は、前記ネジの直径よりも大きくてもよい。
これによれば、締結部品の周囲に等配されるネジを小さくすることで締付具を小型化しながら、弧状の凸部同士の間に締結部品の角部が配置される空間を十分に確保できる。
【0014】
前記ネジの胴部の先端に当該ネジの締め付けに用いられる凹所が形成されてもよい。
これによれば、ネジが外径方向に張り出す箇所がない所謂イモネジ(Grub Screw)であるため、締結部品と弧状の凸条であるネジ山とのクリアランスを最小限にすることができ、効率よく締結部品に締付トルクをかけることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【
図1】本発明の実施例1における締付具を備えるトルクレンチを示す概略図である。
【
図5】締め付け作業の開始時において凸条と締結部品とが当接していない状態を示す説明図である。
【
図6】締付具を回動させて凸条と締結部品とが当接した状態を示す説明図である。
【
図7】(a)から(c)は、締付具と締結部品が相対回転して、締付痕が形成される過程を示す説明図である。
【
図8】形成された締付痕を示す締結部品の側面図である。
【
図9】本発明の実施例2における締付具の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明に係る締付具を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
【実施例1】
【0017】
実施例1に係る締付具につき、
図1から
図9を参照して説明する。以下、締結部品の螺合方向を下側として説明する。
【0018】
本発明の締付具は、締結部品を規定の締め付けトルクで締め付ける、締め付け作業に用いられる締付具である。締結部品は、四角形または六角形のナットや頭部が四角形または六角形のボルト等である。締め付け作業時に締結部品の多角形面に締付具の突起が押圧される構造とすることで、多角形面に凹痕や傷痕などの締付痕を形成し、この締付痕の有無により、規定のトルクによる締め付けが完了しているか否かを視覚的に判断できるようになっている。尚、締付具は、例えばアキュムレータの蓄圧流体をシールするボルトのハウジングへの締結に用いることができ、当然アキュムレータ以外の構造物の締め付け作業に利用することもできる。
【0019】
本実施例における締付具1は、手動のトルクレンチ10のソケットである。
図1に示されるように、締付具1が取り付けられるトルクレンチ本体11は、締付具1を回転させて所定のトルクでナットやボルト等の締結部品TF(
図5参照。)を締め付けるものであり、ヘッド12、ロッド13、グリップ部14を備えて構成される。
【0020】
ヘッド12は右回りか左回りでの締め付け作業のみを可能とするラチェット機構を備えるラチェットヘッドである。ヘッド12の角ドライブ部15に締付具1が取り付けられた状態で、グリップ部14を把持してロッド13を回動させることで、ヘッド12および締付具1に締め付けトルクが伝達され、締結部品TFを締め付けることができる。
【0021】
ここでは図示しないが、ロッド13の後端側には、トルクリミッタが設けられている。締め付けトルクが設定値に達するまではヘッド12とロッド13との相対的な回動は規制される。締め付けトルクが設定値に達すると、トルクリミッタによる規制が解除されて、ヘッド12とロッド13とが相対的に回動するようになる。そして、ヘッド12とロッド13の衝突によってクリック音が発生する。このクリック音によっても、作業者は、締め付けトルクが設定値に達したことを確認することができるようになっている。本実施例において用いられるトルクレンチ本体11のトルクリミッタの設定値は、後述するシーリングキャップである締結部品TF(
図5参照)をアキュムレータ本体に固定する際の規定の締め付けトルクに設定されているものとする。
【0022】
図2に示されるように、締付具1は、回動される基部であるハウジング2と、複数のネジ3と、を備えて構成されている。ハウジング2は、金属製であり一方に開口する有底筒状に形成され、環状の側壁部4の内側に締結部品TFが挿入される凹部2aが形成されている。ここでは詳述しないが、ハウジング2の凹部2aの開口と反対側には、トルクレンチ本体11の角ドライブ部15に回動不能に係合する被係合部5が形成されている。複数のネジ3はハウジング2の軸方向と平行にかつ回転方向に等配されて取り付けられている。
【0023】
ハウジング2の側壁部4には雌ネジ部6が形成されており、複数のネジ3が雌ネジ部6に螺合固定された状態では、各ネジ3の一部は側壁部4よりも内側に突出する。詳しくは、雌ネジ部6はネジ3の円周の過半の周長で側壁部4に穿設されており、雌ネジ部6に螺合したネジ3は、その内側の一部が凹部2aに露出しながら、その他過半の部分は側壁部4内に埋没する。尚、凹部2aに露出した一部のネジ山8が本実施例における弧状の凸条9(
図3参照。)を構成している。
【0024】
ネジ3は、膨出する頭部を備えない長手方向に略同外径に形成され、このネジ3の締め付けに用いられる凹部7が長手方向の一方の先端部に形成された、所謂イモネジ(Grub Screw)である。また、複数のネジ3に形成されたネジ山8は、同方向に傾斜した螺旋を成しており、本実施例では右回転で螺進する正ネジである。尚、本実施例の複数のネジ3はすべて同規格である。
【0025】
次いで、締め付け作業について順を追って説明する。尚、締結部品TFについては、様々な外寸の規格があり、作業者は各規格に対応する締付具1を用意し、トルクレンチ本体11に取り付けるものとする。特に
図3を参照し、締付具1は、弧状の凸条9の最も内側の頂点の接線T同士を結んだ仮想の六角形Hxよりも若干小さい規格のネジやナット等の締結部品に対応するものとする。
【0026】
まず、
図5を参照し、トルクレンチ本体11に取り付けられた締付具1を、凹部2a及び弧状の凸条9で締結部品TFを囲むように外嵌させる。締結部品TFは、締付具1における前述した仮想の六角形Hxよりも若干小さい。そのため、締付具1を回動させる前の状態では、周方向において隣接する弧状の凸条9同士の間に締結部品TFの角部Eが配され、各弧状の凸条9が締結部品TFの各多角形面Sの外径側にそれぞれ対向する。また、この状態において弧状の凸条9は、多角形面Sに対して離間もしくは押圧を伴わずに当接している。本実施例では、弧状の凸条9は、多角形面Sに対して僅かに離間している場合を例に取り説明する。
【0027】
次いで、グリップ部14(
図1参照)を把持してロッド13及びヘッド12に取り付けられた締付具1を回動させると、はじめに複数の弧状の凸条9が締結部品TFの各多角形面Sにそれぞれ当接し、
図6に示される状態となる。この状態から更に締付具1が回動されと、複数の弧状の凸条9が締結部品TFの各多角形面Sに押圧され、締付具1の回動力が締結部品TFに伝達され、締結部品TFが締め付けられる。
【0028】
そして、締結部品TFの締め付けが進行し、規定の締め付けトルクに近付いていくと、弧状の凸条9が多角形面Sに対して徐々に食い込みながら、回動方向に相対移動する。このように、弧状の凸条9が多角形面Sに対して食い込みを伴いながら締結部品TFに対して回動方向に相対移動することで、締結部品TFの回動方向に沿って線状の締付痕20が形成される。
【0029】
弧状の凸条9の食い込みについて
図7を用いて詳しく説明する。
図7(a)は、弧状の凸条9が締結部品TFの多角形面Sに当接し、食い込みが発生する以前の状態を示している。この状態では、弧状の凸条9上における接点P1が締結部品TFの多角形面Sに当接しており、締付具1と締結部品TFとの間において最も接触面圧が大きい箇所である。
【0030】
図7(b)は、締結部品TFの締め付けが進行し、規定の締め付けトルクの近付き始めた状態を示し、
図7(a)の状態から弧状の凸条9が多角形面Sに対して徐々に食い込みながら、締結部品TFに対して回動方向に相対移動している。締結部品TFは、角部に近い程、回転中心からの径方向寸法が長くなる。弧状の凸条9が締結部品TFに対して相対移動したことで、締結部品TFの多角形面Sにおける最も外径側において当接する箇所が、弧状の凸条9上における接点P1から接点P2に移動している。つまり、締付具1と締結部品TFとの間において最も接触面圧が大きい箇所が、締め付けトルクの増大に応じて弧状の凸条9上で移動する。
【0031】
図7(c)は、更に締め付けトルクの増大が進み、
図7(b)の状態から弧状の凸条9が多角形面Sに対して食い込みを伴いながら、締結部品TFに対して回動方向に更に相対移動している。この状態では、締結部品TFの多角形面Sにおける最も外径側において当接する箇所が、弧状の凸条9上における接点P2から接点P3に移動している。
【0032】
そして、締め付けトルクが設定値に達すると、トルクレンチ本体11のトルクリミッタによる規制が解除され、ロッド13の回動が締付具1に伝達しなくなり、締め付け作業が完了する。規定トルクになる直前までは締結部品TFの多角形面Sへの弧状の凸条9の食い込みを伴う回動方向への相対移動は進行し、締め付け作業の完了と同時にこの食い込みの進行も終了する。
【0033】
このように、規定の締め付けトルクの達するまでに、弧状の凸条9が多角形面Sに対して食い込みを伴って回転方向に相対移動し、締結部品TFの平滑な多角形面Sに回動方向に長さを持った線状の締付痕20を形成することができる。締付痕20は、締結部品TFの多角形面Sにのみ形成され、角部Eには形成されない。そのため、通常のトルクレンチを利用した際に角部Eに形成された凹痕や傷痕と、凸条9によって形成された締付痕とを容易に判別することができる。また、締付具1の凸条9が締結部品TFの多角形面Sに当接するため、締め付けトルク及び緩めトルクが確実に掛かることになる。また、締付痕20は、締め付けトルクが増大するに従って回動方向に沿って長く形成される。回動方向に長さを持った線状の締付痕20は、視認性に優れる。更に、締め付け作業時の締め付けトルクに応じて回動方向に長く形成されるため、十分な締め付けトルクで行われた締め付け作業による締付痕20であり、極端に不十分な締め付けトルクで行われた締付痕との判別が容易である。
【0034】
また、締付具1の弧状の凸条9は、締付具1の回動方向に傾斜する螺旋状に形成されたネジ3のネジ山8により構成されている。そのため、締結部品TFの多角形面Sに対して傾斜方向の締付痕20を形成することができ、締付具1の回動角度に対してより長い締付痕20を形成することができる。更に、回動方向に傾斜する弧状の凸条9は多角形面Sに上下方向に幅を持って当接するため、上下方向の幅が広い締付痕20を形成することができる。
【0035】
また、ネジ3のネジ山8は回動方向に対して傾斜する弧状の凸条9を構成するため、締結部品TFの多角形面Sの上下に線状の締付痕20を複数形成することができ、視認性に優れる。
【0036】
また、弧状の凸条9は回動方向に対して傾斜して形成されており、すべて同形であること。そのため、締付具1に上下方向、ネジ3が正ネジである本実施例では締結部品TF方向に押し込むように力を掛けると、傾斜して形成された締付痕20に弧状の凸条9が案内され、上下方向に掛けられた力が締め込みとは逆方向の回動力に変換される。そのため、規定の締付けトルクでの締め付け作業が完了した後に締結部品TFの多角形面Sに食い込んだ弧状の凸条9を外し易い。
【0037】
また、複数のネジ3は、ハウジング2にそれぞれ螺合されているため、ネジ山8が摩耗したネジ3を適宜交換することで、常に鮮明な締付痕20を形成することができる。また、ネジ3の数を減らすことで、螺合されているネジ3の1本当たりの締結部品TFの多角形面Sに対する面圧を増やすことができる。これによれば、締結部品に塗装がされている場合や、メッキ等の表面処理が行われている場合や、締結部品の硬度によって面圧を調節して、確実に鮮明な締付痕20を形成することができる。
【0038】
また、ネジ3はハウジング2の側壁部4に穿設されて雌ネジ部6に螺合している。そのため、締め付け作業時に締結部品TFに押圧されるネジ3にかかる回動方向及び径方向の反力を側壁部4によって支持でき、ネジ3の姿勢を保持して、ハウジング2の回動を効率よく締め付けトルクとして伝達させることができる。
【0039】
また、ネジ3は、締結部品TFの締め付け方向と同方向に螺進する正ネジであるため、締め付け作業時にネジ3が緩むことがない。
【0040】
また、
図5に示されるように、隣接するネジ3の中心同士の離間距離Lは、ネジ3の直径Φよりも大きくなっている。そのため、締結部品TFの周囲に等配されるネジ3を小さくすることで締付具1を小型化しながら、弧状の凸条9同士の間に締結部品TFの角部Eを配置できる空間を十分に確保できる。
【0041】
また、ネジ3は、膨出する頭部を備えない長手方向に略同外径に形成され、このネジ3の締め付けに用いられる凹部7が長手方向の一方の先端部に形成された、所謂イモネジ(Grub Screw)であるため、締付具1を締結部品TFに外嵌させる際に弧状の凸条9が締結部品TFに干渉し難いため、弧状の凸条9であるネジ山8とのクリアランスを最小限にして、効率よく締め込みトルクをかけることができる。
【実施例2】
【0042】
次に、実施例2に係る締付具につき、
図9を参照して説明する。尚、前記実施例1と同一構成で重複する構成の説明を省略する。
【0043】
図9に示されるように、本実施例における締付具1は、ネジ3の代わりに、ハウジング22の凹部22aに弧状の凸条29が切削加工などで直接形成されている。凸条29は回動方向に平行に形成されている。また、ここでは図示しないが、凸条29は上下方向に並行に複数形成されている。
【0044】
このように、弧状の凸条29をハウジング22に一体に形成することで、凸条29の剛性を高め、ハウジング22の回動を締め付けトルクとして効率よく締結部品TFの多角形面Sに伝達させることができる。
【0045】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【0046】
例えば、前記実施例における締付具1は、手動のトルクレンチ10のトルクレンチ本体11に取り付けられるソケットであるが、これに限らず、例えば電動トルクレンチ等のソケットであってもよい。また、ヘッドが角ドライブ部により形成されているが、締結具を締め付けることができれば、ヘッドは締め付け部が開放されているスパナ形状や締め付け部の幅が可変するモンキーレンチであってもよい。
【0047】
また、実施例1において弧状の凸条9は、平面視で円弧状を成す形状であるが、これに限らず、実施例2のようなハウジング22に一体に形成される構成であれば、例えば楕円の弧状であってもよい。
【0048】
また、弧状の凸条9は上下に複数形成される構成に限らず、例えば上下方向に一条形成される構成でもよい。
【0049】
また、実施例1のネジ3は、ハウジング2に対して螺合に代わり溶接などにより固定されていてもよい。尚、実施例1のネジ3はハウジング2の側壁部4に一部が埋設される構成に限らず、例えば、その長手方向の後端側のみがハウジングに代わる円盤状の基部に固定される構成であってもよい。
【0050】
また、6本のネジが等配される構成に限らず、例えば四角形の締結部品を締め込む締付具1は、4本のネジが等配される構造となる。
【符号の説明】
【0051】
1 締付具
2 ハウジング
2a 凹部
3 ネジ
4 側壁部
6 雌ネジ部
7 溝部
8 ネジ山
9 凸条
10 トルクレンチ
11 トルクレンチ本体
12 ヘッド
13 ロッド
14 グリップ部
15 角ドライブ部
20 締付痕
22 ハウジング
22a 凹部
29 凸条
E 角部
Hx 仮想の六角形
P1~P3 接点
S 多角形面
T 接線
TF 締結部品