JP2004176819A - 締結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】手回しによる締め付け力を利用して部材あるいは物品の締め付け固定、脱着操作に容易に利用できる締結構造を提供する。
【解決手段】部材、物品の連結、取り外しを手動操作により行う締結構造であって、雄ねじあるいは雌ねじが設けられたねじ本体と２０、ねじ本体に、軸線方向に移動可能に、かつ周方向にねじ本体と一体回転すべく外挿して設けられたアジャストリング３０と、前記ねじ本体２０に、周方向に回動可能にかつ抜け止めして装着され、前記アジャストリング３０と嵌合可能に設けられ、相互に嵌合した状態で周方向に一体に回動する嵌合部５２が設けられたカバー体５０と、該カバー体５０と前記ねじ本体２０との間に介在して、カバー体とねじ本体との回転摩擦力を低減する滑動部材４０とを備えている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はボルトあるいはナットの作用を利用した締結構造に関し、より詳細には、手回しのみによって確実な締め付け力を得ることができ、締め付け、取り外し操作が容易に行える締結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
物品を特定の部材に固定する場合、あるいは部材同士を固定するといった場合にもっとも一般的に使用されるのは、ボルトおよびナットを用いた締め付け固定方法である。ボルトあるいはナットを用いた締め付け固定操作の際には、スパナ、レンチ等の締め付け工具を用いて締め付け固定する。
【０００３】
また、部材を固定する際に、工具を使わずに固定する方法としては、たとえば、図５に示すように、手回し部１０に雄ねじ１１を一体に固定した部材を使用し、雌ねじ１２が設けられた部材１３に雄ねじ１１をねじ込むようにして固定する方法がある。このように、手回しによって締め付ける場合に、手回し用の手回し部付きの雄ねじ、あるいは雌ねじ状の部材を使用する方法はいろいろな商品に利用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、スパナあるいはレンチといった締め付け工具を使用して部材同士を連結固定する場合は、工具の締め付け力を利用することによって部材を強固に連結固定することが可能であるが、図５に示すような手回しによる締結構造を使用した場合は、工具を使用した締め付け方法にくらべて十分な締め付け力が得られないという問題がある。手回しによる締め付け構造において、図５に示すような手回し部１０を設けているのは、雄ねじ１１あるいは雌ねじ１２の径寸法にくらべて手回し部１０を大径に形成することによって、手回しによる力が大きな締め付け力として作用するようにするためである。なお、手回しによる場合はスパナ等の片持ち式の工具の場合には締め付け時の作用点が片側のみとなるのに対して、作用点が１８０°対称位置あるいは所定角度をもった複数点で作用するから締め付け力が強く作用するという利点がある。
【０００５】
図５に示すような締結構造においては、手回し部１０によって締め付けていった場合、手回し部１０の端面１０ａと部材１３の端面１３ａが互いに対向して締め付けられるから、最終的に部材同士が締め付け固定されるのは端面１０ａ、１３ａ同士が当接して回転が止まった位置となる。すなわち、端面１０ａ、１３ａが当接することによって相互間に摩擦力が生じ、この摩擦力に抗して手回し部１０が回らなくなった位置が締め付け位置となる。
【０００６】
しかしながら、手回しによって締め付け固定した場合、かなり強く締め付けた場合でも、たとえば一方の部材が樹脂材であったりすると部材間でスリップが生じやすいため、締め付け方向とは反対方向（取り外し方向）に手回し部１０を回すと簡単に緩んでしまうという問題があった。
このように手回しによって締め付け固定する従来の締結構造では、かなり強く締め付けても緩みやすいという問題があり、物品を確実に固定する必要がある場合には、工具を使用したり、固定用に専用具を使用するといった方法にたよらざるを得ないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、手回しによる方法であっても十分な締め付け力によって部材や物品を締め付けて固定することができ、手回しによることによって、きわめて使い勝手の良い締め付け、取り外し操作が可能となる締結構造を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、部材、物品の連結、取り外しを手動操作により行う締結構造であって、雄ねじあるいは雌ねじが設けられたねじ本体と、ねじ本体に、軸線方向に移動可能に、かつ周方向にねじ本体と一体回転すべく外挿して設けられたアジャストリングと、前記ねじ本体に、周方向に回動可能にかつ抜け止めして装着され、前記アジャストリングと嵌合可能に設けられ、相互に嵌合した状態で周方向に一体に回動する嵌合部が設けられたカバー体と、該カバー体と前記ねじ本体との間に介在して、カバー体とねじ本体との回転摩擦力を低減する滑動部材とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
また、前記ねじ本体が、アジャストリングと係合する係合溝が軸線方向に平行にかつ周方向に複数設けられた係合部を備え、前記アジャストリングの内周面に前記係合溝に係合する係合突起が設けられていることを特徴とする。
また、前記アジャストリングとカバー体との嵌合部として、アジャストリングとカバー体との対向部に、相互に凹凸嵌合して係合する凹凸部が設けられていることを特徴とする。
また、前記アジャストリングをカバー体に向けて、常時付勢する付勢手段が設けられていることを特徴とする。
また、前記アジャストリングの外周面に、アジャストリングを回動操作する把手部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面とともに詳細に説明する。
図１は本発明に係る締結構造の一実施形態としての締め具の構成を示す組み立て斜視図である。本実施形態の締め具は、ねじ本体２０と、ねじ本体２０の締め上げおよび解除に用いられるアジャストリングと、ねじ本体２０を円滑に回動させるための滑動部材４０と、滑動部材４０を保護するためのカバー体５０とからなる。
【００１１】
ねじ本体２０は、あらかじめ雄ねじが取り付けられている部材にねじ止め固定するねじとして作用するもので、円板部２２の中央に貫通孔２４が設けられ、貫通孔２４の内周面に雌ねじが設けられている。円板部２２は手で握って回動操作を行うためのものであり、外径寸法が５０ｍｍ程度の握りやすい大きさに形成されている。２６は円板部２２の一方の面から貫通孔２４と同芯に円筒状に突出するように形成された係合部である。
【００１２】
この係合部２６はアジャストリング３０と係合して、アジャストリング３０とねじ本体２０とが一体に回動するように設けたものである。すなわち、係合部２６の外周面には、軸線方向に平行に形成した複数の係合溝２８が、周方向に所定間隔をあけて設けられている。この係合溝２８はアジャストリング３０に設けられた係合突起３２が溝内に摺入するように、係合突起３２の周方向位置と一致させて形成されている。係合溝２８が軸線方向に平行に設けられているのは、アジャストリング３０がねじ本体２０の軸線方向に進退動できるようにするためである。
なお、ねじ本体２０は雌ねじとして形成する場合に限らず、雄ねじとして形成することも可能である。雄ねじとしてねじ本体２０を形成する場合は、円板部２２と同芯に円板部２２からねじ部が突出するように円板部２２に雄ねじを固定すればよい。
【００１３】
アジャストリング３０は、図のように、ねじ本体２０の係合部２６に外挿されるリング状に形成された部材である。上述したように、アジャストリング３０の内周面には所定間隔をあけて係合溝２８に係合する係合突起３２が内方に突出するように設けられている。係合突起３２はアジャストリング３０とねじ本体２０とを一体に回転させる作用をなすものであり、ねじ本体２０を締め付けるに十分な締め付け力が得られるようにその設置数および強度が設定されている。
【００１４】
３４はアジャストリング３０の外周面から外方に突出するように設けた把手部である。本実施形態ではアジャストリング３０の周方向に均等に３等分した配置となるように把手部３４を設け、把手部３４に指をかけてアジャストリング３０を軸線方向に移動させたり、回動させたりする操作ができるようにしている。もちろん、アジャストリング３０の外周面に把手部３４を設けずに単なる円周面とし、アジャストリング３０の外周径を円板部２２の外周径よりも若干大径としてアジャストリング３０を軸線方向に移動させたり回動操作できるようにしてもよい。アジャストリング３０の外面を円周面に形成する場合は、外面に滑り止め用の溝を設けるようにするとよい。
【００１５】
アジャストリング３０のカバー体５０の側面に対向する面には、カバー体５０の側面に形成されている嵌合部５２に凹凸嵌合する嵌合部３６が設けられている。本実施形態ではカバー体５０の側面に、嵌合部５２として矩形状の凹凸突起を周方向に多数個設け、これらの凹凸突起と凹凸嵌合するようにアジャストリング３０の側面に凹凸突起を設けて嵌合部３６としている。
【００１６】
カバー体５０に設けられた嵌合部５２とアジャストリング３０に設けられた嵌合部３６は、相互に凹凸嵌合することによって軸線の回りでカバー体５０とアジャストリング３０が一体に回転するようにするためのものである。したがって、嵌合部３６と嵌合部５２の形状は本実施形態の形状に限られるものではなく、カバー体５０とアジャストリング３０との嵌合を解除することによってカバー体５０とアジャストリング３０とが別個に軸線の回りで回動でき、カバー体５０とアジャストリング３０とが嵌合した状態で一体的に回動できる構成となるものであれば適宜形状、たとえば鋸歯状、台形状等の任意形状とすることができる。
【００１７】
なお、嵌合部３６、５２としては、凹凸嵌合することによって一体的に回動する方式に限らず、アジャストリング３０とカバー体５０とをテーパ面によって嵌合するように設け、テーパ面を嵌合させた際には摺り合わせによって互いに一体的に回動し、テーパ面を離間させることによって個別に回動させるようにすることもできる。
【００１８】
なお、本実施形態において、嵌合部３６、５２の凹凸部を周方向に比較的短いピッチで配置しているのは、締め付け時にアジャストリング３０を回動する操作を行った際に容易に嵌合位置が選択できるようにするためである。後述するように、締め付け操作時にはアジャストリング３０を回動させる操作を行うが、その際にアジャストリング３０が回動する角度はそれほど大きくないから、嵌合部３６、５２のピッチを狭くすることで、アジャストリング３０をわずかな角度回した状態でもカバー体５０とアジャストリング３０とを嵌合させることが可能となる。
【００１９】
図１において、３８はアジャストリング３０をカバー体５０に当接する向きに常時付勢するスプリングである。締め付け操作開始時には、アジャストリング３０の嵌合部３６とカバー体５０の嵌合部５２を常時嵌合させ、アジャストリング３０とカバー体５０とが一体回転する状態とする。アジャストリング３０は係合部２６に軸線方向に対しては単に可動に設けられているから、スプリング３８によってアジャストリング３０がカバー体５０に嵌合した状態を保持するように設けたものである。スプリング３８はアジャストリング３０とねじ本体２０の円板部２２の側面との間を弾発するように設けられており、これによってアジャストリング３０はカバー体５０に当接する向きに常時押接されている。アジャストリング３０はカバー体５０に向けて常時付勢されていればよく、スプリング３８を使用する方法に限定されるものではない。
【００２０】
カバー体５０は端面がカバー側面５４によって閉止された短筒状に形成された部材である。前記嵌合部５２は筒体部の端面に形成されている。カバー側面５４の中央部には開口５６が形成され、開口５６の内周面には貫通孔２４に設けられた雌ねじと同様にねじが刻設されている。
カバー体５０はアジャストリング３０および滑動部材４０を内包し、ねじ本体２０と組み合わされて締め具として形成される。
図２に、本実施形態の締結構造の断面図を示す。カバー体５０とねじ本体２０とは、ねじ本体２０の係合部２６をカバー体５０のフランジ部５８に抜け止めした状態で圧・挿入して組み立てられている。これによって、カバー体５０とねじ本体２０とは相互に回動自在でかつ抜け止めされた状態となる。
【００２１】
アジャストリング３０はカバー体５０とねじ本体２０との中間に、係合部２６に外挿するようにして設けられ、ねじ本体２０の係合部２６の端面とカバー体５０のカバー側面５４との間に滑動部材４０が挟圧されて支持されている。
本実施形態で使用している滑動部材４０は、ベアリング板４２をスペーサ板４４、４６によって挟んだ配置となっているものである。ベアリング板４２およびスペーサ板４４、４６の中央部には、貫通孔２４と同径の挿通孔が設けられている。２４ａは貫通孔２４の内周面に形成したねじ部である。カバー体５０の開口５６は挿通孔２４と同径の挿通孔に形成されている。
【００２２】
なお、滑動部材４０は締め付け操作時に、カバー体５０に対してねじ本体２０を回動させる際に、カバー体５０とねじ本体２０の相互間の摩擦、実際にはカバー体５０のカバー側面５４と係合部２６の端面との間での摩擦が小さくなるように設けたものである。すなわち、カバー側面５４と係合部２６の端面間の回転摩擦を小さくすることで、カバー側面５４に対してねじ本体２０を回しやすくすることができる。本実施形態では滑動部材４０としてベアリングを組み込んだベアリング板４２を使用しているが、ベアリング板４２のかわりに摩擦係数の小さな樹脂板、摩擦を小さくする処理をした金属板等を使用することができる。また、ベアリング板４２や低摩擦板の摩擦力を小さくするために、油を封止したり、圧縮空気や水などの滑動材を使用したりすることも有効である。このように、滑動部材４０としてはベアリング板４２に限らず種々の部材を利用することができる。
【００２３】
図３は、ねじ本体２０に雄ねじ２１を取り付けた締め具の断面図を示す。円板部２２に雄ねじ２１が固定され、雄ねじ２１が滑動部材のベアリング板４２、スペーサ板４４、４６に形成されている挿通孔を貫通し、カバー体５０の開口から外方に突出している状態を示す。ねじ部分の構成を除いて、図２に示す雌ねじを設けた締め具と構成はまったく同様である。
【００２４】
図４は図１の組み立て斜視図に示した各部品を組み立てて締め具を形成した状態の側面図を示す。図４（ａ）はアジャストリング３０がカバー体５０と嵌合している状態、図４（ｂ）はアジャストリング３０とカバー体５０との嵌合が解除されている状態である。
【００２５】
この締め具は以下のように使用する。まず、締め具を連結しようとする部材の雄ねじにカバー体５０の開口５６を位置合わせし、部材の雄ねじとねじ本体２０のねじ部２４ａとを螺合させて締め具を回していく。締め具を回す操作は、円板部２２およびカバー体５０を手のひらで握るようにして行えばよい。
カバー体５０の側面が部材の側面に当接するまでは、締め具は全体として空回りする感じで簡単に回り、部材の側面にカバー体５０の側面が当接すると、部材と締め具の相互間に摩擦力が生じて、手に締め付け力に対する反発力が作用するようになる。この状態で締め具全体を回らなくまで締め付ける。
この締め付け操作の際は、カバー体５０とアジャストリング３０とは互いに嵌合し（図４（ａ）に示す状態）、締め具は全体が一体となって回転して締め付けられる。
【００２６】
締め具全体を一体的に締め付ける操作は、図５に示した従来の締結構造による締め付け操作とまったく同じ作用による。すなわち、カバー体５０の側面が部材の端面に当接し、締め具を手によって回す力が相互の摩擦力によって規制されることにより締め具の最終の締め付け位置が規制される。いいかえれば、締め具全体を手回しできる限界まで締め付けられる。
本実施形態の締め具では、このように締め具全体を手の力で回すことができなくなった状態で、アジャストリング３０をねじ本体２０の後方（部材から離間する方向）に引っ張るようにして移動させ、アジャストリング３０とカバー体５０の嵌合部３６、５２の係合を解除した後（図４（ｂ）の状態）、さらにアジャストリング３０を締め上げ方向に回動させる操作を行う。
【００２７】
このように、締め具が全体としては手回しできなくなった状態から、さらにアジャストリング３０を回して締め上げる操作が本実施形態の締め具の操作における特徴的な操作である。
アジャストリング３０は係合溝２８に係合しているから、軸線方向には進退動可能であり、スプリング３８のスプリング力に抗して、部材に対して離間する方向にに引っ張ることによってカバー体５０との嵌合を解除することができる。アジャストリング３０とねじ本体２０とは、右回りにも、左回りにも、軸線の回りには常に一体に回動する。したがって、締め上げ方向にアジャストリング３０をさらに回すと、アジャストリング３０とねじ本体２０とが一体に回転することになる。
【００２８】
カバー体５０の側面が部材の端面に当接して締め具全体としては手回しでは回らなくなった状態から、さらにアジャストリング３０とねじ本体２０とを回すことができるのは、部材側のねじと締め具のねじとの間にまだ締め上げしろが残っているためで、ねじ部分についてみるとまだ完全に締め上げ状態にはなっていないということである。ねじ本体２０は滑動部材４０を介してカバー体５０に当接していることから、カバー体５０がロックした状態でもカバー体５０に対して容易に回すことができる状態にある。また、アジャストリング３０は貫通孔２４に設けられた雌ねじにくらべてはるかに大径であり、アジャストリング３０に手回し力を加えることでねじ本体２０のみを回すことは容易に可能である。アジャストリング３０を握って手回しする操作は、ねじ本体２０に対して１８０°方向あるいは所定の角度範囲で、ねじ本体２０の両側を作用点としてねじ本体２０を回動させる操作になるから、ねじ本体２０に回動力を効果的に作用させて強く締め上げることができる。
【００２９】
アジャストリング３０をさらに回してねじ本体２０を締め上げる操作は、カバー体５０、ひいては締め具全体を部材にさらに締め付ける操作を行っていることに相当し、締め具全体を手回しする方法では、それ以上締め具を部材に締め付けることができない状態から、さらに強力に締め具を締め付ける操作になる。
したがって、アジャストリング３０を回して締め上げた状態では、もはや締め具全体を緩めようとしても、手回し力によっては緩まない状態に締め具が部材に固定されており、締め具を通常の手回し力によって緩めようとしても、まったく緩まない状態になる。なお、アジャストリング３０を締め上げた状態でアジャストリング３０の嵌合部３６とカバー体５０の嵌合部５２とを嵌合させ、アジャストリング３０を締め上げ位置に保持しておく。このようにすることで、締め具が部材に確実に固定される。
【００３０】
この締め具が部材に締め付け固定されている状態は、締め具全体に手をかけて手回しする力では絶対に緩まない状態であり、手回し力を利用した締め付け固定方法によるものではあるが、きわめて安定した確実な取り付け方法になっている。
なお、締め具を部材から外す際には、まず、アジャストリング３０を部材から離間する方向（ねじ本体２０の後方）に移動させ、カバー体５０とアジャストリング３０との嵌合を解除した後、アジャストリング３０を緩み方向に回せばよい。この操作は、アジャストリング３０によってねじ本体２０のねじ部を緩める方向に回す操作であり、締め上げ位置からねじ部のみを緩める方向に回すことは容易である。ねじ本体２０のねじ部が緩んだら、締め具全体を手で握って緩み方向に回すことで簡単に締め具を取り外すことができる。
【００３１】
このように、本実施形態の締め具は、手回しによる締め付け操作によるだけで従来の手回しによる締結構造では得られなかった強力な締め付け力を得ることができるから、物品、部材の締め付け操作にきわめて好適に利用することができる。部材および物品の締め付け、連結操作はいろいろな形態で利用されるが、本発明に係る締結構造は手回しによって締め付け、取り外しする操作であるから、きわめて操作が簡単であり、物品、部材の連結、取り外し、治具の脱着、段取り替え時の物品の脱着操作等のさまざまな用途に広く利用することが可能である。また、上記実施形態においては、部材に締め付け固定する単体品としての締め具を示したが、ねじ本体に他の部材あるいは物品を取り付けておき、他の部材や物品の取り付け、取り外しに使用するといったことも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係る締結構造は、上述したように、手回しによる締め付け力を利用して部材あるいは物品をしっかりと締め付け固定することができ、手回しによる締め付け構造としてきわめて好適に使用することができ、種々の部材、物品の締め付け固定、脱着操作等に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る締結構造の一例としての締め具の構成を示す組み立て斜視図である。
【図２】図１に示す締め具を組み立てた状態の断面図である。
【図３】雄ねじ部を備えた締め具の断面図である。
【図４】図１に示す締め具の側面図である。
【図５】従来の締結構造の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 手回し部
１１ 雄ねじ
１２ 雌ねじ
２０ ねじ本体
２１ 雄ねじ
２２ 円板部
２４ 貫通孔
２６ 係合部
２８ 係合溝
３０ アジャストリング
３２ 係合突起
３４ 把手部
３６、５２ 嵌合部
３８ スプリング
４０ 滑動部材
４２ ベアリング板
４４、４６ スペーサ板
５０ カバー体
５８ フランジ部

Claims (5)

1. 部材、物品の連結、取り外しを手動操作により行う締結構造であって、
   雄ねじあるいは雌ねじが設けられたねじ本体と、
   ねじ本体に、軸線方向に移動可能に、かつ周方向にねじ本体と一体回転すべく外挿して設けられたアジャストリングと、
   前記ねじ本体に、周方向に回動可能にかつ抜け止めして装着され、前記アジャストリングと嵌合可能に設けられ、相互に嵌合した状態で周方向に一体に回動する嵌合部が設けられたカバー体と、
   該カバー体と前記ねじ本体との間に介在して、カバー体とねじ本体との回転摩擦力を低減する滑動部材と
   を備えていることを特徴とする締結構造。
2. ねじ本体が、アジャストリングと係合する係合溝が軸線方向に平行にかつ周方向に複数設けられた係合部を備え、
   前記アジャストリングの内周面に前記係合溝に係合する係合突起が設けられていることを特徴とする請求項１記載の締結構造。
3. アジャストリングとカバー体との嵌合部として、アジャストリングとカバー体との対向部に、相互に凹凸嵌合して係合する凹凸部が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の締結構造。
4. アジャストリングをカバー体に向けて、常時付勢する付勢手段が設けられていることを特徴とする請求項１、２または３記載の締結構造。
5. アジャストリングの外周面に、アジャストリングを回動操作する把手部が設けられていることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の締結構造。

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