JP2009257505A - 締め付け力の適正管理用ゲージ - Google Patents

Abstract

【課題】ナットの緩みが発生していることが分かる締め付け力の適正管理用ゲージの提供。
【解決手段】軸方向の締め付け力をストロークによって管理するための器具について、相互に嵌め合い可能な大径と小径の一対のリング１１、１２より成り、一対のリングは嵌め合い時に抵抗を生じる径差で嵌め合わさり、嵌め合い方向の長さがほぼ等しく、かつ一方のリングと他方のリングの外面の色が相違し、一対のリング１１、１２が所定のストローク嵌め合わさることによって一方のリングが他方のリングに隠され、他方のリングの色のみとなり、適正トルクに締め付けられていることを目視により確認可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸方向の締め付け力をストロークによって管理するために使用する締め付け力の適正管理用ゲージに関するものである。

例えば、排水用のいわゆるメカニカル継手と称する継手は、ボルトとナットの締め付けによりパッキングを圧縮して止水する構造となっており、締め付け量（締め付け力）が適切なトルクでなされていなければ、漏水等の事故の引き金となる（メカニカル継手には、例えば特開２００７−１０７７０２号などがある）。メカニカル継手においては、ゴム製パッキングが弾性を保持していることが重要であり、締め付け過ぎるとゴム製パッキングにブリード現象を生じて弾性を失い、所期の止水性能を維持することができなくなるという問題が起こる。

適切なトルクで締め付けを行うために、従来は、トルクレンチを用いて行なう方法が取られている。この方法の場合比較的信頼性の高い施工が可能であるが、問題は、トルクの監理つまり監督管理において、適切なトルクで締め付けられているかどうかをトルクレンチで確認しなければならず、手間が掛ることである。別の方法としては、管側面の位置に必要なトルクが得られる締め付け量を示す標線をあらかじめ引いておき、適切に締め付けられると標線が現れるという標線施工方法がある。この方法によれば標線を確認することで監理も容易になるが、作業品質の低下を見破ることができないという問題がある。標線が何時引かれたかが分からないからである。

トルク管理に関する技術に関して、例えば特開平９−２２９０３６号はさらばね状に形成したトルク管理金具を用い、その屈折片が変形を完了したことで一定のトルクが付与されたとする発明を開示している。しかしさらばね状の金具はボルト周囲にスペースが必要であるから、上記メカニカル継手には適していない。また特開２００３−２３２３２１号はナットに塗料を付着させ、所定トルクを越えるとトルクレンチに設けた掻き取り刃で塗料が掻き取られる発明を開示しているが、ナットは露出しているため塗料が何時掻き取られたかは分からない。その他、所定のトルクで折れるピンなどをナットに設ける発明も開示されているが、何時ピンが折られたかの問題は残る。

特開２００７−１０７７０２号 特開平９−２２９０３６号 特開２００３−２３２３２１号 特開２００５−８８１０４号

本発明は前記の点に着目してなされたもので、その課題は、適切なトルクで締め付けがなされたことを、目視で確認することができ、しかも作業品質の低下やごまかしを許さない、確実な監督管理を実現可能な締め付け力の適正管理用ゲージを提供することである。また、本発明の他の課題は、特に排水用のいわゆるメカニカル継手と称する継手のトルク管理に適した締め付け力の適正管理用ゲージを提供することである。また、本発明の他の課題は、過剰な締め付けを防止することができる締め付け力の適正管理用ゲージを提供することである。また、本発明の他の課題は、締め付け個所を複数有する場合において、全体が均一に締め付けられていること、及び事後に、ナットの緩みが発生していることが分かる締め付け力の適正管理用ゲージを提供することである。

前記の課題を解決するため、本発明は、軸方向の締め付け力をストロークによって管理するために使用する器具について、相互に嵌め合い可能な大径と小径の一対のリングより成り、一対のリングは嵌め合い時に抵抗を生じる径差で嵌め合わさり、嵌め合い方向の長さがほぼ等しく、かつ一方のリングと他方のリングの外面の色が相違しており、
一対のリングが所定のストローク嵌め合わさることによって一方のリングが他方のリングに隠され、他方のリングの色のみとなることによって、適正トルクに締め付けられていることを目視により確認可能に構成するという手段を講じたものである。

本発明の適正管理用ゲージは、ストロークによって締め付け力を関するための手段である。このストロークによる締め付け力の管理は、メカニカル継手におけるゴム製パッキングのように、弾性を維持することが性能を維持するために必要な場合に特に有効である。軸方向の締め付け部分に組み込んで使用するため、ボルトナットの間に配置されるので、締め付け作業の後で手を加えることが困難であり、作業品質の低下やごまかしが入り込むことを排除することができる。従って目視検査による監督管理も信頼に足るものとなる。

本発明の適正管理用ゲージは、相互に嵌め合い可能な大径と小径の一対のリングより成り、一対のリングは嵌め合い時に抵抗を生じる径差で嵌め合わさることが必要である。大径と小径の一対のリングには、軸方向の締め付け力をストロークで規定するために、軸方向に所定の長さを有するものであることが必要となる。それゆえ、リングは筒型といっても良い。

上記一対のリング或いは筒型のものは、嵌め合い方向の長さがほぼ等しく、かつ一方のリングと他方のリングの外面の色が相違していることを必要とする。一対のリングにおいて、大径のリングと小径のリングは相互に嵌り合う２重の筒であり、また、作業完了時にはボルト締結部分におけるスペーサーとなることを考慮すると、両者ほぼ等しい長さを有することが望まれる。

小径のリングの外面に、軸方向に一定のピッチで凹凸形状が形成されており、上記凹凸形状の凹部と係合可能な凸状部分が、大径のリングの内面に形成されていて、上記凹部と凸部の係合に伴う抵抗が発生する構成を有することは望ましい態様である。大径と小径の一対のリングは、嵌め合い時に抵抗を生じ、また音を発することで、作業の進行を間隔で把握することが可能になる。

上記一方のリングと他方のリングの外面の色が相違していることは、適切なトルクで締め付けがなされたことを、目視で確認するために必要な手段である。即ち、一対のリングが所定のストローク嵌め合わさることによって一方のリングが他方のリングに隠され、他方のリングの色のみとなることによって、適正トルクに締め付けられていることを目視により確認可能に構成することになるからである。

小径のリングが濃色に、大径のリングが淡色に着色されることにより、明確な色のコントラストを有していることは望ましい態様である。目視による確認の確実性をより高めることができるからである。この色による対比の例としては、例えば赤色と白色のように十分に目立つ配色を選択することが望まれる。また、工業製品や部品、資材等にありがちな黒色、灰色よりも、いわゆるカラフルな色とされる色の組み合わせの方がより望ましい。

本発明は以上のように構成されかつ作用するものであるから、大径のリングと小径のリングは相互に嵌り合い、一方のリングが他方のリングに隠されることによって、適切なトルクで締め付けがなされたことを、目視で確認することができ、しかも、ボルトナットの間など軸方向の締め付け部分に組み込んで使用するため、締め付け作業の後で手を加えることが困難であり、作業品質の低下やごまかしを許さず、確実な監督管理を実現することができるという効果を奏する。また、本発明によれば、周囲にスペースを必要としないため、いわゆるメカニカル継手と称する排水用の継手のトルク管理に適した締め付け力の適正管理用ゲージを提供することができる。また、本発明によれば、過剰な締め付けを防止することができるので、メカニカル継手におけるゴム製パッキングのように、弾性を維持することが性能を維持するような場合に、特に有効である。また、本発明によれば、締め付け個所を複数有する場合において、全体が均一に締め付けられていることが直ちに分かり、さらに事後に、振動や地震悪戯等によりナットの緩みが発生しても、そのことが分かるので対応が容易であり、安全性も高い。

以下、図示の実施形態を参照して本発明をより詳細に説明する。図１は、本発明の例１に係る締め付け力の適正管理用ゲージ１０を示しており、図１において上下方向に図示されている軸方向Ｘの締め付け力をストロークによって管理するために使用される。例１として示された適正管理用ゲージ１０は、相互に嵌め合い可能な大径と小径の一対の円筒状リング１１、１２より成り、一対のリング１１、１２は、嵌め合い時に抵抗を生じる径差で嵌め合わさり、嵌め合い方向の長さがほぼ等しく形成されている。

図２に詳細に示されているように、小径のリング１２の外面には、一定のピッチで軸方向の凹凸形状が形成されている。図示の凹凸形状は滑らかな凹部１３と凸部１４とから成る波型の断面形状から成る。これに対して、上記凹凸形状の凹部１３と係合可能な凸状部分１５は、大径のリング１１の内面において、端部開口近くの位置に各１箇所、合計２箇所形成されている。上記凹部１３と凸状部分１５はそれらの係合に伴い摩擦抵抗が生じ、かつクリック音も発生するものとする。

上記の一方の大径リング１１は白色、他方の小径リング１２は赤色と、目立つ配色を有している。図１においては、小径リング１２に多数の点を施して赤色であることを示しているが、点状の模様が必要なわけではない。このように大径のリング１１が最も淡い白色に、小径のリング１２が濃く明るい赤色に着色されることにより、著しく明確な色のコントラストを有することになる。

小径のリングの外面と、大径のリングの内面に形成される係合構造は、上記の例に止まらない。図３は前記例１を再掲したものであるが、図４に示した例２では、一定のピッチの軸方向の凹凸形状が大径リング２１の内面に形成されており、上記凹凸形状の凹部２３と係合可能な凸状部分２５は小径リング２２の外面に形成され、例１と内外逆の構造に形成されている。２４は凸部を示す。

また、図５に示した例３では、一定のピッチの軸方向の凹凸形状が鋸歯状の凹部３３と凸部３４とから成り、例１と同様に小径リング３２の外面に形成されており、上記凹凸形状の凹部２３と係合可能な凸状部分３５は大径リング３１の内面に形成されている。３４は凸部を示す。故に、一対のリング３１、３２の嵌め合いには、不可逆の方向性がある。

図６に示した例４では、小径リング４２の外面がテーパー形状４３に形成されており、大径リング４１の内面には上記雄側テーパー形状４３と係合可能な雌側テーパー形状４５が形成されている。上記雄側テーパー形状４３と係合可能な雌側テーパー形状４５によって、小径リング４２と大径リング４１が嵌まり合い、両リング４１、４２は完全に重なり合う。

次に図７以下を参照して、上記構成を有する本発明に係る締め付け力の適正管理用ゲージ１０を使用した施工例について説明する。図７、図８は排水用のメカニカル継手に本発明を適用したものであり、５１は排水管の管体、５２はその外面、５３は継ぎ手であり、本体５４とフランジ体５５を有し、本体フランジ部５６とフランジ体５５との間にゴム製のパッキング５７を配置し、それを本体フランジ部５６とフランジ体５５に取り付けたボルト５８とナット５９の締結により締め付けるときに、上記適正管理用ゲージ１０をボルト５８に挿入する。

施工に際しては、当該メカニカル継手の接続に必要とされるストロークに適合した軸方向長さを有する適正管理用ゲージ１０を選択する。その際、大径と小径の一対の円筒状リング１１、１２はあらかじめ端部にて嵌め合わせて一体にした状態で取り扱い、それを図７に示すようにボルト５８に挿入する。図示の場合ボルトは管体５１の周回りに１２０度間隔で３箇所設けられているので、その全てに本発明に係る適正管理用ゲージ１０を挿入する。次いで、ボルト５８にナット５９を螺合するが、このときの状態を図示したのが図８Ａである。

上記の状態から、トルクレンチなどを用いてナット５９を締め付けて行くと、嵌め合わされている赤色小径のリング１２が、白色大径のリング１１の中に、次第に入り込んで隠される度合いが進み、遂には赤色が見えなくなるので、所定のストロークの締め付け力で締結されたことが分かる。これを３箇所全てについて実施し、作業が完了すると図８Ｂの状態となり、従って作業完了時には大径リング１１の白色のみが本体フランジ部５６とフランジ体５５との間に見えることになる。従って、監理する者は赤色が見えていないことを確認することで適正トルクに締め付けられていることを目視により確認することができる。

上記のようにして適正なトルクによるボルト締結を完了したメカニカル継手において、ゴム製のパッキング５７は本体フランジ部５６とフランジ体５５の斜面６１、６２によって適切な締め付け力で加圧された状態になるけれども、過度の加圧力が働かないので十分な弾性を保持している。それとともに、剛体部材６３を管外面５２との間にて締め付けることとなるので、設計値通りの理想的な継手を施工することができる。

本発明に係る締め付け力の適正管理用ゲージはこのように構成されているので、作業性が良く、しかも監理も容易であり、施工及び監理の確実性も高いという特徴を有するとともに、ゲージそれ自体は、例えばポリエチレンのような滑りの良い樹脂を使用して型成形により安価に量産可能であるから、その利用価値は高いものがある。

なお、本発明に係る締め付け力の適正管理用ゲージは、大径と小径の一対の円筒状リング１１、１２を、あらかじめ端部にて嵌め合わせて一体にした状態で取り扱うのに適した構造を有している。このため紛失の恐れがなく、また、端部の嵌め合わせ長さが異なるものを混ぜて使用しても、最終締め付け時に一方のリングの色のみとなっていることを確認するための支障とはならないので、使い勝手が良い。

本発明に係る締め付け力の適正管理用ゲージの例１を示す斜視図である。 同上ゲージの詳細を示すもので、Ａは小径リングの、Ｂは大径リングの部分説明図である。 同じく例１を示すもので、Ａは小径リングの、Ｂは大径リングの部分説明図である。 同じく例２を示すもので、Ａは小径リングの、Ｂは大径リングの部分説明図である。 同じく例３を示すもので、Ａは小径リングの、Ｂは大径リングの部分説明図である。 同じく例４を示すもので、Ａは小径リングの、Ｂは大径リングの部分説明図である。 同上ゲージの適用例を示す要部断面図である。 図７の例における作業状況を示すもので、Ａは締め付け進行中の、Ｂは締め付け完了時の部分断面図である。

符号の説明

１０ 締め付け力の適正管理用ゲージ
１１、２１、３１、４１ 大径リング
１２、２２、３２、４２ 小径リング
１３、２３、３３ 凹部
１４、２４、３４ 凸部
１５、２５、３５ 凸状部分
４３ 雄側テーパー形状
４５ 雌側テーパー形状
５１ 排水管の管体
５２ その外面
５３ 継ぎ手
５４ 本体
５５ フランジ体
５６ 本体フランジ部
５７ ゴム製のパッキング
５８ ボルト
５９ ナット

Claims (3)

1. 軸方向の締め付け力をストロークによって管理するために使用する器具であって、
   相互に嵌め合い可能な大径と小径の一対のリングより成り、一対のリングは嵌め合い時に抵抗を生じる径差で嵌め合わさり、嵌め合い方向の長さがほぼ等しく、かつ一方のリングと他方のリングの外面の色が相違しており、
   一対のリングが所定のストローク嵌め合わさることによって一方のリングが他方のリングに隠され、他方のリングの色のみとなることによって、適正トルクに締め付けられていることを目視により確認可能とした
   締め付け力の適正管理用ゲージ。
2. 小径のリングの外面に、一定のピッチで軸方向の凹凸形状が形成されており、上記凹凸形状の凹部と係合可能な凸状部分が、大径のリングの内面に形成されていて、上記凹部と凸部の係合に伴う抵抗が発生する構成を有している請求項１記載の締め付け力の適正管理用ゲージ。
3. 小径のリングが濃色に、大径のリングが淡色に着色されることにより、明確な色のコントラストを有している請求項１記載の締め付け力の適正管理用ゲージ。

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