JP2019209452A - 締め付け工具 - Google Patents

Abstract

【課題】締結装置の工具係合部に対して係合口が滑らずトルクを確実にかける。【解決手段】締結装置Ｂが有する回転自在な断面正多角形の工具係合部Ｂ１を回転操作するための締め付け工具Ａであって、工具係合部と着脱自在に嵌め合う先端が開放した形状の係合口１を備え、係合口は、工具係合部の第一工具係合面Ｂ３と摺動可能に接触する摺接部１ａと、工具係合部の第二工具係合面Ｂ４と対向する当接部１ｂと、第二工具係合面に形成された凹部Ｂ５に向けて突出する突起１ｃと、を有し、工具係合部に対して係合口が嵌合した状態で、突起が凹部に入る。【選択図】図１

Description

本発明は、管継手などを含む締結装置が有する回転自在な断面正多角形の工具係合部を人為的に回転操作するために用いられる締め付け工具に関する。

給湯管、給水管等の管材（接続管）を所定の機器に接合する際、あるいは管材（接続管）同士を接合する際に管継手を使用している。
従来、この種の管継手の一例として、接続管に内嵌される円筒状の案内部を有する継手本体と、継手本体の案内部に接続管が挿入される間隙を有して同心状に外嵌されており、案内部に対向する部分が縮径可能である締付けリングと、締付けリングの縮径可能な部分を縮径させるべく締付けリングに外嵌されており、締付けリングに内嵌された接統管を変形させる袋ナットと、を具備するものがある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１において継手本体は、中央部に外面六角形状のナット部を有している。締付けリングは、継手本体のナット部に外嵌された内周面が六角形状の鍔部と、継手本体の案内部とは所定の間隙を有して外嵌されるように鍔部の一端面に設けられた円筒状の縮径部と、を有している。鍔部は、継手本体のナット部に密着する内周面を有し、その外周面は、スパナ等の締め付け工具が係止し得るように六角形状になっている。袋ナットは、スパナ等の締め付け工具が係止し得るように角筒状に形成されている。
そして、締付けリングの縮径部と継手本体の案内部の間隙内に接続管が挿入された状態で、締付けリングの鍔部と袋ナットにそれぞれスパナ等の締め付け工具を係合させ、逆向きに回転操作して締め付ける。これにより、袋ナットの内周面中央部のテーパー面が縮径部の先端に当接して縮径部の先端部が縮径される。その結果、接続管の端部は、継手本体の案内部および締付けリングの縮径部に嵌合された状態で抜け止めされる。

特開平０２−０６２４９８号公報

特許文献１に記載された管継手では、締付けリングの鍔部と袋ナットを逆向きに回転操作して締め付けるために、スパナ等の締め付け工具を二本用意する必要があった。
ところで、給湯管や給水管等の管材（接続管）は、用途に応じて径サイズや耐圧性能の異なるものが多種類あり、これに伴って管継手もサイズなどの異なるものが多種類用意されている。比較的に小型の管継手の場合には、締付けリングの鍔部や袋ナットに形成される工具係合部も狭くなる。
このような多種類の管継手を逆向きに回転操作するには、締め付け工具として調節可能なモンキーレンチやモーターレンチを用いることが一般的である。
しかし乍ら、モンキーレンチやモーターレンチは、比較的に大型で重いため、作業者の負担が大きいだけでなく、小型の管継手の狭い工具係合部を回転操作する時には、モンキーレンチやモーターレンチ同士が接触し邪魔になって、締め付け作業が行い難いという問題があった。
また管継手において少なくとも締付けリングの鍔部や袋ナットが樹脂製である場合には、鍔部や袋ナットの工具係合部が締め付け工具の材質よりも軟質となるため、締め付け工具による回転操作で樹脂製の工具係合部に応力が集中すると、樹脂製の工具係合部が変形してしまう。これにより、変形した工具係合部が締め付け工具が外れ易くなって、締め付けを確実に行えないという問題があった。

このような課題を解決するために本発明に係る締め付け工具は、締結装置が有する回転自在な断面正多角形の工具係合部を回転操作するための締め付け工具であって、前記工具係合部と着脱自在に嵌め合う先端が開放した形状の係合口を備え、前記係合口は、前記工具係合部の第一工具係合面と摺動可能に接触する摺接部と、前記工具係合部の第二工具係合面と対向する当接部と、前記第二工具係合面に形成された凹部に向けて突出する突起と、を有し、前記工具係合部に対して前記係合口が嵌合した状態で、前記突起が前記凹部に入ることを特徴とする。

本発明の実施形態に係る締め付け工具の全体構成を示す説明図であり、（ａ）が工具係合部に対する係合口の係合前の状態の斜視図、（ｂ）が係合後の状態の斜視図である。 締結装置の全体構成を示す説明図であり、（ａ）が管継手に管体を接続する前の縦断正面図、（ｂ）が管継手に管体を接続した後の縦断正面図である。 締結装置の変形例を示す説明図であり、（ａ）が工具係合部に対する係合口の係合前の状態の斜視図、（ｂ）が係合後の状態の斜視図である。 締め付け工具の説明図であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が左側面図、（ｃ）が底面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る締め付け工具Ａは、図１〜図４に示すように、締結装置Ｂが有する回転自在な断面正多角形の工具係合部Ｂ１を人為的に回転操作するために用いられるレンチやスパナである。
締結装置Ｂとは、回転自在に設けられた工具係合部Ｂ１の回転操作で、機械部品（図示しない）に被締結体Ｃを着脱自在に締結して接続する連結具や、複数の被締結体Ｃ同士を着脱自在に接続する連結具である。
締結装置Ｂには、被締結体Ｃとして可能性に優れ変形可能なホースやチューブ又は変形し難いパイプなどからなる管体Ｃ１を締結することで、着脱可能に接続する管継手Ｂａ，Ｂｂや、管継手Ｂａ，Ｂｂと類似した構造の締結具などが含まれる。
一般的に管継手Ｂａ，Ｂｂは、図１〜図３に示されるように、二つの工具係合部Ｂ１が設けられ、二つの工具係合部Ｂ１を逆向きに回転操作することで、管体Ｃ１が締め付けられる抜け止め構造に構成されている。
工具係合部Ｂ１は、複数（断面形状に応じた数）の工具係合面Ｂ２が周方向へ形成され、複数の工具係合面Ｂ２において略平行に配置される一対の第一工具係合面Ｂ３と、一対の第一工具係合面Ｂ３の間に配置される第二工具係合面Ｂ４と、を有する。複数の工具係合面Ｂ２のすべてか又は一部、少なくとも第二工具係合面Ｂ４には凹部Ｂ５が形成される。

締結装置Ｂの一例として図１（ａ）（ｂ）及び図２（ａ）（ｂ）では、同じ断面正多角形に形成された二つの工具係合部Ｂ１を、後述する締め付け工具Ａによってそれぞれ相対的に逆方向へ回転操作する同形タイプの管継手Ｂａの場合を示している。図示例では、二つの工具係合部Ｂ１の外形状が断面正六角形の六角ナットに形成され、これらを同じ外形サイズに設定している。
締結装置Ｂの他の例として図３（ａ）（ｂ）では、異なる断面正多角形に形成された二つの工具係合部Ｂ１を、後述する締め付け工具Ａによってそれぞれ相対的に逆方向へ回転操作する異形タイプの管継手Ｂｂの場合を示している。図示例では、一方の工具係合部Ｂ１の外形状が断面略四角形の四角ナットに形成され、他方の工具係合部Ｂ１の外形状が断面正六角形の六角ナットに形成され、これらを異なる外形サイズに設定している。
また、それ以外の例として図示しないが、二つの工具係合部Ｂ１のいずれか一方を、後述する締め付け工具Ａに代えてモンキーレンチやモーターレンチ又はその他の構造のレンチ若しくはスパナで回転操作するなどの変更も可能である。
なお、同形タイプの管継手Ｂａにおいて二つの工具係合部Ｂ１の外形状を四角ナットや断面八角形の八角ナットなどに代えることや、異形タイプの管継手Ｂｂにおいて一方の工具係合部Ｂ１や他方の工具係合部Ｂ１の外形状を図示例以外の四角ナットや六角ナットや八角ナットなどに代えることや、外形サイズの設定を図示例以外に変更するなどが可能である。

図１（ａ）（ｂ）及び図２（ａ）（ｂ）に示される管継手Ｂａは、管体Ｃ１の挿入空間Ｓに沿って設けられるニップル１１を有する継手本体１０と、ニップル１１の径方向外側に管体Ｃ１の挿入空間Ｓを挟んで回転自在に設けられる締め付け部材２０と、を主要な構成要素として備える。継手本体１０に対して締め付け部材２０を相対的に回転することにより、挿入空間Ｓに差し込まれた管体Ｃ１を径方向に挟み込んで抜け止めしている。
継手本体１０側の外周面と締め付け部材２０の外周面には、工具係合部Ｂ１がそれぞれ形成され、これら二つの工具係合部Ｂ１が有する複数の工具係合面Ｂ２のすべてに凹部Ｂ５が形成されている。
さらに図示例のように、管体Ｃ１の挿入空間Ｓと締め付け部材２０の間にスリーブ３０を備え、締め付け部材２０の回転操作により、スリーブ３０が縮径変形して管体Ｃ１を挟持することが好ましい。
図示例では、スリーブ３０が軸方向へ筒状部３１と縮径部３２に分割されて軸方向へ一体的に配置している。
筒状部３１は、ニップル１１の突出部１２に対して周方向へ回転不能に嵌合する鍔部３１ａを有し、鍔部３１ａの外形状が断面正多角形（断面正六角形）に形成されて工具係合部Ｂ１となっている。筒状部３１の外周面には、締め付け部材２０が軸方向へ回転移動可能に螺合する螺子３１ｂが形成されている。
縮径部３２は、軟質合成樹脂などの弾性変形可能な材料で形成され、締め付け部材２０に締め付けによる軸方向への回転移動に伴って径方向へ縮径変形するように構成されている。
管継手Ｂａにおいて継手本体１０，締め付け部材２０，スリーブ３０の筒状部３１は、硬質合成樹脂や金属などの剛性材料で形成されている。特に継手本体１０や締め付け部材２０などを合成樹脂で成形することに伴って工具係合部Ｂ１が合成樹脂製となる場合には、成形時に樹脂の収縮による「ヒケ」の発生を防ぐため、「肉抜き（肉盗み）」として凹部Ｂ５を利用することが可能になる。

一方、本発明の実施形態に係る締め付け工具Ａは、図１，図３及び図４に示されるように、先端が開放した形状の係合口１と、係合口１を有する工具本体２と、を主要な構成要素として備えている。
係合口１は、後述する工具本体２の端部に設けられ、工具係合部Ｂ１と着脱自在に嵌め合う凹状に形成している。
係合口１は、工具係合部Ｂ１に形成される複数の工具係合面Ｂ２のうち一部と対向して形成される摺接部１ａと、複数の工具係合面Ｂ２のうち他部と対向して形成される当接部１ｂと、複数の工具係合面Ｂ２のうち他部に向け突出して形成される突起１ｃと、を有している。

摺接部１ａは、複数の工具係合面Ｂ２において略平行に配置される一対の第一工具係合面Ｂ３と摺動可能に接触するように形成されている。
当接部１ｂは、一対の第一工具係合面Ｂ３の間に配置される第二工具係合面Ｂ４と対向するように形成されている。当接部１ｂには、第二工具係合面Ｂ４に形成した凹部Ｂ５に向けて突出するように突起１ｃが形成されている。
突起１ｃは、工具係合部Ｂ１に対して係合口１が嵌合した状態で、第二工具係合面Ｂ４の凹部Ｂ５に対して入るように設定される。突起１ｃと凹部Ｂ５の形状とサイズは、突起１ｃが凹部Ｂ５に入り込んだ状態で、軸方向と周方向へ位置ズレ不能に嵌合するように設定することが好ましい。

係合口１の具体例として図１（ａ）（ｂ）や図４（ａ）〜（ｃ）などに示される場合には、継手本体１０側の外周面に形成した工具係合部Ｂ１と、締め付け部材２０の外周面に形成したた工具係合部Ｂ１がそれぞれ断面正六角形の六角ナットである。
このため、六つの工具係合面Ｂ２のうち四面と嵌合するように、係合口１を四辺が連続した凹状に形成している。四辺のうち開放側の二辺が摺接部１ａとなり、奥側の二辺が当接部１ｂとなって二つの突起１ｃを形成している。摺接部１ａの沿った二辺のみ幅広部１ｄを折り曲げ形成している。
これに伴い工具係合部Ｂ１の外形状が六角ナットであって、複数の工具係合面Ｂ２のうち一部のみに凹部Ｂ５を形成する場合には、少なくとも二つの凹部Ｂ５が周方向へ連続して隣り合うように形成することが好ましい。
また、係合口１の他の例として図３（ａ）（ｂ）に示される場合には、継手本体１０側の外周面に形成した工具係合部Ｂ１が断面略四角形の四角ナットである。このため、四つの工具係合面Ｂ２のうち三面と嵌合するように、係合口１を三辺が連続したコの字形の凹状に形成している。三辺のうち開放側の二辺が摺接部１ａとなり、奥側の一辺が当接部１ｂとなって一つの突起１ｃを形成している。摺接部１ａの沿った二辺のみ幅広部１ｄを折り曲げ形成している。
なお、それ以外の変形例として図示しないが、工具係合部Ｂ１が断面八角形の八角ナットである場合には、八つの工具係合面Ｂ２のうち五面と嵌合するように、係合口１を五辺が連続した凹状に形成するなどの変更が可能である。この場合には、五辺のうち開放側の二辺が摺接部１ａとなり、奥側の三辺が当接部１ｂとなって三つの突起１ｃを形成することになる。
これに伴い工具係合部Ｂ１の外形状が八角ナットであって、複数の工具係合面Ｂ２のうち一部のみに凹部Ｂ５を形成する場合には、少なくとも三つの凹部Ｂ５が周方向へ連続して隣り合うように形成することが好ましい。

さらに、摺接部１ａ又は当接部１ｂにおいて突起１ｃが無い部位のいずれか一方か、若しくは摺接部１ａ又は当接部１ｂにおいて突起１ｃが無い部位の両方には、幅広部１ｄを形成することが好ましい。
幅広部１ｄは、図１，図３及び図４に示されるように、係合口１の構成材料である板材を略直角に折り曲げることで一体形成することが好ましい。
幅広部１ｄの一例として図１（ａ）（ｂ）及び図３（ａ）（ｂ）に示される例では、係合口１において摺接部１ａとなる開放側の二辺をそれぞれ全体的に逆方向へ折り曲げている。
また幅広部１ｄのその他の例として図４（ａ）〜（ｃ）に示される例では、係合口１において摺接部１ａとなる開放側の二辺を複数（図示例では二つ）に分割してそれぞれ逆向きに折り曲げている。
なお、それ以外の幅広部１ｄの変形例として図示しないが、折り曲げ形成に代えて別部材を固着して幅広部１ｄとすることや、当接部１ｂにおいて突起１ｃが無い部位に幅広部１ｄを形成するなどの変更が可能である。

係合口１を有する工具本体２は、作業者が手で持ち回転操作するレンチやスパナの柄となる部分であり、工具本体２の端部には係合口１が一体的に形成される。
工具本体２は、金属や硬質合成樹脂などの剛性材料で板状に形成することが好ましい。
工具本体２の具体例として図１（ａ）（ｂ），図３（ａ）（ｂ）及び図４（ａ）〜（ｃ）では、係合口１を含めて工具本体２の全体が肉厚が薄い帯板状に形成され、工具本体２の一端のみに係合口１を一体形成した片口スパナである場合を示している。
また、その他の例として図示しないが、工具本体２の両端に係合口１を有する両口スパナや、工具本体２が分岐されて三つ以上の係合口１を有する十字レンチ（クロスレンチ）や、複数の係合口１がそれぞれ異なる開放幅（開口幅）を有するなど、種々の変更が可能である。
これに加えて、係合口１が摺接部１ａ，当接部１ｂ及び突起１ｃを有していれば、モンキーレンチやモーターレンチ又はその他の構造のレンチ若しくはスパナであってもよい。

このような本発明の実施形態に係る締め付け工具Ａによると、管継手Ｂａ，Ｂｂなどを含む締結装置Ｂの回転操作時において、工具係合部Ｂ１に係合口１が嵌め合わされ、工具係合部Ｂ１の第一工具係合面Ｂ３に沿って、係合口１の摺接部１ａを摺動させる。
これにより、係合口１の当接部１ｂが第二工具係合面Ｂ４と接近して当接する。これに伴って当接部１ｂの突起１ｃが第二工具係合面Ｂ４の凹部Ｂ５に入り込む。
この嵌合状態では、突起１ｃ及び凹部Ｂ５の位置決めによって、工具係合部Ｂ１に対し、係合口１が周方向へ位置ズレしなくなる。
。
したがって、締結装置Ｂの工具係合部Ｂ１に対して係合口１が滑らずトルクを確実にかけることができる。
その結果、締結装置Ｂが二本の締め付け工具Ａで逆向きに回転操作して被締結体Ｃとなる管体Ｃ１を締め付ける管継手Ｂａ，Ｂｂであっても、管継手Ｂａ，Ｂｂのサイズと関係なく二本の締め付け工具Ａ同士が接触せず確実に締め付け作業を行うことができる。このため作業性に優れる。
また断面正多角形の工具係合部Ｂ１（工具係合面Ｂ２）に凹部Ｂ５を形成すれば、締め付け工具Ａが使用可能となり、係合口１が滑らずトルクを確実にかけることができる。

特に、係合口１を有する工具本体２が板状に形成され、少なくとも摺接部１ａに沿って幅広部１ｄを形成することが好ましい。
この場合には、工具本体２の肉厚を薄く形成可能にするとともに、締結装置Ｂの工具係合部Ｂ１に対して力が伝わる摺接部１ａなどは、幅広部１ｄによって補強される。
その結果、モンキーレンチやモーターレンチに比べ、締め付け工具Ａの軽量化と小型化が図れるため、現場作業者の負担を軽減できるとともに、締結装置Ｂが二本の締め付け工具Ａで逆向きに回転操作して被締結体Ｃとなる管体Ｃ１を締め付ける管継手Ｂａ，Ｂｂであっても、スムーズに締め付け作業が行えて、作業性に優れる。

なお、前示の実施形態では、締結装置Ｂとして同じ断面正多角形に形成された二つの工具係合部Ｂ１を有する同形タイプの管継手Ｂａと、異なる断面正多角形に形成された二つの工具係合部Ｂ１を有する異形タイプの管継手Ｂｂについて説明したが、これに限定されず、図示例以外の構造の管継手であってもよい。さらに管継手と類似した構造の締結具，管体以外の被締結体Ｃを着脱自在に締結して接続する連結具，複数の被締結体Ｃ同士を着脱自在に接続する連結具であってもよい。
この場合においても、前述した同形タイプの管継手Ｂａや異形タイプの管継手Ｂｂと同様な作用や利点が得られる。
また、二つの工具係合部Ｂ１を二本の締め付け工具Ａで逆向きに回転操作する場合について説明したが、これに限定されず、二つの工具係合部Ｂ１のうちいずれか一方を、締め付け工具Ａに代えてモンキーレンチやモーターレンチ又はその他の構造のレンチ若しくはスパナで回転操作してもよい。

Ａ 締め付け工具 １ 係合口
１ａ 摺接部 １ｂ 当接部
１ｃ 突起 １ｄ 幅広部
２ 工具本体 Ｂ 締結装置
Ｂ１ 工具係合部 Ｂ３ 第一工具係合面
Ｂ４ 第二工具係合面 Ｂ５ 凹部

Claims (2)

1. 締結装置が有する回転自在な断面正多角形の工具係合部を回転操作するための締め付け工具であって、
   前記工具係合部と着脱自在に嵌め合う先端が開放した形状の係合口を備え、
   前記係合口は、前記工具係合部の第一工具係合面と摺動可能に接触する摺接部と、前記工具係合部の第二工具係合面と対向する当接部と、前記第二工具係合面に形成された凹部に向けて突出する突起と、を有し、
   前記工具係合部に対して前記係合口が嵌合した状態で、前記突起が前記凹部に入ることを特徴とする締め付け工具。
2. 前記係合口を有する工具本体が板状に形成され、少なくとも前記摺接部に沿って幅広部を形成したことを特徴とする請求項１記載の締め付け工具。

Images