JP2022117811A - 工具および締結方法 - Google Patents

Abstract

【課題】二重ナット締結において、ボルトおよび第１のナットに十分な摩擦力が作用しない場合でも第２のナットを適切に締め付けることができる工具および締結方法を提供する。【解決手段】ボルト２の頭部２１を嵌合させることが可能なボルト嵌合部１１１が形成される第１の部分１１と、ボルトに螺合する第１のナット３Ａを嵌合させることが可能なナット嵌合部１２１が形成される第２の部分１２と、第１の部分および第２の部分をボルトの軸方向について互いに離隔して保持する連結部１３とを備える工具１０である。【選択図】図１

Description

本発明は、工具および締結方法に関する。

一般的に、二重ナットでボルトを締め付ける場合、被締結物の貫通孔に挿通された第１のナットを所定のトルクで締め付けた後に、第２のナットを締め付ける。つまり、第２のナットの締め付け時において被締結物との間に作用する摩擦力によってボルトおよび第１のナットの回転は抑制され、第２のナットだけを回転させて締め付けることができる。

一方、特許文献１には、回転杭継手構造の例として、杭本体の端部に固定された一対の端板と、端板の各々を貫通する嵌合凹部にそれぞれ嵌合する嵌合部材とを有し、嵌合凹部および嵌合部材を介してそれぞれの杭本体の間でトルクを伝達可能な構造が記載されている。特許文献１の例では、端板の各々の杭本体よりも外側に張り出した部分によって形成されるフランジがボルトおよびナットを用いて互いに締結される。

国際公開第２０１９／１１１８８２号

上記の特許文献１の例の場合でも、フランジを締結するボルトおよびナットの緩み止めのために二重ナット締結を用いることができる。ただし、特許文献１の例では、回転杭のトルクを伝達するための嵌合部材が別途配置されるため、ボルトおよびナットはフランジ同士が離れるのを防止できればよく、回転杭のトルクを伝達することは必要とされない。従って、二重ナット締結を用いる場合でもトルクを加えて第１のナットを締め付けるのではなく、ボルトの頭部と第１のナットとがそれぞれフランジに軽く接触する程度の締め付けにとどめる方が、ボルトに作用するせん断力を最小化できるため好ましい。

ところが、上記のような二重ナットの締め付けの場合、第２のナットの締め付け時にはボルトおよび第１のナットと被締結物との間に十分な摩擦力が作用しないため、回転が抑制されない。これによって、例えば第２のナットの締め付け時にボルトが共回りして締め付けができなかったり、第２のナットとの接触、または第２のナットを締め付けるための工具との接触によって第１のナットが第２のナットとともに回転してトルクがかかり、ボルトに不必要なせん断力が作用したりする可能性がある。

上記のような不具合を防止するためには、第２のナットの締め付け時にボルトの頭部および第１のナットの両方の回転を別途の手段によって抑制する必要があるが、フランジを挟んで位置するボルトおよびナットの両方の回転を同時に抑制できるような工具は存在しない。従って、例えば２つのスパナなどの工具でボルトおよび第１のナットのそれぞれの回転を抑制することに作業員１人の労力が費やされ、第２のナットの締め付けのためにもう１人の作業員が必要になるといった不経済性が生じていた。

そこで、本発明は、二重ナット締結においてボルトおよび第１のナットに十分な摩擦力が作用しない場合でも第２のナットを適切に締め付けることを可能にする工具および締結方法を提供することを目的とする。

［１］ボルトの頭部を嵌合させることが可能なボルト嵌合部が形成される第１の部分と、ボルトに螺合する第１のナットを嵌合させることが可能なナット嵌合部が形成される第２の部分と、第１の部分および第２の部分をボルトの軸方向について互いに離隔して保持する連結部とを備える工具。
［２］第１の部分および第２の部分は、それぞれボルトの軸方向に対して垂直な第１および第２の板状部分であり、連結部は第１および第２の板状部分のそれぞれに対して垂直に配置される第３の板状部分を含む、［１］に記載の工具。
［３］連結部に取り付けられる把手をさらに備える、［１］または［２］に記載の工具。
［４］ボルト嵌合部が形成される第１の部分と、ナット嵌合部が形成される第２の部分と、第１の部分および第２の部分を互いに離隔して保持する連結部とを有する工具を用いた締結方法であって、被締結物に形成された貫通孔にボルトを挿通し、ボルトに第１のナットを螺合させる工程と、ボルト嵌合部にボルトの頭部を嵌合させ、ナット嵌合部に第１のナットを嵌合させた状態で、ボルトに第２のナットを螺合させて第２のナットを第１のナットに接触させる工程とを含む締結方法。
［５］ボルトに第２のナットを螺合させる工程では連結部が被締結物の端面に接触させられる、［４］に記載の締結方法。

上記の構成によれば、ボルト嵌合部にボルトの頭部を嵌合させ、ナット嵌合部に先行してボルトに螺合された第１のナットを嵌合させることによって、これらのボルトおよびナットの回転を同時に抑制することができる。従って、二重ナット締結においてボルトおよび第１のナットに十分な摩擦力が作用しない場合でも第２のナットを適切に締め付けることができる。

本発明の一実施形態に係る工具の側面図である。 図１のII－II線矢視図にあたる工具の平面図である。 工具の連結部を被締結物の端面に接触させる例を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する。

図１は本発明の一実施形態に係る工具の側面図であり、図２は図１のII－II線矢視図にあたる工具の平面図である。図示された例において、工具１０は、第１の板状部分１１と、第２の板状部分１２と、連結部１３と、把手１４とを含む。第１の板状部分１１にはボルト嵌合部１１１が形成され、第２の板状部分１２にはナット嵌合部１２１が形成される。連結部１３は、第１の板状部分１１および第２の板状部分１２を互いに離隔して保持する。第１の板状部分１１と第２の板状部分１２とは、ボルト嵌合部１１１に頭部が嵌合させられるボルトの軸方向について互いに離隔している。

図示された例では、被締結物である１対のフランジ１Ａ，１Ｂに形成された貫通孔に挿通されるボルト２と、ボルト２に螺合されるナット３Ａ，３Ｂとによって二重ナット締結が構成される。ここで、フランジ１Ａ，１Ｂは、例えば上記の国際公開第２０１９／１１１８８２号に記載された回転杭の端板によって形成される１対のフランジである。この場合において、ボルト２およびナット３Ａ，３Ｂはフランジ１Ａ，１Ｂが互いに離隔するのを防止できればよく、せん断力を負担する必要はない。既に述べたように、このような場合においては、ボルト２の頭部２１およびナット３Ａとフランジ１Ａ，１Ｂとの間には摩擦力を必要としない。工具１０は、このような二重ナット締結において、第２のナットであるナット３Ｂの締め付け時に、ボルト２および第１のナットであるナット３Ａの回転を抑制するために用いられる。

具体的には、工具１０で第１の板状部分１１に形成されるボルト嵌合部１１１はボルト２の頭部２１を嵌合させることが可能な部分であり、第２の板状部分１２に形成されるナット嵌合部１２１はナット３Ａを嵌合させることが可能な部分である。例えばボルト２の頭部２１およびナット３Ａが六角形である場合、頭部２１またはナット３Ａが嵌合部に嵌合可能であることは、嵌合部の開口幅ｗが頭部２１またはナット３Ａの二面幅以上、対角距離未満であることを意味する。ボルト２の頭部２１とナット３Ａとは、例えば同じ平面形状であっても回転角度が異なる場合があるため、開口幅ｗは頭部２１またはナット３Ａの二面幅に対して余裕をもった寸法であることが好ましい。

工具１０において、ボルト嵌合部１１１が形成される第１の板状部分１１と、ナット嵌合部１２１が形成される第２の板状部分１２とは、それぞれの嵌合部にボルト２の頭部２１およびナット３Ａを嵌合させたときのボルト２の軸方向（図１における上下方向）について互いに離隔して配置される。工具１０とボルト１の頭部２１およびナット３Ａとの間で嵌合接触面を確実に確保するための条件として、第１の板状部分１１と第２の板状部分１２との間の内寸ｄ１は、被締結物である１対のフランジ１Ａ，１Ｂの合計厚さに座金などの介挿物の厚さを加えた寸法ｈ１以上であり、かつ内寸ｄ１に第１の板状部分１１の厚さと第２の板状部分１２の厚さとを加えた外寸ｄ２は、寸法ｈ１にボルト２の頭部２１およびナット３Ａのそれぞれの高さを加えた寸法ｈ２未満である（ｈ１≦ｄ１、かつｄ２＜ｈ２）。

なお、図示された例では第１の板状部分１１および第２の板状部分１２がＵ字形（またはコの字形）でありボルト嵌合部１１１およびナット嵌合部１２１がそれぞれ板状部分の切り欠きとして形成されているが、他の例では例えば第１の板状部分１１および第２の板状部分１２がそれぞれ２つの板状部分に分割されており、それぞれの板状部分の間の隙間としてボルト嵌合部１１１およびナット嵌合部１２１が形成されてもよい。この場合、隙間の大きさが上記の例の開口幅ｗに対応する。また、第１の板状部分１１および第２の板状部分１２は、ボルト１の頭部２１およびナット３Ａをそれぞれ嵌合させることが可能な嵌合部を形成することが可能な形状であれば必ずしも板状でなくてもよく、例えば開口幅ｗに対応する大きさの隙間で離隔して配置された１対の棒状部材であってもよいし、上記の板状部分が厚みを増したようなブロック状の部材であってもよい。

工具１０を用いたボルトおよびナットの締結工程では、まずフランジ１Ａ，１Ｂに形成された貫通孔にボルト２を挿通し、ボルト２にナット３Ａを螺合させる。このとき、ナット３Ａはトルクを加えて締め付けるのではなく、例えばナット３Ａがフランジ１Ａに、ボルト２の頭部２１がフランジ１Ｂに、それぞれ軽く接触する程度に手で締め付ける程度でよい。なお、ナット３Ａとフランジ１Ａとの間の接触、およびボルト２の頭部２１とフランジ１Ｂとの間の接触は、それぞれ直接的な接触であってもよいし、座金などを介した間接的な接触であってもよい。既に述べたように、この接触によっては、ボルト２およびナット３Ａの回転を抑制できるような摩擦力は作用しない。

次に、工具１０を用いて、ボルト２の頭部２１およびナット３Ａの回転を同時に抑制しながら、ボルト２にナット３Ｂを螺合させる。具体的には、工具１０のボルト嵌合部１１１にボルト２の頭部２１を嵌合させ、ナット嵌合部１２１にナット３Ａを嵌合させた状態でボルト２にナット３Ｂを螺合させて、ナット３Ｂをナット３Ａに接触させる。このとき、上述のように嵌合部の開口幅ｗの寸法に余裕をもたせておくことによって、ボルト２の頭部２１とナット３Ａとの平面形状に回転角度のずれがある場合にも、それぞれを余分に回転させて回転角度を揃えることなく、頭部２１およびナット３Ａをそれぞれボルト嵌合部１１１およびナット嵌合部１２１に嵌合させることができる。

上記のような工程によってボルト２の頭部２１およびナット３Ａの回転を同時に抑制しながらボルト２にナット３Ｂを螺合させることによって、ボルト２の共回りやナット３Ａの過剰な締め付けを生じることなく、ナット３Ｂの円滑な締め付けが可能になる。例えば一方の手で工具１０を保持してボルト２の頭部２１およびナット３Ａの回転を同時に抑制し、他方の手でスパナなどの工具を用いてナット３Ｂを締め付けることが可能であるため、作業員１人で締め付け作業を行うことができ、施工の経済性が向上する。

工具１０において、連結部１３は、第１の板状部分１１と第２の板状部分１２とを連結する。連結部１３の形状は特に限定されないが、図示された例では第１の板状部分１１および第２の板状部分１２のそれぞれに対して垂直に配置される板状部分として連結部１３が形成される。例えばこのように連結部１３を形成することによって、図３に示すようにボルト嵌合部１１１およびナット嵌合部１２１にそれぞれボルト２の頭部２１およびナット３Ａを嵌合させた状態で、連結部１３を被締結物であるフランジ１Ａ，１Ｂの端面に接触させることができる。これによって、ボルト２およびナット３Ａの回転を抑制するための反力をフランジ１Ａ，１Ｂの端面にとることができ、例えば連結部１３に取り付けられる把手１４がなくても、工具１０を安定的に固定した上でナット３Ｂの締め付けを行うことができる。把手１４は、工具１０の取り回し性を向上させるために取り付けることが可能であるが、上記の通り省略されてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれらの例に限定されない。本発明の属する技術の分野の当業者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１…ボルト、１Ａ，１Ｂ…フランジ、２…ボルト、２１…頭部、３Ａ，３Ｂ…ナット、１０…工具、１１…第１の板状部分、１１１…ボルト嵌合部、１２…第２の板状部分、１２１…ナット嵌合部、１３…連結部、１４…把手。

Claims (5)

1. ボルトの頭部を嵌合させることが可能なボルト嵌合部が形成される第１の部分と、
   前記ボルトに螺合する第１のナットを嵌合させることが可能なナット嵌合部が形成される第２の部分と、
   前記第１の部分および前記第２の部分を前記ボルトの軸方向について互いに離隔して保持する連結部と
   を備える工具。
2. 前記第１の部分および前記第２の部分は、それぞれ前記ボルトの軸方向に対して垂直な第１および第２の板状部分であり、
   前記連結部は前記第１および第２の板状部分のそれぞれに対して垂直に配置される第３の板状部分を含む、請求項１に記載の工具。
3. 前記連結部に取り付けられる把手をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の工具。
4. ボルト嵌合部が形成される第１の部分と、ナット嵌合部が形成される第２の部分と、前記第１の部分および前記第２の部分を互いに離隔して保持する連結部とを有する工具を用いた締結方法であって、
   被締結物に形成された貫通孔にボルトを挿通し、前記ボルトに第１のナットを螺合させる工程と、
   前記ボルト嵌合部に前記ボルトの頭部を嵌合させ、前記ナット嵌合部に前記第１のナットを嵌合させた状態で、前記ボルトに第２のナットを螺合させて前記第２のナットを前記第１のナットに接触させる工程と
   を含む締結方法。
5. 前記ボルトに前記第２のナットを螺合させる工程では前記連結部が前記被締結物の端面に接触させられる、請求項４に記載の締結方法。

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