JP2023070806A - 係合部付ボルトの締結工具及び係合部付ボルトの締結方法 - Google Patents

Abstract

【課題】係合部付ボルトを一方側から容易かつ確実に締め付けられるようにする。【解決手段】第１被固定部材３１及び第２被固定部材３２の貫通孔に第１被固定部材３１側から係合部付ボルト１を挿通し、係合部付ボルト１の先端に第２被固定部材３２側から緩み止めナット１０を仮止めし、緩み止めナット１０側からアウタ部材２４の先端を挿入し、インナ部材２５の先端を係合部付ボルト１の第２係合部６に係合させ、電動工具２１の回転軸２１ａを回転させ、係合部付ボルト１を螺進させて第１被固定部材３１及び第２被固定部材３２を締め付けると共に、ナット１０の緩み止め部１１に係合部付ボルト１の第１係合部５を係合させて緩み止めする。【選択図】図７

Description

本発明は、雄ネジ部の先端に係合部を有する係合部付ボルトの締結工具及び係合部付ボルトの締結方法に関する。

従来、被締結部材間をボルト及びナットで締結する際に、被締結部材間に仮止めされたボルト及びナットの締付を一方の被締結部材側からのみ行うことが可能ないわゆる「ワンサイドボルト」というものが知られている（特許文献１参照）。

また、ワンサイドボルトの締結工具には、特許文献２及び３のようなものが知られている。

特許第２７２３４９３号公報 特開昭４７－２４６９８号公報 特表２０２１－５１１２２０号公報

上記特許文献２及び３の締結工具は、電動工具の先端に取り付け、ボルト側に回転力を与えられるものであるが、特に、特許文献２のものでは、電動工具との取付構造が複雑で汎用品として使用しにくい。また、ボルト先端の係合部を保持するインナ部材も汎用品として使用しにくい。

更に、いずれの締結工具でもインナ部材にボルト先端の係合部が確実に係合されたかどうかを確認するのが難しい。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成で電動工具を用いて係合部付ボルトを一方側から容易かつ確実に締め付けられるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、締付対象のナットを回り止めするアウタ部材と、係合部付ボルトの第２係合部に係合するインナ部材とを設け、電動工具の回転力を係合部付ボルトに伝達して回転させるようにした。

具体的には、第１の発明では、基端側が電動工具に固定され、該電動工具の回転軸の半径方向に距離を空けて配置され、先端側で係合部付ボルトに仮止めされたナットを回り止めする筒状のアウタ部材と、
上記アウタ部材の内部に径方向に間隔を開けて配置され、基端側が上記回転軸に回転一体に固定され、先端側が上記係合部付ボルトの係合部に係合するインナ部材とを備える。

上記の構成によると、アウタ部材の先端でナットを回り止めしながら、インナ部材の先端に第２係合部が係合された係合部付ボルトを回転させることで、電動工具を利用して容易かつ確実に係合部付ボルトをナットに締結することができる。

第２の発明では、第１の発明において、
上記インナ部材が、上記係合部付ボルトの係合部を軸方向に進退可能に支持する被係合孔を有する。

上記の構成によると、電動工具により係合部付ボルトを螺進させるときに、アウタ部材でナットを固定したまま、係合部が被係合孔内を進むので、係合部付ボルトが螺進するのを妨げない。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、
上記アウタ部材の一部に設けられ、該アウタ部材に回り止めされる上記ナット及び該ナットに螺合する上記係合部付ボルトの先端側を露出させる開口部を備えている。

上記の構成によると、アウタ部材の開口部からナットと係合部付ボルトの先端部とが露出するので、これらを見ながら確実に締付作業を行うことができる。

第４の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、
上記アウタ部材が、上記電動工具に上記回転軸と径方向に間隔を開けて配置され、基端側が上記電動工具の本体に固定される脚部を備えている。

上記の構成によると、脚部を利用して各種電動工具に容易かつ確実な取り付けが可能となる。

第５の発明の係合部付ボルトの締結方法は、
工具で掴んで締付可能なボルト頭部と、
上記ボルト頭部に連続する棒状のボルト本体と、
上記ボルト本体の先端側の雄ネジ部と、
上記雄ネジ部の先端における、周方向に間隔を開けて設けた緩み止め凸部を有する第１係合部と、
上記第１係合部の更に先端に設けた、工具係合用凸部を有する第２係合部とを備える係合部付ボルト、
上記係合部付ボルトの雄ネジ部に螺合する雌ネジ部を備えると共に、上記第１係合部の緩み止め凸部に係合し、該係合部付ボルトを緩み止めする緩み止め部を有する緩み止めナット、及び、
基端側が電動工具に固定され、該電動工具の回転軸の半径方向に距離を空けて配置され、先端側で係合部付ボルトに仮止めされたナットを回り止めする筒状のアウタ部材と、該アウタ部材の内部に径方向に間隔を開けて配置され、基端側が上記回転軸に回転一体に固定され、先端側が上記係合部付ボルトの先端の係合部に係合するインナ部材とを備える係合部付ボルトの締結工具を準備する準備工程と、
第１被固定部材及び第２被固定部材の貫通孔に該第１被固定部材側から上記係合部付ボルトを挿通し、上記係合部付ボルトに上記第２被固定部材側から上記緩み止めナットを仮止めする仮止め工程と、
上記緩み止めナット側から上記締結工具のアウタ部材の先端を挿入し、上記インナ部材の先端を上記係合部付ボルトの第２係合部に係合させるボルト係合工程と、
上記電動工具の回転軸を回転させ、上記係合部付ボルトを螺進させて上記第１被固定部材及び上記第２被固定部材を締め付けると共に、上記ナットの緩み止め部に上記係合部付ボルトの第１係合部の緩み止め凸部を係合させて緩み止めする締結工程とを含む構成とする。

上記の構成によると、仮止めした状態の係合部付ボルト及び緩み止めナットをアウタ部材及びインナ部材の先端側でそれぞれ固定した状態で、電動工具の回転軸を回転させることにより、係合部付ボルトの雄ネジ部が緩み止めナットの雌ネジ部を螺進させるようにして第１被固定部材と第２被固定部材とを確実に固定すると共に、緩み止め凸部と緩み止め部との緩み止め効果が得られる。

第６の発明では、第５の発明において、
上記締結工程において、上記係合部付ボルトを上記緩み止めナット内に螺進させながら、上記係合部付ボルトの第２係合部を上記インナ部材の被係合孔内に侵入させる。

上記の構成によると、電動工具により係合部付ボルトを螺進させるときに、アウタ部材でナットを固定したまま、係合部が被係合孔内を進むので、係合部付ボルトが螺進するのを妨げない。

以上説明したように、本発明によれば、締付対象のナットを回り止めするアウタ部材と、係合部付ボルトの第２係合部に係合するインナ部材とを設け、電動工具の回転力を係合部付ボルトに伝達して回転させるようにしたので、簡単な構成で電動工具を用いて係合部付ボルトを一方側から容易かつ確実に締め付けることができる。

係合部付ボルトの締結工具が固定された電動工具を示す正面図である。 係合部付ボルトの締結工具が固定された電動工具を示す側面図である。 係合部付ボルトを示し、（ａ）が左側面図で、（ｂ）が正面図で、（ｃ）が右側面図である。 緩み止めナットが係合部付ボルトに締結されて緩み止められた状態を示す正面図である。 緩み止めナットが係合部付ボルトに仮止めされた状態を示す正面図である。 緩み止めナットを示し、（ａ）が左側面図で、（ｂ）が正面図で、（ｃ）が右側面図である。 係合部付ボルトの締結工具に係合部付ボルト及び緩み止めナットが取り付けられた様子を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

－係合部付ボルトの構成－
図３は本発明の実施形態に係る係合部付ボルト１を示し、この係合部付ボルト１は、例えば、ガラス繊維、炭素繊維などが含有される強化繊維合成樹脂などの強化繊維樹脂製の一体成形品よりなる。合成樹脂としては、例えば、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ＡＢＳ樹脂などの熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。このように、係合部付ボルト１が強化繊維樹脂製の一体成形品よりなるので、複雑な形状でも容易に比較的剛性の高いボルトを成形できるようになっている。

係合部付ボルト１は、トルクレンチなどの工具で掴んで締付可能な、例えば、六角のボルト頭部２を備えている。これは、六角穴付頭部でもよい。

係合部付ボルト１は、ボルト頭部２に連続する棒状のボルト本体３を有し、本実施形態では、このボルト本体３は、凹凸のない円柱状部分と、先端側の雄ネジ部４とを有する。

そして、この雄ネジ部４の先端には、周方向に間隔を開けて設けた緩み止め凸部５ａを有する第１係合部５を備える。この緩み止め凸部５ａは、ボルト本体３の長手方向に延び、周方向に等間隔に並ぶ突条を構成している。

緩み止め凸部５ａは、図３（ｃ）に一部拡大して示すように、同形同大の断面略三角形をした外歯爪車で構成されている。具体的には、この外歯爪車は、ボルト本体３の軸心と同一仮想面内に含まれる外側噛み合い面５ｂと、この外側噛み合い面５ｂの先端から緩み止めナット１０の締付方向側に向かって外側噛み合い面５ｂに対して傾斜する外側テーパ面５ｃとを備えている。外歯爪車により、締付方向には回転を許容し、緩み方向には回転を阻止する最適な緩み止め凸部５ａが得られる。なお、この外側噛み合い面５ｂに嵌合する緩み止めナット１０の緩み止め部１１については後述する。

この第１係合部５の更に先端には、後述する締結工具２０のインナ部材２５の先端が係合する工具係合用凸部６ａを有する第２係合部６が設けられている。この第２係合部６は、例えば、角部が工具係合用凸部６ａを構成する正六角柱である。但し、工具が係合可能であれば、三角柱、四角柱等でもよい。断面多角形状の第２係合部６であれば、レンチやペンチなどの工具で締付が容易である。

図３（ｃ）に示すように、緩み止め凸部５ａの周方向ピッチＰ１は、第２係合部６の工具係合用凸部６ａの周方向ピッチＰ２（すなわち、六角柱の頂点間の距離）よりも小さい（Ｐ１＜Ｐ２）。このように、緩み止め部１１の周方向ピッチＰ１を小さくすることで、緩み止め効果を向上させ、工具係合用凸部６ａの周方向ピッチＰ２を大きくすることで、工具のトルクを伝達しやすくすることができるようになっている。

図３（ｂ）に拡大して示すように、第１係合部５の最大外径Ｄ１が第２係合部６の最大外径Ｄ２よりも大きい（Ｄ１＞Ｄ２）。そして、第１係合部５と第２係合部６との間に段差部７が設けられている。 このように、両係合部５，６の間に段差部７を設けることで、第２係合部６に係合した工具により第１係合部５に傷が付くのを防ぐことができるようになっている。段差部７の大きさは、特に限定されないが、小さすぎると効果が低くなる。また、図示するように、第１係合部の最大径Ｄ１が、雄ネジ部の最大径Ｄ３よりも小さく、第２係合部の最大径Ｄ２よりも大きくなっている（Ｄ２＜Ｄ１＜Ｄ３）。

－係合部付ボルトの締結工具の構成－
図１及び図２に示すように、本実施形態では、上述した係合部付ボルト１を締結するために専用の締結工具２０が用いられる。本発明の締結工具２０は、基端側が電動工具２１に固定され、この電動工具２１の回転軸２１ａの半径方向に距離を空けて配置され、先端側で係合部付ボルト１に仮止めされた緩み止めナット１０を回り止めする筒状のアウタ部材２４を備えている。具体的には、アウタ部材２４は、基端側が電動工具２１の本体に固定され、先端側が円盤状のフランジ部２３の脚部取付孔２３ｃに固定される、例えば、４本の脚部２２を備えている。脚部２２は、それぞれ周方向に９０°空けて配置され、それぞれが、電動工具２１の回転軸２１ａから径方向に十分な間隔を保っている。この脚部２２を利用して電動工具２１に取り付けることで、電動工具２１の形状が異なる場合でも、比較的容易かつ確実な取り付けが可能となる。

図２に一部拡大して示すように、アウタ部材２４は、断面正六角形筒状であり、その基端部は、フランジ部２３の貫通孔２３ａに挿入され、その面取部２４ｃが貫通孔２３ａに形成した平坦面２３ｂに当接し、その平坦面２３ｂにおいて、図示しない締結部材等で固定されている。

アウタ部材２４の先端側には、断面正六角形状のナット用貫通孔２４ｂが設けられており、このナット用貫通孔２４ｂに後述する緩み止めナット１０を嵌合可能となっている。

図７に示すように、アウタ部材２４の例えば上面側には、アウタ部材２４に回り止めされた緩み止めナット１０及び係合部付ボルト１の先端側を露出させる開口部２４ａが設けられている。なお、このような開口部は、下面側にも設けてもよい。下面側にも設けることで、作業性が向上する。

アウタ部材２４の内部には、径方向に間隔を開けてインナ部材２５が配置されている。図２に一部拡大して示すように、インナ部材２５は、例えば、断面正六角形筒状であり、内部に六角形状の被係合孔２５ａが貫通形成されている。その被係合孔２５ａの基端側が回転軸２１ａに回転一体に固定されると共に、先端側が係合部付ボルト１の先端の第２係合部６に係合するようになっている。

なお、アウタ部材２４及びインナ部材２５は、防食のために塗装、メッキ等を施してもよい。

緩み止めナット１０は、図６に示すように、係合部付ボルト１の雄ネジ部４に螺合する雌ネジ部１２を基端側内周面に有し、先端側には、係合部付ボルト１の第１係合部５の緩み止め凸部５ａに係合する緩み止め部１１を有する分割部１３が一体成形されている。本実施形態では、緩み止め部１１は、第１係合部５の緩み止め凸部５ａ（外側爪車）に嵌合する内側爪車よりなる。緩み止めナット１０は、例えば係合部付ボルト１と同じ強化繊維樹脂一体成形品である。

図６（ｃ）に一部拡大して示すように、この緩み止め部１１は、緩み止めナット１０の軸心と同一仮想面内に含まれる内側噛み合い面１１ａと、この内側噛み合い面１１ａの先端から雌ネジ部１２の締め込み方向側に向かって内側噛み合い面１１ａに対して傾斜する内側テーパ面１１ｂを備えている。

緩み止め部１１と雌ネジ部１２との間には、凹凸のない緩衝部１４が設けられており、また、分割部１３には、周方向に間隔を開けて複数の、例えば４つの切欠１５が形成されている。

そして、インナ部材２５は、係合部付ボルト１の第２係合部６を軸方向に進退可能に支持する被係合孔２５ａを有する。本実施形態では、被係合孔２５ａは、第２係合部６の正六角柱形状に合わせて正六角形状貫通孔で構成されている。これにより、電動工具２１により係合部付ボルト１を螺進させるときに、アウタ部材２４で緩み止めナット１０を固定したまま、第２係合部６が被係合孔２５ａ内を進むので、係合部付ボルト１が螺進するのを妨げないようになっている。

－係合部付ボルトの締結方法－
まず、準備工程において、上述した締結工具２０を準備し、電動工具２１に固定しておく。上述した係合部付ボルト１及び緩み止めナット１０を必要な分だけ用意する。特に図示しないが、必要な場合は、例えば同じく繊維強化樹脂製のワッシャも用意してもよい。

次いで、仮止め工程において、第１被固定部材３１及び第２被固定部材３２の貫通孔に第１被固定部材３１側から係合部付ボルト１を挿通し、図５に示すように、この係合部付ボルト１の先端に第２被固定部材３２側から緩み止めナット１０を仮止めする。仮止めは、手で容易に回転できる範囲で行えばよいが、係合部付ボルト１の雄ネジ部４と緩み止めナット１０の雌ネジ部１２とが係合することが望ましい。

次いで、ボルト係合工程において、緩み止めナット１０側からアウタ部材２４の先端を挿入し、インナ部材２５の先端の被係合孔２５ａを係合部付ボルト１の第２係合部６に係合させる。

次に、締結工程において、電動工具２１の回転軸２１ａを回転させ、係合部付ボルト１を螺進させ、図４に示すように、第１被固定部材３１及び第２被固定部材３２を締め付けると共に、ナット１０の緩み止め部１１に係合部付ボルト１の第１係合部５を係合させて緩み止めする。このとき、図７に示すように、アウタ部材２４の開口部２４ａから緩み止めナット１０と係合部付ボルト１の先端部とが露出するので、これらを見ながら確実に締付作業を行うことができる。

この締結工程において、図５に矢印で示すように、係合部付ボルト１を緩み止めナット１０内に螺進させながら、係合部付ボルト１の第２係合部６をインナ部材２５の被係合孔２５ａ内に侵入させる。このように、電動工具２１により係合部付ボルト１を螺進させるときに、アウタ部材２４でナット１０を固定したまま、係合部が被係合孔２５ａ内を進むので、係合部付ボルト１が螺進するのを妨げない。

本実施形態では、第１係合部５を、緩み止めナット１０の緩み止め部１１に締結することで、緩み止め効果を発揮する。また、先端側から工具係合用凸部６ａを利用して締結工具２０を係合して回転させることにより、雄ネジ部４を螺進させて締結を行うことができる。

本実施形態では、仮止めした状態の係合部付ボルト１及び緩み止めナット１０をアウタ部材２４及びインナ部材２５の先端側でそれぞれ固定した状態で、電動工具２１の回転軸２１ａを回転させることにより、係合部付ボルト１の雄ネジ部４が緩み止めナット１０の雌ネジ部を螺進させるようにして第１被固定部材３１と第２被固定部材３２とを確実に固定すると共に、第１係合部５と緩み止め部１１との緩み止め効果が得られる。

以上説明したように、本発明によれば、緩み止め用の第１係合部５の更に先に工具係合用の第２係合部６を設けたので、係合部付ボルト１を、緩み止めが可能で、かつ、一方の被締結部材側からのみ締結可能なものにすることができる。

また、本実施形態に係る係合部付ボルト１によると、緩み止め用の第１係合部５の更に先に工具係合用の第２係合部６を設けたので、締結用のボルトを、緩み止めが可能で、かつ、一方の被締結部材側からのみ締結可能なものにすることができる。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

１ ボルト
１ 係合部付ボルト
２ ボルト頭部
３ ボルト本体
４ 雄ネジ部
５ 第１係合部
５ａ 緩み止め凸部
５ｂ 外側噛み合い面
５ｃ 外側テーパ面
６ 第２係合部
６ａ 工具係合用凸部
７ 段差部
１０ 緩み止めナット
１１ 緩み止め部
１１ａ 内側噛み合い面
１１ｂ 内側テーパ面
１２ 雌ネジ部
１４ 緩衝部
１５ 切欠
２０ 締結工具
２１ 電動工具
２１ａ 回転軸
２２ 脚部
２３ フランジ部
２３ａ 貫通孔
２３ｂ 平坦面
２３ｃ 脚部取付孔
２４ アウタ部材
２４ａ 開口部
２４ｂ ナット用貫通孔
２４ｃ 面取部
２５ インナ部材
２５ａ 被係合孔
３１ 第１被固定部材
３２ 第２被固定部材

Claims (6)

1. 基端側が電動工具に固定され、該電動工具の回転軸の半径方向に距離を空けて配置され、先端側で係合部付ボルトに仮止めされたナットを回り止めする筒状のアウタ部材と、
   上記アウタ部材の内部に径方向に間隔を開けて配置され、基端側が上記回転軸に回転一体に固定され、先端側が上記係合部付ボルトの先端の工具用係合部に係合するインナ部材とを備える
   ことを特徴とする係合部付ボルトの締結工具。
2. 上記インナ部材が、上記係合部付ボルトの工具用係合部を軸方向に進退可能に支持する被係合孔を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の係合部付ボルトの締結工具。
3. 上記アウタ部材の一部に設けられ、該アウタ部材に回り止めされる上記ナット及び該ナットに螺合する上記係合部付ボルトの先端側を露出させる開口部を備えている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の係合部付ボルトの締結工具。
4. 上記アウタ部材が、上記電動工具に上記回転軸と径方向に間隔を開けて配置され、基端側が上記電動工具の本体に固定される脚部を備えている
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の係合部付ボルトの締結工具。
5. 工具で掴んで締付可能なボルト頭部と、
   上記ボルト頭部に連続する棒状のボルト本体と、
   上記ボルト本体の先端側の雄ネジ部と、
   上記雄ネジ部の先端における、周方向に間隔を開けて設けた緩み止め凸部を有する第１係合部と、
   上記第１係合部の更に先端に設けた、工具係合用凸部を有する第２係合部とを備える係合部付ボルト、
   上記係合部付ボルトの雄ネジ部に螺合する雌ネジ部を備えると共に、上記第１係合部の緩み止め凸部に係合し、該係合部付ボルトを緩み止めする緩み止め部を有する緩み止めナット、及び、
   基端側が電動工具に固定され、該電動工具の回転軸の半径方向に距離を空けて配置され、先端側で係合部付ボルトに仮止めされたナットを回り止めする筒状のアウタ部材と、該アウタ部材の内部に径方向に間隔を開けて配置され、基端側が上記回転軸に回転一体に固定され、先端側が上記係合部付ボルトの先端の係合部に係合するインナ部材とを備える係合部付ボルトの締結工具を準備する準備工程と、
   第１被固定部材及び第２被固定部材の貫通孔に該第１被固定部材側から上記係合部付ボルトを挿通し、上記係合部付ボルトに上記第２被固定部材側から上記緩み止めナットを仮止めする仮止め工程と、
   上記緩み止めナット側から上記締結工具のアウタ部材の先端を挿入し、上記インナ部材の先端を上記係合部付ボルトの第２係合部に係合させるボルト係合工程と、
   上記電動工具の回転軸を回転させ、上記係合部付ボルトを螺進させて上記第１被固定部材及び上記第２被固定部材を締め付けると共に、上記ナットの緩み止め部に上記係合部付ボルトの第１係合部の緩み止め凸部を係合させて緩み止めする締結工程とを含む
   ことを特徴とする係合部付ボルトの締結方法。
6. 上記締結工程において、上記係合部付ボルトを上記緩み止めナット内に螺進させながら、上記係合部付ボルトの第２係合部を上記インナ部材の被係合孔内に侵入させる
   ことを特徴とする請求項５に記載の係合部付ボルトの締結方法。

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