JP3827648B2 - 座金及び座金付き固定金具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、座金と、座金付き固定金具と、その固定金具にて物体を固定する動力工具と固定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インナースリーブ、アウタースリーブ及び座金などで例示される部品を備えたリプレースメント・ナットを持つ固定金具にて、複数個の物品を互いに固定することは知られている。このようなリプレースメント・ナットは、米国特許第５，３４１，５６０号に記載されている。また、別のリプレースメント・ナットは、米国特許第６，２５４，３２３号にも記載されており、その特許でのボルトは、上部ネジ部の下側にスプラインを有し、そのスプラインに座金が回転不能に取り付けられている。そして、ボルトに螺着されるナットと座金に工具の回転力が付与された際に生ずる反力を受ける手段も、前記のボルトには設けられている。上記２つの米国特許に記載された固定金具に共通する特徴は、ひとつの工具の作動力（回転力）と反力を使用していることと、トルクを捻じれのないボルト引っ張りに変換していることと、最初にトルクよりもむしろ、所望の残留ボルト負荷を得ることなどである。
【０００３】
米国特許出願第１０/０１０，３７７号明細書には、軸方向の一方に位置し，ナットに接する第１支承面と、軸方向の他方に位置し，固定せんとする物体に接する第２支承面と、ボルトの雄ネジと係合する少なくとも一つの回転抵抗面とを有する座金であって、ナットが或る力で一方向に回転させられ、座金の胴部が逆方向の或る力を受けると、ナットだけが回転して緊締もしくは弛緩され、座金の胴部は回転せずに静止する結果、ボルトが軸方向に引っ張られるか緩められるような座金が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記した従来技術をさらに改良することにあって、従来技術にない座金と、座金付き固定金具と、その固定金具にて物体を固定する際に使用する動力工具を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る座金は、胴部を備え、その胴部は軸方向一端にナットと接する第１支承面を、軸方向他端に物体と接する第２支承面を、ボルトの雄ネジと係合する少なくとも一つの回転抵抗面をそれぞれ具備し、さらに、ナットが回転してボルトを回転させると、座金の胴部がボルトの回転を停止させることでナットがボルトを引っ張ってこれを軸方向に伸張させるとともに、座金の胴部に軸方向の力を及ぼして座金胴部の一部を破断させ、ボルトが伸張した時に座金胴部の前記破断部が軸方向に引っ張られるような少なくとも一つの破断部位を備えている。
【０００６】
本発明はまた、物体を構成する二つの部分を固定するための固定金具を提供し、その固定金具は、雄ネジを有するボルトと、そのボルトに螺着可能なナットと、前記の物体とナットとの間に配される座金を備え、当該座金が、その胴部の軸方向一端にナットと接する第１支承面を、軸方向他端に物体と接する第２支承面を、ボルトの雄ネジと係合する少なくとも一つの回転抵抗面をそれぞれ有し、しかも、ナットが回転してボルトを回転させると、座金の胴部がボルトの回転を停止させることでナットがボルトを引っ張ってこれを軸方向に伸張させるとともに、座金の胴部に軸方向の力を及ぼして座金胴部の一部を破断させ、ボルトが伸張した時に座金胴部の前記破断部が軸方向に引っ張られるような少なくとも一つの破断部位を備えていることを特徴とする。
【０００７】
本発明はまた、物体の少なくとも２つの部分を一体に組み立てる方法を提供するものであって、そのよう方法は、ネジ山を有するボルトをその自由端が上記部分の少なくとも一方の側面から突き出るように当該部分に挿通する工程と、そのボルトの自由端に座金を配する工程と、ボルトの自由端にナットを捻じ込んで座金に当接させる工程と、動力工具の回転部にてナットが回転するように動力工具をナットに取り付けてボルトを緊締又は弛緩させると共に、動力工具の反力を座金に吸収させる工程からなり、前記の座金として、ナットが回転してボルトを回転させると、座金の胴部がボルトの回転を停止させることでナットがボルトを引っ張ってこれを軸方向に伸張させるとともに、座金の胴部に軸方向の力を及ぼして座金胴部の一部を破断させ、ボルトが伸張した時に座金胴部の前記破断部が軸方向に引っ張られるような少なくとも一つの破断部位を備えている座金を使用することを特徴とする。
【０００８】
本発明はまた、物体を形成する部分を固定するための工具として、次のような工具を提案する。すなわち、その工具は、非回転素子を備えたハウジングと、駆動素子を回転させるためのハウジング内に収めた駆動部と、物体を形成する部分内に挿通可能なネジ付きボルトからなる固定金具の一部と、当該ボルトに捻じ込むことができて前記の駆動素子と一緒に働くナットと、ナットと物体との間に配されて前記の非回転素子と一緒に働く座金とを有し、当該座金が軸方向一端にナットと接する第１支承面を、軸方向他端に物体と接する第２支承面を、ボルトの雄ネジと係合する少なくとも一つの回転抵抗面をそれぞれ具備し、駆動素子によってナットが回転させられるとボルトが回転し、座金の胴部がボルトの回転を停止させることでナットがボルトを引っ張ってこれを軸方向に伸張させるとともに、座金の胴部に軸方向の力が及んで座金胴部の一部が破断し、ボルトが伸張すると、座金胴部の前記破断部が軸方向に引っ張られることを特徴とする。
【０００９】
本発明の一態様によれば、座金胴部は、当初はボルトと係合しているその一部が軸方向へ変位するのを阻止し、爾後は胴部の残部がボルトの伸張に呼応してかかる軸方向への力を受けて破断するように構成させることができる。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、ボルトが伸張した時に軸方向の力が座金にかかったときに破断する破断部位を備えた一体品として座金胴部を構成させることもできる。
【００１１】
本発明の特徴は、特許請求の範囲に記載されているが、本発明の構成や目的や効果は、添付図面に沿った以下の説明から明らかになろう。
【発明の実施の形態】
【００１２】
本発明による座金は、図１において符号１で示される。座金１は胴部２を有し、その胴部２は、ナットに当接する第１支承面３と、例えば、互いに組み立てられる２つのパーツ２で形成される物体に当接する第２支承面４を有し、さらに少なくとも１つの回転抵抗面５を有する。
【００１３】
第１支承面３と第２支承面４とは、軸Ａ１方向に互いに距離をおいて位置している。また、少なくとも１つの回転抵抗面５は、座金の胴部２の半径方向内側に位置し、例えば、この面に雌ネジを設けることによって、回転抵抗面５は、ボルトの雄ネジと係合する。
【００１４】
図１から分かるように、座金の胴部２は、互いに軸方向に隣接した２つの部分７及び８からなり、内側に位置する部分を内側部７と呼び、外側に位置する部分を外側部８と呼ぶ。雌ネジ６を設けた回転抵抗面は、内側部７の半径方向内側にある。外側部８は、内側部７の上部に配置される突起９を有し、この突起によって内側部７の軸方向上向き移動が防止される。しかし、この突起は、或る力が軸方向上向きに掛かると、壊れるように設計されている。内側部７には、外側部８との接触して回転抵抗を生ずるようなギザギザやスプラインなどを設けることができる。
【００１５】
図２は、座金を備えた固定具と、その固定具用の工具を示す。固定具は、雌ネジ１１を有するナット１０と、軸Ａ２持ち、雄ネジ１３を有するボルト１２からなる。ナット１０の下側支承面１４は、座金の胴部の第１支承面３に接する。ボルトの雄ネジ１３は、ナットの雌ネジ１１と係合し、座金の胴部の雌ネジ６とも係合する。
【００１６】
本発明の動力工具は、図２の符号１５で示される。当該動力工具は、ハウジング２０と、駆動部２１とを備え、この駆動部は、例えば、シリンダー２４と、当該シリンダー内を往復動可能なロッド２６付きピストン２５とを有するシリンダー−ピストンユニットで構成されている。ピストンロッド２６の往復運動は、ラチェット２８の歯車と係合する爪（図示なし）を備えた少なくとも１つの駆動板２７によって、ラチェット２８の回転運動に転換される。駆動素子１６は、一方で回転可能なラチェット２８に接続され、他方でナット１０と係合される。このような係合を可能にするために、駆動素子１６の内面には、例えば、多角形内面の如き、接続手段が設けられる。駆動素子が回転している間に生ずる反力を吸収するために、非回転素子１７は、静止したハウジング２０３に接続される。非回転素子１７は、座金の胴部２と係合し、軸Ａ１及びＡ２（この二つの軸、固定具が組み立てられた時に一致する）の周りで胴部が回転するのを防止する。座金との係合を実現するために、非回転素子１７には接続手段が、例えば、多角形の内面を設けるような手段が施されている。
【００１７】
座金付き固定具は、符号１８で示される物体を締め付けるのに、特に、物体１８の部分１９及び１９′を接合させるのに使用される。
【００１８】
図２に示すように、動力工具１５がナットを緊締又は弛緩させるべく、固定具に装着されると、ナットに接続している駆動素子（回転素子）１６は、ボルト１２との間のネジ摩擦並びに座金との間の面摩擦に抗してナットを回転させ、非回転素子１７は、座金１とナット１０との間の面摩擦、座金と物体２０の一方の面との間の面摩擦、さらには、座金とボルトとの間の回転摩擦などに起因する反力を吸収し、座金が回転しないようにこれを保持する。つまり、座金は回転せずに工具の反力を吸収する。最初に、ナット１０が回転すると、ボルト１２もナット共に回転するが、静止座金１は、その内側部７をボルトの雄ネジ１３に楔止めする結果、雄ネジ３は座金の雌ネジ６と係合してボルトは回転を停止する。したがって、ボルト１２は停止状態になり、軸方向の力が座金１にかかり、ナット１０の回転でボルト１２が引き伸ばされると、軸方向上向きの力が、特に座金の内側部７にかかる。この軸方向上向きの力の作用で、座金１の外側部８の突起９が壊れ、外側部８は上向きに引っ張られる。
【００１９】
図３は本発明に係る座金の別の実施例を示す。この図面に示す座金１′は、胴部２′を有し、その胴部は、壊れやすいように厚さを薄くした仕切り３１と、溝３２とを備えて、座金と一体に形成されている。
【００２０】
本発明の第２の実施例である座金１′の作動は、図１に示した第１実施例の座金１のそれと同じである。ナット１０が動力工具の駆動素子１６によって回転させられると、ボルト１２もナットと共に回転しようとする。座金１が、従って、その内側部７が静止状態にされるように、座金１′の胴部２′の雌ネジ６′と、ボルトの雄ネジ１３との係合により、ボルトは静止状態になり、軸方向に引っ張られる。ボルトが引っ張られる間に生じる軸方向の力は、座金１′の内側部７′に作用してこれを上方向に移動させようとするので、仕切り３１が壊れ、座金１′の外側部８′に対して内側部７′を軸方向上側に移動させる。
【００２１】
上記したいろいろな素子葉、それぞれ単独で又は２種以上組み合わせて、上記したとは異なるタイプの構造物に、有効利用できることは、理解されるべきである。
【００２２】
以上述べてきたところは、座金、座金を備えた固定金具、動力工具による前記固定金具の固定方法を例にとって、本発明を説明したものであるが、本発明の本質から逸脱しない設計変更なども可能であるので、上記した説明は本発明を限定するものではない。
【００２３】
更なる解析を行わなくても、上記したところは本発明の骨子を充分に明らかにしているので、当業者は、現今の知識を活用することによって、従来技術から見て本発明の必須の要点を省かずに、本発明を様々に応用することが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る座金の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る座金付き固定金具と、固定金具に適用される工具の概略図である。
【図３】本発明に係る座金の別の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１，１′ 座金 ２，２′ 座金胴部
３ 第１支承面 ４ 第２支承面
５ 回転抵抗面 ６ 雄ネジ
７，７′ 座金内側部 ８，８′ 座金外側部
９ 突起 １０ ナット
１１ 雌ネジ １２ ボルト
１３雄ネジ １４ ナットの下側支承面
１５ 動力工具 １６ 駆動素子
１７ 非回転素子 １８ 物体
１９，１９′ 物体の部分 ２０ ハウジング
２１ 駆動部 ２４ シリンダー
２５ ピストン ２６ ピストンロッド
２７ 駆動板 ２８ ラチェット
３１ 仕切り ３２ 溝

Claims (8)

1. 胴部の軸方向一端にナットと接する第１支承面を、軸方向他端に物体と接する第２支承面をそれぞれ有すると共に、ボルトの雄ネジと係合する少なくとも一つの回転抵抗面を備え、さらに、ナットが回転してボルトが回転すると、座金の胴部がその回転抵抗面を介してボルトの回転を停止させてナットがボルトを引っ張ってボルトを軸方向に伸張させるとともに、ボルトが前記回転抵抗面を介して座金胴部に軸方向の力を及ぼし、座金胴部の一部を破断することで、ボルトが伸張した時に破断した座金胴部の一部が軸方向に引っ張られるような少なくとも一つの破断部位を備えた座金。
2. 座金胴部が２つの部分からなり、その第１の部分は当初の段階でボルトと係合している第２の部分の軸方向への変位を阻止し、爾後の段階では第１の部分が軸方向に掛る力で破断する請求項１記載の座金。
3. 座金胴部が、軸方向の力が掛かった時に破断する破断部位を備えた一体品として形成されている請求項１記載の座金。
4. 雄ネジを有するボルトと、そのボルトに螺着可能なナットと、固定される物体とナットとの間に配される座金とを備え、物体を構成する二つの部分を固定するための固定金具であって、前記の座金が、その胴部の軸方向一端にナットと接する第１支承面を、軸方向他端に物体と接する第２支承面を、ボルトの雄ネジと係合する少なくとも一つの回転抵抗面をそれぞれ有し、しかも、ナットが回転してボルトを回転させると、座金の胴部が前記回転抵抗面を介してボルトの回転を停止させることでナットがボルトを引っ張ってこれを軸方向に伸張させるとともに、ボルトが座金の胴部に前記回転抵抗面を介して軸方向の力を及ぼして座金胴部の一部を破断させ、ボルトが伸張した時に破断した座金胴部の一部が軸方向に引っ張られるような少なくとも一つの破断部位を備えていることを特徴とする固定金具。
5. 座金胴部が２つの部分からなり、その第１の部分は当初の段階でボルトと係合している第２の部分の軸方向への変位を阻止し、爾後の段階では第１の部分が軸方向に掛る力で破断する請求項４記載の固定金具。
6. 座金胴部が、軸方向の力が掛かった時に破断する破断部位を備えた一体品として形成されている請求項４記載の固定金具。
7. 少なくとも２つの部分からなる物体の組み立て方法であって、ボルトの自由端が上記物体の少なくとも一方の側面から突き出るように、ネジ山を有するボルトを上記物体に挿通する工程と、そのボルトの自由端に座金を配する工程と、ボルトの自由端にナットを捻じ込んで座金に当接させる工程と、動力工具の回転部にてナットが回転するように動力工具をナットに取り付けてボルトを緊締又は弛緩させると共に、動力工具の反力を座金に吸収させる工程からなり、前記の座金として、座金胴部にボルトのネジ山と係合する回転抵抗面と、少なくとも一つの破断部位を備えた座金であって、ナットが回転してボルトを回転させると、座金胴部が前記回転抵抗面を介してボルトの回転を停止させることでナットがボルトを引っ張ってこれを軸方向に伸張させるとともに、ボルトが前記回転抵抗面を介して座金胴部に及ぼす軸方向の力が座金胴部の一部を破断することで、ボルトが伸張した時に破断した座金胴部の一部が軸方向に引っ張られるような座金を使用することを特徴とする物体の組み立て方法。
8. 物体を形成する少なくとも２つの部分を固定するための動力工具であって、非回転素子を備えたハウジングと、駆動素子を回転させるためのハウジング内に収めた駆動部と、物体を形成する部分内に挿通可能なネジ付きボルトからなる固定金具の一部と、当該ボルトに捻じ込むことができて前記の駆動素子と一緒に働くナットと、ナットと物体との間に配されて前記の非回転素子と一緒に働く座金とを有し、当該座金は軸方向一端にナットと接する第１支承面を、軸方向他端に物体と接する第２支承面を有すると共に、さらに、ボルトの雄ネジと係合する少なくとも一つの回転抵抗面を有し、前記駆動素子によってナットが回転させられるとボルトが回転し、座金の胴部が前記回転抵抗面を介してボルトの回転を停止させることでナットがボルトを引っ張ってこれを軸方向に伸張させるとともに、ボルトが前記回転抵抗面を介して座金の胴部に及ぼす軸方向の力が座金胴部の一部を破断することで、ボルトが伸張すると、破断した座金胴部の一部が軸方向に引っ張られることを特徴とする動力工具。

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