JP4694404B2 - ボルト締付部の締付トルク調整方法及び機構 - Google Patents

Description

本発明はホースクリップ等に用いるためのボルト締付部の締付トルク調整方法及び機構に関する。

一般に２つ以上のものを重ねてボルトやナットで締付ける場合、その締付対象物の種類や構造、サイズ、材質等に応じて適度な締付力が求められるが、上記締付作業においては手動工具では作業者の力加減により、インパクトレンチ等の動力を使用するものでは通常は強めに設定された締付トルクによって決められる。このため締付部の締付力がインパクトレンチの設定締付トルクと対応している場合は特に問題がないものの、それ以外の場合は締付力の過不足が生じる。

このうち例えば自動車用のエアコンや給排気系のゴムホースのクリップのように厳しい条件下でホース接続部の耐久性が求められる対象物では、ゴム等の経時変化による劣化でゴム厚が縮小するために、弾力的な締付力によって劣化による締付力の変化を補う試みが行なわれている（特許文献１，２参照）。
特公平７−２６７１２号公報 実開平７−１３９５号公報

しかしながら、上記締付に用いられる通常のインパクトレンチは多くの対象物に使用するために締付トルクの調整が高トルクに設定されており、特許文献１、２に示されるようなホースクリップをインパクトレンチで締付けた場合、締付力が強すぎてホースやホースクリップに過負荷がかかり、ホースの劣化を早めたりクリップの耐久性を損う等の問題がある。逆に締付トルク不足で締付力が不足した場合はホースクリップの機能不足をもたらす欠点がある。この発明は上記ホースクリップの締付トルク調整は勿論、一般により厳格な締付トルクの管理が求められる締付調整に適した調整方法と機構を提案するものである。

上記課題を解決するため本発明は、第１にボルトヘッド８又はナット７からなる係合部を、締付工具２１の係合収容部２２ａに収容して係合させた状態で、回動操作するねじ止め機構の締付トルクを調整する調整方法であって、上記係合部の締付対象物側のねじ部９にスペーサー１２を遊嵌し、該スペーサー１２の外端部に筒状のカラー部１３を突設し、締付工具２１によって締付けることにより、締付工具２１の先端面がカラー部１３に当接し、上記係合部を所定の締付トルクで締付けた回動位置で、係合部が係合収容部２２ａから抜出して該係合部と締付工具２１との係合が解除されるとともに、締付対象物側の係合部の外周にカラー部１３が位置するように該係合部がカラー部１３に挿入され、それ以上の締付を不可能にすることを特徴としている。

第２に、ボルトヘッド８又はナット７からなる係合部を、締付工具２１の係合収容部２２ａに収容して係合させた状態で、回動操作するねじ止め機構の締付トルクを調整する調整方法であって、上記締付工具としてボックススパナ２２を使用し、該ボックススパナ２２の係合収容部２２ａの開口端周縁にカラー部１３を延設し、該カラー部１３の先端面を締付対象物側に当接させた状態で締付け、上記係合部を所定の締付トルクで締付けた回動位置で、係合部が係合収容部２２ａから抜出して該係合部とボックススパナ２２との係合が解除されるとともに、係合部がカラー部１３に遊嵌状態で収容され、それ以上の締付を不可能にすることを特徴としている。

第３に、締付工具本体がインパクトレンチ２１であることを特徴としている。

第４に、締付対象物に対しボルトヘッド８又はナット７からなる係合部を、締付工具２１の係合収容部２２ａに収容して係合させた状態で、回動操作するねじ止め機構の締付トルクを調整する機構であって、ボルト３の軸回りに外装されるとともに、上記係合部を所定のトルクで締付けた回動位置において係合部に対する締付工具２１の係合を解除するように構成された規制部材を設け、該規制部材は、上記係合部の締付対象側のネジ部９に遊嵌されるスペーサー１２であって、該スペーサーの外端部に係合部を収容する円筒状のカラー部１３を突設し、締付工具２１によって締付けることにより、締付工具２１の先端面がカラー部１３に当接し、上記係合部を所定の締付トルクで締付けた回動位置で、係合部が係合収容部２２ａから抜出して該係合部と締付工具２１との係合が解除されるとともに、係合部自体が上記カラー部１３に収容されるように該係合部を構成し、締付工具２１による上記回動位置以上の締付を不可能にすることを特徴としている。

第５に、締付対象物が弾力的に締付けられる弾性部材であることを特徴としている。

第６に、締付対象物がリング状に折曲げ形成された締付リング２の外周側に取付けた締付ボルト３により内径を縮小拡大操作するホースクリップ１であることを特徴としている。

第７に、ホースクリップ１が締付リング２の端部を交差させて外周側に突設させ、ボルト３の先端を回転自在に受け止めて支持するねじ受け４と、該ねじ受け４と対向してナット７を支持するナット止め６とを備え、該ナット７にねじ込まれたボルト３のナット７とボルトヘッド８との間にスペーサー１２を遊嵌したことを特徴としている。

第８に、ホースクリップ１がホース外周を弾力的に締付ける弾性部材よりなることを特徴としている。

以上のように構成される本発明によれば、ボルトヘッドやナットからなる係合部を回動操作して締付け固定する締付部を、ナットドライバー（ボックススパナ）やインパクトレンチ等の締付用工具で締付ける際に、予め設定された所定の締付トルクに達した回動位置において係合部より工具の係合が自動的に外れるので、適度な締付力を得られるほか、それ以上の締付が不可能となるため、締付の過負荷による締付対象物の損傷や機能低下その他の不具合の発生が防止される利点がある。

以下図示する本発明の実施形態をホースクリップの例につき説明する。
図１に示された締付対象物であるホースクリップ１は、ホースを締付けるための締付リング２と、締付リング２を締付けるためのボルト３と、ボルトの締め過ぎを規制するための規制部材とを備えている。

締付リング２は鋼線等の弾性部材からなり、リング状に折曲げられ、両端部が交差した後外周側に突出するように形成されている。締付リング２の上記端部の一端側にはボルト３を回転自在に受け止めて支持する側面視Ｕ字形に折曲げられたねじ受け４を設け、他端側にはねじ受け４に対向してナット７を支持するナット止め６を設けている。このナット止め６は鋼線の両端を正面視で共にＵ字形に折り曲げ形成され、その折曲端をプレート状のナット７の前後に穿設した２個の係止孔７ａ，７ａに挿通してナット７を係止して保持する。

ボルト３は六角形のボルトヘッド８と、ねじ部９と、ねじ部先端の保持ピン１１からなり、保持ピン１１はねじ受け４にワッシャー１７を介して回転自在に押接支持されている。ボルトヘッド８にはプラスドライバーを差し込むための係止穴８ａが設けられ、ねじ部９はナット７のねじ孔にねじ込まれている。上記係止穴８ａは、ボルト３をドライバー型の工具で締付ける際に利用できるほか、図１〜５に示す実施形態では、ボルトを緩める際は必ずドライバー型の工具によって行なう必要があるため設けられている。

ボルト３がナット７に挿入された状態で、ナット７とボルトヘッド８の間に介挿されるスリーブ状のスペーサー１２は、ボルト締付状態でボルト３のボルトヘッド８を収容する円筒状のカラー部（規制部）１３と、このカラー部１３の内部よりボルト３を遊嵌状態で挿通する挿通孔１６ａを形成した底部１４及び底部１４の基端部側に挿通孔１６ａを延長形成したボス部１６とで構成されている。カラー部１３の円筒の径はボルトヘッド８のサイズにより決まり、カラー部１３の開口端から底部１４の内部底面までの長さはボルトヘッド８が略収容できる深さ（設定締付トルク以上で外れる深さ）にし、底部１４の底面からボス部１６の基端面までの長さは、締付対象物の締付力（締付トルク）の設定値によって決定される。

次にホースクリップ１を用いて締付対象物を締付ける際の締付トルク調整方法について説明する。
図３に示されるようにパイプ１８の端部外周にホース１９を嵌合し、ホース１９の外周にホースクリップ１の締付リング２を外装して取付け、ボルト３をスペーサー１２のカラー部１３側より挿入し、ボルト３の先端をナット７を螺合し、ボルト３の先端部にある保持ピン１１はワッシャー１７を介してねじ受け４に回転自在に弾力的な挿接状態で挿入支持される。

ボルト３を正回転操作することにより、ナット止め６及びナット７が押し開かれ、締付リング２の内径が縮小してホースを締付ける。逆にボルト３を逆回転させて回動させると、ねじ受け４とナット止め６が締付リング２の弾力的な復元力により締付リング２の内径が拡大してホースの締付力は緩められる。

図４は締付工具であるインパクトレンチ２１のボックススパナ（ナットドライバー）２２にボルトヘッド８を係合させてボルト３を締付ける状態を示している。インパクトレンチ２１によりボルト３を締付方向に回動させることにより、ボルト３がねじ受け４とナット７を押広げる一方で、ボルトヘッド８が概ね収容されるとボックススパナ２２の係合収容部２２ａよりボルトヘッド８が抜け出して外れることにより両者の係合が解除され、それ以上ボルト３を締付けることが不可能になる。この係合の解除はボルトヘッド８はボルトの正転によりカラー部１３内に挿入されるが、ボックススパナ２２の先端はカラー部１３の端面に当接して停止することによる。

上記の締付不可能になったボルト３の回動位置において目的に応じた適度な締付力が得られるように、ホースクリップ１の各部材を設計すれば、高トルクのインパクトレンチ２１を用いた場合でも締め過ぎによる締付対象物の破損や締付不足による各種の不都合の発生を防止することができる。また、ホース等の締付対象物が弾性部材から構成される場合はその弾力的な締付力を微調整することにより適度な締付力を長期にわたって得ることができる。さらにホース１９を締付けるホースクリップ１を弾性部材にすることによっても締付部の緩みを防止することが可能である。

上記例ではインパクトレンチ２１のボックススパナ２２にボルトヘッド３を係合させたが、手動のボックススパナ２２を用いても締め過ぎや締め不足防止の効果が期待できる。

また、上記例では規制部であるカラー部１３をスペーサー１２に設けたが、図５に示すようにナット７のボルトヘッド側端面に直接突設することにより、上記カラー部１３と全く同様に作用させることができる。この場合スリーブ状のスペーサー１２は不要である。

その他本発明の締付トルク調整方法には、に示すように締付工具であるボックススパナ２２のボルトヘッドの係合収容部２２ａの開口端周縁に、前記同様ボルトヘッド８を遊嵌するカラー部１３を延設したものを使用することができる。この場合、カラー部１３の端面を締付対象物側の面に当接させた状態で、ボルト３を締付方向に回転させ続けることにより、ボルトヘッド８がカラー部１３より抜け出して両者の係合が外れ、それ以上の締付が規制されることになる。この締付方法では一定の締付力以上の締付回動位置で工具とボルトヘッド８の係合を解除するためのスペーサーは必要ない。

なお、上記実施形態では締付工具をボルトヘッド８に嵌合させて係合する場合について説明したが、例えばボックススパナ形の締付け具は、ボルトヘッドのほかに、ボルトに六角ナット等を嵌合して回動させる場合にも使用できるので、締付け具の係合対象はボルトヘッドのほかナットである場合も含まれる。したがってナットもボルトヘッドとともに締付工具を係合するための係合部となる。

本発明の締付トルク調整機構を表わす分解斜視図である。 締付トルク調整機構の締付状態を表わす正面断面図である。 締付トルク調整機構に用いる規制部材の拡大面断図である。 締付トルク調整機構をインパクトレンチによって締付操作する場合の平面図である。 締付部の締付トルク調整機構の他の実施形態の部品例を表わす正面断面図である。 締付部の締付トルク調整方法を特殊な工具で実施する場合の工具の例を表わす正面断面図である。

１ ホースクリップ（締付対象物）
２ 締付リング
３ ボルト
４ ねじ受け
６ ナット止め
７ ナット
８ ボルトヘッド
９ ねじ部
１１ 保持ピン
１２ スペーサー（規制部材）
１３ カラー部（規制部）
１４ 底部
１６ ボス部
１７ ワッシャー
１８ パイプ
１９ ホース（締付対象物）
２１ インパクトレンチ
２２ ボックススパナ（ナットドライバー）
２２ａ ボルトヘッド（ナット）係合収容部
２３ チャック

Claims (8)

1. ボルトヘッド（８）又はナット（７）からなる係合部を、締付工具（２１）の係合収容部（２２ａ）に収容して係合させた状態で、回動操作するねじ止め機構の締付トルクを調整する調整方法であって、上記係合部の締付対象物側のねじ部（９）にスペーサー（１２）を遊嵌し、該スペーサー（１２）の外端部に筒状のカラー部（１３）を突設し、締付工具（２１）によって締付けることにより、締付工具（２１）の先端面がカラー部（１３）に当接し、上記係合部を所定の締付トルクで締付けた回動位置で、係合部が係合収容部（２２ａ）から抜出して該係合部と締付工具（２１）との係合が解除されるとともに、締付対象物側の係合部の外周にカラー部（１３）が位置するように該係合部がカラー部（１３）に挿入され、それ以上の締付を不可能にするボルト締付部の締付トルク調整方法。
2. ボルトヘッド（８）又はナット（７）からなる係合部を、締付工具（２１）の係合収容部（２２ａ）に収容して係合させた状態で、回動操作するねじ止め機構の締付トルクを調整する調整方法であって、上記締付工具としてボックススパナ（２２）を使用し、該ボックススパナ（２２）の係合収容部（２２ａ）の開口端周縁にカラー部（１３）を延設し、該カラー部（１３）の先端面を締付対象物側に当接させた状態で締付け、上記係合部を所定の締付トルクで締付けた回動位置で、係合部が係合収容部（２２ａ）から抜出して該係合部とボックススパナ（２２）との係合が解除されるとともに、係合部がカラー部（１３）に遊嵌状態で収容され、それ以上の締付を不可能にするボルト締付部の締付トルク調整方法。
3. 締付工具本体がインパクトレンチ（２１）である請求項１又は２のボルト締付部の締付トルク調整方法。
4. 締付対象物に対しボルトヘッド（８）又はナット（７）からなる係合部を、締付工具（２１）の係合収容部（２２ａ）に収容して係合させた状態で、回動操作するねじ止め機構の締付トルクを調整する機構であって、ボルト（３）の軸回りに外装されるとともに、上記係合部を所定のトルクで締付けた回動位置において係合部に対する締付工具（２１）の係合を解除するように構成された規制部材を設け、該規制部材は、上記係合部の締付対象側のネジ部（９）に遊嵌されるスペーサー（１２）であって、該スペーサーの外端部に係合部を収容する円筒状のカラー部（１３）を突設し、締付工具（２１）によって締付けることにより、締付工具（２１）の先端面がカラー部（１３）に当接し、上記係合部を所定の締付トルクで締付けた回動位置で、係合部が係合収容部（２２ａ）から抜出して該係合部と締付工具（２１）との係合が解除されるとともに、係合部自体が上記カラー部（１３）に収容されるように該係合部を構成し、締付工具（２１）による上記回動位置以上の締付を不可能にするボルト締付部の締付トルク調整機構。
5. 締付対象物が弾力的に締付けられる弾性部材である請求項４のボルト締付部の締付トルク調整機構。
6. 締付対象物がリング状に折曲げ形成された締付リング（２）の外周側に取付けた締付ボルト（３）により内径を縮小拡大操作するホースクリップ（１）である請求項４又は５のボルト締付部の締付トルク調整機構。
7. ホースクリップ（１）が締付リング（２）の端部を交差させて外周側に突設させ、ボルト（３）の先端を回転自在に受け止めて支持するねじ受け（４）と、該ねじ受け（４）と対向してナット（７）を支持するナット止め（６）とを備え、該ナット（７）にねじ込まれたボルト（３）のナット（７）とボルトヘッド（８）との間にスペーサー（１２）を遊嵌した請求項６のボルト締付部の締付トルク調整機構。
8. ホースクリップ（１）がホース外周を弾力的に締付ける弾性部材よりなる請求項６又は７のボルト締付部の締付トルク調整機構。

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