JP5391487B2 - 締結装置 - Google Patents

Description

本発明は、ボルト等の被締結部材に対してワンタッチで締結及び締結解除を行うことが可能な締結装置に関する。

特許文献１には、ボルトへの締結及びその解除を行う従来の締結装置が開示されている。従来の締結装置は、ボルトが挿入されるケース内に、セグメントと１次リング部材とが配置されている。セグメントは、ボルトと螺合するねじ部が内面に形成されており、ボルト方向への移動によりねじ部がボルトに噛み込んでボルトとの締結が行われる。１次リング部材は、セグメントに当接するテーパ面が形成されると共に、コイルばねによってセグメントの方向（上方向）に移動するように付勢されている。

この締結装置では、コイルばねの付勢力により１次リング部材が上方に押圧されるため、テーパ面を介してセグメントがボルトの方向に移動してボルトと螺合する。

特表平１０−５０１０４８号公報

しかしながら、従来の締結装置においては、コイルばねの付勢力よりも強い外力がボルトに加わると、コイルばねが撓んで付勢力が小さくなるため、セグメントがボルトとの螺合状態から外れる問題がある。

本発明は、このような問題点を考慮してなされたものであり、ボルト等の被締結部材に大きな外力が作用しても緩むことなく締結状態を維持することが可能な締結装置を提供することを目的としている。

本発明の締結装置は、係止歯を外面に有した軸状の被締結部材が挿入可能な締結孔が形成されたケースと、前記係止歯に係止可能な係止歯が形成され、前記被締結部材の方向に往復直線移動可能に前記ケース内に配置されたロック駒と、前記ロック駒の移動と直交する方向に回転可能に前記ケース内に配置され、前記回転によって前記ロック駒を往復直線移動させて係止歯相互の係止及びその解除を行うリング状の操作部材と、を備え、前記ロック駒に第１係合凸部が形成され、前記操作部材における第１係合凸部に対応した部分の内径が徐々に大きい径となっており、前記ロック駒における前記第１係合凸部と異なった位置に第２係合凸部が形成され、この第２係合凸部に係合してロック駒を前記被締結部材と離れた位置に支持する支持凸部が前記操作部材に形成されていることを特徴とする。

上述のような締結装置において、前記被締結部材の挿入方向に沿った隙間が前記ロック駒とケースとの間に設けられ、前記ロック駒とケースとの間に弾性体が配置されていることが好ましい。

本発明の締結装置によれば、被締結部材をケースの締結孔に挿入した状態で操作部材を一方向に回転させてロック駒を被締結部材の方向に直線移動させることによりロック駒及び被締結部材の係止歯が相互に係止して被締結部材への締結状態となる。又、操作部材を反対方向に回転させてロック駒を被締結部材から離れる方向に直線移動させることにより係止歯の係止が解除されるため、締結解除を行うことができる。このような構造では、被締結部材の締結及びその解除を操作部材の回転によりワンタッチで行うことができる。

本発明の締結装置によれば、ロック駒の直線移動方向と操作部材の回転方向とが直交しているため、被締結部材に外力が作用してロック駒に直線方向の力が加わっても、操作部材は回転することがない。このため、被締結部材に外力が作用しても、緩むことなく締結状態を維持することができる。

本発明の第１実施形態の締結装置の正面図である。 第１実施形態の締結装置の側面図である。 締結解除状態を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。 締結解除状態を示す図１のＢ−Ｂ線断面図である。 締結状態を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。 締結状態を示す図１のＢ−Ｂ線断面図である。 図５におけるＤ部拡大断面図である。 本発明の第２実施形態の締結装置の縦断面図である。 図８のＥ−Ｅ線断面図である。 第２実施形態の変形形態を示す縦断面図である。

以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。なお、各実施形態において、同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。

（第１実施形態）
図１〜図７は、本発明の第１実施形態の締結装置２を示し、図１は、正面図、図２は、側面図、図３及び図５は、図２におけるＡ−Ａ線断面図、図４及び図６は、図１におけるＢ−Ｂ線断面図、図７は、図５におけるＤ部拡大断面図である。又、図３及び図４は、締結状態であり、図５及び図６は、締結解除状態である。

この実施形態の締結装置２は、軸状の被締結部材１への締結を行うものであり、被締結部材１としては、ボルトを用いることができる。被締結部材１としてのボルトは、外面に係止歯としてのねじ部１ａが形成されている。

締結装置２は、ロック駒３と、ケース４と、操作部材５とを備えている。

ケース４は、外形が円形の板材からなるベース４ａと、ベース４ａに被せられてフック機構（図示省略）等によりベース４ａに組み付けられる円形筒状のカバー４ｂとを有している。ベース４ａ及びカバー４ｂとの間には、収納室４ｄが形成され、収容室４ｄ内にロック駒３及び操作部材５が配置される。又、ベース４ａ及びカバー４ｂには、被締結部材１が挿入可能な締結孔４ｃが連通するように形成されている。

図３及び図５に示すように、ケース４には、中央部分に円柱軸部４ｆが形成されており、上述した締結孔４ｃは円柱軸部４ｆに形成されている。又、ケース４には、直線的に延びる溝部４ｇが形成されている。溝部４ｇは、締結孔４ｃを中心として左右方向に直線的に延びるように形成されており、収容室４ｄの一部を構成する。

ロック駒３は、ケース４の溝部４ｇの内部に配置されている。この実施形態において、ロック駒３は、締結孔４ｃを挟むように左右一対が配置されるものである。それぞれのロック駒３は、溝部４ｇに案内された状態で左右方向に直線的に往復移動可能となっている。

それぞれのロック駒３における締結孔４ｃ側の面には、被締結部材１のねじ部１ａと螺合して係合する係止歯としてのねじ部３ｃが形成されている。一対のロック駒３におけるねじ部３ｃは、１／２ピッチ分ずれるようにそれぞれのロック駒３に形成されている。ねじ部３ｃは、ロック駒３が被締結部材１に近づく方向に直線的に移動することにより、被締結部材１のねじ部１ａと螺合する一方、ロック駒３が被締結部材１と離れる方向に直線的に移動することにより被締結部材１のねじ部１ａから離れて螺合が解除される。

なお、この実施形態では、一対のロック駒３のねじ部３ｃを１／２分ピッチ分ずれるように形成されているが、これに限らず、１／２ピッチ分ずれていない共通のロック駒３を用いることもできる。この場合には、ロック駒３を支持するケース４のベース４ａに対して１／２ピッチ分ずれた段部を設けることにより同様に動作させることができる

操作部材５は、全体がリング状となっており、ケース４の円柱軸部４ｆに外挿され、円柱軸部４ｆを軸として回転可能となっている。すなわち、操作部材５はケース４の円柱軸部４ｆの外径と略同じ内径のリング状となっており、円柱軸部４ｆ回りを摺動する。操作部材５の一部には、レバー部５ｃが形成されている。レバー部５ｃは、外方に延びており、ケース４のカバー４ｂから外部に突出している。レバー部５ｃを突出させるため、カバー４ｂには所定長さの窓部４ｈが開口されている。窓部４ｈから突出したレバー部５ｃを操作することにより、操作部材５はケース４の円柱軸部４ｆを軸として正逆方向に回転する。この操作部材５の回転は、ロック駒３の直線移動と直交する方向で行われる。

以上に加えて、それぞれのロック駒３には、第１係合凸部３ａ及び第２係合凸部３ｂが形成されている。第１係合凸部３ａは、操作部材５の内側で凸状となるようにそれぞれのロック駒３の厚さ方向に沿って延びている。一方、第２係合凸部３ｂは、操作部材５の外側で凸状となるようにそれぞれのロック駒３の厚さ方向に沿って延びている。

操作部材５には、ロック駒３の第１係合凸部３ａに対応した大径凹部５ａが内面に形成されている。図３、図５及び図７に示すように、大径凹部５ａは、リング状の操作部材５における第１係合凸部３ａに対応した部分の内径を徐々に大きくすることにより形成されている。一方、大径凹部５ａを除く操作部材５の内面は、第１係合凸部３ａの膨らみ量よりも小さな径寸法となっており、操作部材５の内面は第１係合凸部３ａと接触する。又、大径凹部５ａは、内径が徐々に大きくなっているため、操作部材５を回転させると、大径凹部５ａは徐々に第１係合凸部３ａと接触する。

操作部材５の外面には、ロック駒３の第２係合凸部３ｂに対応した支持凸部５ｂが形成されている。支持凸部５ｂは、操作部材５の外面を外方に膨らますことにより形成されるものであり、支持凸部５ｂが第２係合凸部３ｂと接触することによりロック駒３は支持凸部５ｂによって径方向の外側に押される。これにより、ロック駒３は被締結部材１と離れた位置に保持される。この実施形態において、支持凸部５ｂは図７に示すように、平坦面となっており、これにより支持凸部５ｂは、第２係合凸部３ｂと良好に接触することができる。

次に、この実施形態の動作を説明する。図３及び図４は、被締結部材１への締結が解除した状態であり、被締結部材１が締結孔４ｃに挿入された直後、或いは被締結部材１を外す場合を示している。

図３及び図４の状態では、第２係合凸部３ｂが操作部材５の支持凸部５ｂと接触しているため、右側のロック駒３は右方向に直線的に押し出され、左側のロック駒３は左方向に直線的に押し出される。このため、ロック駒３のねじ部３ｃは被締結部材１のねじ部１ａと螺合していない。この状態では、それぞれのロック駒３の第１係合凸部３ａは操作部材５の大径凹部５ａに臨んでおり、上述したロック駒３を左右方向への直線的な移動を可能としている。

図５〜図７は、被締結部材１を締結した状態を示している。被締結部材１への締結は、レバー部５ｃを介して操作部材５を反時計方向に回転することにより行われる。操作部材５を反時計方向に回転すると、まず、ロック駒３の第２係合凸部３ｂと操作部材５の支持凸部５ｂとの係合が外れる。さらに、操作部材５を反時計方向に回転すると、操作部材５の内径側の大径凹部５ａがそれぞれのロック駒３の第１係合凸部３ａに接触してロック駒３の内側に直線的に押し出す。

ロック駒３が直線的に内側に移動し、ロック駒３のねじ部３ｃと、被締結部材１のねじ部１ａの山谷が完全に密着し、これによりねじ部３ｃ、１ａが確実に螺合する。この螺合は、ロック駒３の第１係合凸部３ａが操作部材５における円柱軸部４ｆより僅かに大きな径部分の内面に達する前に終了する。

このような実施形態では、操作部材５を一方向に回転させてロック駒３を被締結部材１の方向に直線移動させることによりロック駒３及び被締結部材１のねじ部３ｃ、１ａが相互に螺合して被締結部材１への締結状態となる。又、操作部材５を反対方向（反時計方向）に回転させてロック駒３を被締結部材１から離れる方向に直線移動させることによりねじ部３ｃ、１ａの螺合が解除されるため、締結解除を行うことができる。従って、被締結部材１の締結及びその解除を操作部材５の回転によりワンタッチで行うことができる。

又、この実施形態では、ロック駒３の直線移動方向と操作部材５の回転方向とが直交しているため、被締結部材１に外力が作用してロック駒３に直線方向の力が加わっても、操作部材５は回転することがない。このため、被締結部材１に外力が作用しても、緩むことなく締結状態を維持することができる。

さらに、この実施形態では、ばね力によってねじ部３ｃ、１ａを螺合させる構造ではなく、ばねを用いないため、外力によって締結が緩むことがない。加えて、操作部材５として剛性の大きな材質を用いることにより、大きな外力にも耐えることが可能となる。

（第２実施形態）
図８及び図９は、本発明の第２実施形態の締結装置１０であり、図８は、第１実施形態の図４に対応した断面図、図９は、図８のＥ−Ｅ線断面図である。

この実施形態の締結装置１０では、ロック駒３とケース４との間に隙間７が設けられている。隙間７は、被締結部材１のケース４への挿入方向（上下方向）に沿って形成されるものであり、これにより、ロック駒３は上下方向に移動することが容易となっている。このように、ロック駒３が上下方向に移動することにより、ロック駒３のねじ部３ｃ及び被締結部材１のねじ部１ａの山谷がスムーズに一致する。従って、被締結部材１の締結を円滑に行うことができる。

又、この実施形態では、ケース４に弾性体としての板ばね８が取り付けられている。板ばね８は、左右のロック駒３のそれぞれの上下に位置するように取り付けられており、一端部がケース４のベース４ａ及びカバー４ｂに挿入された状態で他端部が左右のロック駒３のそれぞれの上下面に弾性的に接触している。このように、板ばね８が上下からロック駒３に弾性的に接触することにより、ロック駒３が上下どちらの方向にも移動することができ、ねじ部３ｃ、１ａの螺合を確実に行うことができる。

図１０は、図８及び図９の板ばね８に代えてコイルばね９を弾性体として用いるものである。コイルばね９は、板ばね８と同様に、左右をロック駒３に対し上下から弾性的に接触している。これにより、ねじ部３ｃ、１ａの螺合を確実に行うことができる。この実施形態においても、ロック駒３の直線移動方向と操作部材５の回転方向とが直交しているため、被締結部材１に外力が作用してロック駒３に直線方向の力が加わっても、操作部材５は回転することがない。このため、被締結部材１に外力が作用しても、緩むことなく締結状態を維持することができる。

本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、種々変形が可能である。上述した実施形態では、ロック駒３を左右一対に配置しているが、ロック駒３を１個としても良く、３個以上としても良い。又、被締結部材１としてボルトへの適用を説明したが、被締結部材１としては断面が四角形、六角形、その他の非円形であっても良い。さらに、被締結部材１及びロック駒３の係止歯としては、ジグザグ形状としても良く、溝形状及び溝形状に合った凸形状であっても良い。

１、１０ 締結装置
２ ケース
３ ロック駒
３ａ 第１係合凸部
３ｂ 第２係合凸部
３ｃ ねじ部
４ ケース
４ｃ 締結孔
５ 操作部材
５ａ 大径凹部
５ｂ 支持凸部
７ 隙間
８ 板ばね
９ コイルばね

Claims (2)

1. 係止歯を外面に有した軸状の被締結部材が挿入可能な締結孔が形成されたケースと、
   前記係止歯に係止可能な係止歯が形成され、前記被締結部材の方向に往復直線移動可能に前記ケース内に配置されたロック駒と、
   前記ロック駒の移動と直交する方向に回転可能に前記ケース内に配置され、前記回転によって前記ロック駒を往復直線移動させて係止歯相互の係止及びその解除を行うリング状の操作部材と、を備え、
   前記ロック駒に第１係合凸部が形成され、前記操作部材における第１係合凸部に対応した部分の内径が徐々に大きい径となっており、
   前記ロック駒における前記第１係合凸部と異なった位置に第２係合凸部が形成され、この第２係合凸部に係合してロック駒を前記被締結部材と離れた位置に支持する支持凸部が前記操作部材に形成されていることを特徴とする締結装置。
2. 前記被締結部材の挿入方向に沿った隙間が前記ロック駒とケースとの間に設けられ、前記ロック駒とケースとの間に弾性体が配置されていることを特徴とする請求項１記載の締結装置。

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