JP6295498B2 - 固定・解放金具 - Google Patents

Description

本願発明は、ボルトおよびナットを使用して、両者間に挟持する物を固定・解放する金具に関する。
なお、以下において、「固定・解放」を単に「固定」に適宜略称することもある。

ボルトおよびナットを使用して挟持物を固定する場合、通常の場合は、ボルトまたはナットが回転しないようにボルト頭またはナットをスパナー等で押え、ナットまたはボルト頭を所定方向に回転して挟持物を固定し、また、挟持物を解放する場合には、ボルト頭またはナットをスパナー等で押え、ナットまたはボルト頭を上記回転方向と逆回転させて解放させている。
以下、記述を統一するため、ボルト頭をスパナー等で押え、ナットを所定方向に回転して挟持物を固定し、また、挟持物を解放する場合には、ボルト頭をスパナー等で押え、ナットを上記回転方向と逆回転させて解放させる場合について説明する。

ボルトが回転しないようにボルト頭をスパナー等で押えることができる構造の場合は上記の方法で足りるが、ボルト頭をスパナー等で押えることができない構造の場合は、ボルト・ナットによる固定・解放方法の採用は困難であり、止むなく、ねじが小口径の場合はタッピングねじ等で代用したり、ねじが大口径の場合はボルトまたはナットを溶着するか、ボルト・ナットによる固定・解放方法を断念して他の方法に依らざるを得ないのが現状である。
なお、ボルトまたはナットを溶着する方法の場合は、ボルト・ナットは勿論のこと、製品の再使用を困難とすることから、特別の場合にのみ採用されている。
また、高温条件下で機器を運転すると、機器は熱影響を受けで予想以上に変形・破損し、ボルト・ナットが焼け付いたり折損する場合があり、機器の修理・メンテナンス時に、限られた狭い空間でのボルト・ナットの取り替えに難渋するのが通例であった。

したがって、ボルト頭をスパナー等で押える必要が無く、即ち、ナットを回すだけで、挟持物を固定・解放できる構造が望まれてきていたが、これを解決するには多々の問題があり、実用化に至っていなかった。

特許電子図書館の公報テキスト検索（公開特許公報）で、以下の条件で検索したが、該当すると思料できるものはありません。 「要約と請求の範囲」 「ボルト」 ＡＮＤ 「要約と請求の範囲」 「ナット」 ＡＮＤ 「要約と請求の範囲」 「回」 ＡＮＤ 「要約と請求の範囲」 「止」 ＡＮＤ 「要約と請求の範囲」 「金具」 ＡＮＤ 「要約と請求の範囲」 「固定」 発見された件数は、５２９件

本願発明は、上記のような事情のもとで考えだされたボルト・ナットによる挟持物の固定・解放金具に関するもので、ナットを回すだけで、即ち片側からだけで、挟持物を固定・解放することを可能にすることを課題とする。

上記課題を解決するためには、以下の具体的な諸問題を解決する必要がある。
問題１は、ボルトを、所定の位置近くに、如何にして移動して行けるどうかである。
問題２は、いったん所定位置に配置したボルトの脱落を、如何にして防ぐかである。
問題３は、ナットをボルト端のねじに嵌め込む際に、ボルトの軸方向の位置の後退を、如何にして抑えるかである。
問題４は、ナットを回していく際に、ボルトの回転を、如何にして防止するかである。

本願発明は、匚状の立面体物と、スリットと、ボルト片とを備えて、前記の課題を解決する固定・解放金具である。
前記立面体物は、匚の上辺に相当する上面と、側辺に相当する側面と、底辺に相当する底面と、前記匚の第２筆の終点から所定高さ立ち上げたはね面、前記匚の手前を閉じる正面及び向う面を閉じる背面とから構成される。
前記スリットは、前記立面体物の底面に、前記はね面から側面方向に向かって、ボルトに対応する所定幅で設けられる。前記ボルト片は、背面と底面とよりなるＬ字であって、前記ボルトが、前記背面と逆方向に延びるように前記底面に貫通されるとともに、当該底面に前記ボルトの頭が固着され、前記背面の高さが、前記立面体物のはね面の上端から上面までの開放面の高さより小さく、前記立面体物の背面または正面に前記Ｌ字の背面を当てて、前記ボルトをスリットの開口に納めながら前記立面体物に嵌装される。

ボルトを、所定の位置近くに、移動して行くことができ、それも容易に行うことができる。

いったん所定位置に配置したボルトの脱落を防ぐことができる。

ナットをボルト端のねじに嵌め込む際に、ボルトの軸方向の位置の後退を一定の距離内に抑えることができる。

ナットを回していく際に、ボルトの回転を防止することができる。

上記の諸効果の集積効果として、ボルト頭をスパナー等で押える必要が無く、即ち、ナットを回すだけで、ボルト・ナット間の挟持物を固定・解放できることになる。即ち、一方向から、あるいは片手だけで、ボルト・ナット間の挟持物を固定・解放することが可能となる。

上記段落番号００１０ないし００１３の効果は、高温条件下での使用等で焼け付いたボルト・ナットの取り替えに至便なことから、機器の修理・メンテナンス時に、限られた時間・狭い空間でのボルト・ナットの取り替えに特に効果を発揮する。

図２のＡ−Ａ矢視断面の矢視図であり、断面形状が匚類似の形状の立面体物を示す断面矢視図である。 本願発明の固定金具のうち、断面形状が匚類似の形状の立面体物の全体を示す矢視図である。 本願発明の固定金具のうち、ボルト頭にボルトねじ方向とは逆方向に部材を固着したボルトを示す矢視図である。 図１に寸法線を入れた矢視図である。 図２に寸法線を入れた矢視図である。 図３に寸法線を入れた矢視図である。 本願発明の請求項３に関する実施例を示す矢視図である。 本願発明の請求項４に関する実施例を示す矢視図である。 本願発明の請求項１および３に関する実施例を示す矢視図である。 本願発明の請求項１および３に関する実施例を示す断面図である。 本願発明の請求項２および４に関する実施例を示す矢視図である。 本願発明の請求項２および４に関する実施例を示す断面図である。

本願発明のうちの、断面形状が匚類似の形状の立面体物の底辺部にボルト径より大きな幅を有するスリットを設けた立面体物（以下、適宜、「断面が匚形状の金具」と略称する。）について説明する（図１および図２）。
なお、断面形状がＬ字類似の形状の立面体物の底面部にボルト径より大きな幅を有するスリットを設けた立面体（以下、適宜、「断面がＬ字形状の金具」と略称する。）については後記する。

断面が匚形状の金具１０は、図１〜図２に示すように、匚の上辺に相当する上面（以下適宜「上面」という。）１１、匚の側辺に相当する側面（以下適宜「側面」という。）１２、匚の底辺に相当する底面（以下適宜「底面」という。）１３、匚のはね部分のはね面（以下適宜「はね面」という。）１４、匚の手前を閉じる正面（以下適宜「正面」という。）１５ 及び 匚の向う面を閉じる背面（以下適宜「背面」という。）１６とから構成される立面体物である。
なお、使い方によっては、正面１５またはおよび背面１６を省略してもよい。
また、上記各面は、曲げ加工等を利用して、コストが安価に済むように、できるだけ少ない個数の部材で製作することが望ましい。

図４〜図５に示すように、上面１１の奥行きをＤ１、側面１２の高さをＨ１、底面１３の幅をＢ１、はね面１４の高さをＨ３とする。
なお、使用する板材の板厚を考慮して厳密に寸法の定義をすることもできるが、ここでは説明を簡略するため、適宜、図示の内矩・外矩寸法に板厚を加減して、数値を読むものとする。
底面には、はね面から、側面に向かってスリット１９が切られているが、スリットの奥側の辺と背面との距離をＬ１、スリットの手前側の辺と正面との距離をＬ３とすると、スリットの開口幅は、Ｄ１−（Ｌ１＋Ｌ３）ということになる。
また、スリットの終端には、使用するボルト径に見合った円孔１８が開口されている。
なお、円孔１８を設けずに矩形開口のままでも良い。

次に、ボルト頭にボルトねじ方向とは逆方向に部材を固着したボルト片２０(以下、適宜「ボルト片」と称する。)について説明する（図３）。

ボルト片２０は、ボルト２１、ボルトが固着したＬ字形片の底面２２ および ボルトが固着されていないＬ字形片の背面２３とから構成されていて、底面２２に開けられた開口にボルトは貫通され、ボルト頭で固着されている。
なお、本例では、折り曲げられたＬ字形片を用いているが、２片からなる物を溶接等で一体化した物であってもよい（図面省略）。
また、図７に示すように、ボルト頭の側面に部材２４を固着したものでも良い。

使用するボルトの径に制限はないが、以下においては、Ｍ１２程度を対象として説明する。
また、ボルト２１に固着されるＬ字形片２２・２３、部材２４（図７）および多角形ワッシャー２５（図８）並びに断面が匚形状の金具１０（図１）に用いる材料・寸法は使用状況に応じて適宜選定されるが、本願の説明例としては、厚さ2.0mm 程度のステンレス鋼（例．SUS304）を想定して説明する。

図６に示すように、ボルトが固着されていないＬ字形片の背面２３の高さをＨ２、ボルト側面とボルトが固着されてないＬ字形片の背面２３までの最短距離をＬ２ および ボルト側面とボルトが固着したＬ字形片の底面２２の端部までの最短距離をＬ４とする。
また、ボルトが固着したＬ字形片の底面２２の奥行きをＤ２、幅をＢ２とする。
このＤ２およびＢ２は、ボルトの回転防止に役立つものとなる他、ワッシャーの役目も兼ねるものとなる。

スリット１９の開口幅に関係する距離寸法と、ボルト２１とＬ字形片に関係する距離寸法との間には、以下の関係を成立させると至便である。
（イ）ボルトが固着されていないＬ字形片の背面２３を、背面１６に当てながら、ボルトをセットする場合には、少なくとも、Ｌ１＜Ｌ２
（ロ）ボルトが固着したＬ字形片の底面２２の端部を、正面１５に当てながら、ボルトをセットする場合には、少なくとも、Ｌ３＜Ｌ４

側面１２の高さＨ１とはね面１４の高さＨ３とで構成される開口の高さ（Ｈ１−Ｈ３）は、ボルトが固着されていないＬ字形片の背面２３の高さＨ２との関係で、少なくとも以下の関係式が成立しなければならない。
Ｈ１−Ｈ３＞Ｈ２

上記段落番号００２３〜００２４が成立すると、ボルト片２０は、ボルト２１をスリット１９の開口に納まりながら、円滑に所定の位置に配置されることになる。
これにより、問題１の「ボルトの位置を、必要とする位置近くに、もって行くことができる。」が解決される。

また、スリットの終端に設けられたボルト径に見合った開孔１８の径は、通常のワッシャ開孔径より大きな開孔径とならざるを得ないが、この欠点は、ボルト２１が固着したＬ字形片の底面２２が補充するので充分な強度を有する金具となる。

断面が匚形状の金具１０とボルト片２０の使用例を、図９および図１０によって説明する。
断面が匚形状の金具は、予めケーシング３０の所定の位置に溶接等で固着される。ケーシングに結合される吸音パネル３２は、パッキング３６を挟持しながら、押え金具３１で、ケーシングの所定の位置にセットされる。
ボルト片のボルト２１は、断面が匚形状の金具の円孔１８、パッキングおよび押え金具を貫通し、ワッシャ３５を介して、ナット３７で所定の位置に位置決めされる。

ナット３７をボルトに嵌め込む際には、通常ボルトが後退するが、ボルトが固着されていないＬ字形片の背面２３の端部が、上面１１に当って、それ以上は後退しないので、問題３「ナットをねじに嵌め込む際に、ボルトの軸方向の位置の後退を抑えることができる。」が解決される。
なお、ナットを取り付ける際、ボルト片のボルトが固着されていないＬ字形片の背面２３の端部を他の工具（詳細省略）でボルト側に押すことは、ボルト頭を突出させることになるので、ナットの取り付けを容易にする一方法となる。

ボルト片２０は、円滑に所定の位置に配置されると、側面１２、底面１３、はね面１４、正面１５ 及び背面１６の５面、即ち上面１１を除く５面、から成る箱に、ボルトが固着したＬ字形片の底面２２が嵌合される状態になり、問題２「いったん所定位置に配置したボルトの脱落を防ぐことができる。」が解決される。
また、問題４「ナットを回していく際に、ボルトの回転を防止することができる。」も解決される。
もっとも、この問題４の解決には、「断面が匚形状の金具」の上記の５面までは必要とせず、２面であってもこの問題４は解決され得る場合もあるが、面の数が多いほどボルトの回転を強固に防止できる。

ボルト２１は、ナットの緩み止めに、最後にロックナット３８でロックされる場合もある（図９、図１０）。

なお、各部の寸法（特に、Ｈ１、Ｂ１及びＤ１）は、使用するボルト径、使用する構造物の寸法によって適宜決定されるが、通常はボルト径の２〜５倍程度であり、Ｄ１＞Ｄ２、Ｂ１＞Ｂ２ および Ｈ１＞Ｈ２ であり、その他、本願発明の固定金具の意義を失わない範囲内で、適当な許容差が認められることは言うまでもない。

次に、本願発明のうちの、断面がＬ字形状の金具について説明する。
断面がＬ字形状の金具は、図１１および図１２の実施例に示すような物で、該金具が取り付けられる構造物に既に断面が匚形状の金具１０の上面１１（図１）に代わる部材が存在する場合に使用されるものである。
また、この場合は、寸法Ｈ１（図４）が小さいことから、ボルト片２０（図３）を使用するまでもない状況もあり、この場合には図８に示す多角形（図例では矩形）のワッシャー２５を使用することもでき（図１１、図１２）、ボルトの回転防止の効果とワッシャーの効果が期待できる。

これまで、ボルト頭直下にＬ字形片を固着したボルト片２０について説明してきたが、ナットをＬ字形片を固着した場合でも本願発明は適用可能であり、この場合はボルトを回しこんで行くことになる。

ボルト・ナットからなる固定方法は、日常生活および産業界に広範囲に使用され、必要不可欠な固定方法であって、それも、ボルト頭の回転止めをすることなく、ナットを回すだけで、ボルト・ナット間の挟持物を固定できる方法は、産業上の要請が高いものであり、特に、火力発電所等の高温に晒される機器の修理・メンテナンス時に、作業が短時間かつ安全に行うことができ、産業上の利用可能性が高いものである。

１０ 断面が匚形状の金具
１１ 匚の上辺に相当する上面（＝上面）
１２ 匚の側辺に相当する側面（＝側面）
１３ 匚の底辺に相当する底面（＝底面）
１４ 匚のはね部分のはね面１４（＝はね面）
１５ 匚の手前を閉じる正面（＝正面）
１６ 匚の向う面を閉じる背面（＝背面）
１８ 円孔
１９ スリット
２０ ボルト片
２１ ボルト
２２ ボルトが固着したＬ字形片の底面
２３ ボルトが固着されていないＬ字形片の背面
２４ 部材
２５ 多角形ワッシャ
３０ ケーシング
３１ 押え金具
３２ 吸音パネル
３５ ワッシャ
３７ ナット
３８ ロックナット

Claims (1)

1. 挟持物を固定・開放するボルトおよびナットからなる固定・解放金具において、
   匚の上辺に相当する上面と、側辺に相当する側面と、底辺に相当する底面と、前記匚の第２筆の終点から所定高さ立ち上げたはね面、前記匚の手前を閉じる正面及び向う面を閉じる背面とから構成される立面体物と、
   前記立面体物の底面に、前記はね面から側面に向かって設けられたボルトに対応する幅のスリットと、
   背面と底面とよりなるＬ字であって、前記ボルトが、前記背面と逆方向に延びるように前記底面に貫通されるとともに、当該底面に前記ボルトの頭が固着され、前記背面の高さが、前記立面体物のはね面の上端から上面までの開放面の高さより小さく、前記立面体物の背面または正面に前記Ｌ字の背面を当てて、前記ボルトをスリットの開口に納めながら前記立面体物に嵌装されるボルト片と、
   を備えたことを特徴とする固定・解放金具。

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