JP7082765B2 - 締め付け治具 - Google Patents

Description

本発明は、回動操作に基づいて接続を行う接続部材の締め付けに使用される治具に関するものである。

排水配管において、回動操作に基づいて接続を行う接続部材としては、排水配管同士の接続に使用される締め付けナットや、排水口を形成する排水栓等が挙げられる。これらの接続部材は所定のトルクまで締め付けを行う必要があり、所定以下のトルクで締め付けが成された場合には、漏水や部材の滑落の恐れが生じる。一方、所定以上のトルクで締め付けが成された場合には、締め付けによる部材の破損が生じる恐れがある。即ち、接続部材の締め付けは所定トルク内で行われる必要がある。
ここで、特許文献１には接続部材として、雌ネジが内周に刻設されたナット部材と、ナット部材の外側に配置され、ナット部材にトルクを伝達する補助アダプターから成る締め付けナットが記載されている。当該締め付けナットはトルクを管理するトルク管理機構を備えており、所定以上のトルクで締め付けが行われた場合、締め付けナットが空転することにより部材の破損を防ぐとともに、所定トルクまで締め付けが成されたことを作業者に伝えることが可能となる。

上記トルク管理機構はナット部材に形成された回り止めリブと、補助アダプターに形成された凹溝より形成されている。そして、締め付けナットが所定以下のトルクによって締め付けが成された場合、上記回り止めリブと凹部が噛み合って締め付けトルクが伝達される一方で、所定以上のトルクによって締め付けが成された場合、ナット部材と補助アダプターが空回りすることによってトルクが伝達されないように構成されている。

特開２００７－３０９４８５号公報

ここで、上記特許文献１においては、接続部材である締め付けナットにトルク管理機構が組み込まれている。従って、接続部材が複数存在する場合、各接続部材がそれぞれトルク管理機構を備えている必要があり、部材点数が増加してしまっていた。又、接続部材がトルク管理機構を備えていることから部材が大型化してしまうという問題が生じていた。接続部材はキャビネット内部等の狭い空間に配置される場合があり、このような場合において特許文献１に記載の締め付けナットは、施工が困難となる。

本発明は上記問題に鑑み発明されたものであって、接続部材の締め付けに関し、締め付けトルクの管理を行うことが可能となるとともに、部材点数の減少や装置の小型化や施工性の向上等を課題とする。

請求項１に記載の本発明は、
回動操作に基づいて接続を行う接続部材に使用される締め付け治具であって、
使用者が回動操作を加える操作部と、
前記接続部材と係合する係合部と、
前記操作部の操作を前記係合部へと伝達するトルク伝達部を備え、
前記トルク伝達部は、可撓性を有する爪部と、爪部に向けて突設された凸部を有し、所定以上のトルクが加えられた場合に、前記操作部と前記係合部を空転させるトルク管理機構を有することを特徴とする締め付け治具。

請求項２に記載の本発明は、前記締め付け治具が、
前記複数の接続部材に対して係合可能となるよう、複数の係合部を備えることを特徴とする請求項１に記載の締め付け治具である。

請求項３に記載の本発明は、前記複数の係合部がそれぞれ異なる形状であり、
対応する前記接続部材と前記係合部以外は係合不可能であることを特徴とする請求項２に記載の締め付け治具である。

請求項４に記載の本発明は、前記爪部は、
回動操作の回転軸方向に対して可撓性を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の締め付け治具である。

請求項５に記載の本発明は、前記トルク管理機構は、
操作部に対して所定以下のトルクが加えられた際には前記爪部と凸部が噛み合い、操作部と係合部が一体として回転するとともに、
操作部に対して所定以上のトルクが加えられた際には爪部が撓み、操作部のみが回転することを特徴とする請求項４に記載の締め付け治具である。

請求項６に記載の本発明は、前記爪部と凸部は、
前記回転軸方向に対する位置決めが成されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の締め付け治具である。

請求項７に記載の本発明は、
回動操作に基づいて接続を行う接続部材に使用される締め付け治具であって、
第一筒部と第二筒部とから構成し、
前記第一筒部に形成され、前記接続部材と係合する第一係合部と、
前記第二筒部に形成され、前記接続部材とは異なる接続部材と係合する第二係合部と、
使用者が回動操作を加える操作部と、
前記第一筒部と前記第二筒部との間に形成され、前記操作部の操作を前記第一係合部又は前記第二係合部へと伝達するトルク伝達部を備え、
前記トルク伝達部は、所定以上のトルクが加えられた場合に、前記操作部と前記第一係合部又は第二係合部とを空転させるトルク管理機構を有し、
前記第一係合部と第二係合部とがそれぞれ異なる接続部材に対して係合することで、複数の接続部材の締め付けに対応可能であることを特徴とする締め付け治具である。

請求項１及び請求項７に記載の本発明によれば、トルク伝達部がトルク管理機構を備えるため、部材の破損等を防ぐことができる。又、締め付け治具がトルク管理機構を備えることから、１つの締め付け治具によって複数の接続部材のトルクを管理することが可能となり、施工性が向上するとともに、部品点数を削減することができる。
請求項２に記載の本発明によれば、１つの部材で複数の接続部材に対応可能となるため、更に部材点数を削減することが可能となる。
請求項３に記載の本発明によれば、誤った係合部を使用して接続部材の締め付けを行うことを防止可能となり、施工ミスを防ぐことが可能となる。
請求項４及び請求項５に記載の本発明によれば、締め付け治具の横幅（径方向の幅）を抑えることが可能となる。
請求項６に記載の本発明によれば、爪部と凸部の位置決めが成されることにより、空転に至るトルクが変化してしまうことを防ぐことが可能となる。

締め付け治具を示す分解断面斜視図である。 締め付け治具を示す分解断面斜視図である。 締め付け治具を示す斜視図である。 トルク伝達部の動きを示す参考図である。 本実施形態における締め付け治具が使用される設備機器を示す断面図である。 締め付け治具による締め付けを示す断面図である。 締め付け治具による締め付けを示す断面図である。

以下に、本発明の締め付け治具を、図面を参照しつつ説明する。尚、以下に記載する説明は実施形態の理解を容易にするものであって、これによって本発明が制限して理解されるものではない。

本実施形態の締め付け治具１は合成樹脂より成り、図１に示すように、第一筒部１０と第二筒部２０から構成されており、第一筒部１０と第二筒部２０との間にはトルク伝達部３０が形成されている。又、第一筒部１０と第二筒部２０はそれぞれ第一係合部１１と第二係合部２１を有している。尚、図１乃至図３においては、特に断りの無い限り、図１乃至図３に示す通り、第一筒部１０が上方に位置された状態を基準として説明を行う。

第一筒部１０は一端が開放されているとともに他端（第二筒部２０側端部）が閉塞された筒状であって、一端に形成された第一係合部１１と、他端に形成された凸部１２と、側面に開口された孔部Ｈと、ガイド部１４を有しており、他端（第二筒部２０側端部）には嵌合部１５が形成されており、第二筒部２０が連結されている。尚、第一筒部１０は後述する第二係合部２１によってオーバーフロー排水栓２００の締め付けを行う際に把持され、第一操作部１６として機能する。
第一係合部１１は第一筒部１０の一端より軸方向（図１乃至図３における上方）に向けて突設された突起であり、第一筒部１０の端部全周において等間隔に８箇所形成されている。尚、当該第一係合部１１は後述する浴槽排水栓１００の内周に形成された第一被係合部１０１と係合可能となっている。
凸部１２は第一筒部１０の他端において第二筒部２０へ向けて突設された、一方の面において傾斜面１２１を、他方には締め付け治具１の回転軸に対して略平行な面を有する側面視略三角形状の突起であり、第一筒部１０他端の外周よりやや内側において環状に配置されている。尚、凸部１２の傾斜面１２１は後述する接続部材の締め付け時において、締め付け治具１を接続部材の締め付け方向（この実施形態では右回り方向）に回転させた際に第二筒部２０の爪部２２と当接する。そして、接続部材を緩める方向（この実施形態では左回り方向）に回転させた際には、上記締め付け治具１の回転軸に対して略平行な面が爪部２２と当接する。
嵌合部１５は第一筒部１０の他端に形成されており、第二筒部２０の外周よりも大径であって、内側に突設された内鍔部１５１を有している。
孔部Ｈは第一筒部１０の側面に形成された開口であり、第一筒部１０の中心を介して対向する位置に２箇所形成されている。
ガイド部１４は第一筒部１０の他端中央から軸方向下方（第二筒部２０側）に向けて延設された筒状であり、後述する第二筒部２０に開口された被ガイド部２４を貫通することで締め付け部材１の動作を補助する。

第二筒部２０は一端が開放されているとともに他端（第一筒部１０側端部）に内向きのフランジを有する筒状であって、一端に形成された第二係合部２１と、他端に形成された爪部２２と、側面に開口された孔部Ｈと、被ガイド部２４とを有し、他端（第一筒部１０側端部）には被嵌合部２５が形成されており、第一筒部１０が連結されている。尚、第二筒部２０は第一係合部１１によって浴槽排水栓１００の締め付けを行う際に把持され、第二操作部２６として機能する。
第二係合部２１は第二筒部２０の側面中程から一端にかけて形成された凹溝であり、第二係合部２１は第二筒部２０の側面全周において等間隔に４箇所形成されている。尚、当該第二係合部２１は後述するオーバーフロー排水栓２００の内周に形成された第二被係合部２０１と係合可能となっている。
爪部２２は図４に示すように、第二筒部２０の端部より第一筒部１０に向けて軸方向に形成された立ち上がり部２２１と、立ち上がり部２２１の端部より周方向に向けて延設された可撓部２２２と、可撓部２２２の端部に形成された当接部２２３を有している。又、当接部２２３の反対側の面は締め付け治具１の回転軸に対して略平行となっている。又、爪部２２は締め付け治具１の回転操作の回転軸方向（図４における上下方向）に対して可撓性を有している。尚、当接部２２３は接続部材の締め付け時において、締め付け治具１を接続部材の締め付け方向に回転させた際に第一筒部１０の凸部１２と当接する。
被嵌合部２５は第二筒部２０の他端に形成されており、第二筒部２０上端より外側に向けて突設された外鍔部２５１を有している。
孔部Ｈは第二筒部２０の側面に形成された開口であり、第二筒部２０の中心を介して対向する位置に２箇所形成されている。
被ガイド部２４は第二筒部２０の他端中央に形成された開口であり、前記第一筒部１０のガイド部１４が貫通しており、第一筒部１０と第二筒部２０の中心軸を合致させている。

上記締め付け治具１は、嵌合部１５を被嵌合部２５に嵌合させることで組み立てられる。当該組み立て時において、被嵌合部２５の外鍔部２５１は嵌合部１５の内鍔部１５１よりも第一筒部１０側（図１乃至図３における上方）に配置され、内鍔部１５と第一筒部１０の底面によって挟持される。尚、この時第一筒部１０と第二筒部２０は回転軸方向に対して離間不可能であるが、回動可能に連結される。又、締め付け治具１は凸部１２と爪部２２から成るトルク伝達部３０が形成される。当該トルク伝達部３０は、第一操作部１６又は第二操作部２６に対して所定以上のトルクが加えられた際に、第一筒部１０と第二筒部２０を空転させるトルク管理機構４０を有する。

以下に、上記締め付け治具１を用いた接続部材の締め付けと、当該締め付け時におけるトルク伝達部３０及びトルク管理機構４０の動作について説明する。尚、図５に示すように、本実施形態における締め付け治具１が使用される設備機器は、接続部材である浴槽Ｂの底面に配置された浴槽排水栓１００と、浴槽Ｂ裏側に配置された排水器１１０と、接続部材である浴槽Ｂの側面に配置されたオーバーフロー排水栓２００と、浴槽Ｂの外側に配置されたエルボ部材２１０から成る。そして、締め付け治具１は浴槽排水栓１００と排水器１１０との締め付け、及びオーバーフロー排水栓２００とエルボ部材２１０との締め付けに使用される。
浴槽排水栓１００及びオーバーフロー排水栓２００は外側面に雄螺子が形成された筒状であって、浴槽排水栓１００は第一係合部１１と係合する第一被係合部１０１を有しており、オーバーフロー排水栓２００は第二係合部２１と係合する第二被係合部２０１を有している。
又、以下に図４乃至図７を用いてトルク伝達部３０及びトルク管理機構４０の動作を説明するが、当該図４は構造の理解を容易にするため、凸部１２、爪部２２を展開して記載している。

上記オーバーフロー排水栓２００の締め付けを行う際には、まず第二筒部２０をオーバーフロー排水栓２００の内部に挿入し、第二係合部２１をオーバーフロー排水栓２００の第二被係合部２０１に係合させる。そして、締め付け治具１を螺合方向に回転させることで、第一操作部１６（第一筒部１０）から第二係合部２１（第二筒部２０）、第二係合部２１から第二被係合部２０１へとトルクが伝達され、オーバーフロー排水栓２００を締め付けることができる。この時、第一筒部１０を直接把持して締め付け治具１を回転させて良いが、締め付け治具１の第一筒部１０に形成された２箇所の孔部Ｈにドライバー等の棒状体を貫通させ、当該棒状体及び第一操作部１６を把持して締め付け治具１を回転させても良い。
上記締め付けの際、締め付けに係るトルクが所定以下である場合、図４（ａ）に示すように、凸部１２が当接部２２３に当接することによって第一操作部１６からのトルクが伝達される。この時、傾斜面１２１と当接部２２３は互いに傾斜しており、第一操作部１６から伝達されるトルクの一部は爪部２２をオーバーフロー排水栓２００側へと押し込む方向へと変換される。しかし、可撓部２２２の剛性が当該変換されたトルクを上回るため、爪部２２は撓むことなくトルクが第二係合部２１へと伝達されて、第一操作部１６と第二係合部２１が一体となって回転する。
ここで、オーバーフロー排水栓２００の締め付け完了後も締め付けを行う等して、所定以上のトルクが締め付け治具１に付与されると、第一操作部１６と第一係合部１１が空転する。即ち、図４（ｂ）に示すように、第一操作部１６から付与されるトルクが所定以上となると、爪部２２がオーバーフロー排水栓２００側、即ち締め付け治具１の回転軸方向へと撓むことにより、爪部２２（当接部２２３）が凸部１２を乗り越え、第一操作部１６のみが回転し、第二係合部２１は回転しない。これにより、締め付けに使用するトルクを管理することが可能となり、所定以上のトルクによる締め付けを防ぐことができる。
尚、凸部１２を乗り越えた爪部２２は図４（ｃ）に示すように、自身の復元力によって元の形状に復帰し、その後、他の凸部１２と当接する。この時、作業者は当該復帰と凸部１２との衝突音及び空転に伴う触感等により所定トルクでの締め付けが完了したことを確認できる。

浴槽排水栓１００の締め付けを行う際には、締め付け治具１の上下を反転させ、第一筒部１０を浴槽排水栓１００の内部に挿入し、第一係合部１１を浴槽排水栓１００に係合させる。そして、締め付け治具１を螺合方向に回転させることで、第二操作部２６（第二筒部２０）から第一係合部１１（第一筒部１０）、第一係合部１１から第一被係合部１０１へとトルクが伝達され、浴槽排水栓１００を締め付けることができる。又、前記第一筒部１０と同様に、第二筒部２０にも孔部Ｈが形成されており、ドライバー等の棒状体を孔部Ｈに貫通させて把持することができる。
上記締め付けに係るトルク伝達部３０とトルク管理機構４０の動きについては上記オーバーフロー排水栓２００の締め付けの際と同様である為省略する。

締め付け治具１を用いた接続部材の締め付けは以上であるが、上記締め付けの際において、作業者が締め付け治具１の回転軸方向に力を加えながら締め付けを行った場合、第一筒部１０と第二筒部２０が互いに近づくように応力が付与される。ここで、当該応力によって回転軸方向に対する爪部２２と凸部１２の距離（位置）が変位してしまうと、爪部２２が撓むトルクが変化してしまう恐れが生じる。しかし、本発明の締め付け治具１においては、第二筒部２０の外鍔部２５１が内鍔部１５１と第一筒部１０の底面との間に配置されており、上記締め付けの際には内鍔部１５１の上端が第一筒部１０の底面と当接することから、回転軸方向に対する第一筒部１０と第二筒部２０の位置、及び爪部２２と凸部１２の位置は変わることはない。即ち、外鍔部２５１の上端（又は第一筒部１０の底面）がストッパーとしてトルク管理機構４０の機能を安定化させる位置決め機構を成し、施工方法によって締め付けに係るトルクが変化することはない。

一方、上記接続部材を緩める際には、締め付け治具１を上記締め付け時と逆方向に回転させる。この時、凸部１２と当接部２２３は上記締め付け時とは異なる面において当接するが、当該緩め時において凸部１２と当接部２２３が当接する面は共に締め付け治具１の回転軸方向と略平行である。従って、回動操作によって爪部２２は撓むことなくトルクが全て伝達され、常に第一筒部１０と第二筒部２０は一体として回転する。従って、締め付け治具１は接続部材を緩め方向に回転させる際においてはトルク管理を行わない。

本発明の締め付け治具によれば、一度施工現場にて使用した後、他の施工現場でも再び締め付け治具を使用することが可能であることから、従来の締め付けナットに比べて安価である。
又、本発明の締め付け治具はオーバーフロー排水栓や排水栓の内部に係合部を挿入し、締め付けを行う構造であるため、装置の締め付けを浴槽の表側より行うことが可能となるため、施工性が向上する。更に、本発明の締め付け治具は、爪部の撓みによってトルク管理機構を構成するが、当該撓み方向が締め付け治具の回転軸方向であるため、装置の横幅（径方向の幅）を抑えることが可能となる。これにより、締め付け治具を容易に排水栓やオーバーフロー排水栓の内部に挿入可能な形状とすることができる。即ち、従来の締め付けナットはトルク管理機構が装置の内側から外側に向けて、又は外側から内側に向けて撓む構造であったため、装置の横幅が大きくなってしまっていた。従って、従来の締め付けナットのトルク管理機構を締め付け治具に流用した場合、オーバーフロー排水栓や排水栓の内部に治具を挿入して使用することが困難となる。
又、本発明の締め付け治具はそれぞれの接続部材の被係合部に対応する係合部を備えている。そして、各係合部は異なる形状を成し、対応する接続部材の被係合部とのみ係合可能となっている。これにより、１つの締め付け治具によって複数の接続部材の締め付けに対応可能となることから、部材点数を削減することができる。

本発明の第一実施形態は以上であるが、本発明の締め付け治具は上記第一実施形態の形状に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の形状変更を行っても良い。例えば、上記第一実施形態において、トルク伝達部３０は凸部１２と爪部２２により構成されていたが、凹部と爪部より構成されていても良く、その他の形状であっても良い。
又、上記第一実施形態において、締め付け治具は浴槽の排水栓及びオーバーフロー排水栓の締め付けの際に使用されていたが、洗面ボウルやキッチンの排水栓の締め付けに使用されても良く、洗濯パンや浴槽用排水トラップのフランジ部材を締め付ける際に使用されても良いものであり、その用途が限定されるものではない。
又、上記第一実施形態に係る締め付け治具は第一係合部１１と第二係合部２１が異なる形状を成していたが、係合部の径（横幅）を相違させることによって、異なる内径を有する接続部材の締め付けに対応する等しても良い。

１ 締め付け治具
１０ 第一筒部
１１ 第一係合部
１２ 凸部
１２１ 傾斜面
１４ ガイド部
１５ 嵌合部
１５１ 内鍔部
１６ 第一操作部
２０ 第二筒部
２１ 第二係合部
２２ 爪部
２２１ 立ち上がり部
２２２ 可撓部
２２３ 当接部
２４ 被ガイド部
２５ 被嵌合部
２５１ 外鍔部
２６ 第二操作部
３０ トルク伝達部
４０ トルク管理機構
Ｈ 孔部
Ｂ 浴槽
１００ 浴槽排水栓
１０１ 第一被係合部
１１０ 排水器
２００ オーバーフロー排水栓
２０１ 第二被係合部
２１０ エルボ部材

Claims (7)

1. 回動操作に基づいて接続を行う接続部材に使用される締め付け治具であって、
   使用者が回動操作を加える操作部と、
   前記接続部材と係合する係合部と、
   前記操作部の操作を前記係合部へと伝達するトルク伝達部を備え、
   前記トルク伝達部は、可撓性を有する爪部と、爪部に向けて突設された凸部を有し、所定以上のトルクが加えられた場合に、前記操作部と前記係合部を空転させるトルク管理機構を有することを特徴とする締め付け治具。
2. 【請求項２】
   前記締め付け治具が、
   複数の接続部材に対して係合可能となるよう、複数の係合部を備えることを特徴とする請求項１に記載の締め付け治具。
   
   
3. 前記複数の係合部がそれぞれ異なる形状であり、
   対応する前記接続部材と前記係合部以外は係合不可能であることを特徴とする請求項２に記載の締め付け治具。
4. 前記爪部は、
   回動操作の回転軸方向に対して可撓性を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の締め付け治具。
5. 前記トルク管理機構は、
   操作部に対して所定以下のトルクが加えられた際には前記爪部と凸部が噛み合い、操作部と係合部が一体として回転するとともに、
   操作部に対して所定以上のトルクが加えられた際には爪部が撓み、操作部のみが回転することを特徴とする請求項４に記載の締め付け治具。
6. 前記爪部と凸部は、
   前記回転軸方向に対する位置決めが成されていることを特徴とする請求項４ 又は請求項５に記載の締め付け治具。
7. 回動操作に基づいて接続を行う接続部材に使用される締め付け治具であって、
   第一筒部と第二筒部とから構成し、
   前記第一筒部に形成され、前記接続部材と係合する第一係合部と、
   前記第二筒部に形成され、前記接続部材とは異なる接続部材と係合する第二係合部と、
   使用者が回動操作を加える操作部と、
   前記第一筒部と前記第二筒部との間に形成され、前記操作部の操作を前記第一係合部又は前記第二係合部へと伝達するトルク伝達部を備え、
   前記トルク伝達部は、所定以上のトルクが加えられた場合に、前記操作部と前記第一係合部又は第二係合部とを空転させるトルク管理機構を有し、
   前記第一係合部と第二係合部とがそれぞれ異なる接続部材に対して係合することで、複数の接続部材の締め付けに対応可能であることを特徴とする締め付け治具。

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