(57)【要約】【課題】反力受け部の滑りを防止して、ボルトを確実に締め付けることができる締め付け機構を提供する。【解決手段】反力受け部３０の延在面３１、介在部材４０の第１、第２の当接面４１，４２、および、ドライブシャフト７の外周面Ｓとの間に、μ１ｓｉｎθ１≧ｃｏｓθ１およびμ２ｓｉｎθ２≧ｃｏｓθ２を満たしている。【選択図】図２
2014151428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円弧状の外周面とこの外周面よりも径方向内方に配置される被締結部材とを有する構造体に対し、この構造体の上記被締結部材を、この構造体の上記外周面から反力を受けながら、締め付ける締め付け機構であって、
上記被締結部材を締め付けるためのトルクを発生するレンチ本体と、
上記レンチ本体に取り付けられると共に、上記被締結部材に係合し、上記レンチ本体から上記トルクを受けて上記被締結部材を締め付ける締め付け部と
上記レンチ本体に取り付けられると共に、上記被締結部材を締め付ける際に上記構造体の上記外周面から上記反力を受ける反力受け部と、
上記構造体の上記外周面と上記反力受け部との間に介在する介在部材と
を備え、
上記反力受け部は、上記構造体の上記外周面の中心軸に直交する断面において、上記外周面の中心軸を中心とする径方向と交差する延在面を有し、
上記介在部材は、上記反力受け部の上記延在面に当接する第１の当接面と、上記構造体の上記外周面に当接する第２の当接面とを有し、
上記構造体の上記外周面の中心軸に直交する断面において、
上記反力受け部が受ける上記反力の方向と、上記延在面および上記第１の当接面とが成す劣角を、θ１とし、
上記外周面の上記第２の当接面に接触する部分のうちの、上記外周面の中心軸を中心とする周方向において上記レンチ本体側の最端に位置する接触点における接線方向と、上記反力受け部が受ける上記反力の方向に平行な方向とが成す劣角を、θ２とし、
上記延在面と上記第１の当接面との摩擦係数を、μ１とし、
上記外周面と上記第２の当接面との摩擦係数を、μ２とし、
μ１ｓｉｎθ１≧ｃｏｓθ１
および
μ２ｓｉｎθ２≧ｃｏｓθ２
を満たすことを特徴とする締め付け機構。
【請求項２】
円弧状の外周面とこの外周面よりも径方向内方に配置される被締結部材とを有する構造体に対し、この構造体の上記被締結部材を、請求項１に記載の締め付け機構を用いて、締め付ける締め付け方法であって、
上記介在部材の上記第２の当接面を上記構造体の上記外周面に当接させ、上記締め付け部を上記構造体の上記被締結部材に係合させ、上記反力受け部の上記延在面を上記介在部材の上記第１の当接面に当接させる工程と、
上記レンチ本体によりトルクを発生させて、上記反力受け部により上記構造体の上記外周面から反力を受けながら、上記締め付け部により上記構造体の上記被締結部材を締め付ける工程と
を備えることを特徴とする締め付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、構造体の被締結部材を締め付ける締め付け機構および締め付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、締め付け機構としては、特開平８−９０４３７号公報（特許文献１）に記載されたものがある。図４に示すように、この締め付け機構１００は、ドライブシャフト７（構造体の一例）のボルトＢを、ドライブシャフト７の外周面Ｓから反力を受けながら、締め付けるものであり、レンチ本体１０１と、レンチ本体１０１に取り付けられた締め付け部１０２と、レンチ本体１０１に取り付けられた反力受け部１０３とを備えている。
【０００３】
上記レンチ本体１０１は、ボルトＢを締め付けるためのトルクを発生する。上記締め付け部１０２は、ボルトＢに係合し、レンチ本体１０１からトルクを受けてボルトＢを締め付ける。上記反力受け部１０３は、ボルトＢを締め付ける際に、ドライブシャフト７の外周面Ｓから反力を受ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−９０４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の締め付け機構１００を用いて、ドライブシャフト７のボルトＢを締め付ける際、反力受け部１０３をドライブシャフト７の外周面Ｓに当てて、ボルトＢにトルクを掛けていくと、反力受け部１０３がドライブシャフト７の外周面Ｓに対して滑る問題があった。
【０００６】
これにより、ボルトＢを締め付ける際に、反力受け部１０３をドライブシャフト７の外周面Ｓに対して固定できず、反力受け部１０３により、ドライブシャフト７の外周面Ｓからの反力を十分に受けることができなかった。したがって、ボルトＢを確実に締め付けることができなかった。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、反力受け部の滑りを防止して、ボルトを確実に締め付けることができる締め付け機構および締め付け方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明の締め付け機構は、
円弧状の外周面とこの外周面よりも径方向内方に配置される被締結部材とを有する構造体に対し、この構造体の上記被締結部材を、この構造体の上記外周面から反力を受けながら、締め付ける締め付け機構であって、
上記被締結部材を締め付けるためのトルクを発生するレンチ本体と、
上記レンチ本体に取り付けられると共に、上記被締結部材に係合し、上記レンチ本体から上記トルクを受けて上記被締結部材を締め付ける締め付け部と
上記レンチ本体に取り付けられると共に、上記被締結部材を締め付ける際に上記構造体の上記外周面から上記反力を受ける反力受け部と、
上記構造体の上記外周面と上記反力受け部との間に介在する介在部材と
を備え、
上記反力受け部は、上記構造体の上記外周面の中心軸に直交する断面において、上記外周面の中心軸を中心とする径方向と交差する延在面を有し、
上記介在部材は、上記反力受け部の上記延在面に当接する第１の当接面と、上記構造体の上記外周面に当接する第２の当接面とを有し、
上記構造体の上記外周面の中心軸に直交する断面において、
上記反力受け部が受ける上記反力の方向と、上記延在面および上記第１の当接面とが成す劣角を、θ１とし、
上記外周面の上記第２の当接面に接触する部分のうちの、上記外周面の中心軸を中心とする周方向において上記レンチ本体側の最端に位置する接触点における接線方向と、上記反力受け部が受ける上記反力の方向に平行な方向とが成す劣角を、θ２とし、
上記延在面と上記第１の当接面との摩擦係数を、μ１とし、
上記外周面と上記第２の当接面との摩擦係数を、μ２とし、
μ１ｓｉｎθ１≧ｃｏｓθ１
および
μ２ｓｉｎθ２≧ｃｏｓθ２
を満たすことを特徴としている。
【０００９】
この発明の締め付け機構によれば、上記反力受け部の上記延在面、上記介在部材の上記第１、上記第２の当接面、および、上記構造体の上記外周面との間に、μ１ｓｉｎθ１≧ｃｏｓθ１を満たしているので、反力受け部と介在部材とが互いに滑らない。また、μ２ｓｉｎθ２≧ｃｏｓθ２を満たしているので、介在部材と構造体の外周面とが、互いに、滑らない。
【００１０】
これにより、被締結部材を締め付ける際に、反力受け部を、介在部材を介して、構造体の外周面に確実に固定できて、反力受け部により、構造体の外周面からの反力を十分に受けることができる。したがって、被締結部材を確実に締め付けることができる。
【００１１】
また、一実施形態の締め付け方法では、
円弧状の外周面とこの外周面よりも径方向内方に配置される被締結部材とを有する構造体に対し、この構造体の上記被締結部材を、請求項１に記載の締め付け機構を用いて、締め付ける締め付け方法であって、
上記介在部材の上記第２の当接面を上記構造体の上記外周面に当接させ、上記締め付け部を上記構造体の上記被締結部材に係合させ、上記反力受け部の上記延在面を上記介在部材の上記第１の当接面に当接させる工程と、
上記レンチ本体によりトルクを発生させて、上記反力受け部により上記構造体の上記外周面から反力を受けながら、上記締め付け部により上記構造体の上記被締結部材を締め付ける工程と
を備えることを特徴としている。
【００１２】
この実施形態の締め付け方法によれば、上記締め付け機構を用いて上記被締結部材を締め付けるので、被締結部材を締め付ける際に、反力受け部を、介在部材を介して、構造体の外周面に確実に固定できて、反力受け部により、構造体の外周面からの反力を十分に受けることができる。したがって、被締結部材を確実に締め付けることができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の締め付け機構によれば、反力受け部の延在面、介在部材の第１、第２の当接面および構造体の外周面との間に、μ１ｓｉｎθ１≧ｃｏｓθ１およびμ２ｓｉｎθ２≧ｃｏｓθ２を満たしているので、反力受け部の滑りを防止して、被締結部材を確実に締め付けることができる。
【００１４】
この発明の締め付け方法によれば、上記締め付け機構を用いて上記被締結部材を締め付けるので、反力受け部の滑りを防止して、被締結部材を確実に締め付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態の締め付け機構を示す平面図である。
【図２】締め付け機構の断面図である。
【図３】ドライブシャフトの斜視図である。
【図４】従来の締め付け機構を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１７】
図１は、この発明の一実施形態の締め付け機構を示す平面図である。図１に示すように、この締め付け機構１は、ドライブシャフト７のボルトＢを、ドライブシャフト７の外周面Ｓから反力を受けながら、締め付けるものである。ドライブシャフト７は、構造体の一例であり、ボルトＢは、被締結部材の一例である。ドライブシャフト７の外周面Ｓは、円弧状である。ボルトＢは、外周面Ｓよりも、外周面Ｓの中心軸ＳＣを中心とする径方向の内方に配置される。ボルトＢの中心軸ＢＣは、外周面Ｓの中心軸ＳＣに対して平行である。
【００１８】
上記締め付け機構１は、レンチ本体１０と、レンチ本体１０に取り付けられた締め付け部２０と、レンチ本体１０に取り付けられた反力受け部３０と、ドライブシャフト７の外周面Ｓと反力受け部３０との間に介在する介在部材４０とを備える。
【００１９】
上記レンチ本体１０は、ボルトＢを締め付けるためのトルクを発生する。上記締め付け部２０は、ボルトＢに係合し、レンチ本体１０からトルクを受けてボルトＢを締め付ける。上記反力受け部３０は、ボルトＢを締め付ける際に、ドライブシャフト７の外周面Ｓから反力を受ける。上記介在部材４０は、ドライブシャフト７の外周面Ｓからの反力を、反力受け部３０に伝える。
【００２０】
上記レンチ本体１０は、ケーシング１１と、このケーシング１１に取り付けられる円弧状のアーム１２と、このアーム１２をケーシング１１から矢印方向に伸縮させる駆動部１３とを有する。駆動部１３は、例えば、油圧シリンダや、油圧モータや、ギヤモータである。駆動部１３は、アーム１２を、ボルトＢの中心軸ＢＣを中心とした円弧に沿って動かす。
【００２１】
上記締め付け部２０は、上記レンチ本体１０のケーシング１１に固定される取付板２１と、この取付板２１に取り付けられるラチェットリング２２とを有する。このラチェットリング２２には、ボルトＢが嵌合される。ラチェットリング２２は、アーム１２が相対的に伸びる方向に締め付け部２０を移動したとき、ボルトＢとともに回動する一方、アーム１２が相対的に縮む方向に締め付け部２０を移動したとき、ボルトＢを回動させない。
【００２２】
上記反力受け部３０は、上記アーム１２の先端に取り付けられ、アーム１２とともに移動する。反力受け部３０は、外周面Ｓの中心軸ＳＣの方向からみて、二等辺三角形に形成されている。この二等辺三角形の底辺が、アーム１２の先端に当接している。
【００２３】
上記介在部材４０は、上記反力受け部３０および上記ドライブシャフト７の上記外周面Ｓに、機械的に固定されていない。介在部材４０は、外周面Ｓの中心軸ＳＣの方向からみて、くさび状に形成されている。
【００２４】
図２に示すように、上記ドライブシャフト７の外周面Ｓの中心軸ＳＣに直交する断面において、上記反力受け部３０は、外周面Ｓの中心軸ＳＣを中心とする径方向と交差する延在面３１を有する。この延在面３１は、二等辺三角形の２つの等辺のうちの外周面Ｓ側の等辺に相当する。なお、この２つの等辺の交点は、アーム１２の中心を通るアーム１２の円弧状の軌跡Ｃに重なる。
【００２５】
上記介在部材４０は、上記延在面３１に当接する第１の当接面４１と、上記外周面Ｓに当接する第２の当接面４２とを有する。第１の当接面４１と第２の当接面４２との間の角度は、鋭角である。
【００２６】
ここで、上記反力受け部３０が受ける反力の方向を、Ｌ１とする。この反力の方向Ｌ１は、上記アーム１２の軌跡Ｃの接線方向に一致する。この反力の方向Ｌ１と、上記延在面３１および上記第１の当接面４１とが成す劣角を、θ１とする。
【００２７】
上記外周面Ｓの第２の当接面４２に接触する部分のうちの、外周面Ｓの中心軸ＳＣを中心とする周方向においてレンチ本体１０側の最端に位置する接触点Ｐにおける接線方向を、Ｌ２とする。上記反力受け部３０が受ける反力の方向に平行な方向を、Ｌ３とする。この接線方向Ｌ２と、この反力の方向に平行な方向Ｌ３とが成す劣角を、θ２とする。
【００２８】
上記延在面３１と上記第１の当接面４１との摩擦係数を、μ１とする。上記外周面Ｓと上記第２の当接面４２との摩擦係数を、μ２とする。
【００２９】
そして、上記反力受け部３０の上記延在面３１、上記介在部材４０の上記第１、上記第２の当接面４１，４２、および、上記ドライブシャフト７の上記外周面Ｓとの間に、
μ１ｓｉｎθ１≧ｃｏｓθ１・・・式（１）
および
μ２ｓｉｎθ２≧ｃｏｓθ２・・・式（２）
を満たす。
【００３０】
上記式（１）について説明する。反力受け部３０が介在部材４０に与える力（つまり、反力受け部３０が受ける反力の反作用）をＦとすると、反力受け部３０と介在部材４０とが互いに滑らないためには、μ１Ｆ１≧Ｆ２となる。これに、Ｆ１＝Ｆｓｉｎθ１、Ｆ２＝Ｆｃｏｓθ１を代入すると、μ１Ｆｓｉｎθ１≧Ｆｃｏｓθ１となって、μ１ｓｉｎθ１≧ｃｏｓθ１が導き出せる。
【００３１】
上記式（２）について説明する。介在部材４０がドライブシャフト７の外周面Ｓに与える力をＦとすると、介在部材４０と外周面Ｓとが互いに滑らないためには、μ２Ｆ３≧Ｆ４となる。これに、Ｆ３＝Ｆｓｉｎθ２、Ｆ４＝Ｆｃｏｓθ２を代入すると、μ２Ｆｓｉｎθ２≧Ｆｃｏｓθ２となって、μ２ｓｉｎθ２≧ｃｏｓθ２が導き出せる。
【００３２】
次に、上記締め付け機構１を用いて、上記ドライブシャフト７の上記ボルトＢを締め付ける方法を説明する。
【００３３】
まず、図１と図２に示すように、上記介在部材４０の第２の当接面４２を上記ドライブシャフト７の外周面Ｓに当接させ、上記締め付け部２０をドライブシャフト７のボルトＢに係合させ、上記反力受け部３０の延在面３１を介在部材４０の第１の当接面４１に当接させる。
【００３４】
その後、上記レンチ本体１０によりトルクを発生させて、上記反力受け部３０によりドライブシャフト７の外周面Ｓから反力を受けながら、上記締め付け部２０によりドライブシャフト７のボルトＢを締め付ける。
【００３５】
なお、上記ボルトＢを緩める場合、上記締め付け機構１を左右反転させた状態で、レンチ本体１０によりトルクを発生させて、反力受け部３０によりドライブシャフト７の外周面Ｓから反力を受けながら、締め付け部２０によりドライブシャフト７のボルトＢを緩める。
【００３６】
次に、上記締め付け機構１によって締め付けられるボルトＢの位置を説明する。図３に示すように、ドライブシャフト７は、ユニバーサルジョイント７１，７２と、フランジ７３，７４とを有する。ユニバーサルジョイント７１，７２には、外周面Ｓに沿って、複数のボルトＢが設けられている。フランジ７３，７４には、外周面Ｓに沿って、複数のボルトＢが設けられている。そして、上記締め付け機構１によって、これら何れのボルトＢを締め付けることができる。
【００３７】
上記締め付け機構１によれば、上記反力受け部３０の上記延在面３１、上記介在部材４０の上記第１、上記第２の当接面４１，４２、および、上記ドライブシャフト７の上記外周面Ｓとの間に、μ１ｓｉｎθ１≧ｃｏｓθ１・・・式（１）を満たしているので、反力受け部３０と介在部材４０とが互いに滑らない。また、μ２ｓｉｎθ２≧ｃｏｓθ２・・・式（２）を満たしているので、介在部材４０とドライブシャフト７の外周面Ｓとが、互いに、滑らない。
【００３８】
ここで、具体的なデータについて説明する。反力受け部３０、介在部材４０およびドライブシャフト７の材質を鉄とすると、μ１＝μ２＝０．５２となる。このとき、θ１＝６３°、θ２＝６３°とすると、μ１ｓｉｎθ１＝０．４６３３２、ｃｏｓθ１＝０．４５３９９となり、式（１）を満たす。また、μ２ｓｉｎθ２＝０．４６３３２、ｃｏｓθ２＝０．４５３９９となり、式（２）を満たす。このとき、介在部材４０は、反力受け部３０とドライブシャフト７の外周面Ｓとの間で滑ることがなく、介在部材４０を固定する別途の固定を必要としない。
【００３９】
これにより、ボルトＢを締め付ける際に、反力受け部３０を、介在部材４０を介して、ドライブシャフト７の外周面Ｓに確実に固定できて、反力受け部３０により、ドライブシャフト７の外周面Ｓからの反力を十分に受けることができる。したがって、ボルトＢを確実に締め付けることができる。
【００４０】
上記締め付け方法によれば、上記締め付け機構１を用いて上記ボルトＢを締め付けるので、ボルトＢを締め付ける際に、反力受け部３０を、介在部材４０を介して、ドライブシャフト７の外周面Ｓに確実に固定できて、反力受け部３０により、ドライブシャフト７の外周面Ｓからの反力を十分に受けることができる。したがって、ボルトＢを確実に締め付けることができる。
【００４１】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。
【００４２】
上記実施形態では、反力受け部の形状を、三角形としたが、延在面を有していればどのような形状であってもよい。介在部材の形状を、くさび状としたが、第１、第２の当接面を有していればどのような形状であってもよい。
【００４３】
上記実施形態では、被締結部材を、ボルトとしたが、ナットや、雄ねじや、雌ねじ等であってもよい。
【００４４】
上記実施形態では、構造体を、ドライブシャフトとしたが、配管のフランジ部分や、機械装置等であってもよい。
【００４５】
上記実施形態では、反力受け部を、レンチ本体のアームの先端に取り付け、締め付け部を、レンチ本体のケーシングに取り付けたが、反力受け部を、レンチ本体のケーシングに取り付け、締め付け部を、レンチ本体のアームの先端に取り付けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１  締め付け機構
７  ドライブシャフト（構造体）
１０  レンチ本体
１１  ケーシング
１２  アーム
１３  駆動部
２０  締め付け部
２１  取付板
２２  ラチェットリング
３０  反力受け部
３１  延在面
４０  介在部材
４１  第１の当接面
４２  第２の当接面
Ｂ  ボルト（被締結部材）
ＢＣ  中心軸
Ｓ  外周面
ＳＣ  中心軸
Ｌ１  反力の方向
Ｌ２  接線方向
Ｌ３  反力の方向に平行な方向
Ｐ  接触点
【図１】
2014151428.tif 000003
【図２】
2014151428.tif 000004
【図３】
2014151428.tif 000005
【図４】
2014151428.tif 000006