(57)【要約】      （修正有）【課題】作業者の勘に頼っていたステアリングステムの軸受け部に対する締め付け作業を、熟練度に関係なく容易かつ確実にできるようにする。【解決手段】ステアリングステム５に取付ける軸受け部のロックナット７を、締め付け調整装置１により締結する。締め付け調整装置１は相対回転するグリップ１０と締め付け軸１５を備え、かつ手締め機構部１１と戻し機構部１２を有する。グリップ１０のグリップ１０を握って回動させると、手締めによりロックナット７を低トルク域で締結できる。手締め終了後、グリップ１０を下方へ押し下げると戻し機構部１２が作動状態となり、グリップ１０を逆回転すると、ロックナットの締結を所定角度だけ戻す。【選択図】図２
2008173718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持筒内へベアリングを介して回動軸を回動自在に支持させるとともに、ロックナットの締め付けによりベアリングの締め付けを調整するための装置であって、
ロックナットを締め付けるための締め付け軸と、この締め付け軸の周囲へ回動自在に設けられる筒状のグリップと、このグリップと締め付け軸の間に介在してグリップから伝達されるトルクが所定より大きいとき、締め付け軸へのトルク伝達を阻止するトルクリミッタを備えたものにおいて、
前記トルクリミッタは、締め付け軸の軸直交平面内を回動する保持輪と、この保持輪へ回転自在に支持された複数のボールと、前記保持輪に対面する平面からなり前記ボールの一部が入り込むボール穴が設けられた軌道面と、前記ボールを前記締め付け軸の軸方向と平行に前記軌道面側へ所定のバネ荷重で押しつけるリミッタスプリングとを備え、
前記保持輪を前記グリップと一体回動可能に連結し、前記軌道面を前記締め付け軸側に設け、
前記グリップを所定の手締めトルク以下で回動させると、前記ボールが前記リミッタスプリングにより前記ボール穴内へ押しつけられて前記締め付け軸側へトルク伝達し、
前記グリップを所定の手締めトルクを超えて回動させると、前記ボールが前記リミッタスプリングに抗して前記ボール穴から脱出して前記軌道面上を転動することによりトルク伝達が遮断されることを特徴とするベアリングの締め付け調整装置。
【請求項２】
前記リミッタスプリングと前記ボールの間にスラストベアリングを介在させたことを特徴とする請求項１に記載したベアリングの締め付け調整装置。
【請求項３】
手締め後に前記グリップを締め付け方向と逆方向へ回動させて戻すとき、所定角度だけ戻し方向への回動を許容する戻し機構により回動規制することを特徴とする請求項１に記載したベアリングの締め付け調整装置。
【請求項４】
前記保持輪と前記軌道部は前記グリップを戻し方向へ回動するときだけ係合して前記締め付け軸を前記グリップと一体に戻し方向へ回動させる係合手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載したベアリングの締め付け調整装置。
整装置。
【請求項５】
前記回動軸がハンドル軸となるステアリングステムであり、前記支持筒が自動２輪車のヘッドパイプであることを特徴とする請求項１に記載したベアリングの締め付け調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動２輪車用ステアリングステムのベアリング締め付け調整等に用いるベアリングの締め付け調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動２輪車のステアリングステムは、車体フレームの前端に設けられたヘッドパイプに嵌合され、ベアリングで軸受けされるとともに、このベアリングの締め付けを、ステアリングステムの周囲へロックナットを締結することにより行うようになっている。
このようなベアリングの締め付けは、ハンドルの軽快な操作を可能にしなければならないため、可能な限り低トルクで締め付けるようになっており、このための締め付け調整装置として、トルクリミッタを内蔵する締め付け具を用いることは公知であり、皿バネ状のリミッタスプリングを用いるもの（特許文献１参照）、ボールとコイルスプリングでトルクリミッタを構成するもの（同２参照）等がある。
【特許文献１】特開平０６−２３８５７４号公報
【特許文献２】特開２００２−１８７０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１のトルクリミッタ構造は、皿バネでトルクリミッタを構成するため、バネのセット荷重が大きくなり、微少トルクでの締め付けや調整が困難である。
上記特許文献２のトルクリミッタ構造は、締め付け軸に対して放射状に３方向へ設けられたコイルスプリングとボールの組み合わせからなるものであり、トルク伝達時は締め付け軸側へボールが押しつけられてボールと締め付け軸間のフリクションが大きくなっている。
このため、手動の締め付け時に低トルクに設定することがやはり困難であり、通常要求されている１０Ｎ・ｍ＋５％〜−１７％の範囲での締め付けには個人差が大きくなってしまう。
しかも放射状に少なくとも３方向へバネを設けるから、それぞれのバネ圧調整等に手間が掛かり、均一なバネ圧にすることが難しくなる。
また、締め付け過ぎを防ぐため、手動で所定トルク一杯まで締め付け後、所定角度（例えば４５°）逆方向へ手動回動させて若干弛める戻し作業が行われているが、この戻し作業も作業者によりバラツキが生じる。そのうえ所定の品質範囲まで作業者を習熟させるには、数週間以上の習熟期間を要する。
そこで本願は、可能な限り低トルクで手動により締め付けることができ、かつ確実に一定の戻し量を実現でき、しかも習熟期間を必要としないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため本願におけるベアリングの締め付け調整装置に係る請求項１の発明は、支持筒内へベアリングを介して回動軸を回動自在に支持させるとともに、ロックナットの締め付けによりベアリングの締め付けを調整するための装置であって、
ロックナットを締め付けるための締め付け軸と、この締め付け軸の周囲へ回動自在に設けられる筒状のグリップと、このグリップと締め付け軸の間に介在してグリップから伝達されるトルクが所定より大きいとき、締め付け軸へのトルク伝達を阻止するトルクリミッタを備えたものにおいて、
前記トルクリミッタは、締め付け軸の軸直交平面内を回動する保持輪と、この保持輪へ回転自在に支持された複数のボールと、前記保持輪に対面する平面からなり前記ボールの一部が入り込むボール穴が設けられた軌道面と、前記ボールを前記締め付け軸の軸方向と平行に前記軌道面側へ所定のバネ荷重で押しつけるリミッタスプリングを備え、
前記保持輪を前記グリップと一体回動可能に連結し、前記軌道面を前記締め付け軸側に設け、
前記グリップを所定の手締めトルク以下で回動させると、前記ボールが前記リミッタスプリングにより前記ボール穴内へ押しつけられて前記締め付け軸側へトルク伝達し、
前記グリップを所定の手締めトルクを超えて回動させると、前記ボールが前記リミッタスプリングに抗して前記ボール穴から脱出して前記軌道面上を転動することによりトルク伝達が遮断されることを特徴とする。
【０００５】
請求項２の発明は上記請求項１において、前記リミッタスプリングと前記ボールの間にスラストベアリングを介在させたことを特徴とする。
【０００６】
請求項３の発明は上記請求項１において、手締め後に前記グリップを締め付け方向と逆方向へ回動させて戻すとき、所定角度だけ戻し方向への回動を許容する戻し機構により回動規制することを特徴とする。
【０００７】
請求項４の発明は上記請求項３において、前記保持輪と前記軌道部は前記グリップを戻し方向へ回動するときだけ係合して前記締め付け軸を前記グリップと一体に戻し方向へ回動させる係合手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項５の発明は上記請求項１において、前記回動軸がハンドル軸となるステアリングステムであり、前記支持筒が自動２輪車のヘッドパイプであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、トルクリミッタを構成するボールが保持輪へ回転自在に支持され、保持輪は締め付け軸の軸直交平面内を回動し、ボールが押しつけられる軌道面は保持輪に対面して平行になっているので、手締めトルクが所定よりも大きくなると、ボールはボール穴から出て軌道面を転動する。このときボールは軌道面上を転がるので、軌道面との接触は転がり抵抗となり、フリクションが著しく低下する。
このためボールが軌道面を転動するときは、リミッタスプリングに押しつけられた状態にもかかわらず、確実にトルク伝達を遮断できるようになる。逆にリミッタスプリングのセット荷重が小さくても、セット荷重を境にして正確にトルク伝達と遮断を切り換えることができるようになるので、グリップによる手締めトルクを低トルクに設定でき、その結果、可及的に低トルクでの締め付けが可能になった。
【００１０】
また、リミッタスプリングが締め付け軸の軸線方向からボールを押しつけるので、リミッタスプリングを単独で設けることができ、セット荷重の調整が容易になり、トルクリミッタの構造を簡単にできる。しかも、トルクリミッタにより一定の手締めトルクで締結できるようになるので、作業者によるバラツキが生じず、品質を安定させることができ、そのうえ熟練を要さずに作業できるようになる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、リミッタスプリングとボールの間にスラストベアリングを介在させたので、ボールは直接リミッタスプリングと接触せず、スラストベアリングと転がり抵抗で接触し、そのうえスラストベアリング自体もボールとの接触部が低摩擦で回動できるので、ボールの転動時における摩擦がさらに軽減される。
【００１２】
請求項３の発明によれば、手締め後にグリップを締め付け方向と逆方向へ回動させて戻すとき、所定角度だけ戻し方向への回動を許容する戻し機構により回動規制するので、正確な戻し角度を実現でき、かつ習熟を要さずに作業できるようになり、作業者によるバラツキが生じず、品質を安定させることができるとともに、未熟練者でも容易に作業できるようになる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、グリップを戻し方向へ回動するときだけ保持輪と軌道部が係合して締め付け軸をグリップと一体に回動させる係合手段を備えたので、グリップを戻し方向へ回動することにより、締め付け軸も一緒に戻し方向へ回動させて締結部を若干弛めることができ、締めすぎを回避するとともに締め付け軸を確実に戻すことができる。
【００１４】
請求項５の発明によれば、自動２輪車におけるステアリングステムとステム支持パイプ間のベアリングを締め付けに用いるので、自動２輪車のハンドリングを軽快に保つよう品質を一定にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて自動２輪車のステアリングステム締め付け調整用に構成された一実施例を説明する。
図１は使用状態を示す図であり、締め付け調整装置１は手で握って、正転（締め付け方向、Ａ矢示方向）又は逆転（戻し方向、Ｂ矢示方向）へ回転させることができ、自動２輪車の車体フレーム前端部に設けられた支持筒であるヘッドパイプ２へステアリングステム（後述）を軸受け支持させる際、ベアリングを所定のトルクで手締めにより締め付け調整を行うものである。締め付け調整装置１にはエアーツール３が接続され、手締め前の大まかな締結をエアーツール３で行うようになっている。
【００１６】
ステアリングステムは、フロントフォーク４をヘッドパイプ２へ回転自在に軸受けされ、ハンドル（図示せず）により回動自在になっている。快適なハンドル操作を実現するには、軸受けが適切なトルクで締め付けられていることが必要であり、トルクが大きすぎると、ハンドルが重くなってしまう。したがって、ステアリングステムの軸受け部の締結はトルク管理が極めて重要である。
【００１７】
図２は締め付け調整装置１の一部透視した斜視図である。ステアリングステム５は先端部にネジ６が切られ、ここにロックナット７で軸受けのトップレース８を締め付ける。この締結及び締め付け調整を締め付け調整装置１で行う。
【００１８】
締め付け調整装置１の外周部は円筒形のグリップ１０を備える。締め付け調整装置１の下部側には手締め機構部１１を備え、上部側には一度締め付け後、所定トルクまで戻すための戻し機構部１２が設けられている。
戻し機構部１２のアウターリング１３は一体に突出する突部１３ａで連結アーム１４を介してエアーツール３の下部に設けられている突部３ａと連結され、戻し機構部１２の上部がエアツール３に対して回り止めされている。
【００１９】
グリップ１０の内側には締め付け軸１５が設けられ、締め付け軸１５の上端部はアウターリング１３を貫通するジョイント部１５ａをなし、ここにエアツール３の出力軸３ｂが嵌合するようになっている。締め付け軸１５の下端部に設けられたフランジ１５ｂにソケット１６が一体化されている。ソケット１６には多角形の凹部が設けられ、ここにロックナット７が嵌合される。
【００２０】
締め付け軸１５とグリップ１０の間には、トルク伝達系における一種のクラッチであるトルクリミッタ１７が設けられ、グリップ１０から加えられる手締めトルクがリミッタスプリング１８の設定バネ荷重以下のときクラッチオン状態となって、手締めトルクをソケット１６へ伝達し、設定バネ荷重より大きくなるとクラッチオフ状態となって、手締めトルクの伝達を遮断する。リミッタスプリング１８はバネ荷重をトルクに置換する。
【００２１】
トルクリミッタ１７は、リミッタスプリング１８、スラストベアリング１９、ボール２０、保持輪２１及び軌道部２２からなり、軌道部２２はフランジ１５ｂ及びソケット１６と結合一体化されている。軌道部２２の表面は軌道面２２ａをなし、ここに鋼球等からなるボール２０が嵌合するボール穴２３が周方向へ等間隔で各複数個形成されている。
【００２２】
締め付け軸１５の上部とアウターリング１３の間には回動規制リング２５が回動自在に設けられ、その下部はアウターリング１３の下端部よりも長く下方へ延び、アウターリング１３下端とグリップ１０上端との間隙２６内へ露出し、この露出部下半部にはセレーション２７が形成され、締め付け軸１５に対して上下動自在に設けられているグリップ１０が下方移動したとき上端に設けられている戻し爪２８が係合するようになっている。
【００２３】
図３は、締め付け調整装置１の回転軸方向に沿った断面を示す。締め付け軸１５の上部外周面と回動規制リング２５内周面との間にはニードルベアリング３０が設けられ、回動規制リング２５は締め付け軸１５の上部外周を回動自在になっている。回動規制リング２５はメタルベアリング３１を介してグリップ１０の内周に対しても回動自在である。
【００２４】
回動規制リング２５とグリップ１０は外側部から差し込まれたストッパボルト３２により連結され、このストッパボルト３２の先端が回動規制リング２５の側面へ周方向に長く形成された長溝３３内へ入ることにより、長溝３３の長さ分だけ回動規制リング２５の回動を可能にしている。
回動規制リング２５の上端面の一部に上方へ突出するピン３４が設けられ、このピン３４と連結アーム１４の基部との間にリターンスプリング３５が設けられている。リターンスプリング３５は回動規制リング２５を所定の元位置へ回動付勢している。
【００２５】
リミッタスプリング１８は、締め付け軸１５の周囲へ設けられる低反力コイルスプリングからなり、所定の手締めトルクに相当するバネ荷重を発生する。その上端部はリテーナ３６に当接する。リテーナ３６は締め付け軸１５の中間部外周に形成されたネジ部３７へ締結されるロックナット３８、３９で固定される。ロックナット３８、３９はダブルナットを構成し、その締結位置を上下へ移動させることにより、リミッタスプリング１８のバネ荷重を大小に調節できる。
【００２６】
リミッタスプリング１８の下端はスラストベアリング１９に当接し、このスラストベアリング１９を介して所定のバネ荷重でボール２０を、締め付け軸１５の軸線方向と平行な方向から軌道面２２ａへ押しつけている。締め付け軸１５の下端はフランジ１５ｂをなし、軌道部２２をこの上に乗せて、ソケット１６と共に一体化している。スラストベアリング１９はボール２０の移動をスムーズにしてフリクションを軽減し、低トルクの締結を可能にする。
【００２７】
ボール２０は保持輪２１に嵌合支持される。保持輪２１は締め付け軸１５の周囲に遊嵌され、その軸線Ｌに対する軸直交平面内を回動する。保持輪２１の外周部はグリップ１０の下部に設けられた太径部４０と係合し、グリップ１０と一体に回動する。グリップ１０をリミッタスプリング１８の設定バネ荷重以下の手締めトルクで回動すると、保持輪２１が一緒に回動するが、ボール２０はリミッタスプリング１８に押されてボール穴２３へ嵌合したままのため、軌道部２２を保持輪２１と一体に回動させる。軌道部２２はソケット１６と一体であるから、結局グリップ１０の手締めトルクがソケット１６へ加えられ、手締めで締結作業を行うことができる。
【００２８】
軌道部２２は締め付け軸１５の周囲に嵌合されて保持輪２１に対面して平行な平面からなる軌道面２２ａを備え、この軌道面２２ａにボール穴２３が設けられるとともにボール２０の転動面をなす。手締めトルクが設定バネ荷重より大きくなると、ボール２０がリミッタスプリング１８に打ち勝ってボール穴２３から出て軌道面２２ａ上を転動するためトルク伝達が行われなくなる。
【００２９】
図４は、戻し機構部１２の長溝３３に沿う断面図である。回動規制リング２５には外方へ開放された長溝３３が周方向へ所定の回動角度θに相当する円弧長で形成され、本実施例ではθ＝４５°である。長溝３３の両端に形成される段部のうち、一端側は元位置ストッパ部４１をなし、他端は戻し位置ストッパ部４２をなす。長溝３３は回動規制リング２５の周方向へ１２０°間隔で３ヶ所設けられ、ストッパボルト３２はアウターリング１３の周方向へ１２０°間隔で３ヶ設けられる。
【００３０】
この長溝３３内にストッパボルト３２の先端部４３が差し込まれている。回動規制リング２５はリターンスプリング３５により時計回り方向へ回動付勢されているため、通常時（非戻し時）では、元位置ストッパ部４１がストッパボルト３２の先端部４３へ当接する元位置になっている。戻し時には回動規制リング２５がリターンスプリング３５に抗してこれを圧縮しつつ反時計回り方向へ４５°回動すると、戻し位置ストッパ部４２がストッパボルト３２の先端部４３へ当接して停止し、戻し角度が正確に４５°となる。
【００３１】
長溝３３の下方には戻し爪２８が設けられる。図中の拡大部に示すように、戻し爪２８はアーム部４４の一端に設けられ、アーム部４４の他端は軸４５でグリップ１０の上端面へ回動自在に取付けられ、スプリング４６により戻し爪２８がセレーション２７へ係合する方向へ回動付勢されている。セレーション２７は鋸歯状をなし、戻し爪２８とセレーション２７はラチェット機構をなす。グリップ１０が戻し方向（Ｂ矢示方向、逆転方向）へ回動するとき、戻し爪２８と係合して回動規制リング２５がグリップ１０と結合したままの状態となり、回動規制リング２５をグリップ１０と一体に回動させる。逆に、グリップ１０を非戻し方向（Ａ矢示方向、正転方向）へ回動させると、戻し爪２８がセレーション２７の上を滑って非係合となり、回動規制リング２５とグリップ１０が非結合の状態となり、回動規制リング２５を回動させずにグリップ１０のみ回動する。
【００３２】
図５は、回動中心軸方向に沿って切断した戻し機構部１２の部分断面図であり、通常時（非戻し時）状態を左側のＡ、戻し時状態を右側のＢに合わせて示す。
グリップ１０は上下動自在であり、通常時は後述するリフトスプリングにより上方へ付勢され、戻し爪２８はセレーション２７から外れてその上方に位置する。
戻し時にはＢに示すように、グリップ１０を下方へ押し下げると、戻し爪２８がセレーション２７に係合し、回動規制リング２５を戻し方向へ連行可能になる。
【００３３】
図６は手締め機構部１１部分に関する図２と異なる切り口にて示す拡大断面図（図７の６−６線相当断面）である。グリップ１０の太径部４０内側には中心方向へ張り出す縦リブ状の厚肉部５０が形成され、この厚肉部５０が保持輪２１の外周部に形成された切り欠き部５１へ嵌合することにより、グリップ１０と保持輪２１が一体回動するように結合している。また太径部４０の内側で厚肉部５０から外れた位置にはガイドピン５２が上下方向に配置され、その周囲にリフトスプリング５３が設けられている。
【００３４】
ガイドピン５２は頭部５４を下にして、保持輪２１の下方より外周部に設けられた穴５５を貫通して差し込まれ上端のネジ部５２ａが太径部４０の段部４０ａに締結される。ガイドピン５２は穴５５に遊嵌され、グリップ１０と一緒に上下動し、頭部５４がストッパをなす。
符号５７はソケット１６、フランジ１５ｂ及び軌道部２２を一体化するストッパボルトである。５８はこれら３部材の位置決めピンである。
【００３５】
図７は手締め機構部１１部分をソケット１６側から示す図である。厚肉部５０及びこれに対応する切り欠き部５１は９０°間隔で４ヶ所に設けられる。ガイドピン５２は隣り合う厚肉部５０間に一つづつ、やはり４ヶ所に設けられ、ストッパボルト５８も同様に４ヶ所に設けられる。ピン５８は１８０°間隔で２ヶ所に設けられる。
【００３６】
図８は手締め機構部１１の一部を破断して示す側面図である。ボール２０は保持輪２１に設けられた穴５６に嵌合して穴５６内で転動自在に保持される。ボール穴２３はボール２０の下部側一部が嵌合する程度の比較的浅い略すり鉢状の穴であり、穴の斜面も緩斜面になっているため、ボール２０が上から押さえつけられない状態で保持輪２１に回動方向へ押されると、ボール２０が穴の斜面に沿って外周方向へ移動させられるととともに、次第に上方へ移動し、やがて軌道部２２の軌道面２２ａ上へ乗り上げることができるようになっている。
したがって、保持輪２１がリミッタスプリング１８の設定バネ荷重より大きな手締めトルクで回動されると、ボール２０がボール穴２３から脱出して軌道面２２ａの上を転動し、隣のボール穴２３へ嵌合し、以後この動きを反復する。
【００３７】
スラストベアリング１９は上レース１９ａ、複数のボール１９ｂ、このボール１９ｂを保持する保持輪１９ｃ及び下レース１９ｄからなり、リミッタスプリング１８の押しつけに抗してボール２０と保持輪２１が回動するとき、ボール２０が球面接触する下レース１９ｄが回動自在のため、フリクションが低減される。またボール２０自体も穴５６内で自転することにより、フリクションをさらに軽減できる。
【００３８】
図９はボール２０の動きを説明する模式図であり、Ａにトルク伝達時、Ｂにトルク伝達遮断時をそれぞれ示す。まずＡにおいて、手締め時に保持輪２１が所定トルク以下で回動するときは、ボール２０がスラストベアリング１９により軌道部２２のボール穴２３内へ押しつけられ、ここから脱出できないので、保持輪２１はボール２０を介して軌道部２２と結合され、軌道部２２を所定のトルク以下で回動させて一体のソケットにより締め付け作業を行うことができる。
【００３９】
Ｂに示すように、保持輪２１を所定より大きなトルクで回動させると、保持輪２１はリミッタスプリング１８に抗してボール２０をボール穴２３の斜面に沿って上方へ移動させ、やがてボール穴２３から脱出させて軌道面２２ａ上を転動させる。この転動により保持輪２１は空転状態となり、回動トルクを軌道部２２へ伝達しない。その結果、所定のトルク以下で締め付け作業を行うことができ、強く締め過ぎることを防止できる。
【００４０】
図１０は保持輪２１を斜め下方から示す斜視図である。保持輪２１の中心部には締め付け軸を通す中央穴６０が設けられ、その周囲の内周部に所定間隔、例えば４５°間隔で穴５６が複数設けられる。外周部には外方へ開放された切り欠き部５１が９０°間隔で設けられる。切り欠き部５１が設けられた外周部と穴５６が設けられた内周部の境界部には係合突起６１が周方向へ所定間隔で設けられる。この係合突起６１の位置は、係合凹部２４（図１１）に対応するように設けられる。
【００４１】
図１１は軌道部２２を斜め上方から示す斜視図である。軌道部２２の中心部には締め付け軸を通す中央穴６２が設けられ、その周囲の内周部である軌道面２２ａに所定間隔、例えば４５°間隔でボール穴２３が複数設けられる。ボール穴２３の数及び間隔は保持輪の穴５６（図１０）と一致している。軌道面２２ａの外側となる外周部には係合凹部２４が係合突起６１（図１０）に対応して設けられる。係合凹部２４は正転側（Ａ矢示方向）が狭くかつ浅くなり、逆転側（Ｂ矢示方向）が広くかつ深くなるように形成される。
【００４２】
図１２は係合凹部２４と係合突起６１の関係を示す部分断面図である。係合突起６１は正転側（Ａ矢示方向）が緩斜面６３、逆転側（Ｂ矢示方向）が急斜面６４をなし、軌道部２２の係合凹部２４内へ入り込んでいる。係合凹部２４には正転側（Ａ矢示方向）の前壁６５及び逆転側（Ｂ矢示方向）の後壁６６を備え、手締め時に所定より大きなトルクで保持輪２１を正転側（Ａ矢示方向）へ回動させると、ボール２０が軌道部２２の上にあって、スラストベアリング１９を押し上げて軌道部２２との間隔を広げているため（図９のＢ参照）、係合突起６１は緩斜面６３が前壁６５の上に乗り上げて仮想線のように上方へ移動して係合凹部２４から脱出した状態となり、保持輪２１を軌道部２２と非係合にして自由に空転させる。
【００４３】
一方、戻し時に保持輪２１を戻し方向（逆転側、Ｂ矢示方向）へ回動させると、急斜面６４が係合凹部２４の後壁６６に当接し、保持輪２１と軌道部２２が係合一体化した状態となり、保持輪２１が軌道部２２を連行して一体に戻り方向へ回動する。このとき、保持輪２１に加えられるトルクは戻し側のため所定トルク以下の比較的小さなものであり、ボール２０はボール穴２３内にあって、スラストベアリング１９と軌道部２２の間隔も狭いため（図９のＡ参照）、保持輪２１は上方へ移動できず、係合突起６１は係合凹部２４から脱出できないようになっている。
【００４４】
図１３はステアリングステム５の一例を示す軸方向断面図である。ステアリングステム５はヘッドパイプ２の上下２ケ所で軸受け支持される。上端部はリテーナ７０にボール７１を介してトップレース８が重ねられ、ロックナット７にて締め付けられる。下端部はアンダーレース７２とボール７３及びリテーナ７４により支持される。ロックナット７の締め付け力により、上下のボールベアリングに対する締め付け力が調整されることになる。
【００４５】
次に、本実施例の作用を説明する。まず、図２に示すように、ステアリングステム５をヘッドパイプ２へ挿入し、ヘッドパイプ２の上端へトップレース８を被せ、ロックナット７をネジ６へ位置させ、さらに上方から締め付け調整装置１を下ろしてソケット１６にロックナット７を入れ、エアーツール３にて締結する。ロックナット７を所定量ネジ込んだところでエアーツール３の駆動を停止し、以後手締めで締結作業を続行する。
この場合、図１に示すように、グリップ１０を手で持ってＡ矢示方向へ回すと、図８に示すように、手締め機構部１１において、ボール２０がボール穴２３へ嵌合しているため、締め付け軸１５がグリップ１０と一体に回転し、リミッタスプリング１８の設定バネ荷重以下に対応する低トルクでロックナット７を締め付ける。
【００４６】
トルクリミッタ１７を構成するボール２０が保持輪２１へ回転自在に支持され、保持輪２１は締め付け軸１５の軸直交平面内を回動し、ボール２０が押しつけられる軌道面２２ａは保持輪２１に対面して平行になっているので、手締めのトルクがリミッタスプリング１８のセット荷重（＝所定手締めトルク）を超えると、保持輪２１がボール２０をリミッタスプリング１８の押しつけに抗してＡ矢示方向へボール穴２３の斜面に沿って移動させ、ボール２０を押し上げてボール穴２３から押し出そうとする。やがてボール２０がリミッタスプリング１８の弾力に打ち勝つと、軌道部面２２ａの表面上へ乗り上げて締め付け軸１５を残したままグリップ１０側だけが回動し、ボール２０は軌道面２２ａ上を転動する空転状態となる。
【００４７】
このときボール２０は保持輪２１の穴５６内で自転しながら軌道面２２ａ上を転がるので、軌道面２２ａとの接触は転がり抵抗となり、フリクションが著しく低下する。このためボール２０が軌道面２２ａを転動するときは、リミッタスプリング１８に押しつけられた状態にもかかわらず、確実にトルク伝達を遮断できるようになり、低摩擦構造により正確に所定トルクで伝達を停止でき、手締めによる過大トルクによる締め付けを防ぐ。
逆にリミッタスプリング１８のセット荷重が小さくても、セット荷重を境にして正確にトルク伝達と遮断を切り換えることができるようになるので、グリップ１０による締め付トルクを低トルクに設定でき、その結果、可及的に低トルクでの締め付けが可能になった。
【００４８】
グリップ１０が締め付け軸１５に対して空転すると手締め一杯となって手締め作業が終了するので、続いて戻しを行う。図５に示すように、まずグリップ１０をリフトスプリング５３（図６）に抗して下方へ押し下げると、Ｂに示すように、グリップ１０が下がってセレーション２７に戻し爪２８が噛み合う。このとき、図４に示すように、回動規制リング２５はリターンスプリング３５により元位置へ回動復帰しており、長溝３３の元位置ストッパ部４１がストッパボルト３２の先端部４３に当接している。同時に係合突起６１が係合凹部２４と係合し（図１２）、グリップ１０が締め付け軸１５を連行して一体に回転する状態にある。
【００４９】
そこで、グリップ１０を握って戻し方向（Ｂ矢示方向）に回すと、戻し爪２８がセレーション２７に係合しているため、回動規制リング２５はリターンスプリング３５を圧縮しながら反時計回りに戻り方向へ回動し、４５°回動したとき戻し位置ストッパ部４２がストッパボルト３２の先端部４３に当接して回動を停止する。このとき、締め付け軸１５はグリップ１０により戻し側へ一緒に回動されるので、ロックナット７に対する締結を正確に４５°だけ戻すことができる。
【００５０】
その後、グリップ１０を押し下げるために加えていた力を解くと、リフトスプリング５３によりグリップ１０が上方へ押し上げられて戻し爪２８がセレーション２７との係合を解く（図５のＡ）。そこでロックナット７からソケット１６を外すと、締め付け作業が完了する。
【００５１】
このように締め付け調整装置１を用いると、低トルクかつ定トルクでの手締め作業が簡単にでき、しかも微妙な作業を要求されていた戻し作業も正確かつ簡単になる。
このため、作業者によるバラツキが生じず、製品の品質を安定させることができ、かつ作業者の熟練度によって開きの大きかった作業時間を均一かつ迅速化でき、熟練を要さずに作業できる。
そのうえ、スラストベアリング１９や過大トルク時にボール２０が空転するトルクリミッタ機構を設け、低摩擦構造にしたので、低トルク域での低摩擦定トルク締め付けが可能になる。
【００５２】
また、リミッタスプリング１８が締め付け軸１５の軸線方向からボール２０を押しつけるので、リミッタスプリング１８を単独で設けることができ、セット荷重の調整が容易になり、トルクリミッタ１７の構造を簡単にできる。
そのうえ、リミッタスプリング１８とボール２０の間にスラストベアリング１９を介在させたので、ボール２０は直接リミッタスプリング１８と接触せず、スラストベアリング１９と転がり抵抗で接触し、しかもスラストベアリング１９自体もボール２０と接触する下レース１９ｄ部が低摩擦で回動できるので、ボール２０の転動時における摩擦がさらに軽減される。
また、自動２輪車におけるステアリングステム５とヘッドパイプ２間の軸受け部に対する締め付けに用いるので、自動２輪車のハンドリングを軽快に保つよう品質を一定にできる。
【００５３】
なお、本願発明は上記の各実施例に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、締め付け調整装置の使用対象となるものは、自転車等の２輪車一般を含む各種車両における低摩擦定トルク締め付けが必要な軸受け部に対して使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】締め付け調整装置の使用状態斜視図
【図２】締め付け調整装置の一部を透視した斜視図
【図３】締めめ付け調整装置の回転軸方向に沿った断面図
【図４】戻し機構部の長溝に沿う断面図
【図５】戻し機構部の動作説明図
【図６】手締め機構部部分の拡大断面図
【図７】手締め機構部部分をソケット側から示す図
【図８】手締め機構部部分を一部を破断して示す側面図
【図９】ボールの動きを説明する模式図
【図１０】保持輪を斜め下方から示す斜視図
【図１１】軌道部を斜め上方から示す斜視図
【図１２】係合突起と係合凹部の関係を示す断面図
【図１３】ステアリングステムの軸方向断面図
【符号の説明】
【００５５】
１：締め付け調整装置、２：ヘッドパイプ、３：エアーツール、５：ステアリングステム、６：ネジ、７：ロックナット、８：トップレース、１０：グリップ、１１：手締め機構部、１２：戻し機構部、１５：締め付け軸、１７：トルクリミッタ、１８：リミッたスプリング、１９：スラストベアリング、２０：ボール、２１：保持輪、２２：軌道部、２３：ボール穴、２４：係合凹部、２５：回動規制リング、２７：セレーション、２８：戻し爪、３２：ストッパボルト、３３：長溝、３５：リターンスプリング、５０：厚肉部、５１：切り欠き部、５３：リフトスプリング、６１：係合突起
【図１】
2008173718.tif 000003
【図２】
2008173718.tif 000004
【図３】
2008173718.tif 000005
【図４】
2008173718.tif 000006
【図５】
2008173718.tif 000007
【図６】
2008173718.tif 000008
【図７】
2008173718.tif 000009
【図８】
2008173718.tif 000010
【図９】
2008173718.tif 000011
【図１０】
2008173718.tif 000012
【図１１】
2008173718.tif 000013
【図１２】
2008173718.tif 000014
【図１３】
2008173718.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成19年1月19日(2007.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2008173718.tif 000016
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2008173718.tif 000017