JP2001140832A - ボルト、ナットのトルク管理締付具及びトルク管理締付具付ボルト、ナット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】信頼性が高く、確実なトルク管理を行うことが
でき、さらに、安全で手数のかからないボルト、ナット
のトルク管理締付具及びトルク管理締付具付ボルト、ナ
ットを提供する。 【解決手段】ボルト１８の頭部１８ａに被着させる凹部
１２ａを有するカバー体１２と、カバー体１２に連接さ
れ、ボルト１８を締付ける締付体１４とを備え、前記カ
バー体１２と締付体１４とを、締付体１４の底面に接す
る部分の横断面積が最大で、カバー体１２に向けてその
横断面積が漸次減少してカバー体１２の頭頂面１２ｂに
接する部分の横断面積が最小となる尻すぼまりの外形状
を有し、規定締付トルクで破断される連接部１６で一体
に連接してなり、さらに、カバー体１２、締付体１４及
び連接部１６が同材質の合成樹脂で形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屋外又は屋内でボ
ルト、ナットの締付け作業を行う際、ボルト、ナットの
締付トルクを管理することができるようにしたボルト、
ナットのトルク管理締付具及びトルク管理締付具付ボル
ト、ナットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ボルト、ナットを締付ける場合
には、締付け過ぎたり、締付け不足にならないように締
付けることが望ましいが、手動によってスパナ等の簡易
工具を回転させて締付ける場合には、所望の一定の締付
力で締付けることが難しく、締付けにばらつきが生じ易
い。このため、特に締付トルク管理が必要な箇所でボル
ト、ナットを締付ける場合は、締付トルクが判るトルク
レンチ又はトルクリミッタ付電動ボルト締付工具を用い
るが、このような工具は構造が複雑なため高価であり、
また、それ自体の形状が大きく嵩張るため、狭い場所で
の締付け作業が困難で使用範囲が制限されるという問題
があった。

【０００３】このような問題を解決するために、図６
（ａ）（ｂ）に示すようなボルト１の頭部１ａ又はナッ
ト（図示せず）に被着させる凹部３ａを有するカバー体
３と、カバー体３に一体に連接され、ボルト１を締付け
る締付体４とを備え、カバー体３と締付体４が同材質の
合成樹脂で形成されているボルト、ナットのトルク管理
締付具を用い、これをボルトの頭部１ａ、ナットの締付
け時に被着させ、或いは予めボルト、ナットに被着して
おき、上方の締付体４を回転、破断し、規定締付トルク
で締付けて、トルク管理を行うようにしたものが使用さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなボルト、ナットのトルク管理締付具をボルト、ナッ
トに被着させて、締付体４を回転、破断すると、締付体
４がこれとカバー体３の境界面で破断せず、図７（ボル
ト締付けに用いた例）に示すように、カバー体３の頭頂
面３ａより少し上方に位置する締付体４の部分で破断す
ることが多く、また、破断面４ａが、水平にならずに傾
斜したり、傾斜角度や破断面４ａの凹凸形状が種々変わ
るため、締付トルクに大きなばらつきが生じ易く、ボル
ト、ナットを規定締付トルクで締付けて、信頼性の高い
トルク管理を行うことができなかった。

【０００５】また、大きなトルクを加えないと、締付体
４が破断しないため、締付体４が破断しないうちに、カ
バー体３の凹部３ａの内壁面凹凸がつぶれて馬鹿にな
り、ボルト、ナットに被着されたトルク管理締付具が空
回りすることがあって、ボルト、ナットのトルク管理を
確実に行うことができなかった。

【０００６】さらに、この種のトルク管理締付具は、ボ
ルト、ナットの締付け終了後、カバー体３がボルト、ナ
ットに被着された状態に保持され、ボルト、ナットの防
食カバーの役割をするが、カバー体３の頭頂面３ａより
上方へ破断面４ａの凹凸部が突出するため、危険であ
り、また電線等が接触して損傷する恐れがあり、カバー
体３の頭頂面３ａをナイフ、ヤスリ、サンドペーパ等で
平に削る必要があり、ボルト、ナットの数が多くなると
作業が煩雑で手数を要するという問題もあった。

【０００７】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、信頼性が高く、且つ確実なトルク管理を行う
ことができ、さらに、ボルト、ナット締付け後、カバー
体の頭頂面を平にする必要がなく、安全で手数のかから
ないボルト、ナットのトルク管理締付具及びトルク管理
締付具付ボルト、ナットを提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の請求項１記載のボルト、ナットのトルク管
理締付具は、ボルトの頭部又はナットに被着させる凹部
を有するカバー体と、カバー体に連接され、ボルト、ナ
ットを締付ける締付体とを備え、カバー体と締付体が同
材質の合成樹脂で形成されているものにおいて、前記カ
バー体と締付体とを、これと同材質の合成樹脂で形成さ
れ、且つ締付体の底面に接する部分の横断面積が最大
で、カバー体に向けてその横断面積が漸次減少してカバ
ー体の頭頂面に接する部分の横断面積が最小となる尻す
ぼまりの外形状を有し、規定締付トルクで破断される連
接部で一体に連接してなることを特徴とするものであ
る。

【０００９】また、本発明の請求項２記載のトルク管理
締付具付ボルトは、前記トルク管理締付具をボルトの頭
部に予め一体に被着してなることを特徴とするものであ
る。

【００１０】さらに、本発明の請求項３記載のトルク管
理締付具付ボルトは、前記トルク管理締付具をナットに
予め一体に被着してなることを特徴とするものである。

【００１１】本発明においては、前記構成のトルク管理
締付具を使用したので、このようなボルト、ナットのト
ルク管理締付具をボルト、ナットに被着させて、締付体
を回転させ、ボルト、ナットを締付けていくと、連接部
の横断面積が最小となるカバー体の頭頂面に接する部分
が確実に破断し、また、破断面がカバー体の頭頂面に沿
ってほぼ水平に形成され、且つ凹凸形状も大きく変化し
ないので、締付トルクのばらつきが小さくなり、ボル
ト、ナットを規定締付トルクで締付けることが可能とな
り、信頼性の高いトルク管理を行うことができる。

【００１２】また、前記締付トルク、即ち、破断に要す
るトルクがほぼ一定になるので、連接部の破断の際、締
付具のカバー体に過度のトルクが加わらず、カバー体の
凹部の内壁面凹凸がつぶれて馬鹿になることがなくな
り、ボルト、ナットに被着されたトルク管理締付具が空
回りすることがないから、ボルト、ナットのトルク管理
を確実に行うことができる。

【００１３】また、ボルト、ナットの締付け終了後、破
断面の凹凸部がカバー体の頭頂面より上方へ突出しない
ため、安全であり、また電線等が接触して損傷する恐れ
もなく、カバー体の頭頂面をナイフ、ヤスリ等で平らに
削る必要もなく、ボルト、ナットの締付作業を簡単に手
数を要することなく行うことができる。

【００１４】さらに、本発明のトルク管理締付具付ボル
ト、ナットによると、前記トルク管理締付具をボルトの
頭部、ナットに予め一体に被着してあるから、トルク管
理締付具がボルト、ナットの締付け作業時に紛失する恐
れがなく、ボルト、ナットの締付け作業を能率よく行う
ことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図
面により詳細に説明する。図１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示
すように、このボルト、ナットのトルク管理締付具１０
は、ボルトの頭部又はナットに被着させる６角形状の凹
部１２ａを有し、外形が６角形状のカバー体１２と、外
形が６角形状を有し、底部に円形鍔１４ａと上部に円形
孔１４ｂが設けられた、ボルト、ナットを締付ける締付
体１４とを備え、前記カバー体１２と締付体１４とを、
締付体１４の底面、即ち、円形鍔１４ａの底面に接する
部分の横断面積が最大で、カバー体１２に向けてその横
断面積が漸次減少してカバー体１２の頭頂面１２ｂに接
する部分の横断面積が最小となる尻すぼまりの、例えば
截頭逆円錐形の外形状を有し、規定締付トルクで破断さ
れる連接部１６で一体に連接して構成される。カバー体
１２と締付体１４と連接部１６は同材質の合成樹脂、例
えば繊維強化プラスチック材（ＦＲＰ）で形成され、こ
の締付具１０は射出成形等により製造される。

【００１６】なお、円形孔１４ｂは開口部から底部にか
けて同一内径であり、且つ底面が平らで、前記カバー体
１２の頭頂面１２ｂと同一高さか、それより若干低い位
置になるように深さが設定されている。この円形孔１４
ｂがあると、トルク管理締付具１０の軽量化と材料節約
になるばかりでなく、円形孔１４ｂの内径を種々変える
ことにより、該締付具の規定締付トルクを調節すること
もできるので、締付トルクの調節可能範囲が広がり有効
である。但し、規定締付トルクの調節は連接部１６の外
形状を変えること等によって行うこともできるので、不
要ならば設けなくてもよい。

【００１７】前記連接部１６の截頭逆円錐形のテーパ角
度θ（図１（ａ）参照）としては、６０〜１３５度の範
囲、好ましくは、９０〜１２０度の範囲に設定する。テ
ーパ角度θが６０度未満では、締付体を破断させるトル
クにばらつきが起こり易いこと、破断面が同一箇所で起
きず、汚くなる傾向がある。また、１３５度を越える
と、連接部１６の外形面とカバー体１２の頭頂面１２ｂ
で形成される横Ｖ形の楔状溝の隙間が狭くなり過ぎて、
連接部１６がカバー体１２の頭頂面と接する部分を設計
通りの寸法に製作できない傾向がある。締付トルクの設
定は、連接部１６のカバー体１２の頭頂面１２ｂに接す
る部分の横断面積、材質（合成樹脂の種類、硬化度合、
ガラス繊維等の強化部材の添加量等）を適宜選択するこ
とにより調整することができる。

【００１８】また、前記例では、連接部１６を截頭逆円
錐形で形成したが、截頭逆角錐形や、錐形体でも外面が
直線状でなく、凹状又は凸状の曲線状で形成してもよ
い。

【００１９】さらに、連接部１６が前記のような尻すぼ
まりの外形状をしているので、連接部１６の外面とカバ
ー体１２の頭頂面１２ｂとの間には、全周囲にわたり横
Ｖ形の楔状溝が形成されることになるが、該溝の対向す
る一方の面はカバー体１２の頭頂面１２ｂを兼ねるの
で、規定締付トルクを変更するために、連接部１６の最
小横断面積を同様に変更しても、テーパ角度θを変更せ
ずに連接部１６を形成することが可能であり、所望の締
付トルクを有する、安定した品質のトルク管理締付具１
０を得ることが容易である。

【００２０】なお、カバー体１２及び締付体１４の外形
状は６角形になっているが、これらにスパナ等をかけて
回すことができる外形状であれば、６角形でなくてもよ
い。

【００２１】次にこのトルク管理締付具１０の使用方法
を図２（ａ）により説明すると、被締付部材Ａにボルト
１８を軽くねじ込んでおく。次に、ボルト１８の頭部１
８ａにトルク管理締付具１０のカバー体１２の凹部１２
ａを嵌めて、該締付具１０をボルトの頭部に被着させ
る。次に、上方の締付体１４をスパナ等の簡易工具で連
接部１６を破断させる。

【００２２】なお、被締付部材Ａにボルト１８をねじ込
む少し前に、ボルト１８の頭部１８ａにトルク管理締付
具１０被着して、締付体１４をスパナ等の工具で回転さ
せながら、ボルト１８を被締付部材Ａにねじ込み、締付
体１４を破断するようにしてもよい。

【００２３】ボルト１８の頭部１８ａに残ったカバー体
１２は取り外してよいし、そのまま被着したままにして
おいてもよい。この際、カバー体が抜けるのを防止する
ために、接着剤で固着させるのが好ましい。

【００２４】このようなボルト、ナットのトルク管理締
付具１０をボルト１８に被着して、締付体１４を回転す
ると、図２（ｂ）に示すように、連接部１６の横断面積
が最小となるカバー体１２の頭頂面１２ｂに接する部分
が確実に破断し、また、破断面がカバー体の頭頂面に沿
ってほぼ水平に形成され、且つ凹凸形状も大きく変化し
ないので、締付トルクのばらつきが小さくなり、ボル
ト、ナットを規定締付トルクで締付けることが可能とな
り、信頼性の高いトルク管理を行うことができる。

【００２５】また、前記構成のものは、連接部１６の破
断の際、トルク管理締付具１０のカバー体１２に過度の
トルクが加わらないので、カバー体１２の凹部１２ａの
内壁面凹凸がつぶれて馬鹿になることがなく、従って、
ボルトに被着されたトルク管理締付具１０が空回りする
ことがなく、ボルト１８の締付トルク管理を確実に行う
ことができる。

【００２６】また、ボルト１８の締付け終了後、連接部
１６の破断面１６ａの凹凸形状が図２（ｂ）に示すよう
に、カバー体１２の頭頂面１２ｂより上方へ突出しない
ので、安全であり、電線等が接触して損傷する恐れもな
く、従来のようなカバー体１２の頭頂面１２ｂをナイ
フ、ヤスリ等で平らに削るといった煩雑な作業が不要と
なる。

【００２７】前記実施の形態では、ボルト１８を被締付
部材Ａにねじ込み後、強く締付ける前に、又は、被締付
部材Ａにねじ込む少し前に、ボルト１８の頭部１８ａに
トルク管理締付具１０を被着したが、このトルク管理締
付具１０は、図３に示すように、そのカバー体１２の凹
部１２ａをボルト１８の頭部１８ａに挿入し、例えば、
接着剤で固着することにより、頭部１８ａに予め一体に
被着してなるトルク管理締付具付ボルト２０としてもよ
い。

【００２８】このようにすると、ボルト１８の締付け作
業時に、該締付具１０が紛失する恐れがなく、また連接
部１６が破断して締付体１４がカバー体１２から分離し
た後、ボルト１８に残ったカバー体１２がボルト１８を
外力、腐食から防護するので好ましい。

【００２９】また、前記実施の形態では、トルク管理締
付具１０をボルト１８に被着する例について説明した
が、図４に示すように、被締付部材Ｂに挿入される、例
えばボルト１８にねじ込まれたナット２２に被着し、ナ
ット２２を規定締付トルクで締付けるのに使用してもよ
い。使用方法は前述したボルト１８を締付ける場合と同
じなので説明を省略する。

【００３０】また、このトルク管理締付具１０は図５に
示すように、そのカバー体１２の凹部１２ａをナット２
２に挿入し、例えば、接着剤で固着することにより、ナ
ット２２に予め一体に被着してなるトルク管理締付具付
ナット２４としてもよい。このようにすると、ナット２
２の締付け作業時に、該締付具１０が紛失する恐れがな
く、また連接部１６が破断して締付体１４がカバー体１
２から分離した後、ナット２２に残ったカバー体１２が
ナット２２を外力、腐食から防護するので好ましい。な
お、凹部１２ａにはボルトの先端を収容するための例え
ば円形の逃げ溝１２ｃを設けることが望ましい。

【００３１】

【実施例】６角形状の凹部１２ａ（６角形対辺幅１３ｍ
ｍ、深さ４．８ｍｍ）を有する６角形状のカバー体１２
（６角形対辺幅１６．９ｍｍ、高さ７ｍｍ）と、円形鍔
１４ａ（外径１８ｍｍ、幅１ｍｍ）、円形孔１４ｂ（内
径８．８５ｍｍ、深さ９ｍｍ）を有する６角形状の締付
体１４（６角形対辺幅１２．９ｍｍ、高さ８ｍｍ）と、
截頭逆円錐形の連接部１６（幅１ｍｍ、カバー体１２の
頭頂面１２ｂに接する部分の外径１１．２５ｍｍ）とか
らなり、カバー体１２、締付体１４及び連接部１６とも
にＦＲＰ（ガラス繊維５０重量％＋ナイロン樹脂５０重
量％）（昭和電工の商品名 テクニール）で形成された
ボルト、ナットのトルク管理締付具１０を射出成形によ
り１０個試作した。これを6角ボルトＭ８×３５の頭部
に被着し、締付体１４をトルク測定センサ付スパナで回
転させて、連接部１６で破断させ、その破断に要するト
ルク（締付トルク）を試作品１０個について測定した。
その結果は表１に示す通りである。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１から明らかなように、本発明の前記試
作品１０個は、締付トルクがすべて、常温で使用される
場合の計算値１２６．４１ｋｇｆ・ｃｍに近似し、且
つ、平均値１２６．１ｋｇｆ・ｃｍ±５％以内に収まっ
ており、締付トルクのばらつきが小さく、且つ安定して
いることがわかる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明のボルト、ナット
のトルク管理締付具は、ボルトの頭部又はナットに被着
させる凹部を有するカバー体と、カバー体に連接され、
ボルト、ナットを締付ける締付体とを備え、カバー体と
締付体が同材質の合成樹脂で形成されているものにおい
て、前記カバー体と締付体とを、これと同材質の合成樹
脂で形成され、且つ締付体の底面に接する部分の横断面
積が最大で、カバー体に向けてその横断面積が漸次減少
してカバー体の頭頂面に接する部分の横断面積が最小と
なる尻すぼまりの外形状を有し、規定締付トルクで破断
される連接部で一体に連接してなるから、締付トルクの
ばらつきが小さくなり、ボルト、ナットを規定締付トル
クで締付けることが可能となり、信頼性の高いトルク管
理を行うことができる。

【００３５】また、前記締付トルクがほぼ一定になるの
で、締付体の破断に過度のトルクが加わらず、ボルト、
ナットに被着されたトルク管理締付具が空回りすること
がないから、ボルト、ナットのトルク管理を確実に行う
ことができる。また、ボルト、ナットの締付け終了後、
カバー体の頭頂面より上方へ破断面の凹凸部が突出しな
いため、安全であり、また電線等が接触して損傷する恐
れもなく、カバー体の頭頂面を平らに削る必要もなく、
ボルト、ナットの締付作業に手数がかからない。

【００３６】さらに、本発明のトルク管理締付具付ボル
ト、ナットは、前記トルク管理締付具をボルトの頭部、
ナットに予め一体に被着してあるから、トルク管理締付
具がボルト、ナットの締付け作業時に紛失する恐れがな
く、ボルト、ナットの締付け作業を能率よく行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のボルト、ナットのトルク管理締付具を
示すもので、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図、
（ｃ）は底面図である。

【図２】前記トルク管理締付具の使用状態を示すもの
で、（ａ）は該締付具をボルトの頭部に被着した状態を
示す一部断面側面図、（ｂ）は該締付具が連接部で破断
した状態を示す縦断面図である。

【図３】本発明の前記トルク管理締付具をボルトの頭部
に予め一体に被着してなるトルク管理締付具付ボルトを
示す一部断面側面図である。

【図４】本発明の前記トルク管理締付具をナットに被着
して使用する状態を示す一部断面側面図である。

【図５】本発明の前記トルク管理締付具をナットに予め
一体に被着してなるトルク管理締付具付ナットを示す一
部断面側面図である。

【図６】従来のボルト、ナットのトルク管理締付具をボ
ルトの頭部に被着した状態を示すもので、（ａ）は一部
断面側面図、（ｂ）は平面図である。

【図７】従来の前記トルク管理締付具をボルトの頭部に
被着してボルトを締付け終了後、該締付具が破断した状
態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１０ ボルト、ナットのトルク管理締付具 １２ カバー体 １２ａ 凹部 １２ｂ 頭頂面 １２ｃ 逃げ溝 １４ 締付体 １４ａ 円形鍔 １４ｂ 円形孔 １６ 連接部 １６ａ 破断面 １８ ボルト １８ａ 頭部 ２０ トルク管理締付具付ボルト ２２ ナット ２４ トルク管理締付具付ナット Ａ、Ｂ 被締付部材 θ テーパ角度

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボルトの頭部又はナットに被着させる凹
   部を有するカバー体と、カバー体に連接され、ボルト、
   ナットを締付ける締付体とを備え、カバー体と締付体が
   同材質の合成樹脂で形成されているボルト、ナットのト
   ルク管理締付具において、前記カバー体と締付体とを、
   これと同材質の合成樹脂で形成され、且つ締付体の底面
   に接する部分の横断面積が最大で、カバー体に向けてそ
   の横断面積が漸次減少してカバー体の頭頂面に接する部
   分の横断面積が最小となる尻すぼまりの外形状を有し、
   規定締付トルクで破断される連接部で一体に連接してな
   ることを特徴とするボルト、ナットのトルク管理締付
   具。
2. 【請求項２】 前記ボルトのトルク管理締付具をボルト
   の頭部に予め一体に被着してなることを特徴とするトル
   ク管理締付具付ボルト。
3. 【請求項３】 前記ナットのトルク管理締付具をナット
   に予め一体に被着してなることを特徴とするトルク管理
   締付具付ナット。