JP2001219380A - ホイールナットレンチ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、車両ホイールの着脱に使用され
る、安全性が高く、かつ低コストのホイールナットレン
チを提供せんとするものである。 【解決手段】 本発明は、棒状のハンドル部１３の一端
側から屈曲部１２を介して拡径のナット嵌合部１１が形
成されてなるホイールナットレンチ１０において、屈曲
部１２付近が焼入れ処理により硬化させているホイール
ナットレンチにあり、これによって、屈曲部１２に対し
てハンドル部１３の強度が小さくなり、高い安全性が得
られると共に、大幅なコストダウンが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両ホイールの着
脱に使用されるホイールナットレンチ及びその製造方法
に関するものである。

【０００２】周知のように、ホイールナットレンチは、
棒状のハンドル部とこの一端側から屈曲部を介して形成
される拡径のナット嵌合部とからなるもので、通常丸棒
状の鉄鋼部材などから製造されている。

【０００３】このようなホイールナットレンチは、もち
ろん単独でも販売されるが、我が国の自動車業界では、
車両のサービス部品としてドライバーなどの他の工具と
共に標準搭載されている。この標準搭載品であるホイー
ルナットレンチの場合、メーカー側から見れば、車両台
数に応じた数が必要とされ、これは膨大な数となり、ま
た、数の多い分だけ熾烈なコストダウンも要求されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のホイ
ールナットレンチの場合、使用上の点や製造上の点で、
次のような改善すべき問題点があった。

【０００５】先ず、この種のレンチでは、使用時上記屈
曲部から拡径のナット嵌合部側へほぼ真っ直ぐに延びる
垂直部分に最も大きな力が掛かるため、この垂直部分の
外径は、ホイールナットの締め付け力（要求トルク）に
対応する径としてある。そして、通常は図１０に示すよ
うに、最も簡単な構造のものとして、拡径のナット嵌合
部１から延びる垂直部分２ａを含む屈曲部２及びハンド
ル部３を同一外径で形成することが多い。

【０００６】しかしながら、このうよな屈曲部２及びハ
ンドル部３がほぼ同径であるレンチの場合、使用上危険
が伴うという問題があった。例えば、一般のユーザーな
どの使用者の場合、レンチを使用する機会は殆どなく、
パンクなどのトラブル時などに使用する程度と言える。
このとき、ホイールナットの締め付け力は、通常の乗用
車では規定の標準値が１０〜１５Ｋｇｆ・ｍ程度とそれ
ほど大きくないが、非力なユーザーの腕力ではうまく回
せなかったり、通常の腕力を有する者でもホイールナッ
ト部分が錆びたりしていると、容易に回せなということ
があり、さらにまた、不慣れなユーザーの場合には当初
から緩める方向とは逆方向に回そうとして回せないこと
もよくある。

【０００７】また、このようなトラブル後のユーザーに
よる締め付けや整備工場などでの整備後のエア駆動式の
ツールによる締め付けでは、一般的に締め付け力が標準
値より強めに行われる傾向があって、このようなケース
ではより一層ホイールナットの解除が難しくなっている
こともある。

【０００８】このため、使用者は、ナット嵌合部１をホ
イールナットに嵌め込んだ後、棒状のハンドル部３に足
を掛けて載り、全体重で反動を付けながら回そうとする
ことがよく見られる。このとき、レンチのハンドル部３
の外径（太さ）が屈曲部２とほぼ同一外径であると、屈
曲部２の垂直部分２ａに大きな力が掛かり、この部分で
ネジれなどの変形が起きていることに気が付かず、さら
に、強く踏み込むと、この垂直部分２ａが急激に捻じれ
たり、破断したりすることがあるため、使用者が落下し
たりするなどの危険があった。

【０００９】そこで、実際には、安全性を考慮して、従
来はレンチ側に必要以上の強度を持たせることが多い。
これにより、使用鉄鋼部材の外径を太くする必要があ
り、レンチのコスト上昇を招くと同時に、重量が重くな
るなどの問題もあった。

【００１０】このため、本発明者は、例えば図１１や図
１２に示すように、既にハンドル部３の一部や全部の外
径を細くたり、或いはハンドル部３を焼きなましによっ
て軟化させたりして、ハンドル部３側の強度が屈曲部２
の垂直部分２ａの強度より小さくなるようにして、垂直
部分２ａにネジれ変形が起こる前にハンドル部３側が変
形するようにした方法を提案してある（実開昭５６−１
６６１６３号）。

【００１１】しかしながら、ハンドル部３の一部や全部
の外径を細くして危険感知部４とすることは、製造上結
構面倒であった。また、焼きなましの場合でも、レンチ
の製造工程中に一旦全体を加熱炉に入れて焼入れし、全
体の強度を上げた後、再度ハンドル部３側の一部や全部
を焼きなましするのは、大きなコスト上昇要因となり、
現実的ではない面があった。

【００１２】（２）一方、製造上の点においても、通常
の従来品からなるホイールナットレンチの場合、丸棒状
の鉄鋼部材から加熱下における鍛造や曲げ加工などの工
程を経て所望の形状を作り、この後、この成形済みの多
数のレンチ半製品を加熱炉に投入して焼き入れを行って
いるが、この焼き入れは、通常専業の焼き入れ業者に依
頼する必要があり、この方法では、搬送中のレンチ半製
品が一種の流通在庫として必要となるため、生産効率が
悪かった。つまり、このような生産方法では、レンチ半
製品を専業の焼き入れ業者側まで運ぶなどの手間や在庫
が必要となり、連続的な一貫生産は不可能であった。

【００１３】また、専業の焼き入れ業者の場合、取り扱
い商品は当然レンチ半製品だけではなく、雑多な製品を
取り扱うため、一般に汎用性の高い大型の加熱炉を備え
ていることが多く、レンチ半製品のような小物にあって
は、ワーク全体を焼き入れする必要がなくとも、大型の
炉構造からワーク全体の焼き入れとならざるを得ないな
どとうい制約もあった。

【００１４】というのは、ホイールナットレンチでは、
上記のように、最も大きな負荷が掛かる屈曲部２の垂直
部分２ａにおいて所定の強度であればよく、ナット嵌合
部１やハンドル部３にあっては、特に焼入れして強度を
上げる必要がない部分だからである。

【００１５】また、このような専用の加熱炉で全体の焼
き入れを行うと、レンチ半製品の素材表面に酸化皮膜が
多く生じる。このため、この酸化皮膜を除去するブラス
ト処理工程が是非とも必要とされ、さらに、このブラス
ト処理による肌荒れのため、その後のキッメ処理工程に
より多くの時間が必要とされるようになり、この面から
もコストアップとなるという問題があった。もちろん、
ワーク全体を焼き入れすると、ブラスト処理の処理面積
も大きくなり、この点からもコスト上昇が避けられなか
った。

【００１６】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
なされたもので、使用上の安全性が高く、かつ製造コス
トの大幅な低減を可能としたホイールナットレンチ及び
その製造方法を提供せんとするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、棒状のハンドル部の一端側から屈曲部を介して拡径
のナット嵌合部が形成されてなるホイールナットレンチ
において、前記屈曲部付近が焼入れ処理により硬化させ
ていることを特徴とするホイールナットレンチにある。

【００１８】請求項２記載の本発明は、棒状の鉄鋼部材
の加工からホイールナットレンチを製造する方法におい
て、少なくとも所望のレンチ形状を成形後、当該成形済
みの多数のレンチ半製品を搬送コンベアにより連続搬送
し、この間に前記レンチ半製品の棒状のハンドル部と拡
径のナット嵌合部間の屈曲部付近を加熱炉で加熱し、し
かる後、冷却剤噴射部を有する冷却装置からの冷却剤噴
射によって冷却することにより焼入れ処理することを特
徴とするホイールナットレンチの製造方法にある。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係るホイールナッ
トレンチの一例を示したものである。このホイールナッ
トレンチ１０も、その外形は、上記図１０の従来品とほ
ぼ同様で、ホイールナットに嵌合される拡径のナット嵌
合部１１から屈曲部１２を介して棒状のハンドル部１３
が延びてなる。もちろん、ナット嵌合部１１の端面に
は、図２に示すように、ホイールナット用の嵌合穴１１
ａが設けてある。

【００２０】本発明のホイールナットレンチ１０にあっ
ても、所定の形状成形までは、従来と同様丸棒状の鉄鋼
部材などから成形し、その後は、図１の矢印Ａに示すよ
うに、単にナット嵌合部１１から延びる垂直部分１２ａ
を含む屈曲部１２付近だけを焼入れ処理（調質処理）
し、硬化させてある。

【００２１】この焼入れ処理は、主に屈曲部に行ってい
る。この焼入れの長手方向の区間は、図３の拡大図で示
すと、点Ｐ１〜Ｐ３までである。そして、その焼入れの
程度は、図４の如くで、台形状の硬度曲線Ｌ１としてあ
る。なお、硬度ｈ１は焼入れ区間の目標硬度で、硬度ｈ
２は素材（母材）本来の硬度である。また、焼入れの内
部側への進行度合いは、図３の拡大図中の点Ｐ４〜Ｐ６
において示すと、図５の如くで、湾曲状の硬度曲線Ｌ２
としてある。なお、ここでも、硬度ｈ１は焼入れの目標
硬度で、硬度ｈ２は素材本来の硬度である。

【００２２】このように本発明では、最も大きな負荷が
掛かる屈曲部１２付近だけを焼入れ処理するものである
ため、図６に示すように、屈曲部１２の強度がハンドル
部１３に対して相対的に大きいレンチが得られる。した
がって、本発明のホイールナットレンチ１０の場合、仮
に使用者（ユーザーなど）が、その使用時にハンドル部
１３に足で載るなどして使用しても、屈曲部１２でネジ
れ変形する前に、図６の想像線に示すように、ハンドル
部１３が徐々に曲がるため、使用者は事前に危険を感知
することができる。

【００２３】また、上記のように本発明の場合、屈曲部
１２付近だけを焼入れ処理するものであるため、焼入れ
用の加熱炉は、小型のもので十分対応することができ
る。つまり、専業の焼き入れ業者のような大型の加熱炉
は不要である。さらに、この焼入れも屈曲部だけの簡易
形のなものであるため、短時間での対応が可能となる。
さらにまた、この程度の焼入れでは、ブラスト処理が必
要とされるほどの酸化皮膜の発生が少なく、これによっ
て、ブラスト処理の省略が可能となると同時に、メッキ
処理時における処理時間の短縮が可能となる。

【００２４】また、このような焼入れの条件から、本発
明のホイールナットレンチ１０は、従来と同様、丸棒状
の鉄鋼部材から加熱下での鍛造や曲げ加工などの工程を
経て所望の形状を作り、この焼入れ前の多数のレンチ半
製品１０ａを、例えば図７に示すような搬送コンベア２
０で順次搬送させ、図８に示すように、この搬送ライン
の周囲に設置した焼入れ用の加熱炉３０で加熱し、この
後、直ちに噴射ノズルなどの冷却剤噴射部４１を有する
冷却装置４０からの水やオイルなどの冷却剤噴射によっ
て冷却して焼入れし、引き続き、焼き戻し用の加熱炉５
０で焼き戻しすれば、装置系をタンデムに配列した連続
製造が可能となる。

【００２５】上記搬送コンベア２０の構造は、特に限定
されないが、例えば図示のように、適当な長さの２枚の
チェーンプレート２１，２２を平行に並べ、一方のチェ
ーンプレート２１側には丁度レンチ半製品１０ａのナッ
ト嵌合部１１が嵌め込まれるフック穴２１ａを設けると
共に、他方のチェーンプレート２２側には丁度レンチ半
製品１０ａのハンドル部１３の始端側が嵌め込まれるフ
ック穴２２ａを設けて、レンチ半製品１０ａを順次搬送
するなどの一般的な方法で実施すればよい。

【００２６】上記焼入れ用の加熱炉３０にあっても、そ
の加熱手段は特に限定されず、誘導加熱、抵抗加熱、火
炎加熱などが使用でき、その加熱幅は、丁度レンチ半製
品１０ａの屈曲部１２の長さ（幅）に対応するものとす
る。したがって、この加熱炉３０に導かれたレンチ半製
品１０ａは、丁度屈曲部１２部分の外周が搬送されなが
ら加熱される。

【００２７】上記冷却装置４０は、その冷却剤噴射部４
１が下向きに設置されていて、丁度加熱後のレンチ半製
品１０ａ上に冷却剤が噴霧されるようになっており、こ
れによって、簡単に急冷される。また、上記焼き戻し用
の加熱炉５０にあっても、その加熱手段は特に限定され
ず、誘導加熱、抵抗加熱、火炎加熱などが使用できる

【００２８】因に、上記の方法で得られた本発明のホイ
ールナットレンチと、全く焼入れのない同形状のレンチ
（本発明のレンチ半製品に相当するもの）と、従来の大
型の加熱炉（専業の焼き入れ業者の加熱炉）による全体
を焼入れした従来品のそれぞれについて、トルク試験を
行ったところ、図９の如き、結果を得た。なお、いずれ
のレンチも、用いた丸棒状の鉄鋼部材は外径寸法が同一
のもので、屈曲部及びハンドル部の外径は１３ｍｍであ
った。また、上記トルク試験は、レンチのナット嵌合部
を固定した状態で、ハンドル部の一端側に荷重を掛け、
トルクの変形量を計測して行った。

【００２９】上記外径が１３ｍｍのレンチにあっては、
レンチとしての要求トルク（締め付け力）ｔ１が約２３
Ｋｇｆ・ｍ程度であるのに対して、本発明のレンチで
は、トルク曲線Ｔ１が示すように、約３０Ｋｇｆ・ｍを
頂点として次第にトルクが低下することが判った。最大
トルク値に達した後は、Ｂ点付近を境にして、ハンドル
部側の曲がり大きくなりトルクの低下が見られた。つま
り、本発明のレンチでは、屈曲部の強度が最も強く、こ
の部分のトルクがほぼ要求トルク値を満足する形に合わ
せてあるため、この値に達すると、ハンドル部側が大き
く曲がり、使用者の安全が図られることが判る。

【００３０】一方、全く焼入れのないレンチでは、トル
ク曲線Ｔ２が示すように、屈曲部の強度が不十分で、レ
ンチとしての要求トルクｔ１値に達する前に大きなトル
クの低下が見られ、実用にならないことが判った。

【００３１】また、全体を焼入れした従来品のレンチで
は、素材外径が同一であるにも関わらず、大型の加熱炉
によるほぼ完全な焼入れによって、最高トルクが約４０
Ｋｇｆ・ｍ程度に達するものの、トルク曲線Ｔ３が示す
ように、Ｃ点付近においてネジれによる破断が生じるこ
とが判った。つまり、従来品のレンチの場合、ほぼ完全
な焼入れによって、屈曲部の強度が増すと同時にハンド
ル部の強度も増すため、屈曲部へのストレスが大きく、
破断に至り、使用上極めて危険であることが判った。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るホイールナットレンチ及びその製造方法による
と、次のような優れた効果が得られる。

【００３３】（１）先ず、本発明のホイールナットレン
チでは、屈曲部付近にのみが焼入れ処理がしてあるた
め、同一素材、同一外径の場合、屈曲部の強度に対して
ハンドル部側の強度が小さくなり、無理な使用態様にお
いても、ハンドル部側が先に変形することとなって、高
い安全性が得られる。このような機能によって、レンチ
の安全率を当初から要求トルク値により近い形で低く抑
えることが可能となる。このため、使用鉄鋼部材の細径
化によるコストダウン及び重量の軽量化が得られる。

【００３４】（２）また、本発明のホイールナットレン
チでは、ハンドル部側を優先的に変形させるおいて、上
述した従来の危険感知部を備えたレンチ（実開昭５６−
１６６１６３号）のように、ハンドル部の一部又は全部
を細径にしたり、焼きなましする必要もなく、単に屈曲
部付近だけを焼入れ処理するのみでよいため、簡単で安
価な製造が可能となる。

【００３５】（３）また、本発明のホイールナットレン
チにおける屈曲部付近の簡易形の焼入れ処理の場合、酸
化皮膜の発生が少なく、ブラスト処理の省略やメッキ処
理の時間短縮が可能となり、この面からのコストダウン
も達成される。さらに、この簡易形の焼入れ処理によっ
て、用いる焼入れ用の加熱炉も小型でよく、設備コスト
の低減が可能となると同時に、加熱時間も短時間でよい
ため、良好な生産性も得られる。

【００３６】（４）次に、本発明のホイールナットレン
チの製造方法では、上記のような焼入れの条件から、成
形済みの多数のレンチ半製品を搬送コンベアにより連続
搬送し、この間にレンチ半製品の屈曲部付近を加熱炉で
加熱し、しかる後、冷却装置からの冷却剤噴射によって
冷却することで焼入れ処理することができるため、タン
デムな装置系による連続製造が可能となり、優れた生産
性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るホイールナットレンチの一例に
なる全体を示した側面図である。

【図２】 図１のホイールナットレンチのナット嵌合部
を示した部分側面図である。

【図３】 図１のホイールナットレンチのナット嵌合
部、屈曲部及びハンドル部の一部を示した拡大側面図で
ある。

【図４】 図１のホイールナットレンチの屈曲部付近に
おける長手方向の焼入れ状態を示したグラフである。

【図５】 図１のホイールナットレンチの屈曲部付近に
おける断面と共に径方向の焼入れ状態を示したグラフで
ある。

【図６】 図１のホイールナットレンチにおけるハンド
ル部の変形状態を示した斜視図である。

【図７】 本発明に係るホイールナットレンチの製造方
法をなす搬送コンベアの一部とレンチ半製品を示した斜
視図である。

【図８】 本発明に係るホイールナットレンチの製造方
法をなす焼入れ用の加熱炉、冷却装置及び焼き戻し用の
加熱炉を示した概略説明図である。

【図９】 本発明に係るホイールナットレンチ、焼入れ
のないレンチ及び全体を焼入れした従来品のそれぞれの
各トルク曲線を示したグラフである。

【図１０】 従来のホイールナットレンチの全体を示し
た側面図である。

【図１１】 従来の他の例になるホイールナットレンチ
の全体を示した側面図である。

【図１２】 従来のさらに他の例になるホイールナット
レンチの全体を示した側面図である。

【符号の説明】

１０ ホイールナットレンチ １０ａ レンチ半製品 １１ ナット嵌合部 １２ 屈曲部 １３ ハンドル部 ２０ 搬送コンベア ３０ 焼入れ用の加熱炉 ４０ 冷却装置 ４１ 冷却剤噴射部 ５０ 焼き戻し用の加熱炉

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状のハンドル部の一端側から屈曲部を
   介して拡径のナット嵌合部が形成されてなるホイールナ
   ットレンチにおいて、前記屈曲部付近が焼入れ処理によ
   り硬化させていることを特徴とするホイールナットレン
   チ。
2. 【請求項２】 棒状の鉄鋼部材の加工からホイールナッ
   トレンチを製造する方法において、少なくとも所望のレ
   ンチ形状を成形後、当該成形済みの多数のレンチ半製品
   を搬送コンベアにより連続搬送し、この間に前記レンチ
   半製品の棒状のハンドル部と拡径のナット嵌合部間の屈
   曲部付近を加熱炉で加熱し、しかる後、冷却剤噴射部を
   有する冷却装置からの冷却剤噴射によって冷却すること
   により焼入れ処理することを特徴とするホイールナット
   レンチの製造方法。