JP2006506238A - 分離型トルクレンチ - Google Patents

Abstract

分離型トルクレンチ（１０）はハンドル（１４）及び弧状の係合部（１６）を備える。弧状の係合部（１６）は、少なくとも１つの係合歯（２６）をさらに備え、同係合歯は、軸線方向に延びる溝を有する固定具（１２）と確実に解放可能に係合できるように、弧状の係合部（１６）の一方の端部の基端側にある。分離型トルクレンチ（１０）は、従来技術による複雑で脆弱な機械的設計を行わないで、所定のトルクレベルにおいて係脱可能である。

Description

本発明は手動工具に関し、より詳細には、操作時に係合可能な対称物に対して所定のトルクを付与するためのトルクレンチに関する。

固定具や同様の器具は、構造体、器具及び部品を機械的に接続即ち連結する場合に使用されることが一般的に理解されている。そのような接続部品即ち連結器の多くにとって、適度なトルクを付与する接続部の強度や安全性が重要である。トルクが不十分な場合、連結部が時間と共に緩み、結果的にその意図された機能を果たすことができなくなることがある。トルク量が大きすぎると、固定具がすり減り、及び／又は、連結する構造体即ち対象物が損傷して、いずれもの場合にも、構造的又は機能的な影響を生じる。

トルクレンチの発達により、レンチから結合構造即ち固定具へ伝達されるトルク量が制限できる。そのような代表的なトルクレンチの種類は数え切れないほどある。例えば、近年、分離型トルクレンチが普及しており、製造業者は、ダイヤル式又は表示付きレンチを使用している時に、作業者のミスが、繰り返しの多い作業において増加することを認めている。これは、作業者の細部に対する注意力が持続せず、判断力が極めて変わりやすくなるためである。従来技術による分離型トルクレンチは、付与できるトルクのレベルを限定することにより、このような問題の幾つかに対処している。しかしながら、これらの従来技術によるトルクレンチは、概して入り組んで複雑な設計から生じる欠点を伴う。特に、分離型トルクレンチは、概してトルクを測定するためにバネ作動方式を使用しており、そのようなバネは、工具の寿命が続く限り負荷状態に置かれる。このような負荷状態は、バネ機構が進行性変性にさらされるため、レンチの稼働寿命を必然的に短くする。このような変性に対応するために、部品の取り替え及び／又は再較正が求められる。さらに、使用者が変性に対する知識を持ち合わせていないことが多く、レンチがその設計されたパラメータを越えて操作されるために、この変性の時期にレンチの意図された機能性に問題が生ずる。

そのため、従来技術によるトルクレンチが本質的に抱えている問題を実質的に解決するトルクレンチが求められている。操作時に所定の分離即ち離脱機能を構成し、同時に定期的な較正や器具の取り替えを必要としないで機能的且つ構造的に信頼性を維持する、分離型トルクレンチを提供することが求められている。

本発明は上記した懸案を鑑みてなされたものである。

本発明の分離型トルクレンチは、従来技術によるトルクレンチの問題を実質的に解決するものである。本発明は、概して、ハンドル及び弧状の係合部からなる分離型トルクレンチを備える。弧状の係合部は、少なくとも１つの係合歯をさらに備え、同係合歯は、軸線方向に延びる溝を有する固定具、即ち、ナットやボルトやネジ等の対象物と確実に解放可能に係合できるように、弧状の係合部の一方の端部の基端側にあることが望ましい。そのため、本発明は、従来技術による複雑で脆弱な機械的設計を行わないで、所定のトルクレベルが付与されると係脱可能な分離型トルクレンチを提供する。

本発明の効果は、複雑で判りにくい部品や部品の相互作用を排除するように、トルクレンチを構成したことである。
他の効果としては、本発明のトルクレンチが、再構成即ち部品を取り替えなくても広範囲に渡って操作できるように設計されていることである。

さらに他の効果は、比較的シンプルな設計と機能性により、比較的安価に製造できることである。
また別の効果としては、本発明のトルクレンチは、より使い易いハンドルと、ハンドルに開口部を備えることであり、同開口部には、ナットやボルトやネジ等の係合される対象物に対して、レンチの回動操作を円滑にするために、他の器具を取り付けることができる。

また、係合歯は、軸線方向に延びる溝を有する様々な対象物に係合でき、そのような対象物から異なるレベルで離脱できるように、様々な寸法が採用できるという効果がある。
さらに、別の効果としては、フルオロポリマー等の好適なポリマー構造により、トルクレンチが比較的高い可撓性を備えることである。

さらなる効果として、トルクレンチシステムを構成でき、弧状の係合面と係合歯に対して、選択的に配置や寸法決めや成形を行い、他の任意の構造を使用することにより、選択的なトルクレベル及びトルクレベル範囲を可能にする。そのため、異なる構造やトルクレベルを備える複数のレンチが、分離型トルクレンチの組立てセットを構成するように形成されてもよい。

図１乃至図８に関して、本発明の分離型トルクレンチ１０は、概して、ハンドル１４と、軸線方向に延びる溝を有する対象物１２、即ち、パイプやチューブやネジやナットやボルト等の固定具に係合するように構成される弧状の係合部１６を備える。固定具１２は、ネジ部材１２を構成するように形成されることが望ましく、それにより、レンチ１０の操作時に締め付けや緩め作業を円滑にする。一実施例において、ネジ部材１２は内部にネジを備え、また、他の実施例においては、外側にオス型のネジを備えることもできる。

ハンドル１４及び弧状の係合部１６は、一体的にプラスチック構造からなることが望ましい。好適な実施例は、フルオロポリマーから構成される。本発明の精神や範囲から逸脱することなく、多くの製造及び加工技術や材料が使用可能である。例えば、アセタル、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）及びパーフルオロアルキコシ（ＰＦＡ）等のポリマーが、本発明の特定の実施例に対して望ましいことが判っている。また、当技術分野において従来技術の一つとして周知である機械加工及び鋳造技術が、本発明を製造及び／又は形成するために想定される。

一実施例において、ハンドル１４は、ほぼ長方形をなし、ハンドル本体１９及び同ハンドル本体１９の中央の基端側に構成されたハンドル開口部２０を備える。ハンドル開口部２０は、係合された対象物１２を中心にしてレンチ１０の回動操作をさらに可能にする器具を容易に収容するために、寸法が設定されて形成されてもよい。ハンドル１４の他の実施例は、トルクレンチ１０を回動して作動させるための機械的及び／又は手動的な接点を構成するために、使用者の指、長尺状の設計、他の多くの構成や形状や設計を収容するための窪みを備えることも可能である。

弧状の係合部１６は、概して弧状の内周係合面２２、弧状の外周係合面２４及び少なくとも１つの係合歯２６を備える。弧状の係合部１６は、対象物１２に対して係脱する際に、対象物１２の外面に適合するように、適度な可撓性即ち適合性を備える。本明細書において、そのような適合性を備える異なるポリマーや他の材料が、弧状の係合部１６の構成即ち成形において使用されることが想定される。特定の実施例における所定のトルクレベルは、弧状の係合部１６の可撓性及び材料構成により少なくとも部分的に制御することができる。

弧状の内周係合面２２は、ほぼＣ形状即ちフック形状をなし、溝を有する対象物の外周面の一部即ち直径を収容できる。弧状の内周係合面２２の寸法及び形状は、対象物１２の寸法や形状や設計に応じて変更できる。一実施例において、弧状の部分の長さは、完全な円よりも小さい。他の実施例において、弧状の内周係合面２２の弧状の部分の長さは、ほぼ楕円形を構成してもよい。弧状の内周係合面２２は、係合歯２６及び同係合歯の先端側に角度をなす屈曲部２７を備える。さらに、弧状の内周係合面２２は、係合及び操作時に同係合面が対応する対象物１２からずれないように、１つ以上の把持部を備えることも可能である。この把持部は、エッチング、スロット、リブ、窪み、ナブ（ｎｕｂ）、溝、及び／又は、弧状の内周係合面２２に代わる部材を備えることもでき、或いは、把持部は、弧状の内周係合面２２の一部に選択的に取り付けられる他の材料を有することもできる。

係合歯２６は、窪み部３０及び突出部３２を備える。窪み部３０は、さらに、同窪み部と突出部３２との間の連結面を構成する角度面３３を備える。角度面３３は、対象物１２の溝３５の形状や深さや寸法、及び所望の分離しきい値に応じて変更可能である。例えば、図３において示されるような丸い角度面は、対象物１２が対応する丸い溝３５を有する時に必要となる。他の実施例は、より鋭角をなし、より深さのある、及び／又は、より長い角度面３３を備えてもよい。例えば、図３乃至図３Ｃは、係合歯２６の異なる例示的な実施例を示し、各係合歯は、窪み部３０、突出部３２、及び角度面３３に対して異なる形状を有する。図３Ａでは、比較的深い窪み部３０と結合されたより長い即ちより深い突出部３２を実施して、比較的深い溝を有する部分３５を備える対象物、即ち固定具１２との係合を円滑にする。反対に、図３Ｂは、浅い形状の分離した溝を有する部分３５を備える固定具１２との係合を円滑にするため、比較的浅いがより長い窪み部３０と結合された短い突出部３２を示す。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、係合歯２６に対して他の多くの寸法や形状や配置構成が可能であることが、当業者には理解されるであろう。係合歯２６に対するこれら及び他の構成の変更は、異なるトルクレベル及び／又はトルクレベル範囲を有するレンチ１０を形成するために、それぞれ選択的に実施できる。

他の実施例において、複数の係合歯２６が弧状の内周係合面２２に沿って選択的に離間されてもよい。そのような実施例において、異なるレベルのトルクの離脱や対象物１２の係合を可能にする本発明のトルクレンチ１０を実施することは可能である。例えば、弧状の内周係合面２２に沿って所定及び所望の位置において２つ以上の係合歯２６を備えることは、異なる溝３５の構成を有する対象物１２、即ち固定具にとって望ましい。

主に図６乃至図８に関して、角度をなす屈曲部２７は、概してハンドル１４の基端側及び係合歯２６の先端側にあり、係合された固定具１２に対して角度Ａをなす。少なくとも１つの実施例において、角度Ａはほぼ２０度に等しい。他の角度が想定されることは明白である。係合されると、固定具１２は、弧状の内周係合面２２の大部分に沿って対峙し固定される。この実施例において、固定具１２の外面と角度をなす屈曲部２７との間の空間は、間隙Ｂを構成する。固定具１２を締め付ける間に、トルクレベルが増加すると、間隙Ｂが減少して、角度をなす屈曲部２７が固定具１２の外面の一部にほぼ接触する。さらに、図８に示すように、トルクにより、最終的に固定具１２の溝３５から係合歯３２が離脱する。

主に図５及び図６に関して、対象物即ち固定具１２は、概してランド部３４及び窪んだノッチ部３６を有する溝３５を備える。対象物１２のランド部３４は、窪み部３０に収容され係合し、ノッチ部３６は、突出部３２を収容できるので、選択的にロック可能な係合を容易に行う。窪み部３０の係合レベルを増加又は減少させることにより、標準的又は所定の対象物即ち固定具１２のランド部及びノッチ部に対する角度面３３及び突出部３２は、所望の離脱即ち分離を行うために必要なトルクの程度を様々に調整可能にする。さらに、１つ以上の係合歯２６を弧状の内係合面２２に沿って異なる位置に配置することは、本発明の特定の実施例に対して、所定のトルクのレベルを変更することである。

本発明の様々な実施例は、固定具１２からトルクレンチ１０の「跳びトルク（ｊｕｍｐｉｎｇ ｔｏｒｑｕｅ）」を制御すべく、所定のトルクレベルを有する分離型トルクレンチ１０を構成するために、本明細書に記載された構成及び構造的な選択肢を実施且つ採用するものである。これらのトルクレベルは、インチ−ポンド単位において示されることが多い。各実施例は、インチ−ポンド単位において最小値及び最大値が、トルク範囲を表示できるように構成されてもよい。このトルク範囲内で、係合歯２６が、固定具１２の溝３５から離脱することが望ましい。最小値は、概して弧状の係合部１６が、固定具１２から分離、又は離脱できるトルクレベルである。最大値は、概して離脱する前に生じる最高受容トルク値を構成するが、最大値よりも大きい値は、望ましくない固定具１２のネジの交差（ｔｈｒｅａｄ ｃｒｏｓｓｉｎｇ）を引き起こす。

例えば、図３Ａ乃至図３Ｃに例示される係合歯２６の構成は、それぞれ異なる所定のトルクレベルを構成する。一実施例に関して、約１インチ（約２．５４ｃｍ）の固定具１２に係合するように構成されたトルクレンチ１０において、図３Ａの係合歯の構成を採用することにより、３８−４０インチ−ポンド（約０．４３８−０．４６１ｋｇｆｍ）の所定のトルクレベル範囲を設定できる。他の実施例に関して、約１／２インチ（約１．２７ｃｍ）の固定具１２に係合するように構成されたトルクレンチ１０において、図３Ｂの係合歯の構成を採用することにより、１３−１４インチ−ポンド（約０．１４９−０．１６１ｋｇｆｍ）の所定のトルクレベル範囲を設定できる。さらに別の実施例に関して、約３／４インチ（約１．９１ｃｍ）の固定具１２に係合するように構成されたトルクレンチ１０において、図３Ｃの係合歯の構成を採用することにより、２２−２３インチ−ポンド（約０．２５３−０．２６５ｋｇｆｍ）の所定のトルクレベル範囲を設定できる。当業者には、これらの実施例が単に例示を目的としているものであり、本明細書に記載された発明の構成及び設計を変更して、所定のトルクレベルの多数の選択肢を構成できることが理解されよう。

主に図６乃至図８に関して、操作時に、使用者は、分離型トルクレンチ１０のハンドル１４、又はハンドル１４やハンドル開口部２０に連動された別のハンドルを握り、固定具１２の外面の周囲にＣ字状の弧状の内周係合面２２を選択的に係合可能に固定する。そのように係合することにより、係合歯２６を固定具１２の軸線方向の溝３５に一致させる。特に、窪み部３０は、固定具１２のランド部３４を収容し、突出部３２は固定具１２のノッチ部３６内に挿入される。この係合位置において、固定具１２の外面と角度をなす屈曲部２７との間の空間が、間隙Ｂを構成する（図６参照）。例えば、作業者が、時計回りにトルクレンチ１０を回動可能に作動させると、トルクレベルが増加して、間隙Ｂが減少する（図７参照）。結果的に、トルクが増加して湾曲が生じると、角度をなす屈曲部２７の一部がほぼ湾曲して固定具１２の外面の一部に接触する。また、係合された弧状の内周係合面２２の異なる部分においても、操作時に湾曲が生じる。さらに、弧状の係合面２２の一部において固定具１２に対して湾曲が生じると、別の部分が湾曲して固定具１２から離脱する。別のトルクにより、固定具１２の係合された溝３５の内面に接触して突出部３２が変形し、突出部３２を固定具１２の溝３５から離脱させる（図８参照）。離脱時において、トルクレンチ１０は、固定具１２の周囲を空回りして、作業者に適切なトルク量に達したことを知らせる。

本発明について、好適な実施例に関して述べてきた。しかしながら、当業者には、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、変更や修正を行うことができることが認識されるであろう。また、当業者には、本発明が、材料の選択、寸法、形状等において幅広く対応できることが認識されるであろう。当業者には明白なこれらの及び他の変更や修正が、本発明の範囲に含められることは意図されている。

本発明の分離型トルクレンチの一実施例を示す斜視図。 図１の分離型トルクレンチ示す側面図。 本発明の一実施例による突出する係合歯を示す部分側面図。 本発明の一実施例による突出する係合歯を示す他の部分側面図。 本発明の一実施例による突出する係合歯を示す他の部分側面図。 本発明の一実施例による突出する係合歯を示す他の部分側面図。 本発明の分離型トルクレンチの一実施例を示す断面図。 本発明の一実施例を収容できる軸線方向に延びる溝を有する対象物／固定具を示す斜視図。 軸線方向に延びる溝を有する対象物、即ち固定具に係合された本発明の一実施例を示す側面図。 軸線方向に延びる溝を有する対象物、即ち固定具に弾性的に係合された本発明の一実施例を示す別の側面図。 軸線方向に延びる溝を有する対象物、即ち固定具から離脱された本発明の一実施例を示す別の側面図。

Claims (31)

1. 外周面と、同外周面内に構成された少なくとも１つの軸線方向に延びる溝とを有するネジ部材と、
   弧状の内周係合面と同弧状の内周係合面から延びる少なくとも１つの突出部とを有するポリマーからなる弧状の係合部と、外周面の一部に係合するように構成された少なくとも弧状の内周係合面の一部と、ネジ部材の軸線方向に延びる溝内に係入するように構成された突出部とからなるポリマーからなる分離型トルクレンチと、
   係合された分離型トルクレンチは回動されると、ネジ部材が対応して回動されて、所定のトルクレベルに達し、弧状の係合部の一部が湾曲して、突出部を軸線方向に延びる溝から離脱させることとを特徴とする分離型トルクレンチシステム。
2. 弧状の係合部はほぼＣ字状である請求項１に記載のシステム。
3. 分離型トルクレンチは、操作可能に弧状の係合部に連結されるハンドルを備える請求項１に記載のシステム。
4. 分離型トルクレンチの回転駆動を促進するために、ハンドル部はハンドル器具を収容するように構成されたハンドル開口部を備える請求項３に記載のシステム。
5. 弧状の係合部はサーモポリマーから構成される請求項１に記載のシステム。
6. サーモポリマーはフルオロポリマーである請求項５に記載のシステム。
7. ネジ部材はサーモポリマーからなる固定具である請求項１に記載のシステム。
8. サーモポリマーからなる固定具は、ボルト、ネジ、ネジ込みチューブ及びナットから選択される請求項１に記載のシステム。
9. ネジ部材は内部にネジを備える請求項１に記載のシステム。
10. ネジ部材は外部にネジを備える請求項１に記載のシステム。
11. 弧状の内周係合面と、同弧状の内周係合面から延びる少なくとも１つの歯状の突出部とを有する弧状の係合部を備えるポリマーからなる分離型トルクレンチを構成する工程と、
    外周面と、同外周面内に構成される少なくとも１つの軸線方向に延びる溝とを有するポリマーからなる固定用のネジ部材を提供する工程と、
    歯状の突出部が軸線方向に延びる溝に係入されるように、ネジ部材の外周面にトルクレンチの弧状の内周係合面の一部を位置決め可能に係合させる工程と、
    所定のトルクレベルを得て、歯状の突出部が軸線方向に延びる溝から離脱するまで、ネジ部材を回動させるために、ネジ部材の長手軸線を中心にしてトルクレンチを回動させる工程とからなるポリマーからなる分離型トルクレンチを操作する方法。
12. ネジ部材を提供する工程は、軸線方向に延びる溝を備えるネジ固定具を提供する工程を含む請求項１１に記載の方法。
13. ネジ部材の長手軸線を中心に分離型トルクレンチを回動させる工程は、同トルクレンチのハンドル部を駆動させることにより促進される請求項１１に記載の方法。
14. ハンドル部は、トルクレンチの回動を円滑に行うためにハンドル開口部を備える請求項１３に記載の方法。
15. サーモポリマーからなるハンドル部と、
    ハンドル部に操作可能に装着されたサーモポリマーからなる弧状の係合部と、同弧状の係合部は、サーモポリマーからなる弧状の内周係合面と、少なくとも１つの軸線方向に延びる溝を有するネジ部材に係入するように構成された弧状の内周係合面から延びる少なくとも１つのサーモポリマーからなる突出部とを有することと、
    係合された分離型トルクレンチを回動させると、ネジ部材が対応して回動されて、所定のトルクレベルに達して弧状の係合部の一部が湾曲し、突出部を軸線方向に延びる溝から離脱させることを特徴とするサーモポリマーからなる分離型トルクレンチ。
16. 分離型トルクレンチの回転駆動を促進するために、ハンドル部は、ハンドル器具を収容するように構成されたハンドル開口部を備える請求項１５に記載のサーモポリマーからなる分離型トルクレンチ。
17. サーモポリマーからなる弧状の係合部は、フルオロポリマーから構成される請求項１５に記載のサーモポリマーからなる分離型トルクレンチ。
18. サーモポリマーからなる分離型トルクレンチ及びネジ部材は、フルオロポリマーから構成される請求項１５に記載のサーモポリマーからなる分離型トルクレンチ。
19. 弧状の係合部はほぼＣ字状である請求項１５に記載のサーモポリマーからなる分離型トルクレンチ。
20. ネジ部材はサーモポリマーから構成される請求項１５に記載のサーモポリマーからなる分離型トルクレンチ。
21. サーモポリマーはフルオロポリマーである請求項２０に記載のサーモポリマーからなる分離型トルクレンチ。
22. ネジ部材は、ボルト、ネジ、ネジ込みチューブ及びナットから選択される請求項１５に記載のサーモポリマーからなる分離型トルクレンチ。
23. ネジ部材は内部にネジを備える請求項１５に記載のサーモポリマーからなる分離型トルクレンチ。
24. ネジ部材は外部にネジを備える請求項１５に記載のサーモポリマーからなる分離型トルクレンチ。
25. 分離型トルクレンチを操作する操作手段と、
    軸線方向に延びる溝を有するネジ部材に係合するために、ハンドルに操作可能に装着されたフルオロポリマーからなる弧状の係合手段と、同弧状の係合手段は、
    フルオロポリマーからなる弧状の内周係合面と、
    ネジ部材の軸線方向に延びる溝の少なくとも１つに係入すべく、弧状の内周係合面から延びる少なくとも１つのフルオロポリマーからなる突出手段とを有することを特徴とするフルオロポリマーからなる分離型トルクレンチ。
26. 操作手段は、分離型トルクレンチの回転駆動を促進するために、ハンドル器具を収容するように構成されたハンドル開口部を備える請求項２５に記載のフルオロポリマーからなる分離型トルクレンチ。
27. 突出手段がネジ部材の軸線方向に延びる溝に係入し、係合された分離型トルクレンチの回動は、ネジ部材を対応して回動させ、所定のトルクレベルに達して、弧状の係合手段の一部が湾曲し、突出手段を軸線方向に延びる溝から離脱させる請求項２５に記載のフルオロポリマーからなる分離型トルクレンチ。
28. 弧状の係合手段はほぼＣ字状である請求項２５に記載のフルオロポリマーからなる分離型トルクレンチ。
29. ネジ部材は、ボルト、ネジ、ネジ込みチューブ及びナットから選択される請求項２５に記載のフルオロポリマーからなる分離型トルクレンチ。
30. ネジ部材は内部にネジを備える請求項２５に記載のフルオロポリマーからなる分離型トルクレンチ。
31. ネジ部材は外部にネジを備える請求項２５に記載のフルオロポリマーからなる分離型トルクレンチ。

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