JP3464953B2 - トルクレンチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トルクレンチを使
用するねじ締め作業時において、そのねじ締めされる被
締結ねじへの過剰締結トルク（オーバートルク）の発生
を有効に抑止することができるように構成したトルクレ
ンチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばトグルリンク等によるトルク検出
機構を具備せしめているトルクレンチを用いて、ボルト
・ナット等の被締結ねじをねじ締めするねじ締め作業時
における一般的な締結トルク特性を、図５を用いて説明
すると、締結作業者がトルクレンチを用いてねじ締結作
業を開始する時点から、その被締結ねじに対しての締結
トルク値（Ｔ）が上昇し、その締結トルク（Ｔ）がトル
クレンチの設定トルク値に到達すると、上記トルク検出
機構が動作してねじ締めトルクが設定トルク値に達した
ことが作業者へ感覚的に知らせられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そのトルク検出機構の
動作によって、一瞬締結トルクがΔＴだけ降下するが、
例えば不馴れなねじ締め作業者によっては、ねじ締結時
の慣性により締結トルク（Ｔ）以上の過剰トルク（Ｔ
２）、つまりオーバートルク（Ｔ２）を発生させてしま
うことになる。このようにして生じるオーバートルク
は、被締結ねじの切断や被締結体の破損を招く原因とな
ることから、ねじ締結作業時におけるオーバートルクの
発生を有効に抑止できるオーバートルクレスのトルクレ
ンチの開発が要求されている。

【０００４】本発明はかかる要求に答えるためになされ
たもので、トルクレンチの内部に組込まれているトルク
検出機構の動作後にオーバートルクが生じたとき、この
オーバートルクを吸収できるオーバートルク吸収機構を
具備せしめて、トルクレンチを使用するねじ締結作業時
におけるオーバートルク発生の抑止を確実ならしめると
共に、ねじ締結トルクが設定トルクに達した直後に吸収
されるオーバートルクの吸収機構が、急激なオーバート
ルクの吸収とならない構成となして、例えばねじ締め作
業者によるねじ締め作業時の慣性力でその作業者の手や
腕を他物にぶつけるような事故が生じないように衝撃安
全性を高めること、さらにはトルクが設定トルク値に達
した後のトルクレンチ柄部材の遊回動を抑止することが
できるようにして、設定トルクによるねじ締め完了後に
おける無駄なトルクレンチ操作労力を抑止させることを
第１の目的とする。

【０００５】また本発明では、トルクレンチによる被締
結ねじのねじ締め後、その被締結ねじからトルクレンチ
を外したとき、そのトルクレンチに具備せしめているオ
ーバートルク吸収機構が、次の被締結ねじの締結作業可
能位置へ自動的に復元し得る構成となして多数本の被締
結ねじの連続的ねじ締め作業の作業性を高めることを第
２の目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、請求項１
に記載のように、筒形状に形成されたトルクレンチ柄部
材と、該トルクレンチ柄部材の内部に設けているスプリ
ングの弾圧力を後端部で受け、該トルクレンチ柄部材の
先端部方向へ付勢されている軸方向移動可能なスライド
駒と、該スライド駒の先端部に支持ピンを介して回転可
能に軸支されているトグルロ−ラと、上記トルクレンチ
柄部材の先端部で、上記支持ピンと平行に軸支されるヘ
ッドピンを介して首振り可能に軸支され、且つ先端部に
被締結ねじとの係合部が形成されたヘッド部材とを有
し、上記ヘッド部材は、上記ヘッドピンが軸支される側
である後端部の端縁に、上記トグルローラの一部が上記
スプリングによる弾圧力で弾圧的に嵌入される円弧形状
の湾曲凹部と、該湾曲凹部に連続し、かつ上記ヘッドピ
ンを基点として半径が漸次大となる渦曲線に沿って形成
されるトグルローラガイド面と、該トグルローラガイド
面の終端部に形成されて、上記トルクレンチ柄部材の遊
回動を抑止させる柄部材回動抑止突部とが形成されたこ
とを特徴とするトルクレンチとするものである。

【０００７】第２の発明は、請求項２に記載のように、
上記した第１の発明で、上記ヘッド部材における後端部
は、上記湾曲凹部を境にした両側に前記トグルローラガ
イド面が対称に形成された端縁形状としたことを特徴と
する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に本発明を図面に示す実施の
形態に基いて詳細に説明する。

【０００９】１は筒形状に形成されているトルクレンチ
柄部材であって、このトルクレンチ柄部材１の先端部に
は、トルクレンチ柄部材１の軸心方向に沿う切り込み２
により形成された一対の支持片３Ａ，３Ｂが形成されて
おり、さらにそのトルクレンチ柄部材１の内部には、該
トルクレンチ柄部材１の内面と摺接保持されるスライド
駒４と、該スライド駒４をトルクレンチ柄部材１の先端
部方向へ押動するためのスプリング５が内装されてい
る。

【００１０】また上記トルクレンチ柄部材１の後端部に
は、プレセット型トルクレンチとして周知であるスラス
トリング６及びスラストリングセンタ部材７とからなる
トルク設定手段が内装されており、このトルク設定手段
のスラストリング６位置を調整することで、スライド駒
４に作用するスプリング５の弾圧力（設定トルク値）を
調整することができる。８はトルクレンチ柄部材１の後
端開口部に被着されたキャップ、９はスラストリング６
の位置決め用ねじ、１０はスプリング受け皿を示す。

【００１１】上記スライド駒４の詳細構造は図３で示す
ように、中空に形成されており、その一端には該スライ
ド駒４の軸心方向に沿って形成された切欠き部１１が形
成され、該切欠き部１１により分離された双方の対向壁
１２Ａ，１２Ｂには、図２に示すように、支持ピン１９
が挿通される支持ピン挿通孔１３が形成されている。さ
らに上記スライド駒４の外側母線方向には、ガイド溝１
４が形成されており、このガイド溝１４内に、上記トル
クレンチ柄部材１の内側に固定されているガイド片１５
を嵌合させることで、スライド駒４はトルクレンチ柄部
材１の内部で周方向へ回動することなく軸心方向のみに
スライド可能に内装されるものである。

【００１２】さらにスライド駒４の外周囲には、複数の
油溝１６が形成されていて、これらの油溝１６内に注入
した油によってトルクレンチ柄部材１の内面とスライド
駒４との摩擦を軽減させスライド駒４の摺動を円滑なら
しめている。またこのスライド駒４の他端には、上記し
たスプリング５を係合保持させるスプリング係合段部１
７が形成されている。

【００１３】１８は上記スライド駒４に形成されている
切欠き部１１内に位置されるトグルローラであって、こ
のトグルローラ１８は、支持ピン１９を介してスライド
駒４に形成されている双方の対向壁１２Ａ，１２Ｂによ
って回転自在に軸支されている。

【００１４】２０は上記トルクレンチ柄部材１の先端部
に形成されている一対の支持片３Ａ，３Ｂに架設支持さ
れているヘッドピンであって、このヘッドピン２０には
ヘッド部材２１の後端部が回動可能に軸支されている。
このヘッド部材２１には、その先端側に被締結ねじ２２
に係合される係合部２３が形成されている。この係合部
２３は、図示のようにスパナ形状であってもよくまたソ
ケット形状であってもよい。

【００１５】ヘッド部材２１の後端部端縁には、上記ト
グルローラ１８の一部が嵌入される円弧形状の湾曲凹部
２４が形成されており、この湾曲凹部２４内に、スプリ
ング５の弾圧力を受けるトグルローラ１８が弾圧的に嵌
合されることで、ヘッド部材２１がヘッドピン２０を支
点として揺動することがないように位置決めされてい
る。

【００１６】また上記ヘッド部材２１の後端縁には、上
記湾曲凹部２４の一端から連続するトグルローラガイド
面２５が形成されているが、このトグルローラガイド面
２５の形状は、上記湾曲凹部２４の片端に連続しかつ上
記ヘッドピン２０を基点とし半径が漸次大となる渦曲線
に沿ったトグルローラガイド面２５が形成されており、
さらにそのトグルローラガイド面２５の先端部にトルク
レンチ柄部材１の遊回動を抑止せしめるための柄部材回
動抑止突部２７が形成されている。またその湾曲凹部２
４の他端には、その湾曲凹部の深さを深めて、トグルロ
ーラ１８との接触面を大ならしめるためのストッパ面２
６が延長形成されている。

【００１７】以上が本実施の形態であるが、次にその作
用について述べると、トルクレンチ柄部材１の先端部
に、ヘッドピン２０を介して回動可能に軸支連結されて
いるヘッド部材２１は、そのヘッド部材２１の後端縁に
形成されている湾曲凹部２４内にトグルローラ１８の一
部が嵌合されており、しかもそのトグルローラ１８はス
プリング５の弾圧力を受けて湾曲凹部２４内へ弾圧的に
嵌入されているために、ヘッド部材２１は、ヘッドピン
２０を軸として回動されることなく位置決めされて、ヘ
ッド部材２１の軸心とトルクレンチ柄部材の軸心とが一
体となっている。

【００１８】そこでこのトルクレンチを用いてねじ締め
作業を行なうとき、ヘッド部材２１に形成されている係
合部２３内に被締結ねじ２２を係合させ、そのトルクレ
ンチ柄部材１を図１において矢方向（Ａ）へ回動させる
ことにより被締結ねじ２２の締結作業が進行する。そし
てその締結トルクがスプリング５の調整弾圧力により設
定された設定トルク値に達すると、トルクレンチ柄部材
１の回動力が、スプリング５の弾圧力に勝り、このため
トグルローラ１８はヘッド部材２１の湾曲凹部２４より
離脱しさらにトグルローラ１８はトグルローラガイド面
２５に案内され、ヘッド部材２１に対し、トルクレンチ
柄部材１が、ヘッドピン２０を軸として矢方向へ回動
（空転）される。従って上記トルクレンチを用いたねじ
締結作業時において、そのねじ締めトルク値がスプリン
グ５による設定トルク値を超えると、トルクレンチ柄部
材１が直にヘッドピン２０を軸として空転されて、トル
クレンチ柄部材１の回動力が吸収されるために被締結ね
じに対してのオーバートルク作用が有効に阻止できる。

【００１９】かくしてトグルローラ１８がトグルローラ
ガイド面２５に沿って転動するとき、そのトグルローラ
ガイド面２５は、そのトグルローラ１８の転動方向に沿
ってヘッドピン２０との半径距離が次第に大きくなる渦
曲線に沿うように形成しているために、そのトルクロー
ラガイド面２５に沿って転動する転動負荷が次第に高め
られる。従ってトルクレンチによる設定トルク値でねじ
締めがなされて、トグルローラ１８が湾曲凹部２４から
押し上げられた後のトルクレンチ柄部材１のＡ方向回動
負荷は次第に増大し、トルクレンチ柄部材１の惰性（慣
性）による回動力は漸次衰退する。このトルクレンチ柄
部材１の惰性が衰退されることにより、そのトルクレン
チを使用するねじ締め作業者の手や腕をねじ締め時の惰
性で他物へ衝撃的にぶつけてしまって怪我をしてしまう
等の事故を未然に防止することができる。

【００２０】上記の如くして、ねじ締め作業時における
トルクレンチ柄部材１の惰性が、上記トグルローラガイ
ド面形状により吸収された後、そのトグルローラ１８は
柄部材回動抑止突部２７に当接されて、トルクレンチ柄
部材１の回動が初期位置から約９０度の回動範囲で停止
されるので、該トルクレンチ柄部材１の余分な遊回動が
抑止され、これによりトルクレンチ操作時の無駄な労力
（回動エネルギー）の消費が抑制できる。

【００２１】かくして被締結ねじ２２の締結終了後、そ
のヘッド部材２１を締結後の被締結ねじ２２から離脱さ
せると、トグルローラガイド面２５でトグルローラ１８
の弾圧力を受けているヘッド部材２１には、そのトグル
ローラ１８の弾圧力による復元力が作用し、その結果ヘ
ッド部材２１は復元し、ヘッド部材２１に形成されてい
る湾曲凹部２４内にトグルローラ１８が嵌入され、トル
クレンチの使用初期時の形態に自動的に戻され、次の被
締結ねじの締結準備状態となる。

【００２２】また上記実施の形態で示したトルクレンチ
は、そのヘッド部材２１の後方端面に、湾曲凹部２４に
連続するストッパ面２６を形成して、ヘッド部材２１に
対し、トルクレンチ柄部材１の回動逃げ方向を図１にお
いてＡ方向のみとなして、そのＡ方向と逆方向へは回動
しないように構成しているので、被締結ねじ２２の設定
トルク締めを行なうには、図１で示すヘッド部材２１の
向きでは、右ねじ２３の設定トルク締めが可能であり、
またそのヘッド部材２１の向きを図１において表裏逆向
きとすることで左ねじ２３の設定トルク締めが可能とな
る。また図１においてトルクレンチ柄部材１を矢方向
（Ａ）と逆方向に回動すれば、トグルローラ１８とスト
ッパ面２６との係止作用により、被締結ねじ２３（右ね
じ）を緩めることができる。

【００２３】図４で示す実施の形態では、ヘッド部材２
１の後端縁におけるうず線形状のトグルローラガイド面
２５を、湾曲凹部２４を境に対称に形成してなるヘッド
部材２１を示したものである。このような双方対称であ
るトグルローラガイド面２５を形成してなるヘッド部材
２１を使用することで、そのヘッド部材２１の表裏の向
きを変えることなく右ねじ又は左ねじの双方を自由にね
じ締めすることができる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明のトルクレンチによ
れば、被締結ねじの締結作業時においてその締結トルク
が設定トルクに達すると同時にトルクレンチの柄部材が
ヘッド部材に対して折れ曲げられて空転し、そのトルク
レンチ柄部材に作用している締結トルクが直に吸収され
るために、被締結ねじに対してのオーバートルクの発生
が皆無となる。

【００２５】また本発明のトルクレンチによれば、ヘッ
ド部材２１にはトグルローラの転動方向に沿ってヘッド
ピンとの半径距離が次第に大きくなる渦曲線に沿うよう
に形成しているために、トルクレンチによる設定トルク
値でねじ締めがなされて、トグルローラが湾曲凹部から
押し上げられた後のトルクレンチ柄部材のＡ方向回動負
荷は次第に増大し、トルクレンチ柄部材の惰性（慣性）
による回動力は漸次衰退するために、トルクレンチを使
用するねじ締め作業者の手や腕をねじ締め時の惰性で他
物へ衝撃的にぶつけてしまって怪我をしてしまう等の事
故を未然に防止することができる。

【００２６】またトルクレンチ柄部材の惰性が、上記ト
グルローラガイド面形状により吸収された後、そのトグ
ルローラは柄部材回動抑止突部に当接されて、トルクレ
ンチ柄部材の回動が初期位置から約９０度の回動範囲で
停止されるので、トルクレンチ操作時の無駄な労力（回
動エネルギー）の消費が抑制できる。

【００２７】また被締結ねじの設定トルクでのねじ締結
完了後でトルクレンチ柄部材に対して略９０度折れ曲げ
られた状態となったヘッド部材は、そのヘッド部材を締
結ねじから離すことでヘッド部材の軸心とトルクレンチ
柄部材の軸心が一致するように、自動的に復元してねじ
締結作業前の初期位置に戻されるために特に多数本の被
締結ねじを連続的に締結しなければならないときのねじ
締結作業時の作業性と迅速性が高められるといった作用
効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明よりなるトルクレンチの実施の形態を示
した平断面図。

【図２】本発明よりなるトルクレンチの実施の形態を示
した側面図。

【図３】本発明のトルクレンチに使用されるスライド駒
を示し、（イ）はその左側面図、（ロ）は（イ）図にお
けるＹ−Ｙ線断面図、（ハ）は（イ）図におけるＸ−Ｘ
線断面図。

【図４】本発明よりなるトルクレンチに使用されるヘッ
ド部材の他の実施形態を示す平面図。

【図５】トルクレンチによるねじ締め作業時の一般的な
トルク特性を示した説明図。

【符号の説明】

１…トルクレンチ柄部材 ２…切り込み ３Ａ，３Ｂ…支持片 ４…スライド駒 ５…スプリング ６…スラストリング ７…スラストリングセンタ部材 ８…キャップ ９…位置決めねじ １０…スプリング受け皿 １１…切欠き部 １２Ａ，１２Ｂ…対向壁 １３…支持ピン挿通孔 １４…ガイド溝 １４…ガイド片 １６…油溝 １７…スプリング係合段部 １８…トグルローラ １９…支持ピン ２０…ヘッドピン ２１…ヘッド部材 ２２…被締結ねじ ２３…係合部 ２４…湾曲凹部 ２５…トグルローラガイド面 ２６…ストッパ面 ２７…柄部材回動抑止突部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒形状に形成されたトルクレンチ柄部材
   と、該トルクレンチ柄部材の内部に設けているスプリン
   グの弾圧力を後端部で受け、該トルクレンチ柄部材の先
   端部方向へ付勢されている軸方向移動可能なスライド駒
   と、該スライド駒の先端部に支持ピンを介して回転可能
   に軸支されているトグルロ−ラと、上記トルクレンチ柄
   部材の先端部で、上記支持ピンと平行に軸支されるヘッ
   ドピンを介して首振り可能に軸支され、且つ先端部に被
   締結ねじとの係合部が形成されたヘッド部材とを有し、上記 ヘッド部材は、上記ヘッドピンが軸支される側であ
   る後端部の端縁に、上記トグルローラの一部が上記スプ
   リングによる弾圧力で弾圧的に嵌入される円弧形状の湾
   曲凹部と、該湾曲凹部に連続し、かつ上記ヘッドピンを
   基点として半径が漸次大となる渦曲線に沿って形成され
   るトグルローラガイド面と、該トグルローラガイド面の
   終端部に形成されて、上記トルクレンチ柄部材の遊回動
   を抑止させる柄部材回動抑止突部とが形成されたことを
   特徴とするトルクレンチ。
2. 【請求項２】 上記ヘッド部材における後端部は、上記
   湾曲凹部を境にした両側に前記トグルローラガイド面が
   対称に形成された端縁形状としたことを特徴とする請求
   項１に記載のトルクレンチ。