JP4764541B2 - Torque wrench suitable for fastening torque measurement - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既に締結されている被締結ねじの締結トルクを、増し締め法を用いて測定するに適したトルクレンチであって、特に既に締結されている被締結ねじが再度回動する前のトルク上昇勾配特性と、そのねじが回動再開してからのトルク上昇勾配特性を容易に検出することを可能ならしめたトルクレンチに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
数本から数十本の締結ねじ(ボルト・ナットを含む)を用いて締結する、例えばエンジンシリンダヘッドの組立作業あるいはホイールベースの車軸への取付作業等の締結作業時においては、そのエンジンシリンダヘッド、ホイールベース(以下これらを被締結体と称す)に対して締付けられる多数本の締結ねじのそれぞれが所望(所定)の締結力で均一に締付けられることが必要条件である。ところが特に一つの被締結体に対して多数本の締結ねじを用いて締結を行なう締結作業では、各締結ねじにおける締結力のバラツキが生じ易く、それが原因で被締結体の片締めや締結不良を起させることになる。
【0003】
そこで多数本の締結ねじを用いて被締結体への締結を行なった後、それら各締結ねじのそれぞれが被締結体に対して所定の締結トルクで締付けられているか否かの確認作業が必要であり、このために従来では、例えば目盛付きトルクレンチを用いて被締結体に既に締結されている各締結ねじに対し増し締め手法を用いて増し締め力を作用させ、このときのトルクレンチの動作した点に対するトルク値を目盛から読み取って、各締結ねじの締付トルク値として確認しているものであった。
【0004】
つまり、目盛付きトルクレンチを用いて締結ねじの締付トルク値を確認する従来法は、図4において、トルクレンチの回動角度と目盛に表示されるトルク値との特性図で示すように、締結トルク値T1 で締結されている(締結点A)の締結ねじに対して増し締め手法で締結力を加え、そのトルクレンチが締結ねじと一体となって回動したことを感覚的に確認された時の増し締め点Bに対応する増し締め測定トルク値T2 をトルクレンチの目盛から読み取って、この増し締め測定トルク値T2 を基にして締結ねじの締結トルク値として測定確認しているものであった。
【0005】
このような従来の締結トルク測定法では、実際の締結トルク値T1 に対し、増し締め測定トルク値T2 との間に測定値に差が生じる。また上記増し締め点Bにおける増し締め時の測定トルク値にはバラツキが生じる。例えば被締結体と締結ねじの座面間の密着性が高い場合には、図4の特性図において、増し締め点Bのトルク指標位置が高くなり、これが原因で増し締め測定トルク値T2 が高くなる。
【0006】
また被締結体と締結ねじの座面間に潤滑油、ワッシャ等が介在されていて、その被締結体と締結ねじ間の密着性が低い場合には増し締め点Bのトルク指標位置が低くなり、増し締め測定トルク値T2 が締結トルク値T1 に接近する。さらには被測定者によるトルクレンチの回動速度のバラツキ、あるいは気温による被締結体と締結ボルトの熱膨張の度合等によっても、上記増し締め点Bのトルク指標位置が上下に変動し、これらの要因で増し締め時の測定トルク値T2 にもバラツキが生じるものであった。
【0007】
このような測定値T2 のバラツキを解消するための締結トルク測定方法として、特開2000−778号公報で示す発明を先に提案している。これは被締結体に締結されている締結ねじの増し締め開始点から、所望の回転角度に達する間で増し締めトルクが安定して上昇するトルク勾配特性を検出し、このトルク勾配特性を基にして締結ねじの増し締め開始時における締付トルク値を算出する方法である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の角度法を採用する締結トルク測定法で使用される一般的なトルクレンチにあっては、そのトルクレンチ自体の撓み及びソケットの捩れ等によるトルクレンチの変位角度が小さいために、例えば図5で示すようにねじ締結時の締結トルク値Tの上昇に伴なうトルクレンチの回動角度θ変化の割合が小さく、その締結トルク値Tの変化に対応するトルクレンチの回動角度θ0 〜θ1 を示す特性線Eの立上り勾配が急となり、このためにトルクレンチの回動角度差が少ない変化角度内で、複数の測定トルク値に対応する複数のプロット点を定めることが困難であった。
【0009】
このためにねじの複数の締付トルク値Tに対応するトルクレンチ回動角度を示す特性線Eの検出が困難となり精度の高い特性線Eを求めることが困難であるという問題点があった。
【0010】
本発明はかかる従来の不具合に着目してなされたもので、被締結体に締結されている被締結ねじの締結トルク値を、レンチの回転角度を検出するトルクレンチにおいて、そのトルクレンチにねじ締め方向へ撓まされる可撓弾性部を設けて、被締結体に締結されている被締結ねじの締結トルク測定開始点からその被締結ねじが回動開始(増し締め開始)されるまでの間のトルクレンチの捩れ量を大きくすることができるようにし、これにより被締結ねじの締結トルク測定開始点からその被締結ねじが回動開始されるまでの間の締結トルク特性勾配を緩やかとならしめ、その締結トルク特性勾配内でのプロット点の設定を多くかつ容易ならしめることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項1では、被締結体に締結されている被締結ねじの締結トルク値をレンチの回転角度を検出するトルクレンチであって、該トルクレンチのヘッド部と、グリップとの間に、該トルクレンチのねじ締結方向へ撓ませることが可能な可撓弾性部を設けると共に、その可撓弾性部のグリップ側端部に角度検出センサを取付けてなる締結トルク測定に適したトルクレンチであることを特徴としている。
【0012】
また本発明の請求項2では、被締結体に締結されている被締結ねじの締結トルク値をレンチの回転角度を検出するトルクレンチであって、トルクレンチのドライブ軸と嵌合連結使用されるソケットの、前記ドライブ軸に嵌合されるドライブ軸嵌合部と、前記被締結ねじに嵌合されるソケット部と、の間にそのソケット軸心を軸として捩れられる捩れ弾性部を設けてなるソケットを嵌合連結し、さらに上記トルクレンチのドライブ軸の軸心上に角度検出センサを取付けてなる締結トルク測定に適したトルクレンチであることを特徴としている。
【0013】
従って上記請求項1及び請求項2に記載のトルクレンチによれば、そのトルクレンチに設けられている可撓弾性部又は捩れ弾性部により、被締結ねじの締結トルク測定開始点から、その被締結ねじが回動開始されるまでの間のトルクレンチの角度変化量を大ならしめることができ、これによりその角度変化範囲内でのプロット点設定数の増大及び設定位置の明確化が可能となり、これにより上記プロット点設定位置を基にする被締結ねじの締結トルク値測定を正確かつ容易ならしめることができる。
【0014】
【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。
【0015】
図1において、1はラチエット式トルクレンチの実施形態を示すもので、2はトルク検出手段を内装してなるレンチ本体部であって、このレンチ本体部2の先端からは、ラチエット機構を備えたヘッド部3が支出されている。4はヘッド部3に設けられているドライブ軸を示す。5はトルクレンチの柄部であって、この柄部5と上記レンチ本体部後端とは、可撓弾性部6を介して一体に連結されている。またこの可撓弾性部6は、トルクレンチ1のねじ締結方向へ撓み得るものである。
【0016】
さらに上記可撓弾性部6の柄部5側端部には、角度検出センサ7が取付けられており、この角度検出センサ7による検出角度は表示器8で表示されるようになっている。
【0017】
このように本実施の形態にあっては、トルクレンチ1の本体部2と柄部5との間に、該トルクレンチ1によるねじ締結方向へ撓みを生じる可撓弾性部6を設けたものであるから、このトルクレンチ1を用いて、被締結体に締結されている被締結ねじの締結トルク値を測定すべく、そのトルクレンチ1に設けられているドライブ軸4を不図示である被締結ねじに嵌合させ、その被締結ねじに対し、ねじ締結力(増し締めトルク)を漸次強めて、該被締結ねじが再回動(ねじ込まれる)開始されるまで強めるのであるが、このトルクレンチ1には、可撓弾性部6が設けられているために、その被締結ねじが再回動開始されるまでのトルクレンチ回動力で可撓弾性部6が図1の鎖線で示すように撓まされることになる。
【0018】
かくして被締結ねじが、その締結位置から再回動開始されるまでの間では、可撓弾性部6が撓まされることから、そのトルクレンチ1による増し締めトルク値Tの上昇に対する柄部の変位角度θを大きく設定することが可能となり、このために図3で示すように被締結ねじに対しての増し締め開始点0から、その被締結ねじが再び回動開始する開始点Bまでの間のプロット点を多く、かつ鮮明位置で設定することが可能となり、これにより各プロット点を基準とするトルクレンチの動作角度変化量とトルク変化量、つまり増し締めトルク値に対するトルクレンチ1の回動角度を示す特性線Eを精度よく画くことができ、これによって被締結ねじが再回動開始する開始点Bの検出を精度よく容易ならしめることができる。従ってこの開始点Bを基にして被締結ねじの締結トルクを精度よく検出することができる。
【0019】
図2は本発明の他の実施形態を示すもので、この実施の形態では、通常使用されているラチエット式トルクレンチ10のドライブ軸11に、ロングソケット12を嵌合連結して被締結ねじ13の締結トルクを測定しようとするものである。
【0020】
そして、この締結トルク測定時に使用するロングソケット12の構成は次の如くとなっている。即ちロングソケット12の一端は、ドライブ角11に嵌合されるドライブ軸嵌合部14に形成されており、その他端は被締結ねじ13に嵌合されるソケット部15に形成されており、上記ドライブ軸嵌合部14と、ソケット部15との間は、そのロングソケット12の軸を軸心として捩れられる捩れ弾性部16で一体に連結された構成となっている。
【0021】
また上記ラチエット式トルクレンチ10のヘッド部17の上面における上記ドライブ軸11軸心上に位置させて角度検出センサ18が取付け保持されている。
【0022】
この実施の形態にあっては、ラチエット式トルクレンチ10のドライブ軸11に、捩れ弾性部16を有するロングソケット12を取付けて被締結ねじ13の締結トルク値を測定しようとするものであるが、その測定に際し、ロングソケット12のソケット部15を被締結ねじ13に嵌合させ、その被締結ねじ13に対してラチエット式トルクレンチ10による増し締めトルクを漸次強めて、被締結ねじが再回動開始されるまで強められる。
【0023】
このとき、ラチエット式トルクレンチ10のドライブ軸11に連結されたロングソケット12には捩れ弾性部16が設けられているために、被締結ねじ13が再回動開始されるまでに、上記捩れ弾性部16がねじ締結方向へ捩れられる。
【0024】
かくして被締結ねじ13が、その締結位置から再回動開始されるまでの間では、捩れ弾性部16が捩れられることから、そのラチエット式トルクレンチ10による増し締めトルク値Tの上昇に対するラチエット式トルクレンチの回動変位角度θを大きく設定することができ、このために上記実施形態で説明したと同時に図3で示すように被締結ねじ13に対しての増し締め開始点0から、その被締結ねじ13が再び回動開始する開始点Bまでの間のプロット点を多く、かつ鮮明位置で設定することが可能となり、これにより各プロット点を基準とするラチエット式トルクレンチ10の動作角度変化量とこれに対応するトルク変化量、つまり増し締めトルク値に対するラチエット式トルクレンチ10の回動角度を示す特性線Eを精度よく画くことができ、これにより被締結ねじが再回動開始する開始点Bの検出を精度よく容易に検出せしめることができる。従ってこの開始点Bを基にして被締結ねじ13の締結トルク値を精度よく検出することができるものである。
【0025】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の請求項1及び請求項2に記載のトルクレンチによれば、トルクレンチに設けられている可撓弾性部又は捩れ弾性部により、被締結ねじの締結トルク測定開始点から、その被締結ねじが回動開始されるまでの間のトルクレンチの角度変化量を大ならしめることができ、これによりその角度変化範囲内でのプロット点設定数の増大及び設定位置の明確化が可能となり、これにより上記プロット点設定位置を基にする被締結ねじの締結トルク値測定を正確かつ容易ならしめることができる。
【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説明図。
【図2】本発明よりなるトルクレンチの他の実施の形態を示した説明図。
【図3】本発明によるねじ締結トルク測定時の特性説明図。
【図4】従来のねじ締結トルク測定時の特性説明図。
【図5】従来のねじ締結トルクとレンチ回動角との関係を示した特性図。
【符号の説明】
1…トルクレンチ
2…レンチ本体
3…ヘッド部
4…ドライブ軸
5…柄部
6…可撓弾性部
7…角度検出センサ
8…表示器
10…ラチエット式トルクレンチ
11…ドライブ軸
12…ロングソケット
13…被締結ねじ
14…ドライブ軸嵌合部
15…ソケット部
16…捩れ弾性部
17…ヘッド部
18…角度検出センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a torque wrench suitable for measuring the fastening torque of a fastened screw that has already been fastened using a retightening method, and particularly before the fastened screw that has already been fastened is rotated again. The present invention relates to a torque wrench that makes it possible to easily detect a torque increase gradient characteristic and a torque increase gradient characteristic after the rotation of the screw has been resumed.
[0002]
[Prior art]
The engine cylinder head is fastened by using several to several tens of fastening screws (including bolts and nuts), for example, when the engine cylinder head is assembled or attached to the wheelbase axle. A necessary condition is that each of a plurality of fastening screws to be fastened to a wheel base (hereinafter referred to as a body to be fastened) is uniformly fastened with a desired (predetermined) fastening force. However, especially in a fastening operation in which a plurality of fastening screws are used to fasten a single body to be fastened, the fastening force of each fastening screw is likely to vary. Will be caused.
[0003]
Therefore, after fastening to the body to be fastened using a large number of fastening screws, it is necessary to check whether each of the fastening screws is fastened to the body to be fastened with a predetermined fastening torque. For this reason, conventionally, for example, a tightening force is applied to each fastening screw that is already fastened to the body to be fastened using, for example, a scaled torque wrench, and the operation of the torque wrench at this time The torque value for the point was read from the scale and confirmed as the tightening torque value of each fastening screw.
[0004]
That is, in the conventional method for confirming the tightening torque value of the fastening screw using a torque wrench with a scale, as shown in the characteristic diagram of the rotation angle of the torque wrench and the torque value displayed on the scale in FIG. A fastening force is applied to the fastening screw that is fastened with the fastening torque value T 1 (fastening point A) by a retightening method, and it is confirmed sensuously that the torque wrench has rotated together with the fastening screw. The additional tightening measurement torque value T 2 corresponding to the additional tightening point B is read from the scale of the torque wrench and measured and confirmed as the fastening torque value of the fastening screw based on the additional tightening measurement torque value T 2. It was something.
[0005]
In such a conventional fastening torque measuring method, a difference occurs in the measured value between the actual fastening torque value T 1 and the additional fastening measured torque value T 2 . In addition, the measured torque value at the time of retightening at the retightening point B varies. For example, when the adhesion between the seat surface of the fastening member and the fastening screw is high, the characteristic diagram of FIG. 4, torque index position of tightening point B is increased, which is tightened measured torque value T 2 increase due Get higher.
[0006]
Further, when lubricating oil, washers, etc. are interposed between the seating surface of the fastened body and the fastening screw, and the adhesion between the fastened body and the fastening screw is low, the torque index position of the additional fastening point B becomes low. The additional tightening measurement torque value T 2 approaches the tightening torque value T 1 . Further, the torque index position of the tightening point B fluctuates up and down due to variations in the rotational speed of the torque wrench by the person being measured or the degree of thermal expansion between the body to be fastened and the fastening bolt due to the temperature. The measurement torque value T 2 during retightening also varies due to a factor.
[0007]
As a fastening torque measuring method for eliminating variations in such measurement T 2, it has previously proposed a invention shown in JP-A-2000-778. This is based on the torque gradient characteristic, which detects the torque gradient characteristic in which the tightening torque rises stably from the start point of the tightening screw tightened to the body to be fastened until the desired rotation angle is reached. This is a method of calculating a tightening torque value at the start of additional tightening of the tightening screw.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a general torque wrench used in the fastening torque measurement method adopting such a conventional angle method, the displacement angle of the torque wrench due to the bending of the torque wrench itself or the twist of the socket is small. In addition, for example, as shown in FIG. 5, the torque wrench rotation angle θ changes with a rise in the fastening torque value T during screw fastening, and the torque wrench rotation corresponding to the change in the fastening torque value T is small. The rising slope of the characteristic line E indicating the dynamic angles θ 0 to θ 1 becomes steep, and for this reason, a plurality of plot points corresponding to a plurality of measured torque values are determined within a change angle with a small difference in the rotation angle of the torque wrench. It was difficult.
[0009]
For this reason, there is a problem that it is difficult to detect a characteristic line E indicating a torque wrench rotation angle corresponding to a plurality of tightening torque values T of the screw, and it is difficult to obtain a characteristic line E with high accuracy.
[0010]
The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and in a torque wrench for detecting a rotation angle of a wrench, a tightening torque value of a screw to be fastened to a body to be fastened is screwed to the torque wrench. A flexible elastic portion that is bent in the direction is provided, and from the fastening torque measurement start point of the tightened screw fastened to the fastened body until the tightened screw starts rotating (starts tightening) The torsion amount of the torque wrench can be increased, and thereby the tightening torque characteristic gradient from the fastening torque measurement start point of the fastened screw to the start of turning of the fastened screw is made gentle, The purpose is to make the setting of plot points within the fastening torque characteristic gradient large and easy.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a torque wrench for detecting a rotation angle of a wrench using a tightening torque value of a screw to be fastened to a fastened body, and a head portion of the torque wrench. A fastening elastic torque provided with a flexible elastic portion that can be bent in the screw fastening direction of the torque wrench and an angle detection sensor attached to the grip side end of the flexible elastic portion. It is a torque wrench suitable for measurement.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a torque wrench for detecting a rotation angle of a wrench with a tightening torque value of a screw to be fastened to a body to be fastened, which is fitted and used with a drive shaft of the torque wrench. A torsion elastic portion that is twisted around the socket axis is provided between a drive shaft fitting portion that is fitted to the drive shaft and a socket portion that is fitted to the screw to be fastened. The torque wrench is suitable for fastening torque measurement in which a socket is fitted and connected, and an angle detection sensor is mounted on the axis of the drive shaft of the torque wrench.
[0013]
Therefore, according to the torque wrench according to the first and second aspects, the fastening wrench is fastened from the fastening torque measurement start point of the fastened screw by the flexible elastic part or the torsion elastic part provided in the torque wrench. The amount of change in the angle of the torque wrench until the screw starts to rotate can be increased. This makes it possible to increase the number of set plot points and clarify the set position within the angle change range. This makes it possible to accurately and easily measure the fastening torque value of the screw to be fastened based on the plot point setting position.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
[0015]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an embodiment of a latitudinal torque wrench, 2 is a wrench main body portion with a built-in torque detecting means, and the wrench
[0016]
Further, an angle detection sensor 7 is attached to the end of the flexible elastic portion 6 on the
[0017]
As described above, in the present embodiment, the flexible elastic portion 6 that is bent in the screw fastening direction by the torque wrench 1 is provided between the
[0018]
Thus, since the flexible elastic portion 6 is bent until the screw to be fastened is restarted from the fastening position, the displacement of the handle portion with respect to the increase of the tightening torque value T by the torque wrench 1 is performed. The angle θ can be set to a large value, and as a result, as shown in FIG. 3, from the additional tightening
[0019]
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, a long socket 12 is fitted and connected to a
[0020]
And the structure of the long socket 12 used at the time of this fastening torque measurement is as follows. That is, one end of the long socket 12 is formed in the drive
[0021]
An
[0022]
In this embodiment, the long socket 12 having the torsional
[0023]
At this time, the long socket 12 connected to the
[0024]
Thus, since the torsional
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the torque wrench according to claim 1 and
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a torque wrench according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing another embodiment of the torque wrench according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of characteristics when measuring a screw fastening torque according to the present invention.
FIG. 4 is a characteristic explanatory diagram when measuring a conventional screw fastening torque.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a conventional screw fastening torque and a wrench rotation angle.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
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