JP5299606B2 - マーキング機能付きトルクレンチのソケット装着構造 - Google Patents

Description

この発明は、ボルト又はナットに対する締付力が所定の値に達した際にスタンプ機構が動作して自動的にマーキングを行うマーキング機能付きトルクレンチのソケット装着構造に関するものである。

エンジン、車両などの生産ライン等において、組立て工程内でのボルト締め付け忘れ防止策として、トルクレンチにてボルト締め付け完了後にマーキングを実施している事例が多く見受けられる。最近では締め付け完了時のマーキングを自動で行うことができるマーキング機能付きトルクレンチが提案されている（例えば特許文献１参照）。
市販されているマーキング機能付きトルクレンチ機構としては、図５に示すように、ボルト締め付けトルクに達した際、トルクレンチ本体２０内に設けたトグル機構２１の動作によるヘッド２３の首振りの変位を利用し、機械的なリンク機構２４を介し、マーキングスタンプ部３０を上下方向に移動させてボルト５０などにスタンプ動作を行っている。リンク機構２４は、トルクレンチ本体２０の上部に設けられ、マーキングスタンプ部３０はエクステンション２５内に収納されている。エクステンション２５には、筒状アダプタ２６が連結され、該筒状アダプタ２６にボルトやナットの締め付けを行うソケット２７が嵌合されている。

ところで、マーキング機能付きトルクレンチには、締め付け後に確実にマーキングされる他に、小型で他の部品との干渉がないこと、軽量で長時間の使用にも作業者に疲労を与えないこと、消耗品であるソケットの交換が簡単かつソケット単価が安いことが求められる。しかし、上記特許文献１に示されるマーキング機能付きトルクレンチでは、マーキング機構がソケット中心部を貫通しており、その大きさと形状のために専用の特殊なソケットが必要になっている。専用ソケットは高価（流通量、形状の複雑さ）であり、消耗品として扱われる量産工程において、生産コスト上昇を招く。また、ソケット自体も大きくなるため、締め付け時に隣接部品との干渉が発生するという問題もある。

ソケット単価が安いという点で、一般的に流通している市販品（小型で安価）を利用できることはメリットが非常に大きく、市販のソケット利用が可能なマーキング機能付きトルクレンチが望まれる。なお、ソケットの交換を容易にすると、その反面で装着部から脱落しやすくなるため、一般のトルクレンチでは、装着部外面にボールプランジャを設けるとともに、ソケットの装着口内面に凹部を設けておき、この凹部に前記ボールプランジャが収まることでソケットの脱落防止を図っている。

また、市販のソケットの一部には、径方向に沿って貫通孔を形成するとともに、装着部側に同様に貫通孔を設けておき、それぞれの貫通孔を通してピンを挿通することでソケットの脱落を防止するものもある（例えば特許文献２）。
特開平６−２９７３５２号公報 実開平４−３５８７６号公報

しかし、マーキング機能付きトルクレンチでは、機能上、装着部内にスタンプ機構を内蔵しているため、市販のソケットを用いるために装着部側にボールプランジャを設けることはスペース上の制約や、強度面から実質的に困難であり、またピンの挿通による脱落防止策もピンとスタンプ機構とが干渉するため採用することは難しく、市販のソケット利用を困難にしている。

本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、スタンプ機構を内蔵した装着部に対しても、ソケットの貫通孔を利用してスタンプ機構に損傷などを与えることなくソケットの脱落防止を図ることができ、その結果、小型で安価な市販ソケットを使用することが可能になるマーキング機能付きトルクレンチのソケット装着構造を提供することを目的とする。

すなわち、本発明のマーキング機能付きトルクレンチのソケット装着構造のうち、第１の本発明は、ボルト又はナットに対する締付力が所定の値に達した際にスタンプ機構が動作して自動的にマーキングを行うマーキング機能付きトルクレンチのソケット装着構造において、
前記スタンプ機構が内蔵された筒状のソケット装着部に、該ソケット装着部に装着されたソケットの外周面から装着口にかけて貫通するように設けられた貫通孔と連通可能で前記貫通孔よりも小径な係合孔が形成されており、さらに前記貫通孔に挿通される大径部と前記係合孔に挿通される小径部とを有し、かつ前記大径部が前記係合孔に挿入不可の断面形状を有し、前記小径部が前記マーキング機構に達しない長さとされた段付き係合ピンを有し、前記貫通孔は、前記係合ピンの大径部が前記ソケット装着部に当たるまで挿通可能に形成されていることを特徴とする。

第１の本発明によれば、段付き係合ピンをソケットの貫通孔および装着部の係合孔に槽通する際に、係合ピンの大径部が係合孔に挿入されることなく装着部外壁で規制されることで、係合ピンがそれ以上に内側に移動することがなく、小径部の長さがスタンプ機構に到達しない長さとされていることで段付き係合ピンでスタンプ機構に損傷を与えることなくソケットと装着部とが確実に係合されてソケットの脱落が防止される。

第２の本発明のマーキング機能付きトルクレンチのソケット装着構造は、前記第１の本発明において、前記大径部が前記貫通孔よりも短い長さとされ、該貫通孔内で前記係合ピンの大径部外周側にＯリングが装着されていることを特徴とする。

第２の本発明によれば、Ｏリングによって段付き係合ピンが外周側に脱落するのを防止する。

以上説明したように、本発明によれば、スタンプ機構に到達しない段付き係合ピンまたは係合ピンが内側への移動が規制された状態でソケットの貫通孔と装着部の係合孔とに挿通され、スタンプ機構に損傷などを与えることなくソケットを確実に装着部に装着し、かつ脱落を防止することができる。この結果、マーキング機能付きトルクレンチにおいて、小型で安価な市販ソケットを使用することが可能になる効果がある。

（実施形態１）
以下に、本発明の一実施形態を図１、図２に基づいて説明する。
図１は、実施形態の装着構造を有するマーキング機能付きトルクレンチ１の一部を省略した一部断面図であり、筒状としたトルクレンチ本体２の先端側にヘッド３が回転可能に取り付けられている。ヘッド３の一部はトルクレンチ本体２内に伸張し、トルクレンチ本体２に設けた図示しないトグル機構の一方側に連結され、トグル機構の他方側はトルクレンチ本体２側に連結されている。
トグル機構は、規定トルク締め付け時に、トグル動作によってトルクレンチ本体２側とヘッド３側の固定状態が解かれ、トルクレンチ本体２に加わる締め付け力に対し、ヘッド３が追従せず、トルクレンチ本体２に対しヘッド３側が相対的に所定角度で首振り動作をすることになる。なお、トグル機構の構成は本発明としては特定のものに限定をされるものではなく、既知のものを用いることができる。

ヘッド３には、ドライブ部３ａが固定されており、該ドライブ部３ａに、前記トルクレンチ本体２と交差するようにエクステンション筒体４が装着されており、その先端の角筒部４ａに後述する筒状のソケット５が装着される。したがって、エクステンション筒体４の先端の角筒部４ａがソケットを装着する装着部に相当する。

上記エクステンション筒体４内には、軸方向に沿ったマーキングスタンプ本体６がスタンプ機構として軸方向に移動可能に配置されており、該マーキングスタンプ本体６の先端側の小径のスタンプ部６ａは、ソケット５の筒孔５ａを通してソケット５のソケット口５ｂ内に突き出し可能になっている。なお、マーキングスタンプ本体６の央部に設けられた段部とエクステンション筒体４に設けた段部との間にスタンプ押し戻しバネ７が配置されている。スタンプ押し戻しバネ７は、マーキングスタンプ本体６が通常の位置（初期位置）にある場合、マーキングスタンプ本体６等の自重のみがかかり、これを弾性力によって支持しており、マーキングスタンプ本体６が前進（図では下方移動）すると、該スタンプ押し戻しバネ７が圧縮されてマーキングスタンプ本体６を初期位置に押し戻す弾性力が発生する。マーキングスタンプ本体６は、インクを収容したインクカートリッジにより主要部を構成することができる。

また、マーキングスタンプ本体６の基端側（図では上端側）には、樹脂製のスタンプキャップ部６ｂが設けられており、該スタンプキャップ部６ｂ上に、同じくエクステンション筒体４内に軸方向に沿って配置されたスタンプ押し付けロッド８の先端側が位置して接続されており、スタンプ押し付けロッド８の基端側は、ドライブ部３ａから上方に突き出して、前記トグル機構の動作に連動する機構（図示しない）によって下降駆動するように構成されている。なお、トグル機構の動作に連動する機構は、本発明としては特に限定をされるものではなく、リンク機構などによって構成することができる。

また、前記したように、エクステンション筒体４の先端の角筒部４ａには、ボルト締め付け用のソケット５が筒穴５ａを介して装着されている。したがって、ソケット５の筒穴５ａは、本発明の装着口に相当する。
上記角筒部４ａには、径方向に沿って二つの係合孔４ｃ、４ｃが１８０度間隔で形成されており、該角筒部４ａに装着されるソケット５には、装着状態で前記係合孔４ｃ、４ｃに連通する貫通孔５ｃ、５ｃが外周壁から装着口である筒穴５ａにかけて形成されている。前記係合孔４ｃ、４ｃは、貫通孔５ｃ、５ｃに比べて孔径が小径になっている。

これら貫通孔５ｃおよび係合孔４ｃには、段付き係合ピン１０が挿通されている。該段付き係合ピン１０は、貫通孔５ｃに挿通される大径部１０ａと、係合孔４ｃに挿通される小径部１０ｂとからなり、大径部１０ａは、係合孔４ｃに挿入不可の径、すなわち挿入不可の断面形状を有している。これにより段付き係合ピン１０は、大径部１０ａの前端が角筒部４ａに当たることでそれ以上に内側に移動するのことが規制される。また、小径部１０ｂは、貫通孔５ｃよりも長さが小さくなっており、エクステンション筒体４に内蔵される前記マーキングスタンプ本体６（スタンプ部６ａを含む）には至らない長さとされている。一方、大径部１０ａは、貫通孔５ｃよりも長さが短く、大径部１０ａの外周側では、貫通孔５ｃにＯリング１１が装着されて段付き係合ピン１０の脱落を防止している。

次に、上記マーキング機能付きトルクレンチ１の動作について説明する。
締め付けのためのトルクをマーキング機能付きトルクレンチ１にプリセットし、ソケット５内に、締め付けを行うボルト頭部１５を収容する。この際に、トグル機構は開放されているため、スタンプ押しつけロッド８は下降するこなく初期位置にある。また、マーキングスタンプ本体６は、スタンプ押し戻しバネ７で支持されて初期位置にある。

上記の状態でトルクレンチ本体２を介して締め付けを行うと、プリセットされたトルクに達するまでボルト頭部１５がソケット５によって回転される。締め付け力がプリセットされたトルクに達すると、トグル機構が動作して、ヘッド３が首振り動作をする。この首振り動作に伴って、スタンプ押し付けロッド８が下方に押し出され、マーキングスタンプ本体６をスタンプ押し戻しバネ７の弾性力に抗して前進させる。マーキングスタンプ本体６の前進によって、スタンプ部６ａは、ソケット５の筒穴５ａからソケット口５ｂに突き出され、遂にはボルト頭部１５に至り、該ボルト頭部１５にスタンプがなされる。この際に、段付き係合ピン１０は、係合孔４ｃ内に位置しており、マーキングスタンプ本体６と干渉することはない。

トルクレンチ本体２を介した締め付けを止めるとトグル機構が開放されてヘッド３の首振りは元に戻る。これによりスタンプ押し付けロッド８を介してマーキングスタンプ本体６に加えられていた押し付け力がなくなり、該マーキングスタンプ本体６は、スタンプ押し戻しバネ７の弾性力によって押し戻され（後進し）、初期位置に復帰する。この際にも、段付き係合ピン１０は、マーキングスタンプ本体６と干渉することはない。
上記動作によって、特別な機構を要することなく、起動アームの小さな変位を利用してマーキング機構に大きなストロークを与えて確実にマーキングを行うことができ、ソケット５の脱落も段付き係合ピン１０によって確実に防止されている。
ソケット５の取り外しが必要な場合には、Ｏリング１１を貫通孔５ｃから外し、係合孔４ｃ、貫通孔５ｃから抜き取ることで、ソケット５を角筒部４ａから容易に取り外すことができる。ソケット５を再度、または新たなソケット５を取り付ける際には、ソケット５を筒穴５ａを介して角筒部４ａに装着した後、貫通孔５ｃ、係合孔４ｃを通して段付き係合ピン１０を挿通し、その外周側にＯリング１１を装着することで、容易にソケットの装着を行うことができる。

（実施形態２）
上記実施形態１では、段付き係合ピンによってソケットの脱落防止を行うものとしたが、ストレートな係合ピンを用いてソケットの脱落防止を行うことも可能である。以下に、その実施形態を図３、４に基づいて説明する。なお、前記実施形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。
この実施形態では、ソケット５の貫通孔５ｃ外周に装着されるゴム製のリング状ベルト１３を備えており、該リング状ベルト１３は、貫通孔５ｃの径よりも大きな幅を有している。該リング状ベルト１３の内面には、径方向に沿った係合ピン１２が一体化されている。

該係合ピン１２は、リング状ベルト１３の製造時に型内でベルト材料中に埋設して、加熱、加圧によって一体化させることができる。この際に、リング状ベルト１３と係合ピン１２の結合を確実にするために係合ピン１２に凹凸形状、例えば、図４（ｂ）に示すように、周回溝１２ａを形成してベルト材料との接触面積を増大させて結合性を向上させることができる。

上記係合ピン１２は、貫通孔５ｃ、係合孔４ｃに挿通し、リング状ベルト１３を貫通孔５ｃを覆うようにしてソケット５の外周面に装着する。この装着において、係合ピン１２の先端は、係合孔４ｃ内に収まっており、マーキング部６ａを含みマーキングスタンプ本体６に到達することはない。なお、この実施形態では、係合ピン１２の数に合わせて角筒部４ａには、径方向に沿って一つの係合孔４ｃを形成しておく。
この実施形態においても、マーキング動作に際し係合ピン１２がマーキング機構の一部であるスタンプ部６ａに干渉することはなく、ソケット５の脱落が防止された状態で円滑にマーキング動作がなされる。

また、上記リング状ベルト１３と係合ピン１２とは一体化されているため、取り扱いが容易である。さらに、係合ピン１２単独であると紛失をし易いが、係合ピン１２がリング状ベルト１３と一体化されているため紛失しにくいという利点もある。なお、上記実施形態では、リング状ベルト１３に一つの係合ピン１２が一体化されているものについて説明したが、二つの係合ピン１２がリング状ベルト１３に一体化されているものであっても良い。その場合、係合ピン１２の数に合わせて角筒部４ａには２つの係合孔４ｃ、４ｃを形成する。

以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定をされるものではなく、当然に本発明を逸脱しない限りは適宜に変更が可能である。

本発明の一実施形態の装着構造を有するマーキング機能付きトルクレンチの一部を省略した一部断面図である。 同じく、装着構造を示す一部拡大図である。 本発明の他の実施形態の装着構造を示す一部拡大図である。 同じく、一体化されたリング状ベルトと係合ピンを示す平面図および一部拡大断面図である。 従来のマーキング機能付きトルクレンチを示す図である。

符号の説明

１ マーキング機能付きトルクレンチ
２ トルクレンチ本体
３ ヘッド
３ａ ドライブ部
４ エクステンション筒体
４ａ 角筒部
４ｃ 係合孔
５ ソケット
５ｃ 貫通孔
１０ 段付き係合ピン
１０ａ 大径部
１０ｂ 小径部
１１ Ｏリング
１２ 係合ピン
１３ リング状ベルト

Claims (2)

1. ボルト又はナットに対する締付力が所定の値に達した際にスタンプ機構が動作して自動的にマーキングを行うマーキング機能付きトルクレンチのソケット装着構造において、
   前記スタンプ機構が内蔵された筒状のソケット装着部に、該ソケット装着部に装着されたソケットの外周面から装着口にかけて貫通するように設けられた貫通孔と連通可能で前記貫通孔よりも小径な係合孔が形成されており、さらに前記貫通孔に挿通される大径部と前記係合孔に挿通される小径部とを有し、かつ前記大径部が前記係合孔に挿入不可の断面形状を有し、前記小径部が前記マーキング機構に達しない長さとされた段付き係合ピンを有し、前記貫通孔は、前記係合ピンの大径部が前記ソケット装着部に当たるまで挿通可能に形成されていることを特徴とするマーキング機能付きトルクレンチのソケット装着構造。
2. 前記大径部が前記貫通孔よりも短い長さとされ、該貫通孔内で前記係合ピンの大径部外周側にＯリングが装着されていることを特徴とする請求項１記載のマーキング機能付きトルクレンチのソケット装着構造。

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