JP7249614B2 - トルク値の精度を維持するトルクレンチ - Google Patents

Description

本発明はトルクレンチに関し、具体的にはトルク値の精度を維持し得るトルクレンチに関するものである。

トルクレンチは、トルクを設定できる機能を有し、且つレンチの加力が設定したトルク値に達したときに警告効果を発する警告機能を有している。機械式のトルクレンチは、トリップ機構を有し、トリップ機構は弾性部材によって押さえられ、レンチの後端には調整機構が設けられており、トリップ機構を加力する弾性部材の弾性力を変化させることができる。レンチには目盛りも設けられており、目盛りによってレンチの設定されたトルク値が表示される。使用においては、ボルト又はナットを回転させるレンチの加力が設定したトルク値を上回ったとき、トリップ機構がトリップ作用を発生させ、これにより振動と音が発生して、使用者にレンチの加力が設定値に達したことを知らせる。

トルクレンチは、長期間の使用を経ると構成部材に摩損が生じ、例えばトリップ機構に明らかな摩損が生じる、弾性部材に弾性疲労が起こるなどして、レンチの設定したトルク値が実際のトルク値と異なるようになってしまう。即ち、目盛りが表示する設定トルク値と実際のトルク値が一致せず、例えば使用者がレンチのトルク値を３０Ｎｍとしたのに、レンチのトリップ機構にトリップが発生したときの実際のトルク値は２８Ｎｍしかなく、ボルト又はナットが必要なトルク値で締め付けられず、機械装置又は建築物の安全性に影響をきたすことになる。

本発明の主な目的は、レンチがトルクを調整するのに便利な設計を有し、これによりレンチのトルク値の精度を維持し得るトルクレンチを提供することである。

本発明が提供するトルク値の精度を維持するトルクレンチは、
管体と、
管体の前端に枢設され、揺動可能であり、後端が管体内に位置する、杆体部材と、杆体部材の前端に設けられた、ヘッド部と、
杆体部材の後端に設けられた、トリップ機構と、
管体内に設けられ、トリップ機構に弾性力を作用する、弾性部材と、
グリップ及び移動部材を有し、グリップは管体の後端に回動可能に套設され、移動部材は管体内に設けられ、管体の長手方向に沿って移動することができ、移動部材の前端は弾性部材の後端を付勢しており、グリップが回転するとき、移動部材が駆動されて管体の長手方向に沿って移動させることができる、調整機構と、を含み、さらに、
移動部材の長手方向に沿って移動部材内に設けられた、螺合孔と、
移動部材の螺合孔内に螺合した調整ロッドと、を含み、調整ロッドを回転させると、調整ロッドを移動部材に対して移動させ、調整ロッドの前端が移動部材から突出して延び出し、弾性部材を付勢させることができる。

これにより、トルクレンチが構成部材の摩損によってトルク値に誤差が生じたとき、調整ロッドを回転させるだけで、調整ロッドにより弾性部材の弾性力を変化させて、摩損によって生じた誤差を補正し、レンチを正確なトルク値に戻すことができる。

審査官が本発明の目的、特徴及び達成される効果をより理解できるよう、以下では本発明の好ましい実施例を３つ挙げ、図面と合わせて詳しく説明する。
本発明の好ましい第１実施例におけるトルクレンチの正面長手方向断面図である。 本発明の好ましい第１実施例におけるトルクレンチの側面長手方向断面図である。 図１の部分拡大図である。 本発明の好ましい第１実施例におけるトルクレンチの作動図であり、トルクを調整している状態を示している。 本発明の好ましい第２実施例におけるトルクレンチの正面長手方向断面図である。 本発明の好ましい第２実施例におけるトルクレンチの側面長手方向断面図である。 図５の部分拡大図である。 本発明の好ましい第２実施例におけるトルクレンチの作動図であり、トルクを調整している状態を示している。 本発明の好ましい第３実施例におけるトルクレンチの部分長手方向断面図である。 図９の作動図であり、トルクレンチのトルクを調整している状態を示している。

実施例１
図１～２を参照して、本発明が提供するトルクレンチ１０の好ましい実施例では、レンチ１０は機械式構造のトルクレンチである。本発明の設計目的は、レンチ１０の独特な調整ロッド４７を利用して、機械的構造のトルクの精度を維持することである。

以下、本発明の好ましい第１実施例におけるトルクレンチ１０の構造を説明する。図３を参照して、レンチ１０は、以下を有する。

管体２０、杆体部材２５及び杆体部材２５の前端に設けられたヘッド部２２。ヘッド部２２は、オープンレンチ、ソケットレンチ又はラチェットレンチなどの構造形式でよく、本実施例の構造に限定されない。レンチ１０は、ヘッド部２２によって螺合部材（ボルト又はナット）又はソケットを回転させる。杆体部材２５は、回転軸２５１によって管体２０の前端に枢設され、回転軸２５１を回動支点にして揺動することができる。杆体部材２５の後端は管体２０内に位置し、ヘッド部２２は管体２０外に位置する。

押圧部材３０、弾性部材（圧縮ばねである）３２及びシム３３が、前から後ろへ順に管体２０内に設けられている。押圧部材３０は、杆体部材２５の後方に位置しており、管体２０内を摺動することができる。弾性部材３２は、押圧部材３０とシム３３の間に位置しており、その前・後の両端はそれぞれ押圧部材３０とシム３３に弾性的に当接している。シム３３も管体２０内を摺動することができ、弾性部材３２と調整機構４０の間に設けられ、調整機構４０が弾性部材３２に加える力を伝達するのに用いられる。

調整機構４０は、グリップ４２及び移動部材を有し、移動部材は管体２０に設けられ、管体２０の長手方向に沿って移動することができ、その前端はシム３３に接触／当接しており、グリップ４２が回転するとき、移動部材を駆動して管体内を移動させることができる。本実施例中、移動部材はねじ軸４４と、管体２０内に固定接続され、ねじ孔４１１を有する固定部材４１であり、ねじ軸４４は固定部材４１のねじ孔４１１に螺設され、これにより、ねじ軸４４が回転するとき、管体２０内を移動することができる。ねじ軸４４の前端は弾性部材３２と直接接触可能である。本実施例では、ねじ軸４４の前端がシム３３を介して弾性部材３２に接触している。グリップ４２は、管体２０後端の外周面に回動可能に套設されている。ねじ軸４４の後端は、グリップ４２と直接接続されるか、又は他の部材によってグリップ４２と間接的に接続されるが、本実施例では、グリップ４２の後端が接続部材４５を介してねじ軸４４の後端に接続されている。グリップ４２が回転するとき、ねじ軸４４が連動して一緒に回転し、ねじ軸４４とシム３３が駆動されて管体２０の長手方向に沿って異なる位置へ移動することにより、押圧部材３０を付勢する弾性部材３２の弾性力を変化させることができる。

トリップ機構５０は、杆体部材２５の後端と押圧部材３０の間に設けられ、レンチ１０の加力が設定されたトルク値を上回ったとき、トリップ機構５０がトリップ作用を発生させる。トリップ機構５０は様々な形態が可能であり、本実施例が開示する形態のトリップ機構に限定されない。トリップ機構５０は、杆体部材２５の後端に設けられた第１凹部５２、押圧部材３０の前端に設けられた第２凹部５４、及び矩形体又は立方体を呈する押し上げブロック５５を含み、押し上げブロック５５は２つの凹部５２、５４と接触している。押圧部材３０が弾性部材３２の弾性力を受けるため、押し上げブロック５５は押圧部材３０と杆体部材２５に弾性的に挟持される。トリップ機構５０が通常状態にあるとき、２つの凹部５２、５４は正対しており、押し上げブロック５５の前・後２つの端面はそれぞれ２つの凹部と接触している。

本発明のトルクレンチにはさらに、螺合孔４８及び調整ロッド４７が設けられている。螺合孔４８は、ねじ軸４４の長手方向に沿ってねじ軸４４中に設けられ、ねじ軸４４を貫通している。調整ロッド４７の外周面はねじ山を有し、その長さはねじ軸４４よりも長く、調整ロッド４７はねじ軸４４の螺合孔４８中に螺設されるが、説明すべき点として、螺合孔４８の孔壁及び調整ロッド４７の周面すべてにねじ山を備える必要はない。調整ロッド４７の後端は、ねじ軸４４の後端から露出しており、調整ロッド４７の後端に操作部が設けられ、操作部から調整ロッド４７を回転させることができる。本実施例において、操作部は２種類の形態を有し、その１つは非円形の周面であり、例えば外周面が多角形（六角形など）を呈する外周部４７１であり、工具を外周部４７１に被せて調整ロッド４７を回転させるのに用いられる。操作部は非円形の凹穴４７２でもよく、例えば多角形（六角形）の凹穴４７２であり、工具（六角レンチ）で調整ロッド４７を回転させるのに用いることができる。調整ロッド４７を回転させるとき、調整ロッド４７をねじ軸４４の螺合孔４８中で回転させることができ、調整ロッド４７とねじ軸４４の間に相対的な変位が生じて、調整ロッド４７が単独で弾性部材３２を押圧することにより、弾性部材３２の弾性力が調整される。

本発明のトルクレンチ１０を使用するとき、使用者は調整機構４０を介してレンチ１０のトルク値を設定することができ、グリップ４２を回転させるとねじ軸４４が連動して管体２０の長手方向で移動し、これにより弾性部材３２の弾性エネルギーを変化させることができ、弾性部材３２に押圧部材３０を大きな弾性力で押圧させる場合には、レンチ１０のトルク値を高く設定し、トリップ機構５０が大きな作用力を受けたときのみトリップ作用を発生するようにさせる。反対に、弾性部材３２に押圧部材３０を小さな弾性力で押圧させる場合には、レンチ１０のトルク値を小さく設定する。グリップ４２を回転させてレンチ１０のトルク値を調整するとき、調整ロッド４７はねじ軸４４と一緒に移動する。

レンチ１０が螺合部材又はソケットを回転させる力が設定したトルクに達すると、トリップ機構５０にスリップ／トリップ作用が発生し、杆体部材２５の後端と押圧部材３０がそれぞれ両側に偏揺れし、２つの凹部５２、５４は位置がずれて非正対状態が形成される。トリップ機構５０がトリップ現象を発生するとき、振動が生じ、音を発するため、使用者はその振動と音によってレンチ１０の加力が設定のトルク値に達したことを容易且つ迅速に判断することができる。

レンチ１０をある程度の期間使用すると、トリップ機構５０が摩損を生じたり、弾性部材３２の弾性が弱まったりするなど、レンチの部材に摩損を生じることがあり、如何なる部材の摩耗であっても押圧部材３０を付勢する弾性部材３２の弾性力を低減させて、レンチ１０のトルク値に誤差を生じさせてしまう。レンチのトルク値に誤差がある場合、本発明の構造はレンチを正確なトルク値に容易に戻すことができる。図４を参照して、トルクをテストする計器を用いてレンチ１０の実際のトルク値を読み取り、操作部から調整ロッド４７を回転させて、調整ロッド４７をねじ軸４４中で管体２０の長手方向に沿って移動させるが、このとき、グリップ４２は回転せず、ねじ軸４４が回転させられずに静止を保持して移動せず、調整ロッド４７の前端がねじ軸４４を突き出て、シム３３を介して弾性部材３２を圧縮することにより、レンチ１０を正確なトルク値に戻すことができ、このようにしてレンチの部材が摩損した状態によって生じたトルク値の誤差を補正し、レンチの実際のトルク値とレンチのトルク値の示度（例えば管体２０の目盛りが示すトルク値）を一致させることができる。

その後、使用者がトルクレンチ１０を異なるトルク値に設定したい場合には、グリップ４２を回転させてねじ軸４４が連動して移動するようにし、ねじ軸４４及び調整ロッド４７は、図４の状態を保持して一緒に移動し、弾性部材３２を圧縮するか又は緩める。ある程度の期間の使用を経て、トルクレンチのトルク値に再び誤差が生じた場合には、もう一度調整ロッド４７の操作部を回転させることによりレンチ１０を正確なトルク値に戻すことができる。

レンチ１０を校正し、正確なトルク値に戻す際には、調整ロッド４７を調整するだけでよく、レンチ１０の分解・組立を必要としないため、要する費用や時間を大幅に節約することができる。

実施例２
図５～図７は本発明のレンチ１０'の好ましい第２実施例であり、それは同様に、管体２０、杆体部材２５、ヘッド部２２、押圧部材３０、弾性部材３２、シム３３、調整機構４０、移動部材、調整ロッド４７及びトリップ機構５０を含み、同じ部材は同じ部材符号で示しており、部材の構造特徴は好ましい第１実施例における説明を参照できるため、ここでは説明を省略する。

本実施例中、移動部材はねじ軸４４及び管形状のスライド部材４６を含み、ねじ軸４４の前端はスライド部材４６後端のねじ孔４６１中に螺合し、ねじ軸４４内には貫通孔４４１が設けられており、貫通孔４４１はねじ軸４４の長手方向に沿ってねじ軸４４を貫通しており、螺合孔４８は、スライド部材４６の長手方向に沿ってスライド部材４６中に設けられている。管体２０の管壁には、長手方向に沿って長手方向の溝４９が設けられており、溝４９の位置はスライド部材４６に対応しており、スライド部材４６の周面には制限要素４９１（例えば小ねじ又はピン）が固定されており、制限要素４９１の一端は溝４９内に嵌め込まれ、スライド部材４６が管体２０内をスライド可能且つ回転できないようにさせている。ねじ軸４４後端の外周面には環状溝４３が凹設されており、少なくとも１つのリミットピン４３１が管体２０に固定接続され、且つその一端が環状溝４３の凹部内に嵌め込まれ、ねじ軸４４を管体２０内でのみ回転可能且つ移動できないようにさせている。グリップ４２は、接続部材４５によりねじ軸４４後端に固定接続され、グリップ４２が回転するとき、ねじ軸４４がグリップ４２と一緒に回転し、ねじ軸４４がスライド部材４６を駆動して管体２０の長手方向に沿って前後にスライドさせ、スライド部材４６の前端に弾性部材３２を圧縮又は解放させて、押圧部材３０を付勢する弾性部材３２の弾性力を変化させる。

調整ロッド４７の長さは移動部材よりも長く、ねじ軸４４の貫通孔４４１を穿伸しており、且つスライド部材４６の螺合孔４８に螺合している。外周部４７１又は凹穴４７２から調整ロッド４７を回転させると、調整ロッド４７をスライド部材４６に対して移動させることができ、これにより弾性部材３２を押し上げて、弾性部材３２の弾性力を調整する。ねじ軸４４及び調整ロッド４７の全ての長さにねじ山を備える必要はなく、例えばねじ軸４４の前端及び調整ロッド４７の前端にねじ山を設けるだけでもよい。

トルクレンチ１０'のトルク値に誤差がある場合、本実施例の構造はレンチを正確なトルク値に簡単に戻すことができる。図８を参照して、操作部（外周部４７１又は凹穴４７２）から調整ロッド４７を回転させて、調整ロッド４７をねじ軸４４及びスライド部材４６中で管体２０の長手方向に沿って移動させるが、このとき、グリップ４２は回転させられていないため、ねじ軸４４とスライド部材４６が静止を保持して移動しない。調整ロッド４７の前端がスライド部材４６から突出して延び出し、これにより弾性部材３２を圧縮し、レンチ１０を正確なトルク値に戻して、レンチの実際のトルク値とレンチのトルク値の示度を一致させる。

同様に、使用者がトルクレンチ１０'を異なるトルク値に設定するため、グリップ４２を回転させて、移動部材が連動して移動したとき、調整ロッド４７及びスライド部材４６は、図８の状態を保持して一緒に移動し、弾性部材３２を圧縮するか又は緩める。トルク値に再び誤差が生じた場合には、もう一度調整ロッド４７の操作部を回転させることによりレンチ１０'を正確なトルク値に戻すことができる。

実施例３
図９は本発明のレンチ１０''の好ましい第３実施例であり、それは同様に、管体２０、杆体部材２５、ヘッド部、押圧部材３０、弾性部材３２、シム３３、調整機構４０、移動部材、調整ロッド４７及びトリップ機構５０を含み、同じ部材は同じ部材符号で示しており、同じ部材については好ましい第２実施例における説明を参照できるため、ここでは説明を省略する。

本実施例の移動部材は、同様にねじ軸４４及び管形状のスライド部材４６を含み、ねじ軸４４は原位置でのみ回転可能であり、移動はできず、その前端はスライド部材４６と螺合しており、スライド部材４６は制限要素４９１と長手方向の溝４９による制限を受けて、管体２０に沿って移動することしかできず、回転はできない。ねじ軸４４がグリップ４２により回転させられるとき、ねじ軸４４がスライド部材４６を駆動して管体２０の長手方向に沿って移動させ、これにより弾性部材３２の弾性エネルギーを変化させて、レンチ１０''のトルク値を調整する。

調整ロッド４７はねじ軸４４の貫通孔４４１内に貫設されており、調整ロッド４７の前端はねじ軸４４の前端を突き出て、スライド部材４６の内周面に設けられた螺合孔４８に螺合している。ねじ軸４４がスライド部材４６を駆動して移動させるとき、調整ロッド４７がスライド部材４６と一緒に移動する。

好ましい本実施例中、調整ロッド４７の前端は、ねじ軸４４の前端において露出し且つスライド部材４６の螺合孔４８に螺合している大径部４７４を有する。ねじ軸４４の前端は、スライド部材４６のねじ孔４６１に螺合している。上述の螺合孔４８及びねじ孔４６１はいずれもスライド部材の内周面に形成し、スライド部材４６の同一の孔Ｈ中に形成することができ、言い換えれば、螺合孔４８とねじ孔４６１は同一の孔Ｈでよく、螺合孔４８のねじ山及びねじ孔４６１のねじ山はスライド部材４６の前後に設けられており、螺合孔４８のねじ山は前にあり、ねじ孔４６１のねじ山は後にある。

螺合孔４８とねじ孔４６１のねじ山は、同じピッチでも異なるピッチでもよい。

好ましい本実施例のトルクレンチ１０''のトルク値に誤差がある場合、図１０を参照して、操作部（外周部４７１又は凹穴４７２）から調整ロッド４７を回転させて、調整ロッド４７の前端がスライド部材４６の前端から突出して延び出すようにさせることで（ねじ軸４４とスライド部材４６は静止を保持して移動しない）、弾性部材３２が圧縮され、レンチ１０を正確なトルク値に戻すことができる。

好ましい本実施例及び好ましい第２実施例における螺合孔４８のねじ山のピッチはねじ孔４６１のねじ山のピッチよりも小さいため、調整ロッド４７によりトルクレンチのトルク値を調整するとき、微調整作用を有する。

本発明の構造を使用することで、調整ロッドを回転させるだけでトルクレンチを正確なトルク値に戻すことができ、レンチの分解・組立を必要とせず、トルクレンチの校正及び調整がより便利且つ迅速になる。

上述の実施例は本発明を説明するものであり、限定するものではなく、例えばそのトリップ機構やレンチの調整構造は本発明が示したものに限らない。まとめると、本発明は同類物品に未開の構造であり、且つより多くの実用的機能を備えたものであり、法に則りここに申請を提出する。

１０、１０'、１０'' レンチ
２０ 管体
２２ ヘッド部
２５ 杆体部材
２５１ 回転軸
３０ 押圧部材
３２ 弾性部材
３３ シム
４０ 調整機構
４１ 固定部材
４１１ ねじ孔
４２ グリップ
４３ 環状溝
４３１ リミットピン
４４ ねじ軸
４４１ 貫通孔
４５ 接続部材
４６ スライド部材
４６１ ねじ孔
４７ 調整ロッド
４７１ 外周部
４７２ 凹穴
４７４ 大径部
４８ 螺合孔
４９ 溝
４９１ 制限要素
５０ トリップ機構
５２ 第１凹部
５４ 第２凹部
５５ 押し上げブロック

Claims (12)

1. 管体と、
   前記管体の前端に枢設され、揺動可能であり、後端が前記管体内に位置する、杆体部材と、前記杆体部材の前端に設けられた、ヘッド部と、
   前記杆体部材の後端に設けられた、トリップ機構と、
   前記管体内に設けられ、前記トリップ機構の後方に位置し、押圧部材を介して前記トリップ機構に弾性力を作用する、弾性部材と、
   グリップ及び移動部材を有し、前記グリップは前記管体の後端に回動可能に外嵌され、前記移動部材は前記管体内に設けられ、前記管体の長手方向に沿って移動することができ、前記移動部材の前端は前記弾性部材の後端を付勢しており、前記グリップが回転するとき、前記移動部材が駆動されて前記管体の長手方向に沿って移動させることができる、調整機構と、を含み、さらに、
   前記移動部材の長手方向に沿って前記移動部材内に設けられた、螺合孔と、
   前記移動部材の螺合孔内に螺合した調整ロッドと、を含み、前記調整ロッドを回転させると、前記調整ロッドを前記移動部材に対して移動させ、前記調整ロッドの前端が前記移動部材から突出して延び出し、前記弾性部材を付勢させることができ、
   前記トリップ機構は、前記杆体部材の後端に設けられる第１凹部と、前記押圧部材の前端に設けられる第２凹部と、押し上げブロックとを含み、前記押し上げブロックが前記第１凹部と前記第２凹部と接触し、トリップ作用により、振動と音が発生し、使用者にレンチのトルクが設定値に達したことを知らせ、
   前記調整機構は、設定トルク値の較正を行い、トルク値の精度を維持する、トルクレンチ。
2. 前記調整ロッドを回転させるのに用いられる操作部が前記調整ロッドの後端に設けられた、請求項１に記載のトルクレンチ。
3. 前記調整ロッドの後端は非円形の外周面を有し、前記操作部を形成している、請求項２に記載のトルクレンチ。
4. 前記調整ロッドの後端に非円形の凹穴が設けられており、前記操作部を形成している、請求項２に記載のトルクレンチ。
5. 前記調整ロッドの後端は前記移動部材の後端から露出している、請求項１に記載のトルクレンチ。
6. 前記調整ロッドの長さは前記移動部材よりも大きい、請求項１に記載のトルクレンチ。
7. 前記弾性部材と前記調整機構の間に設けられたシムをさらに含む、請求項１に記載のトルクレンチ。
8. 前記移動部材はねじ軸であり、前記ねじ軸は回転するときに前記管体の長手方向に沿って移動し、前記螺合孔は前記ねじ軸中に設けられ、前記調整ロッドは前記ねじ軸の前記螺合孔に螺設され、前記調整ロッドは回転すると、前記調整ロッドの前端が前記ねじ軸から突出して延び出す、請求項１に記載のトルクレンチ。
9. 前記移動部材は、ねじ軸及び管形状のスライド部材を含み、前記ねじ軸には前記ねじ軸を長手方向に貫通した貫通孔が設けられており、前記ねじ軸の前端は前記スライド部材の後端と互いに螺合しており、前記グリップが回転するとき、前記ねじ軸が連動して回転し、前記ねじ軸が回転するとき、前記スライド部材を駆動して前記管体の長手方向に沿って移動させ、前記スライド部材の前端が前記弾性部材を付勢し、前記螺合孔は前記スライド部材中に設けられており、前記調整ロッドは前記ねじ軸の貫通孔に貫設され、且つ前記スライド部材の螺合孔に螺合しており、前記調整ロッドは回転すると、前記調整ロッドの前端が前記スライド部材から突出して延び出す、請求項１に記載のトルクレンチ。
10. 前記スライド部材中、前記螺合孔の後方の位置にねじ孔が設けられ、前記ねじ軸は前記スライド部材のねじ孔と螺合しており、前記調整ロッドの前端は前記螺合孔と螺合している、請求項９に記載のトルクレンチ。
11. 前記調整ロッドの前端に大径部が形成され、前記調整ロッドは前記大径部により前記螺合孔と螺合している、請求項１０に記載のトルクレンチ。
12. 前記螺合孔及び前記ねじ孔は前記スライド部材中に形成され、前記螺合孔のピッチと前記ねじ孔のピッチは同じか又は異なる、請求項１０に記載のトルクレンチ。

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