JPH09511455A - ダイナモメトリックレンチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ダイナモメトリックレンチは、ハンドル部品（１）及び細長いトーション体（２）を含み、トーション体の第１端部（３）が、ハンドル部品（１）に一緒に回転するように連結されており、反対側の端部（４）には、トーション体をねじ等に連結するための手段が設けられている。端部（４）の領域では、トルクが加えられることによる捩じれがトーション体（２）に加えられたときにハンドル部品（１）に対して回転できるソケット状部品又はリング状部品（８）にトーション体（２）が一緒に回転するように連結されている。ストップ要素（１０）がハンドル部品（１）に連結されており、このストップ要素は、ソケット部品（８）に設けられた少なくとも一つの肩部（１２’）と、詳細には、トーション体を弾性変形させるが塑性変形させない所定の最適のトルクをねじ要素に加えたとき、ストップ要素が肩部と接触するように配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】 ダイナモメトリックレンチ 発明の技術分野 本発明は、手で握ることができるハンドル形成部品及び細長いトーション体を 含み、トーション体の第１端部が、ハンドル部品に一緒に回転するように連結さ れており、反対側の第２端部領域には、トーション体をねじ込み可能な要素、例 えばねじ、ナット、等に直接的に又は間接的に接合するための手段が設けられ、 トーション体は、前記第２端部の領域では、トルクが加えられることによる捩じ れが前記トーション体に加えられたときにハンドル部品に対して回転できるソケ ット状部品又はリング状部品に一緒に回転するように連結されている、ダイナモ メトリックレンチに関する。 発明の背景及び従来技術 信頼性のあるねじ連結を得るためには、問題となるねじ又はナットを最適のト ルクで、大き過ぎも小さ過ぎもしない所定のトルクで締め付けることが重要であ る。実際には、簡単な設計のダイナモメトリックレンチ並びに高度で高価な設計 のダイナモメトリックレンチがこの目的で使用されている。高度で高価な設計の ダイナモメトリックレンチは、所定のトルク値に調節しこの値に到ったときにオ ペレータに信号、例えば音信号又は光信号を与えるダイナモメトリックレンチに 属する。ねじ要素の取り付けに二つの工具を使用すること、詳細には、ねじ要素 を先ず最初に僅かに締め付けるのに自在スパナやソケットレンチを使用し、ねじ 要素の最終締め付けにダイナモメトリックレンチを使用することは珍しいことで はない。最終締め付けの目的については、コンビネーション工具が存在する。こ の場合には、工具のシャフトに解放機構が組み込まれている。この機構は、多く の場合、工具シャフトのベアリングに取り付けられたレンチロッドの溝に配置し た、ばね付勢された係止球からなる。このような工具の欠点は、構成部品につい て高い精度が要求されるということ、及びこれらの部品にグリスを良好に付着さ せ、異物が侵入しないように保護する必要があるということである。別の設計で は、例えば歪ゲージや圧電センサの形態のセンサで実際のトルクを検出する。し かしながら、これらの解決策は全て、工具を高価なものにし、較正を頻繁に行う ことを必要とする。 高度で高価な工具の他に、単純で安価な多数のダイナモメトリックレンチが存 在する。かくして、米国特許第４，８３８，１３４号には、請求項１の従来技術 部分に定義された種類のダイナモメトリックレンチが開示されている。このレン チによれば、トルクは目盛で読み取ることができる。更に詳細には、上記米国特 許の第７図及び第８図には、細長い六角バーの形状のトーション体を有するダイ ナモメトリックレンチが示してある。このトーション体は、その一端がハンドル 部分に挿入され且つこのハンドル部分と一緒に回転するように連結されており、 トーション体は、その他端の領域が、ソケットに一緒に回転するように連結され ている。このソケットの端部には、ハンドル部分に向かって湾曲したリング形状 フランジが設けられており、このフランジには、ハンドル部分に設けられた点の 形状の指示手段と協働する目盛が付けてある。バーに捩じりを加えると、加えた トルクを目盛で読むことができる。しかしながら、この周知の工具の欠点は、目 盛に表示されたトルクの値をオペレータが読み取らなければならないということ である。このことは、オペレータが種々の外部条件、例えば狭い空間内で無理な 仕事をしている場合に、ねじ要素を誤って、即ち小さ過ぎたり大き過ぎたりする 適正でないトルクにより、締め付けてしまうことが起こり易いということを意味 する。トルクが大き過ぎる場合には、ねじ要素が壊れたり及び／又は塑性変形領 域に至る力を六角バーに加える即ち、バーを捩じって永久的に変形させる程大き なトルクをバーに加える程度にまで締め付けが行われることがある。こうした場 合には、工具は、モーメントを正確に表示する能力を失い、実際上、使用不能に なる。 発明の目的及び特徴 本発明の目的は、米国特許第４，８３８，１３４号に開示されたダイナモメト リックレンチの上述の欠点をなくし、様々な外部条件でも、ねじ要素に最適のト ルクを確実に加えることができる、簡単で低価格のダイナモメトリックレンチを 提供することである。かくして、本発明の主要な目的は、最適のトルクを決定す るために視覚的に監視する必要がなく、剪断力が加わっていない状態からねじ要 素に最適のトルクを加えている状態までのトーション体に必要とされる捩じれが 弾性領域内で起こることを保証するダイナモメトリックレンチを提供することで ある。換言すると、トーション体は、トルクの伝達を終えた後、残留塑性変形を 伴わずに、剪断力が加わっていない元の状態に戻ることができる。本発明の別の 目的は、種々の大きな最適のトルクを伝達するため、簡単な方法で再設定できる ダイナモメトリックレンチを提供することである。換言すると、種々のねじやナ ットをそれらについて最適のトルクで締め付けるのに一つの同じダイナモメトリ ックレンチを使用できる。本発明の更に別の目的は、多くの種々のねじ要素、例 えば、簡単なねじ回しスロット（マイナス溝付き）から六角孔まで、及びいわゆ るフィリップス（十字孔付き）グリップ等の、溝の形状が異なる頭部を持つねじ 要素に適用できるトーション体を持つダイナモメトリックレンチを提供すること である。本発明の他の目的は、簡単であり且つ安価な構成要素から製造でき、こ れらの構成要素のうちの少なくとも幾つかが商業的に入手可能である、ダイナモ メトリックレンチを提供することである。これらは全て、全体を安価に製造でき る工具を提供する目的である。更に、このダイナモメトリックレンチは、容易に 取扱うことができる。 本発明によれば、請求の範囲第１項の特徴部分に定義した特徴により、少なく とも、主要な目的は達成される。更に本発明の好ましい実施例は、従属項に定義 されている。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明によるダイナモメトリックレンチの第１実施例の側面図であ り、 第２図は、第１図によるダイナモメトリックレンチの長手方向断面図であり、 第３図は、第１図及び第２図によるレンチのリング部分の拡大端面図であり、 第４図は、第３図によるリング部分の垂直方向断面図であり、 第５図は、本発明によるダイナモメトリックレンチの変形例の長手方向断面図 であり、 第６図は、本発明の特別の実施例が備えた、着脱自在のアタッチメントユニッ トの端面図であり、 第７図は、第６図によるアタッチメントユニットの側面図であり、 第８図は、本発明によるダイナモメトリックレンチの別の変形例の側面図であ り、 第９図は、本発明の更に別の変形例の側面図であり、 第１０図は、本発明の更に別の変形例の断面図であり、 第１１図は、本発明によるダイナモメトリックレンチの第５実施例の側面図で あり、 第１２図は、第６実施例の長手方向断面図である。 本発明の好ましい実施例の詳細な説明 第１図及び第２図において、手で握ることができるハンドル形成部品の全体に 参照番号１が附してあり、両端に第１端部３及び第２端部４を持つ細長いトーシ ョン体の全体に参照番号２が附してある。実際には、このトーション体は、有利 には、商業的に入手できるそれ自体周知のいわゆる六角キーの一部を形成する。 更に詳細には、トーション体２は、六角キーの長い脚部によって形成され、この 脚部は、端部３のところで方向を変え、垂直方向に突出した短い脚部２’になる 。トーション体２は、その第１端部３が、即ち短い脚部２’の領域がハンドル部 品１に一緒に回転するように連結されている。第１図及び第２図に示す実施例に よれば、六角キーは、ハンドル部品１の中央通孔即ち通路５に挿入される。この 孔は側方に開口した溝６に続いており、短い脚部２’はこの溝に収容される。溝 ６は、端キャップ７によってカバーされ、種々の寸法のキー脚部を楔止めできる ようにするため、有利には、テーパ形状（図１参照）を有する。脚部２は、その 外方の自由端の領域が、脚部２の断面形状と対応する断面形状を持つリング状部 品８に一緒に回転するように連結されている（第３図及び第４図参照）。リング 部品８は、半径方向の係止ねじ９で脚部２に固定されている。ストップ要素とし て役立つ円筒形のピン１０がハンドル部品１の端部から突出している。第３図で 明瞭に理解されるように、リング部品８には、周方向の皿座ぐり即ち凹所１１が 設けられており、この周方向の皿座ぐり即ち凹所は、ストップ要素１０が当接す る肩部を形成する二つの表面１２、１２’によってその境界が定められている。 第３図では、ダイナモメトリックレンチは、剪断力が加わっていない状態で、即 ち 脚部即ちトーション体２にトルクが加わっていない状態で示してある。この状態 では、ストップ要素１０は、肩部１２と１２’との間のほぼ中間の中立位置にあ る。 上述のダイナモメトリックレンチは、以下のように作動する。脚部２の突出し た自由端部分４を、対象となるねじ込むことができる要素、詳細には六角ねじの 頭部、と係合させ、その後、オペレータが片手でハンドル部品１にトルクを加え る。ねじの締め付けに従ってトルクが増大するため、脚部が捩じれ、即ち自由端 部分４とハンドル部品に一緒に回転するように連結された第１端部分３との間の 領域に捩じれが加わる。これによって、ストップ要素として役立つピン１０は、 ねじの正逆に応じて、二つの肩部１２、１２’の一方又は他方のいずれかに接近 する。ピンが肩部に当たったときに、所期の最適の締め付けモーメントが得られ る。皿座ぐり１１の大きさ、及び従ってピンが中立位置にある場合の各肩部間と ピン１０との間の距離は、ピンが肩部に当たったときに最適のトルクが得られる ように、製造時に決定される。トーション体の二つの端部３、４間の所定の自由 トーション長さでの特定の所望のトルクについて、トルク角度、即ち、ピン１０ が中立位置からこれが肩部と当接する位置まで移動する角度は、適当な方法で選 択される。これらのパラメータ間の関係は、製造者が容易に計算することができ る。通常は、工具は、六角キー２の材料の弾性領域だけで使用される。これは、 なかんずく、得られた最適のトルクの繰り返し精度が非常に高いということを意 味する。最適モーメント即ち最大モーメントを越えてしまうと、「過剰モーメン ト」はピン１０及び肩部１２、１２’によって吸収される。これは、ねじの締め 付けについていえるばかりでなく、例えばねじが結着した場合のねじの取り外し についてもいえる。しかしながら、これと関連して脚部２の自由端部分４が塑性 変形した場合、これは、ストップピン１０がトルクの伝達の完了後に二つの肩部 １２、１２’間のほぼ中間のその中立位置に戻るという点で、繰り返し精度に影 響を及ぼさない。 本発明によるダイナモメトリックレンチには、機械的に簡単であり且つ数個の 廉価な構成要素でつくられているという利点の他に、トルクがトーション体とし ての六角キー２だけで決まるという利点、及びダイナモメトリックレンチが、精 度に影響する摩擦力を生じる機械的構成要素を持たないという利点がある。最大 締め付けモーメント即ち最適締め付けモーメントの近くでは、工具の震えを抑え るのは、実際には手である。この震えにより、オペレータは、ピン即ちストップ 要素が肩部の表面に当たったことを比較的容易に手で感じることができる。所望 であれば、ピンと肩部表面との間の接触を視覚的にも示すのがよい。 非常に正確な最終締め付けモーメントが求められている場合には、ストップ要 素として役立つピン１０と肩部即ち制限表面との間の接触を電気的に検出するの がよい。第５図にはこうした変形例が示してある。この実施例によれば、延長し たピン１０’及び表示要素１４にバッテリー１３が接続される。表示要素は、例 えば、ランプ、発光ダイオード、又は音声リレーの形態である。ピン１０’が肩 部と接触すると、表示要素１４が始動する。即ち、所望のトルクが得られたとき に、信号が発せられる。表示要素がランプ又は発光ダイオードである場合には、 この要素は、透明なキャップ内に配置されているのがよい。第５図に示す例によ れば、リング部品８は、スリーブ又はスリーブ状部品８’に連結されており、ス リーブ部品は、その自由端の領域がトーション体２に一緒に回転するように連結 されている。有利には、種々の大きさの最適のトルクを得るため、リング部品８ は、スリーブ部品８’に対して種々の位置に位置決めできる。部品の互いに対す る係止は、係止ねじ９’で行うことができる。 第６図及び第７図には、別体のアタッチメントユニットの形態で製作された本 体１５が示してある。このアタッチメント本体は、上述のリング部品８に代える ことができ、トーション体２に一緒に回転するように連結することができる。こ の連結は、更に詳細には、アタッチメント本体の対応する孔にトーション体の自 由端を導入し、アタッチメント本体を、例えば、上文中に言及した種類の係止ね じでトーション体に連結することによって行われる。アタッチメント本体１５に は、単なる六角孔でない別の雌グリップを持つねじ要素に適用するためのキャリ ヤ手段１６が設けられている。更に詳細には、キャリヤ手段１６は、例えばねじ の頭部に設けられたいわゆるフィリップス形状グリップ（十字穴）に導入するの に適したウィングの形態を有する。更に、この場合、アタッチメント本体には、 種々の周方向の長さを有する皿座ぐり又は凹所と夫々関連した二対の肩部１７、 １７’及び１８、１８’が形成されている。かくして、肩部表面１７、１７’間 の距離は、肩部表面１８、１８’間の距離よりも短い。アタッチメント本体１５ を直径方向反対側の二つの取り付け位置のうちの一方でトーション体２に取り付 けることによって、ストップ要素即ちピンを、対をなした肩部表面１７、１７’ 及び１８、１８’の夫々の一方又は他方のいずれかと協働させることができる。 このようにして、アタッチメント本体を二つの異なる最適トルクで、即ち、両方 の場合で最適の異なるトルクでねじ要素を締め付けるために使用できる。 第８図に示す実施例によれば、第１図及び第２図による工具のハンドル部品１ は、従来のねじ回しと同様の全体形態を有する。この実施例では、軸線方向長さ が短いリング部品の代わりに、比較的長いソケット状部品８’を使用する。この 部品は、ハンドル部品１に近い端部領域が幅広になってキャップ状部分１９にな る。このキャップ部分には、少なくとも一つの皿座ぐりが設けられている。この 皿座ぐりの端部は、肩部表面２０、２０’によって境界が定められている。この 場合には、軸線方向並びに半径方向に突出した、ハンドル部品１に設けられた突 起がストップ要素１０''として役立つ。 第９図及び第１０図には、同様のねじ回し状の実施例が示してある。しかしな がら、この実施例によれば、ストップ要素は、半径方向に差し向けられた直径方 向反対方向に向いた二つのタップ１０'''からなり、これらのタップは、ソケッ ト部品８’の別々の皿座ぐりと係合する。第１０図では、特に、トーション体と して役立つ六角キーの短い脚部２’が、ハンドル部品１を形成する材料、特定的 にはプラスチックに埋め込まれていることに着目すべきである。 最後に、第１１図及び第１２図には、ハンドル部品がＴ字形状のダイナモメト リックレンチの二つの実施例が示してある。両実施例において、キーは細長いソ ケット部品８’を有する。このソケット部品の自由端は、ねじ要素と係合するよ うになったトーション体の端部の領域で、適当な方法でトーション体に一緒に回 転するように連結されている。 本発明の可能な変形例 本発明は、上文中に説明し添付図面に示した実施例のみに限定されないという ことは明らかである。かくして、例えば、工具のソケットやリング部品を、一つ 又はそれ以上の対をなした肩部を持つのでなく、ストップ要素と協働するための 肩部を一つしか持たないように形成できる。しかしながら、一つ又はそれ以上の 対をなした肩部を持つ実施例の方が好ましい。更に、本発明による工具は、ねじ 要素に適切なトルクを加えることができるようにする形態をトーション体の自由 端に直接的に形成すること、又は一つの同じ工具を多くの種々のねじ要素に適用 できるようにする一つ又はそれ以上のアダプタ状アタッチメントユニットを工具 に提供することのいずれかによって、実際には、多くの種々のねじ要素に合わせ て調節できるということは強調されるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ， ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＬ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．手で握ることができるハンドル形成部品（１）及び細長いトーション体（２ ）を含み、トーション体の第１端部（３）が、ハンドル部品（１）に一緒に回転 するように連結されており、反対側の第２端部（４）領域には、トーション体を ねじ込み可能な要素、例えばねじ、ナット、等に直接的に又は間接的に接合する ための手段が設けられ、トーション体は、前記第２端部（４）の領域では、トル クが加えられることによる捩じれが前記トーション体に加えられたときにハンド ル部品に対して回転できるソケット状部品又はリング状部品（８、８’、１５） に一緒に回転するように連結されている、ダイナモメトリックレンチにおいて、 少なくとも一つのストップ要素（１０、１０’、１０''、１０'''）が、前記二 つの部品（１；８、８’、１５）のうちの一方の部品、例えばハンドル部品（１ ）に連結されており、前記ストップ要素は、他方の部品、例えばソケット部品（ ８、８’、１５）に設けられた少なくとも一つの肩部（１２、１２’；１７、１ ７’；１８、１８’；２０、２０’）と、詳細には、トーション体を弾性変形さ せるが塑性変形させない所定の最適のトルクをねじ要素に加えたとき、ストップ 要素が肩部と接触するように、協働するように配置されている、ことを特徴とす るダイナモメトリックレンチ。 ２．前記ストップ要素（１０）が、一対の別々の肩部（１２、１２’；１７、１ ７’；１８、１８’；２０、２０’）の間にこれらの肩部と協働するように配置 され、前記ストップ要素は、トーション体（２）に剪断力が加わっていない中立 位置にあるとき、二つの肩部のほぼ中間に位置決めされている、ことを特徴とす る請求項１に記載のダイナモメトリックレンチ。 ３．肩部が設けられた部品（１５）は、前記ストップ要素（１０）と協働する少 なくとも二対の前記肩部（１７、１７’；１８、１８’）を有し、異なる対の肩 部は、ねじ要素に加えられるトルクを変化させることができるように、互いから の距離が異なっている、ことを特徴とする請求項２に記載のダイナモメトリック レンチ。 ４．互いからの距離が異なる対をなした前記肩部（１７、１７’；１８、１８’ ） は、トーション体（２）に着脱自在に装着でき且つトーション体（２）に一緒に 回転するように連結できるアタッチメント本体（１５）に設けられており、この アタッチメント本体は、ねじ要素と係合するためのキャリヤ手段（１６）を有す る、ことを特徴とする請求項３に記載のダイナモメトリックレンチ。 ５．前記ストップ要素（１０）は、前記肩部と接触したとき、ランプ、発光ダイ オード、音声リレー、又は同様の表示手段（１４）を作動する電気回路を始動す るための装置として役立つ、ことを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか 一項に記載のダイナモメトリックレンチ。 ６．前記トーション体（２）は、それ自体周知の商業的に入手できる種類の、長 さが異なる脚部（２、２’）を持つＬ字形状六角キーからなる部品からなり、こ れは、その短い脚部（２’）がハンドル部品（１）に埋め込まれ、又はハンドル 部品に取り付けられ、この短い脚部（２’）は、一緒に回転できる連結部分をハ ンドル部品に固定する、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか一項 に記載のダイナモメトリックレンチ。