JPH10193274A - トルクレンチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルクレンチの解放トルクの精度の改善、及
び、解放トルクの再現性の向上を経済的に行う。 【解決手段】 トルクレンチは、枢動軸１２の回りで関
節運動するヘッド１を収容する細長い形状の外側ボディ
２と、外側ボディの中で軸方向に運動することができる
と共に予荷重を受けたバネ４によってヘッド１の方に押
圧されるプランジャ３と、該プランジャが動く際の摩擦
を減少させるための少なくとも１つの第１の回転体２２
とを備えている。回転体２２は、円筒体であり、この円
筒体の周面は、外側ボディに固定された第１の平坦な軌
道１６に沿って転動すると共に、トルクが与えられた時
に、軌道１６に圧接される。上記周面は、また、プラン
ジャに形成された第２の平坦な軌道２０に沿って転動す
る。本発明は、ブレーキアクション型のレンチ、及び、
解放アクション型のレンチに応用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トルクレンチに関
する。より詳細には、本発明は、ある枢動軸の回りで関
節運動するようにトルクレンチのヘッドを収容している
細長い形状の外側ボディと、該外側ボディの中で軸方向
に運動することができると共に予荷重を受けたバネによ
って上記ヘッドに向かって押圧されるプランジャと、該
プランジャが移動する際の摩擦を減少させるための少な
くとも１つの回転体であって、上記外側ボディに固定さ
れた第１の軌道に沿って回転する周面を有していると共
に、トルクが与えられた時に上記軌道に圧接される少な
くとも１つの回転体と、上記プランジャの前方端と上記
ヘッドの後方端との間に挿入された荷重伝達部材とを備
えるタイプのトルクレンチに関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明は、いわゆる「ブレーキアクショ
ン」型のレンチに応用される。このレンチにおいては、
与えられたトルクが所定値に達した時に、外側ボディ
が、比較的大きく且つ目視可能な角度だけ、上記ヘッド
から角度方向に片寄る。本発明は、また、いわゆる「解
放アクション」型のレンチに応用される。このレンチに
おいては、上述の条件と同じ条件において、外側ボディ
は、ほんの小さな角度だけ片寄り、これにより、ユーザ
は、２つの金属要素の間の衝撃によって、最大トルクに
達したという警告を必然的に受ける。

【０００３】較正の間及び時間経過と共に上記解放トル
クを設定することのできる精度を改善するための周知の
方法は、１又はそれ以上の回転体を用いて、上記プラン
ジャの軸方向の運動を容易にすることができる。米国特
許第２，８９７，７０４号、米国特許第５，５０３，０
４２号、及び、米国特許第５，２４４，２８４号が、そ
のような技術の例である。

【０００４】しかしながら、上述の各米国特許において
は、プランジャのハウジング（穴又はスロット）に収容
されたピンによって延長されたローラである。この構造
は、プランジャが動くときに、上記ピンとそれぞれのハ
ウジングとの間に大きな摩擦を生じさせ、これにより、
解放トルクの精度を減少させる。

【０００５】他の周知の方法（米国特許第３，６３３，
４４５号、及び、米国特許第２，８８７，９１９号）に
おいては、上記プランジャと上記外側ボディとの間にボ
ールレースを挿入している。このタイプの構造の欠点
は、ボールとこれらボールが転動する面とが点接触を行
うので、工具の能力が低く、時間経過に関するその機械
的な完全性が平凡であるということである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、解放
トルクの精度の改善、及び、解放トルクの再現性の向上
を経済的に行うことである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、回転体を円筒体とし、該円筒体の周面も
プランジャに形成された第２の軌道に沿って回転するよ
うにし、各々の軌道を平坦に形成したことを特徴とす
る、上述のタイプのトルクレンチを提供する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の幾つかの実施例を図面を
参照して以下に詳細に説明する。図１乃至図５のブレー
キアクション・レンチは、本質的に、ヘッド１と、円形
断面を有する管状の外側ボディ２と、プランジャ３と、
予荷重を受けたコイルバネ４と、調節機構５とを備えて
いる。工具は、全体として、全体軸線Ｘ−Ｘを有してい
る。

【０００９】ヘッド１は、前方ブロック６と、中間の関
節領域７と、後方シャンク８とを有する要素である。上
記ブロック６は、その前方端から始まっているメクラ孔
９を有しており、該メクラ孔の中には、作動装置１０が
嵌合して固定されている。上記作動装置は、一般的に、
ラチェットヘッドであり、このラチェットヘッドは、回
転させることにより、逆転させることができる。上記ラ
チェットヘッドは、方形の駆動部材１１を有しており、
この駆動部材に締め付けソケット（図示せず）を被嵌さ
せることができる。

【００１０】ヘッド１の領域７は、枢動軸１２の回りで
枢動する。この枢動軸は、ボディ２を直径方向に通過し
ていて、該ボディに固定されている。シャンク８の後方
端は、フォーク状（二股状）になっていて、上記枢動軸
１２に平行な枢動軸１４の回りで枢動する円筒形のロー
ラ１３を有している。

【００１１】図示の便宜上、枢動軸１２は、図２に示す
ように、水平方向に伸長しており、また、上記全体軸線
Ｘ−Ｘも水平方向に伸長しているものと仮定する。これ
は、水平方向の軸線を有するネジ又はナット（図示せ
ず）に関する作業に相当する。また、上記ネジ要素は、
ボディ２の右側の端部を図２の矢印Ｆの方向に下げるこ
とによって、締め付けられているものと仮定する。

【００１２】全体的に管状の形状を有する案内部材１５
が、ボディ２の中間領域に固定されている。上記案内部
材は、平坦で水平な上方軌道１６と、平坦で水平な下方
軌道１７とを画成している（図３参照）。この実施例に
おいては同じ幅Ｌを有している上記２つの軌道は、垂直
方向の中央平面Ｐに関して、対称的であり、該平面Ｐに
対して平行な側壁１１６、１１７によって、その側部の
境界がそれぞれ画定されている。上記案内部材は、互い
に向かい合う２つの側面１８も画定しており、これら２
つの側面は、上記平面Ｐに対して平行である。

【００１３】プラスチックの握り部１９が、ボディ２の
後方部分に固定されている。プランジャ３は、案内部材
１５の中でクリアランスをもって摺動するように設計さ
れた全体的に円筒形の断面を有している。プランジャの
前方部分においては、凹部が、平坦で水平な上方軌道２
０を形成しており、この上方軌道は、枢動軸１２、１４
に対して平行である。プランジャ３は、上記上方軌道２
０の後方で且つ軸線Ｘ−Ｘに関して上記上方軌道とは反
対側に、平坦で水平な第２の軌道２１を画成する第２の
凹部を有しており、上記第２の軌道は、上記上方軌道２
０に対して平行である。軌道２０は、案内部材の軌道１
６の方を向いており、軌道２１は、軌道１７の方を向い
ている。

【００１４】前方の円筒体２２が、軌道１６、２０の間
に挿入されており、また、後方の円筒体２３が、軌道１
７、２１の間に挿入されている。この例においては、上
記２つの円筒体は、同じ直径を有している。また、上記
２つの円筒体は、２つの軌道の側壁１１６、１１７の間
で案内することができるように、長さＬを有している。

【００１５】プランジャ３は、軌道２１の直ぐ後方のそ
の後方端に、球形のドーム領域２４を有しており、この
ドーム領域は、直径方向において対向する２つの点２５
を介して、案内部材の側面１８に接触している（図３参
照）。

【００１６】プランジャは、その前方端にカムを有して
おり、このカムは、連続的な２つの傾斜部２６、２７に
よって形成される水平方向及び横断方向の母面を有して
いる。下方の傾斜部２６は、例えば、３５°程度の比較
的緩やかな勾配を有しており、一方、上方の傾斜部２７
は、例えば、７０°程度の極めて険しい勾配を有してい
る。上記勾配は、軸線Ｘ−Ｘに関して測定される。

【００１７】上記２つの傾斜部は、これら傾斜部と接線
方向において交わる丸い部分２８によって接続されてお
り、上記丸い部分の中心の位置は、軌道２０に沿ってほ
ぼその中央で且つ半径方向において円筒体２２の中心に
一致する点にある。

【００１８】プランジャ３の後方面は、垂直であり、そ
こに形成された円錐形の中央凹所２９を有している。ボ
ール３０が、上記凹所２９の中、及び、バネ４の前方端
に固定されたアダプタ部片３２の前方面に形成されてい
て上記凹所２９に対向している円錐形の凹所３１の中に
着座している。

【００１９】同様なアダプタ部片及びボールから成るア
センブリ３３が、バネ４の後方端に設けられており、上
記調節機構５の一部を構成する垂直プレート３４が、上
記ボールに圧接している。上記調節機構は、通常のもの
であって、ネジ／ナット装置を備えており、このネジ／
ナット装置のネジ３５は、六角形のソケットヘッド３５
Ａによって作動される。従って、プレート３４の位置に
対応するバネ４の圧縮によって決定され上述のように設
定された解放トルクは、ボディ２の上に適宜な目盛で表
示され、図１に概略的に示すように、握り部１９の開口
３６を通して見ることができる。

【００２０】上述のブレーキアクション・レンチが作動
する態様は以下の通りである。休止状態（図４及び図
５）においては、ローラ１３は、丸い部分２８に近い下
方の傾斜部２６の上方領域に着座しており、シャンク８
は、参照符号３７においてボディ２の下方領域に当接し
ている。また、各々の円筒体２２、２３は、関連する軌
道２０、２１の後方端に接近している。

【００２１】図２の矢印Ｆの方向に握り部１９に力が作
用すると、ローラ１３は、プランジャ３に半径方向の反
力Ｒを与える。この反力Ｒは、後方に向かう軸方向の成
分ＲＡを有している。上記力が増大して、上記軸方向の
成分がバネ４の力と釣り合うと、プランジャは、後方へ
移動し始め、これにより、ローラ１３は、丸い部分の上
で転動し始め（図６）、その後、シャンク８が参照符号
３８においてボディ２の上方領域に接触するまで、上方
の傾斜部２７に沿って転動する（図７）。

【００２２】カム２６の勾配は、ローラが丸い部分２８
に到達すると同時に、参照符号２８において増大するの
で、トルクは、工具の設定によって予め決定された最大
トルクに達すると同時に、減少する。しかしながら、上
方の傾斜部２７の勾配のために、そのようなトルクは、
急激には消失しない。そのようなトルクの急激な消失
は、危険である。シャンク８とボディ２との間で参照符
号３８において生ずる恐れのあるショックすなわち衝撃
は、レンチの最大破断に達したことを表す。軌道２０、
２１の寸法は、円筒体がその後これら軌道の前方端に接
近するように、決定されている。

【００２３】反力Ｒは、円筒体２２の近くを常に通り、
これは、上記円筒体が関連する軌道１６に荷重を伝達す
ることを意味する。上記円筒体は、プランジャの軌道１
６及び軌道２０の両方の上で転動するために、転動に対
する抵抗に打ち勝つだけで良い。これは、プランジャに
は、動きに関して特に良好な自由度が保証されているこ
とを意味する。しがて、解放トルク設定における高い精
度、時間経過に関する上記解放トルクの良好な安定性、
及び、工具毎の性能の良好な再現性を得ることができ
る。

【００２４】上記円筒体は、円筒形であり、それぞれの
端面が軌道１６、１７の垂直な側壁１１６、１１７と相
互作用することにより、良好に案内される。そのため
に、対応する凹所の深さは、円筒体の半径と似通ってい
る。また、各々の円筒体と関連する軌道との間の直線的
な接触が確保され、従って、接触圧力が比較的小さく、
これにより、時間経過による磨耗を減少させる。

【００２５】更に、軌道２０、２１は、プランジャの断
面の対応する弦の全幅にわたって形成されていて（図
３）、軌道１６、１７よりも幅が広い。その結果、プラ
ンジャは、球形の領域２４の中心を通る垂直軸線Ｙ−Ｙ
の回りで回転することによって、水平方向の運動に関し
てある程度の自由度を有しており、上記２つの側方の接
触点２５によって案内される。これにより、ローラ１３
に関するプランジャの自己調心が確保され、従って、上
記ローラとカム２６−２８との間には、小さな接触圧力
の直線的な接触が保証される。

【００２６】別の実施例においては、上方の傾斜部２７
を凹面（図８）にすることができ、及び／又は、上方の
傾斜部を鋭利な縁部１２８（図９）で傾斜部２６と交わ
るようにすることができる。

【００２７】図１０の別の実施例においては、案内部材
１５の外側面は、数度の角度αで前方に向かって収束し
ており、その後方部には、ボディ２の中で旋回する球形
の領域３９を有している。共通の垂直軸線を有していて
直径方向において対向する２つの調節ネジ４０が、ボデ
ィ２にネジ切りされた穴を通過して、案内部材の前方端
の外側面に接触している。上記調節ネジの侵入量は、垂
直方向の中央平面Ｐにある軸線Ｘ−Ｘに関する案内部材
の軸線の角度方向の向きβを規定する。

【００２８】これにより、最初に、傾斜部２６、２７の
勾配を調節することが可能となり、従って、工具の最初
の較正を容易に行うことができる。

【００２９】図１１及び図１２に示すレンチは、図１乃
至図５に示すレンチとは、２つの点において異なる。

【００３０】第１に、このレンチは、立方体状の解放型
レンチである。従って、シャンク８の後方面、及び、プ
ランジャの前方面は、互いに向かい合う垂直面であり、
これら垂直面は各々、平坦で垂直な底部４２を有する截
頭円錐形の凹所４１を有している。

【００３１】休止状態においては、立方体４３が、２つ
の底部４２（図１１）に接している。所定の最大トルク
に達すると、上記立方体が傾斜し、その結果、対角線の
軸方向成分が長くなることにより、プランジャは、シャ
ンク８が参照符号３８においてボディ２の上方領域に接
触するまで、後方へ移動する（図１２）。別の実施例に
おいては、上記立方体４３を、ボール３０と同じように
２つの円錐形の凹所と協働するボールで置き換えるか、
あるいは、他の周知の解放装置で置き換えることができ
る。

【００３２】本発明者等の議論は、以下の前提から出発
している。すなわち、図１乃至図１０の例においては、
前方の円筒体２２は、大きな圧縮荷重を受けるが、単に
軽い負荷を受けているだけの後方の円筒体は、そのよう
な大きな圧縮荷重を受けない。従って、少なくとも幾つ
かの場合においては、より経済的に製造することのでき
る接触部材で上記後方の円筒体を置き換えることがで
き、そのような接触部材は、ここにおいては、プランジ
ャの下方且つ後方の領域と案内部材１５との間で直接的
に擦り接触する接触部材である。この接触部材として、
プランジャを自己調心を行わせるように側方で案内する
ために既に使用されている球形の領域２４を用いるのが
効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブレーキアクション・レンチを上方か
ら見た部分断面図である。

【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って取った側方断面図
である。

【図３】図４の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って取った横断面
図である。

【図４】図２の領域ＩＶを拡大して示す側方断面図であ
る。

【図５】図４の線Ｖ−Ｖに沿って一部断面で示す平面図
である。

【図６】本レンチが作動する際の連続的な工程の中の一
つの工程を示す図４と同様の図である。

【図７】本レンチが作動する際の連続的な工程の中の別
の工程を示す図４と同様の図である。

【図８】別の実施例の形態の一部を示す図４と同様の図
である。

【図９】更に別の実施例の形態の一部を示す図４と同様
の図である。

【図１０】別の実施例の形態を示す図４と同様の図であ
る。

【図１１】解放アクション・レンチを構成する本発明の
別の実施例を示す図４と同様の図である。

【図１２】解放された後のレンチを示す図１１と同様の
図である。

【符号の説明】

１ ヘッド ２ 外側ボディ ３ プランジャ ４ 予荷重を受けたバネ １２ 枢動軸 １５ 案内部材 １６、２０ 軌道 ２２ 前方の円筒体 ２３ 後方の円筒体 ２６、２７ 傾斜部 ２８ 丸い部分 ３０ ボール ４０ 調節ネジ ４１ 凹所 ４３ 立方体 １１６ 側壁 １２８ 鋭利な縁部

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 枢動軸（１２）の回りで関節運動するヘ
   ッド（１）を収容している細長い外側ボディ（２）と、
   該外側ボディの中で軸方向に運動することができると共
   に、予荷重を受けたバネ（４）によって前記ヘッドに向
   かって押圧されているプランジャ（３）と、該プランジ
   ャが運動する際の摩擦を減少させるための少なくとも１
   つの第１の回転体（２２）と、前記プランジャの前方端
   と前記ヘッドの後方端との間に挿入された荷重伝達部材
   （１３、４３）とを備えており、前記回転体は、周面を
   有しており、該周面は、前記外側ボディに固定された第
   １の軌道（１６）に沿って転動すると共に、トルクが与
   えられた時に、前記第１の軌道に圧接されるように構成
   されているタイプのトルクレンチにおいて、前記回転体
   （２２）は、円筒体であり、該円筒体の周面は、前記プ
   ランジャ（３）に形成された第２の軌道（２０）に沿っ
   ても転動し、前記各々の軌道（１６、２０）は平坦であ
   ることを特徴とするトルクレンチ。
2. 【請求項２】 請求項１のトルクレンチにおいて、前記
   ２つの軌道の一方（１６）は、前記円筒体（２２）の端
   面と協働する側壁（１１６）によって画定されており、
   他方の軌道（２０）の方が幅が広いことを特徴とするト
   ルクレンチ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２のトルクレンチにおい
   て、前記外側ボディ（２）に固定された要素（１５）と
   前記第２の軌道（２０）の後方で且つ前記外側ボディの
   全体軸線（Ｘ−Ｘ）に関して反対側に位置する前記プラ
   ンジャの領域との間を直接的に又は間接的に接触させる
   接触手段（２３、２４）を備えていることを特徴とする
   トルクレンチ。
4. 【請求項４】 請求項３のトルクレンチにおいて、前記
   接触手段は、第２の回転体（２３）を含んでおり、該第
   ２の回転体は、特に、前記第１の回転体（２２）と同様
   な回転体であることが好ましいことを特徴とするトルク
   レンチ。
5. 【請求項５】 請求項３のトルクレンチにおいて、前記
   接触手段は、前記プランジャ（３）に固定されたドーム
   状の面（２４）を含むことを特徴とするトルクレンチ。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかのトルクレン
   チにおいて、前記プランジャ（３）は、その前方端に、
   異なる勾配を有する２つの連続的なカム傾斜部（２６、
   ２７）を有しており、これら傾斜部は、丸い部分（２
   ８）又は鋭利な縁部（１２８）によって、接続されてお
   り、前記荷重伝達部材（１３）は、前記両方の傾斜部に
   沿って転動するように構成されていることを特徴とする
   トルクレンチ。
7. 【請求項７】 請求項６のトルクレンチにおいて、前記
   荷重伝達部材（１３）及び前記傾斜部（２７、２８）
   は、一致する母面、特に、直線的な母面を有しており、
   前記プランジャ（３）は、前記荷重伝達部材（１３）と
   自己調心することを可能にする運動の自由度をもって、
   取り付けられていることを特徴とするトルクレンチ。
8. 【請求項８】 請求項１乃至５のいずれかのトルクレン
   チにおいて、前記荷重伝達部材は、立方体（４３）又は
   ボールであり、該立方体又はボールは、前記プランジャ
   （３）及び前記ヘッド（１）にそれぞれ設けられていて
   対向する凹所（４１）と協働するように構成されている
   ことを特徴とするトルクレンチ。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれかのトルクレン
   チにおいて、前記第１の軌道（１６）は、前記外側ボデ
   ィ（２）の内側に取り付けられた案内部材（１５）に形
   成されていることを特徴とするトルクレンチ。
10. 【請求項１０】 請求項９のトルクレンチにおいて、前
    記案内部材（１５）の前記外側ボディ（２）の全体軸線
    （Ｘ−Ｘ）に関する向きを調節することができるように
    構成されていることを特徴とするトルクレンチ。
11. 【請求項１１】 請求項１０のトルクレンチにおいて、
    前記案内部材（１５）は、全体的に管状の形態を有して
    いると共に、収束する外側面を有しており、該外側面
    は、その一端部に、ボールジョイント状の形態（３９）
    を有しており、また、前記外側面は、その他端部に、傾
    斜調節手段を有しており、該傾斜調節手段は、特に、前
    記外側ボディ（２）を貫通する半径方向のネジ（４０）
    であることが好ましいことを特徴とするトルクレンチ。