(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
締付操作用の柄部と首折れ式のヘッド部とを有するトルクレンチ部と、該トルクレンチ部に直交して該ヘッド部に連結され、先端にねじ係合部を有する空転式のトルクリミッタ部と、該柄部の外側に設けられて該ヘッド部の首折れを検知するセンサとで構成され、該トルクレンチ部のねじ締め設定トルクよりも該トルクリミッタ部のねじ締め設定トルクが大きく設定され、該センサのスイッチ部が該ヘッド部の該首折れの方向とは反対側の側面に対向して配置され、ねじ締めトルクが該トルクレンチ部のねじ締め設定トルクに達した際に該ヘッドが首折れして、該スイッチ部と該ヘッド部の該側面との間に隙間を生じて該スイッチ部がオンし、該センサに接続されたねじ締め制御機のランプやブザーを作動させることを特徴とするトルクレンチ。
【請求項２】
前記トルクレンチ部のねじ締め設定トルクがねじ締め規格中央値に設定され、前記トルクリミッタ部のねじ締め設定トルクがねじ締め規格上限値近傍に設定されたことを特徴とする請求項１記載のトルクレンチ。
【請求項３】
締付操作用の柄部と首折れ式のヘッド部とを有するトルクレンチ部と、該トルクレンチ部に直交して該ヘッド部に連結され、先端にねじ係合部を有する空転式のトルクリミッタ部と、該柄部の外側に設けられて該ヘッド部の首折れを検知するセンサとで構成され、該トルクレンチ部のねじ締め設定トルクよりも該トルクリミッタ部のねじ締め設定トルクが大きく設定され、該センサのスイッチ部が該ヘッド部の該首折れの方向とは反対側の側面に対向して配置されたトルクレンチを用いたねじ締め方法であって、
前記柄部を回転させて前記ねじ係合部でねじ部品をねじ締めし、ねじ締めトルクが前記トルクレンチ部のねじ締め設定トルクに達した際に前記ヘッドを首折れさせ、前記スイッチ部と該ヘッド部の前記側面との間に隙間を生じさせることで該スイッチ部をオンさせ、それにより、前記センサに予め接続したねじ締め制御機のランプを点灯させて作業者に締付完了を報知することを特徴とするトルクレンチを用いたねじ締め方法。
【請求項４】
前記ランプと同時に前記ねじ締め制御機のブザーを鳴らして前記作業者に締付完了を報知することを特徴とする請求項３記載のトルクレンチを用いたねじ締め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電線付きのＬＡ端子等をボルトやナットで相手接続側にねじ締め接続する際に、ヘッド部の首折れに気づかずに過締付するのを防止したトルクレンチとそれを用いたねじ締め方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来のトルクレンチの一形態の要部を示すものである（特許文献１参照）。
【０００３】
このトルクレンチ４１は、柄部４２内のばね７で付勢した押圧軸８をトグルリンク９でレバー１０に連結し、レバー１０にヘッド部（図示せず）を設けてピンで柄部４２に回動自在に支持させたものであり、ヘッド部のねじ締めトルクが規定値に達すると、トグルリンク９がばね付勢に抗して回動し、柄部４２に対してヘッド部が首折れとクリック音を生じて作業者に注意を喚起する。
【０００４】
図５は、トルクレンチの他の形態を示すものである（特許文献２参照）。
【０００５】
このトルクレンチ４４は、柄部４５と、柄部４５に軸部で回動自在に連結されたヘッド部４６と、柄部内に設けられた圧縮コイルばね４７と、コイルばね４７で付勢されたトグルローラ４８と、ヘッド部４６においてトグルローラ４８に係合する円弧条の溝４９と、溝４９に続いて軸部（ピン）５０を中心に漸次半径を増加させたローラガイド面５１とを備えるものである。
【０００６】
コイルばね４７の長さでねじ部品５２の締付トルクが規定され、図５の状態から作業者が柄部４５を時計回りに回してねじ５２を締め、締付規定トルクになると、ローラ４８がばね４７の付勢に抗して溝４９から脱出し、柄部４５が鎖線の如く大きな角度で回動（首振り）することで、作業者が締付規定トルクに達したことを感知し、これにより過締付（オーバートルク）が防止される。
【０００７】
図６は、従来のトルクリミッタ型のトルクレンチの要部を示すものである（特許文献３参照）。
【０００８】
このトルクレンチ５４は、複数の鋼球１３を保持板１５に回動自在に保持させた状態でクラッチ板１２の断面円弧状の溝１４内に係合させ、保持板１５を軸部１６にスライド自在に係合してクラッチ板１２に向けて圧縮コイルばね（図示せず）で付勢し、軸部１６にヘッド部（図示せず）を連結したものであり、ヘッド部のねじ締めトルクが規定値に達すると、鋼球１３が溝１４から脱出してクラッチ板面を転がり、クラッチ板１２が空回りして過締付を防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１２１４４５号公報（図１）
【特許文献２】実用新案登録第３０６０９０９号公報（図３）
【特許文献３】特開２００５−１３１７５３号公報（図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の図４のトルクレンチ４１にあっては、ヘッド部の比較的小さな角度での首折れとクリック音とで作業者に締付トルクを満たしたことを感知させるために、例えば未熟な作業者がヘッド部の首折れを感知できなかったり、作業場の騒音が大きな場合等において、そのまま締付作業を続けて、ねじの過締付を生じかねないという懸念があった。
【００１１】
また、図５のトルクレンチにあっては、ねじ締め規定値に達した際に、柄部４５が締付方向に大きな角度（最大９０°）で回動するために、締付作業に無駄な時間を要して、作業性が低下しかねないという懸念があった。また、扇状に拡径したローラガイド面５１をヘッド部４６に設けるために、ヘッド部４６の付け根側が肥大化し、しかもヘッド部４６の首振り角度が図４のトルクレンチ４１の首折れ角度よりも大きく且つ一定でないために、例えばヘッド部４６の付け根側に首折れ検知用（規定トルク検知用）のセンサを配設し難いといった懸念があった。
【００１２】
本発明は、上記した点に鑑み、作業者にねじ締めトルクを満たしたことを確実に感知させることができ、しかも通常の（正常な）ねじ締め作業時に無駄な工数をかけることがなく、加えて、ヘッド部の付け根側の肥大化を防いで、ヘッド部の付け根側に首折れ検知用のセンサを配設可能としたトルクレンチとそれを用いたねじ締め方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るトルクレンチは、締付操作用の柄部と首折れ式のヘッド部とを有するトルクレンチ部と、該トルクレンチ部に直交して該ヘッド部に連結され、先端にねじ係合部を有する空転式のトルクリミッタ部と、該柄部の外側に設けられて該ヘッド部の首折れを検知するセンサとで構成され、該トルクレンチ部のねじ締め設定トルクよりも該トルクリミッタ部のねじ締め設定トルクが大きく設定され、該センサのスイッチ部が該ヘッド部の該首折れの方向とは反対側の側面に対向して配置され、ねじ締めトルクが該トルクレンチ部のねじ締め設定トルクに達した際に該ヘッドが首折れして、該スイッチ部と該ヘッド部の該側面との間に隙間を生じて該スイッチ部がオンし、該センサに接続されたねじ締め制御機のランプやブザーを作動させることを特徴とする。
【００１４】
上記構成により、作業者がねじ係合部（例えばソケット等）を仮締めされたねじ部品（例えばボルトの頭部やナット）に係合させ、柄部を締付方向に回してねじ部品を締め付けて、ねじ締め規格値すなわちトルクレンチ部のねじ締め設定トルクに達した時点で、ヘッド部が首折れし、それに気づかずに首折れした状態でねじ締め作業を続けた際に、トルクリミッタ部が空転して、ねじ係合部に締付力が伝わらず、それ以上の締付が防止され、ねじ部品はトルクリミッタ部のねじ締め設定トルク（ねじ締め規格内のトルク）で確実に締結される。
【００１５】
トルクレンチ部やトルクリミッタ部の内部構造は既存のものであり、トルクレンチ部は、例えば、柄部内のトルク規定用のばね部材と、ばね付勢された首折れ用のトグルリンクと、トグルリンクに連結され、柄部に回動自在に軸支されたヘッド部とを有し、トルクリミッタ部は、例えば、筒状のトルクリミッタ部本体内に、前記ヘッド部に結合する連結部と、連結部に続くトルク制限用のクラッチ部と、クラッチ部を付勢するトルク規定用のばね部材と、クラッチ部に続く軸部に連結された前記ねじ係合部とを有する。
また、ヘッド部の首折れをセンサが検知し、例えばセンサから電線を介してねじ締め制御機のランプやブザーを作動させて、ねじ締めトルクが規定値を満たしたことを作業者に報知することができる。センサとしては、ヘッド部の側面に対する接触式ないし非接触式のスイッチ等を用いることができる。センサの設置は、ヘッド部の付け根側がコンパクトで且つヘッド部の首折れ角度が一定であることで可能となる。
【００１６】
請求項２に係るトルクレンチは、請求項１記載のトルクレンチにおいて、前記トルクレンチ部のねじ締め設定トルクがねじ締め規格中央値に設定され、前記トルクリミッタ部のねじ締め設定トルクがねじ締め規格上限値近傍に設定されたことを特徴とする。
【００１７】
上記構成により、トルクレンチ部でねじ部品がねじ締め規格中央値のトルクで締め付けられ、それと同時に首折れするが、首折れを感知できない場合でも、トルクリミッタ部でねじ部品がねじ締め規格上限近傍（上限値よりも少し低い値、又はねじ締め規格中央値と上限値との間の値）のトルクで確実に締め付けられる。
【００１８】
請求項３に係るトルクレンチを用いたねじ締め方法は、締付操作用の柄部と首折れ式のヘッド部とを有するトルクレンチ部と、該トルクレンチ部に直交して該ヘッド部に連結され、先端にねじ係合部を有する空転式のトルクリミッタ部と、該柄部の外側に設けられて該ヘッド部の首折れを検知するセンサとで構成され、該トルクレンチ部のねじ締め設定トルクよりも該トルクリミッタ部のねじ締め設定トルクが大きく設定され、該センサのスイッチ部が該ヘッド部の該首折れの方向とは反対側の側面に対向して配置されたトルクレンチを用いたねじ締め方法であって、前記柄部を回転させて前記ねじ係合部でねじ部品をねじ締めし、ねじ締めトルクが前記トルクレンチ部のねじ締め設定トルクに達した際に前記ヘッドを首折れさせ、前記スイッチ部と該ヘッド部の前記側面との間に隙間を生じさせることで該スイッチ部をオンさせ、それにより、前記センサに予め接続したねじ締め制御機のランプを点灯させて作業者に締付完了を報知することを特徴とする。
【００１９】
上記構成により、作業者がねじ係合部（例えばソケット等）を仮締めされたねじ部品（例えばボルトの頭部やナット）に係合させ、柄部を締付方向に回してねじ部品を締め付けて、ねじ締め規格値すなわちトルクレンチ部のねじ締め設定トルクに達した時点で、ヘッド部が首折れし、それに気づかずに首折れした状態でねじ締め作業を続けた際に、トルクリミッタ部が空転して、ねじ係合部に締付力が伝わらず、それ以上の締付が防止され、ねじ部品はトルクリミッタ部のねじ締め設定トルク（ねじ締め規格内のトルク）で確実に締結される。
また、ヘッド部の首折れをセンサが検知し、例えばセンサから電線を介してねじ締め制御機のランプやブザーを作動させて、ねじ締めトルクが規定値を満たしたことを作業者に報知することができる。センサとしては、ヘッド部の側面に対する接触式ないし非接触式のスイッチ等を用いることができる。センサの設置は、ヘッド部の付け根側がコンパクトで且つヘッド部の首折れ角度が一定であることで可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の発明によれば、ねじ締めトルクを満たした際に、トルクレンチ部が小さな角度で首折れし、作業者がそれに気づかず締付を続けた際に、トルクリミッタ部が空転してねじ締めを強制的に完了させるから、ねじ締め作業を人為的ミスなく正規のトルクで確実に行うことができる。また、通常の（正常な）作業ではトルクレンチの小さな首折れ動作で締付完了を感知できるから、トルクレンチを必要以上に大きな角度で回動させることなく、ねじ締め作業を少ない工数で作業性良く行うことができる。
また、トルクレンチ部の首折れを検知するセンサを用いて、締付トルクが規定に達したことをランプ等で報知させることで、トルクリミッタ部による締付を行う前に締付作業を短時間で完了することができる。ヘッド部の付け根側に従来（図５）のような出っ張り（ローラガイド面）がなく、ヘッド部がコンパクトで且つヘッド部の首折れ角度が一定であるので、センサを設置することができる。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、通常の（正常な）ねじ締め作業で規格中央値のトルクでねじ部品を良好に締め付け、その後に締め付けを続けた場合でも、規格上限近傍のトルクでねじ部品を良好に締め付けることができるので、ねじ締め品質を良好に保つことができる。
【００２２】
請求項３，４記載の発明によれば、ねじ締めトルクを満たした際に、トルクレンチ部が小さな角度で首折れし、作業者がそれに気づかず締付を続けた際に、トルクリミッタ部が空転してねじ締めを強制的に完了させるから、ねじ締め作業を人為的ミスなく正規のトルクで確実に行うことができる。また、通常の（正常な）作業ではトルクレンチの小さな首折れ動作で締付完了を感知できるから、トルクレンチを必要以上に大きな角度で回動させることなく、ねじ締め作業を少ない工数で作業性良く行うことができる。
また、トルクレンチ部の首折れを検知するセンサを用いて、締付トルクが規定に達したことをランプ等で報知させることで、トルクリミッタ部による締付を行う前に締付作業を短時間で完了することができる。ヘッド部の付け根側に従来（図５）のような出っ張り（ローラガイド面）がなく、ヘッド部がコンパクトで且つヘッド部の首折れ角度が一定であるので、センサを設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るトルクレンチの一実施形態を示す正面図である。
【図２】同じくトルクレンチとそれを用いたねじ締め工程を示す上方視斜視図である。
【図３】同じくトルクレンチとねじ締め工程を示す正面視斜視図である。
【図４】従来のトルクレンチの一形態を示す要部断面図である。
【図５】従来のトルクレンチの他の形態を示す一部を断面とした平面図である。
【図６】従来のトルクレンチのその他の形態を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１〜図３は、本発明に係るトルクレンチの一実施形態を示すものである。
【００２５】
図１の如く、このトルクレンチ１は、水平方向の首折れ式のトルクレンチ部２と、トルクレンチ部２のヘッド４に連結された垂直方向の空転式のトルクリミッタ部３とで構成され、トルクリミッタ部３にねじ部品係合用のソケット（ねじ係合部）５が設けられたものである。
【００２６】
トルクレンチ部２は既存のものであり、例えば図４の従来例のように、中空筒状の柄部６の内側に配設されたトルク規定用の圧縮コイルばね（ばね部材）７と、ばね７で付勢された短い押圧軸８と、押圧軸８にトグルリンク９を介して連結されたレバー１０と、レバー１０の先端に一体に設けられ、軸部（ピン）で柄部６の先端側に回動自在に支持されたヘッド部４とを備えている。
【００２７】
ヘッド部４には、例えば断面正方形状の連結用凸部（図示しない連結部）が下向きに設けられ、連結用凸部の外面に抜け止め用のボールプランジャ（図示せず）が設けられている。連結用凸部は、トルクリミッタ部３の上部に設けられた連結用凹部（図示しない連結部）に係合し、ボールプランジャは連結用凹部の内面の穴に係合している。
【００２８】
トルクリミッタ部３も既存のものであり、例えば図６の従来例で説明すると、トルクリミッタ部本体１１の内側において、上記連結用凹部を有するクラッチ板（クラッチ部）１２と、複数の鋼球１３を回動自在に保持して、クラッチ板１２の断面円弧状の溝１４に鋼球１３を係合させた鋼球保持板（クラッチ部）１５と、鋼球保持板１５を軸方向スライド自在に係合させた軸部１６と、軸部１６の周囲に配置され、鋼球保持板１５をクラッチ板１２に向けて付勢する図示しない圧縮コイルばね（ばね部材）とを備え、トルクリミッタ部本体１１の外側において、トルクリミッタ部本体１１から下向きに突出した軸部１６に連結されたねじ部品係合用のソケット５とを備えている。
【００２９】
圧縮コイルばねに代えて皿ばね等（図示せず）を用いることも可能である。鋼球１３を用いずに鋼球保持板１５に代えてクラッチ板を用い、上下二枚のクラッチ板１４，１５の摩擦力を利用してトルク制限することも可能である。トルクリミッタ部３やトルクレンチ部２の内部構造は適宜設定可能である。図２，図３において、ねじ部品（図示せず）はトルクレンチ１で本締めする前に予め棒状の仮締めビット（図示せず）で仮締めされている。
【００３０】
図１，図２の如く、本例のトルクレンチ部２には、ヘッド部４の付け根側において柄部６の先端側に首折れ検知用（規定トルク検知用）のセンサ（スイッチ）１７が設けられ、センサ１７は電線１８で図３の簡易型ねじ締め制御機１９に電気的に接続されている。
【００３１】
図２の如く、センサ１７は、柄部６への固定部２０と、ヘッド部４に近接したスイッチ部２１とで略Ｌ字状に形成され、スイッチ部２１のばね付勢された触子２２がヘッド部４の側面４ａに弾性的に当接して、例えばスイッチオフの状態となっている。
【００３２】
図２の状態からトルクレンチ部２の柄部６を矢印Ａの如く時計回り（右回り）に回転させることで、規定トルクでヘッド部４が矢印Ｂ方向に首折れして（同時にカチッというクリック音を生じる）、スイッチ部２１の側面２１ａとヘッド部４の側面４ａとの間に隙間を生じ、触子２２が矢印Ｂ方向（首折れ方向）に変位してスイッチオンし、図３のねじ締め制御機１９のランプ２３が点灯すると共にブザー２４が鳴って、作業者に締付完了を報知する。
【００３３】
図２で、符号２５は、ヘッド部４の締付方向を反転させる切り換えレバーであり、図２，図３で、符号２６は、ねじ締めを必要とするワーク（例えばヒュージブルリンク接続用のバスバー又は端子にワイヤハーネス側の電線２７の端末のＬＡ端子２８をねじ部品であるボルトやナットで締付接続するヒューズボックス等）である。図３で符号２９はリセットボタンである。ボルトを締め付ける場合、ナットはヒューズボックス２６内に固定され、ナットを締め付ける場合、ボルトはヒューズボックス２６内に固定されている。
【００３４】
一例として、Ｍ５のねじの締付トルクの規格値は、２．９〜３．９Ｎｍ（３．４±０．５Ｎｍ）であり、この場合、トルクレンチ部２の締付トルクが３．４Ｎｍに設定され、トルクリミッタ部３の締付トルクが３．８Ｎｍに設定されている。これら設定値には幅を持たせてもよく、例えばトルクレンチ部２の締付設定トルクを３．３〜３．６Ｎｍ、トルクリミッタ部３の締付設定トルクを３．７〜３．８Ｎｍとする。何れも、トルクレンチ部２の締付トルクよりもトルクリミッタ部３の締付トルクが高く設定される。
【００３５】
このように、一段目のトルクレンチ部２の締付トルクが小さく（規格中央値に）設定され、二段目のトルクリミッタ部３の締付トルクが大きく（規格上限よりもやや低く）設定されたことで、図２，図３において、作業者がトルクレンチ部２の締付回動操作をヘッド部４の首折れやねじ締め制御機１９の報知に気づかずにヘッド部４の首折れ状態で継続した場合でも、トルクリミッタ部３がヘッド部４の首折れ時＋αの規格内の締付トルクで空転して、それ以上の締付を強制的に停止させるから、過締付が確実に防止されると共に、ねじの締付が規格中央値よりもやや高い規格内のトルクで安定して確実に行われる。
【００３６】
トルクレンチ部２の締付設定トルクとトルクリミッタ部３の締付設定トルクとを同一にした場合は、締付トルク的には問題ないが、ヘッド部４の首折れと同時にトルクリミッタ部３が空転するために、正常作業時にトルクレンチ部２の柄部６が首折れ以上の大きな角度で回動して、締付作業性が低下してしまう。締付トルクを二段階に設定したことで、人為的なミスによる過締付（オーバートルク）を機構的に防止することが可能となり、安価で人手に頼らないトルク値の保証ができる。
【００３７】
なお、ねじ係合部として、ソケット５に代えて＋又は−のドライバ（図示せず）を用いれば、ボルトに代えてビスを締め付けることもできる。また、センサ１７のスイッチ部２１に無接点式の近接スイッチを設けることも可能である。
【００３８】
また、例えば図２のセンサ１７に上記触子２２以外に大ストロークの第二の触子（図示せず）を有する第二のスイッチを設け、あるいは上記触子２２を用いた二段変位式のスイッチを設け、トルクリミッタ部３の空転時にもスイッチをオンさせて、図３のねじ締め制御機１９の例えば第二のランプ３０を点灯させると共にブザー２４を鳴らすことで、作業者に作業完了を再度報知することも可能である。
【００３９】
また、上記した本発明の構成は、トルクレンチ１として以外に、トルクレンチ１を用いたねじ締め方法やねじ締め構造として、あるいはねじ締め制御機１９を含むねじ締め機ないしねじ締め装置等としても有効なものである。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係るトルクレンチは、例えば自動車用のワイヤハーネスの端子付き電線をヒューズボックスや電気接続箱等にボルトやナットで過締付なくねじ締め接続するために利用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１    トルクレンチ
２    トルクレンチ部
３    トルクリミッタ部
４    ヘッド部
５    ソケット（ねじ係合部）
６    柄部
１７  センサ
【図１】
0005506344.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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