(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
丸棒状の鉄鋼部材の加工から、ナット嵌合部、当該ナット嵌合部から延びる垂直部分、屈曲部及びハンドル部を有すると共に、前記垂直部分、屈曲部及びハンドル部を同一径としてなるホイールナットレンチを製造する方法において、所望のレンチ形状を成形した後、当該成形済みの多数のレンチ半製品を、搬送コンベアに導き、当該搬送コンベアの平行なチェーンプレートなどの一方の部材に前記レンチ半製品のナット嵌合部を載せる一方、前記チェーンプレートなどの他方の部材に前記レンチ半製品のハンドル部の屈曲部側を載せて連続搬送し、この間に前記搬送コンベアの平行なチェーンプレートなどの両部材間に渡された前記レンチ半製品のナット嵌合部の垂直部分から屈曲部に掛けて加熱炉により両側から加熱し、しかる後、冷却剤噴射部を有する冷却装置からの冷却剤噴射によって冷却することにより焼入れ処理して、前記焼入れ部分の外周の硬度が内側より大きく湾曲状の硬度曲線となるように硬化させて、当該レンチの使用時最大トルクに到達後前記ハンドル部の屈曲部側から曲がることを特徴とするホイールナットレンチの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両ホイールの着脱に使用されるホイールナットレンチの製造方法に関するものである。
【０００２】
周知のように、ホイールナットレンチは、棒状のハンドル部とこの一端側から屈曲部を介して形成される拡径のナット嵌合部とからなるもので、通常丸棒状の鉄鋼部材などから製造されている。
【０００３】
このようなホイールナットレンチは、もちろん単独でも販売されるが、我が国の自動車業界では、車両のサービス部品としてドライバーなどの他の工具と共に標準搭載されている。
この標準搭載品であるホイールナットレンチの場合、メーカー側から見れば、車両台数に応じた数が必要とされ、これは膨大な数となり、また、数の多い分だけ熾烈なコストダウンも要求されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のホイールナットレンチの場合、使用上の点や製造上の点で、次のような改善すべき問題点があった。
【０００５】
先ず、この種のレンチでは、使用時上記屈曲部から拡径のナット嵌合部側へほぼ真っ直ぐに延びる垂直部分に最も大きな力が掛かるため、この垂直部分の外径は、ホイールナットの締め付け力（要求トルク）に対応する径としてある。
そして、通常は図１０に示すように、最も簡単な構造のものとして、拡径のナット嵌合部１から延びる垂直部分２ａを含む屈曲部２及びハンドル部３を同一外径で形成することが多い。
【０００６】
しかしながら、このうよな屈曲部２及びハンドル部３がほぼ同径であるレンチの場合、使用上危険が伴うという問題があった。
例えば、一般のユーザーなどの使用者の場合、レンチを使用する機会は殆どなく、パンクなどのトラブル時などに使用する程度と言える。このとき、ホイールナットの締め付け力は、通常の乗用車では規定の標準値が１０〜１５Ｋｇｆ・ｍ程度とそれほど大きくないが、非力なユーザーの腕力ではうまく回せなかったり、通常の腕力を有する者でもホイールナット部分が錆びたりしていると、容易に回せなということがあり、さらにまた、不慣れなユーザーの場合には当初から緩める方向とは逆方向に回そうとして回せないこともよくある。
【０００７】
また、このようなトラブル後のユーザーによる締め付けや整備工場などでの整備後のエア駆動式のツールによる締め付けでは、一般的に締め付け力が標準値より強めに行われる傾向があって、このようなケースではより一層ホイールナットの解除が難しくなっていることもある。
【０００８】
このため、使用者は、ナット嵌合部１をホイールナットに嵌め込んだ後、棒状のハンドル部３に足を掛けて載り、全体重で反動を付けながら回そうとすることがよく見られる。このとき、レンチのハンドル部３の外径（太さ）が屈曲部２とほぼ同一外径であると、屈曲部２の垂直部分２ａに大きな力が掛かり、この部分でネジれなどの変形が起きていることに気が付かず、さらに、強く踏み込むと、この垂直部分２ａが急激に捻じれたり、破断したりすることがあるため、使用者が落下したりするなどの危険があった。
【０００９】
そこで、実際には、安全性を考慮して、従来はレンチ側に必要以上の強度を持たせることが多い。これにより、使用鉄鋼部材の外径を太くする必要があり、レンチのコスト上昇を招くと同時に、重量が重くなるなどの問題もあった。
【００１０】
このため、本発明者は、例えば図１１や図１２に示すように、既にハンドル部３の一部や全部の外径を細くたり、或いはハンドル部３を焼きなましによって軟化させたりして、ハンドル部３側の強度が屈曲部２の垂直部分２ａの強度より小さくなるようにして、垂直部分２ａにネジれ変形が起こる前にハンドル部３側が変形するようにした方法を提案してある（実開昭５６−１６６１６３号）。
【００１１】
しかしながら、ハンドル部３の一部や全部の外径を細くして危険感知部４とすることは、製造上結構面倒であった。また、焼きなましの場合でも、レンチの製造工程中に一旦全体を加熱炉に入れて焼入れし、全体の強度を上げた後、再度ハンドル部３側の一部や全部を焼きなましするのは、大きなコスト上昇要因となり、現実的ではない面があった。
【００１２】
（２）一方、製造上の点においても、通常の従来品からなるホイールナットレンチの場合、丸棒状の鉄鋼部材から加熱下における鍛造や曲げ加工などの工程を経て所望の形状を作り、この後、この成形済みの多数のレンチ半製品を加熱炉に投入して焼き入れを行っているが、この焼き入れは、通常専業の焼き入れ業者に依頼する必要があり、この方法では、搬送中のレンチ半製品が一種の流通在庫として必要となるため、生産効率が悪かった。
つまり、このような生産方法では、レンチ半製品を専業の焼き入れ業者側まで運ぶなどの手間や在庫が必要となり、連続的な一貫生産は不可能であった。
【００１３】
また、専業の焼き入れ業者の場合、取り扱い商品は当然レンチ半製品だけではなく、雑多な製品を取り扱うため、一般に汎用性の高い大型の加熱炉を備えていることが多く、レンチ半製品のような小物にあっては、ワーク全体を焼き入れする必要がなくとも、大型の炉構造からワーク全体の焼き入れとならざるを得ないなどとうい制約もあった。
【００１４】
というのは、ホイールナットレンチでは、上記のように、最も大きな負荷が掛かる屈曲部２の垂直部分２ａにおいて所定の強度であればよく、ナット嵌合部１やハンドル部３にあっては、特に焼入れして強度を上げる必要がない部分だからである。
【００１５】
また、このような専用の加熱炉で全体の焼き入れを行うと、レンチ半製品の素材表面に酸化皮膜が多く生じる。このため、この酸化皮膜を除去するブラスト処理工程が是非とも必要とされ、さらに、このブラスト処理による肌荒れのため、その後のキッメ処理工程により多くの時間が必要とされるようになり、この面からもコストアップとなるという問題があった。もちろん、ワーク全体を焼き入れすると、ブラスト処理の処理面積も大きくなり、この点からもコスト上昇が避けられなかった。
【００１６】
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたもので、使用上の安全性が高く、かつ製造コストの大幅な低減を可能としたホイールナットレンチの製造方法を提供せんとするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、丸棒状の鉄鋼部材の加工から、ナット嵌合部、当該ナット嵌合部から延びる垂直部分、屈曲部及びハンドル部を有すると共に、前記垂直部分、屈曲部及びハンドル部を同一径としてなるホイールナットレンチを製造する方法において、所望のレンチ形状を成形した後、当該成形済みの多数のレンチ半製品を、搬送コンベアに導き、当該搬送コンベアの平行なチェーンプレートなどの一方の部材に前記レンチ半製品のナット嵌合部を載せる一方、前記チェーンプレートなどの他方の部材に前記レンチ半製品のハンドル部の屈曲部側を載せて連続搬送し、この間に前記搬送コンベアの平行なチェーンプレートなどの両部材間に渡された前記レンチ半製品のナット嵌合部の垂直部分から屈曲部に掛けて加熱炉により両側から加熱し、しかる後、冷却剤噴射部を有する冷却装置からの冷却剤噴射によって冷却することにより焼入れ処理して、前記焼入れ部分の外周の硬度が内側より大きく湾曲状の硬度曲線となるように硬化させて、当該レンチの使用時最大トルクに到達後前記ハンドル部の屈曲部側から曲がることを特徴とするホイールナットレンチの製造方法にある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るホイールナットレンチの製造方法により得られるホイールナットレンチの一例を示したものである。このホイールナットレンチ１０も、その外形は、上記図１０の従来品とほぼ同様で、ホイールナットに嵌合される拡径のナット嵌合部１１から屈曲部１２を介して棒状のハンドル部１３が延びてなる。もちろん、ナット嵌合部１１の端面には、図２に示すように、ホイールナット用の嵌合穴１１ａが設けてある。
【００１９】
このホイールナットレンチ１０にあっても、所定の形状成形までは、従来と同様丸棒状の鉄鋼部材などから成形し、その後は、図１の矢印Ａに示すように、単にナット嵌合部１１から延びる垂直部分１２ａを含む屈曲部１２付近だけを焼入れ処理（調質処理）し、硬化させてある。
【００２０】
この焼入れ処理は、主に屈曲部に行っている。この焼入れの長手方向の区間は、図３の拡大図で示すと、点Ｐ１〜Ｐ３までである。そして、その焼入れの程度は、図４の如くで、台形状の硬度曲線Ｌ１としてある。なお、硬度ｈ１は焼入れ区間の目標硬度で、硬度ｈ２は素材（母材）本来の硬度である。また、焼入れの内部側への進行度合いは、図３の拡大図中の点Ｐ４〜Ｐ６において示すと、図５の如くで、湾曲状の硬度曲線Ｌ２としてある。なお、ここでも、硬度ｈ１は焼入れの目標硬度で、硬度ｈ２は素材本来の硬度である。
【００２１】
このように本発明では、最も大きな負荷が掛かる屈曲部１２付近だけを焼入れ処理するものであるため、図６に示すように、屈曲部１２の強度がハンドル部１３に対して相対的に大きいレンチが得られる。
したがって、上記ホイールナットレンチ１０の場合、仮に使用者（ユーザーなど）が、その使用時にハンドル部１３に足で載るなどして使用しても、屈曲部１２でネジれ変形する前に、図６の想像線に示すように、ハンドル部１３が徐々に曲がるため、使用者は事前に危険を感知することができる。
【００２２】
また、上記のように本発明の場合、屈曲部１２付近だけを焼入れ処理するものであるため、焼入れ用の加熱炉は、小型のもので十分対応することができる。つまり、専業の焼き入れ業者のような大型の加熱炉は不要である。さらに、この焼入れも屈曲部だけの簡易形のなものであるため、短時間での対応が可能となる。さらにまた、この程度の焼入れでは、ブラスト処理が必要とされるほどの酸化皮膜の発生が少なく、これによって、ブラスト処理の省略が可能となると同時に、メッキ処理時における処理時間の短縮が可能となる。
【００２３】
また、このような焼入れの条件から、上記ホイールナットレンチ１０は、従来と同様、丸棒状の鉄鋼部材から加熱下での鍛造や曲げ加工などの工程を経て所望の形状を作り、この焼入れ前の多数のレンチ半製品１０ａを、例えば図７に示すような搬送コンベア２０で順次搬送させ、図８に示すように、この搬送ラインの周囲に設置した焼入れ用の加熱炉３０で加熱し、この後、直ちに噴射ノズルなどの冷却剤噴射部４１を有する冷却装置４０からの水やオイルなどの冷却剤噴射によって冷却して焼入れし、引き続き、焼き戻し用の加熱炉５０で焼き戻しすれば、装置系をタンデムに配列した連続製造が可能となる。
【００２４】
上記搬送コンベア２０の構造は、特に限定されないが、例えば図示のように、適当な長さの２枚のチェーンプレート２１，２２を平行に並べ、一方のチェーンプレート２１側には丁度レンチ半製品１０ａのナット嵌合部１１が嵌め込まれるフック穴２１ａを設けると共に、他方のチェーンプレート２２側には丁度レンチ半製品１０ａのハンドル部１３の屈曲部１２側の始端側が嵌め込まれるフック穴２２ａを設けて、レンチ半製品１０ａを順次搬送するなどの一般的な方法で実施すればよい。
【００２５】
上記焼入れ用の加熱炉３０にあっても、その加熱手段は特に限定されず、誘導加熱、抵抗加熱、火炎加熱などが使用でき、その加熱幅は、丁度レンチ半製品１０ａの屈曲部１２の長さ（幅）に対応するものとする。したがって、この加熱炉３０に導かれたレンチ半製品１０ａは、丁度屈曲部１２部分の外周が搬送されながら加熱される。
【００２６】
上記冷却装置４０は、その冷却剤噴射部４１が下向きに設置されていて、丁度加熱後のレンチ半製品１０ａ上に冷却剤が噴霧されるようになっており、これによって、簡単に急冷される。
また、上記焼き戻し用の加熱炉５０にあっても、その加熱手段は特に限定されず、誘導加熱、抵抗加熱、火炎加熱などが使用できる
【００２７】
因に、上記の方法で得られた本発明のホイールナットレンチと、全く焼入れのない同形状のレンチ（本発明のレンチ半製品に相当するもの）と、従来の大型の加熱炉（専業の焼き入れ業者の加熱炉）による全体を焼入れした従来品のそれぞれについて、トルク試験を行ったところ、図９の如き、結果を得た。
なお、いずれのレンチも、用いた丸棒状の鉄鋼部材は外径寸法が同一のもので、屈曲部及びハンドル部の外径は１３ｍｍであった。また、上記トルク試験は、レンチのナット嵌合部を固定した状態で、ハンドル部の一端側に荷重を掛け、トルクの変形量を計測して行った。
【００２８】
上記外径が１３ｍｍのレンチにあっては、レンチとしての要求トルク（締め付け力）ｔ１が約２３Ｋｇｆ・ｍ程度であるのに対して、本発明のレンチでは、トルク曲線Ｔ１が示すように、約３０Ｋｇｆ・ｍを頂点として次第にトルクが低下することが判った。最大トルク値に達した後は、Ｂ点付近を境にして、ハンドル部側の曲がり大きくなりトルクの低下が見られた。
つまり、本発明のレンチでは、屈曲部の強度が最も強く、この部分のトルクがほぼ要求トルク値を満足する形に合わせてあるため、この値に達すると、ハンドル部側が大きく曲がり、使用者の安全が図られることが判る。
【００２９】
一方、全く焼入れのないレンチでは、トルク曲線Ｔ２が示すように、屈曲部の強度が不十分で、レンチとしての要求トルクｔ１値に達する前に大きなトルクの低下が見られ、実用にならないことが判った。
【００３０】
また、全体を焼入れした従来品のレンチでは、素材外径が同一であるにも関わらず、大型の加熱炉によるほぼ完全な焼入れによって、最高トルクが約４０Ｋｇｆ・ｍ程度に達するものの、トルク曲線Ｔ３が示すように、Ｃ点付近においてネジれによる破断が生じることが判った。
つまり、従来品のレンチの場合、ほぼ完全な焼入れによって、屈曲部の強度が増すと同時にハンドル部の強度も増すため、屈曲部へのストレスが大きく、破断に至り、使用上極めて危険であることが判った。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るホイールナットレンチの製造方法によると、次のような優れた効果が得られる。
【００３２】
（１）先ず、本発明の製造方法により得られるホイールナットレンチでは、屈曲部付近にのみが焼入れ処理がしてあるため、同一素材、同一外径の場合、屈曲部の強度に対してハンドル部側の強度が小さくなり、無理な使用態様においても、ハンドル部側が先に変形することとなって、高い安全性が得られる。
このような機能によって、レンチの安全率を当初から要求トルク値により近い形で低く抑えることが可能となる。このため、使用鉄鋼部材の細径化によるコストダウン及び重量の軽量化が得られる。
【００３３】
（２）また、本発明の製造方法により得られるホイールナットレンチでは、ハンドル部側を優先的に変形させるおいて、上述した従来の危険感知部を備えたレンチ（実開昭５６−１６６１６３号）のように、ハンドル部の一部又は全部を細径にしたり、焼きなましする必要もなく、単に屈曲部付近だけを焼入れ処理するのみでよいため、簡単で安価な製造が可能となる。
【００３４】
（３）また、本発明の製造方法により得られるホイールナットレンチにおける屈曲部付近の簡易形の焼入れ処理の場合、酸化皮膜の発生が少なく、ブラスト処理の省略やメッキ処理の時間短縮が可能となり、この面からのコストダウンも達成される。さらに、この簡易形の焼入れ処理によって、用いる焼入れ用の加熱炉も小型でよく、設備コストの低減が可能となると同時に、加熱時間も短時間でよいため、良好な生産性も得られる。
【００３５】
（４）また、本発明のホイールナットレンチの製造方法では、上記のような焼入れの条件から、成形済みの多数のレンチ半製品を搬送コンベアにより連続搬送し、この間にレンチ半製品の屈曲部付近を加熱炉で加熱し、しかる後、冷却装置からの冷却剤噴射によって冷却することで焼入れ処理することができるため、タンデムな装置系による連続製造が可能となり、優れた生産性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る製造方法により得られるホイールナットレンチの一例になる全体を示した側面図である。
【図２】  図１のホイールナットレンチのナット嵌合部を示した部分側面図である。
【図３】  図１のホイールナットレンチのナット嵌合部、屈曲部及びハンドル部の一部を示した拡大側面図である。
【図４】  図１のホイールナットレンチの屈曲部付近における長手方向の焼入れ状態を示したグラフである。
【図５】  図１のホイールナットレンチの屈曲部付近における断面と共に径方向の焼入れ状態を示したグラフである。
【図６】  図１のホイールナットレンチにおけるハンドル部の変形状態を示した斜視図である。
【図７】  本発明に係るホイールナットレンチの製造方法をなす搬送コンベアの一部とレンチ半製品を示した斜視図である。
【図８】  本発明に係るホイールナットレンチの製造方法をなす焼入れ用の加熱炉、冷却装置及び焼き戻し用の加熱炉を示した概略説明図である。
【図９】  本発明に係る製造方法により得られるホイールナットレンチ、焼入れのないレンチ及び全体を焼入れした従来品のそれぞれの各トルク曲線を示したグラフである。
【図１０】  従来のホイールナットレンチの全体を示した側面図である。
【図１１】  従来の他の例になるホイールナットレンチの全体を示した側面図である。
【図１２】  従来のさらに他の例になるホイールナットレンチの全体を示した側面図である。
【符号の説明】
１０                    ホイールナットレンチ
１０ａ                  レンチ半製品
１１                    ナット嵌合部
１２                    屈曲部
１３                    ハンドル部
２０                    搬送コンベア
３０                    焼入れ用の加熱炉
４０                    冷却装置
４１                    冷却剤噴射部
５０                    焼き戻し用の加熱炉
【図１】
0003673134.tif 000002
【図２】
0003673134.tif 000003
【図３】
0003673134.tif 000004
【図４】
0003673134.tif 000005
【図５】
0003673134.tif 000006
【図６】
0003673134.tif 000007
【図７】
0003673134.tif 000008
【図８】
0003673134.tif 000009
【図９】
0003673134.tif 000010
【図１０】
0003673134.tif 000011
【図１１】
0003673134.tif 000012
【図１２】
0003673134.tif 000013