(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被締結体に締結されている被締結ねじの締結トルク値をレンチの回転角度を検出することによって測定するトルクレンチであって、該トルクレンチのヘッド部と、グリップとの間に、該トルクレンチのねじ締結方向へ撓ませることが可能な可撓弾性部を設けると共に、その可撓弾性部のグリップ側端部に角度検出センサを取付けてなることを特徴とする締結トルク測定に適したトルクレンチ。
【請求項２】
被締結体に締結されている被締結ねじの締結トルク値をレンチの回転角度を検出することによって測定するトルクレンチであって、トルクレンチのドライブ軸と嵌合連結使用されるソケットの、前記ドライブ軸に嵌合されるドライブ軸嵌合部と、前記被締結ねじに嵌合されるソケット部と、の間にそのソケット軸心を軸として捩れられる捩れ弾性部を設けてなるソケットを嵌合連結し、さらに上記トルクレンチのドライブ軸の軸心上に角度検出センサを取付けてなることを特徴とする締結トルク測定に適したトルクレンチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既に締結されている被締結ねじの締結トルクを、増し締め法を用いて測定するに適したトルクレンチであって、特に既に締結されている被締結ねじが再度回動する前のトルク上昇勾配特性と、そのねじが回動再開してからのトルク上昇勾配特性を容易に検出することを可能ならしめたトルクレンチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
数本から数十本の締結ねじ（ボルト・ナットを含む）を用いて締結する、例えばエンジンシリンダヘッドの組立作業あるいはホイールベースの車軸への取付作業等の締結作業時においては、そのエンジンシリンダヘッド、ホイールベース（以下これらを被締結体と称す）に対して締付けられる多数本の締結ねじのそれぞれが所望（所定）の締結力で均一に締付けられることが必要条件である。ところが特に一つの被締結体に対して多数本の締結ねじを用いて締結を行なう締結作業では、各締結ねじにおける締結力のバラツキが生じ易く、それが原因で被締結体の片締めや締結不良を起させることになる。
【０００３】
そこで多数本の締結ねじを用いて被締結体への締結を行なった後、それら各締結ねじのそれぞれが被締結体に対して所定の締結トルクで締付けられているか否かの確認作業が必要であり、このために従来では、例えば目盛付きトルクレンチを用いて被締結体に既に締結されている各締結ねじに対し増し締め手法を用いて増し締め力を作用させ、このときのトルクレンチの動作した点に対するトルク値を目盛から読み取って、各締結ねじの締付トルク値として確認しているものであった。
【０００４】
つまり、目盛付きトルクレンチを用いて締結ねじの締付トルク値を確認する従来法は、図４において、トルクレンチの回動角度と目盛に表示されるトルク値との特性図で示すように、締結トルク値Ｔ1 で締結されている（締結点Ａ）の締結ねじに対して増し締め手法で締結力を加え、そのトルクレンチが締結ねじと一体となって回動したことを感覚的に確認された時の増し締め点Ｂに対応する増し締め測定トルク値Ｔ2 をトルクレンチの目盛から読み取って、この増し締め測定トルク値Ｔ2 を基にして締結ねじの締結トルク値として測定確認しているものであった。
【０００５】
このような従来の締結トルク測定法では、実際の締結トルク値Ｔ1 に対し、増し締め測定トルク値Ｔ2 との間に測定値に差が生じる。また上記増し締め点Ｂにおける増し締め時の測定トルク値にはバラツキが生じる。例えば被締結体と締結ねじの座面間の密着性が高い場合には、図４の特性図において、増し締め点Ｂのトルク指標位置が高くなり、これが原因で増し締め測定トルク値Ｔ2 が高くなる。
【０００６】
また被締結体と締結ねじの座面間に潤滑油、ワッシャ等が介在されていて、その被締結体と締結ねじ間の密着性が低い場合には増し締め点Ｂのトルク指標位置が低くなり、増し締め測定トルク値Ｔ2 が締結トルク値Ｔ1 に接近する。さらには被測定者によるトルクレンチの回動速度のバラツキ、あるいは気温による被締結体と締結ボルトの熱膨張の度合等によっても、上記増し締め点Ｂのトルク指標位置が上下に変動し、これらの要因で増し締め時の測定トルク値Ｔ2 にもバラツキが生じるものであった。
【０００７】
このような測定値Ｔ2 のバラツキを解消するための締結トルク測定方法として、特開２０００−７７８号公報で示す発明を先に提案している。これは被締結体に締結されている締結ねじの増し締め開始点から、所望の回転角度に達する間で増し締めトルクが安定して上昇するトルク勾配特性を検出し、このトルク勾配特性を基にして締結ねじの増し締め開始時における締付トルク値を算出する方法である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の角度法を採用する締結トルク測定法で使用される一般的なトルクレンチにあっては、そのトルクレンチ自体の撓み及びソケットの捩れ等によるトルクレンチの変位角度が小さいために、例えば図５で示すようにねじ締結時の締結トルク値Ｔの上昇に伴なうトルクレンチの回動角度θ変化の割合が小さく、その締結トルク値Ｔの変化に対応するトルクレンチの回動角度θ0 〜θ1 を示す特性線Ｅの立上り勾配が急となり、このためにトルクレンチの回動角度差が少ない変化角度内で、複数の測定トルク値に対応する複数のプロット点を定めることが困難であった。
【０００９】
このためにねじの複数の締付トルク値Ｔに対応するトルクレンチ回動角度を示す特性線Ｅの検出が困難となり精度の高い特性線Ｅを求めることが困難であるという問題点があった。
【００１０】
本発明はかかる従来の不具合に着目してなされたもので、被締結体に締結されている被締結ねじの締結トルク値を、レンチの回転角度を検出するトルクレンチにおいて、そのトルクレンチにねじ締め方向へ撓まされる可撓弾性部を設けて、被締結体に締結されている被締結ねじの締結トルク測定開始点からその被締結ねじが回動開始（増し締め開始）されるまでの間のトルクレンチの捩れ量を大きくすることができるようにし、これにより被締結ねじの締結トルク測定開始点からその被締結ねじが回動開始されるまでの間の締結トルク特性勾配を緩やかとならしめ、その締結トルク特性勾配内でのプロット点の設定を多くかつ容易ならしめることを目的とする。
【００１１】
【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の請求項１では、被締結体に締結されている被締結ねじの締結トルク値をレンチの回転角度を検出するトルクレンチであって、該トルクレンチのヘッド部と、グリップとの間に、該トルクレンチのねじ締結方向へ撓ませることが可能な可撓弾性部を設けると共に、その可撓弾性部のグリップ側端部に角度検出センサを取付けてなる締結トルク測定に適したトルクレンチであることを特徴としている。
【００１２】
また本発明の請求項２では、被締結体に締結されている被締結ねじの締結トルク値をレンチの回転角度を検出するトルクレンチであって、トルクレンチのドライブ軸と嵌合連結使用されるソケットの、前記ドライブ軸に嵌合されるドライブ軸嵌合部と、前記被締結ねじに嵌合されるソケット部と、の間にそのソケット軸心を軸として捩れられる捩れ弾性部を設けてなるソケットを嵌合連結し、さらに上記トルクレンチのドライブ軸の軸心上に角度検出センサを取付けてなる締結トルク測定に適したトルクレンチであることを特徴としている。
【００１３】
従って上記請求項１及び請求項２に記載のトルクレンチによれば、そのトルクレンチに設けられている可撓弾性部又は捩れ弾性部により、被締結ねじの締結トルク測定開始点から、その被締結ねじが回動開始されるまでの間のトルクレンチの角度変化量を大ならしめることができ、これによりその角度変化範囲内でのプロット点設定数の増大及び設定位置の明確化が可能となり、これにより上記プロット点設定位置を基にする被締結ねじの締結トルク値測定を正確かつ容易ならしめることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図面に示す実施の形態に基いて詳細に説明する。
【００１５】
図１において、１はラチエット式トルクレンチの実施形態を示すもので、２はトルク検出手段を内装してなるレンチ本体部であって、このレンチ本体部２の先端からは、ラチエット機構を備えたヘッド部３が支出されている。４はヘッド部３に設けられているドライブ軸を示す。５はトルクレンチの柄部であって、この柄部５と上記レンチ本体部後端とは、可撓弾性部６を介して一体に連結されている。またこの可撓弾性部６は、トルクレンチ１のねじ締結方向へ撓み得るものである。
【００１６】
さらに上記可撓弾性部６の柄部５側端部には、角度検出センサ７が取付けられており、この角度検出センサ７による検出角度は表示器８で表示されるようになっている。
【００１７】
このように本実施の形態にあっては、トルクレンチ１の本体部２と柄部５との間に、該トルクレンチ１によるねじ締結方向へ撓みを生じる可撓弾性部６を設けたものであるから、このトルクレンチ１を用いて、被締結体に締結されている被締結ねじの締結トルク値を測定すべく、そのトルクレンチ１に設けられているドライブ軸４を不図示である被締結ねじに嵌合させ、その被締結ねじに対し、ねじ締結力（増し締めトルク）を漸次強めて、該被締結ねじが再回動（ねじ込まれる）開始されるまで強めるのであるが、このトルクレンチ１には、可撓弾性部６が設けられているために、その被締結ねじが再回動開始されるまでのトルクレンチ回動力で可撓弾性部６が図１の鎖線で示すように撓まされることになる。
【００１８】
かくして被締結ねじが、その締結位置から再回動開始されるまでの間では、可撓弾性部６が撓まされることから、そのトルクレンチ１による増し締めトルク値Ｔの上昇に対する柄部の変位角度θを大きく設定することが可能となり、このために図３で示すように被締結ねじに対しての増し締め開始点０から、その被締結ねじが再び回動開始する開始点Ｂまでの間のプロット点を多く、かつ鮮明位置で設定することが可能となり、これにより各プロット点を基準とするトルクレンチの動作角度変化量とトルク変化量、つまり増し締めトルク値に対するトルクレンチ１の回動角度を示す特性線Ｅを精度よく画くことができ、これによって被締結ねじが再回動開始する開始点Ｂの検出を精度よく容易ならしめることができる。従ってこの開始点Ｂを基にして被締結ねじの締結トルクを精度よく検出することができる。
【００１９】
図２は本発明の他の実施形態を示すもので、この実施の形態では、通常使用されているラチエット式トルクレンチ１０のドライブ軸１１に、ロングソケット１２を嵌合連結して被締結ねじ１３の締結トルクを測定しようとするものである。
【００２０】
そして、この締結トルク測定時に使用するロングソケット１２の構成は次の如くとなっている。即ちロングソケット１２の一端は、ドライブ角１１に嵌合されるドライブ軸嵌合部１４に形成されており、その他端は被締結ねじ１３に嵌合されるソケット部１５に形成されており、上記ドライブ軸嵌合部１４と、ソケット部１５との間は、そのロングソケット１２の軸を軸心として捩れられる捩れ弾性部１６で一体に連結された構成となっている。
【００２１】
また上記ラチエット式トルクレンチ１０のヘッド部１７の上面における上記ドライブ軸１１軸心上に位置させて角度検出センサ１８が取付け保持されている。
【００２２】
この実施の形態にあっては、ラチエット式トルクレンチ１０のドライブ軸１１に、捩れ弾性部１６を有するロングソケット１２を取付けて被締結ねじ１３の締結トルク値を測定しようとするものであるが、その測定に際し、ロングソケット１２のソケット部１５を被締結ねじ１３に嵌合させ、その被締結ねじ１３に対してラチエット式トルクレンチ１０による増し締めトルクを漸次強めて、被締結ねじが再回動開始されるまで強められる。
【００２３】
このとき、ラチエット式トルクレンチ１０のドライブ軸１１に連結されたロングソケット１２には捩れ弾性部１６が設けられているために、被締結ねじ１３が再回動開始されるまでに、上記捩れ弾性部１６がねじ締結方向へ捩れられる。
【００２４】
かくして被締結ねじ１３が、その締結位置から再回動開始されるまでの間では、捩れ弾性部１６が捩れられることから、そのラチエット式トルクレンチ１０による増し締めトルク値Ｔの上昇に対するラチエット式トルクレンチの回動変位角度θを大きく設定することができ、このために上記実施形態で説明したと同時に図３で示すように被締結ねじ１３に対しての増し締め開始点０から、その被締結ねじ１３が再び回動開始する開始点Ｂまでの間のプロット点を多く、かつ鮮明位置で設定することが可能となり、これにより各プロット点を基準とするラチエット式トルクレンチ１０の動作角度変化量とこれに対応するトルク変化量、つまり増し締めトルク値に対するラチエット式トルクレンチ１０の回動角度を示す特性線Ｅを精度よく画くことができ、これにより被締結ねじが再回動開始する開始点Ｂの検出を精度よく容易に検出せしめることができる。従ってこの開始点Ｂを基にして被締結ねじ１３の締結トルク値を精度よく検出することができるものである。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の請求項１及び請求項２に記載のトルクレンチによれば、トルクレンチに設けられている可撓弾性部又は捩れ弾性部により、被締結ねじの締結トルク測定開始点から、その被締結ねじが回動開始されるまでの間のトルクレンチの角度変化量を大ならしめることができ、これによりその角度変化範囲内でのプロット点設定数の増大及び設定位置の明確化が可能となり、これにより上記プロット点設定位置を基にする被締結ねじの締結トルク値測定を正確かつ容易ならしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明よりなるトルクレンチの実施の形態を示した説明図。
【図２】本発明よりなるトルクレンチの他の実施の形態を示した説明図。
【図３】本発明によるねじ締結トルク測定時の特性説明図。
【図４】従来のねじ締結トルク測定時の特性説明図。
【図５】従来のねじ締結トルクとレンチ回動角との関係を示した特性図。
【符号の説明】
１…トルクレンチ
２…レンチ本体
３…ヘッド部
４…ドライブ軸
５…柄部
６…可撓弾性部
７…角度検出センサ
８…表示器
１０…ラチエット式トルクレンチ
１１…ドライブ軸
１２…ロングソケット
１３…被締結ねじ
１４…ドライブ軸嵌合部
１５…ソケット部
１６…捩れ弾性部
１７…ヘッド部
１８…角度検出センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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