JPS60263675A - 一腕状のトルクレンチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、−腕状のトルクレンチであって、（イ）工具
のだめの工具ヘッドを一端部で備えたシャフトが設けら
れており、 （ロ）該シャフトの他端部に力センサが設けられており
、 （ハ）握りが設けられていて、該握りが前記シャフトの
他端部の２箇所で、該シャフトに旋回可能に支承された
２つのレバーを有スるレバー機構で支えられておシ、該
レバー機構を介して、前記握シにおける力の作用点とは
無関係に工具の旋回点を中心にして働くトルクだけに関
連した力が前記力センサに作用するようになっている形
式のものに・関する。

トルクレンチを用いることによってねじ又はそ、の他の
ねじ山部分は所定のトルクで引き締められる。これによ
って、一方ではねじを所定の形式で十分しっかりと引つ
き締めることができ、他方ではねじが強く引き締められ
すぎてねじ山が破壊されることは避けられる。

先行の技術 生ぜしめられたトルクの測定は公知のトルクレンチにお
いては種種の測定システムによって行なわれる。

公知のトルクレンチにおいては、例えばトルクセンサと
してたわみロッドが用いられる。このたわみロッドには
握りが固定されていて、このたわみロッドを介して、ね
じに作用する工具にトルクか伝達される。たわみロッド
は伝達されたトルクに応じて多かれ少なかれ強く湾曲す
る。たわみロツＰに沿って延びる、トルク伝達によって
負荷されないケーシング部分にはマーキングが設けられ
ており、このマーキングはたわみロッドがたわむ際にた
わみロッドに取シ付けられた目盛り上を移動する。この
目盛シで作用したトルクが読み取られる。

さらに同様の原理に基づくトルクレンチが公知である。

この公知のトルクレンチにおいては、前調節可能な所定
のトルクが得られると例えば感知可能な衝撃信号又はカ
チリと音をたてるような信号が与えられる（エードウア
ルトヴイレｏｍｂＨ＆ｃｏ、、５６００プツペルタール
・クローネンベルクのカタログＤ８９参照）。

これら公知のトルクレンチにおいては、ねじの回転軸線
を中心にして及ぼされるトルクのだめの尺度として、ね
じの回転軸線の外側に位置する軸線を中心にして作用す
る補助トルクが用いられる。これによって、信号が与え
られるトルク表示若しくはトルクは、使用者がトルクレ
ンチのどこをつかむかに関係する。

この問題点を回避した、初めに述べた形式のトルクレン
チは、フランス国追加公開特許第２４２２０２号明細書
により公知である。この公知のトルクレンチにおいては
、シャフトの、工具ヘッドとは反対側端部に、管状に構
成された握９内に延びる付加部が設けられている。この
付加部に対して平行に、長手方向に延びる可動な部分が
握りに配置されている。この可動な部分はローラを介し
て握りの内壁、に当接している。可動な部分は、長さの
異なる２つのリンクを介して付加部に接続されている。

これに応じてこれら２つのリンクは付加部の長手方向に
対して異なる角度を形成している。調節可能な押圧ばね
は伺加部と可動な部分との間に延びていて、可動な部分
をシャフトの方向で押しつける。

この際、前記２つのリンクとローラとを介して握りが、
ローラと向き合う１１１！＋１で付方口部のストッパに
当接して保持される。２つのリンクは、シャフトに旋回
可能に支承された２つのレバーであって、これら２つの
レバーが長手方向に延びる部分と共にレバーシステムを
形成している。

握すハこのレバーシステムの２つの箇所、つまり２つの
ローラに支承されている。公知のトルクレンチにおいて
はリンク又はレバーが押圧ばネト共にトグルレバー機構
を形成している。所定のトルクが加えられると、トグル
レバー機構はばねのプレロードを克服してたわむ。長手
方向に延びる部分は付加部に当接する。使用者は、ロー
ラを介して付加部で支えられている握りが相応にたわむ
ことを感じる。２つのリンクが付加部の長手方向に対し
て形成する角度を適当に選ぶことによって、トグルレバ
ー機構の始動時点を、握りに力が作用する時点とは無関
係に規定することができ、工具の回転軸線を中心にして
規定トルクを加えることができる。この公知のトルクレ
ンチにおいては、力測定器として用いられるトグルレバ
ー機構及びレバー伝動装置が、レバーアーム長さを補償
するために互いに組み合わされている。シャフトの長手
方向に対して斜めに延びるレバー又はリンクが設けられ
ている。シャフトの長手方向に対する２つのリンクの角
度はレバーアーム長さを補償するために所定の規定され
た形式で選定しなければならない。このために比較的長
いレバーが必要である。またこのために、レバー機構及
びひいてはこのレバー機構を取り囲む握りは非常に取り
扱いにくくなる。

ドイツ連邦共和国特許出願第３１３９３７４号明細書に
よれば、同じくカの作男点が表示器とは無関係に得られ
る形式の機械的なトルクレンチが公知である。この公知
のトルクレンチの１実施列においては、機械的に弱めら
れた第１の箇所におけるシャフトのたわみは、この第１
の箇所の工具側でシャフトに取りつけられた第１のレバ
ーを介して行程運動に置き換えられる。

この行８は、シャフトに取りつけられ第１のレバーに当
接するメータによって測定される。前記第１の箇所と工
具の旋回中心点との間の間隔によって規定される力の作
用点の影響を無くすために、シャフトの、機械的に弱め
られた第２の箇所が設けられている。この第２の箇所の
握り側でシャフトには、メータを有する第２のレバーが
取りつけられている。トルクレンチにトルクが作用する
と、シャフトは第２の箇所でもややたわみ、メータを有
する第２のレバーが旋回させられる。レバー長さを適当
に選択することによって、工具の旋回中心点を中心にし
て作用するトルクのだめの常に精確なメータの表示が得
られる。同じ原理に基づく、前記ドイツ連邦共和国特許
出顆第３１３９３７４号明細書の別の実施例においては
、メータの代わりにトグルレバー機構が設けられている
。このトグルレバー機構は、作用したトルクに確実に基
づく始動時点において急撃に変化する。

この公凡のトルクレンチにおいては、測定部材と、レバ
ーアーム長さを補償するためのレバーとがシャフトに設
けられているために、トルクレンチの操作が困４である
。

発明が解決しようとする課題 そこで本発明の課題は、力センサと、前述のようにレバ
ーアーム比を補償するだめのレバー機構とが握シに配置
されている初めに述べた形式のトルクレンチで、簡単で
しかも需要空間の節約された構造のレバー機構を設け、
とのレバー機構を、細い構造の取り扱いやすい握りに携
りつけることができるようにすることである。

課題を解決するだめの手段 この課題を解決した本発明は、 （ニ）レバー機構の２つのレバーがすれぞれ２腕状のレ
バーであって、それぞれの第１のアームで互いに当接し
合っており、 （ホ）握シの両端部が前記２つのレバーの第２のアーム
で支えられており、 （へ）前記力センサが一方のレバーの第２のアームとシ
ャフトとの間で生じる力に応答する、ようになっている
。

実施例及び作用 次に図面に示した実施例について本発明の構成及び作用
を具体的に説明する。

第１図に示したトルクレンチは、シャフト１０を有して
おり、該シャフート１０の一端部に工具ヘラ−１２が設
けられている。この工具ヘッド１２は４角部分１４を有
しており、この４角部分１４に箱スパナはめ合い部がは
め込まれる。シャフト１０の他端部には握り１６が設け
られている。トルクセンサは握シ１６とシャフト１０と
の間に配置されだ力センサ１８によって形成されている
。第１図の実施例においては力センサ１８は、シャフト
１０の端面に緊締されたたわみ部材２０と、シャフト１
０内に設けられかつたわみ部材２０に当接するメータ２
２とから成っている。握り１６から使用者によってトル
クレンチに作用する力は、後述する形式で刃２４を介し
て伝達される。力に比例するたわみ体２０のたわみはメ
ータ２２によって測定され、力の値として及びひいては
働いたトルクの値として表示される。

カセ／す１８は、トルクを形成するために握！７１６を
介してシャフト１０に働く力によって次のようにレバー
システム２６を介して負荷される。つまり、力センサ１
８に作用する力が、握り１Ｇに働く力の作用点とは無関
係に、働いたトルクに比例するようにレバーシステム２
６を介して負荷されるうこのために、シャフト１０には
中空の握り内部に延びるアーム２８が設ケられている。

このアーム２８はヒンジ３０と刃３２とを有しており、
これらのヒンジ３０と刃３２とは、２腕状の第１のレバ
ー３８及び２腕状の第２のレバー４０のだめの旋回軸３
４若しくは３６を形成している。これによって２つのレ
バー３８．４０は握り１６の範囲でシャフト１０に支え
られている。これら２つのレバー３８．４０はそれぞれ
の第１のアーム４２若しくは４４で、第２のレバー４０
に設けられた刃４６を介して互いに当接し合っている。

つまシ、アーム４４の刃４６が、第１図で見て下方から
第１のレバー３８のアーム４２に当接している。握９１
６の両端部は第１のレバー３８の第２のアーム４８と第
２のレバー４０の第２のアーム５０とで支えられている
（第１図で見て上方から）。これは第１図で概略的に示
した実施ｔｉｌにおいては刃５２若しくは５４を介して
行なわれる。力センサ１８は第１のレバー３８の第２の
アーム４８とシャフト１０との間に生じる力に応答する
。このために、たわみ部材２０の刃２４は第１のレバー
３８のアーム４８の下側に・当接している。握り１６の
刃５２はアーム４８の反対側、つまり第１図で見て上方
から刃２４と向き合ってレバー３８のアーム４８に当接
している。第１のレバー３８は第１のアーム４８側で、
刃５２によって規定された第１のレバー３８における握
り１６の支持点とヒンジ３０によって規定された旋回軸
３４との間のレバーアーム長さＨ３を有しており、この
レバーアーム長さＨ３は、旋回軸３４と、刃４６によっ
て規定された第２のレバー４０の支持点との間のレバー
アーム長さＨ３と同じである。

第２のレバー４０において刃５４によって規定された握
シ１６の支持点から刃３２によって規定された第２のレ
バー４０の旋回軸３６までの第２のレバー４０のアーム
５０のレバーアーム長さＨｌと、旋回軸３６から刃４６
によって規定された第１のレバー３８の支持点までのし
バーアーム長さＨ２との長さの比は、トルクレンチの旋
回点５６から、第２のレバー４０における握り１６の支
持点までの間隔ＬＨ＋　Ｌｏと、旋回点５６から第１の
レバー３８における握り１６の支持点までの間隔ＬＨと
の長さの比に比例する。

第１図の装置は次のように作用する。

操作力ＰＢは、間隔荀十ＬＢ（第１図参照）で旋回点５
６から握り１６へ作用する。この際、操作力ＰＢの作用
点は握り１６の間隔１１Ｇの間の任意の点に存在する。

間隔ＬＨは、旋回点５６から、レバー３８における握り
１６の支持点までの寸法を表わしている。

それ故引張りトルクＭは、 Ｍ　＝　ＰＢ（ＬＨ＋　ＬＢ）　（１）この引張りトル
クが測定しようとするトルクである。力センサ１８に作
用する測定力ＰＭは２つの分力より構成される。つまり
、第１の分力は、暉り１６から直接的に刃５２を介して
たわみ部材２０に伝達される力である。この第１の分力
は次の式で表わされる。

Ｌ。

第２の分力は握り１６の刃５４及びレバーシステム２６
を介して作用する。刃５４は第２のレバー４，０に次の
式で表される力を伝達する。

ＰＢ″ＬＢ Ｇ この力は第２のレバー４０を時計回り方向で旋回させよ
うとする。第２のレバー４０のアーム４４は刃４６を介
してレバー３８のアーム４２に、レバーアーム長さＨ□
＋　Ｈ２が異なるだめに、次の式で表わされる上方へ向
けられた力を伝達する。

Ｇ−Ｈ２ 同じ寸法の２つのレバーアーム長さＨａミラする第１の
レバー３８は力の方向を転換させるだめにだけ使用され
る。第１のレバー３８はそのアーム４８で、前述の程度
の下方へ向けられた力を力センサ１８に付す口約に加え
る。

こうして力センサ１８には以下の式で表される力が作用
する。

さてレバーアーム長さＨ工とＨ２とは前述のように、次
のように選定されている。

Ｈ”　ＬＨ十Ｌ・（３） ■（２ＬＨ この関係を前記式（２）に代入する嘴へと、Ｍ＝ＰＭ−
ＬＨ＝ＰＢ（ＬＨ＋ＬＢ）（４）の式が得られる。

測定力ＰＭは、使用者がどの位置で（どの間隔ＬＢで）
握り１６に力を加えるかとは無関係に、公知の一定な比
例因子、つまり間隔ＬＨで常に引張りトルクに対して比
例している。これによって引張りトルクＭの常に間違い
のない体系的な測定が得られる。シャフト１０は簡単な
剛性的部分である。これによってトルクレンチはより細
く経皮に構成される。

第２図では別の構造のトルクレンチの構造が示されてい
る。

シャフト６０は一端部で、第１図の工具ヘッド１２と同
様の工具ヘッドを有していて、他端部で握シロ４を有し
ている。トルクを生ぜしめるために第２図の上方から握
り６４に圧力を作用させる。シャフト６０は握り６４に
突入する付加部６６を有している。この付加部６６の作
用は第１図におけるアーム２８の作用に相当する。付加
部６６には、第１図のヒンジ３０若しくは刃３２に相当
する軸受はビン６８．７０が設けられている。これらの
軸受はビン６８゜７０には２腕状のレバー７２若しくは
７４が軸受けされている。これら２つのレバー７２゜７
４はストッパ面７６で互いにぶつかり合っている。握シ
ロ４にはビン７８が設けられており、このビンγ８はレ
バー７４の外側端部のストッパ面に突き当っている。こ
のビン７８の作用は第１図における刃５４の作用に相当
する。握り６４には、第１図の刃５２に相当するさらに
別のピン８０が設けられている。このピン８０は十分な
遊びを有して付加部６６の貫１市孔８２を通って延びて
いる。しかもこのピン８０によって握り８４はレバー７
２の端部に旋回可能に支承されている。さらにピン８０
には突起部８６を備えた傾倒部材８４が軸受けされてい
る。この突起部８６の偏平面はスライダ８８の５字状の
区分で支えられている。スライダ８０はプレロードのか
けられたばね９００作用下にあり、このばね９０はばね
受け９２で支えられていて、スライダ８８を第２図で左
側へ押しつけている。

ばね受け９２はガイド９４内で直、酸ガイドされていて
、ナツトとしてねじ山付きスピン団ル９６にかぶせはめ
られている。ねじ山付きスピンドル９６はねじ回しによ
って握り６４の貫通孔９８を通って調節可能である。こ
れによって、ばね受け９２け長手方向で調節され、ばね
９０のばね力が変えられる。ガイド９４は目盛り１００
を備えており、この目盛り１００を介してばね受け９２
に接続された表示器が可動である。

第２図の装置は次のように作用する。

第１図のレバーアーム長さに相当するレバーアーム長さ
を有するレバー７２．７４によって、第１図の実施例に
おけるのと同様に、ピン８０に第２図で下方に作用する
測定力ＰＭは、使用者が握り６４のどこを握んだかとは
無関係に、働いた引張りトルクに比例する。「力センサ
」１０２としては、ばね弾性的なスライダ８８と協働す
る傾倒部材８４が用いられている。非作業状態で傾倒部
材８４はばね９０によって図示の位置に保たれる。測定
力ＰＭが所定の値を越えると、トグルレバーにおけるよ
うに長手方向に作用する分力がばね９０のプレロードを
克服する。スライダ８８は衝撃的に第２図で右側へ移動
せしめられ、ピン８０は下方へ移動し、傾倒部材８４は
逆時計回り方向で旋回せしめられる。レバー装置に基づ
いて、ピン８０と同時にピン７８も下方に移動する。こ
の際、握り６４は使用者にはっきりと感じ取られる衝撃
的な運動を行なう。この運動は、握りの上方内側向が付
加部６６の上縁部に達すると終了する。この時に、傾倒
部材８４は、有効な分力のすべてがトグルレバーの死点
位置に達することがないので、握りが負荷解除されてか
ら可動なすべての゛　部分が再び自動的にその出発位置
に戻るまで旋回せしめられる。握りの衝撃的な運動は雑
音を伴って、所定の引張りトルクが得られたことを示す
信号を表示する。信号が発信されるトルクの大きさはね
じ山付きスピンドル９６によって目盛り１００を用いて
調節可能である。

効果 本発明によるレバーシステムは、シャフトの長手方向に
延びる２つのレバーによって構成されているので、簡単
で長く延びた形状に構成することができ、これによって
細長い握りに需要空間を節約して取りつけることができ
る。力の作用点とは無関係に測定を行なうことができる
よウニ、レバーシステムのレバーアーム長さ比は非常に
精確に再生可能に得ることができる。レバーシステムの
作用は力センサの作用から完全に切り離されているので
、任意の力センサを使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、働いたトルクを表示する形式の、本発明の１
実施例によるトルクレンチの概略図、第２図はあらかじ
め調節可能なトルクが得られると信号を発する形式の、
本発明の別の実施例によるトルクレンチの概略的な部分
的長手方向断面図である。 １０・・シャフト、１２・・工具ヘッド、１４・・・４
角部分、１６・・・握り、１８・・・力センサ、２０・
たわみ部材、２２・・メータ、２４・・・刃、２６・・
・レバーシステム、２８・・・アーム、３０・・・ヒン
ジ、３２・・刃、３４．３６・・・旋回軸、３８゜４０
・・レバー、４２．４４・・アーム、４６・・・刃、４
８．５０・・アーム、５２．５４・・刃、５６・・・旋
転点、６０・・シャフト、６２・・・工具ヘッド、６４
・・・握り、６６・・・付加部、６８．７０・・・軸受
はピン、７２．７４・・レバー、７６・・・ストッパ面
、７８．８０・・ピン、８２・・貫通孔、８４　・傾倒
部材、８６・・突起部、８８・スライダ、９０・・ばね
、９２・・ばね受け、９４・・・ガイド、９６・・ねじ
山付きスピンドル、９８・・・貫通孔、１００・・・目
盛り、１０２・・・力センサ、Ｈｌ、Ｈ２゜Ｈ３＝レバ
ーアーム長さ、ＬＢ、Ｌ１２．ＬＨ・・・間隔、Ｐ　・
・・操作力、ＰＭ・・測定力、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、−腕状のトルクレンチであって、 （イ）工具のだめの工具ヘッド（１２，６２）を一端部
   で備えたシャツＢＩ０，６０）が設けられており、 （ロ）該シャフト（１０，６０）の他端部に力センサ（
   １Ｂ、１０２）が設けられて２シ、（ハ）握り（１６，
   ６４）が設゛けられていて、該握り（１６，６４）が前
   記シャフト（１０゜６０）の他端部の２箇所で、該シャ
   フトに旋回可能に支承された２つのレバー（３８゜４０
   ）を有するレバー機構（２６，Ｔ２゜７４）で支えられ
   ており、該レバー機構（２６，７２，７４）を介して、
   前記握り（１６゜６４）における力の作用点とは無関係
   に工具の旋回点を中心にして働くトルクだけに関連した
   力が前記力センサ（１８，１０２）に作用するようにな
   っている、形式のものにおいて、 （ニ）前記レバー機構（２６）の２つのレバー（３Ｂ、
   ４０ニア２．７４）がそれぞれ２腕状のレバーであって
   、それぞれの第１のアーム（４２，４４）で互いに当接
   し合っており、（ホ）前記握り（１６：６４）の両端部
   が前記２つのレバー（３８，４０；７２，７４）の第２
   のアーム（４８，５０）で支えられておシ、 （へ）前記力センサ（１８；１０２）が一方のレバー（
   ・３８；７２）の第２のアーム（４８）とシャフト（１
   ０；６０）との間で生じる力に応答する ことを特徴とする、−腕状のトルクレンチ。 ２、　（イ）第１のレバー（３８）が、この第１のレバ
   ー（３８）における握り（１６）の支持点と第１のレバ
   ー（３８）の旋回軸（３４）との間、並びにこの旋回軸
   （３４）と第２のレバー（４０）の支持点との間で同じ
   寸法のレバーアーム長さくＨ３）を有Ｉ−でおり、（ロ
   ）第２のレバー（４０）における握り（１６）の支持点
   からこの＄２のレバー（４０）の旋回軸（３６）−１で
   のレバーアーム長す（Ｈｌ、　）と、この旋回軸（３６
   ）から第２のレバー（４０）における第１のレバー（３
   ８）の支持点までのレバーアーム長さくＨ２）との比が
   、トルクレンチの旋回点（５６）から第２のレバー（４
   ０）における握り（１６）の支持点までの間隔（ＬＨ＋
   Ｌ。）と、トルクレンチの旋回点（５６）から第１のレ
   バー（３８）における握りの支持点までの間隔（ＬＨ）
   との比に比例する、 特許請求の範囲第１項記載のトルクレンチ。 ３、（イ）第１のレバー（７２）における握りの支持点
   が、握り（６４）で支承され前記第１のレバー（７２）
   の孔を通ってガイドされたビン（８０）によって規定さ
   れており、（ロ）力センサ（１０２）が傾倒部材（８４
   ）を有しており、該傾倒部材（８４）がピン（８０）で
   旋回可能に軸受けされていてスライダ（８８）で支持さ
   れており、該スライダ（８８）がシャツ）（６０）の長
   手方向で移動可能にガイドσれていてプレロードのかけ
   られたばね（９０）によって負荷されている、特許請求
   の範囲第２項記載のトルクレンチ。