JP2011042021A - Fastening device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トルクレンチ等の締付装置に関するものである。特に、締め付けトルクを測定することができるトルクメータを備えた締付装置に用いられて好適である。 The present invention relates to a tightening device such as a torque wrench. In particular, it is suitable for use in a tightening device having a torque meter capable of measuring a tightening torque.
タイヤを車体に取り付ける場合、タイヤのディスクホイールに穿設された貫通孔に車体側であるブレーキドラムから突出するホイールボルトを挿入した後、ホイールナットをホイールボルトに締め付けることでタイヤを車体に取り付ける。逆に、タイヤを車体から取り外す場合、ホイールボルトに締め付けられたホイールナットをホイールボルトから緩めて取り外すことで、タイヤを車体から取り外す。
ホイールナットをホイールボルトに締め付けたり緩めたりする場合、作業者は、インパクトレンチや特許文献1に開示されたトルクレンチ等の締付装置を用いる。
When attaching a tire to a vehicle body, after inserting a wheel bolt protruding from a brake drum on the vehicle body side into a through hole formed in a disc wheel of the tire, the tire is attached to the vehicle body by tightening a wheel nut to the wheel bolt. Conversely, when removing the tire from the vehicle body, the tire is removed from the vehicle body by loosening and removing the wheel nut fastened to the wheel bolt from the wheel bolt.
When tightening or loosening the wheel nut to the wheel bolt, the operator uses a tightening device such as an impact wrench or a torque wrench disclosed in Patent Document 1.
一方、タイヤが車体から脱輪してしまうことが時折発生する。このタイヤの脱輪は、ホイールナットが緩んだり、ホイールボルトが切断されたりすることで発生する。ホイールボルトが切断される原因としては、ホイールナットの締めすぎ、ホイールボルトの冷却による収縮および冷却による素材の脆性が挙げられる。この中でも、ホイールナットの締めすぎが、その原因のほとんどである。したがって、メーカでは、作業者がホイールナットを締めすぎないようにさせるため、又はホールナットが緩まないようにするため、ホイールナットを締め付けるときの締め付けトルクを規定している。 On the other hand, tires sometimes deviate from the vehicle body. This tire derailment occurs when the wheel nut is loosened or the wheel bolt is cut. Causes of the wheel bolt being cut include over tightening of the wheel nut, shrinkage due to cooling of the wheel bolt, and brittleness of the material due to cooling. Of these, over tightening of the wheel nut is the main cause. Therefore, the manufacturer defines a tightening torque for tightening the wheel nut so that the operator does not overtighten the wheel nut or the hole nut is not loosened.
しかしながら、作業者は、強く締めれば安心できるという心理によりインパクトレンチ等を用い規定の締め付けトルク以上でホイールナットを過大に締めすぎてしまったり、締め付けトルクが測定できないレンチを用いたため結果的に規定の締め付けトルク以上でホイールナットを過大に締めすぎてしまったりする場合がある。したがって、締め付けトルクを測定できるトルクメータを備えたトルクレンチであれば締め付けトルクの管理が可能であって、過大な締めすぎや締め付け不足を防止することができる。 However, because of the psychological feeling that it is safe to tighten it, the operator may use an impact wrench or the like to overtighten the wheel nut beyond the specified tightening torque, or use a wrench that cannot measure the tightening torque. The wheel nut may be overtightened with a torque higher than the tightening torque. Therefore, a torque wrench equipped with a torque meter capable of measuring the tightening torque can manage the tightening torque, and can prevent excessive tightening or insufficient tightening.
しかしながら、トルクメータを備えたトルクレンチであっても、トルクメータの構造がバネの弾性力を利用して締め付けトルクを測定するようなトルクレンチの場合、作業者が使用を誤り過大な締め付けトルクで締め付けたり、強固に締め付けられたホイールナットを強引に緩めようとしたりすると、場合によってはバネが塑性変形してしまうおそれがある。さらに、トルクメータのバネが破断してしまいトルクを締め付けるトルクレンチ自体の機能を失い、ホイールナットを締め付けることができなくなるおそれがある。 However, even with a torque wrench equipped with a torque meter, if the torque meter structure is a torque wrench that measures the tightening torque using the elastic force of the spring, the operator may use it with excessive tightening torque. When tightening or trying to forcibly loosen the tightened wheel nut, the spring may be plastically deformed in some cases. Furthermore, the torque meter spring breaks, and the function of the torque wrench itself that tightens the torque may be lost, and the wheel nut may not be tightened.
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、締め付けトルクを測定して締め付けトルクの管理を行うことができるトルクメータを備えた締付装置において、トルクメータの欠損が生じることがない締付装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and in a tightening device including a torque meter capable of measuring the tightening torque and managing the tightening torque, the torque meter is lost. An object of the present invention is to provide a tightening device that does not occur.
本発明に係る締付装置は、被締付部材を回転させて締め付けるときの締め付けトルクを測定するトルクメータを備える締付装置であって、前記トルクメータは、外力によって軸心に対する回動操作を受けて回動する操作部材と、前記操作部材の回動をバネ部材を介して受けることで前記軸心に対して回動する回動部材とを有し、前記バネ部材と前記回動部材との間に所定以上の前記バネ部材の弾性変形を規制するための規制機構を備えていることを特徴とする。 A tightening device according to the present invention is a tightening device including a torque meter that measures a tightening torque when rotating and tightening a member to be tightened, and the torque meter performs a rotation operation on an axis by an external force. An operating member that receives and rotates, and a rotating member that rotates about the axis by receiving the rotation of the operating member via a spring member, the spring member and the rotating member A regulating mechanism for regulating elastic deformation of the spring member that is greater than or equal to a predetermined distance is provided.
本発明によれば、被締付部材を過大に締め付けたりした場合であっても、トルクメータの欠損が生じることがなく、トルクメータによる締め付けトルクの測定の信頼性を向上させることができる。 According to the present invention, even when the member to be tightened is excessively tightened, the torque meter is not lost, and the reliability of measurement of the tightening torque by the torque meter can be improved.
以下、図面を参照して本発明に係る締付装置について詳細に説明する。本実施形態では、締付装置としてトルクレンチを例にして説明する。
まず、図1〜図3を参照して、本実施形態に係るトルクレンチについて説明する。図1は、トルクレンチの全体構成を示す図である。図2は、トルクレンチの断面を示す図である。図3は、トルクレンチの使用状態を示す図である。
図1および図2に示すように、本実施形態に係るトルクレンチ1は、大きく分けてハンドル2、トルクメータ部3、ギア部4、ケース部6、ソケット7によって構成されている。
Hereinafter, a tightening device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, a torque wrench will be described as an example of the tightening device.
First, a torque wrench according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a torque wrench. FIG. 2 is a view showing a cross section of the torque wrench. FIG. 3 is a diagram illustrating a usage state of the torque wrench.
As shown in FIGS. 1 and 2, the torque wrench 1 according to the present embodiment is roughly constituted by a
ハンドル2は、作業者がトルクレンチ1の軸心方向に対して回動操作を行うための取手である。作業者がハンドル2を図1に示す矢印方向に回動させることで、ギア部4の動作によって減速され、ソケット7を矢印方向に回動させることができる。また、図2に示すように、ハンドル2は、操作部材21の装着孔22に挿入され、着脱できるように構成されている。
The
次に、トルクメータ部3は、締め付けトルクを測定することができるように構成されている。図2に示すように、トルクメータ部3は、操作部材21、外装部材32、バネ部材33、回動部材34等を含んで構成されている。操作部材21の回動が、バネ部材33を介して回動部材34に伝わるようになっている。
例えば、作業者がハンドル2を介して操作部材21を回動させている場合であって、ソケット7でナットを締め付けていないような抵抗がない場合は、操作部材21と回動部材34とは同期して回動する。しかし、ソケット7でナットを締め付けているような抵抗がある場合は、操作部材21の締め付けトルクに応じてバネ部材33が弾性変形するので、回動部材34は、バネ部材33が弾性変形した量だけ操作部材21とズレて回動する。
Next, the
For example, when the operator rotates the
図1に示すように、回動部材34の外周面と、操作部材21に一体で回動する外装部材32の外周面とには目盛がふられているので、作業者は回動部材34と外装部材32とのズレ量を目盛から読み取ることで、締め付けトルクを測定する。このとき、作業者が過大な締め付けトルクで締め付け、バネ部材33の弾性領域を超えた場合、バネ部材33が塑性変形したり、バネ部材33が破断してしまうおそれがある。したがって、本実施形態では、所定以上の締め付けトルクがバネ部材33にかからないように規制する規制機構が設けられている。この規制機構の詳細は、図4〜図8において後述する。
As shown in FIG. 1, since the outer peripheral surface of the rotating
次に、ギア部4は、2つの遊星歯車機構が並列に連続して構成されている。ギア部4は、第1サンギア部材41、第1プラネットギア45、第2サンギア部材47、第2プラネットギア49、キャリア51、ギアケース53等を含んで構成されている。
第1サンギア部材41は、後部が回動部材34と結合されていて、回動部材34と同期して回動する。また、第1サンギア部材41は、前部の外周にギア44が形成されていて、複数(例えば、4つ)の第1プラネットギア45と噛合している。複数の第1プラネットギア45は、ギアケース53の内周に形成されたアウターギア54に噛合している。したがって、第1サンギア部材41が回転すると、第1プラネットギア45は自転しながら、第1サンギア部材41の周りを公転する。また、複数の第1プラネットギア45内には軸支ピン46がそれぞれ挿通されている。
Next, the
The first
第2サンギア部材47は、ギア部4の約全長に亘って配設され、各軸支ピン46を軸支すると共に各第1プラネットギア45の公転と同期して回動する。第2サンギア部材47は、後部が第1サンギア部材41のギア44等が入り込めるような筒状に形成されて、前部が第1サンギア部材41のギア44と同形状のギア48が形成されている。ここで、本実施形態では、第1サンギア部材41の回動が、遊星歯車機構を介して、1/4に減速されて、第2サンギア部材47を回動するように構成されている。
The second
第2サンギア部材47のギア48には、複数(例えば、4つ)の第2プラネットギア49と噛合している。複数の第2プラネットギア49は、ギアケース53の内周に形成されたアウターギア54に噛合している。したがって、第2サンギア部材47が回転すると、第2プラネットギア49は自転しながら、第2サンギア部材47の周りを公転する。また、複数の第2プラネットギア49内には軸支ピン50がそれぞれ挿通されている。
The gear 48 of the second
キャリア51は、ギア部4の略中間からソケット7に至るまでに亘って配設され、各軸支ピン50を軸支すると共に各第2プラネットギア49の公転と同期して回動する。キャリア51は、後部が第2サンギア部材47のギア48が入り込めるような筒状に形成されて、中央部がやや外径を縮径させて形成され、前部がソケット7を嵌め合わせることができるように断面が多角形状の嵌合突起52が形成されている。ここで、本実施形態では、第2サンギア部材47の回動が、遊星歯車機構を介して、1/4に減速されて、キャリア51を回動するように構成されている。
The
次に、ケース部6は、キャリア51の中央部を覆うように構成されている。図2に示すように、ケース部6は、外周の一部から斜め前方に突出するアーム61が形成されている。このアーム61は、作業者がハンドル2を回動させたときに、アーム61の先端部62の近くに配置された構造物に当接させておくことで、ケース部6が共回りしないようにすることができる。
また、ケース部6には、アーム61の根元にグリスニップル63が設けられている。グリスニップル63からグリスを注入することで、ケース部6とキャリア51との間を通って、ギア部4内にグリスを供給することができる。
Next, the case part 6 is comprised so that the center part of the
The case portion 6 is provided with a
次に、ソケット7は、締め付けたり緩めたりする被締付部材としてのナットの外形と合致するソケット孔71が前部に形成されている。また、ソケット7は、キャリア51の嵌合突起52に嵌め込んで装着させるための嵌合孔72が後部に形成されている。ソケット7を、キャリア51に設けられたスチールボール55の付勢に抗して嵌合突起52から抜き出すことで、キャリア51から取り外すことができる。なお、ソケット7は、大小様々なナットの大きさに合わせて、複数のソケット7が用意されている。
Next, the
ここで、図3を参照して、本実施形態に係るトルクレンチの使用方法について具体的に説明する。ここでは、ホイールナットをホイールボルトに締め付けてタイヤを車体に取り付ける場合について説明する。図3に示すように、作業者は、ソケット7のソケット孔71に破線で示すホイールナット80aを嵌め合わせた状態で、ハンドル2を矢印方向に回動させる。ハンドル2の回転は、上述したようにトルクメータ部3やギア部4を介して、最終的にソケット7に伝わり、矢印方向に回動させる。
本実施形態では、一方側からの回動を他方側に1/4に減速して回動させる遊星歯車機構が連続して並べられているので、ハンドル2の回動は、1/16に減速されてソケット7に伝達される。すなわち、16倍のトルクを出力することができる。
Here, with reference to FIG. 3, the usage method of the torque wrench which concerns on this embodiment is demonstrated concretely. Here, a case where the tire is attached to the vehicle body by tightening the wheel nut to the wheel bolt will be described. As shown in FIG. 3, the operator rotates the
In the present embodiment, the planetary gear mechanisms for rotating the rotation from one side by decelerating 1/4 to the other side are continuously arranged. Therefore, the rotation of the
なお、作業者が、ホイールナット80aを締め付けているとき、トルクメータ部3の外装部材32と回動部材34とのズレ量を目盛から読み取ることで、締め付けトルクを測定することができる。したがって、作業者は、ホイールナット80aを規定の締め付けトルクで回動させることができる。
また、作業者が、ホイールナット80aを締め付けているとき、アーム61の先端部62を隣接するホイールナット80bに当接させることで、ハンドル2の回動によるトルクレンチ1の共回りを防止することができる。
When the operator is tightening the
Further, when the operator is tightening the
次に、トルクメータ部3の詳細な構成およびその作用について説明する。まず、図4を参照して、トルクメータ部の各構成部品の詳細について説明する。図4は、トルクメータ部3の分解斜視図である。
まず、図4に示すように、回動部材34は円柱状に形成され、第1サンギア部材41の後部が挿入できるように軸線方向に沿って貫通孔130が形成されている。回動部材34の後部の面には、凹溝131が形成されている。この凹溝131は、凹溝131内にバネ部材33を収容できるように、軸線方向でみた大きさがバネ部材33の外径寸法よりやや大きく形成されると共に、深さがバネ部材33の厚みTと略程度に形成されている。また、回動部材34は、凹溝131の底面から係止ピン132および規制部として規制ピン133が軸線方向に沿って突出している。ここでは、凹溝131の底面に形成された図示しないピン孔に、係止ピン132および規制ピン133の一部を埋設することで、係止ピン132および規制ピン133を回動部材34の後部に向かって突出させている。また、係止ピン132と規制ピン133とは、回動部材34を軸線方向からみたときに、略同一の円周上の位置に配設されている。また、回動部材34の外周面には、軸線方向に沿って平行な3本の目盛134がふられている。さらに、回動部材34の外周には、図示しない止めボルトを螺合するためのネジ孔135が形成されている。
Next, the detailed configuration and operation of the
First, as shown in FIG. 4, the rotating
また、図4に示すように、バネ部材33は、平板状リングの一部を欠いた略蹄鉄状であって、例えばバネ鋼材等により形成されている。バネ部材33は、軸線方向でみた大きさが回動部材34の凹溝131の内径よりやや小さく形成されている。このバネ部材33は、リングの一部を欠いた隙間を広げるような外力が加えたり、隙間を縮めるような外力が加えられたりすると、元の形状に戻ろうとする弾性力が生じる。
また、バネ部材33の隙間に隣接する一方の端部には、回動部材34の係止ピン132が挿入される係止孔141が形成されている。また、バネ部材33の隙間に隣接する他方の端部には、後述する操作部材21の係止ピン155が挿入される係止孔142が形成されている。さらに、回動部材34に面するバネ部材33の面には、規制ピン133が挿入される長溝状の規制溝部143が形成されている。
Moreover, as shown in FIG. 4, the
Further, a
ここで、図5を参照して、バネ部材33に形成された規制溝部143について説明する。図5は、軸線方向からみたバネ部材33を示す正面図および規制溝部143のI−I線断面図である。バネ部材33に形成された規制溝部143は、バネ部材33の中心Oから係止孔141、142と略同一半径の円周上であり、円弧状に形成されている。
また、規制溝部143は、バネ部材33の中心Oから水平方向にx軸、鉛直方向にy軸を引いたときに、係止孔142と共に第2象限に位置して形成されている。また、I−I線断面図に示すように、規制溝部143は、バネ部材33の厚みTの略半分までの深さで形成されている。
Here, with reference to FIG. 5, the
The
次に、図4に示すように、操作部材21は円柱状の大径部151と細長状の小径円柱部152とが結合されて形成されている。また、操作部材21は、第1サンギア部材41の後部が挿入できるように、前部から中央部に亘って軸線方向に沿って軸孔156が形成されている。また、大径部151の前面の中央には、円板部153が突出している。この円板部153は、バネ部材33の内径の内側に位置できるように、軸線方向でみた大きさがバネ部材33の内径寸法よりやや小さく形成されると共に、突出量がバネ部材33の厚みTと同程度に形成されている。
また、操作部材21の大径部151は、前面から係止ピン155が軸方向に沿って突出している。ここでは、大径部151の前面に形成された図示しないピン孔に、係止ピン155の一部を埋設することで、係止ピン155を大径部151の前部に向かって突出させている。この係止ピン155は、バネ部材33の係止孔142に挿入される。また、大径部151の外周には、図示しない止めボルトを螺合するためのネジ孔154が形成されている。
Next, as shown in FIG. 4, the
The large-
次に、図4に示すように、外装部材32は、円柱状の外装部161と小径部162とが結合されて形成されている。外装部材32の外装部161内には、操作部材21の大径部151を嵌め込むことができるように嵌合孔164が形成されている。また、外装部材32の小径部162内には、操作部材21の小径円柱部152が貫通できる貫通孔163が形成されている。小径部162の外周には、図示しない止めボルトを螺合するためのネジ孔165が形成されている。また、外装部161の外周面には、軸線方向に沿って平行な1本の目盛166がふられている。
Next, as shown in FIG. 4, the
トルクメータ部3を組み立てる場合、まず、回動部材34の凹溝131内にバネ部材33を収容する。このとき、回動部材34の係止ピン132をバネ部材33の係止孔141に挿入すると共に、回動部材34の規制ピン133を規制溝部143内に位置させるようにする。
次に、回動部材34に操作部材21を軸線方向が一致するように重ね合わせる。このとき、操作部材21の係止ピン155をバネ部材33の係止孔142に挿入すると共に、操作部材21の円板部153をバネ部材33の内径内に嵌め合わす。
When assembling the
Next, the operating
このように回動部材34、バネ部材33および操作部材21を重ね合わせた状態にしてから、第1サンギア部材41の後部をそれぞれ回動部材34の貫通孔130、バネ部材33内および操作部材21の軸孔156に挿通させる。次に、操作部材21のネジ孔154に止めネジを螺合して、第1サンギア部材41の溝42に当接させる。また、回動部材34のネジ孔135および第1サンギア部材41のネジ孔43に止めネジを螺合する。このように止めネジを螺合することで、回動部材34と操作部材21とが第1サンギア部材41を介して、結合される。
次に、外装部材32を操作部材21の後部から挿入する。そして、操作部材21を覆った状態で、外装部材32のネジ孔165に止めネジを螺合し、操作部材21の小径円柱部152の外周に当接させる。このとき、外装部材32を操作部材21に対して回動させて、外装部材32の目盛166を回動部材34の3本の目盛134の中央に合わせた状態で止めネジを締め付ける。上述したように組み立てることで、トルクメータ部3を構成することができる。なお、ここでは、外装部材32の目盛166と回動部材34の目盛134とが一組について説明しているが、一組に限られず、二組以上で構成されていてもよい。
After the
Next, the
次に、上述したように構成されたトルクメータ部3において、作業者が締め付けトルクを測定する方法について、図4および図6を参照して説明する。ここで、図6(a)は、回動部材34と外装部材32とを軸線方向に直交する方向からみた図である。図6(b)は、図6(a)に対応した回動部材34とバネ部材33とを軸線方向からみた図である。
通常時、トルクメータ部3において、外装部材32の目盛166は、3本の目盛134の中央に位置している。また、規制ピン133は、規制溝部143の長溝内の中央に位置している。
Next, a method for an operator to measure the tightening torque in the
Normally, in the
ここで、作業者がハンドル2を介して軸線方向に対して右回りに操作部材21を回動させると、操作部材21の係止ピン155がバネ部材33を、図6(b)に示す矢印R方向に回転させる。ここで、回動部材34を回動させるのに抵抗がない場合、すなわち例えばホイールナットをホイールボルトに対して締め付け始めた初期段階の場合、バネ部材33は弾性変形を伴わず、回動部材34の係止ピン132を矢印R方向に回動させる。
すなわち、回動部材34は、バネ部材33を介して、操作部材21と同期して回動する。したがって、操作部材21と一体で回動する外装部材32も同様に同期して回動するため、図6(a)に示すように、外装部材32と回動部材34とは、外装部材32の目盛166が常に回動部材34の3本の目盛134の中央に位置する状態で回動する。
Here, when the operator rotates the
That is, the
次に、回動部材34を回動させるのに抵抗がある場合、すなわち例えばホイールナットをホイールボルトに対して締め付け終えた状態または締め付け終える直前の場合について説明する。この場合、回動部材34は、ほとんど回動できないため、回動部材34の係止ピン132の位置は変わらない。したがって、作業者がハンドル2を介して軸線方向に対して右回りに操作部材21を回動させると、操作部材21の係止ピン155のみがバネ部材33による弾性変形を伴いながら矢印R方向に移動する。すなわち、バネ部材33は、バネ部材33の両端部が近接して、隙間がなくなるように変形する。
Next, a case where there is resistance to rotating the rotating
このとき、外装部材32も同様に操作部材21と一体で矢印R方向に回動するため、図6(a)に示す目盛166のみが矢印R方向に回動するので、目盛134と目盛166と間でズレが発生する。すなわち、ズレ量が大きいほど、バネ部材33の弾性力に抗して作業者がハンドル2を介して操作部材21に締め付けトルクを加えていることになる。したがって、作業者がズレ量を確認することで、現時点でハンドル2を介して回動させている締め付けトルクを測定することができる。本実施形態では、一目盛のズレ量が規定の締め付けトルク(例えば588[N・m])に設定されている。したがって、作業者は、ちょうど一目盛がズレるまで操作部材21を回動することにより、規定の締め付けトルクで締め付けたことを容易に確認できる。
At this time, since the
このように、作業者は、現時点における締め付けトルクを容易に確認することができるので、規定の締め付けトルクで回動させることができ、被締付部材の締めすぎや締め付け不足を防止することができる。 Thus, since the operator can easily confirm the current tightening torque, the worker can be rotated with the specified tightening torque, and overtightening or insufficient tightening of the member to be tightened can be prevented.
次に、作業者が不注意でさらに操作部材21を回動させた場合、バネ部材33の弾性領域を超えて塑性変形したり破断したりするおそれがある。そこで、本実施形態では、バネ部材33の過大な変形を規制する規制機構を備えている。図7は、規制機構の動作を説明するための図である。図7(a)は、回動部材34と外装部材32とを軸線方向に直交する方向からみた図である。図7(b)は、図7(a)に対応した回動部材34とバネ部材33とを軸線方向からみた図である。図7(b)では、作業者がハンドル2を介して軸線方向に対して右回りに操作部材21を回動させ、操作部材21の係止ピン155のみがバネ部材33の弾性変形を伴いながら矢印R方向に移動した状態を示している。バネ部材33は、隙間の両端部がほとんど接するほど変形している。
Next, when the operator inadvertently rotates the
このとき、図7(b)に示すように、バネ部材33の弾性変形によりバネ部材33に形成されている規制溝部143も移動する。規制溝部143の移動により、回動部材34の規制ピン133が規制溝部143内の一方の端部に当接する。したがって、この状態から、さらに操作部材21を回動させて、係止ピン155を矢印R方向に回動させようとしても、その力は規制溝部143内の一方の端部と規制ピン133とが受けることになるので、バネ部材33が図7(b)に示す状態以上に変形することがない。
このように、作業者が不注意でさらに操作部材21を回動させた場合であっても、規制機構としての規制溝部143と規制ピン133とがそのトルクを受けるので、バネ部材33に伝達されることがなく、バネ部材33が過大に変形して、塑性変形したり破断したりすることがない。
At this time, as shown in FIG. 7B, the
Thus, even when the operator inadvertently rotates the
次に、上述したように構成されたトルクメータ部3において、作業者がナットを緩める場合における動作について、図4および図8を参照して説明する。
作業者がハンドル2を介して軸線方向に対して左回りに操作部材21を回動させると、操作部材21の係止ピン155がバネ部材33を、図6(b)に示す矢印L方向に回転させる。ここで、回動部材34を回動させるのに抵抗がない場合、すなわち例えばホイールナットがホイールボルトに対して完全に緩んでいる場合、バネ部材33は弾性変形を伴わず、回動部材34の係止ピン132を矢印L方向に回動させる。
すなわち、回動部材34は、バネ部材33を介して、操作部材21と同期して回動する。したがって、操作部材21と一体で回動する外装部材32も同様に同期して回動するため、図6(a)に示すように、外装部材32と回動部材34とは、外装部材32の目盛166が常に回動部材34の3本の目盛134の中央に位置する状態で回動する。
Next, the operation in the case where the operator loosens the nut in the
When the operator rotates the operating
That is, the
次に、回動部材34を回動させるのに抵抗がある場合、すなわち例えばホイールナットをホイールボルトに対して強固に締め付けられている場合について説明する。この場合、回動部材34は、ほとんど回動できないため、回動部材34の係止ピン132の位置は変わらない。したがって、作業者がハンドル2を介して軸線方向に対して左回りに操作部材21を回動させると、操作部材21の係止ピン155のみがバネ部材33による弾性変形を伴いながら矢印L方向に移動する。すなわち、バネ部材33は、バネ部材33の両端部が離間して、隙間が広がるように変形する。
Next, a case where there is resistance to rotating the rotating
このとき、外装部材32も同様に操作部材21と一体で矢印L方向に回動するため、図6(a)に示す目盛166のみが矢印L方向に回動するので、目盛134と目盛166と間でズレが発生する。すなわち、ズレ量が大きいほど、バネ部材33の弾性力に抗して作業者がハンドル2を介して操作部材21にトルクを加えていることになる。
ここで、ホイールナットが強固に締め付けられていると、操作部材21を無理に回動させた場合、バネ部材33の弾性領域を超えて塑性変形したり破断したりするおそれがある。
At this time, since the
Here, if the wheel nut is firmly tightened, the
上述した規制機構は、このときもバネ部材33の過大な変形を規制することができる。図8は、規制機構の動作を説明するための図である。図8(a)は、回動部材34と外装部材32とを軸線方向に直交する方向からみた図である。図8(b)は、図8(a)に対応した回動部材34とバネ部材33とを軸線方向からみた図である。図8(b)では、作業者がハンドル2を介して軸線方向に対して左回りに操作部材21を回動させ、操作部材21の係止ピン155のみがバネ部材33の弾性変形を伴いながら矢印L方向に移動した状態を示している。バネ部材33は、隙間が大きく発生するほど変形している。
The restriction mechanism described above can also restrict excessive deformation of the
このとき、図8(b)に示すように、バネ部材33の弾性変形によりバネ部材33に形成されている規制溝部143も移動する。規制溝部143の移動により、回動部材34の規制ピン133が規制溝部143内の他方の端部に当接する。したがって、この状態から、さらに操作部材21を回動させて、係止ピン155を矢印L方向に回動させようとしても、その力は規制溝部143内の他方の端部と規制ピン133とが受けることになるので、バネ部材33が図8(b)に示す状態以上に変形することがない。
このように、ホイールナットが強固に締め付けられていて、過大に操作部材21が回動された場合であっても、規制機構としての規制溝部143と規制ピン133とがそのトルクを受けるので、バネ部材33に伝達されることがなく、バネ部材33が過大に変形して、塑性変形したり破断したりすることがない。また、過大に変形したバネ部材33により回動部材33の内部が破損することもない。
At this time, as shown in FIG. 8B, the
As described above, even when the wheel nut is firmly tightened and the
なお、本実施形態では、作業者がハンドル2を介して軸線方向に対して右回りに操作部材21を回動させることで、ホイールナットをホイールボルトに対して締め付け場合について説明したが、左ネジのホイールナットとホイールボルトであっても、同様に作用する。すなわち、作業者は、ちょうど一目盛がズレるまで左回しに操作部材21を回動することにより、規定の締め付けトルクで締め付けたことを容易に確認できる。また、作業者が不注意でさらに操作部材21を左回しで回動させた場合であっても、規制機構としての規制溝部143と規制ピン133とがそのトルクを受けるので、バネ部材33に伝達されることがなく、バネ部材33が過大に変形して、塑性変形したり破断したりすることがない。
In this embodiment, the case where the operator tightens the wheel nut with respect to the wheel bolt by rotating the
また、本実施形態では、バネ部材33の規制溝部143が、図5に示すような第2象限に形成する場合についてのみ説明したが、この場合に限られず、第1象限に形成してもよい。この場合、回動部材34の規制ピン133も同様に、規制溝部143に嵌め込まれる位置に設ければよい。ただし、本実施形態のように可動側となる操作部材21の係止ピン155に近接した位置(第2象限)に規制溝部143と規制ピン133とを設けることで、規制ピン133が規制溝部143内を動く相対的な距離が長くなる。したがって、それほど規制溝部143の寸法精度を厳密に管理しなくてもよく、製造コストを削減することができる。一方、固定側となる回動部材34の係止ピン132に近接した位置(第1象限)に規制溝部143と規制ピン133とを設けると、規制ピン133が規制溝部143を動く相対的な距離が短くなる。この場合、規制溝部143の寸法精度を厳密に管理して、規制溝部143と規制ピン133とでバネ部材33の過大な変形を規制する必要がある。
Further, in the present embodiment, only the case where the
また、本実施形態の規制機構では、規制溝部143がバネ部材33の一面に有底状の凹溝を形成する場合について説明したが、この場合に限られず、バネ部材33の板厚方向に貫通させた孔状に形成した規制溝部であってもよい。ただし、本実施形態のように規制溝部143をバネ部材33の一面に有底状に形成することで、バネ部材33の剛性が向上すると共に、バネ特性を大きく変化させないようにすることができる。
Further, in the regulation mechanism of the present embodiment, the case where the
また、本実施形態の規制機構は、回動部材34に設けられた規制ピン133と、バネ部材33に設けられた規制溝部143とから構成される場合について説明したが、この場合に限られない。すなわち、例えば、回動部材34に規制溝部を設け、バネ部材33に規制溝部内を移動する規制ピンを設けて構成してもよい。
また、本実施形態ではホイールナットを締め付ける場合についてのみを例に挙げて説明したが、この場合に限られず、ホイールナット以外のナットやボルト等を締め付けたり、緩める場合にも用いることができる。
Moreover, although the regulation mechanism of this embodiment demonstrated the case where it comprised from the
Further, in the present embodiment, only the case of tightening the wheel nut has been described as an example. However, the present invention is not limited to this case, and can be used for tightening or loosening nuts or bolts other than the wheel nut.
また、本実施形態では締付装置としてギア部を備えたトルクレンチのみを例に挙げて説明したが、この場合に限られず、バネ部材により締め付けトルクを測定できるトルクメータを備えていれば、ギア部を有さないレンチ等の締付装置であってもよい。 Further, in the present embodiment, only the torque wrench provided with the gear portion is described as an example of the tightening device. However, the present invention is not limited to this case. If the torque meter capable of measuring the tightening torque by the spring member is provided, the gear It may be a tightening device such as a wrench having no part.
1:トルクレンチ 2:ハンドル 3:ギア部 4:トルクメータ部 6:ケース部
7:ソケット 21:操作部材 32:外装部材 33:バネ部材 34:回動部材
41:第1サンギア部材 45:第1プラネットギア 47:第2サンギア部材
49:第2プラネットギア 51:キャリア 132:係止ピン 133:規制ピン
134:目盛 141:係止孔 142:係止孔 143:規制溝部
155:係止ピン 166:目盛
1: Torque wrench 2: Handle 3: Gear part 4: Torque meter part 6: Case part
7: Socket 21: Operation member 32: Exterior member 33: Spring member 34: Rotating member
41: First sun gear member 45: First planet gear 47: Second sun gear member 49: Second planet gear 51: Carrier 132: Locking pin 133: Restriction pin 134: Scale 141: Locking hole 142: Locking hole 143 : Restriction groove 155: Locking pin 166: Scale
Claims (5)
前記トルクメータは、外力によって軸心に対する回動操作を受けて回動する操作部材と、
前記操作部材の回動をバネ部材を介して受けることで前記軸心に対して回動する回動部材とを有し、
前記バネ部材と前記回動部材との間に所定以上の前記バネ部材の弾性変形を規制するための規制機構を備えていることを特徴とする締付装置。 A tightening device including a torque meter for measuring a tightening torque when rotating and tightening a member to be tightened,
The torque meter has an operation member that rotates in response to a rotation operation with respect to the axis by an external force;
A rotation member that rotates with respect to the axis by receiving the rotation of the operation member via a spring member;
A clamping device comprising a regulating mechanism for regulating a predetermined or more elastic deformation of the spring member between the spring member and the rotating member.
前記回動部材または前記バネ部材の一方に設けられた規制溝部と、
前記回動部材または前記バネ部材の他方に設けられ前記バネ部材の弾性変形に応じて前記規制溝部内を移動する規制部とから構成されていることを特徴とする請求項1に記載の締付装置。 The regulation mechanism is
A regulating groove provided on one of the rotating member or the spring member;
The tightening according to claim 1, further comprising: a restricting portion that is provided on the other of the rotating member or the spring member and moves in the restricting groove portion according to elastic deformation of the spring member. apparatus.
前記操作部材と前記リング状バネとは、前記リング状バネの一方の端部で結合され、
前記リング状バネと前記回動部材とは、前記リング状バネの他方の端部で結合されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の締付装置。 The spring member is a ring-shaped spring having a gap in which a part of the ring is missing,
The operating member and the ring-shaped spring are coupled at one end of the ring-shaped spring,
The fastening device according to claim 1, wherein the ring-shaped spring and the rotating member are coupled to each other at the other end of the ring-shaped spring.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009193363A JP2011042021A (en) | 2009-08-24 | 2009-08-24 | Fastening device |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104972424A (en) * | 2014-04-07 | 2015-10-14 | 山特维克知识产权股份有限公司 | Torque wrench |
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- 2009-08-24 JP JP2009193363A patent/JP2011042021A/en active Pending
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