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東日の音に込められた想い ~プリセット型トルクレンチについて~
2023年9月21日こだわり整備

 

 

※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※

この記事は
東日さんのトルクレンチを主軸に
プリセット型トルクレンチの
製造基準と設計思想
精度、耐久性について
解説する内容です

※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※

 

 

去るオートサービスショー2023に、東日さんは出展されていました。


 

そのブースの展示物に・・・

ナリタオートのYouTubeを掲載して頂いてしまいました!

その動画はこちら↓↓↓

ホイールナット締め付け用で、東日さんのプリセット型トルクレンチを愛用させてもらっていますが、セット値到達音が大好きなんです!
というアピール動画です。

大変ありがたいことに、これをキッカケに大変おもしろいお話を聞かせて頂けて、結果的に東日さんの本社である「トルクセンター」を訪問させて頂く流れとなりました!

 

 

東日の音に込められた想い もくじ

・東日さんについて

・トルクセンター訪問

・愛用している東日トルクレンチ

・校正と調整

・「カチンッ」音

・トルク抜け

・製造基準 精度

・製造基準 使用回数

・二度カチカチ

・トルクハンドブックと漫画

・おわりに

 

 

東日さんについて

東日さんはトルクレンチ製造販売で超有名な日本企業さん。

 

国内のトルクレンチ市場の約70%

世界の市場の約30%

を誇る世界ブランドです(出典元)。

 

国内トルクレンチメーカーとしては、

東日だけが軸力計測機器まで製造販売しているメーカー

です。
トルクレンチやトルクドライバーといった工具を販売しているだけでなく、トルクメータ―やトルクレンチテスター、テスターの校正装置、さらに軸力計測機器まで製造販売している唯一の日本メーカーです。

名実ともに世界に誇るトルクレンチブランドですね!

 

 

トルクセンター訪問

こちらが 東京都大田区大森にある、東日さんのトルクセンターと名付けられている本社です。

外壁にトルクセンターの文字が。

中へ案内して頂くと、昔のトルクレンチが飾ってありました。

図面もしっかりと残っている物なんですね。
ビーム型は今も昔も形状はほとんど変わっていないみたいです。

トルクの由来。

展示物の中には大小異型の様々なトルクレンチがありました。
世界規模のトルクレンチメーカーなのに、1個からワンオフで特注も受けているそうです。

最近では当たり前になりつつあるデジタルトルクレンチ。
トヨタのセンチュリー開発秘話的な動画にちらっと東日さんのデジタルトルクレンチが登場します(必見!)。

こんなに長くてでっかいトルクレンチまで。

そして隣の部屋には実際に計測ができる状態の測定機器がたくさんありました!
ここで持ち込ませてもらったトルクレンチを校正していただきました。
それについてはこの記事の下の方で。



研修部屋も用意されていて「トルク講習会」を企業様向けに開催されています。
トルクレンチを導入された会社さんが自社内で校正、調整できるようにと、アフターケアも万全です。

 

訪問させて頂いた当日はいろいろとお話を聞かせて頂いたり、どうせならと持ち込ませて頂いたトルクレンチ(東日2本、他ブランド3本)の校正を行ってもらいました。
校正結果が東日さんのものが圧倒的な結果となり、度肝を抜かれました。
このあたりのくだりは、記事の下の方に詳しく記載しています。

以上のような経緯ののち、東日さんに承諾を頂き、東日さんのトルクレンチに対する想いを記事にさせて頂く事となりました!

 

 

愛用している東日トルクレンチ

ナリタオートが所有していて、よく使っている東日さんのプリセット型トルクレンチは、

QL200N4(ほぼホイールナット専用)

QL280N-1/2(ほぼハブナット専用)

QL280N-1/2愛を語る動画↓↓↓

 

ナリタオートは軽自動車~乗用車クラスの車検や1年点検を行うだけの工場なので、主にこれら2本が稼働しているという感じです。
このプリセット型トルクレンチには、

 

東日さんの想いが詰まりに詰まっている

のです!

 

 

校正と調整

本題に入る前に「校正とは!?」を説明しておく必要があると感じます。

校正する = トルクレンチが基準値内に収まって使える ✕

校正する = 調整も含まれる ✕

この様に勘違いされている方がいると思いますが、そういうわけではありません。
(僕がこの様に勘違いしていたので)

 

校正

校正とは、標準器を用いて測定機器が表示する値と真の値の関係を求めることです。
※キーエンス様のHPから抜粋させて頂きました

つまり、トルクレンチのメモリを100N・mに設定して「カチンッ」と到達音が鳴った時に、実際にボルトに伝わったトルクのズレを確認する事が校正です。
何十年も何百万回もカチカチしまくったトルクレンチが、100N・mに設定した時に100N・mのドンピシャな数値だったらいいですが、実際はそうは問屋が卸さないですね。
設定値と実測値のズレを校正によって確認し、そのズレが基準値から外れていた場合は、調整や部品交換によって修正して基準値内に収まるようにする必要があるという事です。

校正と調整は別物

トルクレンチはノギスやマイクロメーターと同じで、測定機器です。
定期的に校正し、設定値に対して実測値が基準値内に収まっている事を確認してあげたいですね。

 

 

「カチンッ」音

プリセット型トルクレンチは、基本的にはセット値にトルクが到達した時に「カチンッ」と鳴りますよね。
タイトルにある通り、東日さんの「カチンッ」音には大きな想いが込められていて、

セット値到達音をできる限り大きくして
セット値に達した事を作業者へ伝える

 

という設計思想のもと、音が奏でられているのです。
とりあえず「カチンッ」音の鳴る仕組み(内部構造)を見てみましょう。

 

こういう可動ギミック、見てるだけでワクワクしてしまいます!

そもそも・・・

「カチンッ」音を大きくする理由

 

プリセット型トルクレンチの扱い方の基本として、セット値に達した瞬間に作業者は押す力を止める必要があります
これは基本中の基本なのですが、現実にはセット値に到達しても気が付かずに更にズルっと締め込んでしまう方がいます。
これを「ヒューマンエラー」と言います。
それ以前に、締める勢いが良すぎて気が付いても止めるまでにズルっといってしまう場合は論外ですが。
※東日さんのトルクハンドブック9にはヒューマンエラーについて解説された項目があります

 

東日さんはその様な、

ヒューマンエラーをできる限り減らす事も命題

と捉えており、道具側に最大限の予防設計をされています。
それが東日の音に込められた想い(設計)、

 

設定トルク値への到達をハッキリと伝える大きな音

 

なのです(タイトル回収)。

 

僕が初めて東日さんのトルクレンチを使って音を鳴らした瞬間「めっちゃ気持ちいい音」と感じた事を覚えています。
当時は音にこだわっているなんて理解していませんでしたが、音が好きすぎてYouTubeのシーン切り替えのショート動画のSEに使わせてもらっていました。
東日の音フェチは、僕だけじゃないはず。

 

 

トルク抜け

作業者に設定トルク値到達情報を伝えるのは音だけではありませんでした。
それが、

トルク抜けを大きくして作業者へ伝える

 

こちらも作動ギミックを見て頂いた方が伝わりやすいかもしれません。
設定トルク到達時のヘッドの動きに注目した動画です。

 

セット値に到達するとヘッド部が少し曲がり、この分だけボディが締め付け方向へ逃げます。
これがトルク抜けです。

東日さんから掲載許可を頂いているトルク抜けグラフをご覧下さい。
※グラフが小さくて見づらいと思いますので画像リンク先に大きな画像を用意してあります

 

グラフではイメージし辛いかもしれません。
というわけで、リアルタイムで測定してくれる測定機を用いて、トルク抜けする前した後の実測値の変化を動画で見てみましょう。
左下あたりに表示されている数字が、トルクレンチによってネジにかかっている実際のトルク値です。
「カチンッ」音のあとに数字がかなり下がっている(トルク抜け)がわかると思います。

 

このトルク抜け量がより大きくなるように東日さんのトルクレンチは設計されているそうです!

 

・大きなカチンッ音
・大きなトルク抜け感

二つの大きな情報伝達によって
作業者へこれ以上力を加えないように
意識させる

 

東日さんのプリセット型トルクレンチはこだわりの塊でした。

 

 

製造基準 精度

東日さんに限らず、市販されるトルクレンチは製造するにあたり、ISO 6789JIS B4652で製造基準が定められています。
トルクレンチは様々な製品やサービスの基準になるわけですから、基準がおかしかったら元も子もないので製造基準というものが存在するわけですね。

精度については細かく規定されているので、ざっくりで説明するとISOとJISでは±4%という基準のところ、東日さんは±3%という自社基準で製造されています。
以下がISOとJISと東日さんの基準精度の違いの表です。

 

例えば100N・mで締めたい時、100N・mにメモリをあわせて「カチンッ」としますよね。
この時、基準が±4%ならば実際にボルトへ伝わったトルクが96N・m~104N・mの幅に入っていればOKという事です。
そして東日さんは±3%なので、97N・m~103N・mの幅で抑えてきているという事です。
(厳密な計算だと細かくなっちゃうので数字はざっくりなイメージだと思ってください)

たった1%の差ですが、工業製品を製造されている方ならわかると思いますが、精度誤差は0に近づけるほど製造コストが上がるので、±4%だったら製造コストや開発コストを抑えられるところを、あえて厳しい自社基準±3%を設定しているドM会社こだわりある会社だという事がわかりますね。

 

では、ここで最近購入した東日さんのトルクレンチ(QL200N4-MH)の校正証明書を見てみましょう。

 

実測値を抜き出してみます。

セットトルク40N・mの時に、
40.8 40.7 40.7 40.7 40.7  範囲 0.1N・m

120N・mの時に、
119.8 119.8 119.9 120.2 120.1  範囲 0.4N・m

200N・mの時に、
202.2 202.3 201.8 201.6 201.7  範囲 0.7N・m

※最大値は赤、最小値は青、最大値-最小値=範囲としています

 

ブレなさすぎる!

 

セット値に対しての誤差は当然ありますが、実測値がほとんどブレていません!
ちなみに製造基準が±3%ということは、100N・mでセットして締め付けた場合、97N・m~103N・mまでブレまくってもOKということです。
範囲は6N・mまで許されるわけです。
なので、ISOやJISの基準的には「実測値が精度内でブレブレでも製品として全然OK!」と言っているのに対して、ここまで連発してほぼ同じ実測値をバシバシ叩き出す東日さんのトルクレンチ。

でも・・・

 

大切なのは使い倒した後の値

 

実際に自分が所有している東日さんのトルクレンチQL200Nを、トルクセンターへ持ち込ませて頂きました!
(上の方でも出てきた写真ですが)

これは2019年頃に中古で購入し(新品で買ってなくてすいません)、自分の使用回数だけで10万カチカチは行っている1本。
つまり過去に何回カチカチされたか不明の1本
恥ずかしながら、一度も校正した事がありませんでした。
ちなみに本体に刻印されていたシリアルナンバーから2012年製造のものと判明
1本1本いつ製造したのかまで追えるように管理されている事にビビりました。

この愛用のトルクレンチを校正してもらった動画がこちら↓↓↓

校正結果画面をアップで撮影したものがこちら。

 

セットトルク110N・mに対して、

109.2 109.2 109.4 109.8 109.4  範囲 0.6N・m

平均値 109.4N・m

セットトルクに対する平均値の誤差計算
(109.4-110) ÷ 110=0.054545454545・・・

精度0.5%!

※最大値は赤、最小値は青、最大値-最小値=範囲としています

新品よりはブレ幅はありましたが、最小値109.2N・m、最大値109.8N・mで、±3%以内にしっかりと収まっていました。
測定時点で製造から11年経過し、その間に10万カチカチ以上されているトルクレンチなのですが、新品と遜色ない精度・・・

東日のトルクレンチはバケモノか!

 

対して、他社さんのトルクレンチを校正してみると・・・
こちらは某有名ブランドのトルクレンチで、東日さんのQL200Nに近いサイズのもの。
タイヤショップに勤めていた友人が15年前に購入し、5年ほど使用、その後、僕が買い取らせてもらい、数年間ホイールナット締め付け用として活躍してくれていた1本。
つまり、こちらも軽く10万カチカチは超えています。
こちらもお恥ずかしながら、自分の手元に届いてからは校正したことはありません。

校正結果画面がこちら。

セットトルク110N・mに対しての校正結果は、

107.0 108.0 106.8 106.0 106.6  範囲 2.0N・m

平均値 106.9N・m

誤差計算
(106.9-110) ÷ 110=0.02818181818・・・

精度2.8%!

※写真グラフは106.5N・m以下より下が無いみたいで106.0N・mと106.6N・mがおなじラインにいます
※最大値は赤、最小値は青、最大値-最小値=範囲としています

精度は±3%で設定していたため、106.0N・mと106.6N・mではNG判定となっておりますが、ISOやJIS基準の±4%ならギリギリOKという範囲ですね。
範囲が2.0N・mと広く、数値も上がったり下がったりを繰り返しておりました。

 

僕は東日さんのトルクレンチを使っていて良かったなと感じました。

他にも2本、別ブランドのトルクレンチを持ち込みましたが、結果は・・・ご想像にお任せします。

 

誤差等の計算式につきましてはざっくりとした計算としてしまいました。
さらに詳しく知りたい方は、東日さんが無料で発行されているトルクハンドブックをぜひ参照して下さい!

トルクハンドブックは東日さんのWebサイトで請求ができます!

 

 

製造基準 使用回数

ISOとJISは基本的には同じ基準で、

5000回以上

となっています。

以下JIS B4652引用-----------------------------

5.1.7 耐久試験
・試験に供するトルクツールは、すべて作用方向に最大容量(タイプIのクラスB及びクラスEは公称容量)で5000回の繰り返し負荷を行わなければならない。繰り返し速度は、毎分5~10回とする。
・耐久試験後,トルクツールは5.1.5に規定する許容差内になければならない。また,トルクの精度及び安全性を損なうような物理的損傷があってはならない。

引用終わり-------------------------------------

この基準対して東日さんは、

大きな疑問がある

と訴えていました。

 

上記基準をざっくりと解釈した言葉に言い換えると、

5000回カチカチした後、精度が基準内であれば製品として販売していいよ!

っていう意味ですね。
そして更にちょっと付け足してみると、

6000回くらいの時に精度が基準外でも製品としてはOK!

という捉え方もできちゃいます。。。
では、

実際どのくらい使うと5000回に到達するのか?

ここを考えて行きます!

※1本のトルクレンチを使い続けるという前提で考えます

 

★例1 4穴車が多く入庫する車検整備工場

軽自動車がメインの整備工場。
4穴だと4輪で16カチカチです。
5000回を16で割ると312.5台分の点検ができます。
1日5台、タイヤを外す点検をしたとすると、

(5000÷16)÷5=62.5

62.5日で5000回到達!

1ヵ月25日営業で考えると、

2ヵ月半くらいで5000回到達!

 

★例2 5穴車が多く入庫する車検整備工場

大きめな乗用車がメインの車検整備工場。
5穴で考えると、4輪で20カチカチです。
5000回を20で割ると250台分の点検ができます。
こちらも1日5台、タイヤを外す点検をしたとすると、

(5000÷20)÷5=50

50日で5000回到達!

1ヵ月25日営業で考えると、

2ヵ月で5000回到達!

 

5000回って、あっという間じゃん!

 

僕はアルミホイールに対しては2回にわたって順番にカチカチする安定化締め付けを行っているので、その場合は更に5000回なんてあっという間ですよね。

 

★例3 エンジン組み立て現場

東日さんのトルクレンチは自動車整備の現場だけでなく、新車の製造工場にも多く流通しています。
ここで販売台数を元にエンジンの製造台数を予測し、ヘッドボルトの締め付けでトルクレンチを使用する場合の回数計算をしてみます。

サンプルとしてホンダのS07Bエンジンで考えてみます。
2023年7月現在、ホンダの製品ラインナップにの乗用軽自動車なら必ずS07Bが載っているので、サンプルとしては扱いやすいと思いました。

2023年7月の乗用軽自動車販売台数21815台
全軽自協調べ

3気筒エンジンのヘッドボルトは基本的には8本です。
1ヵ月で21815台のエンジンを製造するとなるとヘッドボルトをカチカチする回数は、

21815✕8=174520回

さすがに1本でやる事はないと思うので、製造ラインが10レーンあると仮定し、10本のトルクレンチで行っているとすると、1ヵ月で17452回。

5000回なんて1ヵ月ももたない!

 

・・・

 

ということで東日さんの基準と言うか保証内容は、

・1年、もしくは10万回どちらか早い方

桁が2桁違いました。

 

東日さんの保証内容を元に、上記の例に当てはめてみます!

 

★例1 4穴車が多く入庫する車検整備工場

(100000÷16)÷5=1250

1250日で100000回到達!

1ヵ月25日営業で考えると、

50ヵ月(4年以上)で100000回到達!

※但し、保証期間は10万回又は1年のどちらか早い方です

 

★例2 5穴車が多く入庫する車検整備工場

(100000÷20)÷5=1000

1000日で100000回到達!

1ヵ月25日営業で考えると、

40ヵ月(3年3ヵ月ほど)で100000回到達!

※但し、保証期間は10万回又は1年のどちらか早い方です

 

★例3 エンジン組み立て現場

21815✕8=174520回が1ヵ月あたりカチカチする回数

製造ラインが10レーンあると仮定し、10本のトルクレンチで行っているとすると、1ヵ月で17452回。

100000÷17452=5.73

5ヵ月は使える!

※但し、保証期間は10万回又は1年のどちらか早い方です

 

東日さんは新製品開発時はもちろんですが、少しでも仕様変更する時は必ず・・・

最大トルク値で100万回カチカチ耐久テスト

をされているそうです。
大切な事なのでもう一度書きます。

 

最大トルク値で100万回カチカチ耐久テスト

 

耐久テストの様子は、東日さんのリクルートページにて地道な耐久テストを行っている映像が見れますので、リンクを貼っておきます。

更に耐久精度についても、トルクハンドブック9に記載が・・・
※トルクハンドブック9の6-4、P102

 

ちょっと噛み砕いて書いてみます。

最大トルクが420N・m以下の機種で10万回は精度保証です。
その後は、10万回毎に校正を行い、規定精度から外れたら調整を行い、調整だけで済まなかったら部品交換&調整を行って、最大100万回まで使用可能です。

つまり・・・

最大トルクが420N・m以下の機種は
100万回まで調整/部品交換で使用可能

 

この記事を書いてて、脳がついてきてないです。
とりあえずこの項目はこれで終わります。

 

 

二度カチカチ

プリセット型トルクレンチの、

二度カチカチはOK!?NG!?

問題。

これに関して東日さんは、

トルクセンサーを用いて実測値で見てもらうのが早い!

との事で、トルクセンターにはすぐに体感できるよう、常時測定機器にトルクレンチがセットされた状態になっておりました。

はい、カチンでしっかりと腕を止めれば何回カチカチしても締付けトルクは変わりません

※カチンで腕が止まらなくて締めすぎるのを防止する「締めすぎ防止用トルクレンチ」もあります
 QSPCAシリーズYCL2シリーズNSP100CNx8 (締付けトルクイメージはトルクハンドブック9のP211にあります)

 

次に、カチン後に更に力を加えていく動画をご覧下さい。

という感じです。
少なくとも、東日さんのプリセット型トルクレンチで扱い方を間違えなければ、何回カチカチしても締付トルクは変わりません。

カチカチ問題の本質は、

 

連打でカチカチすることでカチンの後に腕を止めきれていない

 

ここにあるように、僕は感じます。
連打でカチカチのイメージ動画です↓↓↓
この動画を撮影する前に指定された基準値100N・mで締め付けてある状態でトルクレンチは90N・mにセットしてカチカチしています。

この動画を撮影している時、オーバートルクにならないよう意識しながら連打したつもりでしたが、連打2回目でホイールナットが少し締まる感触が何回かありました。

そもそも「連打したくなってしまう」のは、上記の東日さんの想いが大きく関係してくると感じており、

 

セットトルク到達音が小さいと手や耳に伝わる感触が微妙だから2回以上カチカチやりたくなってしまう

 

この様にも捉えられるのではないでしょうか。

 

でも、

何回か締める必要のある時

もあります。

・ホイールナット
・シリンダーヘッドボルト

等の、1つの部品を何本ものボルトで同一トルクで締結する場合は、安定化締め付け等を行う事でより安定した締結が出来ます。

ホイールナットを安定化締め付けしている一例の動画↓↓↓
※東日の担当者さんと同じ締付け方だったので嬉しくなりました

 

安定化締め付けのような「複数回にわたって締め付ける方法」は、ぜひトルクハンドブック9をご覧下さい。
※トルクハンドブック9の2-6、P43

 

 

トルクハンドブックと漫画

ここまでの記事上に何度も登場してきました、東日さんのトルクハンドブック
現在ボリューム9ということで、かなり歴史のある本です!

とても分厚いです。

前半の黄色い部分が技術資料、後半がカタログ(価格が載ったカタログはまた別にある)。

前半の技術資料が、それだけでとんでもない情報量です。
ここを一通り読むだけでトルク管理に関する知識を得る事ができます!
(計算式も多いため、計算が苦手な僕には半分くらいはチンプンカンプンでしたが)

かなりの情報量のくせに、なぜか無料で配布されているトルクハンドブック。
ぜひまだ手元に無い方は、東日さんのHPからトルクハンドブックを請求されるといいでしょう。

 

しかし、トルクハンドブックは読み手にかなりの基礎知識を要求していると感じます。
なので、トルクレンチの知識をもっと気軽に仕入れられるこの漫画がおすすめです!
アオキシンさん著の「カスタム虎の穴Ⅱ  4巻
トルクレンチは使い方しだいで毒にもなります。。。

こちら、ちゃんと東日さん公認の本
東日さんの会社名の下にはヤマハ発動機さんが・・・

この記事には記載しきれなかった情報がこの漫画には詰め込まれています!
漫画なのでサクサク読めるし、脳にスーッと情報が入り込んできます。
ぜひ、Amazon等からご購入されることをおすすめします!

 

 

おわりに

この記事の執筆にあたり、東日さんには多大なるご協力を頂き、二度も訪問させて頂きました。
そして記事企画開始から記事の公開まで3ヶ月かかり、その間、メールのやりとり等お付き合い頂きました。
本当にありがとうございました!!!m(_ _)m

恩師である小山自動車さんも、東日の大ファンでヘビーユーザーでした。
※小山自動車さんについてはリンク先の記事を参照してくださいね!

記事作成に入る時に「東日さんとちょっとアレしてこうしてきます」みたいな連絡をしたところ、小山さんからすぐに次の写真が送られてきました。
「小山自動車にあるトルクレンチを全部出して並べてみた」そうです。

小山さんは毎日新旧様々なエンジンのオーバーホールを行っていますが、メインで使っているのが東日さんのトルクレンチだそうです。
テーブルに縦に並んでいる設定トルクの上限が100N・m以下のトルクレンチだけでもこのラインナップ・・・
様々なシーンによって使い分けているとの事で、トルク管理の重要性が伝わってきます。

トルクレンチは測定機器です。
測定機器を業務で扱う上では、定期的に校正を行う事が求められます。
今までトルクレンチの校正をしてこなかった自分が言うのはアレですが、使用している測定機器は必ず、

 

・メーカー、ブランドが推奨する一定期間毎の校正

・校正結果が基準値から外れていたら調整、部品交換

 

これらをしっかりと行う事が大切ですね。
この記事を書きながら、改めて測定機器を扱う事の大切さを痛感しました。

この記事がほんの少しでも、自動車整備業界の整備レベルの底上げに繋がれば幸いです。
そして、ここまでこの記事を読んで下さり、本当にありがとうございました。
ご協力して下さった東日さんのトルクレンチ、買って下さいね!