JP2007144558A - ボルト締結装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧空気を利用してボルト頭部及びワッシャを脱落しないように固定しながら締結作業できるようにしたボルト締結装置を提供する。
【解決手段】ソケットレンチ１により回転駆動されるアタッチメント４にソケット６を設け、ここにボルト７の頭部８を嵌合し、頭部８のフランジ８ａにワッシャ９を当接させる。アタッチメント４の外周にはノズル５の基部１０を軸方向移動自在に嵌合し、弾性手段１１にてノズル５の先端１３が下方へ突出するように付勢する。先端１３はワッシャ９より下方へ延び出し、噴出口１５から斜め上方に高圧空気を噴出してワッシャ９をフランジ８ａへ押しつけ、さらに頭部８をソケット６内へ嵌合固定する。高圧空気の噴出により、ボルト７及びワッシャ９は清掃されながら固定状態を維持できる。また、締結完了時には先端１３が弾性手段１１に抗して後退しながら逃げ、完全な締結を可能にする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ソケットレンチのような締結具を用いてボルト及びワッシャを締結する際に、ボルト及びワッシャをソケットへ脱落しないように保持することができるようにしたボルト締結装置に関する。
なお本願において、ボルト締結装置の下方とは、ボルト締結方向へ向かう方向をいい、その反対方向を上方というものとする。また、下方の締結方向へ進む移動を前進といい、これと逆向きの動きを後退というものとする。

ボルトの締結に際して、手の届かない場所や手が入らないような場所を対象とする作業の場合には、ソケットレンチを用いることが多い。しかし、ワッシャを通したボルト頭部をソケットへ嵌合した場合、これを横から下向きにすると、ボルト及びワッシャが脱落してしまう。そこで、ソケットを設けた軸状部材を中空としてエア流路を形成し、エアを吸引することにより、ワッシャ及びボルト頭部の下方から上方へ向かうエアの集中気流を形成し、このエア圧により、ボルト頭部及びワッシャをソケットへ固定したボルト移送装置が公知である。
特開平０６−２３９８３５号公報

ところで、上記移送装置の場合、ワッシャの下方からエアを吸引するため、ほこりや金属粉等の付着物が発生する。したがって、このまま直ちにボルトを締結することができず、締結に先立ってワッシャ及びボルト頭部の付着物を清掃除去してからでなければ、締結作業に移行できない。また、固定用の吸引気流を形成するためには、ソケットの先端がワッシャよりも長く下方へ延びていることが必要であるから、このままの状態で締結すれば、ソケットの先端がワーク側へ当接し、ボルトの完全な締結ができないから、単なる移送装置にすぎず、締結装置として利用できない。
そこで本願は、エア圧を利用してボルト頭部もしくはこれちょワッシャの双方を固定するとともに、固定状態のまま直に締結作業を行うことができ、かつ別工程の清掃を不要にできるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため請求項１に係るボルト締結装置に関する発明は、ボルト頭部を嵌合するソケットを備え、このソケットへボルト頭部を嵌合した状態でボルト頭部を空気流によりソケットへ固定するようにしたボルト締結装置において、
高圧空気を噴出するためのノズルを、ソケットに対してその軸方向へ相対移動自在にソケットの外周部へ設け、かつノズルの噴出口をボルトの締結方向へ延び出せるとともに、ボルト頭部に向かって高圧空気を噴出させることにより、ボルト頭部をソケットへ固定することを特徴とする。

請求項２に係る発明は上記請求項１において、ボルトを挿通したワッシャをボルト頭部へ近接させるとともに、ノズルからワッシャに向かって高圧空気を噴出させることにより、ワッシャ及びボルト頭部をソケットへ固定することを特徴とする。

請求項３に係る発明は上記請求項１又は２において、前記ノズルは、弾性手段によりソケットから延び出す方向へ付勢されることを特徴とする。

請求項４に係る発明は上記請求項１乃至３において、前記ノズルの噴出口は前記ソケットの軸線に対して斜め方向を指向していることを特徴とする。

請求項１によれば、ノズルがボルト頭部に対して下方から高圧空気を噴出するので、この噴出されたエア圧によりボルト頭部がソケットへ嵌合状態で固定され、ソケットの向きを変えてもボルトがソケットから脱落しない。
しかも、この高圧空気はボルト頭部下方のノズルより噴出されるため、ボルト頭部へ噴射されて、その表面に付着するほこり等を吹き飛ばすので、固定と同時に締結部の清掃を行うことができる。したがって、固定した状態から直ちに締結作業を行うことができ、締結に先立つ別工程で表面に対して清掃することを不要にできる。

また、締結作業が進み、ノズルの先端がワーク側へ当接すると、ノズルはソケットと別体であって、かつ軸方向へ相対移動自在であるから、次第に上方へ逃げることができ、ボルトの完全締結を可能にする。したがって、単なるボルトの移送に止まらず、単一の装置でボルトの移送と締結作業を同時に実現できる。

請求項２の発明によれば、ボルトを挿通したワッシャをボルト頭部に近接させた状態で、ワッシャの下方から高圧空気を噴出するので、予めソケットへ嵌合されているボルト頭部へワッシャを押し付け、これにより、ワッシャとボルト頭部の双方を同時に脱落防止された状態でソケット側へ固定できる。

請求項３の発明によれば、ノズルを弾性手段にて付勢したので、締結作業の進行にしたがって、ノズルは弾性手段に抗して上方へ逃がすことができ、ノズルの逃げを自動的に行わせることができる。

請求項４の発明によれば、ノズルの噴出口をソケットの軸線に対して斜め方向を指向するように開口させたので、ボルト頭部もしくはワッシャへ向かう高圧空気流を容易に形成できる。

以下、図面に基づいて一実施例を説明する。図１は実施例に係るボルト締結装置を示し、ソケットレンチ１は、モータ等の回転駆動部２と、その回転出力軸３へ着脱自在に取付けられるアタッチメント４と、その外周部に着脱自在に取付けられるノズル５とを備える。

アタッチメント４の下部には六角穴状のソケット６が設けられ、ここにボルト７の頭部８が嵌合される。ソケット６はアタッチメント４の一部（下部）であり、ソケット６の外周部及び軸線Ｃはそれぞれアタッチメント４の外周部及び軸線と一致する。頭部８のフランジ８ａにはボルト７の軸部が挿通されたワッシャ９が当接している。フランジ８ａはワッシャ９より若干大径であり、フランジ８ａの外周に近接してノズル５が非接触で位置している。

ノズル５は、アタッチメント４の外周へ嵌合された基部１０により、アタッチメント４に対して、軸方向へ相対移動自在に取付けられ、アタッチメント４の外周へ巻回されたコイルスプリング等の適宜弾性手段１１により、下方へ移動付勢されている。

弾性手段１１の上端はアタッチメント４の外周へ取付けられるナット等のバネ受け部材１２により、弾性手段１１の弾力を調整する。また、バネ受け部材１２を取り外せば、弾性手段１１及びノズル５を着脱交換することができる。４ａはサークリップ等の止め部材である。

ノズル５は基部１０からアタッチメント４の軸方向へ延出し、図示の締結前状態では、その先端１３はフランジ８ａ及びこれに当接した状態のワッシャ９よりも下方へ延び出し、ボルト７のネジ部７ａと首部７ｂとの境界付近に位置している。この状態における先端１３は、概略表示したワーク２０の表面と非接触であって、その上方に位置する。

ノズル５にはアタッチメント４の軸方向と平行に延びるエア通路１４が形成され、その先端は噴出口１５になっている。エア通路１４の他端には入り口１６が設けられ、ここでＬ字ジョイント１７を介してエアチューブ１８へ接続している。エアチューブ１８には、図示しないコンプレッサー等により、高圧空気が供給される。

噴出口１５は先端１３近傍にワッシャ９方向を指向して形成され、エア通路１４へ供給された高圧空気を斜め上方のワッシャ８へ向かって噴出するようになっている。この噴出された高圧空気の流れを矢線Ａで示す。矢線Ａのワッシャ９に至るまでの噴出角度（アタッチメント４すなわちソケット６の軸線Ｃと矢線Ａとのなす角度）θは、１５°〜７５°、好ましくは３０°〜４５°程度の範囲で設定される。

噴出角度が４５°を越えた大きな角度にする場合は、頭部８及びワッシャ９をソケット６へ嵌合した後に、先端１３をボルト７側へ折り曲げるか、又はノズル５全体を基部１０に対して傾けて噴出口１５がワッシャ９へ向くようにさせてもよい。

噴出角度は、ボルトの重量や噴出口１５から噴出されるエア圧及び空気量、さらには噴出口１５とワッシャ９との距離等の各種条件によって異なり、条件に応じて適宜設定される。ここで、一設定例を示すと以下の通りである。
高圧空気 ０．１５Ｍｐａ
エアチューブ１８の内径 φ４（ｍｍ）
ボルト Ｍ１２（ＪＩＳ）
ノズル径（噴出口径） φ４ （ｍｍ）
噴出角度θ ４５°

次に、本実施例の作用を説明する。図１において、ボルト７を挿通したワッシャ９をフランジ８ａへ当接させた状態で、頭部８をソケット６へ嵌合し、噴出口１５から高圧空気を噴出させる。すると、高圧空気は矢線Ａのように下方から斜め上向きに噴出してワッシャ９へ吹きつけ、この圧力でワッシャ９をフランジ８ａへ密接させて脱落しない状態で頭部８をソケット６へ嵌合固定する。

したがって、図示のようにボルト７を下に向けても、ボルト７及びワッシャ９はエア圧により脱落を防止され、ソケット６の向きを横向きから下向き等へ変化させても、ソケット６側へ固定された状態を維持する。しかも、高圧空気の噴出によりネジ部７ａ，ワッシャ９等の締結部表面は付着された埃等が吹き飛ばされて、常時清掃された状態を維持する。

そこで、ソケットレンチ１全体を下方へ移動させ、ネジ部７ａの先端を下方に配置されたワーク２０のネジ穴２１へ入れ、締結を開始すると、ボルト７はネジ穴２１穴内へ前進し、やがて先端１３がワーク２０の表面へ接触するようになる。この状態からさらにボルト７が前進すると、先端１３がワーク２０によって上方へ押される。

すると、ズル５はアタッチメント４に対して相対動自在であるから、上方へ後退しようとして基部１０が弾性手段１１を圧縮するようになり、やがて弾性手段１１に抗してノズル５が後退する。この後退は、ノズル５のワーク２０に対する逃げ動作となり、ボルト７の前進に応じて自動的かつ連続して行われ、ボルト７の継続した前進を妨げない。

図２に示すように、ワッシャ９がワーク２０の表面へ当接し、フランジ８ａにより圧接される締結完了時には、先端１３はワッシャ９と同じ高さまで後退して逃げる。このため、ノズル５の逃げを自動的に行って、ボルト７の完全な締結を一動作で実現できる。

また、噴出口１５がワッシャ９の高さまで後退する間は、継続してワッシャ９へ高圧空気を噴出し、これを固定しつつ締結部の清掃も持続するから、清掃のための特別な工程を設ける必要がなく、ソケットレンチ１を下方へ押し下げる一動作だけで完全な締結作業を可能とし、かつ夾雑物のない高精度な締結作業を可能にする。

そのうえ、ノズル５の逃げ動作により、ボルトを嵌合固定した状態での移送作業と、ノズル５に邪魔されずにボルトを完全締結するための締結作業を同時かつ連続して行うことができるから、単なるボルトの移送に止まらず、単一の装置でボルトの移送と締結作業を同時に実現できることになる。

しかも、ノズル５を弾性手段１１にてワッシャ９よりも下方へ延び出すように付勢したので、締結作業の進行にしたがって、ノズル５を弾性手段１１に抗して上方へ逃がすことができ、ノズル５の逃げ動作を自動的に行わせることができ、このために人手を要さないので、省力化できる。

また、ノズル５の噴出口１５の開口方向を、ソケット６の軸線Ｃに対して斜め方向を指向するように開口させたので、ボルト頭部８もしくはワッシャ９へ向かう高圧空気流を容易に形成できる。

なお、本願発明は上記実施例に限定されず種々に変形や応用が可能であり、例えば、ノズル５の構造は、一例であって、他に種々可能である。例えば、高圧空気の圧力、ノズルの径ならいにボルト径に応じてノズル５の数を変更でき、エア圧によるより大きな固定力が必要な場合には、複数本にすることは自由にできる。

また、必ずしもワッシャをボルトと一緒に固定する必要はなく、ワッシャを省いてボルト７を単独でソケット６へ固定しながら締結する際にも有効であり、この場合にはボルトの頭部８へ高圧エアを噴出させればよい。このとき、フランジ８ａを備えれば、ソケット６に対する嵌合状態を正確にできる。

ソケットレンチ１の構造を示す一部断面図 締結完了状態を示す図

符号の説明

１：ソケットレンチ、２：回転駆動部、４：アタッチメント、５：ノズル、６：ソケット、７：ボルト、８：頭部、９：ワッシャ、１０：基部、１１：弾性手段、１３：先端、１４：エア通路、１５：噴出口、２０：ワーク、２１：ネジ穴

Claims (4)

1. ボルト頭部を嵌合するソケットを備え、このソケットへボルト頭部を嵌合した状態でボルト頭部を空気流によりソケットへ固定するようにしたボルト締結装置において、
   高圧空気を噴出するためのノズルを、ソケットに対してその軸方向へ相対移動自在にソケットの外周部へ設け、かつノズルの噴出口をボルトの締結方向へ延び出せるとともに、ボルト頭部に向かって高圧空気を噴出させることにより、ボルト頭部をソケットへ固定することを特徴とするボルト締結装置。
2. ボルトを挿通したワッシャをボルト頭部へ近接させるとともに、ノズルからワッシャに向かって高圧空気を噴出させることにより、ワッシャ及びボルト頭部をソケットへ固定することを特徴とする請求項１記載のボルト締結装置。
3. 前記ノズルは、弾性手段によりソケットから延び出す方向へ付勢されることを特徴とする請求項１又は２記載のボルト締結装置。
4. 前記ノズルの噴出口は前記ソケットの軸線に対して斜め方向を指向していることを特徴とする請求項１乃至３記載のボルト締結装置。

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