JP2017164835A - ボルト締結用工具およびボルト装着用治具 - Google Patents

Abstract

【課題】ボルトの首下長さが一定となるようにロックナットを締結する。
【解決手段】ボルト１２の雄ネジ部１３の途中位置にナット１４をねじ込んだボルト組立体５を装着する装着部６と、該装着部６に装着されたボルト組立体５のボルト１２およびナット１４に締結トルクを供給するトルク供給部４とを備え、装着部６が、ボルト１２の頭部１２ａに係合可能なボルト係合部１５と、ナット１４に係合可能なナット係合部１８と、該ナット係合部１８とボルト係合部１５とを同軸にかつ所定間隔をあけて連結する連結部１６とを備えるボルト締結用工具１を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボルト締結用工具およびボルト装着用治具に関するものである。

従来、首下長さの長いロングボルトにロックナットを締結する工具が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この工具は、ロックナットをネジの途中位置に配置したロングボルトの先端を被締結部材のネジ孔に締結した後、ロックナットのみを締め付けて被締結部材の表面に押し付けることで、ロングボルトをロックナットによってロックする際に使用される工具である。

特開２０１３−８２４号公報

しかしながら、特許文献１の工具は、ロングボルトを軸回りに回転させることなく、ロングボルトに対してロックナットを軸回りに相対的に回転させてロングボルトをロックするものであり、ロングボルトとロックナットとの相対位置が変化してしまう。このため、被締結部材に対して、ロングボルトの首下長さが一定となるように締結することが困難であるという不都合がある。

本発明は、ボルトの首下長さが一定となるようにロックナットを締結することができるボルト締結用工具およびボルト装着用治具を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、ボルトの雄ネジ部の途中位置にナットをねじ込んだボルト組立体を装着する装着部と、該装着部に装着された前記ボルト組立体の前記ボルトおよび前記ナットに締結トルクを供給するトルク供給部とを備え、前記装着部が、前記ボルトの頭部に係合可能なボルト係合部と、前記ナットに係合可能なナット係合部と、該ナット係合部と前記ボルト係合部とを同軸にかつ所定間隔をあけて連結する連結部とを備えるボルト締結用工具を提供する。

本態様によれば、ボルトの雄ネジ部の途中の所定位置にナットをねじ込んだ状態のボルト組立体を装着部に装着すると、ボルトの頭部がボルト係合部に係合し、ナットがナット係合部に係合する。ボルト係合部とナット係合部とは連結部によって同軸かつ所定間隔をあけて連結されているので、ボルトとナットとはボルトの長手軸回りの相対回転を固定される。

この状態で、ボルトの先端を被締結部材のネジ孔にあてがってトルク供給部によってボルトおよびナットに締結トルクを供給することにより、ボルト組立体を一体的にボルトの長手軸回りに回転させて、ネジ孔に締結していくことができる。これにより、ボルトの首下長さが一定となるようにナットを締結することができる。

上記態様においては、前記ボルトが六角孔付ボルトであり、前記ボルト係合部が、前記ボルトの長手軸方向に沿う移動により前記ボルトの六角孔に係合する六角ビットであり、前記ナットが六角ナットであり、前記ナット係合部が、前記ボルトの長手軸方向に沿う移動により前記ナットの外面に係合する六角ソケットであってもよい。

このようにすることで、ボルト組立体と装着部とをその長手軸方向に相対的に近接させることにより、ボルトの頭部の六角孔に六角ビットからなるボルト係合部を係合させるとともに、六角ナットからなるナットの外面に六角ソケットからなるナット係合部を係合させることができる。これにより、ボルトの雄ネジ部の途中の所定位置にナットをねじ込んだボルト組立体を装着部に装着する際には、ボルト組立体と装着部とをその長手軸方向に相対移動させるだけで済み、簡易に装着することができる。

また、上記態様においては、前記ナット係合部と前記ボルト係合部とは、前記装着部と前記ボルト組立体とを前記ボルトの長手軸方向に沿って相対移動させて装着する際に、前記ナット係合部が前記ナットに係合する前に、前記ボルト係合部が前記ボルトに係合する位置に配置されていてもよい。

このようにすることで、ボルト組立体と装着部とをその長手軸方向に相対的に近接させると、最初にボルトの頭部の六角孔に六角ビットからなるボルト係合部が係合し、次いで、六角ナットからなるナットの外面に六角ソケットからなるナット係合部が係合する。ナット係合部がナットに係合していない状態でボルト係合部がボルトに係合するので、ボルトとナットの位相がずれていても、ナットに対してボルトを若干回転させて位相合わせを行い、ボルトとナットとをボルト係合部およびナット係合部に同時に係合させることができる。

また、本発明の他の態様は、上記ボルト締結用工具に前記ボルト組立体を装着するボルト装着用治具であって、前記ボルトの長手軸回りの前記ナットの回転を抑制するナット抑え部と、前記ボルトの先端部において該ボルトの長手軸回りの回転の抑制と解除とを切替可能なボルト抑え部とを備えるボルト装着用治具を提供する。

本態様によれば、ボルト締結用工具の装着部にボルト組立体を装着する際に、ナット抑え部によって、ボルトの長手軸回りのナットの回転を抑制し、ボルト抑え部によってボルトの長手軸回りの回転を抑制しておき、装着部を、ボルトの長手軸に沿う方向にボルト組立体に近接させて行くと、まず、六角ビットからなるボルト係合部が、六角孔付ボルトの頭部の六角孔に近接する。

ボルト抑え部によってボルトの回転が抑制されているので、ボルト締結用工具を六角ビットの中心軸回りに微小回転させることで、六角ビットと六角孔との位相を簡易に一致させることができる。この状態で、装着部をボルト組立体にさらに近接させることにより、六角ビットを六角孔に係合させることができる。

このとき、六角ソケットからなるナット係合部は六角ナットの外面に係合していないので、ボルト抑え部によるボルトの回転の抑制を解除することにより、ボルトの長手軸回りの回転が許容される。そして、ボルト締結用工具を六角ビットの中心軸回りに微小回転させることで、六角ソケットと六角ナットとの位相を簡易に一致させることができる。この状態で、装着部をボルト組立体にさらに近接させることにより、六角ソケットを六角ナットの外面に係合させることができ、装着部をボルト組立体にさらに近接させることにより、ボルト締結用工具の装着部にボルト組立体を装着することができる。

本発明によれば、ボルトの首下長さが一定となるようにロックナットを締結することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るボルト締結用工具を示す縦断面図である。 図１のボルト締結用工具により締結されるボルト組立体を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るボルト装着用治具にボルト組立体を取り付けた状態を示す縦断面図である。 図３のボルト装着用治具に取り付けられたボルト組立体を図１のボルト締結用工具に装着する工程を説明する縦断面図である。 図４の状態からボルト締結用工具を下降させて六角ビットと六角孔とが途中位置まで係合した状態を示す縦断面図である。 図５の状態からボルト締結用工具をさらに下降させて六角ソケットと六角ナットとも係合した状態を示す縦断面図である。 図２のボルト組立体が被締結部材に締結された状態を示す図である。

本発明の一実施形態に係るボルト締結用工具１およびボルト装着用治具２２について、図面を参照して、以下に説明する。
本実施形態に係るボルト締結用工具１は、図１に示されるように、略円柱状の工具本体２の一端に設けられ、ナットランナー３のような締結トルクを発生する装置に接続する接続部（トルク供給部）４と、工具本体２の他端に設けられ、後述するボルト組立体５を装着する装着部６とを備えている。

接続部４は、ナットランナー３の先端を収容する円筒状の収容部７と、該収容部７の径方向外方において軸方向に移動可能に設けられるとともに、スプリング８によって先端方向に付勢されたカラー９と、収容部７の壁面を径方向に貫通する貫通孔１０内に収容され、カラー９が先端方向に移動することにより、径方向内方に押し込まれる複数のボール１１とを備えるカプラである。接続部４は、ナットランナー３の先端に接続することにより、ナットランナー３の発生する締結トルクを、工具本体２を介して装着部６に供給するようになっている。

ボルト組立体５は、図２に示されるように、首下長さの十分に長い六角孔付ボルト１２からなるボルトと、該ボルト１２の雄ネジ部１３に途中位置までねじ込まれた六角ナット（ナット）１４とにより構成されている。六角ナット１４は、六角孔付ボルト１２の所定の首下長さ位置に配置されている。

装着部６は、工具本体２の他端の径方向の中央に、長手軸に沿って延びるように固定された六角ビット（ボルト係合部）１５と、該六角ビット１５の径方向外方に間隔をあけて全周を取り囲むように配置された円筒状部（連結部）１６と、該円筒状部１６の先端の内面に形成され、六角ナット１４に係合可能な六角孔１７を有する六角ソケット（ナット係合部）１８とを備えている。
六角ソケット１８と六角ビット１５とは、それぞれの中心軸を一致させた同軸状態で、軸方向に所定の間隔をあけた位置に、円筒状部１６によって連結されている。

円筒状部１６は、工具本体２に一体的に形成された第１筒部１９と、六角ソケット１８に接続する第２筒部２０とを備えている。第２筒部２０は第１筒部１９に突き当ててネジ結合されている。第１筒部１９に結合される第２筒部２０を長手方向の長さが異なるものに交換することによって、首下長さを調節することができるようになっている。

ボルト組立体５における六角ナット１４の取付位置が、被締結部材２８（図７参照。）にボルト組立体５を取り付けて六角ナット１４によりロックしたときの六角孔付ボルト１２の首下長さ位置によって決定されると、六角ビット１５に対する六角ソケット１８の軸方向位置は以下のように調節されるようになっている。
すなわち、六角ナット１４を所定位置に取り付けたボルト組立体５が円筒状部１６内に挿入されていくと、六角ナット１４が六角ソケット１８内に挿入される前に六角孔付ボルト１２の六角孔１２ｂに六角ビット１５が所定寸法だけ係合するように、六角ビット１５に対する六角ソケット１８の軸方向位置が調節される。

なお、六角ビット１５の根元部分には、円環状の永久磁石２１が配置されており、円筒状部１６内に収容されるボルト組立体５の六角孔付ボルト１２の頭部１２ａを磁気によって吸引することができるようになっている。

次に、本実施形態に係るボルト装着用治具２２は、図３に示されるように、ボルト組立体５を載置するステージ２３と、ステージ２３下方に配置されたボルト把持機構２４とを備えている。
ステージ２３には、ボルト組立体５の六角孔付ボルト１２の頭部１２ａを上方に向け、六角ナット１４を上面に載置したときに、六角孔付ボルト１２の先端部を貫通させる貫通孔２５が備えられるとともに、六角ナット１４を少なくとも対向する２面によって挟む位置に配置されるナット２面抑え部（ナット抑え部）２６が設けられている。

ボルト把持機構２４は、例えば、エアシリンダによって水平方向に開閉する２つの爪部（ボルト抑え部）２７を有し、ステージ２３の下方に突出した六角孔付ボルト１２の先端部を、図３に実線で示されるように２つの爪部２７の間に挟んで六角孔付ボルト１２の回り止めを行う状態と、図３に鎖線で示されるように六角孔付ボルト１２の先端部から２つの爪部２７を離間させることによって、六角孔付ボルト１２の回転を許容する状態とを切り替えることができるようになっている。

このように構成された本実施形態に係るボルト締結用工具１およびボルト装着用治具２２の作用について以下に説明する。
本実施形態に係るボルト装着用治具２２によってボルト締結用工具１にボルト組立体５を装着するには、ボルト装着用治具２２を用いて六角孔付ボルト１２の雄ネジ部１３の所定の首下長さ位置に、精度よく六角ナット１４をねじ込んで配置する。これにより、六角ナット１４が雄ネジ部１３の所定位置に配置されたボルト組立体５がボルト装着用治具２２に装着される。

すなわち、図３に示されるように、ボルト組立体５の六角孔付ボルト１２の頭部１２ａが上方に配置されるように、六角孔付ボルト１２を上下方向に配置し、先端部をボルト装着用治具２２のステージ２３の貫通孔２５に挿入する。これにより、六角ナット１４がステージ２３の上面に接触しボルト組立体５がステージ２３に立てられた状態に載置される。

このとき、六角ナット１４の対向する２面がナット２面抑え部２６によって挟まれることにより、六角ナット１４の回転が抑えられる。この状態で、ボルト把持機構２４を作動させて、図３に実線で示されるように、２つの爪部２７を近接させ、爪部２７の間に六角孔付ボルト１２の先端部を挟む。これにより、六角孔付ボルト１２の長手軸回りの回転も抑えられる。

次に、ナットランナー３の先端に接続部４によって取り付けられた本実施形態に係るボルト締結用工具１を、円筒状部１６の六角ソケット１８が鉛直下方に向かう姿勢に設定して、ボルト装着用治具２２に取り付けられたボルト組立体５の鉛直上方から近接させる。
これにより、ボルト組立体５の六角孔付ボルト１２が上方の頭部１２ａ側から円筒状部１６内に挿入されていき、図４に示されるように、頭部１２ａの六角孔１２ｂに六角ビット１５が近接させられる。六角ビット１５と六角孔１２ｂとの位相が合致していない場合には、ボルト締結用工具１をその中心軸回りに微小回転させる。

六角孔付ボルト１２は、ボルト把持機構２４によって長手軸回りの回転を抑えられているので、六角ビット１５の位相を六角孔１２ｂに合わせるように相対回転させることができる。そして、ナットランナー３によって六角ビット１５を微小回転させて、六角ビット１５と六角孔１２ｂとの位相が合致すると、ボルト締結用工具１が六角孔付ボルト１２の長手軸方向に沿って鉛直下方に移動可能となり、図５に示されるように、六角ビット１５が六角孔１２ｂの途中位置まで挿入される。

この時点では、六角ソケット１８はまだ六角ナット１４に係合していない。そして、この時点でボルト把持機構２４による六角孔付ボルト１２の先端部を把持している爪部２７を、図３に鎖線で示されるように、水平方向に開いて六角孔付ボルト１２の先端部を解放する。これにより、六角孔付ボルト１２が六角孔１２ｂに係合している六角ビット１５の回転によって、長手軸回りに回転可能となるので、ナットランナー３によって六角ビット１５に係合している六角孔付ボルト１２を長手軸回りに微小回転させることにより、六角ソケット１８と六角ナット１４を相対回転させて、位相を一致させることができる。位相を一致させるための回転は微小角度で済むので、六角孔付ボルト１２に対する六角ナット１４の位置は大きく変動しない。

そして、六角ソケット１８と六角ナット１４との位相が一致したときに、ボルト締結用工具１が六角孔付ボルト１２の長手軸方向に沿って鉛直下方に移動可能となり、図６に示されるように、六角ビット１５が六角孔１２ｂに十分な深さまで挿入されるとともに、六角ソケット１８と六角ナット１４とが係合する。
この状態で、永久磁石２１の磁気吸引力により、六角孔付ボルト１２が吸引され、ボルト締結用工具１の円筒状部１６内に収容状態に保持される。

このようにして、ボルト装着用治具２２によって、六角孔付ボルト１２の雄ネジ部１３の所定位置に六角ナット１４がねじ込まれたボルト組立体５が、ボルト締結用工具１に装着される。したがって、ナットランナー３を移動させて、ボルト組立体５が装着されたボルト締結用工具１を被締結部材２８の締結位置に搬送し、被締結部材２８に形成されている雌ネジ部２９に六角孔付ボルト１２の先端部を同軸に配置して、ナットランナー３を作動させる。

これにより、六角ビット１５に係合している六角孔付ボルト１２および六角ソケット１８に係合している六角ナット１４が同時に六角孔付ボルト１２の長手軸回りに回転させられて六角孔付ボルト１２の雄ネジ部１３が被締結部材２８の雌ネジ部２９に締結されていく。そして、六角ナット１４が被締結部材２８の表面に突き当たった位置で、図７に示されるように、六角孔付ボルト１２が六角ナット１４によってロックされた状態で被締結部材２８に締結される。

この締結作業の過程においては、六角孔付ボルト１２と六角ナット１４とは、ボルト締結用工具１によって同時に同一速度で回転させられるので、相対位置が変化することはなく、被締結部材２８に植え込まれる六角孔付ボルト１２の首下長さを精度よく維持した状態で締結することができるという利点がある。

このように、本実施形態に係るボルト装着用治具２２によれば六角孔付ボルト１２の首下長さを精度よく設定したボルト組立体５をボルト締結用工具１に容易に装着することができる。また、本実施形態に係るボルト締結用工具１によれば、そのようにして装着されたボルト組立体５を設定された首下長さを維持したまま被締結部材２８に締結することができるという利点がある。そして、本実施形態に係るボルト装着用治具２２およびボルト締結用工具１によれば、首下長さを精度よく設定して被締結部材２８に締結する作業を容易に自動化することができるという利点もある。

なお、本実施形態においては、締結トルクを供給するトルク供給部として、締結トルクを発生するナットランナー３への接続用のカプラのような接続部４を例示したが、これに限定されるものではなく、スパナに係合する２面によってトルク供給部を構成してもよい。２面に契合させたスパナによって手動で締結する作業によっても首下長さを精度よく設定した状態でボルト組立体５を被締結部材２８に締結することができる。

１ ボルト締結用工具
４ 接続部（トルク供給部）
５ ボルト組立体
６ 装着部
１２ 六角孔付ボルト（ボルト）
１２ａ 頭部
１３ 雄ネジ部
１４ 六角ナット（ナット）
１５ 六角ビット（ボルト係合部）
１６ 円筒状部（連結部）
１７ 六角孔
１８ 六角ソケット（ナット係合部）
２２ ボルト装着用治具
２６ ナット２面抑え部（ナット抑え部）
２７ 爪部（ボルト抑え部）

Claims (4)

1. ボルトの雄ネジ部の途中位置にナットをねじ込んだボルト組立体を装着する装着部と、
   該装着部に装着された前記ボルト組立体の前記ボルトおよび前記ナットに締結トルクを供給するトルク供給部とを備え、
   前記装着部が、前記ボルトの頭部に係合可能なボルト係合部と、前記ナットに係合可能なナット係合部と、該ナット係合部と前記ボルト係合部とを同軸にかつ所定間隔をあけて連結する連結部とを備えるボルト締結用工具。
2. 前記ボルトが六角孔付ボルトであり、
   前記ボルト係合部が、前記ボルトの長手軸方向に沿う移動により前記ボルトの六角孔に係合する六角ビットであり、
   前記ナットが六角ナットであり、
   前記ナット係合部が、前記ボルトの長手軸方向に沿う移動により前記ナットの外面に係合する六角ソケットである請求項１に記載のボルト締結用工具。
3. 前記ナット係合部と前記ボルト係合部とは、前記装着部と前記ボルト組立体とを前記ボルトの長手軸方向に沿って相対移動させて装着する際に、前記ナット係合部が前記ナットに係合する前に、前記ボルト係合部が前記ボルトに係合する位置に配置されている請求項２に記載のボルト締結用工具。
4. 請求項３に記載のボルト締結用工具に、前記ボルト組立体を装着するボルト装着用治具であって、
   前記ボルトの長手軸回りの前記ナットの回転を抑制するナット抑え部と、
   前記ボルトの先端部において該ボルトの長手軸回りの回転の抑制と解除とを切替可能なボルト抑え部とを備えるボルト装着用治具。

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