JP2723493B2 - ボルト・ナット締付機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボルト・ナットの締結
に使用する締付機に関し、特に、一方向からボルトの立
込みとナットの締付けができる所謂ワンサイドボルトの
締付けに便利なボルト・ナット締付機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に示す公知のワンサイドボルト(７)
は、短い軸部(71)の両端に右ネジ(72)と左ネジ(73)を突
設し、左ネジ(73)の先端にボルトチップ(74)を突設して
いる。上記ワンサイドボルト(７)は、断面４角形の中空
の鉄骨柱(８)に梁(81)をボルト止める際等、内側から外
側へのボルトの挿通或いは内側からのボルトの支持が出
来ない場合、即ち、外側からのみボルト・ナットの回転
操作が可能な箇所で使用される。

【０００３】ワンサイドボルト(７)による締結手順は、
柱(８)に梁(81)を重ね、梁(81)の孔(83)を貫通して柱
(８)のネジ孔(82)にワンサイドボルト(７)の右ネジ(72)
を螺合して、ボルトの立込みを行なう。この立込み作業
は専用レンチをボルトチップ(74)に係合して、ボルトを
回すことによって行なう。次に、左ネジ(73)にワッシャ
(75)を嵌めてナット(76)を螺合する。

【０００４】予備締め機で、ボルト・ナットを所定のト
ルクで予備締めする。予備締め機は、遊星歯車減速機構
の互いに回転方向が逆向きの２つの出力軸接続したイン
ナーソケットとアウターソケット及び所定の締付トルク
で回転が停止するトルク検知手段を有している。インナ
ーソケットにボルトチップ(74)をアウターソケットにナ
ット(76)を係合し、ナットの締付け反力をボルトチップ
(74)で受けつつ、ボルト・ナットを締付ける。

【０００５】所定のトルクで、ボルト・ナットを予備締
めすれば、本締め機で本締する。本締め機は、予備締め
機からトルク検知手段を省略したものであり、インナー
ソケットにボルトチップ(74)をアウターソケットにナッ
ト(76)を係合して締付ければ、ボルトチップ(74)が剪断
されるまで締付けできる。ボルトの立込みから直ちに本
締めを行なって、予備締めを省略することもある。

【０００６】

【本発明が解決しようとする課題】上記の如く、立込
み、予備締め、本締めと工程が変わる毎に、異なる締付
け工具を用いねばならず、作業能率が悪い。本発明は、
１台の締付機によって、立込みから予備締め、立込みか
ら本締め、或いは立込み、予備締め、本締めを連続的に
行なうことの出来る締付機を明らかにするものである。

【０００７】

【課題を解決する手段】本発明のボルト・ナット締付機
は、遊星歯車減速機構(２)を内蔵しハンドル(11)を突設
したハウジング(１)と、ハウジング(１)に取り付けられ
遊星歯車減速機構(２)に入力する電動モータ(５)等の回
転源と、遊星歯車減速機構(２)の２つの出力軸の内、一
方の出力軸に連繋されボルト先端のチップ(74)に係合す
るインナーソケット(４)と、遊星歯車減速機構(２)の他
方の出力軸に連繋されナット(76)に係合するアウターソ
ケット(３)とを具えたボルト・ナット締付機において、
遊星歯車減速機構(２)に該遊星歯車減速機構(２)の互い
に相対回転すべき部材間に摩擦によって両部材を一体回
転させる軟係止手段(９)を介在させている。

【０００８】所定の締付け力を検知するトルク検知手段
(６)を具えてもよい。又、トルク検知手段(６)には該ト
ルク検知手段(６)を機能させるか否かの切換え手段(61)
を連繋してもよい。

【０００９】

【作用及び効果】ワンサイドボルト(７)の左ネジ(73)に
ワッシャ(75)及びナット(76)を装着する。この時、ボル
トチップ(74)は完全に露出させておき、且つナット(76)
の螺合深さを完全締付け状態よりも浅くしておく。柱
(８)に梁(81)を重ね、梁(81)の孔(83)を貫通してワンサ
イドボルト(７)の右ネジ(72)を柱(８)のネジ孔(82)に螺
合する。これは右ネジ(72)が数山ネジ孔(82)に掛ってワ
ンサイドボルト(７)が柱(８)に引っ掛かっている状態で
よい。

【００１０】締付機のアウターソケット(３)にナット(7
6)を、インナーソケット(４)にボルトチップ(74)を螺合
し、締付機を作動させる。遊星歯車減速機構(２)は、互
いに相対回転すべき部品、例えば、太陽歯車と遊星歯車
歯車支持枠を一体回転する様に係止すると、遊星歯車減
速機構(２)全体が１つの塊となって減速機能は失われ、
該遊星歯車減速機構(２)への入力軸と一体に高速回転す
る。これは、遊星歯車機構を複数段に連繋して、その内
の何れかの段の遊星歯車機構の互いに相対回転すべき部
品間を一体回転する様に係止しても、全ての段の遊星歯
車機構は、１つの塊となって初段の遊星歯車機構への入
力軸と一体に回転する。即ち、本発明のボルト・ナット
締付機では、アウターソケット(３)及びインナーソケッ
ト(４)は、遊星歯車減速機構(２)への入力軸と一体的に
同じ方向に回転する。勿論、インナーソッケト(４)の回
転方向は、ボルト締付け方向と同じにせねばならないか
ら、遊星歯車減速機構(２)への入力軸の回転方向は、イ
ンナーソッケト(４)の回転方向と同じである。

【００１１】従って、インナーソケット(４)の高速回転
により、ワンサイドボルト(７)は瞬間的に柱(８)のネジ
孔(82)に締付られる。ナット(76)に係合したアウターソ
ケット(３)は、インナーソケット(４)と同方向に同速度
で回転するため、ナット(76)とワンサイドボルト(７)と
の間で相対的な回転は生じない。

【００１２】ワンサイドボルト(７)の軸部(71)が柱(８)
のネジ孔(82)に掛って、ワンサイドボルト(７)の締付け
トルクが、遊星歯車減速機構(２)の軟係止手段(９)の摩
擦力に打ち勝つと、軟係止手段(９)によって係止されて
いた２つの部材が相対的に回転し、即ち、遊星歯車減速
機構(２)が減速機能を発揮する様に正常に作動し、アウ
ターソケット(３)とインナーソケット(４)に減速された
互いに逆向きの回転力が作用する。従って、ナット(76)
に対する締付け反力をボルトチップ(74)で受けて、ボル
トチップ(74)が剪断するまで本締めを行なうことができ
る。

【００１３】締付機に、トルク検知手段(６)を設けて、
一定の締付けトルクで締付機が停止する様にすれば、一
定のトルクで予備締めができる。トルク検知手段(６)
に、該トルク検知手段(６)を機能させるか否かの切換え
手段(61)を連繋しておき、予備締めの際は、トルク検知
手段(６)を機能させ、予備締めが終われば、切換え手段
(61)を切換えてトルク検知手段(６)を機能させなけれ
ぱ、ボルトチップ(74)が剪断するまで本締を行なうこと
ができる。

【００１４】上記の如く、本発明の締付機は、１台で、
ボルトの立込みから本締め、或いはボルトの立込みから
予備締め、又はボルトの立込み、予備締め、本締めを行
なうことができ、ボルト・ナットを能率的に締付けでき
る。

【００１５】

【実施例】図１は、ボルト・ナット締付機の断面図、図
２は回転駆動系の概略説明図である。ボルト・ナット締
付機は、中空ハウジング(１)に筒部材(12)を回転可能に
設け、基端にハンドル(11)を突設し、該ハンドルと略平
行に電動モータ(５)、エアーモータ等の回転駆動源を配
備している。

【００１６】ハンドル(11)には、回転駆動源をON−OFF
するトリガースイッチ(13)及び本締め・予備締め切換え
手段(61)が設けられている。前記筒部材(12)の先端部は
アウターソケット(３)となっている。筒部材(12)内に遊
星歯車減速機構(２)が配備されている。

【００１７】前記モータ(５)は平歯車列(51)、傘歯車(5
2)を介して遊星歯車減速機構(２)に連繋される。遊星歯
車減速機構(２)は、第１遊星歯車機構(21)、第２遊星歯
車機構(22)、第３遊星歯車機構(23)を３段に連繋した公
知の構成である。

【００１８】第１遊星歯車機構(21)の太陽歯車(21a)に
傘歯車(52)からの入力軸(53)が接続され、第１遊星歯車
機構(21)の遊星歯車支持枠(21b)に第２遊星歯車機構(2
2)の太陽歯車(22a)が設けられる。

【００１９】第２遊星歯車機構(22)の遊星歯車支持枠(2
2b)に第３遊星歯車機構(23)の太陽歯車(23a)が設けられ
る。第３遊星歯車機構(23)の遊星歯車支持枠(23b)にイ
ンナーソケット(４)が連繋される。第１遊星歯車機構(2
1)、第２遊星歯車機構(22)及び第３遊星歯車機構(23)の
各遊星歯車(21d)(22d)(23d)は、前記筒部材(12)の内面
に形成された内歯車(21c)(22c)(23c)に噛合している。

【００２０】ボルト・ナット締付機には、締付けトルク
が一定値以上になったことを検出するトルク検知手段
(６)が設けられている。実施例のトルク検知手段(６)
は、電動モータ(５)の電流値が一定値以上になれば、電
動モータ(５)の通電を遮断するものであり、前記本締め
・予備締め切換え手段(61)は、トルク検知手段(６)はト
ルク検知手段(６)を機能させるか否かの選択ができるス
イッチ(61a)である。

【００２１】本発明の特徴は、上記遊星歯車減速機構
(２)において、互いに相対的に回転する２つの部材を、
所定の締付けトルクが作用するまでは摩擦力によって一
体回転する様に軟係止する軟係止手段(９)を連繋した点
である。

【００２２】実施例の軟係止手段(９)は、第１遊星歯車
機構(21)の太陽歯車(21a)に該太陽歯車(21a)に噛合する
内歯(91a)を有する環状体(91)を嵌め、第１遊星歯車機
構(21)の内歯車(21c)に筒部(20)を延長して該筒部(20)
と環状体(91)との間に摩擦リング(92)を介在させてい
る。摩擦リング(92)の外周面は全面に亘って筒部(20)の
内面に押圧接触し、摩擦リング(92)の内周面は全面に亘
って環状体(91)の外周面に押圧接触している。

【００２３】ワンサイドボルト(７)による柱(８)への梁
(81)の取付け手順を説明する。ワンサイドボルト(７)の
左ネジ(73)にワッシャ(75)及びナット(76)を装着する。
この時、ボルトチップ(74)は完全に露出させておき、且
つナット(76)の螺合深さを完全締付け状態よりも浅くし
ておく。柱(８)に梁(81)を重ね、梁(81)の孔(83)を貫通
してワンサイドボルト(７)の右ネジ(72)を柱(８)のネジ
孔(82)に螺合する。これは右ネジ(72)が数山ネジ孔(82)
に掛ってワンサイドボルト(７)が柱(８)に引っ掛かって
いる状態でよい。

【００２４】締付機の予備締め・本締め切換えスイッチ
(61a)を予備締め側に切換えて、トルク検知手段(６)を
機能させておく。アウターソケット(３)にナット(76)
を、インナーソケット(４)にボルトチップ(74)を螺合
し、締付機を作動させる。遊星歯車減速機構(２)は、互
いに相対回転すべき部品、例えば、太陽歯車と遊星歯車
歯車支持枠を一体回転する様に係止すると、遊星歯車減
速機構(２)全体が該遊星歯車減速機構(２)への入力軸と
一体回転する。

【００２５】実施例では、第１遊星歯車機構(21)の太陽
歯車(21a)と内歯車(21c)が環状体(91)と摩擦リング(92)
を介して軟係止されている。このため、アウターソケッ
ト(３)及びインナーソケット(４)は、遊星歯車減速機構
(２)への入力軸(53)と一体的に同じ方向に回転する。従
って、ワンサイドボルト(７)は、上記入力軸(53)の高速
回転により、高速で締付けられる。ナット(76)はワンサ
イドボルト(７)と同じ速度でワンサイドボルト(７)と同
じ方向に回転するため、ナット(76)とワンサイドボルト
(７)との間に相対的な回転は生じない。

【００２６】ワンサイドボルト(７)の軸部(71)が柱(８)
のネジ孔(82)に掛って、ワンサイドボルト(７)の締付け
トルクが、遊星歯車減速機構(２)の軟係止手段(９)の摩
擦力に打ち勝つと、軟係止手段(９)によって係止されて
いた太陽歯車(21a)と内歯車(21c)が相対的に回転し、即
ち、遊星歯車減速機構(２)が減速機能を発揮する様に正
常に作動し、アウターソケット(３)とインナーソケット
(４)に減速された互いに逆向きの回転力が作用する。

【００２７】ワンサイドボルト(７)は既にネジ孔(82)に
締切状態に締付られているため、ナット(76)のみが締付
けられる。ナット(76)の締付け方向は、ワンサイドボル
ト(７)の緩み方向であるが、ワンサイドボルト(７)には
インナーソケット(４)を介してナット(76)の締付け方向
とは逆向きの締付け反力が作用するため、ワンサイドボ
ルト(７)が緩むことはない。ナット(76)が所定の予備締
めトルク迄締付けられると、トルク検知手段(６)がこれ
を検知して、モータ(５)の通電を遮断する。

【００２８】本締めを行なうには、切換えスイッチ(61
a)を本締め側に切換えて、モータ(５)を作動させる。ナ
ット(76)に対する締付け反力を、ボルトチップ(74)で受
けて、ボルトチップ(74)が剪断するまで本締めを行なう
ことができる。本発明の実施において、トルク検知手段
(６)を省略すれば、ボルトの立込みから、直ちに本締め
を行なうことができる。

【００２９】図３は、軟係止手段(９)の他の実施例を示
している。第１遊星歯車機構(21)の太陽歯車(21a)に、
内周に内歯(91a)形成した環状体(91)を噛合し、軸方向
に移動しない様に固定する。第１遊星歯車機構(21)の内
歯車(21c)に、外周に外歯(93a)を形成した環状歯車(93)
を噛合し、環状体(91)の外向きフランジ(91b)と環状歯
車(93)の内向きフランジ(93b)を接触可能に軸方向に対
向させる。ハウジング(１)に形成した内向きフランジ(1
0)には、環状歯車(93)に対向してソレノイド(94)を取付
けている。

【００３０】ソレノイド(94)に通電すると、環状歯車(9
3)がソレノイド(94)に吸引され、環状歯車(93)の内向き
フランジ(93b)が、環状体(91)の外向きフランジ(91b)に
押圧され、環状歯車(93)と環状体(91)は摩擦力によって
一体化する。これによって、遊星歯車減速機構(２)が１
つの塊状態で入軸(53)と一体回転し、前記同様の効果を
有することができる。図３の場合、トルク検知手段(６)
が予備締めトルクを検出したときに、ソレノイド(94)へ
の通電を自動的に遮断する様にすることもできる。

【００３１】上記の如く、本発明の締付機は、１台で、
ボルトの立込みから本締め、或いはボルトの立込みから
予備締め、又はボルトの立込み、予備締め、本締めを行
なうことができ、ボルト・ナットを能率的に締付けでき
る。

【００３２】又、本発明のボルト・ナット締付機は、ワ
ンサイドボルト(７)のみならず、先端に剪断用或いは単
なる反力受け用のボルトチップ(74)を具えたボルトとナ
ットの締付けに用いることができるのは勿論である。本
発明は、上記実施例の構成に限定されることはなく、特
許請求の範囲に記載の範囲で種々の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ボルト・ナット締付機の断面図である。

【図２】ボルト・ナット締付機の回転伝達系の概略説明
図である。

【図３】軟係止手段(９)の他の実施例の断面図である。

【図４】柱にワンサイドボルトを螺合した状態の断面図
である。

【符号の説明】

(１) ハウジング (２) 歯車減速機構構 (21) 第１遊星歯車機構 (21a) 太陽歯車 (21b) 遊星歯車支持枠 (21c) 内歯車 (３) アウターソケット (４) インナーソケット (５) 電動モータ (６) トルク検知手段 (９) 軟係止手段

フロントページの続き (56)参考文献 実開 平７−31277（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−95879（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遊星歯車減速機構(２)を内蔵しハンドル
   (11)を突設したハウジング(１)と、 ハウジング(１)に取り付けられ遊星歯車減速機構(２)に
   入力する電動モータ(５)等の回転源と、 遊星歯車減速機構(２)の２つの出力軸の内、一方の出力
   軸に連繋されボルト先端のチップ(74)に係合するインナ
   ーソケット(４)と、 遊星歯車減速機構(２)の他方の出力軸に連繋されナット
   (76)に係合するアウターソケット(３)とを具えたボルト
   ・ナット締付機において、 遊星歯車減速機構(２)に該遊星歯車減速機構(２)の互い
   に相対回転すべき部材間に摩擦によって両部材を一体回
   転させる軟係止手段(９)を介在させたボルト・ナット締
   付機。
2. 【請求項２】 所定の締付け力を検知するトルク検知手
   段(６)を具えた請求項１に記載のボルト・ナット締付
   機。
3. 【請求項３】 トルク検知手段(６)には該トルク検知手
   段(６)を機能させるか否かの切換え手段(61)が連繋され
   ている請求項２に記載のボルト・ナット締付機。
4. 【請求項４】 軟係止手段(９)は、遊星歯車減速機構
   (２)の太陽歯車(21a)に該太陽歯車(21a)と一体回転可能
   に環状体(91)を嵌め、遊星歯車減速機構(２)の内歯車(2
   1c)と一体に回転する筒部(20)と前記環状体(91)との間
   に、摩擦リング(92)を緊密に介在させて構成されている
   請求項１乃至３の何れかに記載のボルト・ナット締付
   機。
5. 【請求項５】 軟係止手段(９)は、遊星歯車減速機構
   (２)の太陽歯車(21a)に該太陽歯車(21a)と一体回転可能
   に環状体(91)を嵌め、遊星歯車減速機構(２)内歯車(21
   c)に環状歯車(93)を該内歯車(21c)と一体回転可能且つ
   軸方向にスライド可能に嵌め、ハウジング(１)上に設け
   たソレノイド(94)によって、環状歯車(93)を環状体(91)
   に押し付けて、環状歯車(93)と環状体(91)とを摩擦力に
   よって係止するものである請求項１乃至３の何れかに記
   載のボルト・ナット締付機。