JP3580595B2 - ナットランナ装置の嵌合部機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、自動操作により嵌合回転してボルト・ナット等の締付け及び（又は）緩めを行うナットランナ装置の嵌合部機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる自動操作によるナットランナ装置は、その嵌合部材（例えば、袋ソケット）が所定の移動をして、対象物であるボルト頭部やナット（以下、「ナット等」）に嵌合した後、回転起動させて、その締付け及び（又は）緩めを自動的に行わせるものである。
【０００３】
しかし、実際の操作行程においては、嵌合部材の回転中心軸とナット等の回転中心軸とが同軸上で嵌合することは少なく、若干の軸ずれが発生していた。装置の繰り返し使用と種々の対象物を相手とする以上、むしろこのずれの発生は当然のものとし、これを考慮した設計構成がされていた。
【０００４】
かかる見地から従来装置は、図５、図６に示すような嵌合部材と特殊なナット等の構成が採られていた。すなわち、ナットランナ装置の嵌合部材５０は、そのの下端面５４の形状を、ナット等の頭部５２が一定の間隙をもって嵌合し得る内径５３をもった環状とし、さらにこの下端面５４に下方へ突出した２個の係合凸部５５、５５を対角位置に一体形成している。
【０００５】
一方、ボルト５１の頭部５２には、翼状に水平方向へ張出した２個の係合片５６、５６を一体的に形成している。
かかる構成により、嵌合部材５０は下降移動して、ボルト５１の頭部５２に被さり、係合片５６が下端面５４と当接したところで停止し、軸回転が開始される。これにより、係合凸部５５が回転移動して、係合片５６の側部に係合して、ボルト５１は嵌合部材５０と共に軸回転させられることになる。
【０００６】
ここで、嵌合部材５０の内径５３は、ボルト５１の頭部５２の径より大きく（図６上、半径寸法においてδだけ大きい）形成されているため、嵌合部材５０の回転中心軸Ｃと、ボルト５１の回転中心軸Ｏとは、最大でδだけずれた位置でも嵌合させることができる。すなわち、かかる構成は、最大で±δの軸ずれを吸収することができるものである。
【０００７】
【考案が解決しようとする課題】
しかし、かかる従来例の構成では、ナットランナ装置の嵌合部材に合わせて、ナット等（５１）を特別な形状のものを用意する必要があった。
【０００８】
このことは、作業効率化の目的からナットランナ装置を用いる場合、従来の器具（例えば、型枠等）の締結具として用いられていたナット等を、全てこれに適合したナット等に交換しなければならなくなって、過度の経済的な負担に強いられるばかりでなく、ナットランナ装置の汎用性そのものも乏しくなる欠点があった。
【０００９】
そこで、本願発明はかかる上記課題の解決を目的としてなされたもので、従来一般的に用いられている形状のナット等であっても、互いの軸のずれを吸収して嵌合し、かつ回転力を伝達することができる新規かつ進歩性のあるナットランナ装置の嵌合部機構を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本願発明にかかるナットランナ装置の嵌合部機構は、以下のように構成さている。
【００１１】
すなわち、嵌合回転してボルト・ナット等の締付け及び（又は）緩めを行うナットランナ装置の嵌合部機構において、略垂直に保持され、軸回転駆動手段、及び昇降駆動手段に連結されて軸回転及び昇降移動が可能にされたスピンドル（１）と、該スピンドル（１）の下端部（１１）に懸垂保持され、かつ所定量の上下移動、水平移動、及び揺動を自在にして軸回転力のみを伝達する連結機構（３）をもって連結された回転コア（２）と、該回転コア（２）の下端部に着脱自在にして取り付け固定された嵌合部材（４）と、からなる。
【００１２】
また上記連結機構（３）は、開口縁面（３４）に下方縮径のテーパ面（「ガイドテーパ」）（３５）を有する開口（３１）が底部中央に形成された円筒状の支持ガイド（３０）を、スピンドル（１）の下端部（１１）の外周に環装固定し、それと共に回転コア２を、短胴の円柱状の下部に下方縮径のテーパ面（「コアテーパ」）（２０）を有する形状に形成し、該回転コア２を前記支持ガイド（３０）内に一定の間隙をもって収納すると共に、前記コアテーパ（２０）上部の直径を前記開口（３１）の直径より大きく形成してガイドテーパ（３５）に適合当接させながら、その下部を開口（３１）から垂下露出させることにより懸垂保持し、さらに、該回転コア（２）の上部面に、上方に開放した１又は２以上の係合凹部（２２）を環状に形成する一方、前記スピンドル（１）の下端面（１１）に、下方に突出した１又は２以上の係合凸部（１２）を環状に形成して、前記係合凹部（２２）内に上下方向及び水平方向に一定の間隙をもって嵌入配置することにより構成する。
【００１３】
【実施例】
次に本願発明にかかるナットランナ装置の嵌合部機構の具体的実施例を、図面に基づきその詳細を説明する。
【００１４】
図１は、本実施例の全体を一部切欠いて示す斜視図であり、図２はその縦断面図である。
図示した実施例は、ナットランナ装置の下端部に配置され、対象物たるボルト６０の頭部６１に嵌合し、これを回転起動させる嵌合部機構の全体を示したもので、主にスピンドル１、回転コア２、及びこのスピンドル１と回転コア２とを連結する連結機構３と、さらに回転コア１の下部に着脱自在にして取り付け固定される嵌合部材４と、から構成されている。
【００１５】
スピンドル１は、円筒状をなして略垂直に配置され、モータ及びギア又はベルト等で構成された軸回転駆動手段（図示省略。）の駆動軸１０に取り付け固定されて、軸回転駆動力を備えたものとして構成されている。さらに、昇降駆動手段（図示省略。）にも連結されて適宜昇降移動が可能に構成されている。
【００１６】
該スピンドル１の環状の下端部１１には、下方に突出した係合凸部１２が、略十字状の位置で４ヵ所に一体形成されている。
なお、ここでスピンドル１に連結される軸回転駆動手段、及び昇降駆動手段の構成は、従来のナットランナ装置に用いられているものと同様なものであり、一般的な公知技術であるためその詳細は省略する。
【００１７】
次に、回転コア２は、短胴の円柱状の下部に下方縮径のテーパ面（以下「コアテーパ」と略称。）２０が形成された言わば独楽状に形成されており、後述する連結機構３によって、前記スピンドル１の下端部１１に懸垂保持されている。
【００１８】
この連結機構３は、スピンドル下端部１１に対して回転コア２が、所定量の上下移動、水平移動、及び揺動を自在して軸回転力のみを伝達する機構のものとして構成されている。すなわち、前記回転コア２は、底面部に開口３１を有する有底円筒状の支持ガイド３０内に収納される。かかる収納形態は、回転コア２の外周壁２１と支持ガイド３０の内周壁３２との間に一定の間隙（又は空間）３３を設けるようにして配置する。そして、支持ガイド３０の開口３１の周縁面３４には、下方縮径のテーパ面（以下「ガイドテーパ」と略称。）３５を形成し、上部直径が当該開口３１の直径より大きく形成されたコアテーパ２０を、このガイドテーパ３５に適合当接させるようにしながら、回転コア２の下部を開口３１から垂下露出させる。これにより、回転コア２を支持ガイド３０で懸垂保持するようにしたものである。
【００１９】
また、回転コア２の上部面には、中心付近から上方及び周方向へ開放した係合凹部２２が、中心角９０°で環状４ヵ所に一体形成されている。別言すると、回転コア２の上部面に、その回転中心軸Ｐの位置で交差する十字状の係合凸条部２３が形成されている。
【００２０】
この回転コア２は、その係合凹部２２、２２、・・にスピンドル下端部１１の前記係合凸部１２、１２、・・が、上下方向に一定の間隙（又は空間）３６及び水平方向に一定の間隙（又は空間）３７をもった位置で嵌入するようにして配置されている。
【００２１】
さらに、回転コア２の下端部には、ボルト頭部６１に嵌合させる嵌合部材４が、ネジ４０の螺合により、着脱自在にして取り付け固定されている。本実施例では、この嵌合部材４には、六角ボルト６０の頭部６１に嵌合させるための下方開口の嵌合凹部４１が形成された、いわゆる袋ソケットが形成されている。
【００２２】
また、嵌合凹部４１の下端縁部外周には、環状のガイドリング４２が取り付けられており、該ガイドリング４２の下端縁部４３は、嵌合凹部４１の下端部より下方に位置するようにされている。その下端縁部４３の内周面には、内側に向かったテーパ面（以下、「リングテーパ」と略称。）４４が形成されている。
【００２３】
なお、この嵌合部材４の下端部形状は、この袋ソケットに限定するものではなく、一般的に存する種々の締結具の頭部に嵌合し得る形状が、適宜選択して形成されるものであり、またその対象物の大きさによっても、種々規格のものが適宜付け替えられるものである。
【００２４】
【実施例の作用】
本実施例を上記のように構成することにより、本願実施例の嵌合部機構は次にのように作用する。図３、図４は嵌合部機構の作動状況を示す一部切欠き縦断面図である。
【００２５】
スピンドル１に懸垂保持されて下降してきた嵌合部材４は、その回転中心軸Ｔとボルト６０の回転中心軸Ｏとが同軸上で一致しているときは、そのまま適合するが、若干の軸ずれがあるとときは、ガイドリング４２の下端縁部４３は、ボルト頭部６１の外周側に適合せずに一方側に偏って接触することになる。さらに下降すると、この嵌合部材４と一体化された回転コア２は、支持ガイド３０内に上下方向の間隙３６、及び周方向の間隙３３とがあるため、及びコアテーパ２０とガイドテーパ３５との摺動案内によって、一定の傾斜角（α）を持ちながら、ガイドリング４２に導かれた嵌合部材４は、一定の傾きを持った状態でボルト頭部６１に嵌合されることになる（図３参照。）。
【００２６】
この状態で、駆動機構によりスピンドル１を回転起動させると、該スピンドル下端部１１の係合凸部１２が、回転コア２の上部面の係合凹部２２と係合して、軸回転力が伝達される。これにより、回転コア２の回転中心軸Ｐは、スピンドル１の回転中心軸Ｔとは傾きβを持ちながら回転し、かつボルト６０の回転中心軸Ｏとは傾きαを持ちながら回転することになる。別言すると、回転コア２及び嵌合部材４は、ボルト６０に対していわゆる味噌擦り回転し、かつスピンドル１は、回転コア２及び嵌合部材４に対していわぬる味噌擦り回転していると言うことができる。
【００２７】
なお、ここでスピンドル１はある程度自由度を持たせて（いわゆるルーズに）回転駆動手段に連結されているため、多少の軸傾斜回転は許容されている。
次に、スピンドル１とボルト６０との軸ずれが若干であるとき、または上記の回転中に嵌合凹部４１の傾きが解消して水平になってボルト頭部６１に嵌合したときには、回転コア２は外周部の間隙３３と、コアテーパ２０が摺動するガイドテーパ３５の案内とによって斜め上方へ移動（平行移動）して、その回転中心軸Ｐは略垂直になる。
【００２８】
この状態で回転起動させると回転コア２の回転中心軸Ｐとボルト６０の回転中心軸Ｏとは一致し、これとスピンドル１の回転中心軸Ｔとは、軸ずれ量γだけずれて回転することになる。すなわち、スピンドル１は回転コア２の回転中心軸Ｐ（Ｏ）の回りを自転しながら半径γで公転している状態（遊星運動）となる。
【００２９】
【効果】
上記のように本願発明を構成することにより、一般的に用いられている形状のナット等に適応させることができる。すなわち、従来の一般的形状のナット等を用いている型枠締結部においても、そのナット等を変更することなく、本願発明の嵌合部機構の嵌合部材を適合部材に交換することのみで、そのままナットランナ装置を用いることができることになる。
【００３０】
したがって、かかる嵌合機構をもったナットランナ装置は、汎用性の高いものとなる。
また連結機構を、コアテーパとガイドテーパとの当接により懸垂保持すると共にガイドするようにし、かつ所定量の上下移動、水平移動、及び揺動を自在して軸回転力のみを伝達するようにしているため、スピンドルとボルトとの軸のずれを吸収して嵌合し、回転力を伝達することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の全体を一部切欠いて示す斜視図である。
【図２】本実施例の縦断面図である。
【図３】本実施例の嵌合部機構の作動状況を示す一部切欠き縦断面図である。
【図４】本実施例の嵌合部機構の作動状況を示す一部切欠き縦断面図である。
【図５】従来例の要部を示す斜視図である。
【図６】従来例の嵌合状況を示す平面図である。
【符号の説明】
１・・・・スピンドル ２・・・・回転コア ３・・・・連結機構
４・・・・嵌合部材
１０・・・駆動軸 １１・・・下端部 １２・・・係合凸部
２０・・・テーパ面（コアテーパ） ２１・・・外周壁
２２・・・係合凹部 ２３・・・係合凸条部
３０・・・支持ガイド ３１・・・開口 ３２・・・内周壁
３３・・・周方向間隙 ３４・・・周縁面
３５・・・テーパ面（ガイドテーパ） ３６・・・上下方向間隙
４０・・・ネジ ４１・・・嵌合凹部
４２・・・ガイドリング ４３・・・下端縁部
４４・・・テーパ面（リングテーパ）
６０・・・ボルト ６１・・・ボルト頭部

Claims (2)

1. 嵌合回転してボルト・ナット等の締付け及び（又は）緩めを行うナットランナ装置の嵌合部機構において、
   略垂直に保持され、軸回転駆動手段、及び昇降駆動手段に連結されて軸回転及び昇降移動が可能にされたスピンドル（１）と、
   該スピンドル（１）の下端部（１１）に懸垂保持され、かつ所定量の上下移動、水平移動、及び揺動を自在にして軸回転力のみを伝達する連結機構（３）をもって連結された回転コア（２）と、
   該回転コア（２）の下端部に着脱自在にして取り付け固定された嵌合部材（４）と、からなり、
   該連結機構（３）を、開口縁面（３４）に下方縮径のテーパ面（「ガイドテーパ」）（３５）を有する開口（３１）が底部中央に形成された円筒状の支持ガイド（３０）を、スピンドル（１）の下端部（１１）の外周に環装固定し、
   該回転コア２を、短胴の円柱状の下部に下方縮径のテーパ面（「コアテーパ」）（２０）を有する形状に形成し、前記支持ガイド（３０）内に一定の間隙をもって収納すると共に、前記コアテーパ（２０）上部の直径を前記開口（３１）の直径より大きく形成してガイドテーパ（３５）に適合当接させながら、その下部を開口（３１）から垂下露出させることにより懸垂保持し、
   さらに、該回転コア（２）の上部面に、上方に開放した１又は２以上の係合凹部（２２）を環状に形成する一方、
   前記スピンドル（１）の下端面（１１）に、下方に突出した１又は２以上の係合凸部（１２）を環状に形成して、前記係合凹部（２２）内に上下方向及び水平方向に一定の間隙をもって嵌入配置したことを特徴とするナットランナ装置の嵌合部機構。
2. 嵌合部材（４）がボルト頭部、又はナットに適合嵌合する嵌合凹部（４１）を有する袋ソケットであることを特徴とする請求項１記載のナットランナ装置の嵌合部機構。

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