JPH0718502Y2 - ボルト締結装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はボルト締結装置、より詳しくは、例えばシール
ド掘進におけるセグメントを連結する場合の如く、比較
的大型のボルトを水平方向に配置して締結するのに好適
なボルトの締結装置に関するものである。

〔従来の技術〕

通常、単位構造材をボルトで連結して構造物を建築する
場合、被結合材である構造材に予め設けられているボル
ト穴にボルトを装入して保持し、このボルトのネジ部に
ナットを螺合させて連結することが行なわれる。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、このボルトが垂直方向に配置される場合は、
ボルト締結装置の保持部に支持されたボルトはこの保持
部ないしはこの保持部を駆動する機構に若干のガタがあ
ったとしても下方を向くため、このボルトとナットの芯
合せは比較的容易である。しかし、ボルトが水平方向に
配置される場合はこのボルトを水平方向に正確に位置決
めしなければならないために保持部に若干のガタがある
とボルトとナットの芯合せが困難なものとなる。

第６図は本考案者が先に開発した従来のボルト締結装置
の要部を示ず図であるが、これによって従来の技術を説
明する。

構造部材を締結するためのボルト１をボルト保持具２の
保持穴2aの奥部に設けた磁石３で吸着保持した場合、吸
着面の製作公差、あるいははめ合い間隙ΔＴと重力の影
響によってボルト１のねじ部先端が下がってボルト保持
具２に対向して設けられているナット保持具４に保持さ
れているナット５の回転中心線Ｏ_１との間に上下（円周
方向）の誤差ｅと、角度の誤差θが生じ、その結果、ナ
ット５に対するボルト１の嵌め合いが困難なこととな
る。

例えば、地中を掘進するシールド掘進器においては、掘
削した土砂の穴の周囲に土砂保持枠であるセグメントを
次々と配置し、更にこれらのセグメントどうしをボルト
で連結する必要があるが、この連結に使用されるボルト
は比較的大型のボルト（例えば、直径が27mm、長さが60
mm、締付けに要するトルクが約70kg−ｍ以上）を多数本
使用し、しかも前記セグメントの直径が７〜15m、ある
いはそれ以上もある関係で、高所で締結する作業がかな
り多くなる。このような高所での強力なボルト締結作業
は、ボルト１の先端とナット５の中心との位置合わせが
煩雑となる上にかなり大きな力を要する点と、高所作業
に伴う多大な工数と危険作業となっている。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は前記したような問題点を解決するためになされ
たものであって、 ボルト保持具と駆動装置に連結したナット保持具とを距
離調整可能に対面させ、該ナット保持具に、前面に凹状
の保持穴を形成したキャップ状の保持本体と、該保持本
体内に弾撥材を介して保持される凹球面受け金具と、該
凹球面受け金具内に嵌合され前面にナット穴を設けた凸
球面受け金具とを配置したボルト締結装置であって、前
記凹球面受け金具の外周に直径方向に突設したトルクピ
ンを前記保持本体の直径方向に設けたピン穴に滑動可能
に嵌入して、凹球面受け金具が前記保持本体の直径方向
に移動可能なように構成し、更に前記凸球面受け金具の
外周に直径方向に突設したピンを凹球面受け金具の内周
に前後方向に設けた溝に溝沿いの滑動可能に嵌合して、
凸球面受け金具が凹球面受け金具の前面に対して縦横に
傾動可能なように構成してなるボルト締結装置を提供せ
んとするものである。

〔作用〕

かかる構成において、ボルト保持具13にボルト１を保持
させ、かつナット保持具14にナット５を保持させた後、
ボルト１を被締結材のボルト穴に装入し、然る後ボルト
保持具13又はナット保持具14を移動させてボルト１の先
端部をナット５に当接させると、ボルト１の先端に設け
られた面取り部ｇとナットの面取り部ｆによって、凹球
面受け金具19は下方へ移動してボルト１の先端部の誤差
ｅに対応してナットを螺合させることが可能であり、か
つ凸球面受け金具20が傾動して誤差θに対応することが
できる。

そして、ナット保持具14又ボルト保持具13の何れか一方
を駆動装置により回転させることによりボルトの締結を
行なうことができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図はボルト締結装置の概略構造を示す側面図、第２
図はその平面図である。

このボルト締結装置10は、本体11の一端にスクリューネ
ジ等による移動機構12により矢印方向に前進後退可能に
設けたボルト保持具13（第６図）と、このボルト保持具
13と対向してナット保持具14が設けられ、このボルト締
結装置10は腕15を介して図示しないロボット等に取付け
られている。

詳述すれば、第６図の場合と同様に、ボルト保持具13
（２）にはボルト１の頭部六角部を挿入保持する保持穴
2aを有し、この保持穴2aの内部にはボルト１を吸着して
確実に保持するための磁石３が配置されている（このボ
ルト保持具13は従来のボルト保持具２と同様な構造を有
している。）そしてこのボルト保持具13に対向して設け
られるナット保持具14は、第１図に示されるように本体
11に軸受16により回転可能に支持され、そして回転駆動
装置17に連結されて駆動されるようになっている。

このナット保持具14は、その前面に凹状の保持穴18aを
形成したキャップ状の保持本体18と、この保持本体18に
嵌合保持される凹球面受け金具19と、この凹球面受け金
具19内に支持された凸球面受け金具20とにより構成され
ている。

前記凹球面受け金具19はキャップ状の第１の受け金具19
aと、この受け金具19aの内面に設けたネジ部19cに嵌合
する第２の受け金具19bとにより組立可能に形成され、
また、両受け金具19a、19bの内面には凹状の球面が形成
されている。そして前記第１の受け金具19aの内面に形
成されている凹球面に、凸球面受け金具20を嵌合させた
後、第２の受け金具19bを嵌めてその外周面に形成され
ているネジ部19cを前記受け金具19aの内周面に形成され
ているネジ部19cに螺合させて一体化している。

保持本体18には、その直径方向にピン穴21がもうけらえ
ており、このピン穴21内に凹球面受け金具19の外周19s
より突出したトルクピン22を滑動可能に嵌入させてい
る。更に凹球面受け金具19と保持本体18との間には弾撥
材としてのコイルバネ23が弾圧状態で設けられている。
従って保持本体18の内部に、その直径方向に凹球面受け
金具19が移動可能に支持されていることになる。

凹球面受け金具19に形成された凹球面とその表面の凸球
面で嵌合する凸球面受け金具20には、ボルト１に螺合さ
れるナット５を保持する穴24が設けられている。そして
この穴24の奥部にはナット５を吸着保持するための磁石
26が設けられている。更に凸球面受け金具20の外周20s
には前記トルクピン22と直交して直径方向にピン27が突
出して設けられている。そしてこのピン27は、凹球面受
け金具19の内周19s′に形成されたピン溝28内に嵌合さ
れて角度αの範囲内で凸球面受け金具20が傾動可能に支
持されている。

次に、本考案に係るボルト締結装置10の操作について説
明する。

第１図に示す如くボルト保持具（13）（２）にボルト１
を保持させるとともにナット保持具14にナット５を保持
させる。そしてボルト保持具13を移動機構12により移動
させて保持具13に支持されているボルト１をナット保持
具14に支持されているナット５に当てがう。この場合、
ボルト１はその重量によりボルト１の先端部の中心とナ
ット保持具14の回転中心Ｏ_１の間に変位ｅと変位角θが
生じている場合が多い（第4,6図）。

このような場合には、ボルト１の先端部の面取部ｇとナ
ット５側の面取部ｆどうしの案内作用により凹球面受け
金具19がコイルばね23の弾性力に抗して下方に移動して
前記変位ｅに対応する。この動作と同時に凸球面受け金
具20はピン27を中心として上方へ傾動して変位角θに対
応したボルト１の先端にナット５を螺合することはでき
る。

第５図は他の実施例を示すものであって、凹球面受け金
具19を弾撥材としての発泡合成ゴムリング30で浮遊状態
で保持本体18の内部に浮いた状態でするとともに、トル
クピン22をもつ発泡合成ゴム31を介して保持本体18に浮
いた状態で取付けたものである。

なお、この実施例においては保持本体18に対して凹球面
受け金具19を移動可能に支持し、更にこの凹球面受け金
具19内に凸球面受け金具20を傾動可能に支持している。

換言すれば、凸球面受け金具20に恰も保持本体18に対し
てユニバーサルジョイントと撓み軸継手の両者を介して
持されていることになる。

この実施例においては、ボルト保持具２を本体11（第１
図）に対してその長手方向に移動可能とし、ナット保持
具14を回転させるようにしたが、必要に応じてナット保
持具14をボルト保持具２側に移動させ、このボルト保持
具２を回転させるようにしてもよく、又はその移動機構
又は回転させる駆動機構も種々変更することができる。

また、保持本体18の中心軸部を軸受32によって軸受部16
に支持し、前記保持本体18の外周面に駆動要の歯車33を
設け、この歯車33を利用してナット５側を駆動して旋回
させることができる。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなように、本考案によるボルト締
結装置によれば、特にボルトを水平方向に配置して締結
する場合、ボルト先端部の円周方向の誤差と角度の誤差
に対しナットを簡単かつ容易に合わせることができるた
め、その締結作業は容易であり特にボルトが多数でかつ
大型の場合で更にその締結場所が高所であるとき、その
作業を迅速に行なうことができ、その効果極めて大とな
る。

即ち、ナット保持具の保持本体内に凹球面受け金具を直
径方向に移動可能に保持してボルト先端部に対する円周
方向に誤差調整を構成し、かつ凹球面受け金具に凸球面
受け金具を傾動可能に嵌合してボルト中心軸線に対する
角度誤差調整機構を構成し、更に凹球面受け金具内にナ
ット穴に形成したから、ナット穴は円周方向の誤差調整
と角度誤差調整の両機構の略中心点に位置している。従
って、誤差を生じているボルト先端部の姿勢に対して、
ナット穴の位置と方向を簡単、かつ容易に調整しボルト
にナットをネジ付けできる。例えば、ナット穴は、それ
に対して下向き姿勢をとって対面するボルトに対し、そ
の位置を下げると共に上向き姿勢をとり、芯合わせでき
るから、そのようなボルトにナットを簡単かつ容易にネ
ジ付けることができる。

また、駆動装置をナット保持具の外側に配置し、かつ、
球面座（凹球面受け金具と凸球面受け金具との嵌合面）
をナット保持具の中心部に配置して凸球面受け金具のみ
を数着支持するように構成して小さく済むようにしたか
ら、装置全体がシンプルでコンパクトになり、かつ製造
が容易で、経済的である。そして、球面座は小さく、そ
れにかかる加重は軽量で済むから、球面座の摩擦抵抗を
小さくでき、凸球面受け金具はスムースに傾動でき、ボ
ルト中心軸線に対する角度誤差調整を容易にすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案によるボルト締結装置の実施例を示すもので
あって、第１図はボルト締結装置の概略図を示す側面
図、第２図はその平面図である。第３図はナット保持具
の正面図、第４図はナット保持具の側断面図、第５図は
別の実施例に係るボルト締結装置の側断面図である。 第６図は従来のボルト締結装置の要部を示す断面図であ
る。 １…ボルト、2,13…ボルト保持具、５…ナット、11…本
体、10…ボルト締結装置、13…ボルト保持具、14…ナッ
ト保持具、17…駆動装置、18…保持本体、18a…保持
穴、18s…保持穴の内周、19…凹球面受け金具、19s…凹
球面受け金具の外周、19s′…凹球面受け金具の内周、2
0…凸球面受け金具、20s…凸球面受け金具の外周、21…
ピン穴、22…トルクピン、23…コイルバネ（弾撥材）、
24…ナット穴、27…ピン、28…溝、30…発泡合成ゴムリ
ング（弾撥材）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ボルト保持具（13）と駆動装置（17）に連
   結したナット保持具（14）とを距離調整可能に対面さ
   せ、該ナット保持具（14）に、前面に凹状の保持穴（18
   a）を形成したキャップ状の保持本体（18）と、該保持
   本体（18）内に弾撥材（23、30）を介して保持される凹
   球面受け金具（19）と、該凹球面受け金具（19）内に嵌
   合され前面にナット穴（24）を設けた凸球面受け金具
   （20）とを配置したボルト締結装置（10）であって、前
   記凹球面受け金具（19）の外周（19s）に直径方向に突
   設したトルクピン（22）を前記保持本体（18）の直径方
   向に設けたピン穴（21）に滑動可能に嵌入して、凹球面
   受け金具（19）が前記保持本体（18）の直径方向に移動
   可能なように構成し、更に前記凸球面受け金具（20）の
   外周（20s）に直径方向に突設したピン（27）を凹球面
   受け金具（19）の内周（19s′）に前後方向に設けた溝
   （28）に溝沿いの滑動可能に嵌合して、凸球面受け金具
   （20）が凹球面受け金具（19）の前面に対して縦横に傾
   動可能なように構成してなるボルト締結装置（10）。