JPH0755455B2 - ボルト締付け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボルトを供給するボル
トフィーダ等に接続して使用され、供給されたボルトを
所定のねじ孔に挿入して締付けを行うボルト締付け装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のボルト締付け装置として、従
来、実公昭５８−４５０１１号公報に記載される構造の
インパクトレンチが知られている。

【０００３】このインパクトレンチは、筒軸内にソケッ
ト軸が進退可能に配設され、筒軸の先端部にボルトを把
持する把持爪が設けられ、筒軸の上部にボルト供給通路
が斜めに傾斜して接続され、そのボルト供給通路にボル
トフィーダがパイプ等を介して接続されて構成される。

【０００４】このインパクトレンチは、ボルトフィーダ
から送られたボルトを、ボルト供給通路から筒軸の先端
に進行させ、把持爪に保持させた状態で、ソケット軸を
前進させて、ソケット軸の先端をボルト頭に嵌合させ、
ソケット軸を回転駆動することにより、ボルトの締付け
を行う。

【０００５】しかし、この従来のインパクトレンチは、
ボルトが筒軸内に供給される際、上部に傾斜して接続さ
れたボルト供給通路から斜めに筒軸内に入り、筒軸内で
その姿勢を軸方向つまり水平にかえて把持爪の中央孔に
進む構造のため、筒軸内に斜めに進入したボルトが斜め
のまま筒軸をその先端まで進みやすく、その場合、ボル
トが把持爪の中央孔に入ることができず、筒軸の内部で
ボルトが詰りやすいという問題があった。

【０００６】また特に、自動組立工程などで多く使用さ
れつつある座金付きボルトが、このようなインパクトレ
ンチで使用された場合、座金が筒軸内で引っ掛かりやす
く、尚更詰りやすくなる問題があった。

【０００７】そこで、本出願人は、特開平４−１７６５
７２号公報において、本体フレームに直線筒状のバレル
が軸受を介して回転可能に軸支され、バレルには駆動用
のモータが連係され、バレルの末端部にボルトを供給す
るための供給ホースが接続され、バレルの開口先端には
ボルトの頭を把持する３個の把持爪が回動可能に軸支さ
れ、さらに、バレルの先端付近の外周にロック筒が長手
方向に摺動可能に外嵌され、ロック筒には、ロック筒が
バレルの先端方向に摺動した際、前記各把持爪を内側に
押圧する鋼球が各把持爪に対し転動自在に保持され、本
体フレームに固定された流体圧シリンダのピストンロッ
ドが連結部材を介してロック筒に連結された構造のボル
ト締付け装置を提案した。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このボルト締
付け装置には、バレルの先端から突出したボルトのねじ
部を保持するキャッチャーが、平行四辺形リンクを介し
て連結部材に連結される構造のため、平行四辺形リンク
が作動不良を起しやすく、また、平行四辺形リンクが本
体の下部に突出しているため、ボルトの取付箇所が狭い
場合には、この突出部が干渉して使用できなくなる恐れ
があった。

【０００９】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、ボルトフィーダ等から供給されたボルト
を適正な位置に保持し、連続して供給されるボルトを詰
らせることなく確実に締付けることができると共に、比
較的狭い場所でも作業を行い得るボルト締付け装置を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のボルト締付け装置は、本体フレームに直
線筒状のバレルが軸受を介して回転可能に軸支され、バ
レルには駆動用のモータが連係され、バレルの末端部に
ボルトを供給するための供給ホースが接続され、バレル
の開口先端にはボルトの頭を把持する少なくとも３個の
把持爪が内外方向に揺動可能に軸支されると共にばねに
よって内側に付勢され、バレルの先端付近の外周にロッ
ク筒が長手方向に摺動可能に外嵌され、ロック筒には、
ロック筒がバレルの末端方向に摺動した際、前記各把持
爪を外側からロック状態に保持する保持部が設けられ、
本体フレームに固定された流体圧シリンダのピストンロ
ッドが連結部材と軸受を介してロック筒に連結され、ロ
ック筒には複数の保持爪が、バレル内を通して供給され
たボルトのねじ部を保持するように、内外方向に揺動可
能に軸支され、流体圧シリンダがそのピストンロッドを
引き戻し動作したとき、ロック筒の後退によって、保持
爪がボルトから離れ、ロック筒の保持部によって把持爪
の把持状態をロックするように構成される。

【００１１】

【作用】このボルト締付け装置は、流体圧シリンダを押
出し作動した状態で、ロック筒が先端側に位置し、把持
爪がばね力に抗して開放可能な状態で、ロック筒の保持
爪はボルトのねじ部を保持可能な状態にある。

【００１２】供給ホースを通して供給されたボルトは、
そのねじ部からバレル内に入り、そのねじ部がバレルの
先端から突出して保持爪に支持され、ボルトの頭が把持
爪を押し開くようにその内側に嵌入し、そこで把持され
る。

【００１３】このとき、ボルトは、直線筒状のバレル内
を通過しバレル先端に軸支した把持爪及び保持爪によっ
てそのねじ部及び頭がそのまま把持されるため、ボルト
の姿勢が傾いたりして詰ることなく、バレルの先端部に
確実に保持される。

【００１４】次に、流体圧シリンダのピストンロッドを
引き戻し作動すると、連結部材を介してロック筒がバレ
ル上を所定位置まで後退し、これにより、ロック筒の保
持爪がボルトから離れると共に、ロック筒の保持部が外
側からバレル先端の各把持爪をロックして把持状態と
し、ボルトの頭が把持爪によりロックされた状態とな
る。

【００１５】そして、把持したボルトを構造物のボルト
締付け部位に合せ、モータを起動してバレルを回転駆動
し、ボルトのねじ込みと締付けを行う。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１７】図１はボルト締付け装置の縦断面図を、図
２はその装置の正面図を、図３、図４はその横断面図を
示している。

【００１８】１は本体フレームで、本体フレーム１の前
部にフロントカバー１ａが固定され、その後部にリヤカ
バー１ｂが固定され、本体フレーム１内の上部に、直線
筒形のバレル２が玉軸受３を介して回転可能に水平に支
持される。バレル２の末端には、ホースソケット４ａを
先端に有するボルトの供給ホース４が脱着可能に接続さ
れる。供給ホース４とバレル２の内径は略同じであり、
座金付きボルト１０を軸方向に容易に通過させ得る。

【００１９】さらに、本体フレーム１の下側には、ブラ
ケット５を介してモータ（エアーモータ又は電動モー
タ）６が水平方向に固定され、その回転軸が歯車７、８
を介してバレル２と連係され、このモータ６の回転駆動
によりバレル２が回転する。作業者が把持して使用する
場合、ブラケット５の後部には図示を省略したハンドル
部が取付けられ、組立ロボット等に取付けて使用する場
合、そのアーム等にブラケット５を介して本装置が固定
される。

【００２０】バレル２は図６に示すように形成され、そ
の中間外周部には、後述の保持爪１６の末端部１６ａが
摺動可能に進入する３本の平坦切欠部２ｂが、円周方向
に等間隔で軸方向に形成される。また、バレル２の開口
する先端部には、３本のスリット２ａが円周方向に等間
隔に軸方向に形成され、各スリット２ａ内にボルト１０
の頭を把持するための把持爪１１が、軸１２を介して内
外に揺動可能に軸支される。３本の把持爪１１は、約１
２０度の間隔で配設され、把持爪１１の先端内側にボル
ト頭が嵌る凹部１１ａが形成され、さらに、各把持爪１
１の末端に、傾斜部１１ｂが設けられる。

【００２１】一方、スリット２ａの奥の溝内には鋼球１
４とコイルばね９が配設され、鋼球１４が把持爪１１の
傾斜部１１ｂに当接し、コイルばね９が鋼球１４を押す
ことにより、把持爪１１はその先端凹部１１ａを内側に
押し、把持状態を保持するように常時付勢されている。

【００２２】さらに、バレル２の中間外周部にガイド筒
１５がねじにより固定され、バレル２の先端部付近の外
周には、ロック筒１３がガイド筒１５にガイドされて摺
動可能に外嵌される。このロック筒１３は、図５に示す
ように形成され、その外周部に、３本のスリット１３ａ
が円周方向に等間隔に軸方向に形成され、各スリット１
３ａ内には、バレル２の先端から突出したボルト１０の
ねじ部と座金を保持するための保持爪１６が軸１７によ
り内外に揺動可能に軸支される。

【００２３】保持爪１６の末端部１６ａは内側に突出す
る形状に形成され、その末端部１６ａがバレル２の平坦
切欠部２ｂに摺動自在に挿入される。したがって、この
保持爪１６は、ロック筒１３が図７のように後退したと
き、スリット１３ａ内に入り、図１のようにロック筒１
３が前進したとき、その末端部１６ａが平坦切欠部２ｂ
の端部に押され、保持爪１６の先端がバレル２の前部に
進入し、ボルト１０のねじ部と座金を保持する構造であ
る。

【００２４】また、ロック筒１３の内側先端部には、図
７のように、ロック筒１３が後退したとき、バレル２の
把持爪１１を外周から当接してその把持状態に保持する
筒状の保持部１３ｂが設けられる。

【００２５】一方、本体フレーム１のフロントカバー１
ａの前部には流体圧シリンダ１８がそのピストンロッド
を前方に向けて固定される。流体圧シリンダ１８のピス
トンロッドの先端に連結部材１９が固定される。

【００２６】ロック筒１３の元部外周には玉軸受２０の
インナレースが固定され、玉軸受２０のアウタレースに
連結部材１９が連結される。２１は玉軸受２０のホルダ
ー、２２はホルダー２１の取付用ナットである。連結部
材１９が玉軸受２０を介してロック筒１３に連結される
ことにより、流体圧シリンダ１８のピストンロッドがロ
ック筒１３の回転を許容してロック筒１３を軸方向に移
動可能とされる。

【００２７】次に、上記構成のボルト締付け装置の動作
を説明する。

【００２８】ボルト締付け装置は、供給ホース４を図示
しないボルトフィーダ等に接続し、作業者が手動で使用
する場合には、ブラケット５に取付けたハンドル部を把
持して使用し、ロボット等の自動組立装置で使用する場
合、そのブラケット５をロボット等のアームに固定して
使用する。

【００２９】図１のように、流体圧シリンダ１８を押出
し作動した状態、つまりロック筒１３が先端まで押出さ
れ、３本の保持爪１６の末端部１６ａが平坦切欠部２ａ
の端部に係合されることにより、保持爪１６の先端部
が、ボルト１０のねじ部と座金部を保持可能な位置つま
りバレル２の前方に進入している。この状態で、ボルト
フィーダ等にボルト供給信号が送られ、１本のボルト
（座金付きボルト等）１０が供給される。

【００３０】すると、ボルト１０が供給ホース４を通し
てバレル２内に入り、さらにその先端がバレル２の先端
開口部から突出し、ボルト１０の頭が３本の把持爪１１
をコイルばね９の付勢力に抗して押し開くように進入し
てその凹部１１ａに嵌り、ねじ部と座金がその前方の保
持爪１６の内側に進入した位置で、ボルト１０は停止す
る。

【００３１】このとき、六角形のボルト頭は、３本の把
持爪１１の凹部１１ａによって確実に保持される。ボル
ト１０の頭が把持爪１１に把持され、そのねじ部と座金
が保持爪１６によって保持されるため、ボルト締付け装
置をどのような姿勢にしても、ボルト１０が先端位置か
ら外れることはない。

【００３２】次に、流体圧シリンダ１８のピストンロッ
ドを引き戻し作動する。

【００３３】すると、連結部材１９を介してロック筒１
３がこの力を受け、ロック筒１３はガイド筒１５により
ガイドされながら、図７の位置まで後退する。これによ
り、図７のように、３本の保持爪１６はバレル２の先端
部に押されてスリット１３ａ内に戻り、ロツク筒１３の
保持部１３ｂが把持爪１１の外周位置に嵌り、３本の把
持爪１１がロック筒１３によってボルト１０の把持状態
をロックされる。

【００３４】そして、把持したボルト１０を構造物のボ
ルト締付け部位に合せ、モータ６を起動する。これによ
り、歯車７、８を介してバレル２が回転し、把持爪１１
に把持されたボルト１０が回転し、ねじ込み締付けが行
われる。ボルトの締付け力はモータの制御部で制御さ
れ、予め設定した締付けトルクに達したとき、モータ６
が停止する。

【００３５】その状態で、締付け装置を手前に引けば、
把持爪１１がボルト１０の頭から外れ、そして、流体圧
シリンダ１８を押出し動作させれば、ロック筒１３が前
進して、締付け装置は、図１に示すように、新たなボル
ト１０の供給を受け得る状態に復帰する。

【００３６】図８は他の実施例を示し、この実施例で
は、流体圧シリンダ３８がバレル３２の外周部に外嵌す
るように配設される。

【００３７】即ち、この締付け装置では、バレル３２が
上記バレル２より多少長く形成され、バレル３２の外周
により長いガイド筒３５が外嵌され、ガイド筒３５の外
周部に、筒状の流体圧シリンダ３８が本体フレーム１の
フロントカバー１ａ側に固定して取付けられる。流体圧
シリンダ３８は、シリンダヘッド３７を有するシリンダ
ケース３６内に、筒状のピストン部３９ａを有する筒状
のピストンロッド３９を嵌挿して形成され、シリンダケ
ース３６には流体の供給ポート、吐出ポートが設けら
れ、ピストンロッドとシリンダケース３６摺動部、シリ
ンダヘッド３７とガイド筒の摺動部等にシール材が配設
される。

【００３８】流体圧シリンダ３８のピストンロッド３９
は前方にのび、ロック筒１３の元部の外周に玉軸受２０
を介して筒状の連結ホルダー４１が固定され、この連結
ホルダー４１の端部が連結部材４２を介してピストンロ
ッド３９の先端に連結される。なお、バレル３２の先端
部に取付けられる把持爪１１の構造、保持爪１６を軸支
したロック筒１３の構造、モータ６によりバレル３２を
回転駆動する構造は、前記実施例と同様であり、前記と
同一符号を付すことにより、その説明は省略する。ま
た、その動作も前記実施例を同様である。

【００３９】このように構成されたボルト締付け装置
は、流体圧シリンダ３８がバレル３２の外周部に筒状に
配設されるため、通常の流体圧シリンダを使用する場合
に比べ、突出部が少なく、より狭い箇所でもボルトの締
付け作業を行うことができる。

【００４０】なお、上記の実施例では、円周方向に１２
０度の間隔で３本の把持爪１１を配設したが、６０度の
間隔で６本の把持爪を配設して、六角ボルトの頭を保持
する構造とすることもできる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のボルト締
付け装置によれば、直線筒状のバレル内に、その末端部
に接続された供給ホースからボルトを直線状に供給する
ため、ボルトはまっすぐバレルの先端部に進み、従来の
ように供給されたボルトが筒軸内で詰る不具合は発生し
ない。また、供給されたボルトの頭が少なくとも３個の
把持爪により把持され、ロック筒の保持爪によりねじ部
や座金が保持されるため、ボルト締付け装置をどのよう
な姿勢に動かしても、ボルトを適正な保持位置に保持
し、所定箇所にねじ込み、締付けることができる。

【００４２】さらに、従来のようにバレルの先端付近の
下側に平行四辺形リンク等が突出していないため、バレ
ル先端近傍の空間を広くし、ボルトの取付箇所が狭い場
合にも、ボルトのねじ込み締付け作業を容易に行うこと
ができる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すボルト締付け装置の縦
断面図である。

【図２】その正面図である。

【図３】図１の III− III断面図である。

【図４】図１の IV − IV 断面図である。

【図５】ロック筒の斜視図である。

【図６】バレルの斜視図である。

【図７】把持ロック状態のボルト締付け装置の拡大断面
図である。

【図８】他の実施例のボルト締付け装置の縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１−本体フレーム、 ２−バレル、 ３−軸受、 ４−供給ホース、 ６−モータ、 １０−ボルト、 １１−把持爪、 １３−ロック筒、 １６−保持爪、 １８−流体圧シリンダ、 １９−連結部材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体フレームに直線筒状のバレルが軸受
   を介して回転可能に軸支され、該バレルには駆動用のモ
   ータが連係され、該バレルの末端部にボルトを供給する
   ための供給ホースが接続され、該バレルの開口先端には
   ボルトの頭を把持する少なくとも３個の把持爪が内外方
   向に揺動可能に軸支されると共にばねによって内側に付
   勢され、該バレルの先端付近の外周にロック筒が長手方
   向に摺動可能に外嵌され、該ロック筒には、該ロック筒
   がバレルの末端方向に摺動した際、前記各把持爪を外側
   からロック状態に保持する保持部が設けられ、該本体フ
   レームに固定された該流体圧シリンダのピストンロッド
   が連結部材と軸受を介して該ロック筒に連結され、該ロ
   ック筒には複数の保持爪が、該バレル内を通して供給さ
   れたボルトのねじ部を保持するように、内外方向に揺動
   可能に軸支され、該流体圧シリンダがそのピストンロッ
   ドを引き戻し動作したとき、該ロック筒の後退によっ
   て、該保持爪がボルトから離れ、該ロック筒の保持部に
   よって該把持爪の把持状態をロックする構成としたボル
   ト締付け装置。
2. 【請求項２】 前記流体圧シリンダ及びそのピストンロ
   ッドが筒状に形成され、前記バレルの外周部に配設され
   てなる請求項１記載のボルト締付け装置。