JPH10128628A - ボルト締緩装置及びボルト緩め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エアーインパクトレンチ１０等の低速での回
転速度のコントロールが困難な場合でも、ソケット２を
ボルト頭部に確実に係合させ、さらには、ボルト頭等の
摩耗、損傷を防ぐボルト締緩装置を提供。 【解決手段】 ボルトの軸にほぼ同心に配置され回転ト
ルクを伝達する回転伝達部１と、先端にボルト頭部に係
合可能な係合部２を有し回転伝達部と同期して回転可能
にかつ軸方向に一定距離滑動自在に設けられた回転軸３
と、該回転軸をボルト方向に付勢する第一の弾性体４
と、回転伝達部を回転可能に支持する中空支持部材５
と、中空支持部材回りを一定距離螺旋状に回転移動可能
にされかつ第二の弾性体６で軸方向ボルト側に付勢され
た円筒状部品７と、を設け、回転軸の第一の弾性体４の
付勢端では回転軸３と円筒状部品７とを離間し、回転軸
の反ボルト側方向の移動により回転軸と円筒状部品とを
係合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、ボルトの締緩装
置、及び、特に部材に螺合されたボルトを緩めるための
ボルト緩め装置のボルト係合部とボルトの頭部との係合
機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のボルト締緩装置では、ソケット穴
を軸心の食い違ったボルト頭部に係合させる方法とし
て、例えば、特公平６−６５４４８号公報のものがあ
る。このものは、ソケットをボルト頭部に弾性体を介し
て押し付けた後、ソケットを回転させながら、ソケット
穴とボルト頭部との位相を合わせ、ソケットをボルト頭
部に係合させた後、さらにソケットを回転させてボルト
の締めあるいは緩め作業を行うものである。このような
ボルト締緩装置においては、回転駆動装置として、回転
速度の調整が容易なナットランナーなどを使用して、ソ
ケットとボルト頭部とが係合するまでは、低速回転で位
相あわせを行うことにより、ソケットとボルト頭部との
係合を確実に行うことができる。また、ソケットとボル
ト頭部とが衝撃的にぶつかることがなく摩耗、破損等も
少ない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エアー
インパクトレンチなどの小型で大トルクの回転駆動源は
回転速度のコントロールができないので、ソケットを低
速で回転させることができず、ソケットをボルト頭部に
確実に係合させることができない。さらには、ソケッ
ト、ボルト頭部の摩耗、損傷を招くという問題点があっ
た。また、低速回転可能なナットランナー等において
も、低回転速度での制御をしない場合は同様な問題があ
った。

【０００４】本発明の目的は、かかるエアーインパクト
レンチなどの回転速度のコントロールができない、特に
低速での回転速度のコントロールが困難な回転駆動源を
使用した場合でも、また、ナットランナー等において
も、低回転速度での制御をせずに、確実にソケットをボ
ルト頭部に確実に係合させ、さらには、ボルト頭部の摩
耗、損傷のないボルトの締緩装置を提供することであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願発明においては、ねじ穴にボルトを締め又は緩
めるためのボルト締緩装置において、ボルトの軸にほぼ
同心に配置され回転トルクを伝達する回転伝達部と、先
端にボルト頭部に係合可能な係合部を有し回転伝達部と
同期して回転可能にかつ軸方向に一定距離滑動自在に設
けられた回転軸とを設け、第一の弾性体で回転軸をボル
ト方向に付勢する。さらに、回転伝達部と同軸に配置さ
れ、回転伝達部を回転可能に支持する中空支持本体と、
中空支持本体回りを一定距離螺旋状に回転移動可能にさ
れかつ第二の弾性体で軸方向ボルト側に付勢された円筒
状部品を設ける。そして、回転軸の第一の弾性体の付勢
端では回転軸と円筒状部品とは離れ、回転軸の反ボルト
側方向の移動により回転軸と円筒状部品とを係合させ、
回転軸と円筒状部品とが螺旋状に回転できるようにし
た。

【０００６】円筒状部品の第二の弾性体に抗する螺旋状
の回転移動方向をボルト緩め方向にすれば、ボルト緩み
時の位相合わせができる。

【０００７】回転伝達部は、ナットランナー、エアーイ
ンパクトレンチ等のトルク発生装置出力軸にジョイント
などのトルク伝達手段を介して連結される。回転軸は回
転伝達部内側の設けられた円形断面以外の断面形状、例
えば四角、六角径、楕円等の穴に、対応する断面で挿入
するようにして、回転伝達部と同期して回転可能にかつ
軸方向に一定距離滑動自在に動く。

【０００８】回転軸の先端には係合部が設けられてい
る。この係合部は相手ボルトに対応した形状にされる。
例えば、相手ボルトが六角頭であれば、六角ソケットが
設けられ、相手ボルトが六角穴付ボルトであれば、六角
棒が設けられる。

【０００９】第一の弾性体は、回転伝達部と回転軸との
間にコイルスプリングを張着させることにより、回転軸
をボルト側に付勢しボルト頭を押圧可能にする。スプリ
ング強度は、ボルト頭と係合部が離れずかつ滑りを伴う
ようにされる。

【００１０】中空支持本体は、ロボットハンドや操作腕
等により、位置を固定され、回転軸、回転伝達部と同心
にかつ回転軸、回転伝達部を支持する。中空支持本体外
周に例えば、複数のピンまたはカムフォロアを固着また
は螺着させ、この複数のピン等に係合する螺旋状溝を有
する円筒状部品を中空支持本体に外装させるようにし
て、中空支持本体回りを一定距離螺旋状に回転移動可能
にする。円筒状部品はコイルスプリング等の第二の弾性
体でボルト方向に付勢させる。第二の弾性体は、円筒状
部品と回転軸とが螺旋状に回転するときに、円筒状部品
と回転軸とが滑らないような押圧力を与える。

【００１１】回転軸の先端近傍に、円筒状部品下端部と
当接可能な鍔を設け、鍔と円筒状部品下端部とが当接し
ときに、回転軸と円筒状部品とが係合するようにして、
回転軸の反ボルト側方向の移動により円筒状部品が螺旋
状に回転できるようにするとよい。螺旋溝の向きによっ
て、回転方向を締め側、緩み側にできる。両方向に溝を
設けセレクタによって選択することも可能である。

【００１２】（作用）本構成に係る作用について説明す
る。駆動源を回転させることなく、中空支持本体を移動
し、係合部（ソケット等）がボルトの上方でほぼ同軸に
なるように位置決めし、ボルトの方に向かって中空支持
本体を下降させると、係合部はボルトの頭部上面に当接
し、第一の弾性体（コイルスプリング）の弾発力により
押圧される。さらに中空支持本体を下降させると、回転
軸の一部（鍔等）が円筒状部品下端と接触する。円筒状
部品は回転軸により上方に押されるが、円筒状部品は螺
旋状に回転し、第二の弾性体で付勢されているので、回
転軸も一緒に回転する。すなわち、円筒状部品と回転軸
が接触、係合した後も中空支持本体をさらに下降させる
と、係合部は、ゆっくり回転する。回転軸回転中に係合
部とボルト頭部の回転位相が一致すると、係合部は第一
の弾性体の押圧力によりボルト頭部に係合する。係合
後、駆動源を回転させ、ボルトの締緩を行う。

【００１３】ボルト締め時には、ボルト抵抗がないと、
回転軸とボルトが共回りして、ボルト頭と係合部とが係
合しない。従って、ボルト締め時には、ある程度ボルト
を締めされたボルトの増し締め時の係合に適している。
また、ねじ穴の一部にＯリング等でボルトに抵抗を与
え、ボルト頭と回転軸が滑るようにする。本発明はボル
ト緩め時により適している。即ち、ボルトはねじ穴に締
めつけられているので、回転軸と共回りすることがな
い。従って、回転軸係合部とボルト頭の係合はより確実
に行われる。なお、駆動側の回転抵抗があると、中空支
持本体の下降、及び軸方向に余分な力がかかるので、回
転抵抗を減ずるために、駆動源と連結されている回転伝
達部、ジョイント等の途中にラチェット機構や、クラッ
チ機構を設けて回転軸と駆動源との回転力を遮断するよ
うにしてもよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。特に本発明においては、ボルト緩め時に適してお
り、ボルト緩め装置について説明する。図１は、本発明
の実施の形態を示すボルト緩め装置の部分断面図であ
る。図２は本発明の図１のボルト緩め装置の側面図、図
３は図１のＡ−Ａ線断面図である。図１に示すように、
駆動源であるエアーインパクトレンチ１０は腕２８によ
り中空支持本体５に支持されている。また、エアーイン
パクトレンチ１０と、該エアーインパクトレンチ出力軸
に正方形断面で嵌着されたジョイント１１と、該ジョイ
ントに正方形断面で嵌着され両端をベアリング１２を介
して中空支持本体５に支持された支持部１３が回転可能
に設けられている。

【００１５】支持部１３の端部１４に大径の中空穴１５
と正方形断面のガイド穴１６が順に設けられた保持部１
７がボルト１８で固着され回転伝達部１を形成する。保
持部１７に対して、保持部中空穴内１５に一端を延在さ
せ、長手方向に滑動自在にガイド穴１６と同じ正方形断
面を有する回転軸３が挿着されている。

【００１６】回転軸３の下方に、上方側に開く円錐状の
鍔１９を有するクラッチ２０が回転軸と正方形断面部２
１で嵌合されている。クラッチ２０の下端に開けられた
正方形断面穴２２にはソケット用ジョイント２３が嵌合
され、さらに、ソケット用ジョイントの先端には、係合
部であるソケット２が正方形断面の嵌合部２４で固着さ
れている。ソケット２の先端には、六角頭ボルトの頭部
と係合可能に六角ソケット穴２５が下向きに開口してい
る。クラッチ２０の鍔１９の円錐底部２６と保持部１７
下端２７の間に第一の弾性体である第一コイルスプリン
グ３が張着されている。

【００１７】中空支持本体５の下方に設けられた中空形
状の中空保持部５ａに円周上に等分に４個のカムフォロ
ア９が軸直角方向に螺着されている。さらに、中空保持
部５ａの外周と長手方向に滑動自在かつ回動自在に円筒
状部品７が嵌挿されている。円筒状部品７には螺旋状の
４本の溝８が形成され、４個のカムフォロア９と４本の
溝とがそれぞれ係合されている。溝８は右上がりにされ
ている。中空保持部５ａの上部に設けられた鍔５ｂと円
筒状部品７の上部端面７ａとの間に第二の弾性体である
第二コイルスプリング６が張着されている。

【００１８】円筒状部品７の下端面７ｂとクラッチ２０
の円錐状の鍔１９の端面１９ａは第一コイルスプリング
４に抗して回転軸３が上昇して軸方向に移動した時に互
いに当接かつ係合可能にされている。

【００１９】なお、エアーインパクトレンチ１０とジョ
イント１１、ジョイントと回転伝達部１、回転軸３とク
ラッチ２０、クラッチとソケット用ジョイント２３、ソ
ケット用ジョイントとソケット２の各嵌着部は正方形断
面で形成されており、エアーインパクトレンチの回転ト
ルクを伝達することができる。また、各嵌着部は抜け防
止用のピンを貫設し、各々の部品が作動中に分離するこ
とを防止する。さらに、ピン穴外周部にＯリングを被嵌
させれば、ピンが抜け落ちることはない。

【００２０】次に本実施例の作用を説明する。本ボルト
緩め装置本体５は、位置決め装置によって位置決めされ
る。位置決め装置として、例えば、ロボットを用いた場
合には、本体５をロボットの手首部に取り付けることに
より、任意の位置に位置決めが可能となる。以下の説明
での本ボルト緩め装置全体の位置決め動作はこのロボッ
トにより行われるものとする。

【００２１】まず、ロボットを操作してソケット２をボ
ルトの上方にほぼ同軸に位置決めし、中空支持本体５を
ボルトの方に向かって下降させる。ソケット２がボルト
の頭部上面に当接すると、第一コイルスプリング４の弾
発力によりボルト頭部に押圧される。さらに本体５を下
降させると、クラッチ２０の鍔上端面１９ａが円筒状部
品７と接触し、円筒状部品はクラッチにより上方に押さ
れて、第二コイルスプリング６の弾発力に抗しながら本
体５に対して相対的に上昇しようとする。しかし、円筒
状部品７には右上がりの螺旋形の溝８が彫ってあり、こ
の螺旋形の溝には中空保持部５ａに螺着されたカムフォ
ロア９が係合しているので、円筒状部品はこの螺旋形の
溝に沿ってボルト緩め方向に回転する。このとき、円筒
状部品７とクラッチ２０の間には第二コイルスプリング
６の弾発力により接触面７ｂ，１９ａに摩擦力が発生し
ており、この摩擦力により、円筒状部品の回転運動がソ
ケット２に伝達される。すなわち、円筒状部品７とクラ
ッチ２０が接触した後も本体５をさらに下降させると、
ソケット２は、ゆっくりボルト緩め方向に回転すること
になる。

【００２２】ソケット２回転中にソケット下端に開口し
ている六角ソケット穴２５とボルト頭部の位相が一致す
ると、ソケットは第一コイルスプリング４の弾発力によ
り下降し、ボルト頭部に係合する。ここで、ソケット２
とボルト頭部の係合がはずれない適当な高さまで中空支
持本体５を上昇させ、本ボルト緩め装置全体を上昇位置
決めした後、エアーインパクトレンチ１０にてソケット
２にボルト緩めトルクを加えることにより、ボルトを緩
めることができる。なお、六角ソケット穴２５とボルト
頭部の位相が一致したかどうかの検出はレーザー、視覚
センサー、下端位置を検知する位置センサー等が適宜使
用される。また、本実施の形態においては、緩み装置に
ついて述べたが、ボルト締めつけにおいては、円筒状部
品７の螺旋溝８の向きを逆にし、若干の抵抗をボルト側
に与えればよい。作用については緩み装置と同様なので
説明を省略する。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、回転トルクを伝達する
回転伝達部と、先端にボルト頭部に係合可能な係合部を
有し回転伝達部と同期して回転可能にかつ軸方向に一定
距離滑動自在に設けられた回転軸とを設け、第一の弾性
体で回転軸をボルト方向に付勢し、さらに、回転軸と同
軸に配置された中空支持本体と、中空支持本体回りを一
定距離螺旋状に回転移動可能にされかつ第二の弾性体で
軸方向ボルト側に付勢された円筒状部品を設け、回転軸
の第一の弾性体の付勢端では回転軸と円筒状部品とは離
れ、回転軸の反ボルト側方向の移動により回転軸と円筒
状部品とが係合し、離螺旋状に回転できるようにしたの
で、係合部（ソケット）をボルト頭部に係合させるため
に駆動源により回転させる必要がない。従って、ボルト
頭部を摩耗、損傷させることなく、係合部をボルト頭部
に確実に係合させることができるものとなった。

【００２４】さらに、駆動源により回転させる必要なし
に、係合部をボルト頭部に確実に係合させることができ
るので、エアーインパクトレンチなどの低速での回転速
度のコントロールが困難な回転駆動源や、ナットランナ
ー等を低速制御しない場合に適したボルトの締緩装置を
提供するものとなった。

【００２５】特に、円筒状部品の第二の弾性体に抗する
螺旋状の回転移動方向をボルト緩め方向にしたものは、
ボルト緩み時の位相合わせにより適したものとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すボルト緩め装置の部
分断面図である。

【図２】本発明の図１のボルト緩め装置の側面図であ
る。

【図３】本発明の図１のＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

１ 回転伝達部 ２ 係合部（ソケット） ３ 回転軸 ４ 第一の弾性体（第一コイルスプリング） ５ 中空支持本体 ５ａ 中空保持部 ６ 第二の弾性体（第二コイルスプリング） ７ 円筒状部品 ８ 溝（螺旋溝）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ねじ穴にボルトを締め又は緩めるための
   ボルト締緩装置において、前記ボルトの軸にほぼ同心に
   配置され回転トルクを伝達する回転伝達部と、先端にボ
   ルト頭部に係合可能な係合部を有し前記回転伝達部と同
   期して回転可能にかつ軸方向に一定距離滑動自在に設け
   られた回転軸と、該回転軸をボルト方向に付勢する第一
   の弾性体と、前記回転伝達部と同軸に配置され回転伝達
   部を回転可能に支持する中空支持本体と、前記中空支持
   本体回りを一定距離螺旋状に回転移動可能にされかつ第
   二の弾性体で軸方向ボルト側に付勢された円筒状部品
   と、を有し、前記回転軸の前記第一の弾性体の付勢端で
   は前記回転軸と前記円筒状部品とは離れ、前記回転軸の
   反ボルト側方向の移動により前記回転軸と前記円筒状部
   品とが係合するようにされていることを特徴とするボル
   ト締緩装置。
2. 【請求項２】 前記円筒状部品の第二の弾性体に抗する
   螺旋状の回転移動方向はボルト緩め方向であることを特
   徴とする請求項１記載のボルト緩め装置。