JPS594262B2 - ボルト締付機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高速低トルク用原動機と低速高トルク用原動
機を有するボルト締付機に関するものである。

従来のボルト締付機は、一台の原動機（電動機、エアモ
ータ、油圧モータ等）により、大きな減速比を有する減
速装置を介して、出力軸先端に取付けたソケットをボル
トの頭部又はナツトに嵌合させ、ソケットを回転させて
ボルト、ナツトの締付けを行なっていたため、ボルト、
ナツトの自由回転時も、ボルト、ナツトの締付時もソケ
ットの回転は同じ低速なので、ボルト、ナツトの締付作
業に長時間を要した。

また、一台の原動機により、摩擦クラッチと一方向クラ
ッチを用いて、ボルト。

ナツトの自由回転の時は、ボルト、ナツトを高速回転さ
せ、ボルト・ナツトが締付部材の表面に接触して締付ト
ルクが増力口して一定値に達し、摩擦クラッチが滑ると
、一方向クラッチにより低速回転に切換えて、ボルト、
ナツトを締付けるボルト締付機もあるが、これも、締付
トルクと減速比の関係より、高速回転と低速回転の比を
余り大きく取ることができず、かつ摩擦クラッチを使用
しているので発熱が大きく、従って故障が多くボルト締
付機の寿命が短いという欠点があった。

従って、高速低トルク用原動機と低速高トルク用原動機
の二種類の原動機を組合せて適当に減速して、高速回転
と低速回転の比を大きくし、かつ摩擦クラッチを用いな
いで一方向クラッチにより、高速回転と低速回転の切換
えができるようにしたボルト締付機が使用されている。

即ち、ボルト・ナツトの自由回転の時は高速低トルク用
原動機を用い、ボルト・ナツトが締付部材の表面と接触
して締付トルクが増力口し、締付トルクが設定値に達す
ると高速低トルク用原動機を停止させ、低速高トルク用
原動機を起動させて、その回転を一方向クラッチにより
ボルト、ナツトに伝達し締付けを完了するものである。

しかし、この場合、高速低トルク用原動機とそれに連結
された減速機構より成る高速低トルク伝達機構と、低速
高トルク用原動機とそれに連結された減速機構と一方向
クラッチより成る低速高トルク機構とは、通常、歯車や
チェノ等で連結されている。

従って、回転角度法でボルナ。ナツトを締付ける場合、
高速比トルク用原動機の動機を切り、低速高トルク用原
動機が起動するまでの間の高速低トルク伝達部の回転部
の慣性により、ボルト、ナツトは回転角度法によるボル
ト。

ナツトの回転角度測定始点を超えて回わされる。

従って、ボルト、ナツトは設定回転角度以上に回転し、
締付完了後のボルトには規定以上の軸力が作用するとい
う欠点があった。

本発明は以上の点に鑑みなされていたもので、高速低ト
ルク用原動機とそれに連結された減速歯車機構より成る
高速低トルク伝達部を、ソケット軸に設けられた歯車に
よりソケット軸に連結し低高速トルク用原動機とそれに
連結された減速歯車機構より成る低速高トルク伝達部を
一方向クラッチにより前記ソケット軸に連結して、高速
低トルク伝達部によりボルト、ナツトを自由回転させ、
ボルト・ナツトが締付部材の表面に接触し、切換装置の
スラストが規定値に達した時に、高速低トルク伝達部と
低速高トルク伝達部の機械的連結を遮断すると共に、高
速低トルク用原動機の動力を切り、低速高トルク用原動
機を起動させるまでの間の高速低トルク伝達部の回転部
の慣性の影響を排除して、回転角度法によりボルト、ナ
ツトを正しく設定された回転角度で締付けるボルト締付
機を提供するものである。

以下、本発明の一実施例を第１図乃至第４図の図面につ
いて、詳細に説明する。

本実施例は原動機として電動機を用いた場合について説
明する。

原動機としてエアモータや油圧モータを用いた場合も、
電磁制御弁等を使用して、各原動機を制御すれば、電動
機の場合と全く同じように行なうことができる。

第１図は本発明のボルト締付機の一実施例の正面要部断
面図、第２図は第１図のＡ部拡大図、第３図は第２図の
Ｂ−Ｂ断面図、第４図は第１図のＣ−Ｃ断面図である。

第１図において、ボルト締付機１は高速低トルク用電動
機２（以下、電動機２と略記する）とこの電動機２の回
転をソケット軸９に伝達する減速歯車機構３より成る高
速低トルク伝達部４、低速高トルク電動機５（以下、電
動機５と略記する）と減速歯車機構６より成る低速高ト
ルク伝達部７゜高速低トルク伝達部４の減速歯車機構３
に設けられた切換装置８、ソケット軸９、このソケット
軸９にピン１０及びゴムリング１１で取付けられたソケ
ット１２、低速高トルク伝達部７の出力軸１４を中間軸
１５を介してソケット＠９に連結する一方向クラッチ１
６より構成されている。

また、減速歯車機構３は、電動機２の出力軸に設けられ
たピニオン１７と噛合う歯車１８、歯車１８と同軸に設
けられたピニオン１９、ピニオン１９と噛合う歯車２０
、歯車２０と同軸に設けられたはすば歯車２１、このは
すは歯車２１と噛合いソケット軸９に同心に固着された
はすは歯車１３より構成されている。

また、切換装置８は、第３図に示すように、はすば歯車
２１と歯車２０の間に設けられ、はすば歯車２１に設げ
られた円板２２、コイルばね２３、調整ナツト２４、リ
ミットスイッチ２５及びリセット機構２６より構成され
ている。

円板２２は、はすば歯車２１と共に歯車軸２７にフェザ
−キー２８を介して取付けられ、はすは歯車２１にスラ
ストが作用した時に、はすば歯車２１と共に歯車軸２７
の長手方向に（第３図の場合は下方に）コイルばね２３
の力に抗して移動し、リミットスイッチ２５と接触して
、制御器（図示せず）に信号を送り電動機２と電動機５
の作動の切換えを自動的に行なうものである。

即ち、電源スィッチ（図示せず）が入っていて電動機２
が回転し、ばすは歯車２１にスラストが作用して、リミ
ットスイッチ２５と円板２２が接触すると電源は電動機
２から遮断され、電動機５に接続される。

リミットスイッチ２５と円板２２が離れると、電源は電
動機５から遮断され、電動機２に接続される。

はすば歯車２１が歯車軸２７に沿って移動を始めるスラ
ストに対応するコイルばね２３の力は調整ナツト２４に
より調整することができる。

リセット機構２６は、第３図に示すように、レバー２９
、コイルばね３０、調整ナツト３１、ローラ３２及び軸
受３３より構成されている。

ローラ３２はレバー２９の先端の二叉部に軸受３３を介
して回転自在に支承されている。

ケーシング３４に設けられたねじ穴３５には調整ナツト
３１が螺合し、調整ナツト３１とレバー２９の二叉部の
間に取付けられたコイルばね３０により、ローラ３２は
円板２２の外周縁に押付けられている。

このローラ３２と円板２２の外周縁の間のコイルばね３
０の圧力は調整ナツト３１で調整することができる。

また、調整ナツト３１の中心に設けられた案内穴３６は
、レバー２９が長手方向に移動する場合の案内となるも
のである。

従っていま、円板２２かはすば歯車２１と共に下方に移
動し、リミットスイッチ２５と接触すると、ローラ３２
は円板２２の外周縁より外れ、コイルばね３０の力によ
って、右方に押出されて、円板２２の上面と係合し、円
板２２がリミットスイッチ２５と接触している状態を保
持する。

一方向クラッチ１６は、第４図に示すように、中間軸１
５の外周に複数個（図は４個の場合を示す）設けられた
座面３８及び切立った端面３９を有し、ソケット軸９と
の間に軸方向に凹部４０が一定間隔で形成されており、
各凹部４０にはローラ３７が配置されている。

従って、電動機５が停止して中間軸１５が静止している
場合はソケット軸９は矢印４１の方向に自由に回転する
ことができる。

また、ソケット軸９が静止して、電動機５が回転し、中
間軸１５が矢印４２の方向に回転する場合は、ローラ３
７がソケット軸９の内面と、中間軸１５の座面３８の間
に拘束され、中間軸１５とソケット軸９は一体となって
矢印４２の方向に回転する。

本発明のボルト締付機の一実施例は以上のように構成さ
れているので、いま、締付部材４３，４３’を六角ボル
ト４４と六角ナツト４５で締付ける場合、六角ボルト４
４を締付部材４３、４３’に設けられたボルト穴に貫通
させて、六角ナツト４５を六角ボルト４４のねじ部に螺
合させ、この六角ナツト４５にボルト締付機１のソケッ
ト１２の六角穴を嵌合させ、電源スィッチ（図示せず）
を入れる。

最初、切換装置８０円板２２とリミットスイッチ２５が
接触していないとすると、高速低トルク伝達部４の電動
機２が起動し、その回転は電動機２のピニオン１７より
減速歯車機構３に伝達され、減速歯車機構３のはすば歯
車２１及びはすば歯車１３を介してソケット軸９に伝達
され、ソケット軸９は既述のように矢印４１の方向に高
速で回転する。

従って、ソケット１２に嵌合している六角ナツト４５も
矢印４１の方向に高速で自由回転しながら下降し、締付
部材の表面に接触する。

その状態で更に六角ナツト４５を回転させると、締付ト
ルクは増加し、それに伴ってはすげ歯車２１に作用する
トルクも増力口する。

従って、はすば歯車２１に作用するスラストも増力口し
、とのスラストの値かはすげ歯車２１を支えているコイ
ルばね２３に設定された力を超えると、切換装置８が作
動する。

即ち、はすば歯車２１はそれに設けられた円板２２と一
緒にコイルばね２３の力に打勝ち歯車軸２７に沿って下
方に移動し、はすば歯車２１とはすば歯車１３の噛合い
が外れると、円板２２がリミットスイッチ２５と接触し
、制御器（図示せず）に信号を送り、電源を電動機２か
ら遮断すると共に、低速高トルク伝達部７の電動機５に
接続し起動させる。

この場合、円板２２が歯車軸２７に渚って下方に移動す
ると、既述のように、リセット機構２６のローラ３２と
円板２２の外周縁の接触が外れ、ローラ３２はコイルば
ね３０により右方に押され、円板２２の上面と係合し、
円板２２はリミットスイッチ２５と接触した状態を保持
する。

一方、低速高トルル伝達部７の電動機５の回転は減速歯
車機構６、出力軸１４より、既述のように、一方向クラ
ッチ６及び中間軸１５を介してソケット軸９、ソケット
１２に伝達され、ソケット１２に嵌合している六角ナツ
ト４５を低速高トルクで回転させ、予め制御器に設定し
た回転角度だけ回転した位置で停止させるように電動機
５を制御して、締付部材４３、４３’のボルト４４．ナ
ツト４５による締付けを完了する。

この場合、切換装置８により、高速低トルク伝達部４の
減速歯車機構３のはすば歯車２１とソケット軸９に設け
られたけすば歯車１３の噛合いが外れてから、リミット
スイッチ２５が作動し、電源を電動機２から遮断し、電
動機５に接続させて起動させ、六角ナツト４５を設定回
転角度だけ回転させるので、高速低トルク伝達部４の回
転部分の慣性がソケット軸９に作用しないので、設定通
りの回転角度でナツト４５を締付けることができ、締過
ぎを避けることができる。

一本のボルトの締付けが完了して、次のボルトの締付け
を行うには、ソケット１２を次のボルトに螺合されたナ
ツトに嵌合させ、リセット機構２６のレバー２９を外方
に引張って、ローラ３２と円板２２の上面の係合を外す
。

この場合、はすば歯車２１とはすば歯車１３はそのまＸ
では噛合わないで、電源スィッチを入れると、リミット
スイッチ２５は円板２２と接触しているので、既述のよ
うに、電動機２は電源から遮断され電動機５が電源と通
じて起動し、はすば歯車１３は低速で回転する。

従って、コイルばね２３で上方で押されているはすげ歯
車２１は、除々にばすば歯車１３と噛合いながら上方に
移動し、はすば歯車１３と完全に噛合い、ローラ３２は
円板２２の外周縁と接触する。

こうして、円板２２がリミットスイッチ２５と離れると
、電源は電動機５より遮断され、電動機２に接続されて
電動機２が起動し、前述のようにして、ボルト、ナツト
の締付はヲ行なうことができる。

以上と同じ操作を繰返すことにより、回転角度法による
ボルト、ナツト締付を設定回転角変通りに行なうことが
できる。

なお、切換装置８は減速歯車機構３の歯車１７，１８及
び１９，２０の何れかをはすげ歯車にして設けてもよい
ことは自明である。

以上のように、本発明のボルト締付機を使用する時は、
高速低トルク伝達部により、まずボルト。

ナツトを高速で自由回転させ、ボルト、ナツトが締付部
材の表面と接触して、切換装置のはすば歯車のスラスト
が設定値に達すると、切換装置により、高速低トルク伝
達部とソケット軸の連結を遮断して、高速低トルク伝達
部の回転部分の慣性がソケット軸に作用しないようにす
ると共に、低速高トルク伝達部を作動させて、設定回転
角度だけボルト、ナツトを回転させてボルト、ナツトの
締付けを完了するので、高速低トルク伝達部の回転部分
の慣性の影響を受けることなく、精度よくボルト、ナツ
トの締付けを行なうことができ、かつ、高速回転と低速
回転の比を任意に選定することができるので、ボルト、
ナツトの締付時間を短縮することができ、作業能率を向
上させることができる。

また摩擦クラッチを使用しないので、摩擦クラッチによ
る故障がなくなりボルト締付機としての寿命が長くなる
等その効果は犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の正面要部断面図、第２図は
第１図のＡ部拡大図、第３図は第２図のＢ−Ｂ断面図、
第４図は第１図のＣ−Ｃ断面図である。 １・・・ボルト締付機、２・・・高速低トルク用電動機
、３．６・・・減速歯車機構、４・・・高速低トルク伝
達部、５・・・低速高トルク用電動機、７・・・低速高
トルク伝達部、８・・・切換装置、９・・・ソケット軸
、１２・・・ソケット、１３．２１・・・はすば歯車、
１４・・・出力軸、１５・・・中間軸、１６・・・一方
向クラッチ、１７．１９・・・ピニオン、１８．２０・
・・歯車、２２・・・円板、２３．３０・−・コイルは
ね、２４．３１・・・調整ナツト、２５・・・リミット
スイッチ、２６・・・リセット機構、２７・・・歯車軸
、２８・・・フェザ−キー、２９・・・レバー、３２・
・・ローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高速低トルク伝達部と、低速高トルク伝達部を有し
   、前記高速低トルク伝達部はその減速歯車機構の歯車を
   介して、また前記低速高トルク伝達部はその一方向クラ
   ッチを介して、同一のソケット軸に連結され、前記高速
   低トルク伝達部の減速歯車機構の噛合う一組の歯車をは
   すげ歯車とし、前記−組のはすげ歯車の一方のはすげ歯
   車の軸方向のスラストが所定値に達すると、そのスラス
   トにより作動する切換装置により、前記高速低トルク伝
   達部と前記ソケット軸の連結を遮断すると共に、前記一
   方向クラッチを介して、前記低速高トルク伝達部と前記
   ソケット軸とを連結して、前記高速低トルク伝達部と前
   記低速高トルク伝達部の切換えを行うことを特徴とする
   ボルト締付機。