JPH01257531A - キャッスルナット締付け割りピン位置合せ検出ソケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分Ｙｆ） 本発明は、端面の半径方向に沿って該端面に割りピンを
挿入するための溝が形成されたキャッスルナツトを、ね
じ部に貫通孔が形成されたボルトに締め込むため等に適
用されるキヤ・ンスルナット締付は割りピン位置合せ検
出ソケットに関する。

（従来の技術） 機械部品の締結用にポルｌ−・ナツトか広く用いられて
いる。このボルトとす・ントとは所定のり−ｌ（角のね
じ山で力、いに係合されている。このため、締付けに伴
う反力がボルトとナツトとを緩める方向に回転させる力
とｌ）で作用する一方、ねじ面には締付けに伴う摩擦力
が生じＣおり、この摩擦力が緩み方向の力に対抗するこ
とにより、ナツトもしくはボルトの緩みが阻止されてい
る。また、一般には、平ワツシヤやスフ゛リングワッシ
ャなどを用いてねじ座面での摩擦力を維持させることに
より緩み止めを図−ノている。また、ボルト・ナツトに
よって部品の締結を行う場合、そのねし而に許容される
面圧や軸方向に作用する引っ張り応力には必然的に限度
かあるから、規定トルクで締め付けを行うことか要求さ
れる。

そこて例えば自動車のサスペンションにおけるフロント
アクスルアッセンブリにあっては、走行ｈａ要な機能を
果たしていることにより、ナツトの締付けは、インパク
トレンチによる締付けの後にトルクレンチによって規定
トルクまて、締付ける作業を行なっている。また、これ
に加え、車両の走行時に生じる衝撃や振動によってナツ
トか緩んだり、さらにはナツトが外れたりすることを確
実に防止するために、特にサスペンションロア−アーム
およびアッパーアームとナックルとを連結するボールジ
ヨイントの取付部には、第９図に示すように、ナツトと
してキャラスルナツト１を用い、割りピン２を該キャッ
スルナツト１の割ピン溝３とボルト４の十字状もしくは
一文字状の貫通孔５とに挿入してナツトの緩み止めを図
っている。

しかしこの方法では、インパクトレンチによって締付け
るにあたって、作業者の勘やコツによって締付はトルク
を規定トルク下限値程度に設定しなければならないため
、熟練を要するという問題があった。さらに、インパク
トレンチによる締付けが規定トルクを越えてしまった場
合にはトルクレンチによって締付はトルクを規定値に戻
すことができないため、必要以上のトルクで締付けられ
た状態になってしまうことかあった。また、トルクレン
チによる増し締めは重筋労働であるから、作業者の負担
や疲労か大きいという問題点があった。

上述の問題点の改善策の一例として本発明者などが想案
した特願昭５２−：１０８３３号公報の第１０図および
第１１図に示すキャッスルナツト締付は装置が考えられ
る。

このキャッスルナツト締付は装置は、割りピンを挿入す
る溝を半径方向に沿って端面に形成したキャッスルナツ
トを、回転駆動されるソケットの先端部に形成した四部
に嵌め込むとともに、貫通孔を半径方向に沿ってねじ部
に形成したボルトに、前記キャッスルナツトをソケット
によって回転させつつ締め込むようにしたものであり、
前記四部に嵌め込んだキャッスルナツトのうちその溝に
対応する位置で前記ソケットの軸芯に向けてその半径方
向外側から光を発する発光手段と、この発光手段から発
せられた光に感応しかつその光に基づいて前記溝と貫通
孔との軸線方向および円周方向での一致不一致を感知す
る受光手段とをそれぞれ３対備え、これら３対の発光手
段、受光手段をソケットに取付けるようにしている。

そして、このキャッスルナツト締付は装とでは、まずキ
ャッスルナツトをソケットの先端部の凹部に嵌めこみ、
次に発光手段から光を発する一方、受光手段で該尤の変
動を感知しながらソケットをボルトに向けて高速度（最
大６０００ｒｐｍ　〜７０００ｒｐｍ　）で回転し、キ
ャッス）Ｌｔナツトをボルトにねじ込み、所定状態に位
置決めされた時、このことを前記光の変動量で感知して
ねじ込みを完了する。このようにして、取り立てて熟練
を要することなく、また重筋労働を伴わずに適正なトル
ク値でキャッスルナツトをボルトにねじ込むようにして
いる。

（発明か解決しようとする課８） ところで、Ｊ：述の従来の装置では、回転されるソケッ
トに配設された発光手段、受光手段にそれぞれ接続した
端子をソケットの外周面に配設する一方、固定側の外筒
に前記端子に摺動接触するプランジャまたはスリップリ
ングを設け、これら端子およびプランジャまたはスリッ
プリングを介して電気信号の授受を行なっていた。この
ため、摺動部が摩耗して接触不良を生じ信号の授受を充
分適正に行えないという問題が散見された。また、電気
信号の授受を行う上で特別に摺動部を設けているため、
装置が複雑となったり、また、大型化したりしてしまい
、設置スペース、作業スペースに制約を受けるという問
題点もあった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものて装置を複
雑化、大型化することがなくなってスペースの制約か少
なくなり、しかも摺動部で接触不良を生ずることがなく
なくなって回転側に配設された発光手段、受光手段と固
定側に配設されたＮ、源、信号出力部との電気信号の取
り合いを常に適正に行なえるキャラスルナツト締付は割
りピン位置合せ検出ソケットを提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための手段について、第１．２，３
．９図を参照して説明すると、本発明は、割ピン溝３を
有したキャッスルナツト１か嵌合されるナツト保持手段
３０を、筒状のケース１０側に軸受手段としてのころか
り軸受（以下、ベアリングという）　２１，２２，２：
ｌを介して回動自在に配設し、該ナツト保持手段３０を
回動してキャッスルナツトｌをボルト４にねじ込み、該
ナツト保持手段３０に配設された発光素子８１および受
光素子８２を用いてボルト４か有する貫通孔５に前記ピ
ン溝３を位置決めするキャッスルナツト締付は割りピン
位置合せ検出ソケットにおいて、ケース１０側に設けら
れる電源１３と発光素子８１とをベアリング２１．２３
を介して電気的に接続し、かつケース１０側に配設され
る信号出力部１２と受光素子８２とをベアリンク２１．
２２を介して電気的に接続することを特徴とする。軸受
手段は、上記ベアリング２１，２２，２：ｌに限定され
るものではなく導電性であれば例えばすべり軸受であっ
てもよい。

（作用） 本発明は上記のように構成したので、電源の電力が軸受
手段を介して発光素子に供給され、電力供給をうけた発
光素子か光を発する一方、キャッスルナツトのピン溝と
ボルトの貫通孔とが一致することによって発光素子か発
した光か受光素子に取り込まれ該受光素子によって光電
変換が行なわれ、この電気信号か軸受手段を介してケー
ス側の信号出力部に送出される。この結果、回転側と固
定側との間の電気信号の取り合いのために新たに摺動部
を設ける必要かなくなって、装置を複雑化したり大型化
したすせずひいてはスペース玉の制約が少なくなる。し
かも、軸受手段を回転側と固定側との電気信号の取り合
いに用いており、摩耗が抑制されるので従来のように接
触不良を生じることがなくなる（実施例） 以下に、未発明の一実施例を図面に基いて詳細に説明す
る。

第２図および第３図において、１０は筒状を成した絶縁
材料製のケースで、ケース１０の内側には軸受手段とし
て導電材料製の３個のころかり軸受（以下、ベアリング
という）　２１，２２．２３か相互に絶縁された状態で
並んで設けられ、これらベアリング２１，２２．２３を
介してナツト保持手段３０か回動自在に設けられている
。ケース１０の外周部には四角形の端子箱１１か突出し
て設けられている。該端子箱１１内に位置するベアリン
グ２１、．２２，２：ｌの各アウタレース２１１，２２
１，２３１にはそれぞれリード線３１，３２．３３か接
続されている。リード＆１３Ｌ、３２．３３は端子箱ｌ
ｌ外に引き出されている。そして、第１図に示すように
リート線３１は接地されている。そして、リード線３２
と接地部位間およびリード線３３と接地部位間にはそれ
ぞれ信号出力部１２および電源１３が介在して設けられ
ている。この場合、信号出力部１２および電源１３は回
転するナツト保持手段３０に対して固定側に配設してあ
ればよく、ケース１０に配設してもよいし、他の部位に
設けてもよい。

ナツト保持手段３０は、第２図および第４図に示すよう
に、筒状のシャフト４０と、シャフト４０に一体で、か
つ第９図に示すキャッスルナツト３を嵌合する六角形状
の凹部５１か形成されたソケット本体部５０と、シャフ
ト４０に嵌合して保持され、かつベアリング２１，２２
．２３の各インナレース２１２，２２２，２３２を固定
した取付軸６０とをＡｃｔ。

ている、シャフト４０の基端部にはインパクトレンチ等
の締付は工具１００が嵌合されるようになっており、締
付は工具１００によってナツト保持手段３０は回転され
る。

取付軸６０の外周部には略１２０°毎に凹部６５かｊＬ
；成されている。各四部６５においてヘアリング２１．
２２．２３の各インナレース２１２，２２２，２３２は
露出し・た状態になっているゆ一つの凹部６５において
インナレース２１２にり−Ｉ−線６１か、他の四部６５
においてインナレース２２２にリート線６２か、さらに
他の四部６５においてインナレース２３２にソー１−線
６３がそれぞれ接続されている。

ソケット本体部５０は、第３．４図に示すようにその外
周部に１２０°毎に扇状のフランジ５２を形成ｌノでい
る。隣接するフランジ５２間には第５．６図に示すよう
な略くさび形のセンサ取付部材５３か保持されるように
なっている。センサ取付部材５３の両サイドには発光ダ
イオードのような発光素子８１およびホトトランジスタ
のような受光素子８２かそれぞれ配設され、センサ取付
ねし５４によってセンサ取伺部材５３に固定されている
。なお１発光素子８１および受光素子８２か配設される
ソケット本体部５０には第３．４図に示すように光通過
用の小孔５５か空けられている。

小孔５５は第３図のように六角形状の四部５１の各辺部
に対応して６箇所に形成されている。四部５１を挟んで
直線を成すように配設された２個の小孔５５で対を成し
ている。対を成す電力の小孔５５に発光素子８１か、ま
た他方の小孔５５に受光素子８２か配設されている。

ソケット本体部５０近傍の取付軸６０にはプリンｌ−基
板７０か設けられている。プリント基板７０は第７．８
図に示すように四部６５に対応して配設されている。プ
リント基板７０は、第１図に示すようにアンプ回路７１
．トランジスタ７２および定電圧用の抵抗７３をＡ備し
ている。アンプ回路７１はリート線６３およびリード線
６１に接続しており、リード線６］、５：ｌを介して供
給される駆動電圧によって作動して受光素子８２の検出
信号を増幅する＝一方、内部配線を介してリード線６３
と発光素子８１とを接続させている。トランジスタ７２
はリード線６１を介してエミッタ接地されている。また
、トランジスタ７２はベースにアンプ回路７１から増幅
信号を取り込んで増幅などの処理を行ない、得られた信
号をコレクタからリード線６２へ送出する。なお、本実
施例では３個のトランジスタ７２の出力信号をまとめて
リード線、６２へ送出している。

以」−のように構成されたキャッスルナツト締付は割り
ピン位置合せ検出ソケットの動作について、添付図面を
参照１ノて説明する。

まず、キャッスルナツト１かソケット本体部５１）の四
部５１に挿入さね、このソケット本体部５０に締付は１
具１００が嵌合されろ。そして、ポルｔ−４を位置合せ
して締＋Ｉは工具１０か作動されるとともに、電源１３
かオンされる。

すると、ナツト保持手段３０は、キャッスルナツト１を
保持した状態（この状態で小孔５５と割ピン溝３とは一
致する。）で、ボルト４に対して回転し、キャッスルナ
ツト１がボルト４に対して徐々にねじ込まれる。一方、
電源１３のオンによって電力がベアリング２１，２３を
介して、発光素子８１に供給されてこの発光素子８１が
発光する。

そして、キャッスルナ・ソト１の割ピン溝３とポルｌ−
４の貫通孔５とが一致すると、発光素子８１か発した光
か受光素子８２に取り込まれる。受光素子８２は光を取
り込んで光電変換を行なう。

ここて得られた電気信号はベアリング２２．２１を介し
てケースＩＯ側の信号出力部１２に出力される。このよ
うに割ピン溝３と貫通孔５とか一致する毎にこのことを
示す電気信号が信号出力部１２に送られキャッスルナツ
ト１とボルト４とのねじ込み状態における位置関係が明
確にされる。そして、あらかじめ設定しておいた所定の
位置関係になったとき、締付け［［几１００によるナツ
ト保持手段３０の回転は停止さね、・キャッスルナツト
１がボルト４に所定のトルク値でねじ込まれた状態にな
る。

このように回転側と固定側との間の′電気信号の取り合
いをベアリング２１，２２．２３を用いて行なっており
、新たに摺動部を設けることがなくなり、装訝の大型化
や複雑化を来すことがない、しかも、ベアリング２１，
２２．２３を電気信号の取り合いに用いていることて、
摩耗か抑制されて接触不良を生しることかなくなる。

この後、キャッスルナツト１かボルト４にねじ込まれた
状態てキャッスルナ・ント１かナツト保持手段３０から
引き外される。そして、キャッスルナツト１の割ピン溝
３およびボルト４の貫通孔５に割りピン２か挿入されて
、さらに確実に保持される。

なお１例えば直流電源を用い２木の配線を介して発光素
子に通電して発光させる一方、受光素子に２本配線して
光電変換信号を取り出すことか一般的に行なわれている
が、本実施例ではプリント基板を用いて発光素子への電
力供給および受光素子からの光電変換信号の取り出しを
３木のリード線で済ませるようにしており、装置の小型
化、簡素化が回旋であるという効果かある。

（発明の効果） 本発明は以１−説明したように、電源の電力を軸受手段
を介１ノで発光素子に供給し、また、キャッスルナツト
の割ピン溝とボルトの貫通孔とか一致して発光素子か発
した光か受光素子に取り込まれると、受光素子は光電変
換を行ない、ここで得られた電気信号か軸受手段を介し
て信号出力部に送出されるので５回転側と固定側との間
の電気信号の取り合いのために摺動部を新たに設けるこ
とがなくなり、装置が簡素になり、また装置か小型化し
て作業スペースを充分確保でき、しかも、回転側と固定
側との間の電気信号の取り合いのために軸受手段を兼用
しているのて、摩耗による影響が少なくなり、接触不良
を生じることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例のキャッスルナツト締付は
割りピン位置合せ検出ソケットを示す回路図、 第２図、第３図は、それぞれ量検出ソヶッ１へを示す概
略断面図、概略側面図、 第４図は同検出ソケットのシャフトおよびソケット本体
部を示す斜視図、 第５図、第６図はそれぞれ同ソケット本体部に保持され
るセンサ取付部材を示す平面図、斜視図、 第７図、第８図はそれぞれ同検出ソケットに適用される
プリント基板の配設位置を示す断面図、模式図。 第９図は、キャッスルナツト、ボルトおよび割りピンを
示す区である。 ｌ・・・キャッスルナツト、３・・・割ピン溝、４・・
・ボルト、５・・・貫通孔、ｌト・・ケース、１２・・
・信号出力部、１３・・・電源、２１．２２．２３・・
・ベアリング、３０・・・す・・！ト保持手段、５０・
・・ソケット本体部、８１・・・発光素子、８２・・・
受光素子。 特許出願人　　トヨタ自動車株式会社 同　　　　瓜生製作株式会社 夕 ・悩 へ′ 八− ＠１図 ２１へ゛７ｊルク゛ 第２図 第４図 第５図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 割ピン溝を有したキャッスルナットが嵌合されるナット
   保持手段を、筒状のケース内に軸受手段を介して回動自
   在に配設し、該ナット保持手段を回動してキャッスルナ
   ットをボルトにねじ込み、該ナット保持手段に配設され
   た発光手段および受光手段を用いてボルトが有する割ピ
   ン挿入孔に前記割ピン溝を位置決めするキャッスルナッ
   ト締付け割りピン位置合せ検出ソケットにおいて、前記
   ケース側に設けられる電源と前記発光手段とを前記軸受
   手段を介して電気的に接続し、かつ前記ケース側に配設
   される信号出力部に該軸受手段を介して前記受光手段を
   電気的に接続することを特徴とするキャッスルナット締
   付け割りピン位置合せ検出ソケット。