JPH0138633B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はボルト締付機に関し、一層詳細には、
低速高トルク用回転駆動軸と高速低トルク用回転
駆動軸とを一方向クラツチを介して同軸的に連結
すると共に、前記高速低トルク用回転駆動軸にソ
ケツトを配設するよう構成したボルト締付機に関
する。

従来、ボルト締付機は、直流電流で駆動される
ナツトランナーに見られるように、１基の回転駆
動装置（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
軸先端に取り付けたソケツトをボルトの頭部また
はナツトに嵌合させ、このソケツトを回転させて
ボルト・ナツトの締め付けを行つている。従つ
て、ボルト・ナツトの自由回転時、すなわち、仮
締めの際もボルト・ナツトの締め付け時、すなわ
ち、本締めの際もソケツトの回転は同じ低速回転
となることから、ボルト・ナツトの締付作業に長
時間を要し、生産性低下の大きな要因となつてい
た。

そこで、近年では、高速低トルク用回転駆動源
と低速高トルク用回転駆動源との２基の回転駆動
装置を備え、これを適宜使い分けることによつて
締付時間の短縮を図つたボルト締付機が特公昭59
−4262号公報に提案されている。

このボルト締付機は、第１図に示すように、高
速低トルク用回転駆動源（電動機）２とそれに連
結された減速歯車機構４を含む高速低トルク伝達
部６を歯車１０を含むソケツト回転駆動機構８に
連結し、一方、低速高トルク用回転駆動源（電動
機）１２とそれに連結された減速歯車機構１４よ
りなる低速高トルク伝達部１６を一方向クラツチ
１８により前記ソケツト回転駆動機構８に連結す
るように構成している。

このような構成において、最初、高速低トルク
伝達部６によりナツト２０を自由回転させ、次い
で、ナツト２０が締付部材２２ａおよび２２ｂの
表面に接触した時に高速低トルク伝達部６と低速
高トルク伝達部１６との間に介装された切換装置
２４を作動して前記高速低トルク伝達部６と低速
高トルク伝達部１６の機械的な連結状態を遮断す
る。そして、図示しない制御回路が高速低トルク
用回転駆動源２の動力を切り、低速高トルク用回
転駆動源１２を起動させるまでの間、高速低トル
ク伝達部６の回転による慣性に影響を排除して回
転角度法によりナツト２０を正しく設定された回
転角度で締め付けるよう作動するものである。

このように締め付けることによつて、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・ナツトの締付作業を行う
ことが出来、且つ、高速回転と低速回転の比を任
意に選定することが可能となるため、ボルト・ナ
ツトの締付時間を短縮して作業能率を向上させる
ことが出来る。

ところが、このような従来のボルト締付機にあ
つては、ボルト・ナツトが締付部材の表面に着座
した際のトルクに対応して高速低トルク伝達部６
と低速高トルク伝達部１６との作動を切り換える
機械的な切換装置２４が必要となる等ボルト締付
機が大型、複雑化し、また、それによつて製造コ
ストが上昇するという問題点があつた。

そこで、本発明者等は鋭意考究並びに工夫を重
ねた結果、低速高トルク用回転駆動源の出力軸と
高速低トルク用回転駆動源の駆動軸とを一方向ク
ラツチを介して同軸的に連結すると共に、該高速
低トルク用回転駆動源の駆動軸の先端にソケツト
を装着するように構成すれば、高速低トルク用回
転駆動源と低速高トルク用回転駆動源の作動を機
械的に切り換える切換装置を何等必要とせずにナ
ツトの自由回転時には高速低トルクの回転でそれ
を締め、緊締動作が実質的に開始する際には低速
高トルクを発生させてナツトをより一層強固に締
め付けることが可能な小型で且つコンパクトなボ
ルト締付機が得られることが判つた。

従つて、本発明の目的はボルト・ナツトの締付
時間を短縮して作業能率を向上させ、しかも小型
で且つコンパクトなボルト締付機を提供するにあ
る。

前記の目的を達成するために、本発明は低速で
且つ高トルクで回転する回転駆動源の出力軸と高
速で且つ低トルクで回転する回転駆動源の駆動軸
との間に一方向クラツチを介装し、前記出力軸ま
たは駆動軸のいずれか一方にボルトヘツド若しく
はナツトを嵌合するソケツトを配設するよう構成
することを特徴とする。

次に、本発明に係るボルト締付機について好適
な実施例を挙げ、添付の図面を参照して以下詳細
に説明する。

第２図および第５図において参照符号３０は低
速高トルク用回転駆動源としての直流電流用ナツ
トランナー（以下、DCナツトランナーと称す）
を示す。このDCナツトランナー３０は図示しな
い電動機および減速装置を内蔵し、その出力軸３
２に対して一定のトルクを発生させるものであ
る。

そこで、本実施例では前記DCナツトランナー
３０の出力軸３２の先端に中間軸３４ならびに一
方向クラツチ３６を介して高速低トルク用回転駆
動源としてのエアモータ３８の駆動軸４０が前記
出力軸３２と同軸的に連結され、この駆動軸４０
の先端にソケツト４２がピンによつて結合され
る。さらに詳細に説明すると、前記中間軸３４は
その後端部において前記出力軸３２に外側から嵌
合し且つピンにより嵌合する凹部が形成されると
共に当該後端部の外周部はベアリング４４を介し
てDCナツトランナー３０のハウジング４６に回
転自在に支承される。なお、前記ハウジング４６
はその後端部に形成されているフランジの孔部を
介して前記DCナツトランナー３０の本体部に複
数本のボルト４８で結合される。また、前記中間
軸３４の先端部には環状の溝部５０が形成され、
この溝部５０に前記駆動軸４０の筒状の後端部５
２が嵌合する。

次に、前記後端部５２の外周面５２ａと前記溝
部５０の外側面５０ａとの間に一方向クラツチ３
６が設けられる。すなわち、一方向クラツチ３６
は、第３図に示すように、前記溝部５０の外側面
５０ａに円周方向に所定間隔離間して複数個設け
られた、回転方向（図中矢印参照）に向けて漸次
深さを増大する傾斜溝５４とこの傾斜溝５４と前
記後端部５２の外周面５２ａとの間に転動可能に
配置されたローラ５６とから構成される。従つ
て、DCナツトランナー３０が停止または低速で
回転して中間軸３４が停止または低速で回転して
いる場合はエアモータ３８の駆動軸４０、すなわ
ち、後端部５２は図中矢印方向に自由に高速回転
することが出来る。また、エアモータ３８が停止
して前記後端部５２が停止する一方、DCナツト
ランナー３０が回転して中間軸３４が図中矢印方
向に低速で回転する場合は、ローラ５６が前記後
端部５２の外周面５２ａと中間軸３４の傾斜溝５
４の溝底面との間に拘束され、中間軸３４と駆動
軸４０は一体となつて図中矢印方向に低速で回転
するよう構成している。

一方、前記エアモータ３８の駆動軸４０は、前
記ハウジング４６にボルト５８で結合されたモー
タハウジング６０内において、円筒状のカムリン
グ６２の両端開口部を閉塞するカバー部材６４
ａ，６４ｂから突出する環状突部６７ａ，６７ｂ
に嵌合したベアリング６５ａ，６５ｂを介して回
転自由に支承される。そして、前記カムリング６
２の内部にあつて前記駆動軸４０には、第４図に
示すように、ロータ６６が一体的に形成される。
図から容易に諒解されるようにこのロータ６６に
は放射状に複数個の溝６８ａ乃至６８ｈが形成さ
れる。なお、これらの溝６８ａ乃至６８ｈに夫々
ベーン７０ａ乃至７０ｈがロータ６６の半径方向
に摺動自在に収装される。例えば、図示しないが
前記溝６８ａ乃至６８ｈの夫々の内部に弾性体を
配設し、あるいは、高圧力の空気の圧力を作用す
るよう構成し、ベーン７０ａ乃至７０ｈの先端面
とカムリング６２の内周面との接触を常に保つよ
うに構成しておく。従つて、このエアモータ３８
は吸込ポート７２および吸込口７４ａ乃至７４ｃ
からベーン室７６に流入した圧縮空気がベーン７
０ａ乃至７０ｈの表面にその圧力を作用して回転
軸、すなわち、駆動軸４０に対してトルクを発生
しつつ吐出口７８ａ乃至７８ｂおよび吐出ポート
８０より吐出される、所謂、ベーンモータで構成
される。なお、第４図中、参照符号８２はモータ
ハウジング６０に形成された図示しないコンプレ
ツサー等の圧縮空気供給源に接続される空気導入
口を示し、参照符号８４ａ乃至８４ｅは同じくモ
ータハウジング６０に形成された大気開放口を示
す。また、第２図および第５図中、参照符号８８
は中間軸３４の先端部の外周面と駆動軸４０の後
端部５２の内周面との間に介設されたローラベア
リングを示す。

本発明に係るボルト締付機は基本的には以上の
ように構成されるものであり、次にその作用並び
に効果について説明する。

先ず、本実施例では前記DCナツトランナー３
０およびエアモータ３８は図示しない制御回路に
より駆動制御され、ボルト・ナツトの仮締め時は
DCナツトランナー３０とエアモータ３８は共に
作動し、ボルト・ナツトの本締め時はエアモータ
３８の作動が停止され、DCナツトランナー３０
のみが作動するものとする。

ソケツト４２に図示しないボルトまたはナツト
が係合すると、DCナツトランナー３０およびエ
アモータ３８が共に起動する。この時、エアモー
タ３８は約2000〜3000rpmと高速で回転し、ま
た、DCナツトランナー３０は約50〜300rpmと低
速で回転するが、前記した一方向クラツチ３６に
よりエアモータ３８とDCナツトランナー３０と
は夫々自由に回転し、結局、前記ソケツト４２に
はこれと一体的に連結するエアモータ３８の駆動
軸４０の回転速度が伝達される。すなわち、ボル
ト・ナツトは高速で自由回転され、仮締めが短時
間で終了する。

一方、前記ボルト・ナツトの仮締めが完了し、
ボルト・ナツトが図示しない締付部材に対して着
座状態になると、これを前記制御回路が適宜の手
段により検出してエアモータ３８の駆動を停止す
る。これにより、前記した一方向クラツチ３６の
作用により、今度はDCナツトランナー３０の出
力軸３２と一体的に回転する中間軸３４と共にエ
アモータ３８の駆動軸４０が低速で回転し、結
局、ソケツト４２にはDCナツトランナー３０の
出力が伝達される。すなわち、ボルト・ナツトに
規定のトルクが付与されて本締めが行われる。こ
の場合、前記DCナツトランナー３０は前記ソケ
ツト４２に係合しているボルト・ナツトが予め設
定した角度だけ回転した位置で停止するようその
作動を図示しない制御回路からの出力信号により
行うと好適である。

以上説明したように、本発明によれば、低速高
トルク用回転駆動源の出力軸と高速低トルク用回
転駆動源の駆動軸とを同軸的に配設し且つこれら
の出力軸と駆動軸との間に一方向クラツチを介装
している。しかも当該高速低トルク用回転駆動源
の駆動軸にボルトヘツドまたはナツトを嵌合する
ためのソケツトを配設すると共に高速低トルク用
回転駆動源にはエアモータを採用している。エア
モータは比較的高速で回転可能であるために、ボ
ルトあるいはナツトの仮締め時間の大幅な短縮が
可能となり、また、低速高トルク用の回転駆動源
として直流モータを採用しているので広い回転数
レンジを確保出来る効果が得られる。

しかも、低速高トルク用回転駆動源と高速低ト
ルク用回転駆動源の回転軸を同時期的に配設して
いるために、ボルト締付機の小型化が達成され
る。そして、従来技術のように、低速高トルク用
回転駆動源と高速低トルク用回転駆動源の回転力
を選択するための切換機構が必要となくなるため
に、この種のボルト締付機がさらにコンパクト化
されるという利点も得られる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて
説明したが、本発明はこの実施態様に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の改良並びに設計の変更が可能なこと
は勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に係るボルト締付機の一部切
欠正面図、第２図は本発明に係るボルト締付機の
一部切欠正面図、第３図は第２図に―線要部
断面図、第４図は第２図の―線断面図、第５
図は本発明に係るボルト締付機の要部分解組立斜
視図である。 ３０…DCナツトランナー、３２…出力軸、３
４…中間軸、３６…一方向クラツチ、３８…エア
モータ、４０…駆動軸、４２…ソケツト、４４…
ベアリング、４６…ハウジング、４８…ボルト、
５０…溝部、５２…後端部、５４…傾斜溝、５６
…ローラ、５８…ボルト、６０…モータハウジン
グ、６２…カムリング、６４ａ，６４ｂ…カバー
部材、６５ａ，６５ｂ…ベアリング、６６…ロー
タ、６７ａ，６７ｂ…環状突部、６８ａ〜６８ｈ
…溝、７０ａ，７０ｂ…ベーン、７２…吸込ポー
ト、７４ａ〜７４ｃ…吸込口、７６…ベーン室、
７８ａ〜７８ｄ…吐出口、８０…吐出ポート、８
２…空気導入口、８４ａ〜ｅ…大気開放口、８８
…ローラベアリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低速で且つ高トルクで回転する第１の回転駆
   動源と、高速で且つ低トルクで回転する第２の回
   転駆動源とを含み、前記第１回転駆動源の出力軸
   と第２回転駆動源の駆動軸とを一方向クラツチを
   介して同軸的に配設すると共に前記第２回転駆動
   源の駆動軸にボルトヘツドまたはナツトを嵌合す
   るためのソケツトを配設し、前記一方向クラツチ
   は前記駆動軸のみ若しくは駆動軸と出力軸の両者
   が回転駆動される時開放状態となり、一方、前記
   出力軸のみが回転駆動される時接続状態となるこ
   とを特徴とするボルト締付機。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のボルト締付機に
   おいて、第２回転駆動源はエアーモータであるこ
   とからなるボルト締付機。