JPH03250197A - ボルト締結装置のボルト送り出し機構 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はボルト締結装置のボルト送り出し機構、特にボ
ルトの送り出し及び締付けを自動的に行なうことが可能
なボルト締結装置のボルト送り出し機構に関するもので
ある。

［従来の技術］ シールド掘進機のエレクタ装置により配設されたセグメ
ントピース間の締結をはじめとする各種機械要素の締結
作業は、ボルト締結装置により一部自動化されたものが
提案されている場合があるが、このような自動化を実現
した例としては特開平１−２６３３９８号公報に示され
たものがある。

これは、シールド掘進機のエレクタハンドの円弧部に、
その円弧に沿って移動駆動されるように設けられた本体
部と、この本体部に垂設され、当該本体部に対して上下
駆動、旋回駆動及び水平駆動されるように設けられたボ
ルト用アームと、下端にナツト把握部を有しボルト用ア
ームに対向して設けられたナツト用アームと、エレクタ
ハンドに取り付けられたボルト、ナツト供給装置とから
成っている。

かかるボルト締結装置で、ボルト、ナツトを一組づつ把
握し、ナツトを締結すべきボルト孔の所へ位置させ、ま
たボルトをボルト孔に差しこみ、ナツト用アームでナツ
トを回転させて締め付ける。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来のボルト締結装置にあっ
ては、ボルト締結に用いられるボルトは有頭ボルトであ
り、このボルトの頭部をボルト把握部でしっかりと支持
してナツトを回転させボルトに締め付けるようにしてい
るため、ボルト締めが確実に行なえるのに対し、ボルト
が無頭タイプのボルトで、あらかじめセグメント内にセ
ットされている方式（送りボルト方式）の締結は行なえ
なかった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
は、ボルトが無頭タイプであらかじめセグメント内にセ
ットされているものであってもこのボルトとナツトの締
結を自動的に且つ確実に行なうことのできるボルト締結
装置のボルト送り出し機構を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前記目的を達成するため、装置本体に取り付
けられナツトを把握してボルトに締め付けるボルト締結
装置に、装置本体に上下運動、旋回運動及び水平運動可
能に取り付けられ下端にナツト保持部を有するナツト支
持アームと、装置本体に、上下運動、旋回運動及び水平
運動可能に設けられたボルト送り部材と、ボルト送り部
材を駆動する駆動部材と、装置本体に、前記ボルト送り
部材に隣接して上下運動、旋回運動及び水平運動可能に
設けられ、且つ下端にナツト把握部を有するナツト用ア
ームと、ナツト用アームに把握されたナツトを回転駆動
するナツト駆動部材と、ナツト駆動部材の駆動力をナツ
トに伝える動力伝達部材と、を備え、前記ボルト送り部
材は、装置本体の取付部から垂下され、それぞれが平面
上でほぼ１２０度間隔に配置された３本のシャフト部材
と、各シャフト部材の先端部分に取り付けられ、シャフ
ト部材間にボルトを挟持してシャフト部材と共に回転し
ボルトをねじ送り運動させる回転ローラと、から構成さ
れることを要旨とする。

［作用］ 本発明のボルト締結装置では、ボルト締め付けに際して
、ナツト−組の供給を受けると、把握したナツトを締結
すべきボルト孔の所に位置させる。この場合、あらかじ
めセグメント内にセットされているボルトは、その胴体
中間部分の周りを３方向から回転ローラによって挟持さ
れた状態でシャフト部材に支持され、シャフト部材及び
回転ローラを回転させることによりボルト自身が回転し
ながら反対側のボルト孔へ向けて送り込まれ挿入される
。一方、ナツト支持アームにおいては、ボルト孔の反対
側でナツトを保持して前記ボルトが送られてくるのを待
つ。そして、このボルトの到達と同時にボルトの回転に
よってボルトとナツトは締め付けられる。ボルトがボル
ト孔に充分挿入され且つナツトのねじ込みが所望の量だ
け進むと、−旦このねじ込みは休止し、ボルト送り部材
がボルトから解除される。次に、ボルトの、ボルト送り
部材により支持されていた側の端部にナツトを把握した
ナツト用アームがセットされナツトを回転させてねじ込
む。このときボルトの反対側の端部は先のナツト支持ア
ームがナツトを保持したままになっており、それによっ
て回転方向に対して支持される。したがって、ナツト用
アームによってねじ込みが行なわれている間はボルトは
ナツトと共回りせず、ボルトの締め付けは確実に行なわ
れる。

［実施例］ 第１図乃至第１２図は本発明によるボルト送り出し機構
を装備したセグメントのボルト締結装置の一実施例を示
す図である。

この実施例において、装置本体１はエレクタハンドの円
弧部に、この円弧部に沿って移動可能に取り付けられて
いる。この装置本体１には、ナツト支持アーム２と、ボ
ルト送り部材３と、ナツト用アーム４とから成るボルト
締結部６が、上下、旋回及び水平運動可能に設けられて
いる。そして、ナツト供給装置７がエレクタハンド８に
取り付けられている。

エレクタハンド８の先端円弧部９の両側には、この円弧
に沿って延びる上下２本のレール１０と、その間に延び
る円弧状ラック１１とが設けられている。

装置本体ｌのベース１２には、２本のレール１０のそれ
ぞれに上下から係合する４個のスライド１３が固着され
ており、またラック１１に噛み合うピニオン１４が取り
付けられ、このピニオン１４はモータ１５により回転駆
動されるようになっている。

こうして、装置本体１はエレクタハンド８の円弧部９に
沿って移動することかできる。

前記本体ベース１２に、ボルト締結部６を上下、旋回及
び水平移動させるための部材が順次取り付けられている
。上下スライド座板１６がサーボモータ１７により上下
駆動されるように設けられ、この座板１６には旋回座板
１８を旋回駆動するサーボモータ１９が固着されている
。そして、この旋回座板１８に、サーボモータ２０によ
り水平移動されるスライド座板２１が設けられ、このス
ライド座板２１に前記ボルト締結部６が取り付けられて
いる。

こうして、ボルト締結部６は、装置本体１に対して上下
、旋回及び水平駆動されるようになっている。

ボルト締結部６は、第７図及び第８図に示すように、下
端に回転駆動されるナツト保持部２２を有するナツト支
持アーム２と、ナツト支持アーム２から一定間隔離れた
位置に設けられたボルト送り部材３と、ボルト送り部材
３に隣接した位置において前記ナツト支持アーム２に対
向して設けられ、下端にナツト把握部２３を有するナツ
ト用アーム４とから構成されている。

ナツト支持アーム２はスライド座板２１に懸架されたス
ライド体２４に突設して構成され、シリンダ２５により
スライド座板２１に対し水平移動するように設けられて
いる。ナツト保持部２２は、中心部にナツトを収容する
六角のナツト孔２９が形成され、その内面には、当該ナ
ツト孔２９に収容されたナツトを脱落しないよう保持す
るために１つおきに弾性部材５が接着されている。この
ナツト支持アーム２は、ボルトに対してナツトを固定保
持することが目的なので、ナツト保持部２２はナツトを
回転させる構造にはなっておらず、また駆動部材に連結
されていない。

一方、ボルト送り部材３は、スライド体２４に懸架され
た移動体３ｏに取り付けられ、この移動体３０はシリン
ダ３１によりスライド体２４に対して水平移動されるよ
うになっている。このボルト送り部材３は、移動体３０
の下面からほぼ１２０度の等角度間隔をおいて垂下して
取り付けられた３本のシャフト部材３２（各々３２ａ、
３２ｂ、３２ｃに分かれている）と、各シャフト部材３
２ａ、３２ｂ、３２ｃの先端部分に取り付けられた回転
ローラ（各々３３ａ、３３ｂ、３３ｃに分かれている）
とから成る。シャフト部材３２ａ、３２ｂ、３２Ｃの上
端部分には、第９図に示すように、駆動部材としての油
圧モータ３４と、この油圧モータ３４の動力を各回転ロ
ーラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃに伝える動力伝達部材とし
てのフレキシブルシャフト３８ｂ、３８ｃが設けられ、
この油圧モータ３４の駆動及び動力伝達部材の作動によ
って回転ローラ３３ｂ、３３ｃは回転せしめられる。回
転ローラ３３ａには駆動源はなく自由に回転できる状態
となっている。またこれらの回転ローラ３３ａ、３３ｂ
、３３ｃはゴムその他の比較的弾性に富み摩擦係数の大
きな材料か０ ら成り、それぞれが、その間にボルトを挟持して回転す
るとボルトを中心軸の周りに回転させながら送り出すよ
う位置及び向きが設定されている。

さらに、回転ローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃのうち回転
ローラ３３ａは設置位置が固定されているが、他の回転
ローラ３３ｂ、３３ｃは間隔が可変されるようになって
いる。この回転ローラ３３ｂ、３３ｃの間隔を可変でき
るようにするため、油圧シリンダ３７．３７′が設置さ
れている。

さらに、ナツト用アーム４は、前記ボルト送り部材３に
隣接して、スライド体２４に懸架された移動体３０に取
り付けられ、ボルト送り部材３と同様シリンダ３１によ
りスライド体２４に対し水平移動するように設けられて
いる。スライド体２４の端部には、軸２６を回転駆動す
るナツト駆動部材としての油圧モータ２７が設けられ、
軸２６の回転はナツト用アーム４の中に組み込まれた動
力伝達部材としての歯車列２８を介してナツト把握部２
３を回転駆動するようになっている。ナツト把握部２３
は、前記ナツト支持アーム２のナラ１ ト保持部２２と同様、中心部にナツトを収容する六角の
ナツト孔が形成され、その内面には、当該ナツト孔に収
容されたナツトを脱落しないよう把握するために弾性部
材が接着されている。

こうして、ナツト支持アーム２とナツト用アーム４とは
、対向して配置され、それぞれ独立して近接、隔離する
ことができるようになっている。

さらにボルト送り部材３とナツト用アーム４とは、移動
体３０の上でそれぞれ独立して作動位置へ移動、離脱す
ることができるようになっている。或いは、ボルト送り
部材３とナツト用アーム４とは、移動体３０に対して着
脱自在とし、ボルト送り動作時はボルト送り部材３を装
着する一方、ナツト締め付は時はナツト用アーム４を装
着するようにしてもよい。そして、ナツト支持アーム２
、ナツト用アーム４とボルト送り部材３とにより、ナツ
ト供給装置７からナツトを取り出し、ボルト締結部６を
所望の位置に移動させて、ボルト締結を行なうことがで
きる。

かかる構成を有するセグメントのボルト締結装置　２ 置の動作について以下説明する。

装置本体１をエレクタハンド８の円弧部９に沿って移動
させ、エレクタハンド８に取り付けられたナツト供給装
置７から、ナツト支持アーム２、ナツト用アーム４のナ
ツト保持部２２や把握部２３とによりナツト３６．３６
°を把握して取り出す。ここでは、ボルト３５には棒体
の両端にねじが切られた無頭タイプのボルトがあらかじ
めセグメント内にセットされている。

それから、ボルト締結部６を各方向に移動させて、把握
したナツトを締結すべきセグメントのボルト孔の所に位
置させる。この場合、あらかじめセグメント内にセット
されているボルト３５は、その胴体中間部分を両側から
回転ローラ３３によって挟持された状態でシャフト部材
３２に支持される。次に、ボルト送り部材３に作動連結
された油圧モータ３４を作動させる。これにより、第１
０図に示すように、３個で１組になった回転ローラ３３
ａ、３３ｂ、３３ｃがそれぞれ決められた方向へ回転し
、ボルト３５を中心軸周りに回３ 転させながら反対側のボルト孔へ向けて進行させこれに
差し込む。ボルト孔の反対側では、ナツト支持アーム２
がナツト保持部２２にナツト３６を保持した状態でセッ
トされており、前記ボルト３５が送られてくるのを待つ
。そして、このボルト３５がナツト保持部２２に到達す
ると同時に、ボルト３５はそれ自身の回転によってナツ
ト３６にねじり込み締め付ける（第１１図）。

ボルト３５がボルト孔に充分挿入され且つナツト３６が
ボルト３５に対して一定の強さまで締め付けられると、
−旦このねじ込みは休止せしめられ、ボルト送り部材３
がボルト３５から解除され且つ離脱せしめられる。次い
で、ボルト送り部材３により支持されていた側のボルト
端部にもう１つのナツト３６゛を把握したナツト用アー
ム４がセットされ、油圧モータ２７を駆動させる。する
と、油圧モータ２７の動力は歯車列２８を介してナツト
用アーム４のナツト把握部２３に伝えられ、ナツト３６
“を回転させてボルト３５にねじ込み締め付ける（第１
２図）。このときボルト３４ ５の反対側の１ｗ部では、先に１つめのナツト３６を保
持しこのナツト３６のねじ込みを行なった第１のナツト
支持用アーム２がセットされたままの状態になっている
。それによりボルト３５は回転方向に対して固定支持さ
れる。したがって、第２のナツト用アーム４によってね
じ込みが行なわれている間はボルト３５はナツトと共回
りせず、ボルトの締め付けは確実に行なわれる。

なお、ボルト締結部６は装置本体１と共に、少なくとも
１組設けられているから、セグメントピースの軸方向両
端部又は円周方向両端部のボルトを同時に締め付けるこ
とができる。この場合、ボルト締結部６は旋回及び水平
移動できるようになっているので、キーセグメントのよ
うに軸に傾斜する端面にあるボルトの締め付けもできる
。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば送りボルト方式の
セグメントのボルト締結にも何ら不都合なくナツトの取
り出しからボルトの送りを経て締結までを自動化するこ
とができる。また、ボルト５ を送り出しながら回転を与え、その回転によってナツト
にねじ込めるようにしたため、ナツトを回転操作する機
構の一部が省略でき、装置の構成を簡潔にすることがで
きる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるセグメントのボルト締結装置の一
実施例の概要を示す正面図、第２図は前記実施例の側面
図、第３図は前記実施例に用いられる本体部の正面図、
第４図は前記実施例の本体部の側面図、第５図は前記実
施例の本体部の平面図、第６図は前記実施例の本体部の
底面図、第７図は前記実施例のボルト締結部の概略正面
図、第８図は第７図に示されたボルト締結部の駆動機構
系を表す断面図、第９図は前記実施例に備え付けられた
ボルト送り部材を概略的に示す図、第１０図は前記ボル
ト送り部材による作動を示す断面図、第１１図はボルト
送り部材とナツト支持アームによるナツト締め付は動作
を示す断面図、第１２図はナツト支持アームとナツト用
アームによるナツト締め付は動作を示す断面図である。 ６ １・・・装置本体　　　２・・・ナツト支持アーム３・
・・ボルト送り部材　　４・・・ナツト用アーム６・・
・ボルト締結部　７・・・ナツト供給装置８・・・エレ
クタハンド　　９・・・円弧部 ２２・・・ナツト保持部　　２３・・・ナツト把握部２
７・・・油圧モータ（ナツト駆動部材）２８・・・歯車
列（動力伝達部材） ３２・・・シャフト部材　　３３・・・回転ローラ３４
・・・油圧モータ（駆動部材）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エレクタハンドの円弧部に沿って移動可能に設けられた
   装置本体と、 装置本体に、上下、旋回及び水平運動可能に取り付けら
   れ下端にナット保持部を有するナット支持アームと、 装置本体に、上下運動、旋回運動及び水平運動可能に設
   けられたボルト送り部材と、 ボルト送り部材を駆動する駆動部材と、 装置本体に、前記ボルト送り部材に隣接して上下運動、
   旋回運動及び水平運動可能に設けられ、且つ下端にナッ
   ト把握部を有するナット用アームと、 ナット用アームに把握されたナットを回転駆動するナッ
   ト駆動部材と、 ナット駆動部材の駆動力をナットに伝える動力伝達部材
   と、 を備え、 前記ボルト送り部材は、装置本体の取付部から垂下され
   、それぞれが平面上でほぼ１２０度間隔に配置された３
   本のシャフト部材と、 各シャフト部材の先端部分に取り付けられ、シャフト部
   材間にボルトを挟持してシャフト部材と共に回転しボル
   トをねじ送り運動させる回転ローラと、から構成される
   ボルト締結装置のボルト送り出し機構。