JPH0364258B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は連結すべきフランジに予め相対向して
設けられたボルトとナツトを自動的に螺合させる
ためのボルト自動締結機に用いるナツト回転装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

たとえば、シールド掘進機を推進させてトンネ
ルにセグメントを組み付け覆工を完成させるとき
には、組み付けられるセグメント端面のフランジ
同士をボルトとナツトで締結させて行くが、従
来、かかるセグメントの組み付けの如き挟隘スペ
ースでボルト締結を自動的に行うようにした装置
はなく、専ら人手によつてボルト締結作業を行つ
ていた。

そこで、最近、連結すべきフランジ部に予め相
対向して設けられたボルトとナツトとに係合し、
ナツトを回転させつつボルトをナツトの方向へ横
送りしてボルトとナツトを自動的に螺合締結する
ようにしたボルト自動締結機が考えられている。
すなわち、上記したボルト自動締結機は、第３図
乃至第５図に示す如き構成としてある。図では、
セグメント同士の結合に適用した場合について示
している。セグメント１の周縁部にフランジ孔３
を設けて形成したフランジ２にボルト孔４を形成
し、フランジ２のうち、一方のフランジ２ａに台
座７を介して把持部５ａが回転自在に予め取り付
けられたナツト５と他方のフランジ２ｂに板ばね
からなる保持具８を介してその軸心方向に移動自
在に予め取り付けられたボルト６とが対向させて
ある。ボルト締結機は、上記ボルト６とナツト５
に係合してナツトを回転させつつボルト６を軸送
りしてフランジ２ａ，２ｂ相互を締結するため
に、フランジ２より離間してボルト６と平行に支
持されたガイドフレーム９を有し、このガイドフ
レーム９には先端部をフランジ２方向に延出させ
たボルト係合腕１０とナツト係合腕１１がガイド
フレーム９に沿つて近接離間移動自在に設けられ
ている。図示例では、第３図、第４図に示す如く
ガイドフレーム９は４本のロツド１２を上下及び
左右に適宜間隔を隔てて平行に配置してなり、こ
れらロツド１２の両端部が架台１３の両脚部１３
ａ，１３ｂに固定されている。架台１３は上記係
合腕１０，１１をそれぞれ移動操作する係合腕移
動手段たるシリンダ１４，１５を据付けるための
もので、長手方向両端部に平板状の脚部１３ａ，
１３ｂが設けられている。

上記係合腕１０，１１の基端部にはガイドフレ
ーム９のロツド１２を挿通させるガイド孔１６が
形成されると共に、作動杆１０ａ，１１ａが上記
架台１３を貫通すべく上方へ延出して一体的に設
けられている。したがつて、上記架台１３にはこ
れを貫通した作動杆１０ａ，１１ａの移動を許容
するための案内溝１７が長手方向に沿つて形成さ
れている。更に、それぞれの作動杆１０ａ，１１
ａには架台１３上にブラケツト１８を介してそれ
ぞれ固定したシリンダ１４，１５のピストンロツ
ド１４ａ，１５ａの先端部が連結されており、も
つてシリンダ１４，１５の駆動により係合腕１
０，１１をそれぞれ移動操作できるようになつて
いる。

上記係合腕１０，１１の相対向した先端部にお
いて、一方の先端部には上記ボルト６の頭部６ａ
にその回転を規制すべく着脱自在に係合するボル
ト係合孔１９が形成され、他方の先端部には上記
ナツト５にこれを回転すべく着脱自在に係合する
ナツト回転具２０が設けられている。ナツト回転
具２０は第５図に示す如く幅方向中央に外歯歯車
部２０ａを有する従動歯車からなり、軸芯部にナ
ツト５を係合させるソケツト部２０ｂが形成され
ている。このナツト回転具２０を取付けるナツト
係合腕１１はギヤケーシングを構成しており、先
端部に軸受２１を介してナツト回転具２０を回転
自在に内蔵している。ナツト係合腕１１の基端部
には、ナツト回転具２０を回転駆動する回転駆動
手段として、回転軸２１ａに駆動歯車２２を固定
したモータ２３が固定され、その駆動歯車２２は
ナツト係合腕１１内に軸受２４を介して回転自在
に支持されている。

又、ナツト係合腕１１の駆動歯車２２とナツト
回転具２０との間には両者に噛合する中間歯車２
５が軸受２６を介して回転自在に取付けられてい
る。

なお、架台１３の一方の脚部１３ａには上記モ
ータ２３との干渉を避けるためにモータ挿通窓２
７が形成されている。又、架台１３の他方の脚部
１３ｂは上記構成のボルト自動締結機をシールド
掘進機のエレクタ等に据付けるための支持台２８
に固定される。

上記構成としてあるボルト自動締結機によりボ
ルト締結を行う場合は、ボルト自動締結機全体を
セグメント１に接近させて、ボルト係合孔１９を
有するボルト係合腕１０及びナツト係合腕１１の
先端部をセグメント１のそれぞれのフランジ孔３
に挿入しボルト係合孔１９の軸芯をボルト６の軸
芯に合わせる。次いで、ボルト係合腕１０及びナ
ツト係合腕１１をそれぞれのシリンダ１４，１５
の駆動によつて互に接近させ、ボルト６の頭部６
ａをボルト係合孔１９に、且つナツト５をナツト
回転具２０のソケツト部２０ｂにそれぞれ係合さ
せる。この場合、予めボルト６の頭部６ａをボル
ト係合孔１９の形状に一致させた状態に保持具８
により固定しておくと共に、ナツト回転具２０を
低速回転させつつナツト５に押付けることによ
り、それぞれを係合させることができる。

次に、モータ２３の駆動により駆動歯車２２、
中間歯車２５を介してナツト回転２０を回転さ
せ、この状態でシリンダ１４の駆動によりボルト
係合腕１０を介してボルト６をナツト５方向へ保
持具８の弾発力に抗して軸送りさせる。これによ
つて、ボルト６は回転するナツト５に接近し、ナ
ツト５と螺合することになり、一定の締付トルク
にてセグメント１のフランジ２ａ，２ｂ相互を締
結することになる。ボルト締結が完了したならば
モータ２３の電源を切り、ボルト係合腕１０及び
ナツト係合腕１１をシリンダ１４，１５の駆動に
より相互に離間させてボルト６の頭部６ａ及びナ
ツト５に対する係合を解き、ボルト自動締結機全
体をセグメント１より引き離せばよい。

〔発明が解決しようする問題点〕

上述したように、最近考えられているボルト自
動締結機は、ナツトを自動的に回転させ且つボル
トを自動的に移動させて当該ボルトとナツトを自
動的に螺合させ、連結すべきフランジを容易にボ
ルト締結できるのであるが、ナツト回転具２０
は、歯車部２０ａとソケツト部２０ｂとが一体構
造としてあるため、ナツト５の軸芯がソケツト部
２１ｂの軸心よりずれていると、ソケツト部２１
ｂにナツト５が入りにくいことが考えられる。

そこで、本発明は、前記した最近考えられてい
るボルト自動締結機の性能をより高めるため、ナ
ツト回転具の部分に改良を加え、ナツトの軸心が
ずれていてもソケツト部へ入り易くしてボルトと
ナツトの自動的な締結を確実に行えるようにしよ
うとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ケーシング内に回転自在に収納され
たソケツト部回転用歯車の内側に、軸線延長方向
一端に向つて開口する空洞を形成し、該空洞内
に、軸線延長方向一端がナツトに外嵌可能なソケ
ツト部を〓間を設けて同軸に嵌め込み、前記ソケ
ツト回転用歯車とソケツト部との間に、ソケツト
回転用歯車とソケツト部が軸線方向に互いに離反
するように付勢するスプリングを介在させ、且つ
上記ソケツト部に回転方向が一体となるよう係合
させたユニバーサルジヨイントを、上記歯車に揺
動自在に且つ一体として回転できるように係合さ
せることによつて、ソケツト部を歯車に支持させ
た構成とする。

〔作 用〕

ソケツト部はユニバーサルジヨイントを介して
ソケツト部回転用歯車に支持されているので、ソ
ケツト部は、ユニバーサルジヨイントを介して揺
動できる。したがつて、ナツトがソケツト部を押
せば、ユニバーサルジヨイントが傾動し、円錐コ
イルばねが変形してソケツト部が変位し、ナツト
と適合できるようになる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図に示す如く、ケーシング（たとえば、第
３図のナツト係合腕１１）３０内に、外周に歯３
２を刻設し且つ内部を空洞として段差部３３及び
ストツパ３４を後端寄りに設けたソケツト部回転
用歯車３１を軸受３５を介して回転自在に収納
し、該歯車３１内の上記段差部３３よりも前方の
開口部３６に、前端内周にテーパ部３８を有し且
つ外径を上記歯車３１の開口部３６との間に所要
の隙間が形成されるよう該開口部３６の内径より
も小さい寸法としてその外周部に段差部３９を設
けたソケツト部３７を嵌入位置させる。上記歯車
３１内部の段差部３３とソケツト部３７の段差部
３９のとの間には、円錐コイルばね４０を介在さ
せ、常時は円錐コイルばね４０によりソケツト部
３７がセンタリングされ、ソケツト部３７のテー
パ部３８に外圧が作用すると円錐コイルばね４０
が変形できるようにしてある。上記ソケツト部３
７の後端部には、ユニバーサルジヨイント４１の
一端部を、揺動自在に且つ回転は一緒に行われる
よう係合させると共に、該ユニバーサルジヨイン
ト４１の他端部を前記歯車３１の後端部に揺動自
在に且つ回転は一緒に行われるよう係合させ、ユ
ニバーサルジヨイント４１の中間部分の凹所に歯
車３１内部のストツパ３４が位置し、歯車３１と
ソケツト部３７との間でのユニバーサルジヨイン
ト４１の動きを規制できるようにする。４２はナ
ツトである。

ケーシング３０とナツト４２とが相対変位して
ソケツト部３７がナツト４２に係合する状態にお
いて、ソケツト部の軸芯とナツト４２の軸芯がず
れている場合は、ソケツト部３７のテーパ部３８
がナツト４２の外径部に当る。なおもソケツト部
３７がケーシング３０とともにナツト４２の方向
へ移動すると、テーパ部３８がナツト４２の外径
部に押されることになる。テーパ部３８がナツト
４２の外径部で押されると、ユニバーサルジヨイ
ント４１が第２図に示す如く傾くと共に円錐コイ
ルばね４０が変形してソケツト部３７が平行移動
する。これによりナツト４２とソケツト部３７の
軸芯が一致してソケツト部３７がナツト４２に適
合し、係合されることになる。

本発明のナツト回転装置は、第３図乃至第５図
に示したボルト自動締結機におけるナツト回転具
２０に代えて用いることによりボルト自動締結機
として実施できる。ソケツト部３７がナツト４２
に嵌合した後、歯車３１を回転すると、ユニバー
サルジヨイント４１を介してソケツト部３７が回
転させられることになる。

なお、第３図乃至第５図は、被締結物としてセ
グメント１を対象とし、このセグメントのボルト
締結を行うボルト自動締結機に本発明のナツト回
転装置を適用して実施させる場合を示したが、セ
グメント以外の被締結物の締結に用いる締結機に
適用できることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明のナツト回転装置によ
れば、ソケツト部がユニバーサルジヨイントを介
して変位できるようにしてあるので、ナツトの軸
芯とソケツトの軸芯が不一致の場合でもナツトが
ソケツト部に当ることにより自動的にソケツト部
が移動してナツトに適合でき、ソケツト部とナツ
トとの嵌合を容易に行わせることができ、ボルト
自動締結機に適用した場合に被締結物の自動的な
ボルト締結がより確実に行われることになる。

また、ソケツト回転用歯車内にソケツト部を内
装しているので、装置の軸線方向の寸法を小さく
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のナツト回転装置の切断平面
図、第２図はソケツト部が移動したときの状態を
示す断面図、第３図は最近考えられているボルト
自動締結機の一部切断側面図、第４図は第３図の
平面図、第５図は第４図のＡ−Ａ断面図である。 ５はナツト、６はボルト、１０はボルト係合
腕、１１はナツト係合腕、３０はケーシング、３
１はソケツト部回転用歯車、３７はソケツト部、
４０は円錐コイルばね、４１はユニバーサルジヨ
イントを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ケーシング内に回転自在に収納したソケツト
   部回転用歯車の内側に、軸線延長方向一端に向つ
   て開口する空洞を形成し、該空洞内に、軸線延長
   方向一端がナツトに外嵌可能なソケツト部を〓間
   を設けて同軸に嵌め込み、前記ソケツト回転用歯
   車とソケツト部との間に、ソケツト回転用歯車と
   ソケツト部が軸線方向に互いに離反するように付
   勢するスプリングを介在させ、且つ上記ソケツト
   部に揺動自在に且つ一体に回転できるよう係合さ
   せたユニバーサルジヨイントを、上記歯車にも揺
   動自在に且つ一体に回転できるよう係合させたこ
   とを特徴とするボルト自動締結機に用いるナツト
   回転装置。