JPH0613796Y2 - シリンダ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、シリンダ装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、ワークに対して所定の部品を取付けるための
装置、例えば、ワークにボルトを締結固定するボル締付
装置では、先端部にソケット部を備え、該ソケット部を
上記ボルトの頭部に嵌合させてソケット部をねじの締付
方向に回転させることによりボルトを締付けるようにし
たナットランナを設け、このナットランナを、ボルト供
給時には下降させ、ボルト締付時には上昇させるように
している。そして、上記ナットランナを昇降移動させる
ためにシリンダ装置が用いられている。

このシリンダ装置としては、流体の圧力を利用してピス
トン軸を移動させる流体駆動式のシリンダ装置が一般に
良く知られている（例えば、実開昭５９−１６６０７０
号公報参照）。

そして、従来の流体駆動式のシリンダ装置では、周知の
ように、シリンダ内を２室に区画するとともに流体圧力
を直接に受けるピストン部材をピストン軸に固定して設
け、上記２室に区画されたシリンダ室の一方に流体圧力
を導入することにより上記ピストン部材を加圧し、この
ピストン部材に加わる圧力によりピストン軸をシリンダ
内で移動させるようにしている。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、前記したようなボルト締付装置では、該締付
装置とワークとの位置ずれ等に起因するボルトの中心軸
とナットランナの中心軸との位置のずれや傾きなどのた
めに、ソケット部とボルト頭部とが若干傾いた状態で嵌
合し、この状態のままボルトを締付けると、締付作業終
了後にソケット部をボルト頭部から離脱させる際に、ソ
ケット部がボルト頭部に喰付いて通常のピストン軸の動
作力では離脱が困難となり、この離脱を行うのに手間が
かかるために、ボルト締付作業の作業能率が低下すると
いう問題がある。

この作業能率の低下を防止するため、上記シリンダの出
力を増大させてピストン軸の動作力を大きくすることが
考えられるが、この場合には、流体加圧用のコンプレッ
サあるいはポンプ等の加圧手段の圧力を高くするか、或
いは、シリンダ室の受圧面積を大きくするなど大幅な設
備変更を必要とするので、設備費が高くつくという問題
がある。

［考案の目的］ この考案は、上記問題点に鑑みてなされたもので、ピス
トンに対する動作力を大きくする必要なしに、喰付き状
態のソケット部を部品（例えばボルト）から容易に離脱
させることができるシリンダ装置を提供することを目的
とする。

［問題点を解決するための手段］ このため、この考案は、ボルト類を嵌合保持するソケッ
ト部を備えたナットランナを進退動させるシリンダ装置
であって、上記ナットランナに連結されるとともにシリ
ンダ内を移動するピストン軸と、上記シリンダ内を２室
に区画するとともに上記ピストン軸に対して摺動自在に
設けられたピストン部材と、上記ナットランナの作動状
態に応じて切換制御される切換弁を介してシリンダ内に
流体を供給することにより上記ピストン部材を作動させ
る流体供給手段とを備えるとともに、上記ピストン軸に
対して上記ピストン部材の摺動範囲を規制する規制部を
設け、上記ナットランナをボルト類の締付位置から後退
させるべく上記ピストン軸を作動させる際には、上記切
換弁の切換速度を比較的速くする一方、上記ナットラン
ナを上記締付位置に前進させるべく上記ピストン軸を作
動させる際には、上記切換弁の切換速度が比較的遅くな
るように設定したことを特徴としたものである。

［考案の効果］ この考案によれば、シリンダ装置において、シリンダ内
を２室に区画して流体圧力を直接に受けるピストン部材
をピストン軸に対して摺動自在に設けるとともに、該ピ
ストン軸に上記ピストン部材の摺動範囲を規制する規制
部を設けたので、シリンダ作動時に、シリンダ室に流体
を供給することにより上記ピストン部材に流体圧力を作
用させて該ピストン部材を上記規制部に衝突させること
ができ、このことにより、ナットランナに連結されたピ
ストン軸に衝撃力を加えることができる。

このとき、上記ナットランナをボルト類の締付位置から
後退させるべく上記ピストン軸を作動させる際には、上
記切換弁の切換速度が比較的速くなるように設定したの
で、ピストン軸に与える衝撃力を比較的大きくすること
ができ、ソケット部がボルト類の頭部に喰付いた場合で
も、容易に離脱させることができる。一方、ナットラン
ナを上記締付位置に前進させるべくピストン軸を作動さ
せる際には、上記切換弁の切換速度が比較的遅くなるよ
うに設定したので、不要な衝撃力を与えることを防止
し、打撃音および振動等の発生を抑制することができ
る。

そして、流体加圧手段の高圧化、或いはシリンダの大型
化などの大幅な設備変更による設備費の大幅な上昇を招
くことなく、上記衝撃力のハンマ効果により、喰付き状
態にある上記ナットランナのソケット部を、上記ボルト
類から容易に離脱させることができ、ボルト締付作業の
作業能率の低下を防止することができる。

［実施例］ 以下、この考案の実施例を、添付図面に基づいて詳細に
説明する。

第２図に示すように、本実施例に係るボルト締付装置１
は左右２本のナットランナ２，２を備え、ワークＷに対
して２箇所同時にボルト締付作業を行なうことができる
ようになっている。上記ボルト締付装置１は、上記ナッ
トランナ２，２の構造、作動、装置１への取付構造、及
び昇降機構などについて、左右それぞれ同一の構成を有
し、同一の作動を行なうので、以下、上記装置１の左側
部分にみについて説明し、右側部分については、左側部
分と同一のものに同一の符号を付して、これ以上の説明
は省略する。

上記ボルト締付装置１は、第２図に示すように、固定フ
レーム３を備え、該固定フレーム３の下部外方には、固
定フレーム３に固着されたフランジ部材４を介してシリ
ンダ装置５が取付けられている。ナットランナ２は、取
付部材６に固定されて上記固定フレーム３の内方に配置
されている。上記取付部材６は、外方に伸長する支持部
材７に固着され、該支持部材７にはブッシュ８が取付け
られている。上記シリンダ装置５のピストン軸３１の上
端部は上記ブッシュ８に固着されており、従って、ナッ
トランナ２は、取付部材６、支持部材７及びブッシュ８
を介して上記ピストン軸３１により支持され、該ピスト
ン軸３１の上下動に伴って昇降動作を行うようになって
いる。

上記固定フレーム３の内方側部には、第３図に詳しく示
すように、２枚の案内板１７，１７が上下方向に互いに
平行に配設され、取付部材６の外方の上下にそれぞれ固
着された突起部１８，１８が上記２枚の案内板１７，１
７の間に位置している。上記突起部１８，１８が上記案
内板１７，１７にガイドされながら上下動することによ
り、上記取付部材６、従ってナットランナ２が安定した
昇降動作を行うことができるようになっている。

また、固定フレーム３の上方には、ナットランナ２に対
するガイド部材２１が設けられており、上記ナットラン
ナ２は、ボルト締付作業を行うために上昇する際には、
上記ガイド部材２１に穿設されたガイド穴２１ａを貫挿
して上昇し、ワークＷに対して所定の位置に位置決めさ
れるようになっている。

一方、上記固定フレーム３の外方側部には、該フレーム
３の上面部３ａからフランジ部材４にわたって側板９が
固着され、該側板９には、上から順に、上部スイッチ取
付部材１１を介して上端位置検出リミットスイッチ１
３、下部スイッチ取付部材１２を介して中間位置検出リ
ミットスイッチ１４及び下端位置検出リミットスイッチ
１５がそれぞれ取付けられている。これらの位置検出リ
ミットスイッチ１３，１４，１５と組み合わされる位置
検出部材１６は、支持部材７の端部近傍に締結固定され
ている。

上記のように構成されたボルト締付装置１の作動につい
て、以下説明する。

搬送装置（不図示）により搬送されてきたワークＷが、
上記ボルト締付装置１の上方の所定の位置にセットされ
ると、シリンダ装置５が駆動されてピストン軸３１が上
昇する。このピストン軸３１の上昇に伴って、支持部材
７、取付部材６及びナットランナ２が、第３図において
一点鎖線で示した下端位置から上昇する。

そして、ナットランナ２が所定の中間位置に達すると中
間位置検出リミットスイッチ１４がこれを検知し、該リ
ミットスイッチ１４からの命令信号によりシリンダ装置
５の駆動が一旦停止され、ナットランナ２は所定の中間
位置で一旦停止する。この位置において、ボルト供給装
置（不図示）により、ワークＷに締付けるべきボルトＢ
が供給される。該ボルトＢは、ナットランナ２の回転軸
2bの上端部に固着されたソケット部2cに、その頭部Baを
嵌合させることにより該ソケット部2cに保持される。

上記ボルトＢの供給が終わると、シリンダ装置５は再び
駆動されてピストン軸３１が中間位置から更に上昇し、
所定距離だけ上昇して支持部材７に固定された位置検出
部材１６が、図において実線で示すように、上端位置に
達すると上端位置検出リミットスイッチ１３がこれを検
知し、該リミットスイッチ１３からの命令信号によりシ
リンダ装置５の駆動が停止され、ピストン軸３１は静止
する。

ナットランナ２は、上記ピストン軸３１が静止すること
により、本体部2aが所定の上下方向位置に位置決めされ
るとともに、回転軸2bが回転駆動され、該回転軸2bの先
端部に固着されたソケット部2cに保持されたボルトＢを
ワークＷの所定箇所に締付ける。このとき、回転軸2b
は、ボルトＢを締付ける方向に回転しながら、ボルトＢ
の座面がワークＷの表面に当接するまで上昇する。そし
て、ボルトＢの座面とワークＷの表面とが当接した後、
上記ボルトＢがワークＷに対して所定のトルクで締付け
られるまで回転する。尚、上記ナットランナ２の構造及
び作動機構については、従来より良く知られているので
図示とこれ以上の説明は省略する。

上記のようにしてボルトＢをワークＷに締付ける作業が
終了すると、シリンダ装置５が駆動されてピストン軸３
１が下降し、図において一点鎖線で示すように、位置検
出部材１６が下端位置に達すると下端位置検出リミット
スイッチ１５がこれを検知し、該リミットスイッチ１５
からの命令信号によりシリンダ装置５の駆動が停止さ
れ、ボルトＢの締付作業の１サイクルが終了する。

ところで、本実施例に係るシリンダ装置５では、ボルト
ＢのワークＷに対する締付作業が終了した後、ナットラ
ンナ２を下降させる際に、ボルトＢの頭部Ｂａとソケッ
ト部2cとが喰付き状態になった場合、該ソケット部2cを
上記ボルト頭部Ｂａから容易に離脱させるために、ピス
トン軸３１に衝撃力を加えることができるようになって
いる。

以下、上記シリンダ装置５について説明する。

第１図に示すように、本実施例に係るシリンダ装置５
は、ボルト締付装置１の固定フレーム３に固着されたフ
ランジ部材４と組み合わされる取付フランジ部２６を有
する上部カバー２７と、該上部カバー２７の下部に組み
付けられる中空円筒上の円筒部材２８と、該円筒部材２
８の下端部に固着された下部カバー２９とで構成される
シリンダ本体２５と、上記上部カバー２７を貫挿して上
記シリンダ本体２５内を上下動するピストン軸３１と、
該ピストン軸３１の下端部に嵌合されるとともにナット
３２によりピストン軸３１に締付固定されたスリーブ３
３と、該スリーブ３３に嵌合されて該スリーブに対し
て、すなわち、上記ピストン軸３１に対して摺動自在に
設けられた鉄製のピストン部材３４とを備えている。

上記シリンダ本体２５内の流体が外部に漏洩することを
防止するために、上記上部カバー２７と円筒部材２８と
の間にはＯ−リング３０が装着される一方、上部カバー
２７と上記ピストン軸３１との間にはパッキン３５及び
Ｏ−リング３６が装着されている。

また、上記ピストン部材３４には、その外周部に、該ピ
ストン部材３４の外周部と円筒部２８の内周部とを気密
にシールするＯ−リング３７が装着される一方、その内
周部に、ピストン部材３４の内周部とスリーブ３３の外
周部とを気密にシールするＯ−リング３８が装着されて
おり、上記ピストン部材３４は、シリンダ本体２５内の
空間部を上部シリンダ室４１と下部シリンダ室４２とに
区画している。

上記スリーブ３３の上下の端部には環状のつば部４３，
４４がそれぞれ設けられ、これらのつば部４３，４４は
ピストン部材３４が上下に摺動する際にその摺動範囲を
規制するための上部ストッパ４３及び下部ストッパ４４
として、それぞれ作用するようになっている。

また、上記上部カバー２７には上部シリンダ室４１に開
口するとともに上部三方電磁弁４７の第１接続口４７ａ
に接続される上部エア通路４５が設けられる一方、下部
カバー２９には下部シリンダ室４２に開口するとともに
下部三方電磁弁４８の第１接続口４８ａに接続される下
部エア通路４６が設けられている。上記三方電磁弁４
７，４８は、その第２接続口４７ｂ，４８ｂがエアコン
プレッサ４９に接続されるとともに、第３接続口４７
ｃ，４８ｃは外部（大気）に開口されている。これら電
磁弁４７，４８は、それぞれ、ボルト締付装置１に設け
られた上端位置検出リミットスイッチ１３、中間位置検
出リミットスイッチ１４及び下端位置検出リミットスイ
ッチ１５からの命令信号により切換制御されるようにな
っている。

そして、ピストン軸３１を、第１図において破線で示し
た下端位置から上昇させる場合には、上部三方電磁弁４
７の第１接続口４７ａと第３接続口４７ｃとを連通させ
ることにより上部シリンダ室４１内のエアを外部（大
気）に放出させて圧力を低下させる一方、下部三方電磁
弁４８の第１接続口４８ａと第２接続口４８ｂとを連通
させることにより下部シリンダ室４２内にエアコンプレ
ッサ４９の圧力を導入し、この圧力によりピストン部材
３４を加圧して上昇させ、該ピストン部材３４を上部ス
トッパ４３に当て止めた後、スリーブ３３を介してピス
トン軸３１を上昇させる。

また、ピストン軸３１を、第１図において一点鎖線で示
した上端位置から下降させる場合には、下部三方電磁弁
４８の第１接続口４８ａと第３接続口４８ｃとを連通さ
せることにより下部シリンダ室４２内のエアを外部（大
気）に放出させて下部シリンダ室４２の圧力を低下させ
る一方、上部三方電磁弁４７の第１接続口４７ａと第２
接続口４７ｂとを連通させることにより上部シリンダ室
４１内にエアコンプレッサ４９の圧力を導入し、この圧
力によりピストン部材３４を加圧して下降させ、該ピス
トン部材３４を下部ストッパ４４に衝突させた後、スリ
ーブ３３を介してピストン軸３１を下降させるようにな
っている。

そして、このピストン軸３１を下降させる際には、上下
の三方電磁弁４７，４８の切換速度を比較的早くするこ
とにより、ピストン部材３４を急激に加圧してその下降
速度を比較的大きくし、上記ピストン部材３４が下部ス
トッパ４４に着座する際に、該下部ストッパ４４を介し
てピストン軸３１に比較的大きな衝撃力を加えることが
できる。

また、ピストン軸３１を上昇させる際には、上記三方電
磁弁４７，４８の切換速度を比較的遅くして、ピストン
部材３４が上記ストッパ４３に衝突するときの速度を小
さくすることにより、不要な衝撃力をボルト締付装置１
に与えることを防止することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、シリンダ装置
５において、シリンダ本体２５内を２室４１，４２に区
画してエア圧力を直接に受けるピストン部材３４をピス
トン軸３１に対して摺動自在に設けるとともに、該ピス
トン軸３１に固定されたスリーブ３３に上記ピストン部
材３４の摺動範囲を規制するストッパ４３，４４を設け
たので、シリンダ装置５を作動させてピストン軸３１を
下降させる際に、上部シリンダ室４１にエア圧力を導入
する一方、下部シリンダ室４２のエアを外部（大気）に
放出することにより、上記ピストン部材３４を加圧して
下部ストッパ４４に衝突させることができ、従って、ボ
ルト締付装置１の支持部材７、取付部材８及びナットラ
ンナ２の本体部２ａなどを介してソケット部2cと係合す
るピストン軸３１に衝撃力を加えることができる。この
ようにして、上記ピストン軸３１は、鉄製で重量のある
ピストン部材３４が下部ストッパ４４に衝突することに
より生じる衝撃力を受け、このときのハンマ効果によ
り、ボルト締付装置１のソケット部2cは、ボルトＢの頭
部Ｂａに喰付いた状態であっても、容易に、該ボルト頭
部Ｂａから離脱することができる。

この結果、エアコンプレッサ４９の高圧化、或いはシリ
ンダ装置５の大型化などの大幅な設備変更による設備費
の大幅な上昇を招くことなく、ボルト締付作業の作業能
率の低下を防止することができるのである。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本考案の実施例を説明するためのもの
で、第１図はシリンダ装置の縦断面図、第２図はボルト
締付装置の正面図、第３図は取付部材のガイド部を説明
するために第２図を“Ｙ”−“Ｙ”線で切断して示した
断面説明図である。 ２…ナットランナ、2c…ソケット部、５…シリンダ装
置、６…取付部材、７…支持部材、８…ブッシュ、２５
…シリンダ本体、３１…ピストン軸、３３…スリーブ、
３４…ピストン部材、４１…上部シリンダ室、４２…下
部シリンダ室、４３…上部ストッパ、４４…下部ストッ
パ、４５…上部エア通路、４６…下部エア通路、４９…
エアコンプレッサ、Ｂ…ボルト、Ｗ…ワーク。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ボルト類を嵌合保持するソケット部を備え
   たナットランナを進退動させるシリンダ装置であって、 上記ナットランナに連結されるとともにシリンダ内を移
   動するピストン軸と、上記シリンダ内を２室に区画する
   とともに上記ピストン軸に対して摺動自在に設けられた
   ピストン部材と、上記ナットランナの作動状態に応じて
   切換制御される切換弁を介してシリンダ内に流体を供給
   することにより上記ピストン部材を作動させる流体供給
   手段とを備えるとともに、上記ピストン軸に対して上記
   ピストン部材の摺動範囲を規制する規制部を設け、上記
   ナットランナをボルト類の締付位置から後退させるべく
   上記ピストン軸を作動させる際には、上記切換弁の切換
   速度を比較的速くする一方、上記ナットランナを上記締
   付位置に前進させるべく上記ピストン軸を作動させる際
   には、上記切換弁の切換速度が比較的遅くなるように設
   定したことを特徴とするシリンダ装置。