JPH0736984B2 - 手動式ボルト締付具 - Google Patents

手動式ボルト締付具

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JPH0736984B2
JPH0736984B2 JP17210191A JP17210191A JPH0736984B2 JP H0736984 B2 JPH0736984 B2 JP H0736984B2 JP 17210191 A JP17210191 A JP 17210191A JP 17210191 A JP17210191 A JP 17210191A JP H0736984 B2 JPH0736984 B2 JP H0736984B2
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昌造 松村
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、先端に一定のトルクで
剪断されるチップを具えたボルトを締め付けるボルト締
付具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来斯種締付具として図3に示すものが
あり、該締付具はハウジング(2)内に第1段遊星歯車機
構(1)及び第2段遊星歯車機構(1a)を組込み、両遊星歯
車機構のインターナルギヤ(14)(14a)をハウジング(2)
の内面に形成する。
【0003】手動ハンドル(8)によって駆動される入力
軸(10)を第1段遊星歯車機構(1)の太陽歯車(11)に連繋
し、該遊星歯車機構の遊星歯車支持枠(13)を第2段遊星
歯車機構(1a)の太陽歯車(11a)に接続し、該歯車装置(1
a)の遊星歯車支持枠(13a)をインナーソケット(30)に、
前記ハウジング(2)をアウターソケット(40)に連繋して
いる。
【0004】インナーソケット(30)にボルトチップ(9
1)、アウターソケット(40)にナット(92)を係合し、両ソ
ケットに生じる回転反力により、ナットの締付け、及び
ボルトチップの剪断を行なうものである。
【0005】
【本発明が解決しようとする問題点】上記締付具に於て
は、以下の計算によって示すとおり、アウターソケット
(40)によるトルクT3はインナーソケット(30)によるト
ルクT2よりも小さい。入力トルクT1、ボルトチップ締
付けトルクをT2、ナット締付けトルクをT3、第1遊星
歯車機構(1)の太陽歯車(11)の回転トルクをt'1、遊星
歯車支持枠(13)の回転トルクをt'2、インターナルギヤ
(14)の回転トルクをt'3、第2遊星歯車機構(1a)の太陽
歯車(11a)の回転トルクをt1、遊星歯車支持枠(13a)の
回転トルクをt2、インターナルギヤ(14a)の回転トルク
をt3とするとして効率を無視して考えると、 t'3=t'2−t'1 …… t3=t2−t1 …… の関係が成立する。 T1=t'1 …… T2=t2…… T3=t'3+t3 …… であるから、式 を式に代入すると、 T3=(t'2−t'1)+(t2−t1) ……' 又、第1遊星歯車機構(1)の遊星歯車支持枠(13)と第2
遊星歯車機構(1a)の太陽歯車(11a)は一体に回転するた
め、 t'2=t1…… となる。 式を式'に代入すると T3=(T1−t1)+(T2−t1) =T2−T1…… となる。又、T2とT1の比を増力比Rとすると R=T2/T1 T1=T2/R…… 式を式に代入すると T3=T2−T2/R =T2・(1−1/R)…… となり、ナット締付トルクT3はボルトチップ締付トル
クT2より1/Rだけ小さく、ナット回転トルクの不足
が生じていた。換言すれば、ナットが必要トルクで締付
けられる以前にボルトチップが剪断されることになる。
このため厳密な締付けが要求される場合、ボルトチップ
剪断後、締付具を外し、トルクレンチ等の別の締付具に
よってナットだけを締め付ける追い締めが必要であり、
手間が掛った。本発明は上記問題を解決するボルト締付
具を明らかにするものである。
【0006】
【課題を解決する手段】本発明のボルト締付具は、ボル
ト先端に一定以上のトルクが掛ると剪断されるチップを
具えたボルトと該ボルトに螺合したナットを締め付ける
手動式締付具であって、ハウジング(2)内に同軸に回転
自由に配備されたインナーソケット出力ギヤ(3)及びア
ウターソケット出力ギヤ(4)の2つの出力ギヤと、両出
力ギヤ(3)(4)の軸心Aと平行する軸心B上に回転自由
に配備されインナーソケット出力ギヤ(3)に直接或は間
接的に噛合するインナーソケット入力ギヤ(5)及びアウ
ターソケット出力ギヤ(4)に直接或は間接的に噛合する
アウターソケット入力ギヤ(6)の2つの入力ギヤと、ア
ウターソケット出力ギヤ(4)に連繋されナットに係合可
能なアウターソケット(40)と、インナーソケット出力ギ
ヤ(3)から突出しアウターソケット出力ギヤ(4)の軸心
の孔(41)を回転自由に貫通した軸部(31)に突設されボル
トチップに係合可能なインナーソケット(30)と、前記入
力ギヤ(5)(6)を駆動する遊星歯車機構(1)とで構成さ
れ、遊星歯車機構(1)は遊星歯車支持枠(13)をアウター
ソケット入力ギヤ(6)に、インターナルギヤ(14)をイン
ナーソケット入力ギヤ(5)に、太陽歯車(11)に手動ハン
ドル(8)を連繋しており、 R1={(R0+1)/R0}・R2 但しR0;遊星歯車機構(1)の太陽歯車(11)とインター
ナルギヤ(14)の歯数比 R1;インナーソケット入力ギヤ(5)とインナーソケッ
ト出力ギヤ(3)の歯数比 R2;アウターソケット入力ギヤ(6)とアウターソケッ
ト出力ギヤ(4)の歯数比 となる様に各歯部の歯数を決定している。
【0007】
【作用及び効果】遊星歯車機構の入力トルクt、インタ
ーナルギヤ(14)の出力トルクTA及び遊星歯車支持枠(1
3)の出力トルクTIの関係は、効率を無視して考える
と、 TA =R0・t TI =(R0+1)・t となる。また、手動式ボルト締付具の出力トルクTB、
TNは、 TB =R1・TA TN =R2・TI である。ボルト及びナットを均等に締結するには、TB
=TNでなければならないから、 R0・R1・t=(R0+1)・R2・t となり、よって、 R1={(R0+1)/R0}・R2 となる。R0は既に分かっているから、R1をR2の(R0
+1)/R0倍になるよう各歯車の歯数を選定すればTB
=TNの出力トルクを得ることができる。これを手動式
ボルト締付具に応用し、遊星歯車機構(1)の減速比R0
に応じた、R2、R1の減速比を設定することによりボル
トとナットの締付を均等に行なうことができ、よって、
ナットの締付力が不足することによる導入軸力の不足と
いう欠点を解消できる。
【0008】
【実施例】図1に示す如く、ハウジング(2)内に同軸に
インナーソケット出力ギヤ(3)及びアウターソケット出
力ギヤ(4)の2つの出力ギヤを夫々回転自由に配備す
る。両出力ギヤ(3)(4)の軸心Aと平行する軸心B上
に、インナーソケット出力ギヤ(3)に噛合するインナー
ソケット入力ギヤ(5)及びアウターソケット出力ギヤ
(4)に噛合するアウターソケット入力ギヤ(6)の2つの
入力ギヤを夫々回転自由に配備する。アウターソケット
出力ギヤ(4)に筒部(42)を介してアウターソケット(40)
を突設する。
【0009】インナーソケット出力ギヤ(3)の軸心に軸
部(31)を突設し、アウターソケット出力ギヤ(4)の軸心
に開設した貫通孔(41)に該軸部(31)を回転自由に貫通さ
せ、該軸部の先端にインナーソケット保持筒(32)を突設
する。インナーソケット保持筒(32)には、スプライン係
合等により、該筒内をスライド可能且つ該筒と一体回転
可能にインナーソケット(30)をアウターソケット(40)と
同心に配備する。インナーソケット(30)は、保持筒(32)
に収容したバネ(33)によって飛出し方向に付勢され、ア
ウターソケット(40)に形成した抜止め段部(43)に当って
飛出しが防止されている。
【0010】アウターソケット(40)には、ナット係合部
(44)が形成され、インナーソケット(30)にはボルトチッ
プ係合部(34)が形成されている。前記インナーソケット
入力ギヤ(5)の軸心に筒軸(51)を突設し、該筒軸の先端
に遊星歯車機構(1)のインターナルギヤ(14)を突設す
る。アウターソケット入力ギヤ(6)の軸心に上記筒軸(5
1)に回転自由に貫通する軸体(61)を突設し、軸体(61)の
先端に遊星歯車支持枠(13)を突設し、該支持枠(13)に前
記インターナルギヤ(14)に噛合する遊星歯車(12)を枢支
する。
【0011】上記筒軸(51)と同心に入力軸(10)を設け、
該入力軸(10)の内端に遊星歯車機構(1)の太陽歯車(11)
を突設して前記遊星歯車(12)に噛合する。入力軸(10)の
外端にはハンドル取付部(10a)が形成され、該取付部(10
a)に手動ハンドル(8)を着脱可能或は一体に取付ける。
【0012】上記、遊星歯車機構(1)、入力ギヤ(5)
(6)及び出力ギヤ(3)(4)の歯数の関係は、 R1={(R0+1)/R0}・R 但しR:インターナルギヤ(14)の歯数/太陽歯車(11)
の歯数 R1:インナーソケット出力ギヤ(3)の歯数/インナー
ソケット入力ギヤ(5)の歯数 R2:アウターソケット出力ギヤ(4)の歯数/アウター
ソケット入力ギヤ(6)の歯数 となる様に歯数が選定されている。然して、アウターソ
ケット(40)にナット(92)、インナーソケット(30)にボル
トチップ(91)を嵌合し、ハンドル(8)側からソケット(3
0)(40)側を見て、ハンドル(8)を反時計方向に回転操作
する。
【0013】公知の如く、ハンドル(8)の回転が遊星歯
車機構(1)の各入力ギヤ(5)(6)、出力ギヤ(3)(4)を
介してインナーソケット(30)及びアウターソケット(40)
に伝達され、図1の上方向からみてインナーソケット(3
0)は反時計方向、アウターソケット(40)は時計方向に回
転し、ボルトチップ(91)に一定以上のトルクがかかると
チップ(91)が剪断され、締付けが完了する。
【0014】又、遊星歯車機構(1)の太陽歯車(11)とイ
ンターナルギヤ(14)の減速比をR0とすると、遊星歯車
機構の入力トルクt、インターナルギヤ(14)の出力トル
クTA及び遊星歯車支持枠(13)の出力トルクTIの関係
は、効率を無視すると、 TA =R0・t TI =(R0+1)・t となる。また、インナーソケットの出力トルクTB及び
アウターソケットの出力トルクTNは、 TB =R1・TA TN =R2・TI である。ボルト及びナットを均等に締結するには、TB
=TNとならねばならず、 R0・R1・t=(R0+1)・R2・t となり、よって、 R1={(R0+1)/R0}・R2 となる。
【0015】すなわち、R1をR2の(R0+1)/R0倍に
なるよう各歯車の歯数を選定すれば、アウターソケット
の出力トルクTNとインナーソケットの出力トルクTBを
均衡させることができ、本発明では、R1をR2の(R0
1)/R0倍になるよう各歯車の歯数を選定することによ
り、ボルトとナットの締付を均等に行なうことでき、よ
って、ナットの締付力が不足することによる導入軸力の
不足という欠点を解消することが出来る。
【0016】次に実際の数値の一例を示す。 R0=4(一般的な遊星歯車機構の減速比) アウターソケット出力ギヤ(4)の歯数 30 アウターソケット入力ギヤ(6)の歯数 33 とすれば R1=(4+1)/4・30/33=1.1363636
36 となる。インナーソケット出力ギヤ(3)とインナーソケ
ット入力ギヤ(5)の軸間距離をアウターソケット出力ギ
ヤ(4)のアウターソケット入力ギヤ(6)の軸間距離に一
致させる条件のなかで、インナーソケット出力ギヤ(3)
とインナーソケット入力ギヤ(5)のそれぞれの歯数を選
考し、R1が1.136363636の近似値になるよう
に決めればよい。
【0017】いま、インナーソケット出力ギヤ(3)の歯
数を34、インナーソケット入力ギヤ(5)の歯数を30
としたときの、R1の値を、R1'として計算すると、 R1'=34/30=1.133333333 となる。R1とR1'との差異は、 R1/R1'=1.00267 となり、約0.3%の差違で、ボルト及びナットを均等
に締結することができる。ちなみに、従来の手動式ボル
ト締付具では、約20〜30%の差違を生じている。
【0018】尚、インナーソケット入力ギヤ(5)と出力
ギヤ(3)との間及びアウターソケット入力ギヤ(6)と出
力ギヤ(4)との間にアイドルギヤ(図示せずを介在させ)
ることができ、この場合、ハンドル(8)の回転の回転方
向をナットの回転方向に一致させることができる。本発
明は上記実施例の構成に限定されることはなく、特許請
求の範囲に記載の範囲で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】締付具の断面図である。
【図2】締付具の概念図である。
【図3】従来例の概念図である。
【符号の説明】
(1) 遊星歯車機構 (3) インナーソケット出力ギヤ (4) アウターソケット出力ギヤ (5) インナーソケット入力ギヤ (6) アウターソケット入力ギヤ (30) インナーソケット (40) アウターソケット

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボルト先端に一定以上のトルクが掛ると
    剪断されるチップを具えたボルトと該ボルトに螺合した
    ナットを締め付ける手動式締付具であって、 ハウジング(2)内に同軸に回転自由に配備されたインナ
    ーソケット出力ギヤ(3)及びアウターソケット出力ギヤ
    (4)の2つの出力ギヤと、 両出力ギヤ(3)(4)の軸心Aと平行する軸心B上に回転
    自由に配備されインナーソケット出力ギヤ(3)に直接或
    は間接的に噛合するインナーソケット入力ギヤ(5)及び
    アウターソケット出力ギヤ(4)に直接或は間接的に噛合
    するアウターソケット入力ギヤ(6)の2つの入力ギヤ
    と、 アウターソケット出力ギヤ(4)に連繋されナットに係合
    可能なアウターソケット(40)と、 インナーソケット出力ギヤ(3)から突出しアウターソケ
    ット出力ギヤ(4)の軸心の孔(41)を回転自由に貫通した
    軸部(31)に突設されボルトチップに係合可能なインナー
    ソケット(30)と、 前記入力ギヤ(5)(6)を駆動する遊星歯車機構(1)とで
    構成され、 遊星歯車機構(1)は遊星歯車支持枠(13)をアウターソケ
    ット入力ギヤ(6)に、インターナルギヤ(14)をインナー
    ソケット入力ギヤ(5)に、太陽歯車(11)に手動ハンドル
    (8)を連繋しており、 R1={(R0+1)/R0}・R2 但しR0;遊星歯車機構(1)の太陽歯車(11)とインター
    ナルギヤ(14)の歯数比 R1;インナーソケット入力ギヤ(5)とインナーソケッ
    ト出力ギヤ(3)の歯数比 R2;アウターソケット入力ギヤ(6)とアウターソケッ
    ト出力ギヤ(4)の歯数比 となる様に各歯部の歯数を決定している手動式ボルト締
    付具。
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