JPH081456A - ボルト・ナット自動緩め締め装置 - Google Patents

ボルト・ナット自動緩め締め装置

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JPH081456A
JPH081456A JP13325594A JP13325594A JPH081456A JP H081456 A JPH081456 A JP H081456A JP 13325594 A JP13325594 A JP 13325594A JP 13325594 A JP13325594 A JP 13325594A JP H081456 A JPH081456 A JP H081456A
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JP
Japan
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bolt
socket
torque
clutch
nut
Prior art date
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Pending
Application number
JP13325594A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Sakagami
芳博 阪上
Kiyoharu Takase
清春 高瀬
Toshiyuki Naoi
利幸 直井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH081456A publication Critical patent/JPH081456A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大トルクを要する大径ボルト・ナットの緩め
締めを行うボルト・ナット自動緩め締め装置を提供す
る。 【構成】 ボルト・ナットを嵌合する穴を有するソケッ
トを駆動するツールに反力受けを設け、且つツールとツ
ール移動・位置補正装置間に、ボルト・ナット緩め締め
時に発生する反力トルクに応じ作動するクラッチを設け
ることで、ツール移動・位置決め装置への反力負荷を最
小限に抑えつつ大トルクを要する大径ボルト・ナットの
緩め締め作業を自動で実施することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ボルト及びナットの緩
め及び締め付け作業の自動化に関するもので、特に大き
なトルクを要する大径ボルト及びナットの緩め及び締め
付け作業の自動化を効率的且つ安全に可能ならしめるボ
ルト・ナット着脱装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鉄鋼業のようにいわゆる装置産業と呼ば
れる業種においては、生産設備の機能を維持して安定的
に生産に供するために生産設備を分解して内部を補修し
たり消耗部品の交換を行い再度組み立てる、といった整
備作業を定常的に行っている。このような分解・組立に
おける主要作業の一つにボルト・ナットの緩め作業及び
締め付け作業があり、大きなトルクを要する大径ボルト
・ナットを扱うため、ハンマーにてスパナを叩きながら
ボルト・ナットの緩め締め作業を行うといった危険且つ
重筋作業を作業者に強いているのが現状である。また、
手動工具では反力受けを備えた大径ボルト締結機があ
り、橋梁・建築業では実作業で使用され危険且つ重筋作
業の改善に貢献しているが、危険且つ重筋作業は未だ完
全には解消されていないのが現状である。
【0003】一方、ボルト・ナットの締め付け作業の自
動化に関する技術は、自動車製造やトンネル建設をはじ
め多くの分野で提案され、実用に供されている。例えば
実開昭62−172527号公報に開示された自動締め
付け装置は、ボルト頭またはナットを嵌入する穴を有す
るソケットを自在継手を介して工具本体から延びる回転
軸に連結してなる自動締め付け装置において、ソケット
を工具本体に対し回転自在且つXY方向に移動可能に固
定する案内手段を設けると共に、該案内手段を定位置に
保持する定位置保持手段を設けるよう構成することで、
ワークの大きさや形状あるいは種類によらず、締め付け
工具の軸芯とボルト穴の軸芯の自動調芯を可能としたも
のである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記案
内手段と工具本体が固定された締め付け装置にあって
は、大径ボルトの締め付けを行う場合、案内手段及び締
め付け装置をハンドリングする移動手段自体に締め付け
時の大トルクに耐え得る剛性を持たせなくてはならず、
剛性確保のため装置全体の大型化が必要となり、自動化
を前提に装置を設計する上で多くの場合に装置の小型・
軽量化が重要な設計条件となり得ることに対し相反する
という問題がある。
【0005】また、手動工具の場合は反力受けを設ける
ことで作業者への大トルクの伝達を解消しているが、こ
の場合ボルト締結機を反力受けが機能するようにボルト
に合わせることは容易だが、自動化を前提とする場合、
反力受けを機能させるためにボルトとソケットがかみ合
った状態で反力受けを突起物や壁面に当接させ反力をキ
ャンセルさせるように工具本体を位置決めする、もしく
は反力受けを旋回させて反力受けが機能する位置に移動
する必要がある。なお、ボルト・ナットの締め付け作業
の自動化を図った装置は、前記実開昭62−17252
7号公報をはじめ多数提案されてきたが、緩め作業の自
動化をも対象とする装置はこれまであまり提案されてい
なかった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来技術
の問題点を有利に解決するものであって、その要旨は、
(1)ボルト及びナットの緩め締めを行うソケットを備
え、該ソケットの正・逆回転が可能な駆動源を有し、且
つボルト及びナットに対し相対的に位置決め可能な回転
手段を有するボルト・ナット緩め締め装置において、上
記回転手段を該回転手段による回転反力トルクに応じ駆
動トルクの伝達及び遮断を行うクラッチを介して設ける
とともに、上記回転手段の外周側面下方に反力受け手段
を設けたことを特徴とするボルト・ナット自動緩め締め
装置、(2)前項(1)において、前記クラッチは、転
動体、該転動体を位置決めする溝を有しソケット回転ツ
ールの取り付けが可能な取付フランジ、弾性体、前記転
動体を位置決めする溝を有し且つ前記転動体、取付フラ
ンジ及び弾性体を保持するカバーから構成され、上記回
転手段のソケット回転軸を中心とする該回転手段自体の
回動及び固定の切り替えが可能なトルクリミッタとした
ことを特徴とするボルト・ナット自動緩め締め装置、
(3)前項(1)において、前記クラッチを、弾性体と
滑り板により構成される滑り継手としたことを特徴とす
るボルト・ナット自動緩め締め装置、(4)前項(1)
において、前記クラッチを、前記回転反力トルクを検出
する手段、電磁クラッチ、該電磁クラッチの制御手段に
より構成したことを特徴とするボルト・ナット自動緩め
締め装置、を要旨とするものである。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面に基づ
いて説明する。図1は、請求項1に基づいた実施例を示
し、ボルト1の緩め締めを行うソケット3、及び該ソケ
ットの取り付けが可能な先端形状とした回転軸4aを有
し、作業対象となるボルト1の緩め及び締め付けトルク
を発生するソケット回転ツール4と、ソケット3をボル
ト1の着脱位置に移動・位置決めするロボット6等の移
動装置を、前記ソケット回転ツール4の回転トルクによ
る反力トルクの程度に応じて前記移動装置への反力トル
クの伝達を断続することが可能なクラッチ7を介して取
り付け、且つ反力トルクを受ける反力受け5を前記ソケ
ット回転ツール4の外周下部側面に設けたボルト自動着
脱装置である。
【0008】ボルト緩め作業を例として本発明を説明す
ると、回転による反力トルクに応じて2段階または無段
階に伝達トルクを切り替えることにより装置全体への反
力トルクの伝達を制限することが可能なクラッチ7を介
して前記ロボット6と前記反力トルクを受ける反力受け
5を備えたソケット回転ツール4とを接続することで、
反力トルクが規定トルク以下であればソケット回転ツー
ル4の固定、また、反力トルクが規定トルクを超える場
合は、前記クラッチ7によりソケット回転ツール4自体
がソケット3を回転させる回転軸4aを中心にソケット
回転と逆方向へ回動可能となり、ソケット回転ツール4
の下部外周側部に固定された前記反力受け5が対象ボル
ト近傍のワーク壁面8等の突出部に当接して大トルクに
よる反力トルクを受けるため、ソケット回転ツール4の
ハンドリングを行うロボット6への規定トルクを超える
反力トルクの遮断が可能となると同時にボルト1の緩め
が可能となる。
【0009】例として、ボルトの自動緩め作業を行う場
合について説明すると、ボルト1は既に該ボルト近傍に
ワーク壁面8をもつ上ワーク2aと下ワーク2bを締結
している状態にあるので、まずロボット6によってソケ
ット3及び反力受け5を備えたソケット回転ツール4と
をボルト1上方に移動、位置決めを行う。次にソケット
回転ツール4を起動し、ロボット6をソケット3先端が
上ワーク2aに当接する位置まで下降させ、ソケット3
をボルト1頭へ係合させる。ソケット3がボルト1に係
合すると同時に、ソケット回転ツール4の駆動トルクに
よりボルト1の緩めを開始するが、この際に発生する反
力トルクが規定トルクを超えるとクラッチ7が作動して
ソケット回転ツール4とロボット6の間の反力トルクの
伝達を遮断し、同時に該ソケット回転ツール4自体を回
転軸4aを中心に自由に回動可能な状態にする。なお、
このときのクラッチ7が固定を解除し回動可能となる規
定トルクは、ソケット3とボルト1頭の係合時に必要な
トルクより大となる範囲で極力小さい値とする。クラッ
チ7の作動によりソケット回転ツール4自体が回動可能
となると、ソケット回転ツール4の駆動トルクはソケッ
ト回転ツール4自体をソケット3の回転と逆方向に回動
させる力として作用する。そのため、ソケット回転ツー
ル4はソケット3を支点に回動を始め、それに伴いソケ
ット回転ツール4に固定される反力受け5が近傍のワー
ク壁面8に当接するまで回動、反力受け5がワーク壁面
8に当接するというソケット回転ツール4自体の回動が
止まり、再びソケット3に加わるトルクが増加してい
く。このとき、反力トルクはソケット3から反力受け5
の間で受けることになるため、装置全体にはこの反力ト
ルクは伝達されない。そして、ソケット回転ツール4の
駆動トルクがボルト1の緩めトルクに達すると、ボルト
1が緩み始め、その後は容易にボルト1を緩めることが
可能となる。
【0010】また、ボルトの自動締め作業を行う場合
は、ボルト穴1aへのソケット回転ツール4の位置決め
を行った後に仮締めを行うが、仮締めを行う間はソケッ
ト回転ツール4の駆動により発生する反力トルクが小さ
いためクラッチ7は作動せず、仮締め終了と同時に前記
反力トルクが増加していきボルトの本締めを行う。この
とき、反力トルクが規定トルクを超える前記クラッチ7
が作動しソケット回転ツール4が回転可能となり、該ソ
ケット回転ツール4の下部側面に固定される反力受け5
がソケット回転ツール4と共に近傍のワーク壁面8に当
接するまで回動する。ワーク壁面8に反力受け5が当接
すると、ソケット回転ツール4自体の回動が止まり、再
びソケット3に加わるトルクが増加していき本締めが行
われる。このとき発生する反力トルクは、締め時同様に
ソケット3から反力受け5の間で受けることになるた
め、装置全体にはこの反力トルクは伝達されない。そし
て、ソケット回転ツール4の駆動トルクがボルト1の締
め付けトルクに達すると、ソケット回転ツール4が停止
し、ボルト1の締め付け完了となる。
【0011】図2(a)に示す実施例は、前記請求項2
に基づいた実施例を示す断面図、図2(b)は図2
(a)中のB部の拡大図であり、前記クラッチ7を、コ
ロ10aがバネ9に加圧され取付フランジ12a及びケ
ース11a間に設けたコロ溝10bに出入することで前
記取付フランジ12aの回動・停止を段階的に切り替え
るトルクリミッタとしたものである。
【0012】図3に示す実施例は、前記請求項3に基づ
いた実施例を示す断面図であり、前記クラッチ7を、ケ
ース14b内で取付フランジ15bが滑り板13を加圧
するようバネ9aを設けることで生じる摩擦力によって
前記取付フランジ15bの回動・停止を無段階に切り替
える滑り継手方式としたものである。
【0013】図4に示す実施例は、前記請求項4に基づ
いた実施例を示す断面図であり、前記クラッチ7を、ト
ルクセンサ18により反力トルクを検出し、ソレノイド
19、ブレーキシュー20、取付フランジ17c及びケ
ース16cからなる電磁ブレーキによって前記取付フラ
ンジ17cの回動・停止を切り替える方式としたもので
ある。
【0014】以上、ボルト自動緩め締め作業に関して説
明したが、同様の方法でナット自動緩め締め作業が可能
なことは言うまでもない。
【0015】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、ボル
ト・ナット自動緩め締め作業において省力化・合理化を
図りつつ、前記課題を満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明装置の例を示す側面図、(b)
は(a)におけるA−A矢視図。
【図2】(a)は本発明装置におけるクラッチ機構の一
例を示す断面図、(b)は(a)のB部詳細図。
【図3】本発明装置におけるクラッチ機構の他の例を示
す断面図。
【図4】本発明装置におけるクラッチ機構の更に別の例
を示す断面図。
【符号の説明】
1 ボルト 1a ボルト穴 2a 上ワーク 2b 下ワーク 3 ソケット 3a 六角穴 4 ソケット回転ツール 4a 回転軸 5 反力受け 6 ロボット 7 クラッチ 8 ワーク壁面 9 バネ 10a コロ 10b コロ溝 11a,14b,16c ケース 12a,15b,17 取付フランジ 13 滑り板 18 トルクセンサ 19 ソレノイド 20 ブレーキシュー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボルト及びナットの緩め締めを行うソケ
    ットを備え、該ソケットの正・逆回転が可能な駆動源を
    有し、且つボルト及びナットに対し相対的に位置決め可
    能な回転手段を有するボルト・ナット緩め締め装置にお
    いて、上記回転手段を該回転手段による回転反力トルク
    に応じ駆動トルクの伝達及び遮断を行うクラッチを介し
    て設けるとともに、上記回転手段の外周側面下方に反力
    受け手段を設けたことを特徴とするボルト・ナット自動
    緩め締め装置。
  2. 【請求項2】 前記クラッチは、転動体、該転動体を位
    置決めする溝を有しソケット回転ツールの取り付けが可
    能な取付フランジ、弾性体、前記転動体を位置決めする
    溝を有し且つ前記転動体、取付フランジ及び弾性体を保
    持するカバーから構成され、上記回転手段のソケット回
    転軸を中心とする該回転手段自体の回動及び固定の切り
    替えが可能なトルクリミッタとしたことを特徴とする請
    求項1記載のボルト・ナット自動緩め締め装置。
  3. 【請求項3】 前記クラッチを、弾性体と滑り板により
    構成される滑り継手としたことを特徴とする請求項1記
    載のボルト・ナット自動緩め締め装置。
  4. 【請求項4】 前記クラッチを、前記回転反力トルクを
    検出する手段、電磁クラッチ、該電磁クラッチの制御手
    段により構成したことを特徴とする請求項1記載のボル
    ト・ナット自動緩め締め装置。
JP13325594A 1994-06-15 1994-06-15 ボルト・ナット自動緩め締め装置 Pending JPH081456A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003138754A (ja) * 2001-08-21 2003-05-14 Elephant Chain Block Co Ltd 挿通孔位置合わせ装置
CN116900835A (zh) * 2023-07-24 2023-10-20 陕西理工大学 螺纹环规自动研磨机床
CN120962335A (zh) * 2025-09-09 2025-11-18 四川国软科技集团有限公司 一种挡件拆卸系统

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010703