JPS6284939A

JPS6284939A - 自動締め付け装置

Info

Publication number: JPS6284939A
Application number: JP22587785A
Authority: JP
Inventors: Hisao Owatari; 大渡　久雄
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-10-09
Filing date: 1985-10-09
Publication date: 1987-04-18

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】〔発明の技術分野〕本発明は自動締め付け装置に係り、特に同一円周上に等
ビッヂで配列されたボルトおよびナツトを規定のトルク
で自動的に締め付ける自動締め付け装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、蒸気タービンプラントに用いる蒸気弁等は非常
に大きくまた蒸気弁自体が圧力容器であるため、蒸気弁
本体の上部に取り付けられる上品を締め付番ノるボルト
およびナツトのサイズは非常に大きい。このため、上記
ボルト簀の締め句は作業は自動化が容易でな〈従来より
人力により行なわれており、上記締め付けトルクのムラ
により蒸気弁本体と上蓋との間で蒸気洩れが生じること
があった。また、ボルトをボルトヒータで加熱してから
締め付け作業を行なう場合は、ボルト等が高温になるの
で人力による締め付け作業は危険が多かった。

そこで、上述の欠点を解消する手段として、サイズの大
きなボルト等を自動的に締め付ける自動締め付け装置が
開発されている。第５図は従来の自動締め付け装置を示
したちので、１は主柱、２はアーム、３はスライドアー
ム、４はトルク発生装置、５はカップリングおよび６は
ソケットレンチである。同一円周上にボルト等が等ピッ
チで配列された蒸気弁本体の上蓋の仮想円中心に上記主
柱１の中心軸線が位置するように上記自動締め付け装置
を設置し、上記主柱１を回転させると共にアーム２を上
下動させスライドアーム３を伸縮さけることによりスラ
イドアーム３先端に装着されたソケットレンチ６を所定
のボルト等と嵌合させ、トルク発生装置４によりソケッ
トレンチ６を回転させ締め付け作業を行なう。規定のト
ルクによる締め付けが終ると、上記アームを上下動させ
ると共に主柱１を回転させ、次のボルトの締め付け作業
を行なう。

上記自動締め付け装置は、上述のようにして同一円周上
に等ピッチで配列されたボルト等の締め付け作業を行な
うが、締め付け作業後所定のボルトから次のボルトにソ
ケットレンチ６を移動させる時にいちいちアーム２を上
下動させなければならず、作業時間がかかると共に操作
性が悪く、作業効率が良くないという問題があった。

（発明の目的〕そこで本発明の目的は、上述の従来技術が有する問題点
を解消し、同一の円周上に等ピッチで配列されたボルト
およびナツトを規定のトルクで自動的に締め付ける作業
性に優れた自動締め付け装置を提供するものである。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために本発明は、回転可能な主柱に
外嵌され主柱と共に回転し、かつ水平方向に伸縮自在な
アームの先端にトルク発生装置を固着し、このトルク発
生装置に連結されたソケットレンチを回転させてボルト
およびナツト締め付け作業を行なう自動締め付け装置に
おいて、上記トルク発生装置は駆動モータとトルク伝達
装置とからなり、このトルク伝達装置は内部をシリンダ
孔としたケーシングと、上端に駆動モータの出力軸が連
結されると共に下端にソケットレンチが固着されるピス
トンを有した伝達軸と、この伝達軸のピストンを押し上
げる油圧手段と、上記シリンダ孔の一方の端とピストン
との間に装着さればね力の蓄勢時に上記ソケットレンチ
かボルトと嵌合するように伝達軸を押し下げるスプリン
グとを備えてなることを特徴とするもので、アームを上
下動させることなく、ソケットレンチのみを上Ｆ８させ
るだけで連続してボルト等の締め付けを行なうことがで
きるものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明による自ｅ締め付け装置の一実施例を第１
図乃至第４図を参照して説明する。なお、従来と同一部
分には同一符号を用いる。

第１図および第２図は自動締め付け装置全体の構成を示
したもので、蒸気弁本体の上蓋上面等に載置されるベー
ス１１には主柱１がベアリング１２．１３．１４を介し
て回転可能に立設されている。上記主柱１にはアーム２
を構成する上下端が閉塞された筒体状のアーム支持部２
ａが嵌合され、このアーム支持部２ａ内の主柱１にはス
プリング受板１５が設けられ、このスプリング受板１５
とアーム支持部２ａの下端壁との間には主柱１のまわり
にスプリング１６が装着されている。

したがって、上記アーム支持部２ａは、スプリング１６
のばね力により常に下方へ移動するような力を受けてい
る。また、上記アーム支持部２ａ上端壁にはアーム支持
部２ａを上方へ移動させる作動油を供給する油圧バイブ
１７の一端が接続され、この油圧バイブ１７の他端は内
部にサーボ弁（図示せず）を備えた油タンク１８に接続
されている。ざらに、アーム支持部２ａ上端壁内周面に
は主柱１とアーム支持部２ａとの間をシールする０リン
グ１９が装着されている。また、上記ア−ム支持部２ａ
の下端壁内周面はに内方へ突出する複数のキー２０が一
体に形成され、このキー２０と係合するキー溝２１が上
記主柱１の外周面に１１１１線方向に所定の長さで形成
されでる。このキー結合により上記アーム支持部２ａは
主柱１と一緒に回転する。さらに、上記主柱１上端には
上記アーム支持部２ａの上方への移動を規ル１１するス
トッパ２２が設けられ、このストッパ２２にはアーム支
持部２ａの側壁に設けられたアーム位置検出器２３の一
端が固定されている。また、上記主柱１を回転させるた
めに主柱１の下部にはウオームホイール１ａが一体に形
成され、このウオームホイール１ａは電動機２４により
回転されるウオーム２５と噛合する。また、上記主柱１
の回転位置は前記ベース１１にブラケット２６を介ｊノ
で支持される回転位置検出器２７によって検出される。

一方、上記アーム支持部２ａ側壁にはアーム支持部２ａ
と共にアーム２を構成するアーム部２ｂが水平方向に伸
びるように形成されている。このアーム部２ｂもアーム
支持部２ａ同様筒体状に形成され、中には水平方向に伸
縮するスラ、イド７−ム；３が嵌挿されている。上記ア
ーム部２ｂ内のスライドアーム３にはスプリング受板２
８が設けられ、このスプリング受板２８とアーム部２ｂ
先端壁との間には上記スライドアーム３を縮めるように
付勢するスプリング２９が装着されている。また、上記
アーム部２ｂの基端壁すなわらアーム支持部２ａ側壁に
は上記スライドアーム３を伸長させる作動油を供給する
油圧バイブ３０の一端が接続され、この油圧バイブ３０
の他端は内部にサーボ弁（図示Ｖず）を猫えた油タンク
３１に接続されている１、さらに、上記７一ム部２１ｃ
′）先端壁内周面には複数の１−３２が一体に形成され
、このキ３？５１−係合するキー溝３３がト記スライド
アーム３のガーイド溝どしてスライドアーム３外周面に
軸線方向（二所定の良さ形成されている。、また、上記
スライドアーム３の先端には、ボルトおよびナツトを締
め付けるトルク発生装置４の駆動モータ３４が取り付り
られ、この駆動モータ３４には上記アーム部２ｂの側壁
に設けられたスライドアーム位置検出器３５の一端がブ
ラケット３６を介して固定されている。

また、上記駆動モータ３４の下端には減速機３７が設け
られ、さらに上記減速機３７にはソケットレンチ６が装
着されたトルク伝達ｖ装置３８が設けられている。また
、上記トルク伝達装置３８には上記ソケットレンチ６を
上下に移動させる作動油を供給する油圧バイブ３９の一
端が接続され、この油圧バイブ３９の他端は内部にナー
ボ弁（図示せず）を備えた油タンク４０に接続している
。

なお、上記油タンク４０および前出の油タンク１８およ
び３１はそれぞれ前記アーム部２ｂの側壁に固定されて
おり、各タンク内に備えられたサーボ弁および前記７一
ム位置検出器２３、回転位置検出器２７、スジイドアー
ム位置検出器３５および上記ソケットレンチ６内の検出
器（図示せず）からの各種信号は上記アーム部２ｂ側壁
に固定されたコントロールボックス４１に入力され、演
綿処理が行われるようになっている。

第３図は上記トルク伝達装置３８の構成を丞したもので
、前記減速機３７の下端面にはほぼ中央で上下に分割で
きるケーシング４２が固着されている。上記減速機３７
より下方に突出ケる出力軸４３は上記ケーシング４２内
に導かれ１．Ｌ記出力軸４３にはトルク検出器４４が装
着されると共に出力軸４３ト端には軸継手４５を介しく
回転軸４６が連結されている。また、上記回転軸４６は
、スラストベアリング４７により上記ケーシング４２内
に支持され、回転柚４６の下端部外周面には複数のキー
４８が軸線方向に突設されている。

また、上記回転＠４６には上記キー４８と係合するキー
溝４９が内周面に形成されたボス部５０ａが上面中央部
に固着され、ピストンとして働くスプリング受板５０が
キー結合により連結されている。このスプリング受板５
０は、内部がシリング孔として働くケーシング下半部４
２ａに嵌挿され、上記スラストベアリング４７とスプリ
ング受板５０との間に上記ボス部５０ａのまわりに装着
されたスプリング５１により常に下方ｌ＼付’Ａされて
いる。また、上記スプリング受根５０＋面中央部にはソ
ケットレンチ６を取り付ける取り付け軸５ｏｂが固着さ
れており、この取り付け軸５０ｂの下端部は上記ケーシ
ング４２より下方に突出している。そして、上記回転軸
４６とボス部５０ａおよび取り付け軸５０ｂを備えたス
プリング受板とは、一体に連結されてソケットレンチに
トルクを伝える伝達軸として働いている。また、上記ス
プリング受板５０とケーシング４２下端壁との間に形成
される作動室５２には作動油を供給する前記油圧バイブ
３９が接続されている。また、上記スプリング受板５０
外周面およびケーシング４２下端壁内周面はにそれぞれ
Ｏリング５３．５４が装着され、上記作動室５２を密閉
している。

また、上記取り付け軸５０ｂの下端にはボルト等と１■
合するソケットレンチ６が固着されている。

このソケットレンチ６は、通常の小型トルクレンチと同
じ構造の差し込み式で、ボルト等の形状に合わせた凹部
６ａが形成され、この凹部６ａの底面には接触センサ５
５が複数設けられている。

次に、本発明の作用を第４Ａ図乃至第４Ｃ図を参照して
説明する。

まず、円周上にボルト等が等ピッチで配列された蒸気弁
本体の上蓋（図示せず）の仮想円中心と本装置の主柱１
の中心軸線すなわちベース１１の中心とが一致するよう
に本装置を上蓋上面に設置すると共に締め付け作業を行
なうボルト等を予め手締めにより軽く締め付けておく。

次に、トルク回転装置３８の作動室５２内にサーボ弁を
作動させて油圧バイブ３９より作動油を供給し、ピスト
ンとして働くスプリング受板５０上面が回転軸４６下端
に当接するまでスプリング受板５０を押し上げる。次い
で、油圧バイブ１７より作動油を供給し、アーム２を上
限まで押し上げる。さらに、電動機２４により主柱１を
回転させ、所定のボルト等の中心にアーム２の位置を合
わせる。

スタートボタンを押し、ボルトのＰＣＤ、ボルトの本数
、締め付けトルク、溝付ナツトの溝数等作業を行なうの
に必要なデータを入力する。入力データのチェックが終
ると、スライドアーム３の位置決め動作を行なう。ボル
ト等の円ピッチから計算されたスライドアームの位置設
定信号とスライドアーム位置検出器３５からの位置信号
とがコントロールボックス４１で比較演算され、アーム
位置が設定値になるまで偏差信号が出力される。

この偏差信号によりサーボ弁が作動し、油圧バイブ３０
より所定量の作動油が供給される。

スライドアーム３の位置が決まると、（ナーボ弁の作動
により作動室５２内の油圧が下げられ、スプリング５１
のばね力によりスプリング受板５０が下降し、取り刊は
軸５０ｂ下端のソケットレンチ６とボルト等が嵌合する
。この嵌合状態はソケットレンチ６に設けられた接触セ
ンサ５５によりチェックされる。接触センサ５５が感知
しない時は嵌合状態が不十分ＺＺので、例えば溝数６つ
の溝付ナツトであれば３６０’　／６＝６０’だけソケ
ットレンチを微速で回転させることによりソケットレン
チ６とボルト等の嵌合状態を完全なものにする。

次いで、駆動モータ３４に電源が供給され、出力軸４３
、回転軸／１６および取り付け軸５０ｂを介してソケッ
トレンチ６を回転させる。締め付けトルクはトルク検出
器４４によって検出され、設定値と比較される。締め付
けトルクが設定値に達すると駆動モータ３４の電源が切
られ、締め付け作業は完了する。また、作業が完了する
と、サーボ弁が作動して作動室５２内の油圧が高められ
、スプリング受板５０上面が回転軸４６下端に当接する
までスプリング受板５０が押し上げられる。

これによりソケットレンチ６とボルト等の嵌合状態が解
除される。コントロールボックス４１では、締め付け作
業が完了したボルトの本数をカウントしており、作業が
完了したボルトの本数が最初に設定した本数に達してい
ない時は電動機２４に電源が供給され主柱１およびアー
ム２を次のボルト位置まで回転させる。そして、回転位
置検出器２７からの信号と設定値とが比較され、設定値
になるまで主柱１の回転位置の微調整が行なわれたのち
電動機２４の電源が切られる。

以上の動作が終ると前述のスプリング受板５０の下降動
作に移り、次の締め付け作業が行なわれる。このように
して締め付け作業が完了したボルトの本数が最初に設定
した本数に達するまで連続して作業が行なわれ、ボルト
本数が設定値になったところで全ての作業が完了する。

〔発明の効果〕以上の説明から明らかように、本発明は回転可能な主柱
に水平方向に伸縮自在なアームを外嵌し、このアーム先
端に駆動モータとトルク伝達装置を設け、このトルク伝
達装置は内部をシリンダ孔としたケーシングと、上端に
駆動モータが連結されると共に下端にソケットレンチが
固着されるピストンを有した伝達軸と、この伝達軸のピ
ストンを押し上げる油圧手段と、上記シリンダ孔の一方
の端とピストンとの間に装着さればね力の蓄勢時にソケ
ットレンチがボルトと嵌合するように伝達軸を押し下げ
るスプリングとから形成したので、アームを上下動させ
ることなくソケットレンチを上下動さけるだけで複数の
ボルトを連続して締め付けることができ、アームを上下
動させる時間が節約できる。このため、装置仝休の作業
性が向上し、より効率的な締め付け作業を行なうことが
できる。

なお、本発明ではアームの上下動は油圧とばね力とを用
いたが、油圧を使わずにねじ構造を用いてもよい。

４、図面の１７１１１ｉｌな説明第１図は本発明による自動締め付け装置の一部断面正面
図、第２図は上記自動締め付け装置の平面図、第３図は
上記自ｌ］締め付け装置の一部拡大断面正面図、第４Ａ
図乃至第４Ｃ図は上記自動締め付け装置の動作を示す流
れ図、第５図は従来の自動締め付け装置の一部断面正面
図である。

１・・・主柱、２ａ・・・アーム支持部、２ｂ・・・ア
ーム部、３・・・スライドアーム、６・・・ソケットレ
ンチ、１１・・・ベース、１５，２８．５０・・・スプ
リング受板、１６，２９．５１・・・スプリング、１７
，３０゜３９・・・油圧バイブ、１８．３１．４０・・
・油タンク、２０．３２．４８・・・キー、２１．３３
．４９・・・キー溝、２３・・・アーム位置検出器、２
４・・・電動機、２５・・・ウオーム、２７・・・回転
位置検出器、３４・・・駆動し一夕、３５・・・スライ
ドアーム位置検出器・３７・・・減速機、３８・・・ト
ルク伝達装置、４１・・・コントロールボックス、４２
・・・ケーシング、４３・・・出力軸、４４・・・トル
ク検出器、４５・・・軸継手、４６・・・回転軸、　４
７・・・スラストベアリング、５２・・・作動室、５５
・・・接触センサ。

出願人代理人　　＠　　藤　　−雄第１図第４Ａ図第５図

Claims

【特許請求の範囲】１、回転可能な主柱に外嵌され主柱と共に回転し、かつ
水平方向に伸縮自在なアームの先端にトルク発生装置を
固着し、このトルク発生装置に連結されたソケットレン
チを回転させてボルトおよびナットの締め付け作業を行
なう自動締め付け装置において、上記トルク発生装置は
駆動モータとトルク伝達装置とからなり、このトルク伝
達装置は内部をシリンダ孔としたケーシングと、上端に
駆動モータの出力軸が連結されると共に下端にソケット
レンチが固着されるピストンを有した伝達軸と、この伝
達軸のピストンを押し上げる油圧手段と、上記シリンダ
孔の一方の端とピストンとの間に装着さればね力の蓄勢
時に上記ソケットレンチかボルトと嵌合するように伝達
軸を押し下げるスプリングとを備えてなることを特徴と
する自動締め付け装置。２、上記ソケットレンチはボルトとの嵌合状態を検知す
る接触センサを備えていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の自動締め付け装置。