JPH07237057A - Automatic bolt fastener - Google Patents
Automatic bolt fastenerInfo
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- JPH07237057A JPH07237057A JP6046580A JP4658094A JPH07237057A JP H07237057 A JPH07237057 A JP H07237057A JP 6046580 A JP6046580 A JP 6046580A JP 4658094 A JP4658094 A JP 4658094A JP H07237057 A JPH07237057 A JP H07237057A
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- joint
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えばシ−ルド工法
におけるセグメントの組立作業等に使用するボルト自動
締結装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic bolt fastening device for use in, for example, segment assembly work in a shield construction method.
【0002】[0002]
【従来の技術】シ−ルド工法はトンネル内径よりわずか
に大きい径を有するシ−ルドを地中に推進させながらセ
グメントを組立ててトンネルを構築していく工法であ
る。このシ−ルド工法において既設セグメントとエレク
タ装置により保持されて新たに設置されたセグメントと
を連結するために複数のボルト,ナットが使用されてい
る。既設セグメントと新たに設置されたセグメントを連
結する場合、各セグメント毎の形状のばらつきや、土圧
によるセグメントのたわみ等によりボルト穴位置にばら
つきが生じる。このため従来はボルト,ナットを人手に
よりセグメントに装着して締め付けていた。2. Description of the Related Art The shield construction method is a construction method in which segments are assembled while propelling a shield having a diameter slightly larger than the inner diameter of the tunnel into the ground to construct a tunnel. In this shield construction method, a plurality of bolts and nuts are used to connect the existing segment and the newly installed segment held by the erector device. When connecting the existing segment and the newly installed segment, variations in the shape of each segment and variations in the segment due to earth pressure cause variations in the bolt hole position. For this reason, conventionally, bolts and nuts were manually attached to the segments and tightened.
【0003】しかしながら、エレクタ装置で保持したセ
グメントを所定位置にセットした状態でボルト,ナット
を装着して締め付ける作業は高所でかつ狭い場所におけ
る重筋作業のため安全上に問題があった。このような安
全上に問題がある作業を解消するためセグメントにボル
ト,ナットを自動的に締結する方法が、例えば特開昭63
−172911号公報や特開平2−140610号公報に開示されて
いる。However, the work of mounting and tightening the bolts and nuts in a state where the segment held by the erector device is set at a predetermined position has a safety problem due to heavy work in a high place and a narrow place. A method of automatically fastening a bolt and a nut to a segment in order to eliminate such a work having a safety problem is disclosed in, for example, JP-A-63-63
-172911 and JP-A-2-140610.
【0004】特開昭63−172911号公報に開示された方法
は、図12に示すように、ポテンショメ−タ101に対
して揺動自在に取付けられたステック102の先端に設
けたほぼ半球状の検出ヘッド103を使用してボルト穴
の中心位置を計測する方法である。この方法は所定位置
に保持した検出ヘッド103を締結する2組のセグメン
ト104a,104bのボルト穴105a,105bか
ら一定距離をおいてフランジに設けた位置検出穴106
a,106bに両側から挿入に、ステック102の揺動
量をポテンショメ−タ101で検出し、検出したステッ
ク102の揺動量から2組のセグメント104a,10
4bの位置検出穴106a,106bの中心位置を計測
する。この計測した各位置検出穴106a,106bの
中心位置のずれ量に応じて締結するボルトとナットの位
置を修正して締結している。As shown in FIG. 12, the method disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 63-172911 is a substantially hemispherical shape provided at the tip of a stick 102 swingably attached to a potentiometer 101. This is a method of measuring the center position of the bolt hole using the detection head 103 of 1. According to this method, the position detecting hole 106 provided on the flange is spaced from the bolt holes 105a and 105b of the two sets of segments 104a and 104b for fastening the detecting head 103 held at a predetermined position.
The amount of rocking of the stick 102 is detected by the potentiometer 101 while inserting into the a and 106b from both sides, and two sets of segments 104a and 10 are detected from the detected amount of rocking of the stick 102.
The center positions of the position detection holes 106a and 106b of 4b are measured. The positions of the bolts and nuts to be fastened are corrected and fastened in accordance with the measured amounts of deviation of the center positions of the respective position detection holes 106a and 106b.
【0005】また、特開平2−140610号公報に開示され
た方法は、図13に示すように、エレクタ装置に装着し
たボルトナット締結装置の締結ハンド15先端に一定距
離Lをおいて設けた2組の位置検出器107a,107
bをセグメントの半径方向に移動して、図14に示すよ
うにセグメントに設けたボルト穴105上を通過させ、
位置検出器107a,107bが通過したボルト穴10
5の弦の長さAA,BBから締結ハンド15の中心とボ
ルト穴105の中心との位置ずれΔXを検出し、検出し
たずれ量ΔXに応じて締結ハンド15の位置を修正して
セグメントにボルト,ナットを締結している。In the method disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-140610, as shown in FIG. 13, a fixed distance L is provided at the tip of the fastening hand 15 of the bolt nut fastening device mounted on the erector device. Set of position detectors 107a, 107
b is moved in the radial direction of the segment to pass over the bolt hole 105 provided in the segment as shown in FIG.
Bolt hole 10 through which the position detectors 107a and 107b have passed
The positional deviation ΔX between the center of the fastening hand 15 and the center of the bolt hole 105 is detected from the lengths AA and BB of the chord 5 and the position of the fastening hand 15 is corrected according to the detected deviation amount ΔX to correct the bolt to the segment. , The nut is fastened.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記のようにセグメン
トにボルト,ナットを自動的に締結する場合は、連結す
るセグメントのボルト穴の位置ずれを検出してからボル
ト,ナットを締結する必要がある。このためボルトナッ
ト締結装置のセグメントを挾んだ両側の把持装置にボル
ト穴の位置を検出する検出装置を設けるとともに、ボル
ト穴に合わせるために両側の把持装置を独立して上下方
向に移動する移動機構が必要になり、ボルトナット締結
装置の構造や制御が複雑になってしまった。また、ボル
ト穴の位置ずれの検出に時間がかかり、掘削作業全体が
停滞してしまう。When the bolts and nuts are automatically fastened to the segments as described above, it is necessary to fasten the bolts and nuts after detecting the positional deviation of the bolt holes of the segments to be connected. . For this reason, a detection device for detecting the position of the bolt hole is provided in the gripping device on both sides of the segment of the bolt and nut fastening device, and the gripping device on both sides is independently moved in the vertical direction to match the bolt hole. A mechanism was required, and the structure and control of the bolt and nut fastening device became complicated. Moreover, it takes time to detect the positional deviation of the bolt holes, and the entire excavation work is delayed.
【0007】また、連結するセグメントのボルト穴の位
置を検出してボルト穴にボルトを挿入しても、図15に
示すように、セグメント104a,104bのボルト穴
105a,105bに挿入したボルト19はボルト穴1
05a,105bの断差により傾いてしまう。このため
ボルト19の軸心とナット20の軸心とに傾きが生じ、
ボルト19とナット20のねじの嵌合ができなくなって
しまう。したがって連結するセグメント104a,10
4bのボルト穴105a,105bの位置を正確に検出
してもボルト19にナット20を締め込むことは困難で
あった。Further, even if the positions of the bolt holes of the segments to be connected are detected and the bolts are inserted into the bolt holes, as shown in FIG. 15, the bolts 19 inserted into the bolt holes 105a and 105b of the segments 104a and 104b are Bolt hole 1
It is inclined due to the difference between 05a and 105b. Therefore, the axis of the bolt 19 and the axis of the nut 20 are tilted,
It becomes impossible to fit the screws of the bolt 19 and the nut 20. Therefore, the connecting segments 104a, 104a
Even if the positions of the bolt holes 105a and 105b of 4b were detected accurately, it was difficult to tighten the nut 20 into the bolt 19.
【0008】このボルト穴105a,105bに傾いて
挿入されたボルト19の姿勢を検出することは、カメラ
等の光学的手段等を使用することにより原理的には可能
であるが、検出装置が高価になってしまう。さらに多く
のボルト姿勢の検出に時間がかかり、セグメント全体の
組立時間が長くなってしまうため、現実にはボルト姿勢
を検出することは困難であった。Although it is possible in principle to detect the posture of the bolt 19 inserted into the bolt holes 105a and 105b by tilting it by using an optical means such as a camera, the detecting device is expensive. Become. It takes more time to detect more bolt postures, and it takes longer to assemble the entire segment. Therefore, it is actually difficult to detect the bolt postures.
【0009】この発明は係る短所を解消するためになさ
れたものであり、簡単な構造で直接ボルトとナットを締
結することができるボルト自動締結装置を得ることを目
的とするものである。The present invention has been made to solve the above disadvantages, and an object thereof is to obtain an automatic bolt fastening device capable of directly fastening a bolt and a nut with a simple structure.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】この発明に係るボルト自
動締結装置は、被締結部をボルト,ナットで締結固定す
るボルト自動締結装置において、ボルト頭部及びナット
の把持装置に駆動軸とラジアルジョイントとラジアル・
回転ジョイントと回転ジョイントとソケット及び先端部
につばが設けられた中心軸とを有し、駆動軸の前面とラ
ジアルジョイントの後面は軸心と直交する平面で形成さ
れ、軸心を通るキ−結合で連結され、ラジアルジョイン
トの前面とラジアル・回転ジョイントの後面は軸心と直
交する平面で形成され、駆動軸前面とラジアルジョイン
ト後面のキ−結合と直交する方向のキ−結合で連結さ
れ、ラジアル・回転ジョイントの前面と回転ジョイント
の後面は軸心と直交する方向に湾曲した円弧面で形成さ
れ、円弧面に沿ったキ−結合で連結され、回転ジョイン
トの前面とボルト頭部及びナットを把持する把持穴を有
するソケットの後面は回転ジョイントの後面の円弧面の
湾曲方向と直交する方向に湾曲した円弧面で形成され、
ラジアル・回転ジョイント前面と回転ジョイント後面の
キ−結合と直交する方向のキ−結合で連結され、ラジア
ルジョイントとラジアル・回転ジョイントと回転ジョイ
ントとソケットの軸心には中心軸の外径より大きな内径
のガイド穴を有し、中心軸はソケット側面の複数個所に
設けられ圧縮ばねにより中心側に押圧された位置決めロ
ッドで位置決めされ、圧縮ばねにより後方に付勢されて
ソケット,回転ジョイント,ラジアル・回転ジョイン
ト,ラジアルジョイント及び駆動軸を一体化しているこ
とを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION An automatic bolt fastening device according to the present invention is an automatic bolt fastening device for fastening and fastening a portion to be fastened with bolts and nuts. And radial
It has a rotary joint, a rotary joint, a socket and a central shaft having a flange at its tip, and the front surface of the drive shaft and the rear surface of the radial joint are formed by a plane orthogonal to the shaft center, and a key connection is formed through the shaft center. The front surface of the radial joint and the rear surface of the radial / rotary joint are formed by a plane orthogonal to the axis, and the front surface of the drive shaft and the rear surface of the radial joint are connected by a key connection in a direction orthogonal to the key connection. -The front surface of the rotary joint and the rear surface of the rotary joint are formed by arcuate surfaces that are curved in a direction orthogonal to the axis, and are connected by key connection along the arcuate surfaces to grip the front surface of the rotary joint and the bolt head and nut. The rear surface of the socket having a gripping hole to be formed is an arc surface curved in a direction orthogonal to the curved direction of the arc surface of the rear surface of the rotary joint,
The radial / rotary joint front face and the rotary joint rear face are connected by a key connection in a direction orthogonal to the key connection, and the radial joint, the radial / rotary joint, the rotary joint, and the socket axis have an inner diameter larger than the outer diameter of the central shaft. There is a guide hole, and the center axis is located at multiple points on the side surface of the socket and is positioned by the positioning rod that is pressed toward the center by the compression spring, and is biased rearward by the compression spring to rotate the socket, rotary joint, radial and rotation. The feature is that the joint, radial joint and drive shaft are integrated.
【0011】上記駆動軸に取付けられたラチェットと、
該ラチェットとの噛み合いと噛み合いの解除を油圧シリ
ンダによる上下動により行うつめとを有するトルク保持
機構を備えることが好ましい。A ratchet mounted on the drive shaft,
It is preferable to provide a torque holding mechanism having a pawl for engaging and disengaging the ratchet by vertical movement by a hydraulic cylinder.
【0012】上記被締結部がエレクタ装置に取付けられ
所定位置に設置されたシ−ルドセグメントと既設セグメ
ントであっても良い。The fastened portion may be a shield segment that is attached to the erector device and is installed at a predetermined position, or an existing segment.
【0013】[0013]
【作用】この発明においては、把持装置で把持したボル
トを被締結部のボルト穴に挿入し、ボルト穴に挿入した
ボルトとナットの把持位置の水平方向と垂直方向のずれ
を把持装置の中心軸により一体化され平面ですべり接触
した駆動軸とラジアルジョイント及び平面ですべり接触
したラジアルジョイントとラジアル・回転ジョイントで
修正し、ボルトとナットの把持角度のずれを円弧面です
べり接触したラジアル・回転ジョイントと回転ジョイン
ト及び円弧面ですべり接触した回転ジョイントとソケッ
トで修正する。In the present invention, the bolt gripped by the gripping device is inserted into the bolt hole of the portion to be fastened, and the deviation of the gripping positions of the bolt and the nut inserted in the bolt hole between the horizontal direction and the vertical direction is determined by the central axis of the gripping device. Is corrected by a radial joint and a radial / rotating joint that are integrated by the drive shaft and a radial joint that are in sliding contact with a plane, and a radial / rotating joint that is in a sliding contact with a plane. And the rotary joint and the rotary joint and the socket that make sliding contact on the arc surface.
【0014】また、駆動軸に取付けられたラチェット
と、油圧シリンダによる上下動によりラチェットと噛み
合ったり、噛み合いを解除するつめにより、ボルトとナ
ットを締め付けるときに、ボルト又はナットを把持した
一方の把持装置の回転を押え、ボルトとナットを確実に
締め付ける。Further, when the bolt and the nut are tightened by the ratchet attached to the drive shaft and the pawl that engages with or disengages the ratchet by the vertical movement of the hydraulic cylinder, the one gripping device that grips the bolt or the nut. Hold down the rotation of and tighten the bolt and nut securely.
【0015】また、各ジョイントがすべり接触し高トル
クを有するから、被締結部がエレクタ装置に取付けられ
所定位置に設置されたシ−ルドセグメントと既設セグメ
ントのように大型のものであっても確実に締結する。Further, since each joint has a sliding contact and has a high torque, even if the fastened portion is a large segment such as a shield segment and an existing segment which are attached to the erector device and are installed at a predetermined position. To conclude.
【0016】[0016]
【実施例】図1,図2はこの発明の一実施例のボルト自
動締結装置のボルト頭部及びナットの把持装置を示し、
図1は正面断面図、図2は一部を裁断して示した平面図
である。図に示すように、把持装置1は駆動軸2とラジ
アルジョイント3とラジアル・回転ジョイント4と回転
ジョイント5及びソケット6が先端部につば71を有す
る中心軸7により一体化され剛体構造になっている。1 and 2 show a bolt head and nut gripping device of an automatic bolt fastening device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a front sectional view, and FIG. 2 is a plan view showing a part thereof cut. As shown in the figure, the gripping device 1 has a rigid structure in which a drive shaft 2, a radial joint 3, a radial / rotary joint 4, a rotary joint 5 and a socket 6 are integrated by a central shaft 7 having a brim 71 at the tip. There is.
【0017】駆動軸2は、図3の説明図に示すように、
前端部のフランジ21の前面が軸心と直交する平面で形
成され、軸心であるY軸方向と直交する水平方向のX軸
方向又は垂直方向のZ軸方向に沿って一定幅のキ−溝2
2が軸心を通って設けられている。駆動軸2前面の平面
には長手方向がキ−溝22に沿って凹んだばね受け溝2
3が上下に設けられている。この駆動軸2の後端部には
回転機構との連結部24が設けられ、フランジ21と連
結部24の間に保持部25が設けられている。駆動軸2
の軸心には中心軸7と嵌合する保持穴26が設けられ、
保持穴26の後端部にばね受け座27を有する。The drive shaft 2 is, as shown in the explanatory view of FIG. 3,
The front surface of the flange 21 at the front end is formed by a plane orthogonal to the axis, and a key groove having a constant width along the horizontal X-axis direction or the vertical Z-axis direction orthogonal to the Y-axis direction as the axis. Two
2 is provided through the axis. The spring receiving groove 2 whose longitudinal direction is recessed along the key groove 22 in the plane of the front surface of the drive shaft 2
3 are provided above and below. At the rear end of the drive shaft 2, a connecting portion 24 for connecting to the rotating mechanism is provided, and a holding portion 25 is provided between the flange 21 and the connecting portion 24. Drive shaft 2
A holding hole 26 that fits with the central shaft 7 is provided in the shaft center of
A spring seat 27 is provided at the rear end of the holding hole 26.
【0018】ラジアルジョイント3は後面31と前面3
2が軸心と直交する平面で形成され、後面31には、図
3に示すように、駆動軸2のキ−溝22と嵌合するキ−
33を有し、前面32には後面31のキ−33と直交す
る方向に設けられたキ−溝34を有する。このラジアル
ジョイント3の軸心には中心軸7の外径より一定長さだ
け大きな内径のガイド穴35を有する。そして後面31
の平面には駆動軸2のばね受け溝23と対応する位置に
凹んだばね受け溝36が設けられ、前面32の平面には
長手方向がキ−溝34に沿って凹んだばね受け溝37が
上下に設けられている。このラジアルジョイント3の後
面に設けられたばね受け溝36と駆動軸2の前面に設け
たばね受け溝23には位置決めばね38が収納されてい
る。The radial joint 3 has a rear surface 31 and a front surface 3.
2 is formed in a plane orthogonal to the axis, and the rear surface 31 has a key fitted into the key groove 22 of the drive shaft 2 as shown in FIG.
33, and the front surface 32 has a key groove 34 provided in a direction orthogonal to the key 33 of the rear surface 31. A guide hole 35 having an inner diameter larger than the outer diameter of the central shaft 7 by a constant length is provided at the axial center of the radial joint 3. And the rear surface 31
The flat surface of the drive shaft 2 is provided with a recessed spring receiving groove 36 at a position corresponding to the spring receiving groove 23 of the drive shaft 2, and the flat surface of the front surface 32 is provided with a spring receiving groove 37 whose longitudinal direction is recessed along the key groove 34. It is provided above and below. A positioning spring 38 is housed in the spring receiving groove 36 provided on the rear surface of the radial joint 3 and the spring receiving groove 23 provided on the front surface of the drive shaft 2.
【0019】ラジアル・回転ジョイント4は後面が軸心
と直交する平面で形成され、ラジアルジョイント3のキ
−溝34と嵌合するキ−41を有し、前面は軸心と直交
する水平方向又は垂直方向に湾曲した円弧面42で形成
され、軸心と直交し円弧面42に沿ったキ−溝43を有
する。このラジアル・回転ジョイント4の軸心にはラジ
アルジョイント3のガイド穴35と同じ内径のガイド穴
44を有する。そして後面の平面にはラジアルジョイン
ト3の前面32に設けられたばね受け溝37と対応する
位置に凹んだばね受け溝45が設けられている。このば
ね受け溝45とラジアルジョイント3の前面32に設け
られたばね受け溝37には位置決めばね46が収納され
ている。The radial / rotary joint 4 has a rear surface formed in a plane orthogonal to the axial center, and has a key 41 to be fitted in the key groove 34 of the radial joint 3, and the front surface is in the horizontal direction orthogonal to the axial center. It has a key groove 43 which is formed by an arcuate surface 42 curved in the vertical direction and which is orthogonal to the axis and extends along the arcuate surface 42. A guide hole 44 having the same inner diameter as the guide hole 35 of the radial joint 3 is provided at the axial center of the radial / rotary joint 4. A spring receiving groove 45, which is recessed at a position corresponding to the spring receiving groove 37 provided on the front surface 32 of the radial joint 3, is provided on the rear surface. A positioning spring 46 is accommodated in the spring receiving groove 45 and the spring receiving groove 37 provided in the front surface 32 of the radial joint 3.
【0020】回転ジョイント5は後面がラジアル・回転
ジョイント4の前面の円弧面に倣う円弧面51で形成さ
れ、前面は後面の円弧面51の湾曲方向と直交する方向
に湾曲した円弧面52で形成されている。後面の円弧面
51にはラジアル・回転ジョイント4前面のキ−溝43
に嵌合するキ−53を有し、前面には軸心と直交し円弧
面52に沿ったキ−溝54を有する。軸心にはラジアル
・回転ジョイント4のガイド穴44と同じ内径のガイド
穴55を有する。The rear surface of the rotary joint 5 is formed by an arc surface 51 which follows the arc surface of the front surface of the radial / rotary joint 4, and the front surface is formed by an arc surface 52 which is curved in a direction orthogonal to the curved direction of the rear arc surface 51. Has been done. On the rear arc surface 51, the key groove 43 on the front surface of the radial / rotary joint 4 is formed.
And a key groove 54 along the arc surface 52 which is orthogonal to the axis and is formed on the front surface. The shaft center has a guide hole 55 having the same inner diameter as the guide hole 44 of the radial / rotary joint 4.
【0021】ソケット6は後面が回転ジョイント5の前
面の円弧面52に倣う円弧面61で形成され、回転ジョ
イント5前面のキ−溝54に嵌合するキ−62を有す
る。前面にはボルト頭部及びナットを把持する把持穴6
3を有し、把持穴63の後部にはボルト逃げ部64と中
心軸7の外径より大きく中心軸のつば71より小さな径
のガイド穴65を有する。そして後部側面の3個所又は
4個所に圧縮ばね66で中心軸7側に押圧された位置決
めロッド67を有する。The rear surface of the socket 6 is formed by an arcuate surface 61 that follows the arcuate surface 52 of the front surface of the rotary joint 5, and has a key 62 that fits into a key groove 54 on the front surface of the rotary joint 5. Grip holes 6 for gripping bolt heads and nuts on the front
3, and a guide hole 65 having a diameter larger than the outer diameter of the central shaft 7 and smaller than the flange 71 of the central shaft 7 is provided at the rear of the grip hole 63. Positioning rods 67 pressed toward the central axis 7 by a compression spring 66 are provided at three or four positions on the rear side surface.
【0022】中心軸7はソケット6,回転ジョイント
5,ラジアル・回転ジョイント4,ラジアルジョイント
3及び駆動軸2の軸心を貫通して挿入され、駆動軸2の
ばね受け座27で保持された圧縮ばね72により後方に
付勢され、つば71がソケット6のガイド穴65の前面
に当り、駆動軸2,ラジアルジョイント3,ラジアル・
回転ジョイント4,回転ジョイント5及びソケット6を
一体化している。The central shaft 7 is inserted through the socket 6, the rotary joint 5, the radial / rotary joint 4, the radial joint 3 and the shaft center of the drive shaft 2, and is compressed by the spring seat 27 of the drive shaft 2. It is biased rearward by the spring 72, the collar 71 hits the front surface of the guide hole 65 of the socket 6, and the drive shaft 2, the radial joint 3, the radial.
The rotary joint 4, the rotary joint 5, and the socket 6 are integrated.
【0023】上記のように構成された把持装置1を装着
したボルト自動締結装置は、図4の斜視図に示すよう
に、水平方向Xと鉛直方向Yに移動するエレクタ装置連
結部8のア−ム9の先端部に取り付けられたX−Y平面
と垂直なZ方向である管軸方向の移動機構部10と旋回
機構部11,締結用駆動部12,ア−ムスライド機構部
13及び1対の締結ハンド15を有する。1対の締結ハ
ンド15はそれぞれ単独でZ方向に移動できるようにな
っている。そして把持装置1は、図5の締結ハンドの正
面図に示すように、駆動軸2のフランジ21と連結部2
4の間の保持部25が軸受15aを介して締結ハンド1
5に回転自在に取付けられている。締結ハンド15の先
端部には、図6の側面図に示すように、チャック用シリ
ンダ16aと引張ばね16bにより開閉するボルト引出
用爪16が設けられている。そして駆動軸2の連結部2
4が歯車17を介して締結用駆動部12に連結されてい
る。また、駆動軸2の連結部24は一部が、図7の構成
図に示すように、四角状に形成され、この角部24aに
はラチェット18aと、圧縮ばね18dでラチェット1
8a側に付勢され油圧シリンダ18bで上下動するつめ
18cを有するトルク保持機構18が締結ハンド15の
後面に設けられている。As shown in the perspective view of FIG. 4, the automatic bolt fastening device equipped with the gripping device 1 having the above-described structure has an erector unit connecting portion 8 which moves in the horizontal direction X and the vertical direction Y. Of the moving mechanism section 10 in the direction of the tube axis, which is the Z direction perpendicular to the XY plane attached to the distal end of the frame 9, the turning mechanism section 11, the fastening drive section 12, the arm slide mechanism section 13, and a pair. It has a fastening hand 15. Each of the pair of fastening hands 15 can move independently in the Z direction. Then, as shown in the front view of the fastening hand in FIG. 5, the gripping device 1 includes the flange 21 of the drive shaft 2 and the connecting portion 2.
The holding part 25 between 4 and the fastening hand 1 via the bearing 15a.
5 is rotatably attached. As shown in the side view of FIG. 6, a bolt drawing claw 16 that is opened and closed by a chuck cylinder 16a and a tension spring 16b is provided at the tip of the fastening hand 15. And the connecting portion 2 of the drive shaft 2
4 is connected to the fastening drive unit 12 via the gear 17. Further, a part of the connecting portion 24 of the drive shaft 2 is formed in a square shape as shown in the configuration diagram of FIG. 7, and the ratchet 1 is formed by the ratchet 18a and the compression spring 18d at the corner portion 24a.
A torque holding mechanism 18 having a pawl 18c that is biased toward the 8a side and moves up and down by a hydraulic cylinder 18b is provided on the rear surface of the fastening hand 15.
【0024】上記のように構成された把持装置1を使用
して既設セグメントとエレクタ装置により保持されて新
たに設置されたセグメントとを、図8に示すように、先
端部に案内部19aを有する長ボルト19とナット20
で連結するときの動作を図9のボルト挿入工程図と図1
0のボルト締結工程図を参照して説明する。As shown in FIG. 8, a guide portion 19a is provided at the tip of the existing segment and the newly installed segment held by the erector device using the gripping device 1 configured as described above. Long bolt 19 and nut 20
Operation when connecting with the
This will be described with reference to the 0 bolt fastening process chart.
【0025】あらかじめ長ボルト19を一方のセグメン
トのボルト穴に挿入しておく。そしてエレクタ装置によ
り、新たに設置するセグメントを締結位置まで移送した
のちボルト挿入工程に入る。このボルト挿入工程に入る
と、まずナット側の把持装置1bにナット20を把持さ
せた状態で、図9(1)に示すように、締結ハンド15
を長ボルト19の引出位置まで降下させる。次ぎに、図
9(2)に示すように、締結ハンド15の先端部に設け
たボルト引出用爪16で長ボルト19のボルト軸を把持
し、締結ハンド15を水平方向に移動してセグメント1
04a,104bのボルト穴105a,105bに長ボ
ルト19を挿入する。その後、ボルト引出用爪16によ
る長ボルト19の把持を解除し、図9(3)に示すよう
に、締結ハンド15を上昇させて初期位置に復帰させ
る。締結ハンド15が初期位置に復帰したら、図9
(4)に示すように、再び締結ハンド15を下降させて
から、図9(5)に示すように、ボルト側の締結ハンド
15を長ボルト19側に移動して長ボルト19を完全に
ボルト穴105a,105bに押し込む。その後、図9
(6)に示すように、締結ハンド15を有る程度戻して
ボルト挿入工程を終了する。The long bolt 19 is previously inserted into the bolt hole of one segment. Then, the segment to be newly installed is transferred to the fastening position by the erector device, and then the bolt inserting step is started. When this bolt insertion step is started, first, with the nut 20 gripped by the gripping device 1b on the nut side, as shown in FIG.
Is lowered to the pull-out position of the long bolt 19. Next, as shown in FIG. 9 (2), the bolt shaft of the long bolt 19 is gripped by the bolt pulling claw 16 provided at the tip of the fastening hand 15, and the fastening hand 15 is moved horizontally to move the segment 1
The long bolt 19 is inserted into the bolt holes 105a and 105b of 04a and 104b. After that, the grasping of the long bolt 19 by the bolt withdrawing claw 16 is released, and as shown in FIG. 9C, the fastening hand 15 is lifted to return to the initial position. When the fastening hand 15 returns to the initial position, FIG.
As shown in (4), the fastening hand 15 is lowered again, and then the fastening hand 15 on the bolt side is moved to the long bolt 19 side to completely bolt the long bolt 19 as shown in FIG. 9 (5). Push it into the holes 105a and 105b. After that, FIG.
As shown in (6), the fastening hand 15 is returned to a certain extent, and the bolt insertion step is completed.
【0026】ボルト挿入工程が終了するとボルト締結工
程に入る。ボルト締結工程ではボルト挿入工程が終了し
たら、図10(1)に示すように、ボルト側の把持装置
1aを低速で回転させながら、把持装置1aを装着した
締結ハンド15を長ボルト19の方に前進させる。締結
ハンド15が前進して把持装置1aのソケット6の前面
が長ボルト19のボルト頭に当ると、長ボルト19に位
置ずれや傾きが生じていても把持装置1aの平面ですべ
り接触した駆動軸2とラジアルジョイント3及び平面で
すべり接触したラジアルジョイント3とラジアル・回転
ジョイント4で位置ずれを修正し、円弧面ですべり接触
したラジアル・回転ジョイント4と回転ジョイント5及
び円弧面ですべり接触した回転ジョイント5とソケット
6で傾きを修正するから、図11の説明図に示すよう
に、ボルト頭を把持装置1aのソケット6で確実に把持
することができる。When the bolt inserting step is completed, the bolt fastening step is started. When the bolt inserting step is completed in the bolt fastening step, as shown in FIG. 10 (1), the fastening hand 15 equipped with the holding device 1a is moved toward the long bolt 19 while rotating the holding device 1a on the bolt side at a low speed. To move forward. When the fastening hand 15 moves forward and the front surface of the socket 6 of the gripping device 1a hits the bolt head of the long bolt 19, even if the long bolt 19 is displaced or tilted, the drive shaft that makes sliding contact with the flat surface of the gripping device 1a. Correct the misalignment with the radial joint 3 and the radial joint 3 and the radial / rotating joint 4 that make sliding contact on the plane, and make the radial / rotating joint 4 and the rotating joint 5 that make sliding contact on the arc surface and rotate the sliding contact on the arc surface. Since the inclination is corrected by the joint 5 and the socket 6, the bolt head can be reliably gripped by the socket 6 of the gripping device 1a as shown in the explanatory view of FIG.
【0027】この状態で、図10(2)に示すように、
ナット20を把持した把持装置1bを装着した締結ハン
ド15を長ボルト側に前進させる。把持装置1bが前進
し、把持したナット20が長ボルト19の案内部19の
先端部に接触する。このとき長ボルト19とナット20
の軸心が位置ずれしたり傾いていても、ナット20には
押込力が加えられおり、かつ把持装置1bの平面ですべ
り接触した駆動軸2とラジアルジョイント3及び平面で
すべり接触したラジアルジョイント3とラジアル・回転
ジョイント4でナット20を把持したソケット6を任意
の位置に移動させ、さらに円弧面ですべり接触したラジ
アル・回転ジョイント4と回転ジョイント5及び円弧面
ですべり接触した回転ジョイント5とソケット6でソケ
ット6の傾きを任意に可変するから、ナット20の位置
と傾きを長ボルト19の案内部19に倣って修正してナ
ット20を長ボルト19の案内部19aに挿入する。そ
の後、図10(3)に示すように、ナット20を把持し
ている把持装置1bをねじを締める方向に回転しながら
長ボルト19にナット20を締め込む。このナット20
を締め込むときに長ボルト19を把持している把持装置
1aはラチェット18aと油圧シリンダ18bで上下動
するつめ18cを有するトルクトルク保持機構18で保
持しているから、図7の矢印Aでで示すような締付力が
働いても回転しないで長ボルト19を保持している。し
たがってナット20を長ボルト19に確実に締め付ける
ことができる。そして、図10(4)に示すようにナッ
ト20を長ボルト19に確実に締め付けたら、把持装置
1a、1bをそれぞれ装着した締結ハンド15を後退さ
せて、締結ハンド15を初期位置に戻してボルト締結工
程を終了する。この把持装置1a、1bを後退して長ボ
ルト19とナット20の把持を解除すると、駆動軸2と
ラジアルジョイント3との間に設けた位置決めばね38
と、ラジアルジョイント3とラジアル・回転ジョイント
4の間に設けられた位置決めばね46により、位置合わ
せのために移動したラジアルジョイント3とラジアル・
回転ジョイント4を原点位置に戻す。In this state, as shown in FIG.
The fastening hand 15 equipped with the gripping device 1b that grips the nut 20 is advanced to the long bolt side. The gripping device 1b moves forward, and the gripped nut 20 contacts the tip of the guide portion 19 of the long bolt 19. At this time, long bolt 19 and nut 20
Even if the shaft center of the gripping device is displaced or inclined, the pushing force is applied to the nut 20, and the drive shaft 2 and the radial joint 3 that make sliding contact on the plane of the gripping device 1b and the radial joint 3 that makes sliding contact on the plane are held. And the socket 6 holding the nut 20 with the radial / rotary joint 4 is moved to an arbitrary position, and the radial / rotary joint 4 and the rotary joint 5 are in sliding contact on the arc surface, and the rotary joint 5 and the socket are in sliding contact on the arc surface. Since the inclination of the socket 6 is arbitrarily changed by 6, the position and inclination of the nut 20 are corrected in accordance with the guide portion 19 of the long bolt 19, and the nut 20 is inserted into the guide portion 19a of the long bolt 19. After that, as shown in FIG. 10C, the nut 20 is tightened into the long bolt 19 while rotating the gripping device 1b gripping the nut 20 in the direction of tightening the screw. This nut 20
Since the holding device 1a holding the long bolt 19 when tightening is held by the torque torque holding mechanism 18 having the ratchet 18a and the pawl 18c that moves up and down by the hydraulic cylinder 18b, the arrow A in FIG. The long bolt 19 is held without rotating even if the tightening force as shown acts. Therefore, the nut 20 can be securely fastened to the long bolt 19. Then, as shown in FIG. 10 (4), when the nut 20 is securely tightened to the long bolt 19, the fastening hand 15 to which the gripping devices 1a and 1b are attached is retracted to return the fastening hand 15 to the initial position and to bolt it. The fastening process is completed. When the holding devices 1a and 1b are retracted to release the holding of the long bolt 19 and the nut 20, a positioning spring 38 provided between the drive shaft 2 and the radial joint 3 is released.
And a positioning spring 46 provided between the radial joint 3 and the radial / rotary joint 4 moves the radial joint 3 and the radial joint 3 which are moved for alignment.
Return the rotary joint 4 to the original position.
【0028】なお、上記実施例は把持装置1を駆動軸2
に連結された締結用駆動部12により回転して長ボルト
19とナット20を締め付ける場合について説明した
が、一方の把持装置1の駆動軸2の連結部24に取り付
けられたラチェット18aと噛み合うつめ18cを油圧
シリンダ18bで上下動させて、ラチェット18aを送
るようにしても長ボルト19とナット20を締め付ける
ことができる。In the above embodiment, the gripping device 1 is connected to the drive shaft 2.
Although the case where the long bolt 19 and the nut 20 are rotated by the fastening drive unit 12 connected to the above has been described, the ratchet 18a attached to the connection unit 24 of the drive shaft 2 of the one gripping device 1 and the pawl 18c meshing with the ratchet 18c. The long bolt 19 and the nut 20 can also be tightened by moving up and down the hydraulic cylinder 18b to feed the ratchet 18a.
【0029】また、上記実施例は先端部に案内部19a
を有するボルト19を使用してナットを締め付ける場合
に付いて説明したが、ナットをボルト側に前進させると
きに、ナットを把持した把持装置1bを回転しながら前
進させることにより、普通のボルトを使用してもボルト
とナットの位置と軸心を一致させることができる。In the above embodiment, the guide portion 19a is provided at the tip.
The case of tightening the nut by using the bolt 19 having the above has been described, but when the nut is advanced to the bolt side, a normal bolt is used by advancing while rotating the gripping device 1b that grips the nut. Even if it is, the position of the bolt and the nut and the shaft center can be matched.
【0030】[0030]
【発明の効果】この発明は以上説明したように、把持装
置で把持したボルトを被締結部のボルト穴に挿入し、ボ
ルト穴に挿入したボルトとナットの把持位置の水平方向
と垂直方向のずれを把持装置の中心軸により一体化され
平面ですべり接触した駆動軸とラジアルジョイント及び
平面ですべり接触したラジアルジョイントとラジアル・
回転ジョイントで修正し、ボルトとナットの把持角度の
ずれを円弧面ですべり接触したラジアル・回転ジョイン
トと回転ジョイント及び円弧面ですべり接触した回転ジ
ョイントとソケットで修正するようにしたから、被締結
部に挿入したボルトと締め込むナットの位置がずれてい
たり、ボルトの軸心とナットの軸心とが傾いていても、
自動的にボルトとナットの位置と軸心を一致させること
ができ、確実にボルトとナットを締め付けることができ
る。As described above, according to the present invention, the bolt grasped by the grasping device is inserted into the bolt hole of the portion to be fastened, and the grasping position of the bolt and the nut inserted into the bolt hole is shifted in the horizontal direction and the vertical direction. Are integrated by the central axis of the gripping device and are in radial contact with the drive shaft and the radial joint, and are in radial contact with the planar contact and radial joint.
It was corrected with the rotary joint, and the deviation of the gripping angle of the bolt and nut was corrected with the radial / rotary joint and the rotary joint that slide-contacted on the arc surface, and the rotary joint and the socket that slip-contacted on the arc surface. Even if the position of the bolt inserted in the and the nut to be tightened is misaligned or the shaft center of the bolt and the shaft center of the nut are tilted,
The position of the bolt and nut and the center of the axis can be automatically matched, and the bolt and nut can be securely tightened.
【0031】また、ボルトとナットの位置と軸心を自動
的に一致させるから、ボルトを差し込む被締結部のボル
ト穴の位置ずれや、被締結部に差し込んだボルトの傾き
やをあらかじめ検知する必要がなく、ボルト自動締結装
置の構造を簡略化することができるとともに、被締結部
の連結作業時間を大幅に短縮することができる。Further, since the positions of the bolt and the nut and the axial center are automatically matched, it is necessary to detect beforehand the positional deviation of the bolt hole of the fastening portion into which the bolt is inserted and the inclination of the bolt inserted into the fastening portion. Therefore, the structure of the automatic bolt fastening device can be simplified, and the time for connecting the fastened parts can be greatly reduced.
【0032】さらに、駆動軸に取付けられたラチェット
と、油圧シリンダによる上下動によりラチェットと噛み
合ったり、噛み合いを解除するつめにより、ボルトとナ
ットを締め付けるときに、ボルト又はナットを把持した
一方の把持装置の回転を押えることができ、ボルトとナ
ットを短時間で確実に締め付けることができる。Further, when the bolt and the nut are tightened by the ratchet attached to the drive shaft and the pawl that engages with or disengages the ratchet by the vertical movement of the hydraulic cylinder, the one gripping device that grips the bolt or the nut. The rotation of can be suppressed, and bolts and nuts can be securely tightened in a short time.
【0033】また、各ジョイントがすべり接触し高トル
クを有するから、被締結部がエレクタ装置に取付けられ
所定位置に設置されたシ−ルドセグメントと既設セグメ
ントのように大型のものであっても確実に締結すること
ができる。Further, since each joint is in sliding contact with each other and has a high torque, even if the fastened portion is a large segment such as a shield segment or an existing segment which is attached to the erector device and is installed at a predetermined position. Can be concluded.
【図1】この発明の実施例の把持装置を示す正面断面図
である。FIG. 1 is a front sectional view showing a gripping device of an embodiment of the present invention.
【図2】上記実施例の一部を裁断して示した平面図であ
る。FIG. 2 is a plan view showing a part of the above embodiment by cutting.
【図3】駆動軸とラジアルジョイントを示す説明図であ
る。FIG. 3 is an explanatory view showing a drive shaft and a radial joint.
【図4】ボルト自動締結装置を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing an automatic bolt fastening device.
【図5】締結ハンドの正面図である。FIG. 5 is a front view of a fastening hand.
【図6】締結ハンドの側面図である。FIG. 6 is a side view of a fastening hand.
【図7】締結ハンドのトルク保持機構を示す構成図であ
る。FIG. 7 is a configuration diagram showing a torque holding mechanism of a fastening hand.
【図8】ボルトとナットを示す正面断面図である。FIG. 8 is a front sectional view showing a bolt and a nut.
【図9】ボルト挿入工程を示す工程図である。FIG. 9 is a process drawing showing a bolt inserting process.
【図10】ボルト締結工程を示す工程図である。FIG. 10 is a process drawing showing a bolt fastening process.
【図11】ボルト締結状態を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory view showing a bolt fastening state.
【図12】従来のボルト穴中心位置の計測状態を示す断
面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a conventional measuring state of a bolt hole center position.
【図13】2組の位置検出器を有する従来の締結ハンド
の説明図である。FIG. 13 is an explanatory view of a conventional fastening hand having two sets of position detectors.
【図14】上記締結ハンドの位置ずれを検出する動作を
示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram showing an operation of detecting a positional deviation of the fastening hand.
【図15】従来のボルト締結状態を示す説明図である。 〔図面の簡単な説明〕 1 把持装置 2 駆動軸 3 ラジアルジョイント 4 ラジアル・回転ジョイント 5 回転ジョイント 6 ソケット 7 中心軸 15 締結ハンド 18 トルク保持機構 18a ラチェット 18c つめFIG. 15 is an explanatory diagram showing a conventional bolt fastening state. [Brief description of drawings] 1 gripping device 2 drive shaft 3 radial joint 4 radial / rotary joint 5 rotary joint 6 socket 7 center shaft 15 fastening hand 18 torque holding mechanism 18a ratchet 18c pawl
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴野 潤一 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Junichi Shibano 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Steel Pipe Co., Ltd.
Claims (3)
るボルト自動締結装置において、ボルト頭部及びナット
の把持装置に駆動軸とラジアルジョイントとラジアル・
回転ジョイントと回転ジョイントとソケット及び先端部
につばが設けられた中心軸とを有し、 駆動軸の前面とラジアルジョイントの後面は軸心と直交
する平面で形成され、軸心を通るキ−結合で連結され、 ラジアルジョイントの前面とラジアル・回転ジョイント
の後面は軸心と直交する平面で形成され、駆動軸前面と
ラジアルジョイント後面のキ−結合と直交する方向のキ
−結合で連結され、 ラジアル・回転ジョイントの前面と回転ジョイントの後
面は軸心と直交する方向に湾曲した円弧面で形成され、
円弧面に沿ったキ−結合で連結され、 回転ジョイントの前面とボルト頭部及びナットを把持す
る把持穴を有するソケットの後面は回転ジョイントの後
面の円弧面の湾曲方向と直交する方向に湾曲した円弧面
で形成され、ラジアル・回転ジョイント前面と回転ジョ
イント後面のキ−結合と直交する方向のキ−結合で連結
され、 ラジアルジョイントとラジアル・回転ジョイントと回転
ジョイントとソケットの軸心には中心軸の外径より大き
な内径のガイド穴を有し、 中心軸はソケット側面の複数個所に設けられ圧縮ばねに
より中心側に押圧された位置決めロッドで位置決めさ
れ、圧縮ばねにより後方に付勢されてソケット,回転ジ
ョイント,ラジアル・回転ジョイント,ラジアルジョイ
ント及び駆動軸を一体化していることを特徴とするボル
ト自動締結装置。1. In an automatic bolt fastening device for fastening and fastening a fastened part with bolts and nuts, a drive shaft, a radial joint, and a radial joint are attached to a bolt head and a nut gripping device.
It has a rotary joint, a rotary joint, a socket and a central axis with a flange at the tip, and the front surface of the drive shaft and the rear surface of the radial joint are formed by a plane orthogonal to the axis, and the key connection passes through the axis. The front surface of the radial joint and the rear surface of the radial / rotary joint are formed by a plane orthogonal to the axis, and the front surface of the drive shaft and the rear surface of the radial joint are connected by a key connection in a direction orthogonal to the key connection. -The front surface of the rotary joint and the rear surface of the rotary joint are formed by arcuate surfaces curved in a direction orthogonal to the axis,
The front surface of the rotary joint and the rear surface of the socket, which has a grip hole for gripping the bolt head and nut, are curved in a direction orthogonal to the curved surface of the circular surface of the rear surface of the rotary joint. It is formed by an arcuate surface and is connected by a key connection in the direction orthogonal to the key connection of the front surface of the radial / rotary joint and the rear surface of the rotary joint.The radial joint, the radial / rotary joint, the rotary joint, and the socket have a central axis in the axial center. Has a guide hole with an inner diameter larger than the outer diameter of the socket, and the central axis is located at multiple points on the side surface of the socket and is positioned by a positioning rod that is pressed toward the center by a compression spring, and is urged rearward by the compression spring to cause the socket, Bolt characterized by integrating rotary joint, radial / rotary joint, radial joint and drive shaft Dynamic fastening device.
と、該ラチェットとの噛み合いと噛み合いの解除を油圧
シリンダによる上下動により行うつめとを有するトルク
保持機構を備えた請求項1記載のボルト自動締結装置。2. The automatic bolt fastening according to claim 1, further comprising a torque holding mechanism having a ratchet attached to the drive shaft and a pawl for engaging and disengaging the ratchet by vertical movement of a hydraulic cylinder. apparatus.
定位置に設置されたシ−ルドセグメントと既設セグメン
トである請求項1又は2記載のボルト自動締結装置。3. The bolt automatic fastening device according to claim 1, wherein the fastened parts are a shield segment attached to the erector device and installed at a predetermined position, and an existing segment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6046580A JP2776240B2 (en) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | Automatic bolt fastening device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6046580A JP2776240B2 (en) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | Automatic bolt fastening device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07237057A true JPH07237057A (en) | 1995-09-12 |
JP2776240B2 JP2776240B2 (en) | 1998-07-16 |
Family
ID=12751248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6046580A Expired - Lifetime JP2776240B2 (en) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | Automatic bolt fastening device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2776240B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108907691A (en) * | 2018-09-17 | 2018-11-30 | 常州锐特尔自动化设备有限公司 | A kind of screw thread pair automatic screwing device |
CN112233821A (en) * | 2020-09-10 | 2021-01-15 | 福建福清核电有限公司 | Mechanical seal fastening device for thermocouple of reactor pressure vessel |
-
1994
- 1994-02-22 JP JP6046580A patent/JP2776240B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108907691A (en) * | 2018-09-17 | 2018-11-30 | 常州锐特尔自动化设备有限公司 | A kind of screw thread pair automatic screwing device |
CN112233821A (en) * | 2020-09-10 | 2021-01-15 | 福建福清核电有限公司 | Mechanical seal fastening device for thermocouple of reactor pressure vessel |
CN112233821B (en) * | 2020-09-10 | 2024-02-09 | 福建福清核电有限公司 | Mechanical sealing and fastening device for thermocouple of reactor pressure vessel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2776240B2 (en) | 1998-07-16 |
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