JPS6219334A - ボルト自動締結機に用いるナツト回転装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は連結すべきフランジに予め相対向してｍＧプら
れたボルトとナツトを自動的に螺合させるためのボルト
自動締結機に用いるナツト回転装ｊｄに関するものであ
る。

［従来の技術］ たとえば、シールド掘進機を堆進させてトンネルにセグ
メントを組み付は覆工を完成させるときには、組み付け
られるセグメント端面のフランジ同士をボルトとナツト
で締結させて行くが、従来、かかるセグメントの組み付
けの如き狭隘スペースでボルト締結を自動的に行うよう
にした装置はなく、専ら人手によってボルト締結作業を
行っていた。

そこで、最近、ｙＲ結すべきフランジ部に予め相対向し
て設けられたボルトとナツトとに係合し、ナツトを回転
させつつボルトをナラ１〜の方向へ横送りしてボルトと
ナツトを自動的に螺合締結するようにしたボルト自動締
結機が考えられている。すなわち、上記したボルト自動
締結機は、第３図乃至第５図に示す如き構成としである
。図では、セグメント同士の結合に適用した場合につい
て示している。セグメント１の周縁部にフランジ孔３を
設けて形成したフランジ２にボルト孔４を形成し、フラ
ンジ２のうち、一方のフランジ２ａに台座７を介して把
持部５ａが回転自在に予め取り付けられたナツト５ど他
方のフランジ２ｂに板ばねからなる保持具８を介してそ
の軸心方向に移動自在に予め取り付ｔノられたポル１へ
６とが対向させである。ポル］・締結機は、上記ポル１
−６とナツト５に係合してナラ１−を回転させつつボル
ト６を軸送りしてフランジ２ａ、２ｂ相゛互を締結する
ために、フランジ２よりｔｌｉＢシてボルト６と平行に
支持されたガイドフレーム９を有し、このガイドフレー
ム９には先端部をフランジ２方向に延出させたボルト係
合腕１０とナツト係合腕１１がガイドフレーム９に沿っ
て近接離間移動自在に設けられている。図示例では、第
３図、第４図に示す如（ガイドフレーム９は４本のロッ
ド１２を上下及び左右に適宜間隔を隔てて平行に配置し
てなり、これらロッド１２の両端部が架台１３の両脚部
１３ａ、１３ｂに固定されている。架台１３は上記係合
腕１０．１１をそれぞれ移動操作する係合腕移動手段た
るシリンダ１４．１５を据付【）るためのもので、長手
方向両端部に平板状の脚部１３ａ、１３ｂが設けられて
いる。

上記係合腕１０，１１の基端部にはガイドフレーム９の
ロッド１２を挿通させるガイド孔１６が形成されると共
に、作動杆１０ａ、１１ａが上記架台１３を貫通すべく
上方へ延出して一体的に設けられている。したがって、
上記架台１３にはこれを貫通した作動杆１０ａ、１１ａ
の移動を許容するための案内溝１７が長手方向に沿って
形成されている。更に、それぞれの作動杆１０ａ、　１
１ａには架台１３上にブラケット１８を介してそれぞれ
固定したシリンダ１４．１５のピストンロッド１４ａ、
１５ａ　（７）先端部ｔｆｉ連結されており、もってシ
リンダ１４．１５の駆動により係合腕ｉｏ、ｉｉをそれ
ぞれ移動操作できるようになっている。

上記係合腕１０，１１の相対向した先端部において、一
方の先端部には上記ボルト６の頭部６ａにその回転を規
制すべく着脱自在に係合するボルト係合孔１９が形成さ
れ、他方の先端部には上記ナツト５にこれを回転すべく
着脱自在に係合するナツト回転具２０が設けられている
。ナラ１〜回転具２０は第５図に示す如く幅方向中央に
外歯歯車部２０ａを有する従動歯車からなり、軸芯部に
ナツト５を係合させるソケット部２０ｂが形成されてい
る。このナツト回転Ｑ２０を取付けるナツト係合腕１１
はギヤケーシングを構成しており、先端部に軸受２１を
介してナツト回転具２０を回転自在に内蔵している。ナ
ラ１〜係合腕１１の基端部には、ナツト回転具２０を回
転駆動する回転駆動手段として、回転軸２１ａに駆動歯
車２２を固定したモータ２３が固定され、その駆動歯車
２２はナツト係合腕１１内に軸受２４を介して回転自在
に支持されている。

又、ナツト係合腕１１の駆動歯車２２とナツト回転具２
０との間には両者に噛合する中間歯車２５が軸受２Ｇを
介して回転自在に取付けられている。

なお、架台１３の一方の脚部１３ａには上記モータ２３
との干渉を避けるためにモータ挿通窓２７が形成されて
いる。又、架台１３の他方の脚部１３ｂは上記構成のボ
ルト自動締結機をシールド掘進機のエレクタ等に据付け
るための支持台２８に固定される。

上記構成としであるボルト自動締結機によりボルト締結
を行う場合は、ボルト自動締結改仝体をセグメント１に
接近させて、ボルト係合孔１９を有するボルト係合腕１
０及びナツト係合腕１１の先端部をセグメント１のそれ
ぞれの７ランジ孔３に挿入しポル１−係合孔１９の軸芯
をボルト６の軸芯に合わせる。次いで、ボルト係合腕１
０及びナツト係合腕用をそれぞれのシリンダ１４．１５
の駆動によって互に接近させ、ボルト６の頭部６ａをボ
ルト係合孔１９に、且つナツト５をナラ１へ回転具２０
のソケット部２０ｂにそれぞれ係合させる。この場合、
予めポルｈ　６の頭部６ａをポル１−係合孔１９の形状
に一致させた状態に保持具８により固定しておくと共に
、ナラ１〜回転具２０を低速回転させつつナツト５に押
付けることにより、それぞれを係合させることができる
。

次に、モータ２３の駆動により駆ｅ歯車２２、中間歯車
２５を介してナツト回転２０を回転させ、この状態でシ
リンダ１４の駆動によりボルト係合腕１０を介してボル
ト６をナラｔ−５方向へ保持具８の弾発力に抗して軸送
りさせる。これによって、ポル１−６は回転するナツト
５に接近し、ナツト５と螺合することになり、一定の締
付トルクにてセグメン１へ１のフランジ２ａ、２ｂ相互
を締結することになる。ボルト締結が完了したならばモ
ータ２３の電源を切り、ボルト係合腕１０及びナツト係
合腕１１をシリンダ１４．１５の駆動により相互に離間
させてボルト６の頭部６ａ及びナツト５に対する係合を
解き、ボルト自動締結機全体をセグメント１より引き離
せばよい。

［発明が解決しようする問題点］ 上述したように、最近考えられているボルト自ｉＩＪ　
Ｉｉｌ結機は、ナツトを自動的に回転させ且つボルトを
自動的に移動させて当該ボルトとナツトを自動的に螺合
させ、連結ずべきフランジを容易にボルト締結できるの
であるが、ナツト回転具２０は、歯車部２０ａとソケッ
ト部２０ｂとが一体構造としであるため、ナツト５の軸
芯がソケット部２１ｂの軸心よりずれていると、ソケッ
ト部２１ｂにナツト５が入りにくいことが考えられる。

そこで、本発明は、前記した最近考えられているボルト
自動締結機の性能をより高めるため、ナツト回転具の部
分に改良を加え、ナツトの軸心がずれていてもソケット
部へ入り易くしてボルトとナツトの自動的な締結を確実
に行えるようにしようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、ケーシング内に回転自在に収納されたソケッ
ト部回転用歯車の内側に、該歯車とは別体としたソケッ
ト部を隙間を設けて嵌め込み、両者の間にスプリングを
介在させ、且つ上記ソケット部に回転方向が一体となる
よう係合させたユニバーサルジヨイントを、上記歯車に
揺動自在に且つ一体として回転できるように係合させる
ことによって、ソケット部をｍ車に支。

持させた構成とする。

［作　　　用］ ソケッＩ・部はユニバーサルジヨイントを介してソケッ
ト部回転用歯車に支持されているので、ソケッ１へ部は
、ユニパー丈ルジョイントを介してＬ％　Ｕｔできる。

したがって、ナツトがソケット部を押せば、ユニバーサ
ルジヨイントが傾動し、円錐コイルばねが変形してソケ
ット部が変位し、ナツトと適合できるようになる。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図に示ず如く、ケーシング（たとえば、第３図のす
一ット係合腕１１）　３０内に、外周に歯３２を刻設し
且つ内部を空洞として段差部３３及びストッパ３４を後
端寄りに設けたソケット部面転用歯車３１を軸受３５を
介して回転自在に収納し、該歯ｆｉ３１内の上記段差部
３３よりも前方の開口部３６に、前端内周にテーパ部３
８を有し且つ外径を上記歯車３１の開口部３６との間に
所要の隙間が形成されるよう該開口部３Ｇの内径よりも
小さい寸法としてその外周部に段差部３９を設けたソケ
ット部３７を嵌入位置させる。上記歯車３１内部の段差
部３３とソケット部３７の段差部３９のとの間には、円
錐コイルばね４０を介在させ、常時は円錐コイルばね４
０によりソケット部３７がセンタリングされ、ソケット
部３７のテーパ部３８に外圧が作用すると円錐コイルば
ね４０が変形できるようにしである。上記ソケット部３
７の後端部には、ユニバーサルジヨイント４１の一端部
を、揺動自在にｎツ回転は一緒に行われるよう係合させ
ると共ニ、該ユニバーサルジヨイント４１の他端部を前
記歯車３１の後端部に揺動自在に且つ回転は一緒に行わ
れるよう係合させ、ユニバーサルジヨイント４１の中間
部分の凹所に歯車３１内部のス１−ツバ３４が位置し、
歯車３１とソケット部３７との間でのユニバーサルジヨ
イント４１の動きを規制できるようにする。４２はナツ
トである。

ケーシング３０とナツト４２とが相対変位してソケット
部３７がナツト４２に係合する状態において、ソケット
部の軸芯とナツト４２の軸芯がずれている場合は、ソケ
ット部３７のテーパ部３８がナツト４２の外径部に当る
。なおもソケット部３７がケーシング３０とともにナツ
ト４２の方向へ移動すると、テーバ部３８がナツト４２
の外径部に押されることになる。テーバ部３８がナツト
４２の外径部で押されると、ユニバーサルジヨイント４
１が第２図に示す如く傾くと共に円錐コイルばね４０が
変形してソケット部３７が平行移動する。これによりナ
ツト４２とソケット部３７の軸芯が一致してソケット部
３７がナツト４２に適合し、係合されることになる。

本発明のナツト回転装置は、第３図乃至第５図に示した
ボルト自動締結機におけるナツト回転具２０に代えて用
いることによりボルト自動締結機として実施できる。ソ
ケット部３１がナツト４２に■合した後、歯車３１を回
転すると、ユニバーサルジヨイント４１を介してソケッ
ト部３１が回転させられることになる。

なお、第３図乃至第５図は、被締結物としてセグメント
１を対象とし、このセグメントのボルト締結を行うボル
ト自動締結機に本発明のナツト回転装置を適用して実施
させる場合を示したが、セグメント以外の被締結物の締
結に用いる締結機に適用できることは勿論である。

［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明のナツト回転装置によれば、ソ
ケット部がユニバーサルジョインｉ〜を介して変位でき
るようにしであるので、ナツトの軸芯とソケットの軸芯
が不一致の場合でもナツトがソケット部に当ることによ
り自動的にソケット部が移動してナツトに適合でき、ソ
ケット部とナツトとの■含を容易に行わせることができ
、ボルト自動締結機に適用した場合に被締結物の自動的
なボルト締結がより確実に行われることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のナラ１〜回転装置の切断平面図、第２
図はソケット部が移動したときの状態を示す断面図、第
３図は最近考えられているボルト自動締結機の一部切断
側面図、第４図は第３図の平面図、第５図は第４図のＡ
−Ａ断面図である。 ５はナツト、６はボルト、１０はボルト係合腕、１１は
ナツト係合腕、３０はケーシング、３１はソケット部回
転用歯車、３７はソケット部、４０は円錐コイルばね、
４１はユニバーサルジョイン１−を示す。 特　　許　　出　　願　　人 石川島播磨重工業株式会社 第１　図 第２図 第３図 フ只 第４図 ＩＬＩｏ　　１′Ｊ　１２　１１０１ｂ　　　　１’３
００ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）ケーシング内に回転自在に収納したソケット部回転
   用歯車の内側に、該歯車とは別体としたソケット部を隙
   間を設けて嵌め込み、両者の間にスプリングを介在させ
   、且つ上記ソケット部に揺動自在に且つ一体に回転でき
   るよう係合させたユニバーサルジョイントを、上記歯車
   にも揺動自在に且つ一体に回転できるよう係合させたこ
   とを特徴とするボルト自動締結機に用いるナット回転装
   置。