(57)【要約】【課題】ソケットの軸心方向と、ボルトやボルト孔の軸心方向が一致していない場合であっても、ボルトの締め付けを確実に成功させる。【解決手段】本発明の一実施形態に係るボルト締付装置１は、回転駆動される回転軸たるモータ軸２ａと、モータ軸２ａの端部のドライブ角２ｂに付設される、ボルト１０を係合させるための係合孔４ｅが形成された本発明の一実施形態に係るソケット４と、を備えるものであって、ソケット４における係合孔４ｅが開口される側の端縁部４ａが、該端縁部４ａをソケット４の軸心方向に部分的に突起させた単一の突起部４ｂと、突起を有さない非突起部と、から構成されている。【選択図】図１
2016147334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される回転軸と、
前記回転軸の端部に付設される、ボルトを係合させるための係合孔が形成されたソケットと、
を備えるボルト締付装置であって、
前記ソケットにおける前記係合孔が開口される側の端縁部が、
該端縁部を前記ソケットの軸心方向に部分的に突起させた単一の突起部と、突起を有さない非突起部と、から構成される、
ことを特徴とするボルト締付装置。
【請求項２】
前記突起部は、
回転半径方向の内側に向けて該突起部の突起高さを減少させるテーパ部を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のボルト締付装置。
【請求項３】
前記回転軸に対して揺動可能に接続され、前記回転軸を延長する延長軸と、
前記延長軸の軸径に比して内径寸法が大きく、前記延長軸を被装するスリーブと、
をさらに備え、
前記スリーブによって、
前記延長軸の揺動範囲を規制する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のボルト締付装置。
【請求項４】
ボルト締付装置の回転軸に付設される、ボルトを係合させるための係合孔が形成されたボルト締付用のソケットであって、
前記係合孔が開口される側の端縁部が、
該端縁部を前記ソケットの軸心方向に部分的に突起させた単一の突起部と、突起を有さない非突起部と、から構成される、
ことを特徴とするソケット。
【請求項５】
前記突起部は、
回転半径方向の内側に向けて該突起部の突起高さを減少させるテーパ部を備える、
ことを特徴とする請求項４に記載のソケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルト締付装置およびソケットの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボルトを用いて部材同士を締結するために、ボルト孔に螺合させたボルトを締め付けるための装置であるボルト締付装置が広く用いられている。
ボルトを締め付ける際に、ボルト締付装置のソケットと、ボルトやボルトを螺合させるボルト孔が互いに傾いたり、ずれたりしていると、ソケットにボルトの頭部が入らずに空回りをして、ボルトの締め付けに失敗する場合がある。
【０００３】
そこで従来、ボルト締付装置によるボルトの締め付けに失敗することを防止するために、ソケットの端縁部にボルトの頭部に対する摩擦力を増大させるための溝を設けた構成が知られており、例えば、以下に示す特許文献１にその技術が開示されている。
特許文献１に示された従来のボルト締付装置では、ソケットの溝で生じた摩擦力によってボルトを回転させることにより、ソケットの軸心方向に対してボルトやボルト孔が傾いたり、ずれたりしていても、ボルトを回転させることを可能にし、ボルトを締め付けることができるように構成している。
【０００４】
しかしながら、ソケットの端縁部に溝を設けただけでは、ソケットの端縁部とボルトの頭部との間に生じる摩擦力が不安定となり、ボルトを確実に回転させることが難しく、依然としてボルトの締め付けに失敗する場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１８３０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、ソケットの軸心方向と、ボルトやボルト孔の軸心方向が一致していない場合であっても、ボルトの締め付けを確実に成功させることができるボルト締付装置およびソケットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、本発明に係るボルト締付装置は、回転駆動される回転軸と、前記回転軸の端部に付設される、ボルトを係合させるための係合孔が形成されたソケットと、を備えるボルト締付装置であって、前記ソケットにおける前記係合孔が開口される側の端縁部が、該端縁部を前記ソケットの軸心方向に部分的に突起させた単一の突起部と、突起を有さない非突起部と、から構成されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るボルト締付装置において、前記突起部は、回転半径方向の内側に向けて該突起部の突起高さを減少させるテーパ部を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るボルト締付装置は、前記回転軸に対して揺動可能に接続され、前記回転軸を延長する延長軸と、前記延長軸の軸径に比して内径寸法が大きく、前記延長軸を被装するスリーブと、をさらに備え、前記スリーブによって、前記延長軸の揺動範囲を規制することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るソケットは、ボルト締付装置の回転軸に付設される、ボルトを係合させるための係合孔が形成されたボルト締付用のソケットであって、前記係合孔が開口される側の端縁部が、該端縁部を前記ソケットの軸心方向に部分的に突起させた単一の突起部と、突起を有さない非突起部と、から構成されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るソケットにおいて、前記突起部は、回転半径方向の内側に向けて該突起部の突起高さを減少させるテーパ部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１４】
本発明に係るボルト締付装置によれば、ソケットの軸心方向に対するボルトの傾きを確実に修正することで、ボルトの締め付けを確実に行うことができる。
【００１５】
また、本発明に係るボルト締付装置によれば、さらに、ボルトやボルト孔に対するソケットの傾きを修正することで、ボルトの締め付けをより確実に行うことができるとともに、ソケットが締付部周辺の他の部位に接触することが抑制されるため、ボルトの締め付け作業におけるワークの傷つきを抑制することができる。
【００１６】
また、本発明に係るソケットによれば、ソケットの軸心方向に対するボルトの傾きを確実に修正することで、ボルトの締め付けを確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るボルト締付装置の全体構成を示す側面側断面模式図。
【図２】本発明の一実施形態に係るボルト締付装置を示す斜視模式図。
【図３】本発明の一実施形態に係るボルト締付装置を構成するソケットを示す模式図、（ａ）側面模式図、（ｂ）正面模式図。
【図４】本発明の一実施形態に係るボルト締付装置を構成するソケットを示す斜視模式図。
【図５】本発明の一実施形態に係るボルト締付装置によるボルトの締付状況を示す側面側断面模式図。
【図６】本発明の一実施形態に係るボルト締付装置におけるフローティング機構の説明図。
【図７】本発明の一実施形態に係るボルト締付装置によるボルトの締付状況を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施形態に係るボルト締付装置の全体構成について、図１および図２を用いて説明をする。
図１に示す如く、本発明の一実施形態に係るボルト締付装置１は、モータ２、延長軸３、ソケット４、スリーブ５、支持プレート６を備えている。
【００１９】
ボルト締付装置１は、図２に示すように、ボルト１０を締付部２０に締め付けるために用いられる装置であり、締付部２０には、ボルト１０を差し込んで仮配置することができる円管状のカラー２１が配置されている。ボルト１０は、カラー２１に差し込まれただけの状態では、カラー２１の底部に形成されたボルト孔２２（図７参照）には未だ螺合しておらず、カラー２１の軸心方向に対して傾斜した姿勢を取ることが可能である。
【００２０】
図１に示す如く、モータ２は、延長軸３およびソケット４を回転駆動するための駆動源であり、通電することにより回転するモータ軸２ａを備えている。
モータ軸２ａは、その先端部に角柱状の凸部であるドライブ角２ｂを備えており、ドライブ角２ｂには、延長軸３を係止するための玉状のラッチが備えられている。
【００２１】
モータ２は、支持プレート６に形成された孔部６ａにモータ軸２ａを挿通した状態で、支持プレート６の一側（図１における上側）の面に固定されている。
【００２２】
延長軸３は、モータ軸２ａとソケット４を接続する軸部材であり、一端部にドライブ角２ｂに対応した角孔状の凹部である差込角３ａを備えるとともに、他端部にソケット４と係合する角柱状の凸部であるドライブ角３ｂを備えている。尚、差込角３ａの内面には、ドライブ角２ｂの玉状のラッチを係止するための溝部（図示せず）が形成されており、ドライブ角３ｂには、ソケット４を係止するための玉状のラッチが備えられている。
【００２３】
ソケット４は、締付対象であるボルト１０の頭部１０ａに係合する部位であり、図３（ａ）（ｂ）および図４に示す如く、ボルト１０に対面する側の端縁部４ａにおいて、該端縁部４ａから突起させた部位である突起部４ｂを備えている。
【００２４】
ソケット４には、端縁部４ａの一部に単一の突起部４ｂが形成されており、端縁部４ａの突起部４ｂが形成されていない部位は、端縁部４ａによって、突起していない部位（非突起部と呼ぶ）を構成している。
【００２５】
突起部４ｂは、端縁部４ａにおいて、係合孔４ｅの周囲に沿って円弧状に形成されており、半径方向における突起部４ｂの内側の側面においてテーパ部４ｃが形成され、ソケット４の回転周方向における該突起部４ｂの端部において段差部４ｄ・４ｄが形成されている。
【００２６】
テーパ部４ｃは、擂鉢状曲面の一部を切り取った形態を有しており、軸心Ｘから突起部４ｂまでの距離が、突起部４ｂの基部側から頂部側に向けて大きくなるように傾斜するとともに、ソケット４の回転周方向に向けて円弧状に湾曲した曲面となっている。
尚、ソケット４では、突起部４ｂの頂部の半径方向の幅を、端縁部４ａの幅に比して小さくするとともに、突起部４ｂの基部の半径方向の幅を、端縁部４ａの幅に等しくして、半径方向における突起部４ｂの内側の側面にテーパ部４ｃを形成している。
【００２７】
尚、突起部４ｂは、端縁部４ａの一部（本実施形態では端縁部４ａの半分程度）に形成される部位であり、その形成範囲は、ボルト１０の形状やソケット４の回転速度等の条件に応じて適宜選択する。
【００２８】
段差部４ｄは、ソケット４の回転周方向において、突起部４ｂの端面から端縁部４ａに向かって、突起部４ｂの形成範囲を拡大するように傾斜した面によって構成されることが好ましい。尚、段差部４ｄは、突起部４ｂの端面と端縁部４ａに対して垂直に交わる面によって構成されていても良い。
【００２９】
そして、突起部４ｂの突起高さｈや段差部４ｄの傾斜角度θ（図３（ａ）参照）として、ボルト１０の形状やソケット４の回転速度等の条件に応じた適切な値を選択することによって、ソケット４によるボルト１０の締め付け作業の成功確率を改善することができる。
【００３０】
さらに、ソケット４は、ボルト１０の頭部１０ａに対応した（即ち、頭部１０ａの寸法に比して若干大きい）略六角形状の係合孔４ｅを備えるとともに、延長軸３のドライブ角３ｂに対応した（即ち、ドライブ角３ｂの寸法に比して若干大きい）角孔状の凹部である差込角４ｆを備えている。
尚、ソケット４の差込角４ｆの内面には、ドライブ角３ｂの玉状のラッチを係止するための溝部（図示せず）が形成されている。
このような構成により、ソケット４は、延長軸３のドライブ角３ｂを、差込角４ｆに差し込むことで、延長軸３の端部に容易に装着することができるとともに、装着状態のソケット４を延長軸３から離反する方向に引っ張ることで、延長軸３から容易に外すことができるように構成されている。
【００３１】
尚、本実施形態では、延長軸３を介して、モータ軸２ａにソケット４を接続する構成を例示しているが、本発明の一実施形態に係るソケット４は、モータ軸２ａに直接接続して使用することも可能である。
【００３２】
そして、ソケット４は、テーパ部４ｃを設けることによって、突起部４ｂの内側（内周面側）にボルト１０の頭部１０ａが宛がわれたときに、テーパ部４ｃにより押圧された頭部１０ａは、ソケット４の軸心Ｘに向けて変位される（調心される）ため、頭部１０ａが係合孔４ｅに係合されやすくなる。また、ソケット４においては、端縁部４ａから係合孔４ｅに至る範囲の内周面において、頭部１０ａを係合孔４ｅに係合しやすくするための第二のテーパ部４ｇがさらに形成されている。尚、端縁部４ａには、突起部４ｂが形成されている範囲に位置する端縁部４ａが含まれている。
【００３３】
スリーブ５は、延長軸３を被装する略管状の部材であり、延長軸３を被装した状態で、支持プレート６のモータ２を付設する面とは反対側（図１における下側）の面に固定されている。
スリーブ５の内周面と延長軸３の外周面の間には隙間を設けている。
【００３４】
ボルト締付装置１では、モータ軸２ａ、延長軸３、ソケット４、スリーブ５の各軸心を軸心Ｘ上に一致させるように配置しており、モータ２を作動させて、モータ軸２ａを回転駆動することにより、延長軸３を介して軸心Ｘ回りにソケット４を回転させることができるように構成している。
【００３５】
そして、ボルト締付装置１は、支持プレート６が、図示しない変位装置によって少なくとも３次元の自由度で変位することができるように支持されており、ボルト１０の締め付け位置（締付部２０）に対応する位置にボルト締付装置１を変位させるとともに、ボルト１０の締め付け状態に合わせてボルト締付装置１を上下に変位させることができるように構成されている。
【００３６】
次に、ボルト締付装置１によるボルト１０の締付状況について、図５を用いて説明をする。
尚、ここでは、ボルト締付装置１の回転軸心Ｘと、ボルト１０が差し込まれているカラー２１の軸心Ｚは一致しており、かつ、ボルト１０の軸心Ｙが、軸心Ｘおよび軸心Ｚに対して傾斜している状態で、ボルト締付装置１によるボルト１０の締め付け作業を開始する場合を例示している。尚、カラー２１の軸心Ｚは、ボルト孔２２（ここでは図示せず、図７参照）の軸心と一致している。
【００３７】
図５に示す如く、ボルト締付装置１によって、軸心Ｘに対して軸心Ｙが傾斜している状態のボルト１０をボルト孔２２（図示せず）に螺合させて締め付ける場合、頭部１０ａに対してソケット４の端縁部４ａを接触させた状態でソケット４を軸心Ｘ回りに回転させると、ソケット４の突起部４ｂ（より詳しくは、段差部４ｄ）によって、頭部１０ａの側面を回転周方向に向けて押圧することができる。
【００３８】
このときボルト１０は、突起部４ｂで押圧されることによって、軸心Ｙの傾斜角度が変更され、ソケット４の回転に伴って、次第に頭部１０ａがソケット４における突起部４ｂの内側に収まる角度に起こされる（軸心Ｘに対するボルト１０の軸心Ｙの傾斜角度が小さくなる）。
【００３９】
そして、頭部１０ａが突起部４ｂの内側に収まっている状態で、ソケット４をさらに回転させると、テーパ部４ｃによって、ボルト１０の頭部１０ａが調心され、ボルト１０の軸心Ｙの軸心Ｘに対する傾斜角度がさらに小さくなり、やがて、係合孔４ｅに頭部１０ａが収まることとなって、ボルト１０がソケット４に係合される。
ボルト１０がソケット４に係合された状態では、ボルト締付装置１の軸心Ｘと、カラー２１の軸心Ｚと、ボルト１０の軸心Ｙが一致する状態となっている。
【００４０】
そして、各軸心Ｘ、Ｙ、Ｚが一致した状態においては、ボルト締付装置１によるボルト１０の締付作業を安定して行うことができ、締付不良を発生させることなく、ボルト孔２２（図示せず）に対してボルト１０の締め付けを行うことができる。
【００４１】
尚、ソケット４の突起部４ｂにおける段差部４ｄは、ソケット４の正転時および逆転時のいずれでもボルト１０を起こす作用を生じさせることができるように、突起部４ｂの回転周方向における両端部に設けることが好ましい。
【００４２】
即ち、本発明の一実施形態に係るボルト締付装置１は、回転駆動される回転軸たるモータ軸２ａと、モータ軸２ａの端部のドライブ角２ｂに付設される、ボルト１０を係合させるための係合孔４ｅが形成された本発明の一実施形態に係るソケット４と、を備えるものであって、ソケット４における係合孔４ｅが開口される側の端縁部４ａが、該端縁部４ａをソケット４の軸心方向に部分的に突起させた単一の突起部４ｂと、突起を有さない非突起部と、から構成されている。
【００４３】
また、本発明に一実施形態に係るボルト締付装置１において、ソケット４の突起部４ｂは、回転半径方向の内側に向けて該突起部４ｂの突起高さを減少させるテーパ部４ｃを備えている。
【００４４】
そして、ソケット４を備えたボルト締付装置１では、このような構成によって、ソケット４の軸心方向に対するボルト１０の傾きを確実に修正することができるため、ボルト１０の締め付けを確実に行うことができる。
【００４５】
次に、ボルト締付装置１が備えるフローティング機構について、図６および図７を用いて説明をする。
ボルト締付装置１では、ソケット４を支持する延長軸３を揺動可能にする機構（所謂フローティング機構）を備えている。
ボルト締付装置１では、図６に示すように、モータ軸２ａのドライブ角２ｂに対して延長軸３の差込角３ａに遊びを持たせつつ接続することによって、モータ軸２ａと延長軸３の接続箇所（溝部による玉状のラッチの係止部）を支点として、延長軸３を揺動可能に構成するとともに、スリーブ５によって、延長軸３の揺動範囲を規制することによって、フローティング機構を構成している。
【００４６】
ここで、フローティング機構の効果について、説明をする。
ここでは、ボルト締付装置１によるボルト１０の締付状況について、ボルト締付装置１の回転軸心Ｘと、ボルト１０を締め付け位置に設けたカラー２１およびボルト孔２２の軸心Ｚが一致していない状態からボルト１０を締め付ける場合を例示して説明をする。
【００４７】
図６に示す如く、ボルト締付装置１では、延長軸３およびソケット４を、モータ軸２ａに対して、揺動させることができるように構成している。
即ち、ボルト締付装置１では、延長軸３およびソケット４の軸心Ｘ(ここでは、軸心Ｘ１と呼ぶ）を、モータ軸２ａの軸心Ｘ（ここでは、軸心Ｘ２と呼ぶ）に対して、傾斜させることができる。
【００４８】
ボルト締付装置１では、例えば、図示しない変位装置によって、ソケット４をボルト１０に対して押圧することによって、延長軸３が揺動される。
【００４９】
また、ボルト締付装置１では、延長軸３をスリーブ５によって被装しており、延長軸３の軸径（外径寸法）φｄを、スリーブ５の内径寸法φＤに比して小さくして、延長軸３を揺動させるための余裕を持たせる構成としている。
そして、延長軸３が揺動され、軸心Ｘ２に対する軸心Ｘ１の傾斜角度が一定以上になると、延長軸３の外周面がスリーブ５の内周面に接触し、延長軸３の揺動範囲（傾斜角度）が規制されるように構成している。これにより、締付部２０の周囲に他の部位が接近しているような場合であっても、ソケット４が締付部２０の周囲の余計な箇所に接触することが抑制され、他の部位を傷つけることを抑止しながら、ボルト１０の締付作業を行うことができる。
【００５０】
尚、スリーブ５は、モータ軸２ａに近い端部側では、内径寸法φＤを小さめにして、ソケット４に近い端部側では内径寸法φＤを大きめにすることが好ましく、これによって、延長軸３（ひいてはソケット４）の回転を安定させながら、延長軸３の揺動を可能にすることができる。
【００５１】
ボルト締付装置１では、図７に示すように、延長軸３を揺動可能に構成することによって、ボルト締付装置１とボルト孔２２の各軸心Ｘ・Ｙ・Ｚのズレを吸収することができる。
そして、ボルト締付装置１では、ボルト締付装置１とボルト孔２２の軸心がズレている場合であっても、ソケット４の係合孔４ｅとボルト１０の頭部１０ａを確実に係合させ、失敗することなくボルト１０を締め付けることができるようにしている。
【００５２】
このように、ボルト締付装置１では、ソケット４の端縁部４ａに突起部４ｂを設けることで、ボルト１０の傾斜を確実に変更することができるようにするとともに、さらに、延長軸３を揺動可能に構成することによって、ボルト１０やボルト孔２２の配置のズレや傾きを吸収して、ボルト１０の締め付け作業をより確実に行うことが可能になっている。
【００５３】
即ち、本発明の一実施形態に係るボルト締付装置１は、モータ軸２ａに対して揺動可能に接続され、モータ軸２ａを延長する延長軸３と、延長軸３の軸径φｄに比して内径寸法φＤが大きく、延長軸３を被装するスリーブ５と、をさらに備え、スリーブ５によって、延長軸３の揺動範囲を規制するものである。
【００５４】
このような構成のボルト締付装置１によれば、延長軸３を揺動させることができるため、ボルト１０やボルト孔２２に対するソケット４の傾きを修正することでき、これにより、ボルト１０の締め付けをより確実に行うことができる。
また、ボルト締付装置１では、スリーブ５によって延長軸３の揺動範囲が規制されるため、ボルト１０の締め付け作業時に、ソケット４が締付部２０周辺の他の部位に接触することが抑制されるため、ワークの傷つきを抑制できる。
【符号の説明】
【００５５】
１    ボルト締付装置
２ａ  モータ軸（回転軸）
３    延長軸
４    ソケット
４ａ  端縁部
４ｂ  突起部
４ｃ  テーパ部
４ｄ  段差部
４ｅ  係合孔
５    スリーブ
１０  ボルト
【図１】
2016147334.tif 000003
【図２】
2016147334.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016147334.tif 000006
【図５】
2016147334.tif 000007
【図６】
2016147334.tif 000008
【図７】
2016147334.tif 000009