(57)【要約】【課題】ボルトおよびナットの締結の作業性を向上する。【解決手段】締結機構１は、端部Ｓａ１に嵌合されたボルト回転部材３の回転動力を受けてネジ孔Ｍａに挿入されたボルトＳａを、ナットＳｂの締結力によってネジ孔に締結する機構であって、一端６ｃから他端６ｄまでボルト回転部材が挿通される貫通孔７が形成され、貫通孔の一端７ａに、ボルトに螺合されたナットを回転方向の移動を規制して保持する保持部８が設けられた本体部６と、本体部を回転自在に支持する支持部（オフセットギヤ５）と、を備える。【選択図】図１
2016059987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部に嵌合されたボルト回転部材の回転動力を受けてネジ孔に挿入されたボルトを、ナットの締結力によって該ネジ孔に締結する締結機構であって、
一端から他端まで前記ボルト回転部材が挿通される貫通孔が形成され、該貫通孔の一端に、前記ボルトに螺合された前記ナットを回転方向の移動を規制して保持する保持部が設けられた本体部と、
前記本体部を回転自在に支持する支持部と、
を備えることを特徴とする締結機構。
【請求項２】
前記支持部は、
前記ナットの中心軸と同軸上に配され、前記本体部を該ナットの中心軸周りに回転させる第１回転体と、
前記第１回転体と回転軸を異にして配され、外力を受けて回転し該回転動力を該第１回転体に伝達する第２回転体と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の締結機構。
【請求項３】
支持部に回転自在に支持され、一端から他端まで貫通孔が形成された本体部のうち、該貫通孔の一端に設けられた保持部に、ボルトに螺合されたナットを回転方向の移動を規制して保持させ、
前記本体部の他端から前記貫通孔にボルト回転部材を挿入し、該ボルト回転部材を前記ボルトの端部に嵌合させ、
前記ボルト回転部材と前記本体部とを一体回転させ、前記ナットとともに前記ボルトを回転させて該ボルトをネジ孔に挿入し、
前記ボルト回転部材の回転を停止した後、さらに、前記本体部を回転させることによって、該ボルトを該ナットの締結力によって前記ネジ孔に締結することを特徴とする締結方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルトの位置決めをしてからナット締めする締結機構および締結方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部材間の位置決めのために所謂セットボルトが用いられている。例えば、特許文献１では、流体管を加工する加工装置において、流体管を移動させる歩進機構に、ボルトおよびナットからなるセットボルトが設けられている。
【０００３】
ここでは、流体管の径方向外側に周方向に離隔して複数のセットボルトが配置され、セットボルトが流体管を径方向内側に向かって押圧して固定している。また、セットボルトは、ネジ孔へのねじ込み深さを変えることで流体管の外径に合わせた位置調整ができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８９５４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
セットボルトの取り付けを具体的に例示すると、ボルトを工具でネジ孔に螺合させた後、ナットを工具でボルトに螺合させて、ボルトおよびナットを被締結部材に固定する。このとき、ナットの径方向外側に十分なスペースを確保できない場合、ナットはボックスレンチのようにソケットからシャフト部分が延在する工具が用いられる。
【０００６】
このような工具を用いたとき、ボルト用工具をボルトに取り付けると同時にナット用工具をナットに取り付けようとすると、双方の工具が干渉してしまう。干渉をさけるため、ボルトをネジ孔に螺合させた後、一旦、ボルト用の工具をボルトから離してから、ナット用の工具をナットに取り付けてナットをボルトに螺合させなければならない。その結果、ボルト用の工具をボルトから離す分だけ、作業効率が悪化してしまっていた。このような作業性の低下は、特に、工具を機械装置などに取り付けて作業を自動化したとき、タクトタイムの遅延要因となる。そこで、工具間の干渉を避けて作業性を向上させる締結機構の開発が希求されている。
【０００７】
本発明の目的は、ボルトおよびナットの締結の作業性を向上することが可能な締結機構および締結方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、端部に嵌合されたボルト回転部材の回転動力を受けてネジ孔に挿入されたボルトを、ナットの締結力によってネジ孔に締結する、本発明の締結機構は、一端から他端までボルト回転部材が挿通される貫通孔が形成され、貫通孔の一端に、ボルトに螺合されたナットを回転方向の移動を規制して保持する保持部が設けられた本体部と、本体部を回転自在に支持する支持部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
支持部は、ナットの中心軸と同軸上に配され、本体部をナットの中心軸周りに回転させる第１回転体と、第１回転体と回転軸を異にして配され、外力を受けて回転し回転動力を第１回転体に伝達する第２回転体と、をさらに備えてもよい。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の締結方法は、支持部に回転自在に支持され、一端から他端まで貫通孔が形成された本体部のうち、貫通孔の一端に設けられた保持部に、ボルトに螺合されたナットを回転方向の移動を規制して保持させ、本体部の他端から貫通孔にボルト回転部材を挿入し、ボルト回転部材をボルトの端部に嵌合させ、ボルト回転部材と本体部とを一体回転させ、ナットとともにボルトを回転させてボルトをネジ孔に挿入し、ボルト回転部材の回転を停止した後、さらに、本体部を回転させることによって、ボルトをナットの締結力によってネジ孔に締結することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ボルトおよびナットの締結の作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】締結機構を説明するための説明図である。
【図２】締結機構による締結方法を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１４】
図１は、締結機構１を説明するための説明図である。図１に示すように、締結機構１は、被締結部材Ｍに形成されたネジ孔Ｍａに、所謂セットボルトＳを締結するための機構である。
【００１５】
具体的に、セットボルトＳは、ボルトＳａとナットＳｂで構成されており、締結機構１は、ボルトＳａをネジ孔Ｍａに挿入して、その挿入方向におけるボルトＳａの位置決めをした後、ナットＳｂでボルトＳａを被締結部材Ｍに締結する。
【００１６】
締結機構１は、ナット回転部材２とボルト回転部材３を含んで構成され、不図示の可動ステージに固定された機械装置であって、可動ステージが移動することで、被締結部材Ｍに対する締結機構１の相対位置を変位させることができる。
【００１７】
また、ボルト回転部材３は、可動ステージによって、図１中、両矢印で示す上下方向（ボルトＳａの中心軸方向）に、ナット回転部材２とは独立して移動する。
【００１８】
ナット回転部材２は、ナットランナ４およびオフセットギヤ５（支持部）を含んで構成される。ナットランナ４は、電力または空気圧によって駆動し、オフセットギヤ５に回転動力を伝達する。
【００１９】
オフセットギヤ５は、筐体５ａの内部に複数のギヤ５ｂ〜５ｄが内蔵されて構成される。これらのギヤ５ｂ〜５ｄのうち、最もナットＳｂ側のギヤ５ｂ（第１回転体）は、ナットＳｂの中心軸と同軸上に配される。
【００２０】
また、最もナットランナ４側のギヤ５ｃ（第２回転体）は、ギヤ５ｂとは回転軸を異にしており、ナットランナ４の回転軸と同軸上に配され、ナットランナ４と連結し、ナットランナ４の回転動力（外力）を受けて回転する。
【００２１】
ナットランナ４からギヤ５ｃに伝達された回転動力は、オフセットギヤ５内部の他のギヤ５ｄを介してギヤ５ｂに伝達されることとなる。
【００２２】
また、ナット回転部材２は、外形が円柱形状の本体部６を有する。ここでは、本体部６は、基部６ａおよび延在部６ｂを中心軸方向に連設して形成される。基部６ａおよび延在部６ｂは互いに固定され一体となっている。
【００２３】
本体部６には、本体部６の中心軸方向の一端６ｃから他端６ｄまで貫通する貫通孔７が形成されており、この貫通孔７の一端７ａには保持部８が設けられている。
【００２４】
保持部８は、本体部６の一端６ｃから他端６ｄ側に向かって窪んだ穴であり、保持部８の底面に、貫通孔７の一端７ａが開口している。そして、保持部８は、本体部６の中心軸に垂直な断面形状が、ナットＳｂの外形形状（例えば、六角形）と同じ形状となっている。
【００２５】
そのため、保持部８に嵌め込まれて保持されたナットＳｂは、回転方向の移動が保持部８によって規制されることとなる。すなわち、保持部８が回転すると、ナットＳｂが保持部８とともに回転する。
【００２６】
本体部６の基部６ａは、オフセットギヤ５の筐体５ａ内に配されたギヤ５ｂに挿入されて、ギヤ５ｂに固定されている。また、オフセットギヤ５の筐体５ａ内には、２つの軸受９が設けられている。２つの軸受９は、ギヤ５ｂの回転軸方向にギヤ５ｂを挟んで配されており、本体部６の延在部６ｂは、２つの軸受９によって回転自在に軸支される。
【００２７】
そして、ギヤ５ｂは、ナットランナ４からの回転動力が伝達されると、本体部６を本体部６の中心軸周りに回転させる。このとき、ナットＳｂが保持部８に保持された状態では、本体部６の中心軸が、ナットＳｂの中心軸と同軸上に位置する。そのため、保持部８に保持されたナットＳｂが、ナットＳｂの中心軸周りに回転することとなる。
【００２８】
ボルト回転部材３は、サーボモータ１０およびシャフト１１を備えて構成される。サーボモータ１０は、電力または空気圧によって駆動し、シャフト１１に回転動力を伝達する。
【００２９】
シャフト１１は、例えば、六角柱形状であって、一端がサーボモータ１０に固定され、サーボモータ１０からの回転動力を受けて、シャフト１１の中心軸を回転軸として回転する。また、シャフト１１は、ナット回転部材２の本体部６に形成された貫通孔７に挿入可能な寸法となっている。
【００３０】
上記のように、ボルト回転部材３は、ナット回転部材２と独立して移動でき、ボルト回転部材３がナット回転部材２に対して、図１中、下方向に移動することで、シャフト１１を貫通孔７に挿入することが可能となる。
【００３１】
ボルトＳａの端部Ｓａ１には、シャフト１１が嵌合する六角穴が形成されている。ボルトＳａがナットＳｂと螺合した状態で、シャフト１１を貫通孔７に挿入することで、シャフト１１を端部Ｓａ１の六角穴に嵌合させることが可能となる。
【００３２】
シャフト１１が端部Ｓａ１に嵌合されると、ボルトＳａは、サーボモータ１０の回転動力を受けてシャフト１１と一体回転する。
【００３３】
続いて、締結機構１を用いたセットボルトＳの締結方法について詳述する。
【００３４】
図２は、締結機構１による締結方法を説明するための説明図である。図２では、理解を容易とするため、ナット回転部材２のうち、ナットランナ４、オフセットギヤ５、および、オフセットギヤ５の筐体５ａ内に配された軸受９の図示を省略する。
【００３５】
始めにボルトＳａにナットＳｂを螺合させ、保持部８が、ボルトＳａに螺合されたナットＳｂを回転方向の移動を規制した状態で保持した後、図２（ａ）に示すように、ボルトＳａが被締結部材Ｍのネジ孔Ｍａに対向する位置に、締結機構１（ナット回転部材２およびボルト回転部材３）を移動させる。このとき、ボルト回転部材３のシャフト１１は、ナット回転部材２の本体部６の他端６ｄ側から貫通孔７の途中まで挿入しておく。
【００３６】
そして、図２（ｂ）に示すように、締結機構１（ナット回転部材２およびボルト回転部材３）を、ボルトＳａの回転軸方向に、ネジ孔Ｍａ側に移動させて、ネジ孔ＭａにボルトＳａを当接させる。
【００３７】
続いて、図２（ｃ）に示すように、ボルト回転部材３を、ボルトＳａの回転軸方向に、ネジ孔Ｍａ側に移動させる。そして、本体部６の貫通孔７に、ボルト回転部材３のシャフト１１をさらに奥まで挿通させ、シャフト１１をボルトＳａの端部Ｓａ１に嵌合させる。嵌合後も、ボルト回転部材３は、ボルトＳａをネジ孔Ｍａ側に押圧しておく。
【００３８】
その後、図２（ｄ）に示すように、ボルト回転部材３とともにボルトＳａを回転させながら、軸受９（図１参照）によって回転自在に支持された本体部６を回転させることで、保持部８に保持されたナットＳｂを回転させる。このとき、ナット回転部材２の本体部６、および、ボルト回転部材３のシャフト１１を同期して一体回転させることで、ボルトＳａとナットＳｂを一体回転させる。上記したように、ボルトＳａがネジ孔Ｍａ側に押圧されていることから、ボルトＳａがネジ孔Ｍａに螺合しながら挿入される。
【００３９】
そして、図２（ｅ）に示すように、ボルトＳａが予め設定された挿入位置に到達するまで、ボルトＳａをネジ孔Ｍａ側に押圧しながら、ボルトＳａおよびナットＳｂを回転させる。
【００４０】
続いて、図２（ｆ）に示すように、ボルト回転部材３の回転を停止し、さらに、本体部６を回転させることによって、ボルトＳａに対してナットＳｂの螺合が進む。そして、ナットＳｂが被締結部材Ｍに当接することで、ナットＳｂによる仮締めがなされる。
【００４１】
その後、図２（ｇ）に示すように、ボルト回転部材３を、ボルトＳａの回転軸方向に、ネジ孔Ｍａから離隔する側に移動させ、さらに、本体部６を回転させることによって、ボルトＳａに対してナットＳｂの螺合を進め、ボルトＳａをナットＳｂの締結力によってネジ孔Ｍａに締結する（本締め）。
【００４２】
そして、図２（ｈ）に示すように、締結機構１（ナット回転部材２およびボルト回転部材３）を、ボルトＳａの回転軸方向に、ネジ孔Ｍａから離隔する側に移動させて、締結処理が終了する。
【００４３】
このように、本実施形態の締結機構１による締結方法では、端部Ｓａ１に嵌合されたボルト回転部材３の回転動力を受けてネジ孔Ｍａに挿入されたボルトＳａを、ナットＳｂの締結力によってネジ孔Ｍａに締結する。
【００４４】
このとき、本体部６に貫通孔７が形成されていることから、貫通孔７にシャフト１１を挿通させ、ボルトＳａとナットＳｂを同時に回転させることができる。そのため、ボルトＳａの回転工程の切り換えのために、ナット回転部材２を退避させる必要がなく、作業性を向上することが可能となる。特に、締結機構１は、可動ステージに取り付けられて、作業が自動化されており、1回の締結処理に費やす時間であるタクトタイムの短縮が可能となる。
【００４５】
上述した実施形態では、ナット回転部材２は、オフセットギヤ５を備える場合について説明したが、オフセットギヤ５は必須の構成ではない。ただし、オフセットギヤ５を備えることで、被締結部材Ｍのネジ孔Ｍａが狭所に位置しているとき、セットボルトＳの締結作業が容易となるとともに、本体部６からナットランナ４を離隔して配置できることから、貫通孔７は、ナットランナ４を避けた配置が容易となる。
【００４６】
また、上述した実施形態では、締結機構１は、不図示の可動ステージに固定された機械装置である場合について説明したが、ナット回転部材２およびボルト回転部材３を手動で移動させる構成であってもよい。
【００４７】
また、上述した実施形態では、締結機構１は、ナットランナ４およびサーボモータ１０を備える場合について説明したが、ナットランナ４やサーボモータ１０を設ける代わりに、ギヤ５ｃやボルトＳａを手動で回転させる構成であってもよい。
【００４８】
また、上述した実施形態では、保持部８は、本体部６の一端６ｃから他端６ｄ側に向かって窪んだ穴である場合について説明した。この場合、保持部８は、本体部６の一部となっており、保持部８の内側は貫通孔７の一部となっている。貫通孔７は、本体部６の一端６ｃ（すなわち、保持部８の入口端）から他端６ｄまで貫通する。
【００４９】
また、保持部８は、ナットＳｂを回転方向の移動を規制して保持することができれば、例えば、本体部６の一端６ｃから中心軸方向に突出し、本体部６の周方向に離隔する複数の突起であってもよい。この場合、本体部６の一端６ｃは、保持部８の基端となっており、貫通孔７は、本体部６の中心軸方向において、保持部８の基端位置（すなわち、本体部６の一端６ｃ）から、本体部６の他端６ｄまで延在することとなる。
【００５０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、ボルトの位置決めをしてからナット締めする締結機構および締結方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
Ｍａ  ネジ孔
Ｓａ  ボルト
Ｓａ１  端部
Ｓｂ  ナット
１  締結機構
３  ボルト回転部材
５  オフセットギヤ（支持部）
５ｂ  ギヤ（第１回転体）
５ｃ  ギヤ（第２回転体）
６  本体部
６ｃ  一端
６ｄ  他端
７  貫通孔
７ａ  一端
８  保持部
【図１】
2016059987.tif 000003
【図２】
2016059987.tif 000004