CN110023005A - 紧固工具 - Google Patents
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Abstract
使在紧固栓的轴部与其端部区域成为一体的状态下被铆接的紧固件用的紧固工具的结构合理化。一种不会使紧固栓轴端部断裂,由紧固栓和套环来紧固作业件的紧固工具(100),其紧固栓抓握部驱动机构(160)为了使紧固栓抓握部(185)相对于砧座(181)移动动作而具有能够旋转的第1机构部(161)和能够在长轴方向上移动的第2机构部(169),且在第1机构部(161)的第1方向(FR)侧和第2方向(RR)侧分别设置有承受长轴方向(LD)上的轴向力的止推滚动轴承(166、167)。
Description
技术领域
本发明涉及一种紧固工具,其通过紧固件(Fastener)来对作业件进行紧固,其中所述紧固件具有头部与形成有槽的轴部一体形成的紧固栓和能够与该紧固栓卡合的中空筒状的套环(Collar),所述作业件配置于头部和套环之间。
背景技术
关于由上述那样构成的紧固件对作业件的紧固,已知有如下两种方式:在保持紧固栓的轴部的端部区域与该轴部为一体的状态下完成铆接、或者在轴部的端部区域断裂而从该轴部去除的状态下完成铆接。在前一种方式(第1方式)中,能够在轴部没有断裂的状态下进行紧固,因此,具有不需要进行对断裂部位再次涂布涂层剂等追加工序的优点,在后一种方式(第2方式)中,通过使轴部的端部区域断裂并将其去除,而具有能够抑制铆接完成时的紧固件高度的优点。
作为关于上述第1方式所涉及的紧固件的紧固工具的一例,在国际公开公报WO2002/023056号中公开有如下一种紧固工具,其具有紧固栓抓握部和砧座(Anvil),其中,所述紧固栓抓握部能够抓握轴部的端部区域;所述砧座能够与套环卡合,并且,所述紧固工具利用活塞、气缸的流体压力,使紧固栓抓握部相对于砧座相对移动,据此,砧座对套环进行按压,从而由套环和头部对作业件进行夹持。
对于使用了上述第1实施方式所涉及的紧固件的作业件的紧固工具而言,为了不使轴部的端部区域在进行铆接时发生断裂,需要在进行铆接作业时进行周密的输出管理。另外,在铆接完成后,紧固了作业件的紧固件处于牢固地压紧于紧固工具的状态,但需要设法使所述紧固件从紧固工具可靠地脱离。在上述公报中公开的紧固工具中,由于进行使用了流体压的输出控制,因此铆接所需的输出管理容易,并且,通过较大的输出,能够使紧固了作业件的紧固件从紧固工具可靠地脱离。另一方面,在该流体压式的紧固工具中,存在难以实现装置结构的紧凑化的问题。
另外,和上述第1方式和第2方式所涉及的紧固件不同,例如如日本发明专利公开公报特开2013-248643号那样,还已知有一种使用了所谓盲铆钉(blind rivet)的电动式的紧凑的紧固工具,但由于是所述盲铆钉在轴部断裂的状态下完成紧固的方式,因此,缺乏以下必要性,即,如上述第1方式那样的在铆接作业时的周密的输出管理的必要性、和在铆接完成后,设法使牢固地压紧于紧固工具的紧固件可靠地从紧固工具脱离的必要性。
发明内容
【发明所要解决的技术问题】
鉴于上述问题,本发明的技术问题在于,使使用上述第1方式、即使用在紧固栓的轴部与其端部区域成为一体的状态下完成铆接的方式所涉及的紧固件的紧固工具的结构更进一步合理化。
【用于解决技术问题的技术方案】
为了解决上述技术问题,构成本发明所涉及的紧固工具。该紧固工具通过紧固件来对作业件进行紧固,其中,所述紧固件具有头部与形成有槽的轴部一体形成的紧固栓和能够与该紧固栓卡合的中空筒状的套环,所述作业件配置于所述头部和所述套环之间。
本发明所涉及的紧固工具具有紧固栓抓握部、砧座、紧固栓抓握部驱动机构、马达和壳体,其中,所述紧固栓抓握部能够抓握轴部的端部区域;所述砧座能够与所述套环卡合;所述紧固栓抓握部驱动机构驱动所述紧固栓抓握部,使所述紧固栓抓握部相对于所述砧座在规定的长轴方向上相对移动;所述马达驱动所述紧固栓抓握部驱动机构;所述壳体至少收装所述紧固栓抓握部驱动机构的部分或全部。
所谓“壳体至少收装所述紧固栓抓握部驱动机构的部分或全部”均包括:壳体仅收装紧固栓抓握部驱动机构的部分的方式、收装紧固栓抓握部驱动机构的全部的方式、收装紧固栓抓握部驱动机构的部分和紧固栓抓握部驱动机构以外的结构部件的方式、收装紧固栓抓握部驱动机构的全部和紧固栓抓握部驱动机构以外的结构部件的方式。
另外,只要“壳体”是能够至少收装紧固栓抓握部驱动机构的部分或全部的结构即可,与其外形结构、露出部的有无或程度无关。
另外,抓握着所述轴部的端部区域的状态下的所述紧固栓抓握部相对于所述砧座向所述长轴方向上的规定的第1方向移动,据此,所述砧座将嵌合于所述轴部的状态下的所述套环向与所述长轴方向上的所述第1方向相反的第2方向以及所述套环的径向内侧推压,由所述套环和所述头部来夹持所述作业件,并且使所述套环的中空部压紧于所述槽,保持所述端部区域与所述轴部成为一体的状态来完成所述紧固件的铆接(型锻;swage)。典型地,上述“第1方向”相当于紧固工具的后侧,上述“第2方向”相当于紧固工具的前侧。
并且,构成为,通过所述紧固栓抓握部驱动机构使抓握着所述轴部的端部区域的状态下的所述紧固栓抓握部相对于所述砧座向所述第2方向移动,据此,能够使铆接于所述紧固栓的状态下的所述套环从所述砧座脱离,并且,使所述轴部的端部区域从所述紧固栓抓握部脱离。
另外,所述紧固栓抓握部驱动机构具有第1机构部和第2机构部,其中,所述第1机构部在相对于所述壳体向所述长轴方向的移动被限制的状态下支承于所述壳体,并且被所述马达驱动而旋转;所述第2机构部在能够向所述长轴方向移动且绕所述长轴的转动被限制的状态下连接于所述紧固栓抓握部。并且,所述紧固栓抓握部驱动机构构成为,由于所述第1机构部的旋转驱动,所述第2机构部被向所述长轴方向驱动,据此,所述紧固栓抓握部相对于所述砧座向所述长轴方向移动。
作为紧固栓抓握部驱动机构,例如,优选采用第1机构部由滚珠螺母,第2机构部由滚珠丝杠轴构成的滚珠丝杠机构。在本发明中采用滚珠丝杠机构的情况下,通过将滚珠螺母和滚珠丝杠轴设定为同心状来使紧固栓抓握部驱动机构的结构紧凑化,并且能够将载荷分散地传递到作为动力传递介质的多个滚珠。另外,能够相对较大地设定滚珠螺母与滚珠丝杠轴之间的减速比,从而能够避免或者减少在将马达的输出传递到紧固栓抓握部驱动机构的路径上配置多个减速机构,有助于紧固工具的装置结构简单化。
关于紧固栓抓握部驱动机构,除了采用滚珠丝杠机构之外,例如,还可以采用第1机构部由小齿轮,第2机构部由齿条部构成的齿条齿轮机构,或者采用凸轮机构等旋转直线转换机构。
在上述第1方式、即在紧固栓的轴部与其端部区域成为一体的状态下完成铆接的方式所涉及的紧固件中,在作用伴随变形的较强的力来进行作业件的紧固的情况下,使紧固栓抓握部相对于砧座移动而需要非常强的载荷(轴向力)。另外,在铆接作业完成,使铆接于紧固栓的状态下的套环从砧座脱离的情况下,由于该套环牢固地压紧于砧座,因此也依然需要较强的载荷(轴向力)。这些载荷均是为了使紧固栓抓握部相对于砧座移动而所需的载荷,上述载荷同样也作用于用于驱动该紧固栓抓握部的紧固栓抓握部驱动机构。即,在本发明中采用以下结构,即,通过第1机构部的旋转驱动而沿长轴方向驱动第2机构部,据此进行紧固栓抓握部相对于砧座在长轴方向上的相对移动动作,因此,所作用的载荷作为长轴方向上的轴向力从紧固栓抓握部经由第2机构部向第1机构部作用。如此,在朝向长轴方向的轴向力较强地作用于第1机构部的情况下,担忧该轴向力会妨碍第1机构部的顺畅的旋转驱动。
在本发明中,为了防止所述铆接作业时的轴向力和铆接作业完成而使套环从砧座脱离时的轴向力妨碍第1机构部的转动动作,而在第1机构部的结构上寻找办法。具体而言,在所述第1机构部的第1方向侧和第2方向侧分别设置有止推滚动轴承,该止推滚动轴承容许所述第1机构部的转动,同时承受从所述紧固栓抓握部经由所述第2机构部向所述第1机构部传递的所述长轴方向上的轴向力。
该止推滚动轴承是在铆接作业和使套环从砧座脱离时绕该长轴方向滚动且承受作用于第1机构部的长轴方向上的轴向力的部件,且构成为典型地具有轨迹部、滚动体和滚动体保持部,优选可以采用例如止推球轴承、止推角接触球轴承、止推圆柱滚子轴承、止推滚针轴承、止推圆锥滚子轴承和止推自动调心滚子轴承等。
在本发明中,设置于第1机构部的第2方向侧的止推滚动轴承构成为,可靠地承受在铆接作业时使紧固栓抓握部相对于砧座移动时产生的力、即,可靠地承受在通过使紧固栓抓握部相对于砧座向第1方向移动来铆接紧固件时,从紧固栓抓握部经由第2机构部向第1机构部传递的轴向力,以不会对第1机构部的转动动作造成障碍。
另一方面,设置于第1机构部的第1方向侧的止推滚动轴承构成为,可靠地承受在铆接作业完成时使铆接于紧固栓的状态下的套环从砧座脱离时产生的力、即,通过使紧固栓抓握部相对于砧座向第2方向移动来使套环从砧座脱离所需的轴向力从紧固栓抓握部经由第2机构部向第1机构部传递,以不会对第1机构部的旋转动作造成障碍。
设置于第1方向侧的止推滚动轴承(第1止推滚动轴承)和设置于第2方向侧的止推滚动轴承(第2止推滚动轴承)只要是容许第1机构部相对于壳体的顺畅地转动动作且可靠地承受朝向长轴方向的轴向力的结构即可,也可以为该两者或者一方呈抵接状地直接连接于第1机构部,或者,该两者或者一方夹持止推垫圈等介装部件来间接地连接于第1机构部。另外,第1止推滚动轴承和第2止推滚动轴承除了是介装配置在第1机构部和壳体之间的方式之外,也可以介装配置在紧固工具中的除壳体以外的结构要素与第1机构部之间。
第1机构部在第1方向侧和第2方向侧分别配置有止推滚动轴承,但也可以还配置径向轴承来支承第1机构部。据此,进一步确保第1机构部绕长轴方向的转动动作的顺畅性。另外,径向轴承不仅配置在第1机构部的第1方向侧、第2方向侧,还可以配置在该第1机构部的外周区域。
作为本发明中的“马达”,优选可以采用小型且能够得到大输出的无刷马达,但并不限定于此。
另外,作为马达的驱动电流供给机构,优选安装于紧固工具的DC电池,但例如也可以使用AC电源。
作为本发明中的“作业件”,典型地由分别具有通孔的多个紧固作业部件构成,作为紧固作业部件,优选使用要求紧固强度的金属材料等。在该情况下,优选以如下方式设定紧固件,即,使各紧固作业部件在彼此的通孔对齐的状态下叠合,或者在使紧固作业部件叠合的状态下形成通孔,然后,使紧固件的紧固栓的轴部贯穿各通孔,且使紧固栓的头部位于对齐的通孔的一端侧,使套环位于另一端侧。
作为本发明所涉及的“紧固工具”的用途,优选用于例如如飞机或汽车等运输设备的制造工序、太阳能电池板或机械设备(plant)工厂的设置基材等那样以特别高的强度来紧固作业件而所需的场所。
本发明中的“紧固栓抓握部”能够由分别能卡合于轴部的端部区域的多个爪(还称为钳口(jaw))来构成。在该情况下,各爪以能够向轴部的径向位置移动的方式构成,且能够在抓握端部区域的卡合位置和解放端部区域的解放位置之间进行切换。另外,关于卡合位置和解放位置的切换,能够采用伴随着紧固栓抓握部相对于砧座的相对移动,以按照该砧座的形状的形式来自动地进行切换动作的方式,或者由使用者的手动操作来进行切换的方式。
本发明中的“紧固栓”也能够定义为销。在本发明中,套环的中空部被压紧的“槽”只要至少形成于轴部上的压紧部位即可。另一方面,也包含在轴部上的套环的中空部的压紧部位以外的部分或者轴部整体上形成槽部的方式。压紧部位以外的槽例如可以用于套环的定位或临时固定等。
本发明中的“砧座”优选构成为通过紧固力来使套环变形的金属板,且具有用于承受该套环的外轮廓部的孔(开口中空部)。
作为“砧座”的第1具体方式,优选在孔上设置锥部,并且使孔径形成得比套环的铆接区域的外径小。据此,当紧固栓抓握部在紧固动作方向上相对于砧座进行相对动作时,砧座的锥部抵接于套环,并将该套环向长轴方向推压,同时,对应于进一步的相对动作,套环一边在径向上被压缩一边进入到砧座的孔内。
其结果,将作业件沿长轴方向夹持在套环与头部之间,并且,通过砧座的孔,套环沿径向被压缩从而缩径变形,因此,套环的中空部压紧于轴部的槽,据此,套环被铆接在紧固栓上,从而完成紧固件对作业件的紧固。
并且,作为“砧座”的第2具体方式,也可以采用以下方式,即,使套环的外径发生变化而形成,在紧固作业时,形成为直径比砧座的孔内径小的套环的端部不会伴随变形而被该孔承受,并且,形成为直径比孔内径大的套环的规定部分与紧固栓抓握部的相对动作一起通过砧座向长轴方向被推压,并且通过该砧座的孔沿径向被压缩而呈缩径状地发生变形从而被铆接。或者也可以采用将上述第1具体方式和第2具体方式组合的第3具体方式。
作为本发明的优选方式,优选所述第1方向侧的止推滚动轴承由滚针轴承构成。如上所述,第1方向侧的止推滚动轴承承受在铆接作业完成时使铆接于紧固栓的状态下的套环从砧座脱离时产生的力、即,通过使紧固栓抓握部相对于砧座向第2方向移动来使套环从砧座脱离所需的轴向力,该轴向力的确是较强的载荷,但与第2方向侧的止推滚动轴承所承受的紧固件铆接作业时的轴向力相比相对较小。因此,鉴于与第2方向侧的止推滚动轴承相比承受载荷相对较小的情况,优选第1方向侧的止推滚动轴承由结构的简单化和紧凑化优异的滚针轴承构成。
并且,作为本发明的优选方式,优选第1止推滚动轴承构成为抵接于第1机构部的后端部。通过构成为与后端部抵接能够避免轴向尺寸增大,从而有助于装置的紧凑化。此外,关于“抵接于第1机构部的后端部”不排除例如介装止推垫圈或O型圈等辅助部件的情况。此外,该后端部典型地可以由与长轴方向交叉的后端面构成。
并且,作为本发明的优选方式,优选紧固栓抓握部驱动机构由滚珠丝杠机构构成,其中,滚珠丝杠机构具有作为第1机构部的滚珠螺母和作为第2机构部的滚珠丝杠轴。在该情况下,第1机构部和第2机构部以介装作为滚珠丝杠机构的滚珠的形式卡合。另外,优选在滚珠螺母上配置用于通过马达驱动该滚珠螺母旋转的齿轮。并且,优选配置在该滚珠螺母的齿轮外周部构成为在壳体的上部位于该壳体的外轮廓内。齿轮外周部在壳体的上部位于壳体的外轮廓内意思是指在壳体的上下方向上第1机构部的齿轮收装在壳体内,据此有助于紧固工具中的中心高度的紧凑化。
并且,作为本发明的优选方式,优选在从马达向第1机构部传递动力的动力传递路径上配置减速用的行星齿轮机构。由于行星齿轮机构具有与占有容积相比能够较大地确保动力传递时的减速比的特性,因此,能够避免或者减少在动力传递路径上配置多个减速机构,从而有助于紧固工具的装置结构简单化。尤其是,如果在紧固栓抓握部驱动机构上采用能够较大地确保减速比的滚珠螺丝螺母机构,则使装置结构更进一步简单化,从而有助于紧凑化。
并且,作为本发明的优选方式,优选第1方向侧和第2方向侧的止推滚动轴承的至少一方构成为直径比第1机构部的外径尺寸大。根据该方式,能够减少止推滚动轴承所承受的长轴方向上的轴向力在每单位面积的载荷量。
并且,作为本发明的优选方式,优选在第1方向侧及第2方向侧的止推滚动轴承与壳体之间介装配置有止推垫圈。根据该方式,通过介装止推垫圈,能够提高部件的组装性、动作特性。
并且,作为本发明的优选方式,优选还具有限制第2机构部绕长轴转动的限制部件。并且,优选该限制部件兼用于引导第2机构部向长轴方向移动动作。根据该方式,能够实现与第2机构部的动作有关的部件结构的简单化和合理化。
并且,作为本发明的优选方式,优选限制部件具有引导部件和被引导部件,其中,引导部件连接于壳体,并且沿长轴方向延伸;被引导部件连接于第2机构部,并且在与引导部件抵接的状态下沿长轴方向被引导。根据该方式,通过部件间的抵接作用,而可靠地进行转动限制和移动动作的引导。
并且,作为本发明的优选方式,优选引导部件由沿长轴方向延伸的长孔构成,被引导部件由嵌合抵接于长孔的辊构成。根据该方式,由长孔和辊这样被简单化的结构进行对第2机构部的转动限制和移动动作的引导。
【发明效果】
本发明针对使用上述第1方式、即使用在紧固栓的轴部与其端部区域成为一体的状态下完成铆接的方式所涉及的紧固件的紧固工具,提供了一种能够有助于该结构更进一步合理化的技术。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的作业件和紧固件(fastener)的主视剖视图。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的紧固工具的整体结构的主视剖视图。
图3是表示紧固工具中的外壳(outer housing)的局部结构的局部剖视图。
图4是表示紧固工具中的内壳(inner housing)的详细结构的局部剖视图。
图5是与图4的局部剖视图对应的俯视剖视图。
图6是示意性地表示紧固工具中的马达驱动控制机构的结构的框图。
图7是表示紧固工具的工作状态的局部剖视图。
图8是表示紧固工具的工作状态的局部剖视图。
图9是表示紧固工具的工作状态的局部剖视图。
图10是表示马达驱动控制机构中的处理步骤的流程图。
具体实施方式
下面,参照附图,作为本发明的实施方式,对通过紧固件来紧固作业件的紧固工具进行说明。
图1示出了本发明的实施方式所涉及的作业件W和紧固件1。本实施方式所涉及的作业件W作为一例由板状金属制的紧固作业部件W1、W2构成,预先形成于各紧固作业部件W1、W2的通孔W11、W21以彼此对齐的方式重叠。
紧固件1以紧固栓2和套环6为主体而构成。紧固栓2具有紧固栓头3和紧固栓轴4,所述紧固栓轴4与该紧固栓头3一体形成,且在紧固栓轴4的外周部形成有槽5。紧固栓头3对应于本发明的“头部”。槽5在紧固栓轴4的长轴方向上跨大致全长而形成。套环6形成为具有套环中空部7的圆筒状,并且该套环中空部7通过被紧固栓轴4贯插而与紧固栓2卡合。套环中空部7的内壁被处理为平滑面,并且,虽然没有特别图示,但形成有在紧固栓轴4上贯插套环6时的临时固定用卡合部。图1所示的紧固件1示出了套环6卡合于紧固栓轴4的槽5而被临时固定的状态。
图2示出了本发明的实施方式所涉及的紧固工具100的整体结构。该紧固工具100还被称为铆钉枪(riveter)或紧固紧固栓工具等。
此外,在以下的说明中,将标记“FR”定义为紧固工具100的前侧方向(图2中的纸面左侧方向),并且将标记“RR”定义为后侧方向(图2中的纸面右侧方向),将标记“U”定义为上侧方向(图2中的纸面上侧方向),将标记“B”定义为下侧方向(图2中的纸面下侧方向),将标记“L”定义为左侧方向(图5中的纸面下侧方向),将标记“R”定义为右侧方向(图5中的纸面上侧方向)。而且将标记“LD”定义为紧固工具的长轴延伸的方向,即长轴方向(图2中的纸面左右方向),并且,在各图中适宜地进行了图示。
本实施方式中的后侧方向RR对应于本发明的“第1方向”,前侧方向FR对应于本发明的“第2方向”,长轴方向LD对应于本发明的“长轴方向”。
如图2所示,紧固工具100的外轮廓以外壳110和连接于该外壳的握柄部114为主体而构成。
外壳110由马达收装区域111、内壳收装区域113和控制器收装区域117为主体而构成,其中,所述马达收装区域111收装马达135;所述内壳收装区域113收装内壳120;所述控制器收装区域117收装控制器131。内壳120是用于收装行星齿轮减速机构140、锥齿轮减速机构150和滚珠丝杠机构160的收装部件,其详细内容在后面进行叙述。在控制器收装区域117的下部设置有用于将成为马达135的驱动电源的电池130自如拆装地连接于紧固工具100的电池安装部118。
在图2中,将在内壳收装区域113中与马达收装区域111相邻的区域作为收装行星齿轮减速机构140和锥齿轮减速机构150的减速齿轮收装区域112而示出。
另外,在马达收装区域111和控制器收装区域117的连接区域设置有与马达135的驱动电流值有关的阈值设定用的操作拨盘132。操作拨盘132虽然没有特别图示,但其上表面显示部上刻有多个阈值显示(在本实施方式中为无等级水平),可以通过作业人员的选择和手动操作设定任意阈值。此外,关于阈值的详细内容在后面进行叙述。
在握柄部114配置有作业人员能够进行手动操作的触发开关(扳机)115和响应该触发开关115的手动操作接通/断开(on/off)的电气开关组件(Electric switchassembly)116。
上述控制器收装区域117、马达收装区域111、内壳收装区域113(包括减速齿轮收装区域112)和握柄部114成连续状配置而构成闭环(close loop)。
图3示出了马达收装区域111和减速齿轮收装区域112的详细结构。
收装于马达收装区域111的马达135采用DC无刷马达,安装有冷却风扇138的马达输出轴136在各端部区域被轴承137、137进行轴支承。马达输出轴136的一端与行星齿轮减速机构140中的第1太阳齿轮141A以能够一体旋转的方式连结。
收装于减速齿轮收装区域112的行星齿轮减速机构140是2级减速式减速机构,其减速第1级以第1太阳齿轮141A、与该第1太阳齿轮141A啮合地卡合的多个第1行星齿轮142A和与各第1行星齿轮142A啮合地卡合的第1内齿轮(internal gear)143A为主体而构成。另外,减速第2级以兼用作第1行星齿轮142A的行星架(carrier)的第2太阳齿轮141B、与该第2太阳齿轮141B啮合地卡合的多个第2行星齿轮142B、与各第2行星齿轮142B啮合地卡合的第2内齿轮(internal gear)143B和承受各第2行星齿轮142B的公转动作而转动的行星架144为主体而构成。
行星架144在减速齿轮收装区域112以能够与锥齿轮减速机构150的驱动侧中间轴151一体旋转的方式连结于锥齿轮减速机构150的驱动侧中间轴151,其中,所述锥齿轮减速机构150以与行星齿轮减速机构140相邻的状态被收装。
锥齿轮减速机构150以驱动侧中间轴151、驱动侧锥齿轮153、从动侧中间轴154、从动侧锥齿轮156和滚珠螺母驱动齿轮157为主体而构成,其中,所述驱动侧中间轴151两端支承于轴承152、152;所述驱动侧锥齿轮153设置于该驱动侧中间轴151;所述从动侧中间轴154两端支承于轴承155、155;所述从动侧锥齿轮156和滚珠螺母驱动齿轮157设置于该从动侧中间轴154。此外,“中间轴”意思是指从上述马达输出轴136向后述的滚珠丝杠机构160(参照图4)传递马达35的旋转输出的路径中的中间的轴。此外,马达输出轴136和驱动侧中间轴151的延伸方向ED构成为与从动侧中间轴154的延伸方向、即长轴方向LD呈倾斜状交叉。
在图4和图5中,示出了内壳收装区域113的详细结构。如上所述,收装于内壳收装区域113的内壳120是用于收装行星齿轮减速机构140、锥齿轮减速机构150和滚珠丝杠机构160的收装部件。在本实施方式中,在内壳120中,用于收装行星齿轮减速机构140的区域由树脂形成,用于收装锥齿轮减速机构150和滚珠丝杠机构160的区域由金属形成,两者通过螺钉彼此结合为一体(为了便于说明,省略图示)。如图4所示,在内壳120的后侧方向RR上,通过引导凸缘安装臂122连结有引导凸缘123。在引导凸缘123上形成有向长轴方向LD延伸的长孔状的引导孔124。本实施方式中的内壳120对应于本发明的“壳体”。
另外,在内壳120的前侧方向FR上,通过接合套筒(Joint sleeve)127连结有用于卡止砧座(anvil)181的套筒125。套筒125构成为具有在长轴方向LD上延伸的套筒孔(sleeve bore)126的圆筒体。
内壳120具有滚珠丝杠收装区域121,该滚珠丝杠收装区域121收装滚珠丝杠机构160。滚珠丝杠机构160对应于本发明的“紧固栓抓握部驱动机构”。
滚珠丝杠机构160以滚珠螺母(Ball nut)161和滚珠丝杠轴(Ball screw shaft)169为主体而构成。在滚珠螺母161的外周部形成有啮合地卡合于滚珠螺母驱动齿轮157的从动齿轮162,该从动齿轮162承受来自滚珠螺母驱动齿轮157的马达的旋转输出,据此,滚珠螺母161能够绕长轴方向LD转动。另外,在滚珠螺母161上形成有沿长轴方向LD延伸的孔163,该孔163设置有槽部164。
本实施方式中的滚珠螺母161在向长轴方向LD强力作用轴向力的状态下以能够绕长轴方向LD转动的方式支承于内壳120。因此,在滚珠螺母161的外周部与内壳120之间配置有向心滚子轴承(Radial rolling bearing),在滚珠螺母161的轴向上的两端部分别配置有止推滚动轴承(thrust rolling bearing)。
滚珠螺母161经由在长轴方向LD上以分离状态配置的多个向心滚针轴承(Radialneedle bearing)168以能够绕长轴方向LD转动的状态呈双支承状支承于内壳120。另一方面,止推球轴承(Thrust ball bearing)166在滚珠螺母161的前侧方向FR上的前方侧端部161F,配置于滚珠螺母161和内壳120之间。据此,即使在向长轴方向LD的轴向力(推力负载)作用于滚珠螺母161的状态下,止推球轴承166也能够在可靠地承受该轴向力的同时,允许滚珠螺母161绕长轴方向LD顺畅地转动,从而能够避免滚珠螺母161绕长轴方向LD的转动动作被较强的轴向力阻碍于未然。
另外,止推滚针轴承(Thrust needle bearing)167在滚珠螺母161的后侧方向RR上的后方侧端部161R,配置于滚珠螺母161和内壳120之间,即使在作用于长轴方向LD的轴向力(推力负载)作用于止推滚针轴承167的状态下,该止推滚针轴承167在可靠地承受作用于长轴方向LD的轴向力的同时,允许滚珠螺母161绕长轴方向LD的转动动作,从而能够避免较强的轴向力对滚珠螺母161绕长轴方向LD的转动动作造成不良影响的风险于未然。
此外,在本实施方式中,滚珠螺母161和止推球轴承166之间,以及滚珠螺母161和止推滚针轴承167之间还配置有止推垫圈165(Thrust washer)。
如图4所示,止推球轴承166和止推滚针轴承167被设定为直径比滚珠螺母161的前方侧端部161F和后方侧端部161R中的该滚珠螺母161的外径尺寸大,通过避免作用于滚珠螺母161的轴向力(推力载荷)在每单位面积的受压量增大,据此,能够实现动作性和耐用性的提高。
还如图4、图5所示那样,滚珠丝杠轴169构成为在长轴方向LD上延伸的长形体,并构成为形成于其外周部的槽部(为了便于说明,省略图示)通过滚珠卡合于滚珠螺母161的槽部164,通过滚珠螺母161绕长轴方向LD转动,滚珠丝杠轴169在长轴方向LD上进行直线动作。即,滚珠丝杠轴169作为将滚珠螺母161绕长轴方向LD的旋转运动转换为向长轴方向LD的直线运动的运动转换机构发挥作用。滚珠螺母161和滚珠丝杠轴169构成为在使形成于滚珠螺母161的槽部164和形成于滚珠丝杠轴169上的槽部(省略图示)之间介装滚珠的状态下彼此卡合,滚珠螺母161对应于本发明的“第1机构部”,滚珠丝杠轴169对应于本发明的“第2机构部”。
此外,从动齿轮162的外周部的尺寸被设定为,穿过形成于内壳120的缺口状的孔部120H,与该内壳120的外轮廓部大致共面。换言之,从动齿轮162的外周构成为,不超出内壳120的外轮廓而向上侧方向U突出。据此,能够实现从滚珠丝杠轴169的轴线169L到外壳110的上侧方向U的外轮廓部为止的高度(还称为中心高度)CH的降低。
滚珠丝杠轴169经由设置于其前侧方向FR上的端部区域的旋合部171与后述的紧固栓抓握机构180的第2连结部189呈一体状连结。另外,在滚珠丝杠轴169的后侧方向RR上的端部区域设置有端帽(end cap)174,并且,如图5所示,在与端帽174相邻的状态下,经由分别向左侧方向L和右侧方向R突出的辊轴(Roller shaft)172设置有左右一对辊173、173。各辊173分别以能够滚动的方式支承于引导凸缘123的引导孔124。因此,滚珠丝杠轴169通过支承于内壳120的滚珠螺母161和嵌合有辊173的引导孔124,稳定地支承于长轴方向LD上不同的2个区域(双支承式支承)。此外,随着滚珠螺母161绕长轴方向LD的旋转,绕长轴方向LD的旋转扭矩也可能作用于滚珠丝杠轴169,但通过上述辊173和引导孔124的抵接,所述旋转扭矩引起的滚珠丝杠轴169的绕长轴方向LD的旋转被限制。
此外,在本实施方式中,在滚珠丝杠轴169侧设置辊173,在内壳120(或者引导凸缘123)侧设置引导孔124,但也可以将其相反地设置,构成为在滚珠丝杠轴侧配置引导孔,在内壳120或者引导凸缘123侧配置辊。
另外,引导孔124也可以在能够确保辊173的抵接的范围内代替为例如导轨等的其他结构。
还如图4所示,在滚珠丝杠轴169上,与端帽174相邻并经由臂安装螺钉175和臂176而设置有磁铁177。该磁铁177与滚珠丝杠轴169一体化形成,滚珠丝杠轴169在长轴方向LD上进行移动动作时,磁铁177也一体地进行移动动作。
在外壳110上的对应于在图4中滚珠丝杠轴169向前侧方向FR最大限度移动的状态下的磁铁177的位置,设置有初始位置传感器178,在外壳110上的对应于在图4中滚珠丝杠轴169向后侧方向RR最大限度移动的状态下的磁铁177的位置,设置有最后端位置传感器179。初始位置传感器178和最后端位置传感器179分别由霍尔元件形成,构成进行磁铁177的位置检测的位置检测机构。本实施方式中的初始位置传感器178和最后端位置传感器179被设定为在磁铁177位于各可检测范围的情况下进行该磁铁177的位置检测,图4示出紧固工具100位于“初始位置”的状态。
如图4所示,紧固栓抓握机构180以砧座181、紧固栓抓握爪185为主体而构成。紧固栓抓握机构180或紧固栓抓握爪185对应于本发明的“紧固栓抓握部”。
砧座181构成为具有沿长轴方向LD延伸的砧座孔183的圆筒体。在砧座孔183上,在长轴方向LD上距前侧方向FR的开口部181E规定距离的位置设置有锥部181T。锥部181T具有随着靠向后侧方向RR而角度逐渐变窄的倾斜角。
砧座181经由形成于其外周的套筒卡止肋182卡止于套筒125和套筒孔126,并与内壳120呈一体状连结。
砧座孔183的直径被设定得比图1所示的套环6的外径稍小,并且构成为仅在作用有促使套环6变形的较强的紧固力(轴向力)的情况下,该套环6伴随着从开口部181E向砧座孔183变形的同时进入砧座孔183。另一方面,砧座孔183的开口部181E的直径被设定得比套环6的外径稍大,并形成该套环6向砧座孔183插入的插入引导部。
此外,锥部181T在长轴方向LD上形成为比套环6的高度尺寸长,即使在套环6最大限度地进入砧座孔183内的情况下,该套环6在长轴方向LD上也位于锥部181T的形成区域内。
紧固栓抓握爪185还被称为钳口(Jaw),虽然没有特别图示,但从长轴方向LD上观察,共有3个紧固栓抓握爪185呈假想圆周状地等间隔配置,构成为抓握图1所示的紧固件1的紧固栓轴端部区域41的结构。此外,紧固栓轴端部区域41对应于本发明的“端部区域”。另外,各紧固栓抓握爪185与紧固栓抓握爪基部186一体化形成。如图4和图5所示,紧固栓抓握爪基部186经由第1连结部187A、第2连结部187B、卡止部188、第3连结部189和旋合部171与滚珠丝杠轴169连结。此外,如图4、图5所示,第2连结部187B和卡止部188通过卡止凸缘187C和卡止端部188A在长轴方向LD上彼此卡合来连结,其中,卡止凸缘187C形成于该第2连结部187B的后端;卡止端部188A形成于卡止部188的前端。作为卡止凸缘187C和卡止端部188A的连结方式,在第3连结部188向后侧方向RR移动的情况下,第2连结部187B和第3连结部188呈一体状移动。即,当滚珠丝杠轴169在后侧方向RR上进行移动动作的情况下,该滚珠丝杠轴169与紧固栓抓握爪185呈一体状向后侧方向RR进行移动动作。另一方面,在第3连结部188向前侧方向FR移动的情况下,第3连结部件188构成为以对应于形成于卡止端部188A的前方的空间190的状态相对于第2连结部187B移动。
此外,在旋合部171构成为通过在滚珠丝杠轴169上形成小径部,而使第2连结部189的外周径与滚珠丝杠轴169的外周径构成为大致共面。
在图6中,用框图示出了本实施方式所涉及的紧固工具100中的马达驱动控制机构101的电气结构。马达驱动控制机构101以控制器131、3相逆变器134、马达135和电池130为主体而构成。控制器131被输入有电气开关组件116、操作拨盘132、初始位置传感器178、最后端位置传感器179和马达135的驱动电流检测放大器133的各检测信号。
驱动电流检测放大器133通过分流电阻将马达135的驱动电流转换为电压,并且将由放大器增幅的信号输出给控制器131。
在本实施方式中,作为马达135,采用尽管小型但能够得到相对较高的输出的DC无刷马达,通过霍尔传感器(Hall sensor)139检测该马达135的转子角度,并将该霍尔传感器139的检测值输送到控制器131。另外,在本实施方式中,3相逆变器(inverter)134通过120°通电矩形波驱动方式驱动无刷式的马达135。
接着,对本实施方式所涉及的紧固工具100的作用进行说明。
如图7所示,在将紧固作业部件W1、W2叠合的状态下,使紧固栓2的紧固栓轴4贯插各通孔W11、W21。然后,紧固栓头3抵接于紧固作业部件W1,并且,在紧固栓轴4向紧固作业部件W2侧突出的状态下,使套环6卡合于该紧固栓轴4,由紧固栓头3和套环6夹持作业件W(预组装)。
并且,在该预组装状态下,作业人员用手保持紧固工具100,使紧固工具100中的紧固栓抓握爪185卡合于紧固栓轴端部区域41。此时,涵盖紧固栓轴4的大致全长范围而形成有槽5,并且,紧固栓轴端部区域41的槽形成得非常大(同时参照图1),因此,紧固栓抓握爪185能够容易且可靠地卡合于紧固栓轴端部区域41。
图7示出了紧固栓抓握爪185抓握着紧固栓轴端部区域41的状态,即紧固作业的初始状态。在该紧固作业的初始状态下,在长轴方向LD上,连结于滚珠丝杠轴169的磁铁177被配置为对应于初始位置传感器178的状态。
在初始状态下,通过作业人员手动操作触发开关115(参照图2),电气开关组件116变成开关接通状态,控制器131通过3相逆变器134对马达135进行正转驱动。此外,“正转驱动”是指通过使滚珠丝杠轴169向后侧方向RR移动,紧固栓抓握爪185向后侧方向RR进行移动动作的驱动方式。
如图8所示,当马达135被正转驱动时,与锥齿轮减速机构150中的最终齿轮、即滚珠螺母驱动齿轮157啮合地卡合的从动齿轮162被驱动旋转,据此,滚珠螺母161绕长轴方向LD向正转方向(从后侧方向RR向前侧方向FR观察时为向右旋转)被驱动旋转。滚珠丝杠轴169以将滚珠螺母161的旋转动作转换为直线运动的方式向后侧方向RR进行移动动作。据此,紧固栓抓握爪185也和滚珠丝杠轴169一起呈一体状地向后侧方向RR进行移动动作。此时,连结于滚珠丝杠轴169的磁铁177从初始位置传感器178向后侧方向RR移动,从而从初始位置传感器178的可检测范围脱离。
紧固栓抓握爪185从初始状态向后侧方向RR进行移动动作,据此,与紧固栓抓握爪185卡合并被其抓握的紧固栓轴端部区域41也被向后侧方向RR拉动。套环6的外径被设定为比砧座孔183的开口部181E的直径稍大,但由于紧固栓抓握爪185向后侧方向RR强力地拉动紧固栓轴端部区域41,因此,套环6抵接于砧座181而被阻止,并且,伴随着紧固栓抓握爪185向后侧方向RR的进一步移动动作,套环6从开口部181E向砧座孔183的锥部181T一边缩径一边进入。套环6在进入锥部181T时,以对应于锥部181T的倾斜角α(参照图4)的长轴方向上的分量和径向上的分量的方式被向前侧方向FR和该套环6的径向内侧推压而变形。
此时,用于使套环6进入砧座孔183的较强的载荷作为向前侧方向FR的轴向力经由紧固栓抓握爪185、紧固栓抓握爪基部186、第1连结部187A、第2连结部187B、卡止部188、第3连结部189和滚珠丝杠轴169而作用于滚珠螺母161。在本实施方式中,由于滚珠螺母161的前方侧端部161F经由止推球轴承166支承于内壳120,因此,该止推球轴承166容许滚珠螺母161绕长轴方向LD滚动的旋转动作,并且,承受朝向前侧方向FR的轴向力,从而防止该轴向力妨碍滚珠螺母161的顺畅的旋转动作。
如图9所示,当滚珠螺母161被进一步向正转方向驱动旋转,滚珠丝杠轴169向后侧方向RR移动时,紧固栓抓握爪185将紧固栓轴端部区域41从图8所示的状态进一步向后侧方向RR拉动。据此,卡止于砧座181的套环6进一步向锥部181T的内侧进入,其结果,套环6被更强力地向前侧方向FR和该套环6的径向内侧推压,形成为平滑面的套环中空部7强力地压紧于形成在紧固栓轴4上的槽5(参照图1)。通过该压紧,在套环中空部7和槽5之间产生由于塑性变形而产生的咬入,据此,完成紧固件1的铆接,从而完成作业件W的紧固作业。
在完成紧固作业时,如图9所示,在长轴方向LD上远离初始位置传感器178的磁铁177在接近最后端位置传感器179之前,套环6陷入了无法进一步向砧座孔183的里侧进入的状态(即进入紧固作业的最终阶段),其结果,马达135的驱动电流值急剧增大。图6所示的控制器131将由驱动电流检测放大器133输入的驱动电流值与预先设定的规定的阈值进行比较。此外,该阈值通过如上述那样作业人员手动操作图2所示的操作拨盘132来适宜地选择设定。在本实施方式中,按照所需的轴向力、即紧固所需要的载荷来设定5等级的阈值。
在该驱动电流值超过规定的阈值的情况下,控制器131通过3相逆变器134停止马达135的驱动,而完成基于铆接的紧固作业。在本实施方式中,采用在驱动电流值超过规定的阈值的情况下,使电气制动器工作来使马达135紧急停止的结构。
在本实施方式中,通过进行基于驱动电流的周密的输出管理,能够以保持紧固栓轴4与图1所示的紧固件1为一体的状态完成紧固作业。据此,在完成紧固作业后不需要修复紧固栓轴4的断裂部的追加工序,从而能够实现作业效率的提高。
如上所述,在图9中示出了完成了基于铆接的紧固作业的状态的紧固工具100,但需要将该紧固工具100从图9的作业完成状态恢复到图7所示的初始状态,使处于铆接于紧固栓2的状态的套环6从砧座181脱离,而准备进行下一次的紧固作业。
在本实施方式中,在紧固作业完成,作业人员断开触发开关115(参照图2)的情况下,图6所示的控制器131通过3相逆变器134使马达135反转驱动。该马达135的反转动作经由啮合地卡合于锥齿轮减速机构中的滚珠螺母驱动齿轮157的从动齿轮162传递给滚珠螺母161,据此,滚珠丝杠轴169向前侧方向FR移动,紧固栓抓握爪185与该滚珠丝杠轴169一体状地向前侧方向FR移动。此时,由于铆接时产生的较强的负载,套环6被牢固地压紧于砧座孔183,因此,为了使套环6从砧座181脱离而需要相应地较强的负载。该负载作为向后侧方向RR的轴向力,经由紧固栓抓握爪185、紧固栓抓握爪基部186、第1连结部187A、第2连结部187B、卡止部188、第3连结部189和滚珠丝杠轴169作用于滚珠螺母161。
在本实施方式中,滚珠螺母161的后方侧端部161R经由(止推垫圈165和)止推滚针轴承167支承于内壳120,因此,该止推滚针轴承167绕长轴方向LD滚动而允许滚珠螺母161的旋转动作,同时可靠地承受向后侧方向RR的轴向力,而防止该轴向力成为滚珠螺母161的顺畅的旋转动作的阻碍于未然。
此外,在本实施方式中,正转时的轴向力由如上所述的止推球轴承166来承受,与此相对,反转时的轴向力由止推滚针轴承167来承受。这是因为与在铆接作业中所需的轴向力相比,使套环6离开砧座181所需的轴向力相对较小,因此,鉴于载荷承受能力的大小、占有空间的大小和成本大小,选定止推滚针轴承167来作为反转时的轴向力承受部件。当然,也可以按照作业件W的材质或性状(性质和状态)、紧固件的材质或性状等各种紧固作业条件,采用代替通过止推滚针轴承167,而通过其他的止推轴承(例如止推球轴承)来承受反转时的轴向力的结构。
另外,在因作业件的材质或规格、紧固件的材质或规格等的关系而容许紧固作业条件的情况下,也可以代替为在正转时和反转时均由止推滚针轴承承受的结构。
另外,在本实施方式中,图4所示的滚珠丝杠轴169在长轴方向LD上的最大可动范围分配为相当于初始位置传感器178和最后端位置传感器179之间的分离距离。换言之,将磁铁177从对应于初始位置传感器178的位置到对应于最后端位置传感器179的位置之间的距离作为滚珠丝杠轴169的最大可动范围。例如,在紧固栓抓握爪185没有卡合于紧固栓2的状态下接通操作触发开关115时,处于实质上无负载状态的马达135的驱动电流值没有达到规定的阈值,因此,滚珠丝杠轴169能够向后侧方向RR进行移动动作直到磁铁177到达最后端位置传感器179为止。将磁铁177到达最后端位置传感器179的状态定义为紧固工具100处于“停止位置”。
另一方面,在紧固栓抓握爪185抓握紧固件1的紧固栓2,进行上述的基于铆接的紧固作业的情况下,在完成该紧固作业时马达135的驱动电流值急增,在磁铁177到达最后端位置传感器179的可检测范围之前,驱动电流值超过规定的阈值,在该时间点马达135的驱动停止。
图10中示出了马达驱动控制机构101中的驱动控制流程的概要。此外,该驱动控制流程中的判断除非特别标注,均由上述控制器131进行,另外,各结构部件的标记直接沿用上述图1~图9中所记载的标记,在图10不再特别提出。
在马达驱动控制程序中,首先,作为步骤S11,触发开关115和电气开关组件116的接通/断开(on/off)状态被监控。然后,在检测到触发开关115的接通状态的情况下,作为步骤S12,在3相逆变器134中计算用于驱动马达135的占空比和生成PWM信号,作为步骤S13,马达135被正转驱动。如上所述,马达135的“正转驱动”与图4所示的滚珠丝杠轴169向后侧方向RR进行直线运动,紧固栓抓握爪185相对于砧座181向后侧方向RR移动的动作对应。通过步骤S13中的马达135的正转驱动,在图1所示的紧固件1中,进行套环6相对于紧固栓2的铆接。
在步骤S14中,通过上述的马达135的驱动电流值是否超过规定的阈值来判别紧固作业是否完成,或者磁铁177是否到达最后端位置传感器179(是否处于停止位置)。
在步骤S14中检测到完成紧固作业或者停止位置的情况下,在步骤S15中,由电气制动器使马达135急速停止。
接着,在步骤S16中检测到作业人员断开操作触发开关的情况下,在步骤S17中,进行马达135的反转驱动。该反转驱动持续直到磁铁177到达初始位置传感器178为止。并且,随着在步骤S18中检测到初始位置,由电气制动器使马达135急速停止(步骤S19),从而结束马达驱动处理。
对照上述的结构和作用,根据本实施方式,针对在紧固栓轴端部区域41没有破损而与紧固栓轴4成为一体的状态下完成紧固件1的铆接的紧固工具100,能够进行紧凑、周密的轴向力管理,从而能够得到合理的结构。
并且,根据本发明和实施方式的主旨适当采用下述方式。另外,通过将以下的方式分别独立、或者组合多个附加于本发明的权利要求书所记载的各技术方案,从而采用进一步的方式。
(方式一)
“根据所述马达的驱动电流,结束所述紧固栓抓握部相对于所述砧座向所述第1方向的相对移动,据此完成所述紧固件的铆接”。
根据该方式,有效利用随着接近完成紧固件的铆接而马达的驱动电流增大的情况,由此进行周密的输出管理。
(方式二)
“在方式一中,当所述马达的驱动电流值超过规定的阈值的情况下,完成所述紧固件的铆接”。
根据该方式,通过设定与马达的驱动电流值有关的规定的阈值,能够可靠地实现铆接完成的时间。
(方式三)
“所述第1方向侧和第2方向侧的止推滚动轴承的至少一方构成为直径比所述第1机构部的外径尺寸大”。
根据该方式,能够降低止推滚动轴承所承受的长轴方向上的轴向力的每单位面积的载荷量。
(方式四)
“在所述第1方向侧和第2方向侧的止推滚动轴承与所述壳体之间介装配置有止推垫圈”。
根据该方式,通过介装止推垫圈,能够提高部件的组装性、动作特性。
(方式五)
“还具有限制所述第2机构部绕所述长轴转动的限制部件,该限制部件兼用于引导所述第2机构部向所述长轴方向移动动作”。
根据该方式,能够实现与第2机构部的动作有关的部件结构的简单化和合理化。
(方式六)
“在方式五中,所述限制部件具有引导部件和被引导部件,其中,所述引导部件连接于所述壳体,并且沿所述长轴方向延伸;所述被引导部件连接于所述第2机构部,并且在与所述引导部件抵接的状态下沿所述长轴方向被引导”。
根据该方式,通过部件间的抵接作用,进行可靠的转动限制和移动动作的引导。
(方式七)
“在方式五或方式六中,所述引导部件由沿所述长轴方向延伸的长孔构成,所述被引导部件由嵌合抵接于所述长孔的辊构成”。
根据该方式,由长孔和辊这样被简单化的结构进行对第2机构部的转动限制和移动动作的引导。
(方式八)
“在从所述马达向所述第1机构部的动力传递路径上还配置有减速用的锥齿轮机构”。
根据该方式,通过采用锥齿轮机构,能够适当地变更动力传递路径的朝向,从而促进装置结构的紧凑化。
(方式九)
“设置有检测所述第2机构部在所述长轴方向上的位置的检测机构”。
根据该方式,通过检测第2机构部的位置能够确保向初始位置的恢复动作。
(方式十)
“在方式九中,所述检测机构具有磁铁和能够检测该磁铁的接近的霍尔元件,该磁铁和霍尔元件的一方设置于所述第2机构部,另一方设置于紧固工具中的所述第2机构部以外的结构部件”。
根据该方式,利用磁铁和霍尔元件可靠地进行第2机构部的位置检测。
【附图标记说明】
W:作业件;W1、W2:紧固作业部件;W11、W21:通孔;1:紧固件;2:紧固栓;3:头部;4:紧固栓轴;41:紧固栓轴端部区域;5:槽;6:套环;7:套环中空部;100:紧固工具;101:马达驱动控制机构;110:外壳;111:马达收装区域;112:减速齿轮收装区域;113:内壳收装区域;114:握柄部;115:触发开关;116:电气开关组件;117:控制器收装区域;118:电池安装部;120:内壳;120H:孔部;121:滚珠丝杠机构收装区域;122:引导凸缘安装臂;123:引导凸缘;124:引导孔;125:套筒;126:套筒孔;127:接合套筒;130:蓄电池;131:控制器;132:操作拨盘;133:驱动电流检测放大器;134:3相逆变器;135:马达;136:马达输出轴;137:轴承;138:冷却风扇;139:霍尔传感器;140:行星齿轮减速机构;141A:第1太阳齿轮;142A:第1行星齿轮;143A:第1内齿轮;141B:第2太阳齿轮;142B:第2行星齿轮;143B:第2内齿轮;144:行星架;150:锥齿轮减速机构;151:驱动侧中间轴;152:轴承;153:驱动侧锥齿轮;154:从动侧中间轴;155:轴承;156:从动侧锥齿轮;157:滚珠螺母驱动齿轮;160:滚珠丝杠机构;161:滚珠螺母;161F:前方侧端部;161R:后方侧端部;162:从动齿轮;163:孔;164:槽部;165:止推垫圈;166:止推球轴承;167:止推滚针轴承;168:向心滚针轴承;169:滚珠丝杠轴;169L:旋转轴;171:旋合部;172:辊轴;173:辊;174:端盖;175:臂安装螺钉;176:臂;177:磁铁;178:初始位置传感器;179:最后端位置传感器;180:紧固栓抓握机构;181:砧座;181T:锥部;182:套筒卡止肋;183:砧座孔;185:紧固栓抓握爪;186:紧固栓抓握爪基部;187A:第1连结部;187B:第2连结部;187C:卡止凸缘;188:卡止部;188A:卡止端部;189:第3连结部;190:空间。
Claims (10)
1.一种紧固工具,其通过紧固件来对作业件进行紧固,其中,所述紧固件具有头部与形成有槽的轴部一体形成的紧固栓和能够与该紧固栓卡合的中空筒状的套环,所述作业件配置于所述头部和所述套环之间,其特征在于,
具有紧固栓抓握部、砧座、紧固栓抓握部驱动机构、马达和壳体,其中,
所述紧固栓抓握部能够抓握所述轴部的端部区域;
所述砧座能够与所述套环卡合;
所述紧固栓抓握部驱动机构驱动所述紧固栓抓握部,使所述紧固栓抓握部相对于所述砧座在规定的长轴方向上相对移动;
所述马达驱动所述紧固栓抓握部驱动机构;
所述壳体至少收装所述紧固栓抓握部驱动机构的部分或全部,
所述紧固工具构成为,能够通过所述紧固栓抓握部驱动机构使抓握着所述轴部的端部区域的状态下的所述紧固栓抓握部相对于所述砧座向所述长轴方向上的规定的第1方向移动,据此,所述砧座将嵌合于所述轴部的状态下的所述套环向所述长轴方向上的与所述第1方向相反的第2方向、和所述套环的径向内侧推压,由所述套环和所述头部来夹持所述作业件,并且使所述套环的中空部压紧于所述槽,保持所述端部区域与所述轴部成为一体的状态,完成所述紧固件的铆接,
所述紧固工具还构成为,通过所述紧固栓抓握部驱动机构使抓握着所述轴部的端部区域的状态下的所述紧固栓抓握部相对于所述砧座向所述第2方向移动,据此,使铆接于所述紧固栓的状态下的所述套环从所述砧座脱离,并且,能够使所述轴部的端部区域从所述紧固栓抓握部脱离,
所述紧固栓抓握部驱动机构具有第1机构部和第2机构部,其中,所述第1机构部在相对于所述壳体向所述长轴方向的移动被限制的状态下支承于所述壳体,并且被所述马达驱动而旋转;所述第2机构部在能够向所述长轴方向移动且绕所述长轴的转动被限制的状态下连接于所述紧固栓抓握部,
所述紧固栓抓握部驱动机构构成为,由于所述第1机构部的旋转驱动,所述第2机构部被向所述长轴方向驱动,据此,所述紧固栓抓握部相对于所述砧座向所述长轴方向移动,
并且,在所述第1机构部的所述第1方向侧和第2方向侧分别设置有止推滚动轴承,该止推滚动轴承容许所述第1机构部的转动,且承受从所述紧固栓抓握部经由所述第2机构部向所述第1机构部传递的所述长轴方向上的轴向力。
2.根据权利要求1所述的紧固工具,其特征在于,
所述第1方向侧的止推滚动轴承由滚针轴承构成。
3.根据权利要求1或2所述的紧固工具,其特征在于,
所述第1方向侧的止推滚动轴承抵接于所述第1机构部的后端部。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的紧固工具,其特征在于,
所述紧固栓抓握部驱动机构由滚珠丝杠机构构成,其中,滚珠丝杠机构具有作为所述第1机构部的滚珠螺母和作为所述第2机构部的滚珠丝杠轴,在所述滚珠螺母上形成有通过所述马达驱动该滚珠螺母旋转的滚珠螺母驱动齿轮,
所述滚珠螺母驱动齿轮的外周部构成为在所述壳体的上部位于该壳体的外轮廓内。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的紧固工具,其特征在于,
在从所述马达向所述第1机构部传递动力的动力传递路径上配置有减速用的行星齿轮机构。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的紧固工具,其特征在于,
所述第1方向侧和第2方向侧的止推滚动轴承的至少一方构成为直径比所述第1机构部的外径尺寸大。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的紧固工具,其特征在于,
在所述第1方向侧及第2方向侧的止推滚动轴承与所述壳体之间介装配置有止推垫圈。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的紧固工具,其特征在于,
还具有限制所述第2机构部绕所述长轴转动的限制部件,
该限制部件兼用于引导所述第2机构部向所述长轴方向移动动作。
9.根据权利要求8所述的紧固工具,其特征在于,
所述限制部件具有引导部件和被引导部件,其中,所述引导部件连接于所述壳体,并且沿所述长轴方向延伸;所述被引导部件连接于所述第2机构部,并且在与所述引导部件抵接的状态下沿所述长轴方向被引导。
10.根据权利要求9所述的紧固工具,其特征在于,
所述引导部件由沿所述长轴方向延伸的长孔构成,所述被引导部件由嵌合抵接于所述长孔的辊构成。
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