CN111496726B - 帽型螺母紧固装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供改良了用于安装动作和紧固操作的机构以及控制的帽型螺母紧固装置。帽型螺母紧固装置具有用于将从电动马达向旋转轴的旋转的传递解除的离合器装置。所述离合器装置从后端侧起按顺序具有后离合螺母和前离合螺母。所述后离合螺母如果与所述前离合螺母啮合，则将来自所述电动马达的旋转力传递至所述前离合螺母，由于规定的旋转负荷而从所述前离合螺母脱离。所述前离合螺母具有圆筒形状，能够将所述旋转轴配置于轴心部分，当与所述旋转轴的啮合部啮合时，将旋转力传递至所述旋转轴，但被所述前离合螺母向后方的行程以及旋转轴向前端方向的规定的行程被脱离。

Description

帽型螺母紧固装置

技术领域

本发明涉及将帽型螺母紧固于被安装部件的装置。

背景技术

将帽型螺母紧固于被安装部件的装置(帽型螺母工具)需要进行芯轴的旋转(帽型螺母向芯轴的安装)以及产生行程或冲程(stroke) (帽型螺母紧固)这2种操作。

在当前的气动液压式的帽型螺母工具的情况下，利用气动马达进行安装，利用液压缸进行紧固，但在电动无线帽型螺母工具的情况下，因尺寸、重量增大的担忧而难以将用于安装和用于紧固的2种马达搭载于工具。

在当前的POP电动有线工具的情况下，以1次触发操作而进行安装动作和紧固动作，因此无法分别进行帽型螺母安装和紧固的动作，在安装完毕的同时会开始紧固，因此需要预先将帽型螺母插入于工件、或者用手拧动帽型螺母而安装于工具。

如专利文献1那样存在能够利用1个马达分别进行安装及紧固的动作的工具，但对于安装动作和紧固动作需要2次触发操作，因此作业性不良。

另外，专利文献2通过对芯轴进行按压而能够进行帽型螺母安装，但需要用于安装的另1个马达。

另外，对于市场上的无线工具，针对紧固管理仅能使用紧固行程管理或者紧固载荷管理的任一者。专利文献3能够对紧固力和行程一并进行量度等，但仅根据载荷进行紧固控制。

另外，上述已有的工具为了确认工具的前进端、后退端的位置而需要位置确认传感器，在传感器出现故障时，有可能导致工具破损。

专利文献1：日本特开平7-256383号公报

专利文献2：美国2011/0271504号公报

专利文献3：欧洲3202536号公报

发明内容

因此，本发明的目的是提供改良了用于安装动作和紧固动作的机构及控制的帽型螺母紧固装置。

为了达成该目的，本发明的1个方式是一种紧固装置，其用于将帽型螺母紧固于被安装部件，其中，具有：

动力传递部，其构成为传递电动马达的旋转，具有第1传递系统以及第2传递系统；

连接轴，其配置于所述电动马达的前方并由所述动力传递部的所述第1传递系统传递动力而旋转；

主轴，其配置于所述电动马达的前方并由所述动力传递部的所述第2传递系统传递动力而旋转；

旋转轴，其对芯轴的轴部进行把持并随着所述连接轴的旋转而使所述芯轴旋转；

旋转用离合器，其将所述连接轴的旋转力传递至所述旋转轴；以及

行程用离合器，其配置于随着所述主轴的旋转使所述芯轴产生行程的行程机构与所述主轴之间并将所述主轴的旋转传递至所述行程机构，

所述旋转用离合器从后端侧起按顺序具有后离合螺母和前离合螺母。

当所述后离合螺母与所述前离合螺母啮合时，所述后离合螺母将所述连接轴的旋转力传递至所述前离合螺母，但被一预定的旋转负荷从所述前离合螺母被脱离。

例如，当所述后离合螺母与所述前离合螺母啮合时，所述后离合螺母将所述连接轴的旋转力传递至所述前离合螺母；当所述后离合螺母超过一预定的旋转负荷时，从所述离合螺母脱离。

所述前离合螺母具有圆筒形状，能够将所述旋转轴配置于轴心部分，并被配置以在当所述前离合螺母与所述旋转轴的啮合部啮合时，所述前离合螺母将旋转力传递至所述旋转轴，但被所述旋转轴向前端方向进行的一预定的行程从所述前离合螺母被脱离。

例如，所述前离合螺母具有圆筒形状，能够将所述旋转轴配置于轴心部分，并被配置以在当所述前离合螺母与所述旋转轴的啮合部啮合时，所述前离合螺母将旋转力传递至所述旋转轴；当所述旋转轴向前端方向进行一预定的规定的行程时，所述旋转轴从所述前离合螺母被脱离。

所述行程用离合器从后端侧起按顺序具有主轴离合器和螺母离合器，当所述主轴离合器与所述螺母离合器啮合时，将所述主轴的旋转力传递至所述行程机构，但被向所述芯轴的后端方向进行的一预定的行程从所述螺母离合器被脱离。

例如，所述行程用离合器从后端侧起按顺序具有主轴离合器和螺母离合器，当所述主轴离合器与所述螺母离合器啮合时，将所述主轴的旋转力传递至所述行程机构；当向所述芯轴的后端方向进行的一预定的规定的行程时，所述主轴离合器从所述螺母离合器被脱离。

对于所述紧固装置而言，优选地，使所述芯轴产生行程的所述行程机构具有：

圆筒状的球头螺母，其随着所述主轴离合器以及所述螺母离合器的旋转而旋转；以及

滚珠丝杠，其设置于所述球头螺母的中心部并随着所述球头螺母的旋转而沿轴向移动，由此使所述芯轴产生行程。

对于所述紧固装置而言，优选地，还具有旋转拉头外壳，该旋转拉头外壳配置于所述滚珠丝杠的前端侧并随着所述滚珠丝杠的行程而向与滚珠丝杠相同的方向移动，

所述旋转拉头外壳如果向后端方向(或称近端方向)(rear end direction)移动规定距离，则与在所述旋转轴的前端侧配置的旋转拉头嵌合，和所述旋转拉头一起以将所述芯轴拉入的方式移动。

对于所述紧固装置而言，优选地，还具有通过在轴向上对所述芯轴进行按压而使所述电动马达启动的开关，

在所述帽型螺母配置于所述芯轴的前端的状态下，当将所述芯轴的前端部向后端方向按压时，所述电动马达的所述开关变为闭合状态，利用来自所述电动马达的旋转力并经由与所述旋转用离合器啮合的所述旋转轴，使所述芯轴旋转，当所述帽型螺母安装于所述芯轴时，使得所述芯轴以及所述旋转轴向前端方向产生行程，由此使得所述旋转轴从所述旋转用离合器脱离，并且使得所述开关变为断开状态。

例如，所述芯轴以恒定转速旋转，所述帽形螺母逐渐安装于所述芯轴。

在所述旋转轴从所述旋转用离合器脱离的状态下，当通过用户操作触发器而使得所述电动马达启动以使得则所述主轴旋转，并且经由所述行程机构使得所述芯轴向后端方向产生行程，并由此将所述帽型螺母紧固于所述被安装部件。

对于所述紧固装置而言，优选地，所述后离合螺母具有圆筒部以及所述圆筒部的一端部的凸缘部，在所述凸缘部的前表面形成有多个第1扇形部分，所述第1扇形部分的圆周方向上的一个端部是与所述凸缘部的端面垂直的第1垂直面，另一个端部是相对于所述凸缘部的端面倾斜的第1倾斜面，所述后离合螺母构成为与所述连接轴一体地旋转，

所述前离合螺母具有与第1所述扇形部分互补的形状的多个第2 扇形部分，所述第2扇形部分的圆周方向上的一个端部是与所述前离合螺母的端面垂直的第2垂直面，另一个端部是相对于所述前离合螺母的端面倾斜的第2倾斜面，

所述前离合螺母的所述第2扇形部分的所述第2垂直面能够与所述后离合螺母的所述第1扇形部分的所述第1垂直面啮合，

所述前离合螺母的所述第2扇形部分的所述第2倾斜面能够与所述后离合螺母的所述第1扇形部分的所述第1倾斜面啮合，

所述前离合螺母构成为与所述后离合螺母一体地旋转。

对于所述紧固装置而言，优选地，当将所述帽型螺母安装于所述芯轴并使得所述旋转轴无法旋转时，所述后离合螺母的所述第1 扇形部分的所述第1倾斜面和所述前离合螺母的所述第2扇形部分的所述第2倾斜面滑动，使得所述后离合螺母向后方移动。

对于所述紧固装置而言，优选地，所述旋转轴的所述啮合部具有多个小径部分，该小径部分的直径小于比所述啮合部前端侧的圆柱形状的直径，所述旋转轴的所述啮合部的后端侧的直径小于所述啮合部的所述小径部分的直径，

所述前离合螺母的所述圆筒形状的内侧形状具有与所述啮合部互补的形状。

发明的效果

根据本发明，能够提供改良了用于安装动作和紧固动作的控制的帽型螺母紧固装置。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所涉及的帽型螺母紧固装置的主视图。

图2是剖切表示图1的帽型螺母紧固装置的马达部以及动力传递部的一部分部件的斜视图。

图3是图1的帽型螺母紧固装置的剖面图。

图4是后离合螺母的斜视图。

图5是前离合螺母的斜视图。

图6是旋转轴的斜视图。

图7是示出第1离合器(clutch)(后离合螺母以及前离合螺母) 和第2离合器(前离合螺母以及旋转轴)的连结状态的图。

图8是示出图7的第1离合器以及第2离合器组装于整个帽型螺母紧固装置中的情形的斜视图。

图9是主轴离合器的斜视图。

图10是螺母离合器的斜视图。

图11是示出第3离合器(主轴离合器以及螺母离合器)的连结状态的图。

图12是示出图9及图10的第3离合器组装于整个帽型螺母紧固装置中的情形的斜视图。

图13示出本发明所涉及的帽型螺母紧固装置的控制部的框图。

图14是示出帽型螺母紧固装置的初始状态的情形的剖面图。

图15是示出将帽型螺母配置于芯轴的前端而开始安装时的情形的剖面图。

图16是示出将帽型螺母完成安装到帽型螺母紧固装置的状态的剖面图。

图17是示出帽型螺母的安装完毕时将后离合螺母和前离合螺母 (第1离合器)的啮合解除的状态的剖面图。

图18是示出帽型螺母紧固于被安装部件的状态的剖面图。

图19是示出为了防止旋转轴的拉入的过行程而使得第3离合器脱离的状态的剖面图。

标号的说明

1 帽型螺母紧固装置

2 显示器

3 手柄

4 FR杆式开关

5 电池

6 触发器

7 前端凸出部

8 马达控制电路

9 马达部

10 开关

11 动力传递部

12 无刷马达

13 电动马达

13A 霍尔元件

14 主轴

15 马达齿轮

16 第1减速部(行星)

17 主轴齿轮

18 第2轴

19 后部齿轮

21 前部齿轮

22 检测轴环

23 连接轴

24 销

25 销保持件

26 旋转拉头

27 旋转拉头外壳

31 弹簧

32 弹簧

33 弹簧

36 滚珠丝杠

44 球头螺母

46 尾盖

50 旋转轴

50a 啮合部

61 后离合螺母

61A 第1扇形部分

61B 第1垂直面

61C 第1倾斜面

61D 后端部

62 前离合螺母

62A 圆筒部

62B 第2扇形部分

62C 第2垂直面

62D 第2倾斜面

63 主轴离合器

63A 啮合部

63B 凸部

63C 凸缘部

63D 圆筒部

64 螺母离合器

64A 啮合部

64B 圆筒部

70 帽型螺母

72 被安装部件

75 芯轴

具体实施方式

下面，参照附图对本发明所涉及的帽型螺母紧固装置的一个实施方式进行说明。图1是本发明的一个实施方式所涉及的帽型螺母紧固装置的主视图。图2是剖切表示图1的帽型螺母紧固装置1的马达部9以及动力传递部11的一部分部件的斜视图。图3是图1的帽型螺母紧固装置1的剖面图。

帽型螺母紧固装置1具有：帽型螺母紧固机构，其收容于工具壳体内 ，工具壳体可以是圆筒状(包括大致圆筒状)；以及手柄3，其以从上述紧固机构的中间位置大致正交地下垂的方式延伸。电池以能够拆卸的方式安装于手柄3的下部(电池未图示)。

在帽型螺母紧固装置1的前端部具有芯轴75，如后所述，当将帽型螺母(即盲孔螺母或盲孔螺母)(blind nut)70配置于芯轴75的前端并进行按压，例如如图15所示，当螺母70与芯轴75对准并接触并对帽型螺母70进行按压，例如将帽型螺母70沿轴 向向后 推压 ，则马达部9的电动马达工作而自动地将帽型螺母70安装于芯轴75。

触发器6设置于手柄3的上部。如果作业者扣动触发器6，则将芯轴75向后端方向拉入而进行帽型螺母70的紧固动作。

如图1及图2所示，盲铆钉紧固机构包含前方(图1的左侧) 的前端凸出部(nose)7、后方(图1的右侧)的马达部9、以及中央部的动力传递部11。由无刷马达12构成的电动马达收容于马达部 9。用于把持并拉入芯轴75的轴部的结构设置于前端凸出部7。

[马达部]

对在图1至图3中的后端位置示出的马达部9进行说明。在一个实施方式中，电动马达为无刷马达12。无刷马达12的转子为磁体，绕组电路处于定子侧。利用组装于无刷马达12的霍尔元件13A(磁传感器)对转子的旋转角度进行检测。在与转子的磁极匹配的时点、时候或时间(timing)对无刷马达12用的电子电路进行开关。对无刷马达12的转子的转速进行检测而能够求出旋转轴50等被拉入的轴向位置。

对于转子的旋转检测，还可以使用除了霍尔元件以外的公知元件。另外，可以设置行星齿轮，在降低无刷马达12的转速之后传递至动力传递部。

[动力传递部]

动力传递部11具有如下2个系统：第1传递系统，其将无刷马达12的旋转传递至连接轴(joint shaft)23；以及第2传递系统，其将无刷马达12的旋转传递至主轴14。连接轴23的旋转动作有助于使旋转轴50旋转的功能，主轴14的旋转动作有助于使旋转轴50产生行程的功能。

如图2所示，动力传递部11设置于马达部9与前端凸出部7之间。动力传递部11包括马达齿轮15、后部齿轮19、第2轴18、前部齿轮21以及主轴齿轮17。

与无刷马达12的马达轴连结的马达齿轮15配置于动力传递部 11的马达部9侧，与具有和马达轴的轴心同轴的轴心的主轴14连结的主轴齿轮17配置于该马达齿轮15的前方。

马达齿轮15对其前方的连接轴23施加旋转力，如后所述，连接轴23的旋转经由后离合螺母61以及前离合螺母62而传递至旋转轴50。

另一方面，在马达齿轮15与主轴齿轮17之间的下方空间设置有第2轴18。第2轴18在与无刷马达12的马达轴以及主轴14的轴线平行的方向上支撑为能够绕轴旋转。与马达齿轮15啮合的后部齿轮19安装于第2轴18的后端，与主轴齿轮17啮合的前部齿轮21 安装于第2轴18的前端。第2轴18是1根轴，将后部齿轮19和前部齿轮21接合。第2轴18、前部齿轮21等收容于工具壳体内。

后部齿轮19与马达齿轮15啮合，因此当无刷马达12向正向旋转时，第2轴18向反向旋转。前部齿轮21与主轴齿轮17啮合，因此当第2轴18反转时，主轴齿轮17正转，主轴14向正向旋转。由此，主轴14与无刷马达12向相同的方向旋转。这样，无刷马达12 的旋转经由第2轴18而传递至主轴14。如后所述，主轴14的旋转传递至主轴离合器63以及螺母离合器64，并且，在其后段传递至使旋转轴50产生行程的机构(行程机构)。

此外，兼顾无刷马达12的输出和帽型螺母的紧固力而任意地规定马达齿轮15和后部齿轮19、以及前部齿轮21和主轴齿轮17的传动比。

并且，控制部并不限定于此，例如设置于手柄3等，控制部利用后述的图13的马达控制电路8而进行各种控制。

[安装帽型螺母时的旋转轴(芯轴)的旋转动作]

如果从芯轴75的前方对帽型螺母70进行按压，例如将帽型螺母 70沿轴 向向后进行推压 ，则经由旋转拉头(spin pull head)26、旋转轴50、销24以及销保持件25对检测轴环22进行按压，使得开关10 变为闭合状态。开关10与控制部连接，对其信号进行检测并使无刷马达12以恒定转速旋转。例如，控制部对开关10变为闭合的信号进行检测，并使无刷马达12以恒定转速旋转。

马达齿轮15从第1减速部16(例如，行星齿轮)与连接轴23 连结，因此经由后离合螺母61以及前离合螺母62(第1离合器)和前离合螺母62以及旋转轴50(第2离合器)而使得芯轴75以第1 减速部16的减速比旋转。

在通过芯轴75的恒定转速的旋转而将帽型螺母70逐渐安装于芯轴75的期间，当滚珠丝杠(或称球螺杠)(ball screw shaft)36 产生一定距离的行程时，第2离合器脱离(详细机构后述)并不传递无刷马达12的旋转。另外，如果帽型螺母70相对于芯轴75的安装完毕并施加有某恒定的旋转负荷，则第1离合器脱离(详细机构后述) 而不传递向旋转轴的旋转力，芯轴75的旋转停止，帽型螺母70不会因旋转力而屈曲。

[帽型螺母紧固时的旋转轴(芯轴)的行程动作(拉入动作)]

当在帽型螺母70安装于芯轴75之后将帽型螺母紧固于被安装部件时，利用下面说明的行程机构进行将芯轴75向后端方向拉入的行程动作。

这里，在帽型螺母70安装于芯轴75的状态下，旋转轴50向前方产生行程，如后所述，第2离合器(前离合螺母62以及旋转轴50) 脱离。因此，在帽型螺母70向芯轴75的安装完毕的阶段，不向旋转轴50传递旋转力。

另外，在帽型螺母70向芯轴75安装的阶段，主轴14的旋转传递至第3离合器(主轴离合器63以及螺母离合器64)。而且，第3 离合器的旋转使得球头螺母44旋转，通过球头螺母44的内螺纹和滚珠丝杠36的外螺纹的螺合而使得滚珠丝杠36沿轴向产生行程。

旋转拉头外壳27配置于滚珠丝杠36的前段，随着滚珠丝杠36 的行程而向与滚珠丝杠36相同的方向移动。旋转拉头外壳27构成为，当向后端方向移动规定距离时，则与在旋转轴50的前段配置的旋转拉头26嵌合，从该阶段开始旋转拉头26和芯轴75一起向后端方向被拉入。

但是，在帽型螺母70向芯轴75的安装完毕之前的阶段，设定为在旋转拉头26与旋转拉头外壳27之间存在轴向间隙，芯轴75在该阶段不产生行程。

然后，在帽型螺母70向芯轴75的安装完毕的状态下，球头螺母44以规定转速旋转而使得滚珠丝杠36向后方产生行程，在旋转拉头26与旋转拉头外壳27之间轴向间隙消失。

因此，如果在该状态下扣动触发器6，则无刷马达12的旋转经由主轴14而传递至第3离合器(主轴离合器63以及螺母离合器64)，利用来自第3离合器的旋转力使球头螺母44旋转，并使滚珠丝杠36 向拉入的方向产生行程或被移动。此时，与滚珠丝杠36联动的旋转拉头外壳27经由旋转拉头26将旋转轴50以及芯轴75拉入并不使它们旋转，使得能够将帽型螺母70紧固于被安装部件。

[离合器的概要]

如上所述，在本发明中，作为离合器，具有第1离合器(后离合螺母61以及前离合螺母62)、第2离合器(前离合螺母62以及旋转轴50)以及第3离合器(主轴离合器63以及螺母离合器64)。

第1离合器及第2离合器具有将连接轴23的旋转力变换为旋转轴50的旋转的功能。第2离合器具有通过旋转轴50的一定的行程而不将旋转力传递至旋转轴50的功能。另外，第1离合器具有因恒定的旋转负荷脱离而不传递旋转力的功能。

另外，第3离合器具有如下功能，即，将主轴14的旋转力传递至球头螺母44而变换为滚珠丝杠36以及旋转轴50的行程，并且不使旋转轴50产生超过一定行程的过行程且不将旋转力传递至球头螺母44。

[第1离合器]

可以根据图4所示的后离合螺母61和图5所示的前离合螺母62 对第1离合器的构造进行说明。

后离合螺母61在前端具有凸缘部，凸缘部具有圆弧形状的第1 扇形部分61A，其为一阶较高，该圆弧形状在径向方向上具有恒定宽度。在一实施例中，如图4示出，具有圆弧形状的第1扇形部分61A 以一阶的高度高于后离合螺母61的前端面。在图4的例子中，第1 扇形部分61A以等间隔形成有3个，但可以是2个，也可以大于或等于4个。第1扇形部分61A的圆周方向上的一个端面是相对于凸缘部的面垂直的第1垂直面61B，另一个端面是相对于凸缘部的面倾斜的第1倾斜面61C。另外，后离合螺母61在凸缘部的后端侧形成有后端部61D，并且受到来自后段的连接轴23的旋转力。

前离合螺母62配置于后离合螺母61的前段，与后离合螺母61 啮合。

前离合螺母62具有圆筒部62A，使得旋转轴50能插入螺母的中央。后端面具有圆弧形状的第2扇形部分62B，其为一阶较高，，该圆弧形状在径向方向上具有恒定宽度。在一实施例中，如图5示出，具有圆弧形状的第2扇形部分62B以一阶的高度高于圆筒部62A的后端面。在图5的例子中，第2扇形部分62B以等间隔形成有3个，但可以是2个，也可以大于或等于4个。第2扇形部分62B为能够进入后离合螺母61的没有第1扇形部分61A的部分的形状。即，后离合螺母61的第1扇形部分61A和前离合螺母62的第2扇形部分 62B为互补的形状。第2扇形部分62B的圆周方向上的一个端面是相对于前离合螺母62的后端面垂直的第2垂直面62C，另一个端面是相对于前离合螺母62的后端面倾斜的第2倾斜面62D。

后离合螺母61的第1倾斜面61C在马达正转以将帽型螺母70 安装于芯轴75时与前离合螺母62的第2倾斜面62D抵接。如果帽型螺母70向芯轴75的安装完毕、且针对旋转轴的旋转的阻力增大而使得恒定的负荷施加于该抵接部分，则通过第1倾斜面61C和第2 倾斜面62D的倾斜构造将后离合螺母61的第1扇形部分61A和前离合螺母62的第2扇形部分62B的啮合解除，由此不传递旋转力，此时，后离合螺母61由弹簧32支撑而向后端方向移动。

另一方面，后离合螺母61的第1垂直面61B在马达反转时与前离合螺母62的第2垂直面62C抵接，因此能承受将帽型螺母70从芯轴75拆下时的负荷。

[第2离合器]

可以根据图5所示的前离合螺母62和图6所示的旋转轴50对第 2离合器的构造进行说明。

如上所述，旋转轴50能够插入于前离合螺母62的中央(轴心部分)，因产生行程而相对于前离合螺母62沿轴向进行相对移动。旋转轴50在前离合螺母62处于啮合部50a的位置时与前离合螺母 62的内侧形状啮合(或卡合)。旋转轴50的啮合部50a的前端侧呈圆柱形状，啮合部(或称卡合部)(engagement unit)50a由如下部分构成：第1部分，其具有与前端侧的圆柱形状的直径相同程度的直径；以及第2部分(小径部分)，其具有小于前端侧的圆柱形状的直径的直径。啮合部50a内 ，设置有多个第1部分和多个第2部分。旋转轴50的啮合部50a的后端侧也呈圆柱形状，但形成为小于第2部分(小径部分)的直径的直径。前离合螺母62的内侧形状具有以与啮合部50a的第1部分及第2部分嵌合的方式互补的形状。在旋转轴50插入于前离合螺母62的中央(轴心部分)的状态下，前离合螺母 62因旋转轴50的啮合部50a的前端侧和后端侧的直径的大小关系而无法比啮合部50a进一步向前端侧(或称远端侧)移动，但能够向后端侧或称近端侧移动。根据这种结构，前离合螺母62从旋转轴50 的啮合部50a向后端侧移动而将啮合解除。

在旋转轴50和前离合螺母62啮合时，如果旋转力传递至前离合螺母62，则旋转轴50旋转。

[第1离合器以及第2离合器(旋转用离合器)]

如上所述，第1离合器以及第2离合器控制是否将旋转力传递至旋转轴50。

图7示出了在作为第1离合器将后离合螺母61和前离合螺母62 连结的基础上，还作为第2离合器将旋转轴50和前离合螺母62连结的情形。另外，图8是表示图7中的第1离合器以及第2离合器组装于整个帽型螺母紧固装置中的情形的斜视图。

在图7的状态下，来自连接轴23的旋转力经由后离合螺母61 以及前离合螺母62传递至旋转轴50而能够使芯轴75旋转。

在图7的状态下，后离合螺母61以及前离合螺母62相互啮合而一体地旋转，但旋转轴50相对于后离合螺母61以及前离合螺母 62的相对位置沿轴向移动，如果旋转轴50和前离合螺母62的啮合解除，则不传递向旋转轴50的旋转力。另外，如果螺母的安装完毕而使得施加于后离合螺母61的旋转负荷大于或等于恒定值，则因后离合螺母61和前离合螺母62的上述形状特性而使得后离合螺母61 的第1倾斜面61C和前离合螺母62的第2倾斜面62D滑动，将它们的啮合解除而不传递向旋转轴50的旋转力。

即，第1离合器以及第2离合器构成为根据旋转负荷或者行程而脱离。

[第3离合器(行程用离合器)]

可以根据图9所示的主轴离合器63和图10所示的螺母离合器64对第3离合器的构造进行说明。

图11示出了主轴离合器63和螺母离合器64连结的情形。另外，图12是表示图9及图10的第3离合器组装于整个帽型螺母紧固装置中的情形的斜视图。

主轴离合器63具有：圆筒部63D，其与主轴14连结；以及凸缘部63C，其形成于圆筒部63D的前段。凸缘部63C具有用于与前段的螺母离合器64啮合的啮合部63A。在凸缘部63C的局部形成有向半径方向外侧凸出的凸部63B。凸部63B与在主轴14形成的沿轴向延伸的插槽(未图示)啮合，随着主轴14的旋转而使得主轴离合器63旋转。

螺母离合器64配置于主轴离合器63的前段，具有圆筒部64B 以及用于与主轴离合器63啮合的啮合部64A。啮合部64A随着主轴离合器63的啮合部63A的旋转而使得前段的球头螺母44旋转，由此使得滚珠丝杠36沿轴向滚动。

如后所述，第3离合器在紧固时向拉入芯轴75的方向产生行程，在该情况下，如果以大于或等于规定距离的距离产生行程，则螺母离合器64从主轴离合器63脱离而能够防止产生过行程。

[控制框图]

图13表示本发明所涉及帽型螺母紧固装置的控制部的框图。

马达控制电路8对霍尔元件13A、无刷马达12、电池5进行控制。例如，马达控制电路8根据无刷马达12的脉冲数而对行程进行计算，根据负载电流而对紧固载荷进行计算，能够在没有线性传感器及载荷传感器的情况下实现多种控制。另外，构成为作业者(用户) 能够利用触摸面板式的显示器2而容易地对装置的行程、紧固载荷的设定进行变更。

另外，马达控制电路8接受来自触发器6、芯轴按压检测用的开关10以及FR杆式开关4的输入而使无刷马达12工作。例如，可以以如下方式构成，即，在因芯轴的过行程而使得帽型螺母70的螺纹变形的情况下，能够将FR杆式开关4的开关接通而进行强制反转。此外，在利用FR杆式开关4进行反转时，第1离合器以及第2离合器因上述构造而不会脱离，可靠地将旋转扭矩传递至芯轴75。

[动作流程]

利用图14至图19对与帽型螺母70向芯轴75的安装至向被安装部件72的紧固为止的处理对应的各结构要素的动作进行说明。

图14是表示帽型螺母紧固装置1的初始状态的情形的剖面图。开关10处于断开状态。

图15是表示帽型螺母70配置于芯轴75的前端而开始安装时的情形的剖面图。在帽型螺母70配置于芯轴75的前端的状态下，如果作业者(用户)在芯轴75的轴向上对帽型螺母70进行按压，则芯轴 75向图15中的右侧产生行程，旋转轴50以及检测轴环22也与此联动地向右侧产生行程。于是，旋转轴50在前离合螺母62处于啮合部 50a的位置时与前离合螺母62的内侧形状啮合，并且开关10与检测轴环22连接而变为闭合状态，无刷马达12工作。此时，后离合螺母 61以及前离合螺母62也彼此啮合。因此，来自连接轴23的旋转力传递至后离合螺母61、前离合螺母62以及旋转轴50而一体地旋转，由此使得芯轴75开始旋转。此外，后离合螺母61由配置于其与后段的销保持件25之间的弹簧32支撑，此时，后离合螺母61利用弹簧 32将前离合螺母62向前方按压，保持与前离合螺母62啮合的状态。

图16是表示帽型螺母70向芯轴75的安装完毕的状态的剖面图。从图15的状态开始，伴随着芯轴75的旋转，帽型螺母70逐渐安装于芯轴75，并且芯轴75朝向前端方向(或称远端方向)(distal direction)逐渐产生行程。而且，直至帽型螺母70完全安装于芯轴 75的位置为止，当芯轴75以及旋转轴50向前端方向产生行程，则旋转轴50的啮合部50a移动至比前离合螺母62更向前端方向偏移的位置，旋转轴50的啮合部50a与前离合螺母62的内侧形状(第2 离合器)不啮合。由此，不向芯轴75以及旋转轴50传递旋转力，芯轴75的旋转也停止。另外，如果螺母的安装完毕且施加于后离合螺母61的旋转负荷大于或等于恒定值，则因后离合螺母61和前离合螺母62的上述形状特性而使得它们的啮合解除，不传递向旋转轴50的旋转力。另外，在该时点，旋转轴50以及检测轴环22也向左侧产生行程，开关10未与检测轴环22接触，开关10变为断开状态。

图17是表示在帽型螺母70的安装完毕之后将后离合螺母61和前离合螺母62(第1离合器)的啮合解除的状态的剖面图。如果螺母的安装完毕，则如上所述，施加于后离合螺母61的旋转负荷大于或等于规定值。此时，因后离合螺母61和前离合螺母62的上述形状特性而使得它们的啮合解除，不传递向旋转轴50的旋转力。此外，后离合螺母61可以构成为在第1离合器脱离时由反复伸缩的弹簧32 进行保持。

在帽型螺母70的安装完毕的状态下，因主轴14以及球头螺母 44以规定转速旋转而使得滚珠丝杠36向后方产生行程，如果与图14 的初始状态进行比较，则旋转拉头26与旋转拉头外壳27之间的间隙消失。此外，根据无刷马达12与转速及行程距离的关系预先设定旋转拉头26与旋转拉头外壳27之间的距离而能够实现上述状态。

因此，如果在该状态下扣动触发器6，则无刷马达12的旋转经由主轴14而传递至第3离合器(主轴离合器63以及螺母离合器64)，利用来自第3离合器的旋转力使球头螺母44旋转而使得滚珠丝杠36 向拉入的方向产生行程。此时，与滚珠丝杠36联动的旋转拉头外壳27经由旋转拉头26将旋转轴50以及芯轴75拉入而不使它们旋转，使得帽型螺母70紧固于被安装部件。

图18是表示帽型螺母70紧固于被安装部件72的状态的剖面图。

如上所述，在帽型螺母70向芯轴75的安装完毕的状态下，将第 1离合器以及第2离合器(旋转用离合器)的啮合解除，不传递向旋转轴50的旋转力。

无刷马达12的转数对应与扣动触发器6之后直至紧固完毕的行程量。这里，可以预先利用控制部以设定该转数，在紧固操作中，可设定为无刷马达12在已达至上述设定的转数时，自动地将无刷马达 12的旋转方向切换为反转(行程管理)。例如，该转数可以由控制部设定。

另外，可以设定为根据紧固时无刷马达中流通的负载电流对紧固载荷进行计算，在达到设定的紧固载荷的时点，自动地将无刷马达12的旋转方向切换为反转。(紧固载荷管理)

在帽型螺母70的紧固之后，通过无刷马达12的反转而使得第2 离合器相对于旋转轴50相对地向前端方向移动，再次使得第2离合器接合。于是，无刷马达12的反转传递至芯轴75，能够将帽型螺母 70从芯轴拆下。另外，此时，如果芯轴75以不向前进方向产生过行程且恢复至原位置的方式移动，则第3离合器脱离。

此外，主轴离合器63由配置于与后段的主轴14之间的弹簧33 支撑，此时，主轴离合器63利用弹簧33将螺母离合器64向前方按压，保持与螺母离合器64啮合的状态。

图19是表示为了防止旋转轴50的拉入的过行程而使得第3离合器脱离的状态的剖面图。如果旋转轴50的拉入行程达到规定距离，则滚珠丝杠36所附带的尾盖46使第3离合器的主轴离合器63向后端方向移动，使得第3离合器脱离。由此，无需传感器便能够防止工具的故障。

根据本发明，能够分别进行安装以及紧固的动作，另外，通过自动地对安装动作进行处理，能够以1次触发操作实现安装动作以及紧固动作。关于这一点，通过搭载第1离合器、第2离合器以及第3 离合器，无需用于确认工具内部的行程位置的传感器便能够进行安装动作和紧固动作。另外，能够利用1个马达并通过2种动力传递系统的控制而实现芯轴的旋转动作和行程。

如上，对本发明所涉及的帽型螺母紧固装置的一个实施方式以及实施例进行了说明，但本发明并不限定于上述实施例，容易理解可以对其施加各种变更。而且，只要处于权利要求书的各权利要求所记载的事项、以及与这些事项等同的事项的范围内，当然包含于本发明的技术范围。上述实施例中，离合器的啮合基于规定形状，但这不过是一个例子，本发明并不限定于该特定的具体例。

Claims (7)

1.一种紧固装置，其用于将帽型螺母紧固于被安装部件，其中，具有：

动力传递部，其构成为传递电动马达的旋转，具有第1传递系统以及第2传递系统；

连接轴，其配置于所述电动马达的前方并由所述动力传递部的所述第1传递系统传递动力而旋转；

主轴，其配置于所述电动马达的前方并由所述动力传递部的所述第2传递系统传递动力而旋转；

旋转轴，其对芯轴的轴部进行把持并随着所述连接轴的旋转而使所述芯轴旋转；

旋转用离合器，其将所述连接轴的旋转力传递至所述旋转轴；以及

行程用离合器，其配置于随着所述主轴的旋转使所述芯轴产生行程的行程机构与所述主轴之间并将所述主轴的旋转传递至所述行程机构，

所述旋转用离合器从后端侧起按顺序具有后离合螺母和前离合螺母，

当所述后离合螺母与所述前离合螺母啮合时，所述后离合螺母将所述连接轴的旋转力传递至所述前离合螺母，但被一预定的旋转负荷从所述前离合螺母被脱离，

所述前离合螺母具有圆筒形状，能够将所述旋转轴配置于轴心部分，并被配置以在当所述前离合螺母与所述旋转轴的啮合部啮合时，所述前离合螺母将旋转力传递至所述旋转轴，但被所述旋转轴向前端方向进行的一预定的行程从所述前离合螺母被脱离，

所述行程用离合器从后端侧起按顺序具有主轴离合器和螺母离合器，当所述主轴离合器与所述螺母离合器啮合时，将所述主轴的旋转力传递至所述行程机构，但被向所述芯轴的后端方向进行的一预定的行程从所述螺母离合器被脱离。

2.根据权利要求1所述的紧固装置，其中，

使所述芯轴产生行程的所述行程机构具有：

圆筒状的球头螺母，其随着所述主轴离合器以及所述螺母离合器的旋转而旋转；以及

滚珠丝杠，其设置于所述球头螺母的中心部并随着所述球头螺母的旋转而沿轴向移动，由此使所述芯轴产生行程。

3.根据权利要求2所述的紧固装置，其中，

所述紧固装置还具有旋转拉头外壳，该旋转拉头外壳配置于所述滚珠丝杠的前端侧并随着所述滚珠丝杠的行程而向与滚珠丝杠相同的方向移动，

当所述旋转拉头外壳向后端方向移动规定距离时，则与在所述旋转轴的前端侧配置的旋转拉头嵌合，和所述旋转拉头一起以将所述芯轴拉入的方式移动。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的紧固装置，其中，

所述紧固装置还具有通过在轴向上对所述芯轴进行按压而使所述电动马达启动的开关，

在所述帽型螺母配置于所述芯轴的前端的状态下，当将所述芯轴的前端部向后端方向按压时，所述电动马达的所述开关变为闭合状态，利用来自所述电动马达的旋转力并经由与所述旋转用离合器啮合的所述旋转轴，使所述芯轴旋转，当所述帽型螺母安装于所述芯轴时，使得所述芯轴以及所述旋转轴向前端方向产生行程，由此使得所述旋转轴从所述旋转用离合器脱离，并且使得所述开关变为断开状态，

在所述旋转轴从所述旋转用离合器脱离的状态下，当用户通过操作触发器而使得所述电动马达启动以使得则所述主轴旋转，并且经由所述行程机构使得所述芯轴向后端方向产生行程，并由此将所述帽型螺母紧固于所述被安装部件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的紧固装置，其中，

所述后离合螺母具有圆筒部以及所述圆筒部的一端部的凸缘部，在所述凸缘部的前表面形成有多个第1扇形部分，所述第1扇形部分的圆周方向上的一个端部是与所述凸缘部的端面垂直的第1垂直面，另一个端部是相对于所述凸缘部的端面倾斜的第1倾斜面，所述后离合螺母构成为与所述连接轴一体地旋转，

所述前离合螺母具有与第1所述扇形部分互补的形状的多个第2扇形部分，所述第2扇形部分的圆周方向上的一个端部是与所述前离合螺母的端面垂直的第2垂直面，另一个端部是相对于所述前离合螺母的端面倾斜的第2倾斜面，

所述前离合螺母的所述第2扇形部分的所述第2垂直面能够与所述后离合螺母的所述第1扇形部分的所述第1垂直面啮合，

所述前离合螺母的所述第2扇形部分的所述第2倾斜面能够与所述后离合螺母的所述第1扇形部分的所述第1倾斜面啮合，

所述前离合螺母构成为与所述后离合螺母一体地旋转。

6.根据权利要求5所述的紧固装置，其中，

当将所述帽型螺母安装于所述芯轴并使得所述旋转轴无法旋转时，所述后离合螺母的所述第1扇形部分的所述第1倾斜面和所述前离合螺母的所述第2扇形部分的所述第2倾斜面滑动，使得所述后离合螺母向后方移动。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的紧固装置，其中，

所述旋转轴的所述啮合部具有多个小径部分，小径部分的直径小于比所述啮合部前端侧的圆柱形状的直径，所述旋转轴的所述啮合部的后端侧的直径小于所述啮合部的所述小径部分的直径，

所述前离合螺母的所述圆筒形状的内侧形状具有与所述啮合部互补的形状。

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