JPH0373408B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ねじ締め完了時のドライバビツトの
持つ慣性の影響を排除して所望のねねじ締付けト
ルクで確実にねじ締めを行うように構成した自動
ねじ締め機に関する。

従来技術 一般に、ねじ締付けトルクを制御する場合に
は、回転駆動源によりドライバビツトを回転さ
せ、このドライバビツトに加わる負荷トルクを適
当な検出手段を用いて検出し、この検出値が設定
値に達すれば、回転駆動源を停止させる装置が一
般的である。この装置では、ねじ締付けトルクの
設定値が低い場合には、ねじ締め完了時に回転駆
動部の持つ慣性の影響により締付けトルクが設定
値を越え、締付けトルクでねじを正確に締付ける
ことができず、低い設定締付けトルクであつても
ねじを正確に締付けることのできるねじ締め機が
要望されている。

発明が解決しようとする問題点 本発明は特公昭57−13221号公報に示されるよ
うに回転駆動源を、入力軸より出力軸に至る伝動
系が遊星運動を伴う複数の遊星コーンを含んで構
成され、複数の遊星コーンの円錐面に共通に摩擦
係合する非回転の変速リングが設けられるととも
に、入力軸上の入力円板に摩擦係合する凹断面形
の伝動面と出力軸上のカムデイスクに摩擦係合す
る平坦な伝動面とが遊星コーン上に設けられる形
式の摩擦無断変速機に、その負荷トルクの増大に
ともない、出力軸の回転速度を低下させる方向に
変速リングを自動的に動かすようにする自動変速
作用部を持つ自動変速機として構成し、この自動
変速機の出力側をドライバビツトに連接してねじ
締めを行い、締付けトルクが設定値に達した時回
転駆動源を停止させることなく、ドライバビツト
の回転を零にして、この時の出力トルクでもつて
締付けトルクの保持を行う装置を提供するもので
ある。

問題点を解決するための手段 本発明は、ドライバ本体の一端に回転駆動源を
固定し、その駆動軸の回転を受けて回転するよう
に入力円板を配置している。

前記入力円板の軸心を囲む円周上には、所定間
隔をおいて複数個の遊星コーンが配置されてお
り、この遊星コーンには伝動面として円錐面とそ
の裏面の平坦面とこれに隣接して位置する凹断面
形の円周溝とが形成されている。また、前記円周
溝には前記入力円板が、前記平坦面には前記入力
円板と同心上で回転するカムデイスクが摩擦係合
するように配置されており、しかもこのカムデイ
スクにはこれと一体に回転するようにドライバビ
ツトが連結されている。

一方、前記遊星コーンの外周にはその円錐面に
摩擦係合して回動可能にかつこれに沿つて移動す
るように変速リングが配置されており、この変速
リングはばねにより高速側に位置するように付勢
されている。しかも、この変速リングには一端が
回動自在に取付けられたアームの他端が回動自在
に固定リングに係止されており、変速リングの高
速側への移動量が制限されるように構成されてい
る。また、この変速リングは前記ドライバビツト
の負荷に応じた反力により回転してその軸心方向
に移動せられ、前記カムデイスクを高速から低速
回転に無段階に切換え、カムデイスクおよびドラ
イバビツトに前記入力円板の回転を伝達するよう
に構成されている。

作 用 上記自動ねじ締め機では、回転駆動源の回転を
受けて入力円板が回転するにともなつて、入力円
板に摩擦係合する遊星コーンがその位置で自転
し、遊星コーンの回転がカムデイスクに伝達され
る。このカムデイスクは変速リングが遊星コーン
の円錐面に摩擦係合する位置により決まる減速比
で回転数を減速しながら回転し、その回転がこれ
と一体に回転するドライバビツトに伝達される。
ドライバビツトがねじを締付け、ドライバビツト
に負荷トルクが加わると、その負荷に応じた反力
が変速リングに加わり、変速リングがドライバビ
ツトと逆方向に回動する。この変速リングの回動
に応じてアームは傾斜するが、アームの一端が固
定リングに回転自在に係止されているため、アー
ムは変速リングに対して回動するので、捩れが生
じることなくアームが傾斜し、変速リングの摩擦
係合位置が遊星コーンの円錐面の大径側に移動す
る。この変速リングの移動量はばねにより規制さ
れているため、回転トルクにより変速リングに生
じるばねへの押圧力とばねの撓みにより生じる弾
性力とが均衡する位置まで移動してその位置で停
止する。従つて、ドライバビツトは徐々に低速高
トルクでねじを締付けるが、ねじが着座して急激
にドライバビツトに加わる負荷が大きくなると、
その負荷に応じた反力により変速リングが回動し
て変速リングが急激に円錐面の縁部近くまで移動
し、ドライバビツトは入力円板が回転しているに
もかかわらず、高トルクに保持された状態で零回
転となり、ねじ締めを完了する。

実施例 以下、実施例を図面について説明する。第１図
および第２図において、１は自動ねじ締め機であ
り、シリンダ７の作動により昇降するドライバ取
付台８およびこれと所定間隔をおいて一体に移動
自在にかつ相対移動自在なチヤツク台１０を有し
ている。また、前記ドライバ取付台８の上部には
ドライバユニツト１２が固定されており、このド
ライバユニツト１２は連接機構１３を介してドラ
イバビツト１４を回転させるように構成されてい
る。一方、前記チヤツク台１０にはチヤツクユニ
ツト１５が固定されており、前記ドライバビツト
１４がこのチヤツクユニツト１５内を挿通し、チ
ヤツク爪１５ａに保持されたねじ（図示せず）を
所定位置に螺入するように構成されている。

前記ドライバユニツト１２は、ドライバ本体１
８を、有し、その一端には回転駆動源のモータ１
９が、またその他端にはドライバ取付台８に固定
された内筒部１７が固定されている。前記モータ
１９の駆動軸１９ａには自動変速機をなす差動遊
星機構２０の入力円板２１が連結されている。ま
た、前記入力円板２１の軸心を囲む円周上には複
数個の遊星コーン２３がコーン保持具２２により
所定間隔をおいてかつその軸心を傾斜して配置さ
れている。この遊星コーン２３は伝動面として円
錐面２３ｃとその裏面の平坦面２３ｂとこれに隣
接して位置する凹断面形の円周溝２３ａとを有
し、前記円周溝２３ａには前記入力円板２１が、
また前記平坦面２３ｂには前記入力円板２１と同
心上で回転するカムデイスク２４が摩擦係合する
ように配置されている。しかも、このカムデイス
ク２４には遊星コーン２３を押圧する調圧機構２
７を介して一体に回転する連接軸２８が連結され
ており、この連接軸２８は前記内筒部１７に回転
自在に保持されている。しかも、この連接軸２８
には緩衝機構２９が連結されており、この緩衝機
構２９には前記連接機構１３を介して前記ドライ
バビツト１４が連結されている。

一方、前記遊星コーン２３の外周にはその円錐
面に摩擦係合して回動可能にかつこれに沿つてそ
の軸心方向に移動するように変速リング２５が配
置されている。また、この変速リング２５の下端
には軸受を介して軸受台３０が取付けられてお
り、この軸受台３０が後記するばね３１の弾性力
を受けるように構成されている。前記変速リング
２５は前記ばね３１により高速側に位置するよう
に付勢されており、しかもこの変速リング２５に
はアーム３２の一端が回動自在に係止されてい
る。また、このアーム３２の他端は前記内筒部１
７に固定された固定リング３３に回動自在に係止
されており、このアーム３２が変速リング２５の
高速側への移動量を制限するように構成されてい
る。前記アーム３２は変速リング２５に加わるド
ライバビツト１４の負荷に応じた反力により傾斜
せられるので、変速リング２５はその軸心方向に
移動し、前記円錐面２３ｃと変速リング２５との
摩擦係合位置が変わり、これによつてカムデイス
ク２４の回転数が減速比の連続的な変更によつて
減少するように構成されている。また、前記変速
リング２５の摩擦係合位置が第３図に示す位置
（ａ：ｂ＝ｃ：ｄをほぼ満足する位置）に達した
時、カムデイスク２４は零回転となるように構成
されている。

一方、前記内筒部１７の外周にはトルク調整ス
リーブ３６が摺動自在に配置されており、このト
ルク調整スリーブ３６の下端にはばね座部３６ａ
および鍔部３６ｂが形成されている。前記ばね座
部３６ａには前記連接軸２８を囲むようにばね３
１が配置されており、このばね３１は変速リング
２５を高速側に付勢するように構成されている。
また、前記鍔部３６ｂには前記内筒部１７の底部
にその位置で回転自在に保持された調整ボルト３
７が螺合するように構成されている。さらに、こ
の調整ボルト３７の駆動部は前記ドライバ取付台
８の切欠穴８ａ内に露出して位置し、第５図に示
すようにこの調整ボルト３７を調整してトルク調
整スリーブ３６の高さ位置を変えて、ばね３１の
予圧を変え、ばね３１が所定量撓んだ時の弾性力
を任意に選択し、幅広い締付けトルクに対応でき
るように構成されている。

さらに、前記駆動軸１９ａおよび連接軸２８の
周囲にはオイルシール機構が配置されており、ド
ライバ本体１８と内筒部１７との間にオイルが充
填され、差動遊星機構２０の摩耗が防止されるよ
うに構成されている。

上記自動ねじ締め機において、第４図ａに示す
ようにモータ１９が回転すると、その回転は入力
円板２１から遊星コーン２３を介してカムデイス
ク２４に伝達され、変速リング２５が遊星コーン
２３の円錐面２３ｃと摩擦係合する位置により決
まる減速比で減速されてドライバビツト１４に伝
達される。この状態で、ドライバユニツト１２が
シリンダ７の作動により下降し、ドライバビツト
１４がチヤツク爪１５ａ内のねじに嵌合してこれ
をワーク（図示せず）に締付ける。

ねじの締付け時、ドライバビツト１４に負荷ト
ルクが加わると、変速リング２５にその負荷に応
じた反力トルクが加わり、ドライバビツト１４の
回動方向と逆方向に変速リングが回動する。変速
リング２５が回動すると、アーム３２が変速リン
グ２５および固定リング３３それぞれに対して回
動しながら傾斜せられ、このアーム３２の傾斜に
より変速リング２５が遊星コーン２３の円錐面２
３ｃに沿つて下降する。そのため、変速リング２
５と円錐面２３ｃとの摩擦係合位置が変り、変速
リング２５に加わる回転トルクによるばね３１へ
の押圧力とばね３１の撓みによる弾性力とが均衡
する摩擦係合位置で変速リング２５の動きが停止
する。

さらに、締付けトルクが大きくなると、上記変
速リング２５の移動が連続して行われ、その減速
比がどんどん大きくなる。前記ねじがワークに着
座するにともなつて、締付けトルクが急激に大き
くなり、第４図ｂに示すように前記変速リング２
５が急速に移動して、前記円錐面２３ｃの縁部に
達すると、入力円板２１が回転するにもかかわら
ずカムデイスク２４は零回転となり、ドライバビ
ツト１４は第６図に示す特性曲線で示されるスト
ールトルクに相当する所定の締付けトルクに保持
された状態で停止し、ねじ締めを終了する。

ねじ締め完了後、シリンダ７を復帰させてドラ
イバユニツト１２を上昇させる場合には、ねじ締
め完了時に、ドライバビツト１４とねじとが食付
いている関係で、モータ１９を僅かに逆回転させ
て、ドライバビツト１４とねじとの食付きを解い
て後、シリンダ７を復帰させ、次回の作業に備え
る。

尚、実施例では差動遊星機構とドライバビツト
とをクラツチ機構を介さずに連結しているが、設
定締付けトルクが小さい場合には、クラツチ機構
を介して差動遊星機構とドライバビツトとを連結
してもよい。

発明の効果 以上説明したように本発明はモータの回転を遊
星コーンを有する差動遊星機構よりなる自動変速
機を介してドライバビツトに伝達するように構成
しているため、締付けトルクによるドライバビツ
トの回転数の低下分に応じてモータの減速比を連
続的に大きくすることができ、所望締付けトルク
に達すると、モータの回転にかかわらず、ドライ
バビツトを零回転とすることができ、ねじ締め完
了時にドライバビツトの慣性の影響をまつたく受
けることがなく、極めて精度の高い締付けが可能
となる等の利点がある。また、本発明は遊星コー
ンの円錐面に摩擦係合するように配置された変速
リングをばねにより高速側に付勢するとともに、
その摩擦係合位置の高速側の最大値を変速リング
に回動自在に係止されたアームにより規制するよ
うに構成しているため、変速リングの回動をばね
の軸方向の撓みによる弾性力により規制でき、そ
のばねの予圧の変更のみで、幅広い締付けトルク
の設定が可能となるばかりか、ねじ締め機が繰返
し使用され、変速リングが回動復帰を繰返して
も、アームは傾斜するのみでアーム自体に捩れ等
が生じることがなく、また、アームの長さを調整
する必要もないので、その破損は皆無となり、ね
じ締め機の寿命を著しく伸長し、しかもねじ締め
機の小形化も計ることができる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の要部拡大断面図、第２図は本
発明の全体説明図、第３図は本発明に係わる差動
遊星機構の作動状態を示す要部断面図、第４図は
本発明の要部動作説明図、第５図は本発明の締付
けトルクを調整した状態を示す要部断面図、第６
図は本発明に係わる自動変速機の出力軸のトルク
−回転数特性曲線図である。 １……自動ねじ締め機、７……シリンダ、８…
…ドライバ取付台、８ａ……切欠穴、１０……チ
ヤツク台、１２……ドライバユニツト、１３……
連接機構、１４……ドラバビツト、１５……チヤ
ツクユニツト、１５ａ……チヤツク爪、１７……
内筒部、１８……ドライバ本体、１９……モー
タ、１９ａ……駆動軸、２０……差動遊星機構、
２１……入力円板、２２……コーン保持具、２３
……遊星コーン、２３ａ……円周溝、２３ｂ……
平坦面、２３ｃ……円錐面、２４……カムデイス
ク、２５……変速リング、２７……調圧機構、２
８……連接軸、２９……緩衝機構、３０……軸受
台、３１……ばね、３２……アーム、３３……固
定リング、３６……トルク調整スリーブ、３６ａ
……ばね座部、３６ｂ……鍔部、３７……調整ボ
ルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ドライバ本体１８の一端に回転駆動源を固定
   し、その駆動軸１９ａの回転を受けて回転するよ
   うに入力円板２１を配置するとともに、 前記入力円板２１の軸心を囲む円周上に所定間
   隔をおいて複数個の遊星コーン２３を配置し、こ
   の遊星コーン２３に伝動面として円錐面２３ｃと
   その裏面の平坦面２３ｂとこれに隣接して位置す
   る凹断面形の円周溝２３ａとを形成し、その円周
   溝２３ａに入力円板２１を、平坦面２３ｂに前記
   入力円板２１と同心上で回転するカムデイスク２
   ４を摩擦係合させ、しかもこのカムデイスク２４
   にこれと一体に回転するようにドライバビツト１
   ４を連結する一方、 前記円錐面２３ｃに摩擦係合して回動可能にか
   つこれに沿つて移動するように変速リング２５を
   配置し、この変速リング２５をばね３１により高
   速側に位置するように付勢し、しかもこの変速リ
   ング２５に一端が回動自在に取付けられたアーム
   ３２の他端を回動自在に固定リング３３に係止し
   て変速リング２５の高速側への移動量を制限する
   ように構成し、この変速リング２５がドライバビ
   ツトに係る負荷トルクにより移動せられることに
   より前記カムデイスク２４を高速から低速回転に
   無段階に減速し、カムデイスク２４およびドライ
   バビツト１４に前記入力円板２１の回転を伝達す
   るように構成したことを特徴とする自動ねじ締め
   機。