JPH0661465U

JPH0661465U - 回転駆動装置

Info

Publication number: JPH0661465U
Application number: JP228293U
Authority: JP
Inventors: 毅川瀬
Original assignee: 帝人製機株式会社
Priority date: 1993-02-02
Filing date: 1993-02-02
Publication date: 1994-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】本考案はトルクセンサの配置を工夫した全長
の短い回転駆動装置を提供するとともに、そのトルク検
出精度を高めることを目的とする。【構成】一端が固定された筒状のケース11と、ケース
11の他端側に支持されたモータ12と、ケース11内に収納
されてモータ12からの回転を減速する減速機構13と、減
速機構13の出力トルクを検出するトルクセンサ50とを備
えた回転駆動装置において、トルクセンサ50が、出力ト
ルクの反力を検出するようにケース11の筒壁面11ｂに装
着された歪ゲージ51、52である。また、出力軸48の先端
側に、ねじ締め用ソケットを着脱可能に取り付けるソケ
ット取付け部分48ａを設けることができるし、ケース11
に歪みゲージ51、52の出力電圧を増幅するアンプ60を取
り付けるのも好ましい。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、回転駆動装置、特に出力トルクを検出するトルクセンサを備えたものでナットランナ等に適した回転駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、ケースに減速機構構を収納するとともにモータを連結し、モータ回転を減速して出力を得るようにした回転駆動装置が多用されている。また、その出力トルクを管理すべき用途には、トルクセンサを付設したものが使用されている。この種の回転駆動装置としては、例えば図３に示すようなナットランナに使用されるものがある。この装置は、図示しないねじ締め用ソケットを回転させることによりそのソケットに保持したナットやボルトを締付けるものであって、減速機１の一端側にＡＣサーボモータ２が装着され、減速機１の他端側（出力軸３側）に締付けトルクを管理するトルクセンサとして差動変圧式のトルクトランスジューサ４が装着されている。このトルクトランスジューサ４およびＡＣサーボモータ２（図示しないエンコーダを含む）は外部のコントロールユニット５に接続されており、コントロールユニット５によってＡＣサーボモータ２が駆動制御される。また、トルクトランスジューサ４の出力はアンプ６により増幅されてコントロールユニット５に取り込まれるようになっている。なお、７はトルクトランスジューサ４とアンプ６を接続する接続ケーブルであり、７ａはそのコネクタである。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の回転駆動装置にあっては、減速機１の出力軸３側にトルクトランスジューサ４（トルクセンサ）を設ける構成であったため、その分だけ装置の全長が長くなっていた。さらに、回転駆動装置をナットランナに使用する場合、例えばねじの回転に対応してナットランナを進退動させる装置も大型になっていた。

【０００４】また、トルクトランスジューサ４の出力がコントロールユニット５側に設けたアンプ６により増幅される構成となっていため、特に接続ケーブル７が長い場合に外部の電磁波等によるノイズの影響が大きく、トルク検出精度を高めるのが困難であった。そこで、本考案は、トルクセンサの配置を工夫した全長の短い回転駆動装置を提供するとともに、そのトルク検出精度を高めることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的達成のため、請求項１記載の考案は、一端が固定された筒状のケースと、該ケースの他端側に支持されたモータと、ケース内に収納され、モータからの回転を減速する減速機構と、該減速機構の出力トルクを検出するトルクセンサと、を備えた回転駆動装置において、前記トルクセンサが、前記出力トルクの反力を検出するよう前記ケースの筒壁面に装着された歪ゲージであることを特徴とするものである。

【０００６】また、請求項２記載の考案は、前記出力軸の先端側に、ねじ締め用ソケットを着脱可能に取り付けるソケット取付け部分が設けられていることを特徴とするものであり、請求項３記載の考案は、前記ケースに、前記歪みゲージの出力電圧を増幅するアンプが取り付けられていることを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

請求項１記載の考案では、トルクセンサとしての歪みゲージが、出力トルクの反力を検出するようケースの筒壁面に装着される。したがって、減速機構の出力軸側にトルクセンサを突出させる必要がなくなり、装置の全長が短くなる。また、請求項２記載の考案では、ねじ締め用ソケットを着脱可能に取り付けるソケット取付け部分が、出力軸の先端側に設けられる。したがって、全長の短いナットランナとなる。

【０００８】請求項３記載の考案では、歪みゲージの出力電圧を増幅するアンプが、ケースに取り付けられる。したがって、アンプにより増幅されたトルク検出信号が外部に送られるから、電磁波等によるノイズの影響を受け難くなる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。図１、図２は本考案に係る回転駆動装置の一実施例を示す図であり、本考案をナットランナに適用した例を示している。まず、その構成を説明する。

【００１０】図１、図２において、10は減速機で、11はその円筒状のケースである。ケース 11の一端側は固定用鍔部11ａとなっており、図示はしないがボルト等により支持体に固定されている。また、ケース11の他端側には公知のエンコーダ付のＡＣサーボモータ12が同軸に連結されており、このモータ12の回転出力はケース11内に収納された減速機構13により減速され、外部に伝達されるようになっている。

【００１１】 20はこの減速機構13を構成する回転ブロックである。この回転ブロック20は、ケース11の軸方向に所定間隙を隔てる平行な一対のプレート部21、22と、これらを一体的に連結する複数の支柱部23とを有し、プレート部21、22の外周部でニードル軸受24、25を介してケース11の軸線回りに回転自在に支持されている。この回転ブロック20には例えば３本（複数本）のクランク軸26がそれぞれニードル軸受27、28を介して両持ち支持されており、複数のクランク軸26には所定歯数の一対の外歯歯車35、36が軸受41、42を介して公転可能に、すなわちケース11の軸線に対し所定偏心量で円運動できるように支持されている。また、外歯歯車35、36 には回転ブロック20の支柱部23が遊嵌されている。45は所謂ピン歯車を用いた内歯歯車であり、内歯歯車45は外歯歯車35、36より僅かに例えば１つだけ歯数が多く形成され、外歯歯車35、36と噛み合うようケース11の内周部に設けられている。

【００１２】また、エンコーダ付のＡＣサーボモータ12の出力軸12ａにはギヤ46が取付けられており、ギヤ46には各クランク軸26の一端に固定された３つのギヤ47が噛合している。これらのギヤ46、47はモータ12の回転をクランク軸26に伝達する回転伝達手段を構成しており、外歯歯車35、36が内歯歯車45と噛み合いながら公転するとき、内歯歯車45と外歯歯車35、36との歯数差に応じて外歯歯車35、36が自転し、回転ブロック20がゆっくりと回動する。また、回転ブロック20にはそのプレート部21と一体に出力軸48が連結されており、回転ブロック20の回動によりこの出力軸48が回動する。なお、出力軸48の先端部48ａは、ピン穴48ｂを有するソケット取付け部分となっており、この先端部48ａには図示しないナット又はボルトを保持するためのソケットが着脱可能に取り付けられる。

【００１３】一方、ケース11の外周面（筒壁面）11ｂ上には一対の歪ゲージ51、52からなるトルクセンサ50が貼付けて設けられている。図２に示すように、これらの歪ゲージ51、52はケース11の軸線方向に対して互いに逆方向に４５゜の角度をなすような傾きを有しており、出力軸48にトルクがかかるとき一方の歪みゲージ51又は52 に圧縮力を、他方の歪みゲージ52又は51に引張力を加えることで、出力軸48に加わるトルクに対応する所定レベルの電圧出力を取り出し得るようになっている。また、歪みゲージ51、52の端子51ａ、51ｂと52ａ、52ｂとが近接するケース外周面上にはアンプ60が設けられており、このアンプ60とコネクタ67ａをこれに結合した接続ケーブル67とを介して、両歪みゲージ51、52はＡＣサーボモータ12を制御するコントロールユニット70に接続されている。そして、コントロールユニット70内に設けられた測定回路（例えばホイートストンブリッジ回路）を利用してトルク測定がなされるようになっている。

【００１４】コントロールユニット70は、詳細を図示しないが、ＣＰＵ、メモリおよびインターフェイス回路を含むコントローラと、前記測定回路と、サーボドライバと、電源ユニットと、操作入力部等から構成されており、操作入力部からの取り込んだ設定値情報や前記エンコーダからのモータ角度情報、並びにトルクセンサ50からのトルク検出情報等に基づき、前記メモリ内に予め格納された所定の制御プログラムに従って処理を実行し、前記サーボドライバを介してモータ12を駆動制御する。

【００１５】なお、ＡＣサーボモータ12は、例えばコントロールユニット70の操作入力部に設けられた図示しない起動スイッチが押されたとき、起動されるようになっている。また、図１において、17はケース11の一端を覆うカバープレート、18はカバプレート17に嵌入されて出力軸48を軸支するラジアル軸受、19はラジアル軸受18 を押える押え板である。また、81、82はＡＣサーボモータ12のモータ部とエンコーダ部とをそれぞれコントロールユニット70に接続する接続ケーブルである。

【００１６】次に、作用を説明する。前記起動スイッチが押されＡＣサーボモータ12が駆動されると、このＡＣサーボモータ12の回転がギヤ46、47を介してクランク軸26に伝達され、クランク軸26 の回転に伴って外歯歯車35、36が公転運動しつつ内歯歯車45とのわずかな歯数差に応じて自転し、これにより回転ブロック20および出力軸48が低速で回転する。

【００１７】このとき、出力軸48の先端部に取り付けられたソケットがナット又はボルトを回転させ、これを締め付ける。このとき、前記支持体に固定されたケース11内の内歯歯車45には外歯歯車35、36からの推力が加わり、内歯歯車45は固定用鍔部11 ａとの間でケース11を歪ませる方向に反力を生ずる。したがって、このとき一方の歪みゲージ51又は52に圧縮力が、他方の歪みゲージ52又は51に引張力が加わるようケース11が歪みを生じ、この歪みの大小が歪みゲージ51、52の抵抗値の変化となって、トルクセンサ50の出力電圧の変化となる。そして、このセンサ出力に応じて、コントロールユニット70によりＡＣサーボモータ12の回転が制御され、締付けトルク管理が行われる。

【００１８】ところで、本実施例では、トルクセンサ50の歪みゲージ51、52が出力トルクの反力を検出するようケース11の筒壁面11ｂに装着され、前記ねじ締め用ソケットを着脱可能に取り付けるソケット取付け部分48ａが出力軸48の先端側に設けられるから、トルクセンサ50が減速機構13の出力軸48側に突出するものとならず、その分だけ出力軸48を短くできる。したがって、全長の短いナットランナを提供することができる。

【００１９】また、歪みゲージ51、52の出力電圧を増幅するアンプ60がケース11に取り付けられるから、アンプ60により増幅されたトルク検出信号が外部のコントロールユニット70に送られることになり、電磁波等によるノイズの影響を受け難くなる。したがって、トルク検出精度を高めることができる。なお、本実施例では、トルクセンサ50の歪みゲージ51、52をケース11の外周面 11ｂに貼付けていたが、内周面に貼付けることもできる。また、減速機構13は上述の構成にかぎらず、他のタイプの減速機構であってもよい。さらに、本考案はナットランナに限らず、ケースにトルク反力を受ける各種の回転駆動装置に適用できるものである。

【００２０】

【考案の効果】

請求項１記載の考案によれば、出力トルクの反力を検出するようトルクセンサとしての歪みゲージをケースの筒壁面に装着しているので、減速機構の出力軸側にトルクセンサを突出して設ける必要をなくし、その分だけ装置の全長を短くすることができる。この結果、全長の短い回転駆動装置を提供することができる。

【００２１】また、請求項２記載の考案によれば、ねじ締め用ソケットの取付け部分を出力軸の先端側に設けるとともに、出力トルクの反力を検出するよう歪みゲージをケースの筒壁面に装着しているので、全長の短いナットランナを提供することができる。さらに、請求項３記載の考案によれば、歪みゲージの出力電圧を増幅するアンプをケースに取り付けているので、アンプにより増幅されたトルク検出信号を外部に送るようにして、外部電磁波等によるノイズの影響を少なくすることができる。この結果、トルク検出精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る回転駆動装置の一実施例の全体構
成図である。

【図２】そのトルクセンサを示す部分拡大図である。

【図３】従来例の全体構成図である。

【符号の説明】

11 ケース 11ｂ外周面（筒壁面） 12 ＡＣサーボモータ（モータ） 13 減速機構 20 回転ブロック 26 クランク軸 35、36 外歯歯車 45 内歯歯車 48 出力軸 48ａソケット取付け部分 50 トルクセンサ 51、52 歪みゲージ 60 アンプ 70 コントロールユニット

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】一端が固定された筒状のケース(11)と、該ケース(11)の他端側に支持されたモータ(12)と、ケース(11)内に収納され、モータ(12)からの回転を減速
する減速機構(13)と、該減速機構(13)の出力トルクを検
出するトルクセンサ(50)と、を備えた回転駆動装置にお
いて、前記トルクセンサ(50)が、前記出力トルクの反力を検出
するように前記ケース(11)の筒壁面(11ｂ)に装着された
歪ゲージ(51、52)であることを特徴とする回転駆動装
置。
【請求項２】前記出力軸(48)の先端側に、ねじ締め用ソ
ケットを着脱可能に取り付けるソケット取付け部分(48
ａ)が設けられていることを特徴とする請求項１記載の
回転駆動装置。
【請求項３】前記ケース(11)に、前記歪みゲージ(51、5
2)の出力電圧を増幅するアンプ(60)が取り付けられてい
ることを特徴とする請求項１又は２記載の回転駆動装
置。