JPH0724991B2 - Automatic screw tightener - Google Patents

Automatic screw tightener

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JPH0724991B2
JPH0724991B2 JP16407791A JP16407791A JPH0724991B2 JP H0724991 B2 JPH0724991 B2 JP H0724991B2 JP 16407791 A JP16407791 A JP 16407791A JP 16407791 A JP16407791 A JP 16407791A JP H0724991 B2 JPH0724991 B2 JP H0724991B2
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detection
torque
tightening
magnetic
motor
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修 四方
弘忠 杉浦
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Nitto Seiko Co Ltd
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Nitto Seiko Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、モータの回転を受けて
回転するボックスビットあるいはドライバビットを用い
てボルト、ナットあるいはねじをワークに締付ける際に
モータの慣性の影響を受けずに、またねじがワークに衝
突する際の衝撃的な反力トルクの影響を受けずに締付け
を行うとともに、その締付けトルクをドライバビットに
加わる軸力から正確に検出するように構成した自動ねじ
締め機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a box bit or a driver bit that rotates in response to the rotation of a motor to tighten a bolt, a nut or a screw on a work without being affected by the inertia of the motor. The present invention relates to an automatic screw tightener configured to perform tightening without being affected by a shocking reaction force torque when a workpiece collides with a work and to accurately detect the tightening torque from an axial force applied to a driver bit.

【0002】[0002]

【従来の枝術】一般に、ボルト、ナット、ねじ等の締付
けトルクを制御する場合には、モータによりボックスビ
ットあるいはドライバビット(以下、ドライバビットに
ついて説明する。)を回転させるとともに、このドライ
バビットに加わる負荷に応じて変動するモータの負荷電
流を検出する検出部を設け、その検出値が設定値に達す
れば、その時点から一定時間後にモータを停止させるよ
うに構成した装置、あるいはドライバビットに加わる反
力トルクを歪み管により歪み量に変換してその歪み量を
歪みゲージ等の検出部によリ検出し、これが一定値に達
すればモータを停止させるように構成した装置が一般的
である。これらの装置では、締付け完了の直前でねじの
頭部座面がワークに当接する際に衝撃的な反力トルクが
生じると、これが検出部で検出され、時にはその検出値
が設定値に達してしまい、締付け完了と判定される等の
欠点が生じている。その上、これらの装置では、締付け
を開始して検出値が設定締付けトルクに達すれば、モー
タを停止させている関係で、常にモータ停止時の慣性の
影響で実際の締付けトルクが設定締付けトルクを超えて
しまい、正確な締付け作業が行えない等の欠点が生じて
いる。これら欠点を除去する装置として、設定締付けト
ルクに達すれば、ドライバビットの回転を停止させる自
動変速機を備えた自動ねじ締め機が知られている。この
自動ねじ締め機1の自動変速機10は、図2に示すよう
にモータ9により回転駆動される入力円板11と、これ
に摩擦係合する円周溝12aを有する複数の遊星コーン
12と、その裏面の平坦面12cに摩擦係合するカムデ
ィスク13と、前記遊星コーン12の円錐面12bに沿
って摩擦係合する変速リング14と、これを回動可能に
保持するアーム15と、変速リング14を高速側に付勢
するばね17とからなっており、変速リング14が回動
してアーム15が傾斜することにより変速リング14と
遊星コーン12との摩擦係合位置を変えて減速比を連続
的に変えるように構成されている。
2. Description of the Related Art Generally, when controlling the tightening torque of bolts, nuts, screws, etc., a motor rotates a box bit or a driver bit (hereinafter, the driver bit will be described), and Addition to a device or a driver bit that is configured to stop the motor after a certain time from the time when a detection unit that detects the load current of the motor that fluctuates according to the applied load is provided and the detected value reaches the set value A general device is configured such that the reaction torque is converted into a strain amount by a strain tube, the strain amount is detected again by a detection unit such as a strain gauge, and the motor is stopped if the strain amount reaches a constant value. In these devices, if a shocking reaction force torque is generated when the head seat surface of the screw comes into contact with the work immediately before the completion of tightening, this is detected by the detection unit, and sometimes the detected value reaches the set value. However, there are drawbacks such as the completion of tightening. In addition, in these devices, if tightening is started and the detected value reaches the set tightening torque, the actual tightening torque is always the set tightening torque due to the influence of inertia when the motor is stopped because the motor is stopped. However, there are drawbacks such as not being able to perform accurate tightening work. As a device for eliminating these drawbacks, an automatic screw tightener equipped with an automatic transmission that stops the rotation of the driver bit when a set tightening torque is reached is known. As shown in FIG. 2, an automatic transmission 10 of the automatic screw tightener 1 includes an input disc 11 that is rotationally driven by a motor 9 and a plurality of planet cones 12 having a circumferential groove 12a that frictionally engages the input disc 11. A cam disk 13 frictionally engaged with a flat surface 12c on the back surface thereof, a speed change ring 14 frictionally engaged with the conical surface 12b of the planetary cone 12, an arm 15 rotatably holding the ring 15, and a speed change gear. It is composed of a spring 17 for urging the ring 14 toward the high speed side. When the speed change ring 14 is rotated and the arm 15 is inclined, the friction engagement position between the speed change ring 14 and the planetary cone 12 is changed to reduce the speed reduction ratio. Is configured to be continuously changed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のような自動変速
機10を備えた自動ねじ締め機1では、締付け完了の直
前でねじ(図示せず)の頭部座面がワーク(図示せず)
に当接する際に衝撃的な反力トルクが生じても、これが
変速リング14の回動により吸収されてモータ9側には
伝達されず、この衝撃的な反力トルクがモータ9に加わ
る反力トルクとしてあらわれることはない。また、自動
変速機10の変速リング14が遊星コーン12の円錐面
12bに沿ってその大径側に移動し、その減速比が無限
大となる時点を締付け完了時点としている場合には、締
付け完了時にモータ9が回転しているにも拘わらずドラ
イバビット(図示せず)の回転が停止する関係で、モー
タ9の持つ慣性の影響を受けずに締付けを行うことがで
き、上記自動ねじ締め機1は高精度なねじ締め機として
高い評価を得ている。しかしながら、この自動ねじ締め
機1では、図3に示すようにドライバビットにより締付
けられたねじの締付けトルクを検出するに際して、モー
タ9をドライバ台2側に対して回動可能に保持してこれ
に加わる反力トルクが歪み管25に貼付した歪みゲージ
等のセンサ26により締付けトルクとして検出されるよ
うに構成されている。そのため、無負荷時のモータ9の
回転を高速にして締付け作業を行う場合には、無負荷時
のモータ9の回転をあまり上げ過ぎると、その時の慣性
の影響でモータ9に加わる反力トルクが増大してこれが
センサ26により検出されたり、また逆にモータ9の重
量が重くなり過ぎると、モータ9が締付け時に反力を受
けてもこれがセンサ26により検出されなかったりする
ことがあり、センサ26の入力側の慣性モーメントの大
きさがセンサ26の応答速度、検出精度に影響を及ぼす
等の欠点が生じている。また、この種の反力式のトルク
検出手段が使用されている関係で、トルクの検出速度が
遅く、自動変速機10の減速比が無限大となってドライ
バビットの回転が停止するまでに、すなわち締付けトル
クが変動している途中で締付けが完了するように設定締
付けトルクが設定されている場合には、特に無負荷時の
モータ9の回転が高速となっていると、トルクの変動も
高速となり、締付けトルクの検出が間に合わず、正確な
締付けができないこととなって、この種の動的なトルク
検出には適さないものとなる等の欠点が生じている。
In the automatic screw tightener 1 having the automatic transmission 10 as described above, the head seat surface of the screw (not shown) is the work (not shown) immediately before the completion of tightening.
Even if a shocking reaction force torque is generated when it comes into contact with the motor 9, it is absorbed by the rotation of the transmission ring 14 and is not transmitted to the motor 9 side, and this shocking reaction force torque is applied to the motor 9. It does not appear as torque. Further, when the speed change ring 14 of the automatic transmission 10 moves to the larger diameter side along the conical surface 12b of the planetary cone 12 and the reduction ratio becomes infinite, the tightening is completed when the tightening is completed. Since the rotation of the driver bit (not shown) is stopped even when the motor 9 is rotating, the tightening can be performed without being affected by the inertia of the motor 9. 1 has been highly evaluated as a highly accurate screw tightener. However, in this automatic screw tightening machine 1, when the tightening torque of the screw tightened by the driver bit is detected as shown in FIG. 3, the motor 9 is held rotatably with respect to the driver base 2 side. The reaction torque applied is detected as a tightening torque by a sensor 26 such as a strain gauge attached to the strain tube 25. Therefore, in the case of performing the tightening work by rotating the motor 9 at high speed at no load, if the rotation of the motor 9 at no load is excessively increased, the reaction torque applied to the motor 9 due to the influence of inertia at that time will occur. If the motor 9 increases and is detected by the sensor 26, or conversely, the weight of the motor 9 becomes too heavy, even if the motor 9 receives a reaction force during tightening, this may not be detected by the sensor 26. There is a defect that the magnitude of the inertia moment on the input side of the sensor affects the response speed and detection accuracy of the sensor 26. Further, because the reaction force type torque detection means of this kind is used, the detection speed of the torque is slow, the reduction ratio of the automatic transmission 10 becomes infinite, and the rotation of the driver bit is stopped. That is, when the set tightening torque is set so that the tightening is completed while the tightening torque is fluctuating, the torque fluctuates at high speed especially when the motor 9 rotates at high speed under no load. Therefore, the tightening torque cannot be detected in time, and accurate tightening cannot be performed, which is not suitable for this type of dynamic torque detection.

【0004】本発明は、上記欠点の除去を目的とするも
ので、締付け完了時のモータの持つ慣性の影響を受け
ず、また締付け完了直前の衝撃的なトルクの影響を受け
ず、しかも締付けトルクが変動する間に締付け作業を終
えても締付けトルクを高速で検出して正確な締付けトル
クの制御ができる自動ねじ締め機を提供しようとするも
のである。
The present invention is intended to eliminate the above-mentioned drawbacks, is not affected by the inertia of the motor at the time of completion of tightening, is not affected by the shocking torque immediately before the completion of tightening, and has a tightening torque. It is an object of the present invention to provide an automatic screw tightening machine that can detect the tightening torque at high speed and accurately control the tightening torque even if the tightening work is finished while the torque varies.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】昇降駆動源の作動により
昇降するドライバ台が設けられており、このドライバ台
と一体に移動するようにギャケースが配置されている。
このギャケースの底部には内部に突出するスリーブ部を
有する底蓋が固定されており、しかもこのギャケース内
には潤滑油が充填されるように構成されている。また、
前記ギャケース内には、モータの回転駆動により回転さ
れる入力円板と、これに摩擦係合する円周溝を有する複
数の遊星コーンと、その裏面に摩擦係合するカムディス
クとが配置されている。前記遊星コーンの円錐面に沿っ
て変速リングが摩擦係合して配置されており、この変速
リングは前記ドライバ台側に一端が係止されたアームに
より回動可能に保持されている。前記変速リングはばね
により高速側に付勢されており、変速リングの回動によ
り減速比が連続的に変わる自動変速機が構成されてい
る。
There is provided a driver stand that moves up and down by the operation of a lifting drive source, and a case is arranged so as to move integrally with the driver stand.
A bottom lid having a sleeve portion protruding inward is fixed to the bottom of the case, and the case is configured to be filled with lubricating oil. Also,
Inside the case, there are arranged an input disc rotated by rotational driving of a motor, a plurality of planet cones having circumferential grooves frictionally engaged with the disc, and a cam disk frictionally engaged with the back surface thereof. There is. A speed change ring is arranged in frictional engagement along the conical surface of the planet cone, and the speed change ring is rotatably held by an arm whose one end is locked to the driver base side. The speed change ring is urged toward the high speed side by a spring, and an automatic transmission is constructed in which the reduction gear ratio is continuously changed by the rotation of the speed change ring.

【0006】さらに、前記カムディスクには出力軸が連
結されており、この出力軸には磁歪センサの一部をなす
検出軸を介して一体化して回転するドライバビットが連
接されている。前記検出軸の周面には磁気歪み発生部が
設けられており、その周囲には所定の磁界を発生する励
磁コイルと磁気検出コイルとが配置されている。この磁
気検出コイルの両端はトルク変換部に接続されており、
磁気歪み発生部にあらわれる透磁率の変化を検出して検
出軸に加わる軸力を締付けトルクとして検出するように
構成されている。
Further, an output shaft is connected to the cam disk, and a driver bit that integrally rotates is connected to the output shaft via a detection shaft which is a part of the magnetostrictive sensor. A magnetostriction generator is provided on the peripheral surface of the detection shaft, and an excitation coil and a magnetic detection coil that generate a predetermined magnetic field are arranged around the magnetostriction generator. Both ends of this magnetic detection coil are connected to the torque converter,
It is configured to detect a change in magnetic permeability appearing in the magnetostriction generating portion and detect an axial force applied to the detection shaft as a tightening torque.

【0007】また、前記磁気歪み発生部は対向する方向
に傾斜して設けられた2段の検出溝で構成してもよい。
この場合、各段の検出溝の周囲に所定の磁界を発生する
励磁コイルと磁気検出コイルとを配置し、磁気検出コイ
ルそれぞれの両端をトルク変換部に接続して、2段の検
出溝それぞれにあらわれる透磁率の比率からその検出軸
に加わる軸力が締付けトルクとして検出されるように構
成される。
Further, the magnetostriction generating portion may be composed of two detection grooves which are provided so as to be inclined in opposite directions.
In this case, an exciting coil and a magnetic detection coil that generate a predetermined magnetic field are arranged around the detection grooves of each stage, and both ends of each of the magnetic detection coils are connected to the torque conversion unit to connect the detection grooves of each of the two stages. The axial force applied to the detection shaft is detected as the tightening torque from the ratio of the magnetic permeability.

【0008】[0008]

【作用】上記自動ねじ締め機では、無負荷時にモータの
速度を高速にした場合、モータの持つ慣性力が大きくな
り、ドライバビットが大きなトルクを出力し、相対にモ
ータに加わる反力トルクが大きくなるが、締付けトルク
を検出する磁歪センサが配置されたドライバビットには
まったく歪みが生じないため、この反力トルクは締付け
トルクとして検出されない。また、この状態で、締付け
を行うと、締付け完了直前でねじの頭部座面がワークに
当接し、衝撃的な反カトルクが加わるが、この衝撃的な
反力トルクはドライバビット、検出軸および出力軸を介
して自動変速機に伝達され、この反力トルクがその変速
リングの回動により吸収され、この衝撃的な反力トルク
によっては検出軸の歪みが生じず、磁歪センサの出力は
まったく影響を受けない。また、自動変速機の変速リン
グが遊星コーンの円錐面の大径側に移動してその減速比
が無限大となる時点を締付け完了時点に設定する場合、
締付け完了時にはモータが回転しているにも拘わらず、
ドライバビットが停止する関係で、モータの慣性の影響
を受けることなく、締付けを完了する。
In the above automatic screw tightener, when the speed of the motor is increased at no load, the inertial force of the motor becomes large, the driver bit outputs a large torque, and the reaction torque applied to the motor becomes relatively large. However, since the driver bit in which the magnetostrictive sensor for detecting the tightening torque is arranged is not distorted at all, the reaction torque is not detected as the tightening torque. If tightening is performed in this state, the head seat surface of the screw contacts the work just before the tightening is completed, and shocking reaction torque is applied. This reaction force torque is transmitted to the automatic transmission through the output shaft, and the reaction ring torque is absorbed by the rotation of the speed change ring, and the shocking reaction force torque does not cause distortion of the detection shaft. Not affected. Also, when setting the time when the speed change ring of the automatic transmission moves to the large diameter side of the conical surface of the planet cone and its reduction ratio becomes infinite as the tightening completion time,
Although the motor is rotating when tightening is completed,
Due to the driver bit stopping, tightening is completed without being affected by the inertia of the motor.

【0009】さらに、自動変速機の変速リングが遊星コ
ーンの円錐面の大径側に移動してその減速比が無限大と
なる直前を締付け完了時点としている場合、すなわちド
ライバビットが回転していて締付けトルクが変動してい
る途中で締付け完了が検出されるように設定締付けトル
クが設定されていても、検出軸に生じる歪みが磁気歪み
発生部で透磁率の変化として検出され、さらにトルク変
換部で締付けトルクとして検出されるため、締付けトル
クの検出が高速となり、無負荷時のモータを高速で回転
させた状態で、しかも動的な設定締付けトルクであって
も、これに正確に締付けることができる。
Further, when the tightening is completed just before the speed change ring of the automatic transmission moves to the large diameter side of the conical surface of the planet cone and its reduction ratio becomes infinite, that is, the driver bit is rotating. Even if the set tightening torque is set so that the completion of tightening is detected while the tightening torque is fluctuating, the strain generated in the detection axis is detected as the change in the magnetic permeability in the magnetostriction generator, and the torque converter The tightening torque can be detected at high speed, and the tightening torque can be accurately detected even when the motor is set at a high speed with no load and the setting torque is dynamic. it can.

【0010】[0010]

【実施例】以下、実施例を図面に基づいて説明する。図
1において、1は自動ねじ締め機であり、昇降駆動源の
一例のシリンダ(図示せず)の作動により昇降するドラ
イバ台2およびこれと所定間隔をおいて所定位置まで一
体に下降するチャック台(図示せず)を有している。前
記ドライバ台2には、その上面にセサー台3を介して取
付け台4が固定されてあり、この取付け台4には後記す
る出力軸5を回転自在に案内するスリーブ部6aを持つ
底蓋6が固定されている。また、この底蓋6にはギャケ
ース7が固定されており、このギャケース7の上部には
上蓋8が固定され、ギャケース7内に潤滑油が充填され
るように構成されている。前記上蓋8には一体化して取
付けられたブラケット8aを介してモータ9が取付けら
れており、その回転が前記ギャケース7に内蔵された自
動変速機10の入力円板11に伝達されるように構成さ
れている。
Embodiments Embodiments will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an automatic screw tightening machine, which is a driver base 2 that is moved up and down by the operation of a cylinder (not shown), which is an example of an elevation drive source, and a chuck base that is integrally lowered to a predetermined position with a predetermined distance. (Not shown). A mounting base 4 is fixed to the upper surface of the driver base 2 via a cesar base 3, and a bottom cover 6 having a sleeve portion 6a for rotatably guiding an output shaft 5 described later is mounted on the mounting base 4. Is fixed. Further, a case 7 is fixed to the bottom cover 6, and an upper cover 8 is fixed to the upper part of the case 7 so that the case 7 is filled with lubricating oil. A motor 9 is attached to the upper lid 8 via a bracket 8a integrally attached, and its rotation is transmitted to an input disc 11 of an automatic transmission 10 built in the gear case 7. Has been done.

【0011】前記自動変速機10はモーチ9の駆動軸9
aの回転を受けて回転する入力円板11を有し、その外
周には摩擦係合する円周溝12aを有する複数個の遊星
コーン12が、またこの遊星コーン12にはカムディス
ク13が遊星コーン12の円錐面12bの裏面に位置す
る平坦面12cに摩擦係合し、かつ前記入力円板11と
同心上で回転するように配置されている。さらに、前記
遊星コーン12の円錐面12bには変速リング14が摩
擦係合して回動自在に配置されており、この変速リング
14と遊星コーン12との摩擦係合位置により、その減
速比が連続的に変わるように構成されている。また、こ
の変速リング14はその外周の複数箇所でアーム15の
一端に係合されており、このアーム15の他端は前記底
蓋6に取付けられた固定リング16に係止され、変速リ
ング14の高速側の移動量が制限されるように構成され
ている。しかも、前記変速リング14はばね圧調整手段
(図示せず)に保持されたばね17により上方に付勢さ
れており、常時アーム15が直立するように構成されて
いる。
The automatic transmission 10 has a drive shaft 9 of a morch 9.
A plurality of planet cones 12 each having an input disk 11 that rotates upon receiving the rotation of a, and a circumferential groove 12a that frictionally engages the outer circumference of the input disk 11, and a cam disk 13 on each of the planet cones 12. The cone 12 is arranged so as to be frictionally engaged with the flat surface 12c located on the rear surface of the conical surface 12b and to rotate concentrically with the input disk 11. Further, a speed-change ring 14 is rotatably arranged on the conical surface 12b of the planetary cone 12 by frictionally engaging it, and the speed reduction ratio is determined by the frictional engagement position between the speed-change ring 14 and the planetary cone 12. It is configured to change continuously. Further, the speed change ring 14 is engaged with one end of an arm 15 at a plurality of positions on the outer circumference thereof, and the other end of the arm 15 is locked to a fixed ring 16 attached to the bottom cover 6 so that the speed change ring 14 Is configured to limit the amount of movement on the high speed side. Moreover, the speed change ring 14 is biased upward by a spring 17 held by a spring pressure adjusting means (not shown) so that the arm 15 is always upright.

【0012】また、前記カムディスク13には、調圧機
構18を介して前記底蓋6のスリーブ部6aに回転自在
に案内された出力軸5が連結されており、しかもこの出
力軸5には取付け台4に回転自在に保持された連接軸1
9が連結されている。この連接軸19には磁歪センサ2
0の一部をなす検出軸21が連結されており、この検出
軸21の下端には伝達機構(図示せず)を介してドライ
バビット22が一体化して回転するように構成されてい
る。前記検出軸21の中央部には磁気歪み発生部の一例
として2段にわたってお互い対向する方向に傾斜する検
出溝21a,21bが設けられている。各段の検出溝2
1a,21bの周囲には一定の磁界を発生する励磁コイ
ル23と磁気検出コイル24とが配置されており、各検
出溝21a,21bの透磁率の変化を電流値として検出
するように構成されている。また、前記磁気検出コイル
24はトルク変換部(図示せず)に接続されており、そ
れぞれの電流値の比率から検出軸21に生じる歪み量を
検出してこれから検出軸21に加わる軸力を締付けトル
クとして検出するように構成されている。なお、前記磁
気歪み発生部は検出軸に設けた検出溝でなくてもよく、
透磁率の変化が顕著にあらわれる物質を塗布または貼付
しても同様の効果がある。
An output shaft 5 rotatably guided to the sleeve portion 6a of the bottom cover 6 is connected to the cam disk 13 via a pressure adjusting mechanism 18, and the output shaft 5 is connected to the output shaft 5. Connecting shaft 1 rotatably held on the mounting base 4
9 are connected. The magnetostrictive sensor 2 is attached to the connecting shaft 19.
A detection shaft 21 forming a part of 0 is connected, and a driver bit 22 is integrally rotated at the lower end of the detection shaft 21 via a transmission mechanism (not shown). As an example of a magnetostriction generator, detection grooves 21a and 21b are provided in the center of the detection shaft 21 and are inclined in opposite directions in two steps. Detection groove 2 of each step
An excitation coil 23 and a magnetic detection coil 24 that generate a constant magnetic field are arranged around 1a and 21b, and are configured to detect a change in magnetic permeability of each detection groove 21a and 21b as a current value. There is. The magnetic detection coil 24 is connected to a torque conversion unit (not shown), detects the amount of strain generated in the detection shaft 21 from the ratio of the respective current values, and tightens the axial force applied to the detection shaft 21 from this. It is configured to detect as torque. Incidentally, the magnetostriction generating portion need not be a detection groove provided on the detection shaft,
The same effect can be obtained by applying or sticking a substance that shows a marked change in magnetic permeability.

【0013】上記自動ねじ締め機では、モータ9が駆動
されて締付けが開始されると、ドライバビット22に係
る負荷に応じて自動変速機10の変速リング14が遊星
コーン12の円錐面12bに沿って回動する。そのた
め、アーム15が傾斜して変速リング14が遊星コーン
12の大径側に移動させられ、遊星コーン12と変速リ
ング14との摩擦係合位置が変更される。従って、自動
変速機10の減速比が増加してドライバビット22の回
転数が徐々に減少する。ねじ(図示せず)の座面がワー
ク(図示せず)に達してドライバビット22に係る負荷
が急増し、衝撃的な反力トルクがドライバビット22に
加わると、変速リング14がさらに回動し、この衝撃的
な反力トルクは吸収され、磁歪センサ20の検出軸21
にはこの衝撃的な反力トルクによるねじれが生じない。
In the above automatic screw tightener, when the motor 9 is driven and tightening is started, the speed change ring 14 of the automatic speed changer 10 follows the conical surface 12b of the planetary cone 12 in accordance with the load applied to the driver bit 22. Rotate. Therefore, the arm 15 is tilted to move the transmission ring 14 to the larger diameter side of the planet cone 12, and the friction engagement position between the planet cone 12 and the transmission ring 14 is changed. Therefore, the speed reduction ratio of the automatic transmission 10 increases and the rotation speed of the driver bit 22 gradually decreases. When the bearing surface of the screw (not shown) reaches the work (not shown) and the load on the driver bit 22 suddenly increases, and a shocking reaction torque is applied to the driver bit 22, the transmission ring 14 further rotates. However, this shocking reaction force torque is absorbed and the detection shaft 21 of the magnetostrictive sensor 20 is absorbed.
Is not twisted by this shocking reaction torque.

【0014】しかも、変速リング14の回動によりアー
ム15の傾斜が増大して変速リング14と遊星コーン1
2との摩擦係合位置がさらに大径側に移動して自動変速
機10の減速比が無限大となる時点を締付け完了時点と
している場合、すなわち入力円板11が回転しているに
も拘わらずカムディスク13およびこれと一体のドライ
バビット22が回転しない状態となっている場合には、
ドライバビット22にはばね17の持つ弾性力と変速機
構により決まる一定の出力トルクが出力されており、ね
じはモータ9の慣性の影響を受けることなく、この出力
トルクすなわち所望の設定締付けトルクで締付けられ
る。
Moreover, the rotation of the transmission ring 14 increases the inclination of the arm 15 to increase the inclination of the transmission ring 14 and the planetary cone 1.
In the case where the tightening is completed at the time when the frictional engagement position with 2 moves toward the larger diameter side and the reduction ratio of the automatic transmission 10 becomes infinite, that is, the input disc 11 is rotating. If the cam disk 13 and the driver bit 22 integrated with the cam disk 13 do not rotate,
A constant output torque determined by the elastic force of the spring 17 and the speed change mechanism is output to the driver bit 22, and the screw is tightened at this output torque, that is, a desired set tightening torque without being affected by the inertia of the motor 9. To be

【0015】一方、前記摩擦係合位置が遊星コーン12
の大径側に移動して自動変速機10の減速比が無限大と
なる直前の締付けトルクを設定締付けトルクとしている
場合、すなわちドライバビット22が回転していて締付
けトルクが変動している途中で設定締付けトルクに達す
る場合、ドライバビット22に加わる反力トルクにより
検出軸21に歪みが加われば、各検出溝21a,21b
の透磁率の変化が磁歪センサ20によりただちに電流値
として検出されて、その比率から検出軸21に加わる軸
力が締付けトルクとして検出される。そのため、検出軸
21に歪みが加われば、ただちに締付けトルクを得るこ
とができ、締付けトルクの検出が高速に行え、無負荷時
のモータ9を高速で回転させた状態であっても、また動
的な締付けトルク制御であっても、設定締付けトルクの
締付けを正確に行うことができる。
On the other hand, the friction engagement position is the planet cone 12
When the tightening torque immediately before moving to the larger diameter side of the automatic transmission 10 and the reduction ratio of the automatic transmission 10 becomes infinite is set as the tightening torque, that is, while the driver bit 22 is rotating and the tightening torque is changing. When the set tightening torque is reached, if the detection shaft 21 is distorted by the reaction torque applied to the driver bit 22, the detection grooves 21a, 21b
The change in magnetic permeability is immediately detected as a current value by the magnetostrictive sensor 20, and the axial force applied to the detection shaft 21 is detected as a tightening torque from the ratio. Therefore, if a strain is applied to the detection shaft 21, the tightening torque can be immediately obtained, the tightening torque can be detected at high speed, and even when the motor 9 with no load is rotated at high speed, the dynamic torque is increased. Even with tight tightening torque control, tightening with the set tightening torque can be performed accurately.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は入力円
板、その回転を受けて回転する遊星コーン、その裏面の
平坦面に摩擦係合するカムディスク、遊星コーンの円錐
面に摩擦係合する変速リング、これを回転可能に保持す
るアームおよびこのアームが常時直立するように変速リ
ングを付勢するばねからなる自動変速機を設けるととも
に、この自動変速機の出力軸に磁歪センサの検出軸を介
してドライバビットを一体に回転するように連接し、さ
らにこの磁歪センサの出力から検出軸に加わる軸力を締
付けトルクとして検出するトルク変換部を設けているた
め、無負荷時にモータの速度を高速にした場合、モータ
の持つ慣性力が大きくなり、モータに加わる反力トルク
が大きくなるが、磁歪センサの検出軸には歪みが生じる
ことがなく、ドライバビットの締付けトルクの検出にま
ったく影響を与えない。また、本発明によれば締付け完
了直前でねじの頭部座面がワークに当接し、衝撃的な反
力トルクが加わっても、この衝撃的な反力トルクは自動
変速機の変速リングの回動により吸収され、この衝撃的
な反力トルクによっては検出軸の歪みが生じないので、
磁歪センサの出力はまったく影響を受けずに、ドライバ
ビットに加わる反力トルクのみを正確に検出して正確な
締付けトルクの検出を行うことができる。さらに、本発
明によれば、自動変速機の変速リングが遊星コーンの円
錐面の大径側に移動してその減速比が無限大となる時点
を締付け完了時点としておけば、締付け完了時にはモー
タが回転しているにも拘わらず、ドライバビットが停止
する関係で、モータの慣性の影響を受けることがなく、
締付けを完了することができる。しかも、本発明によれ
ば、自動変速機の変速リングが遊星コーンの円錐面の大
径側に移動してその減速比が無限大となる直前を締付け
完了時点としている場合、すなわちドライバビットが回
転していて締付けトルクが変動している途中で締付け完
了が検出されるように設定締付けトルクが設定されてい
ても、検出軸に生じる歪みから各検出溝に生じる透磁率
の比率をもとに締付けトルクが検出されるため、締付け
トルクの検出が高速となり、無負荷時のモータを高速で
回転させた状態で、締付けトルクの変動が激しいような
場合であっても、設定締付けトルクの締付けを正確に行
うことができる。
As described above, according to the present invention, the input disc, the planetary cone that rotates by the rotation thereof, the cam disk that frictionally engages with the flat surface of the back surface thereof, and the frictional engagement with the conical surface of the planetary cone. The automatic transmission consisting of a gearshift ring, a rotatably holding arm and a spring that biases the gearshift ring so that the arm is always upright, and the output shaft of the automatic transmission has a detection shaft of a magnetostrictive sensor. Since the driver bit is connected to rotate integrally with the motor, the torque conversion part that detects the axial force applied to the detection shaft from the output of this magnetostrictive sensor as the tightening torque is provided. When the speed is increased, the inertial force of the motor increases and the reaction torque applied to the motor increases, but the detection axis of the magnetostrictive sensor does not become distorted and No effect on the detection of the tightening torque of the bit. Further, according to the present invention, even if the head seat surface of the screw comes into contact with the work immediately before the completion of tightening and the shocking reaction torque is applied, this shocking reaction torque does not cause the rotation of the speed change ring of the automatic transmission. It is absorbed by the motion, and the shocking reaction torque does not cause distortion of the detection shaft.
The output of the magnetostrictive sensor is not affected at all, and only the reaction torque applied to the driver bit can be accurately detected to accurately detect the tightening torque. Further, according to the present invention, if the time when the speed change ring of the automatic transmission moves toward the large diameter side of the conical surface of the planet cone and its reduction ratio becomes infinite is the time point when the tightening is completed, the motor will be operated when the tightening is completed. Despite the rotation, the driver bit stops, so it is not affected by the inertia of the motor.
The tightening can be completed. Moreover, according to the present invention, when the tightening is completed just before the speed change ring of the automatic transmission moves to the large diameter side of the conical surface of the planet cone and its reduction ratio becomes infinite, that is, the driver bit rotates. Even if the tightening torque is set so that the completion of tightening is detected while the tightening torque is fluctuating, tightening is performed based on the ratio of the magnetic permeability generated in each detection groove due to the strain generated in the detection shaft. Since the torque is detected, the tightening torque can be detected at high speed, and even if the tightening torque fluctuates drastically when the motor is rotating at high speed with no load, tightening the set tightening torque is accurate. Can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の要部を説明する概略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory diagram illustrating a main part of the present invention.

【図2】本発明に係る自動変速機の要部縦断面図であ
る。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an essential part of the automatic transmission according to the present invention.

【図3】従来例の要部を説明する概略説明図である。FIG. 3 is a schematic explanatory diagram illustrating a main part of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 自動ねじ締め機 2 ドライバ台 3 センサ台 4 取付け台 5 出力軸 6 底蓋 6a スリーブ部 7 ギャケース 8 上蓋 8a ブラケット 9 モータ 9a 駆動軸 10 自動変速機 11 入力円板 12 遊星コーン 12a 円周溝 12b 円錐面 12c 平坦面 13 カムディスク 14 変速リング 15 アーム 16 固定リング 17 ばね 18 調圧機構 19 連接軸 20 磁歪センサ 21 検出軸 21a,21b 検出溝 22 ドライバビット 23 励磁コイル 24 磁気検出コイル 25 歪み管 26 センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Automatic screw tightener 2 Driver stand 3 Sensor stand 4 Mounting stand 5 Output shaft 6 Bottom cover 6a Sleeve part 7 Gacase 8 Top cover 8a Bracket 9 Motor 9a Drive shaft 10 Automatic transmission 11 Input disk 12 Planetary cone 12a Circular groove 12b Conical surface 12c Flat surface 13 Cam disk 14 Speed change ring 15 Arm 16 Fixed ring 17 Spring 18 Pressure adjusting mechanism 19 Connecting shaft 20 Magnetostrictive sensor 21 Detection shafts 21a, 21b Detection groove 22 Driver bit 23 Excitation coil 24 Magnetic detection coil 25 Strain tube 26 Sensor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 昇降駆動源の作動により昇降するドライ
バ台と一体に移動するようにギャケースを配置し、この
ギャケースの底部に内部に突出するスリーブ部を有する
底蓋を固定してこのギャケース内に潤滑油を充填するよ
うに構成するとともに、前記ギャケース内にモータの回
転駆動により回転される入力円板と、これに摩擦係合す
る円周溝を有する複数の遊星コーンと、その裏面に摩擦
係合するカムディスクとを配置し、さらに前記遊星コー
ンの円錐面に沿って変速リングを摩擦係合して配置し、
この変速リングを前記ドライバ台側に一端が係止された
アームにより回動可能に保持するとともにばねにより高
速側に付勢する一方、前記カムディスクに出力軸を一体
化して連結し、この出力軸に磁歪センサの検出軸を介し
て一体化して回転するドライバビットを連接し、さらに
検出軸の周面に磁気歪み発生部を設け、この磁気歪み発
生部の周囲に励磁コイルおよび磁気検出コイルを配置
し、磁気検出コイルの両端から磁気歪み発生部にあらわ
れる透磁率の変化を検出してその検出軸に加わる軸力を
検出するトルク変換部を設けたことを特徴とする自動ね
じ締め機。
1. A case is arranged so as to move integrally with a driver stand that is moved up and down by the operation of an up-and-down drive source, and a bottom cover having a sleeve portion projecting inward is fixed to the bottom of the case and fixed inside the case. An input disc that is configured to be filled with lubricating oil and that is rotated by the rotational drive of a motor in the case, a plurality of planet cones having a circumferential groove that frictionally engages with the input disc, and a friction member on the back surface thereof. A mating cam disk is arranged, and further, a transmission ring is arranged in friction engagement along the conical surface of the planetary cone,
The transmission ring is rotatably held by an arm whose one end is locked to the driver base side and is urged toward the high speed side by a spring, while the output shaft is integrally connected to the cam disk. Is connected to a driver bit that rotates integrally through the detection axis of the magnetostrictive sensor, and a magnetic strain generation section is provided on the peripheral surface of the detection axis, and an excitation coil and a magnetic detection coil are arranged around this magnetic strain generation section. An automatic screw tightener is provided with a torque conversion unit that detects a change in magnetic permeability appearing in the magnetic strain generation unit from both ends of the magnetic detection coil and detects an axial force applied to the detection shaft.
【請求項2】 磁気歪み発生部は検出軸の周囲で対向す
る方向に傾斜して設けられた2段の検出溝でなり、各検
出溝の周囲に励磁コイルおよび磁気検出コイルを配置
し、各磁気検出コイルの両端に検出溝にあらわれる透磁
率の変化を検出してその透磁率の変化の比率から検出軸
に加わる軸力を検出するトルク変換部を設けたことを特
徴とする請求項1に記載の自動ねじ締め機。
2. The magnetostriction generating section is composed of two-step detection grooves that are inclined around the detection axis in opposite directions, and an exciting coil and a magnetic detection coil are arranged around each detection groove. The torque conversion unit for detecting a change in magnetic permeability appearing in the detection groove at both ends of the magnetic detection coil and detecting an axial force applied to the detection shaft from the ratio of the change in magnetic permeability is provided. Automatic screw tightening machine described.
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