JPH0947927A - 回転アクチュエータ及びそれを使用したネジ締め機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伸縮部材の伸縮により直接第１回転体２２、
第２回転体２４を回転させるようにして、エネルギーの
損失や振動、騒音、反力を低減する。 【解決手段】 本発明に係る回転アクチュエータは、剛
性が大きい材料で製作されており、軸心回りに回転でき
る状態に支持されている第１回転体２２と、剛性の大き
い材料で製作されており、第１回転体２２と同軸に回転
できる状態に支持されている第２回転体２４と、第２回
転体２４に一端が固定されているとともに他端が第１回
転体２２に固定されており、伸縮をすることにより第１
回転体２２及び第２回転体２４を回転方向に変位させる
伸縮部材２６と、伸縮部材２６の伸縮を制御する伸縮制
御手段とを有し、伸縮部材２６が動作する際の第１回転
体２２の回転方向の慣性力は、第２回転体２４の回転方
向の慣性力よりも大きく設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転アクチュエー
タ及びそれを使用したネジ締め機に関し、特に、回転ア
クチュエータ及びそれを使用したネジ締め機のエネルギ
ー損失や振動、騒音、反力を低減する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、ハンディタイプのネジ締め機
は、図５（Ａ）に示されるように、駆動部２とパルス部
４とから構成されている。駆動部２は回転力を発生させ
る部分であり、空気式の回転アクチュエータ２ａが好適
に使用される。また、前記パルス部４は回転アクチュエ
ータ２ａの回転力を衝撃力に変えて出力軸６に伝える部
分であり、図５（Ｂ）に示されるようなハンマリング方
式が一般的に採用されている。前記パルス部４では筒体
２ｔが出力軸６の周囲に同軸に位置決めされており、そ
の筒体２ｔに前記回転アクチュエータ２ａの回転軸２ｒ
が連結されるようになっている。さらに、前記筒体２ｔ
の内側にはハンマカム２ｋが取付けられており、筒体２
ｔが出力軸６に対して相対回転する際にこのハンマカム
２ｋの先端部が図５（Ｂ）に示されるように前記出力軸
６の打撃面６ｕに接線方向から衝突するようになってい
る。

【０００３】前記ハンマカム２ｋが出力軸６の打撃面６
ｕに衝突すると、前記出力軸６はハンマカム２ｋの運動
エネルギーを受けてそのハンマカム２ｋの回転方向に回
転する。一方、前記ハンマカム２ｋはリバウンドするた
め一時停止し、このハンマカム２ｋが連結されている筒
体２ｔ及び回転アクチュエータ２ａも一時停止する。こ
れによって、回転アクチュエータ２に供給される空気が
流れ難くなり、その回転アクチュエータ２の内圧が上昇
する。そして、この上昇した空気圧により前記回転アク
チュエータ２が駆動されて筒体２ｔ及びハンマカム２ｋ
が回転し、前記ハンマカム２ｋは再び出力軸６の打撃面
６ｕに衝突する。このような動作を繰り返すことにより
前記出力軸６がハンマカム２ｋの衝突力により回転し、
ネジｗに対して締付け力が加えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
のネジ締め機には空気式の回転アクチュエータが使用さ
れている。ここで、空気式の回転アクチュエータは圧縮
空気の流れを利用して回転軸２ｒを回転させる構造であ
る。このため、使用された後の圧縮空気は外部に排出さ
れることになりエネルギーの損失が大きいという問題が
ある。また、圧縮空気を発生させるコンプレッサー等を
準備しなければならないために、ランニングコストも高
くなるという問題もある。さらに、前記ネジ締め機はハ
ンマーカム２ｋを出力軸６の打撃面６ｕに衝突させるこ
とによりその出力軸４を回転させる方式であるため、ハ
ンマーカム２ｋのリバウンドに起因した振動や騒音が大
きくなるという問題もある。本発明の技術的課題は、回
転アクチュエータの動作方式を素子の伸縮運動を直接利
用して回転力を発生させる方式にすることにより、エネ
ルギー損失を低減させるとともに大きな回転力が得られ
るようにすること、また、その回転アクチュエータをネ
ジ締め機に応用することにより、エネルギー損失や振
動、騒音、反力が少ないネジ締め機を提供しようとする
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

〔課題を解決するための請求項１に係る手段〕上記した
課題は、以下の各部構造を有する回転アクチュエータに
よって解決される。即ち、請求項１に係る回転アクチュ
エータは、剛性が大きい材料で製作されており、軸心回
りに回転できる状態に支持されている第１回転体と、剛
性が大きい材料で製作されており、前記第１回転体と同
軸に回転できる状態に支持されている第２回転体と、前
記第２回転体に一端が固定されているとともに他端が第
１回転体に固定されており、伸縮をすることにより前記
第１回転体及び第２回転体を回転方向に変位させる伸縮
部材と、前記伸縮部材の伸縮量を制御する伸縮制御手段
とを有し、前記伸縮部材が動作する際の前記第１回転体
の回転方向の慣性力は、第２回転体の回転方向の慣性力
よりも大きく設定されている。このように、第１回転
体、第２回転体は剛性が大きい材料で製作されているた
めに、伸縮部材の伸縮運動が正確に第１回転体及び第２
回転体に伝わるようになる。また、第１回転体、第２回
転体は伸縮部材によって連結されており、さらに、その
伸縮部材が伸縮する際における第１回転体の回転方向の
慣性力は第２回転体の回転方向の慣性力よりも大きい。
このため、伸縮制御手段により伸縮部材をゆっくりと縮
めれば第１回転体を動かさないで第２回転体を第１回転
体に引きつけることができる。そして、前記伸縮部材が
縮んだところで伸縮部材の動きを止めると第２回転体が
第１回転体に衝突したのと同様な働きが得られ、第１回
転体は第２回転体と同方向にわずかに回動する。そし
て、この状態で、急激に伸縮部材を伸ばすことにより前
記第１回転体はさらに回動する。一方、第２回転体はリ
バウンドして逆回りに回動しようとするが、第１回転体
の回転方向の慣性力が大きいためにその第１回転体と同
方向に回動するような力を受け、逆回りの回動が止めら
れる。即ち、伸縮部材をゆっくり縮めることにより第２
回転体を、また、その後に伸縮部材を急激に伸ばすこと
により第１回転体を同方向に回動させることができるよ
うになる。このように、前記伸縮制御手段により伸縮部
材をゆっくり縮めて急激に伸ばすことを繰り返し実行す
ることにより、第１回転体、第２回転体を一定方向に回
転させることができるようになる。逆に、前記伸縮部材
をゆっくり伸ばして急激に縮めるようにすれば第１回転
体、第２回転体を逆方向に回転させることができるよう
になる。このように、伸縮部材の伸縮が直接的に第１回
転体、第２回転体を回転させるように働くために、エネ
ルギーの損失がほとんどなく、また、大きな回転力を得
ることができる。また、第１回転体と第２回転体とは伸
縮部材によって連結されているため、実際に衝突する部
位は存在せず、振動や騒音が低減される。

【０００６】〔課題を解決するための請求項２に係る手
段〕また、請求項２に係る回転アクチュエータは、剛性
が大きい材料で製作されており、軸心回りに回転できる
状態に支持されている第１回転体と、剛性が大きい材料
で製作されており、前記第１回転体と同軸に回転できる
状態に支持されている第２回転体と、前記第２回転体に
一端が固定されているとともに他端が第１回転体に固定
されており、伸縮をすることにより前記第１回転体及び
第２回転体を回転方向に変位させる伸縮部材と、前記伸
縮部材の伸縮量を制御する伸縮制御手段と、前記第１回
転体又は第２回転体のいずれか一方を、伸縮部材が伸び
る際、あるいは縮む際に回転しないようにロックするロ
ック機構とを有している。このため、前記伸縮部材をゆ
っくりと縮めるときに、例えば、ロック機構により第１
回転体をロックすれば、両回転体の慣性力の大小に関わ
りなく、第２回転体を第１回転体に引きつけることがで
きるようになる。そして、前記伸縮部材が縮んだところ
で伸縮部材の動きを止め、さらに、第１回転体のロック
を解除すれば第２回転体が第１回転体に衝突したのと同
様な働きが得られ、第１回転体は第２回転体と同方向に
わずかに回動する。そして、この状態で、急激に伸縮部
材を伸ばすことにより第１回転体はさらに回動し、第２
回転体も第１回転体と共に同方向に回動する。このよう
に、前記伸縮部材をゆっくり縮めるときに第１回転体を
ロックし、さらに、ロックを解除した状態で伸縮部材を
急激に伸ばすことを繰り返し実施することにより、第１
回転体、第２回転体を一定方向に回転させることができ
る。また、前記伸縮部材をゆっくり伸ばすときに第１回
転体をロックし、さらに、ロックを解除した状態で急激
に縮めるようにすれば第１回転体、第２回転体を逆方向
に回転させることができるようになる。なお、第１回転
体の代わりに第２回転体をロックしても同様の結果が得
られる。したがって、回転の途中で第１回転体、あるい
は第２回転体の慣性力が変化したとしても影響を受ける
ことはない。

【０００７】〔課題を解決するための請求項３に係る手
段〕また、請求項３に係るネジ締め機は、請求項１又は
請求項２に記載された回転アクチュエータを内蔵したネ
ジ締め機であって、ネジ締め用のソケットは回転アクチ
ュエータによって回転させられる構造であり、その回転
アクチュエータの第１回転体及び第２回転体はネジ締め
機のケースに対して回転自在に支持されている。このた
め、ネジの締付け反力が第１回転体、第２回転体に加わ
っても、ネジ締め機のケースにはその反力が直接加わる
ことがなく、ネジ締め機を取扱う作業員の負担が軽くな
る。

【０００８】〔課題を解決するための請求項４に係る手
段〕また、請求項４に係る回転アクチュエータは、請求
項１又は請求項２に記載された回転アクチュエータにお
いて、前記伸縮部材は圧電素子の働きにより伸縮するこ
とを特徴とする。ここで、圧電素子は出力エネルギー密
度が高いため、小型軽量で高出力を得ることができ、さ
らに消費電力も小さい。また、電圧で伸縮部材の伸縮ス
ピードや伸縮量を自由に制御できるため、伸縮部材の制
御が容易になり伸縮制御手段も簡単な構成になる。した
がって、回転アクチュエータのランニングコストや製作
コストが低くなる。

【０００９】〔課題を解決するための請求項５に係る手
段〕また、請求項５に係る回転アクチュエータは、請求
項２に記載された回転アクチュエータにおいて、第１回
転体又は第２回転体の回転軸には半径方向に延びる延長
部位が形成されており、ロック機構はその延長部位を圧
電素子の働きによりクランプすることを特徴とする。こ
のため、圧電素子の力が小さくても大きなロック力を得
ることができるようになる。また、伸縮部材の伸縮動作
とロック機構の動作とを容易に同期させることができる
ようになり、伸縮部材を高周波数で振動させる場合にも
対応が可能となる。さらに、ロック機構を小型軽量化で
きるため、回転アクチュエータも小型化できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】

〔第１の実施の形態〕以下、図１〜図３に基づいて本発
明の第１実施例に係る回転アクチュエータ及びそれを使
用したネジ締め機の説明を行う。ここで、図１はネジ締
め機の回転アクチュエータの部分における平断面図、図
２はネジ締め機の回転アクチュエータの部分における側
面図及び縦断面図を表している。図２に示されるよう
に、ネジ締め機１０のケース１２には縦に開孔１２ｋが
形成されており、その開孔１２ｋに回転アクチュエータ
２０の回転軸２２が挿通されるようになっている。さら
に、前記ケース１２の開孔１２ｋの上には回転軸２２を
半径方向から回転自在に支持するラジアルベアリング１
４がその開孔１２ｋと同心に固定されている。

【００１１】さらに、前記開孔１２ｋの内壁面には圧電
素子により成形されたクランプ材１２ｘが取付けられて
いる。このクランプ材１２ｘは圧電素子に加える電圧を
制御することにより厚みを変えられるようになってい
る。これによって、前記回転軸２２とケース１２との間
の摩擦力を変えることができるようになり、その回転軸
２２をケース１２に対してロックしたりアンロックした
りできるようになる。なお、圧電素子には図示されてい
ない制御部から電圧信号が入力されるようになってお
り、予め決められたタイミングで回転軸２２をケース１
２に対してロックできるようになっている。即ち、前記
クランプ材１２ｘ及び制御部等が本発明のロック機構と
して機能する。

【００１２】前記回転軸２２は上部が大径に、また、そ
の他の部分が小径に成形された軸体であり、剛性が大き
い材料により製作されている。そして、前記回転軸２２
の小径部分（以後、小径軸部２２ｓという）が前述のラ
ジアルベアリング１４によって回転自在に支持されるよ
うになっている。また、前記小径軸部２２ｓの先端（下
端）にはボルトｗと嵌合するソケット２２ｋが固定され
ている。さらに、上部の大径部分（以後、大径軸部２２
ｄという）の側面には、軸中心に対して点対称な位置
に、図１に示されるように、接線方向から二本の溝２２
ｎが形成されており、それらの溝２２ｎに角柱形の伸縮
部材２６の一端がそれぞれ収納固定されている。即ち、
二本の伸縮部材２６はそれぞれ大径軸部２２ｄに対して
接線方向から接続され、二本の伸縮部材２６と大径軸部
２２ｄとは平面Ｚ字形に配置されるようになる。前記回
転軸２２の大径軸部２２ｄの周囲には略リング状の回転
円盤２４が設置されている。前記回転円盤２４は本体部
２４ｍと蓋部２４ｂとから構成されており、ケース１２
に固定されたスラストベアリング１６によって前記回転
軸２２と同軸に回転可能な状態に支持されている。

【００１３】前記本体部２４ｍは剛性が大きい材料で製
作されており、その中央には回転軸２２の大径軸部２２
ｄとその大径軸部２２ｄに固定された両伸縮部材２６と
を収納する空間２４ｈが形成されている。前記空間２４
ｈは、図１に示されるように、平面形状が略菱形をして
おり、その空間２４ｈを形成する内壁面のうち伸縮部材
２６に対して直角な内壁面にそれらの伸縮部材２６の他
端がそれぞれ固定されるようになっている。このよう
に、回転軸２２の大径軸部２２ｄと回転円盤２４の本体
部２４ｍとが、図１に示されるように、軸中心に対して
点対称な位置に配置された二本の伸縮部材２６によって
連結されることにより、両伸縮部材２６が伸びると回転
軸２２は本体部２４ｍに対して図中右回動し、また両伸
縮部材２６が縮むと回転軸２２は本体部２４ｍに対して
左回動する。ここで、前記伸縮部材２６は圧電素子を長
手方向に積層した構造の部材であり、印加される電圧に
応じて長手方向に伸縮できる構造になっている。なお、
圧電素子には前記クランプ材１２ｘの場合と同様に図示
されていない制御部から電圧信号が入力される。即ち、
前記制御部が本発明の伸縮制御手段として機能する。

【００１４】前述のように、前記回転軸２２及び回転円
盤２４の本体部２４ｍは剛性が大きい材料で製作されて
いるため、前記伸縮部材２６の伸縮運動が両者２２，２
４ｍの間で吸収されることはない。さらに、前記本体部
２４ｍの剛性を高めるため、その本体部２４ｍには同じ
く剛性が大きい材料により製作された蓋部２４が被せら
れて堅固にネジ止めされている。なお、前記蓋部２４の
中央には開孔２４ｋが形成されており、その開孔２４ｋ
から回転軸２２の大径軸部２２ｄの端部が突出できるよ
うになっている。即ち、前記回転軸２２が本発明の第１
回転体として機能し、前記回転円盤２４が本発明の第２
回転体として機能する。また、前記回転軸２２のソケッ
ト２２ｋが締付けようとするボルトｗに嵌合した状態
で、第１回転体として働く回転軸２２の回転方向の慣性
力は第２回転体として働く回転円盤２４の回転方向の慣
性力よりも大きくなる。

【００１５】次に、図３を参照しながら本実施例に係る
回転アクチュエータ２０及びそれを使用したネジ締め機
１０の動作を説明する。先ず、回転軸２２のソケット２
２ｋが締付けようとするボルトｗに嵌合する。これによ
って、一般的に回転軸２２の回転方向の慣性力は回転円
盤２４の回転方向の慣性力よりも大きくなる。また、こ
の状態で、図３（Ａ）のタイミングに示されるよう
に、伸縮部材２６の圧電素子には最大電圧が印加されて
おり、前記伸縮部材２６は最も伸びた状態に保持されて
いる。また、回転軸２２は伸縮部材２６が伸びることに
より図３（Ｂ）に示されるように基準位置から角度αの
位置に保持される。さらに、この時、クランプ材１２ｘ
には図３（Ｃ）に示されるように最大電圧が印加されて
前記回転軸２２はケース１２に対してロックされる。ま
た、回転円盤２４の位置は図３（Ｄ）に示されるように
基準位置（角度０の位置）に保持されている。

【００１６】次に、伸縮部材２６の圧電素子に印加され
る電圧が一定の割合で徐々に下がり伸縮部材２６が一定
速度でゆっくりと縮められる。このとき、回転軸２２は
ケース１２に対してロックされているため、伸縮部材２
６が縮むことにより回転円盤２４は回転軸２２に引き付
けられて図１中右回りに回動する。ここで、ソケット２
２ｋがボルトｗに嵌合した状態で回転軸２２の回転方向
の慣性力は回転円盤２４の回転方向の慣性力よりも大き
いため、回転軸２２が仮にケース１２に対してロックさ
れていなくても、回転円盤２４は回転軸２２に引き付け
られて図１中右回りに回動する。

【００１７】そして、伸縮部材２６が最も縮んだ状態、
即ち、タイミングにおいて圧電素子に印加される電圧
が一定に保持され、さらに、クランプ材１２ｘの電圧が
最小電圧まで下げられてロックが解除される。これによ
って、前記伸縮部材２６が最も縮んだ状態に保持される
とともに、回転軸２２はケース１２に対して回転できる
状態となる。ここで、前記伸縮部材２６を一定速度で縮
めている状態でその伸縮部材２６の縮み動作を急に停止
すると、回転円盤２４が回転軸２２に接線方向から衝突
したのと同様な働きが得られ、その回転軸２２は回転円
盤２４と同様に図１中右回りにわずかに動く（このわず
かな動きは図３（Ｂ）には示されていない）。この状態
がタイミングである。また、伸縮部材２６が最も伸び
た状態（タイミング）から最も縮んだ状態（タイミン
グ）まで変化することにより、回転円盤２４は基準位
置から右回りに角度γだけ回動する。

【００１８】次に、伸縮部材２６の圧電素子に急速に立
ち上がる電圧を印加し、伸縮部材２６を急激に伸ばす。
このとき、前述にように、回転軸２２は図１中右回りに
回動し始めているため、伸縮部材２６が急激に伸びるこ
とにより右回りに回動する。一方、回転円盤２４はリバ
ウンドして逆回りに回動しようとするが、回転軸２２の
回転方向の慣性力が大きいためにその回転軸２２と同方
向に回動するような力を受け、逆回りの回動が止められ
る。したがって、回転円盤２４は伸縮部材２６が伸びる
前の位置（基準位置から角度γだけ回動した位置）とほ
ぼ同じ位置に保持される。そして、伸縮部材２６が最大
に伸びた状態、即ち、タイミングにおいて圧電素子に
印加される電圧が一定に保持され、回転軸２２はタイミ
ングの角度αの位置から右回りに角度βだけ回動して
ボルトｗが締付けられる。このようにして回転軸２２が
角度βだけ回動すると、クランプ材１２ｘに急速に立ち
上がる電圧が印加されて前記回転軸２２はケース１２に
対してロックされる。この状態が、タイミングに示さ
れる状態である。

【００１９】即ち、タイミングの場合と同様に、伸縮
部材２６の圧電素子には最大電圧が印加されて前記伸縮
部材２６は最も伸びた状態に保持されるとともに、前記
回転軸２２はクランプ材１２ｘによってケース１２に対
してロックされる。このように、前述のタイミングか
らタイミングまでの動作が繰り返し実行されることに
より、回転軸２２は角度β、回転円盤２４は角度γづつ
右方向に回動されてボルトｗの締付けが行われる。ここ
で、タイミングからタイミングの間では、回転軸２
２をクランプ材１２ｘによりケース１２に対してロック
させた状態で前記伸縮部材２６をゆっくりと縮めて回転
円盤２４を回転軸２２に引き付けるようにしている。し
かしながら、ソケット２２ｋがボルトｗに確実に嵌合し
ていれば回転軸２２の回転方向の慣性力は回転円盤２４
の回転方向の慣性力よりも大きくなるため、仮に回転軸
２２がケース１２にロックされていなくても回転円盤２
４を回転軸２２に引き付けることが可能である。このた
め、前記クランプ材１２ｘが存在しなくても理論的には
伸縮部材２６を上記したように伸縮させることにより回
転軸２２及び回転円盤２４を回動させることが可能であ
る。しかし、ソケット２２ｋがボルトｗに嵌合していな
い状態やソケット２２ｋとボルトｗとの間に密着性がな
くなった場合でも回転アクチュエータ２０を確実に駆動
させることができるように、本実施例ではクランプ材１
２ｘを設けている。なお、上記とは逆に伸縮部材２６を
ゆっくり伸ばして急激に縮めるようにすれば、回転軸２
２、回転円盤２４を左回りに回動させることができるよ
うになる。

【００２０】このように、伸縮部材２６の伸縮により直
接的に回転軸２２、回転円盤２４を回転させることがで
きるために、エネルギーの損失がほとんどなく、また、
大きな回転力を得ることができる。また、回転軸２２と
回転円盤２４とは伸縮部材２６によって連結されている
ため、実際に衝突する部位は存在せず、振動や騒音が低
減される。また、伸縮部材２６が伸びる際、あるいは縮
む際に、回転軸２２をケース１２に対して回転しないよ
うにロックするクランプ材１２ｘが設けられているため
に、回転軸２２のソケット２２ｋがボルトｗと嵌合して
いない状態、即ち、回転軸２２の回転方向の慣性力が回
転円盤２４の回転方向の慣性力より小さい状態でも、回
転アクチュエータ２０を駆動させることができるように
なる。さらに、ソケット２２ｋとボルトｗと嵌合が緩ん
だ場合にも同様に回転アクチュエータ２０を良好に駆動
させることができるようになる。さらに、前記クランプ
材１２ｘは圧電素子の働きにより回転軸２２をケース１
２に対してロックするために、伸縮部材２６の伸縮動作
とロック動作とを容易に同期させることができるように
なり、伸縮部材２６を高周波数で振動させる場合にも対
応が可能となる。さらに、クランプ材１２ｘを小型軽量
化できるため、回転アクチュエータ２０も小型化でき
る。

【００２１】さらに、その回転アクチュエータの回転軸
２２及び回転円盤２４はネジ締め機１０のケース１２に
対してラジアルベアリング１４、スラストベアリング１
６を介して回転自在に支持されている。このため、ネジ
の締付け反力が回転軸２２及び回転円盤２４に加わって
も、ネジ締め機１０のケース１２にはその反力が直接加
わることがなく、ネジ締め機１０を取扱う作業員の負担
が軽くなる。また、伸縮部材２６は圧電素子の働きによ
り伸縮する構造のため、小型軽量で高出力を得ることが
できるとともに消費電力も小さい。さらに、電圧で伸縮
部材２６の伸縮スピードや伸縮量を自由に制御できるた
めに、伸縮部材２６の制御が容易になり伸縮制御手段も
簡単な構成になる。したがって、回転アクチュエータ２
０のランニングコストや製作コストが低くなる。なお、
本実施の形態においては、伸縮部材２６を圧電素子を使
用して製作した例を示したがこれに限定されるわけでは
なく、例えば、磁歪素子等でも可能であることは言うま
でもない。

【００２２】〔第２の実施の形態〕次に、図４に基づい
て、本発明の第２実施例に係るネジ締め機４０の説明を
行う。このネジ締め機４０は、第１の実施の形態におい
て説明したネジ締め機１０のロック機構（クランプ材１
２ｘ等）の構造を改良したものであり、その他の構造は
前記ネジ締め機１０の構造と同様である。前記ネジ締め
機４０の回転軸４２にはその先端部近傍に鍔状の円板４
５が水平に固定されている。一方、ネジ締め機４０の図
示されていないケースには回転軸４２の水平方向両側に
架台４７が固定されており、その架台４７の先端に前記
回転軸４２の円板４５を上下から挟むようにコ字形凹部
４７ｋが形成されている。さらに、前記コ字形凹部４７
ｋの上面４７ｕ及び下面４７ｄには圧電素子により成形
されたパッド４８がそれぞれ固定されている。そして、
それらのパッド４８が伸縮することにより回転軸４２の
円板４５をクランプして前記ケースの架台４７に対して
ロックしたり、あるいはそのロックを解除したりできる
ようになっている。なお、パッド４８を構成する圧電素
子には図示されていない制御部から電圧信号が入力され
るようになっており、予め決められたタイミングで前記
ケースに対して回転軸４２をロックできるようになって
いる。即ち、回転軸４２の円板４５及び架台４７、パッ
ド４８等が本発明のロック機構として機能する。また、
円盤４５が本発明の延長部位に相当する。

【００２３】このように、本実施例では、円板４５を表
裏から挟むことにより回転軸４２を前記ケースに対して
ロックする構造であるため、圧電素子の力が小さくても
大きなロック力を得ることができる。以上、本発明の実
施の形態について説明したが、この本発明の実施の形態
には請求の範囲に記載した技術的事項以外に次のような
各種の技術的事項を有するものであることを付記してお
く。 （手段１）請求項１又は請求項２に記載された回転アク
チュエータにおいて、第２回転体は第１回転体の周囲で
回動できるように支持されており、さらに、伸縮部材は
一端が第２回転体の内側面に固定されているとともに、
他端が第１回転体の外側面に接線方向から固定されてい
ることを特徴とする回転アクチュエータ。このように、
伸縮部材が第１回転体の外側面に接線方向から固定され
ているために、伸縮部材が伸縮する際の力が第１回転体
の回転に効果的に作用する。 （手段２） 請求項５に記載された回転アクチュエータ
において、前記ロック機構は、第１回転体又は第２回転
体に連結された円板と、その円板を圧電素子の力により
表裏から挟む機構とを有していることを特徴とする回転
アクチュエータ。このように、円板を表裏から挟むこと
によりロックする構造であるため、圧電素子の力が小さ
くても大きなロック力を得ることができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によると、伸縮部材の伸縮が直接
的に第１回転体、第２回転体を回転させるように働くた
めに、エネルギーの損失がほとんどなく、また、大きな
回転力を得ることができる。また、第１回転体と第２回
転体とは伸縮部材によって連結されているため、実際に
衝突する部位は存在せず、振動や騒音が低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るネジ締め機の
回転アクチュエータの部分における平断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係るネジ締め機の
回転アクチュエータの部分における側面図及び断面図で
ある。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係るネジ締め機の
回転アクチュエータの動作を表すグラフである。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係るネジ締め機の
要部側面図である。

【図５】従来のネジ締め機を表す側面図及び要部断面図
である。

【符号の説明】

ｗ ボルト １０ ネジ締め機 １２ｘ クランプ材（ロック機構） ２０ 回転アクチュエータ ２２ 回転軸（第１回転体） ２２ｋ ソケット ２４ 回転円板（第２回転体） ２６ 伸縮部材 ４５ 円板（ロック機構） ４７ 架台（ロック機構） ４８ パッド（ロック機構）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 剛性が大きい材料で製作されており、軸
   心回りに回転できる状態に支持されている第１回転体
   と、 剛性が大きい材料で製作されており、前記第１回転体と
   同軸に回転できる状態に支持されている第２回転体と、 前記第２回転体に一端が固定されているとともに他端が
   第１回転体に固定されており、伸縮をすることにより前
   記第１回転体及び第２回転体を回転方向に変位させる伸
   縮部材と、 前記伸縮部材の伸縮量を制御する伸縮制御手段とを有
   し、 前記伸縮部材が伸縮する際における前記第１回転体の回
   転方向の慣性力は、第２回転体の回転方向の慣性力より
   も大きく設定されていることを特徴とする回転アクチュ
   エータ。
2. 【請求項２】 剛性が大きい材料で製作されており、軸
   心回りに回転できる状態に支持されている第１回転体
   と、 剛性が大きい材料で製作されており、前記第１回転体と
   同軸に回転できる状態に支持されている第２回転体と、 前記第２回転体に一端が固定されているとともに他端が
   第１回転体に固定されており、伸縮をすることにより前
   記第１回転体及び第２回転体を回転方向に変位させる伸
   縮部材と、 前記伸縮部材の伸縮量を制御する伸縮制御手段と、 前記第１回転体又は第２回転体のいずれか一方を、伸縮
   部材が伸びる際、あるいは縮む際に回転しないようにロ
   ックするロック機構とを有することを特徴とする回転ア
   クチュエータ。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載された回転
   アクチュエータを内蔵したネジ締め機であって、 ネジ締め用のソケットは回転アクチュエータによって回
   転させられる構造であり、その回転アクチュエータの第
   １回転体及び第２回転体はネジ締め機のケースに対して
   回転自在に支持されていることを特徴とするネジ締め
   機。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２に記載された回転
   アクチュエータにおいて、 前記伸縮部材は圧電素子の働きにより伸縮することを特
   徴とする回転アクチュエータ。
5. 【請求項５】 請求項２に記載された回転アクチュエー
   タにおいて、 第１回転体又は第２回転体の回転軸には半径方向に延び
   る延長部位が形成されており、ロック機構はその延長部
   位を圧電素子の働きによりクランプすることを特徴とす
   る回転アクチュエータ。