JPS61270037A - 自動ねじ締め機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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１〜ライバビツトの持つ・
置性の影響を排除して所望のねじ締め１〜ルつて確実に
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 従来、ねじ締め完了時のドライバヒツトの′直性の影響
を排除するため、ねじがワークに着座づるまで高速低ト
ルクでねじ締めを行い、着座後、低速高トルクでねじ締
めを行う装置が一般的である。

この種の装置としては、実公昭５１−１４５５６号公報
に記載の自動変速機付動力ねじ締付機がある。このねじ
締付機では、第８図および第９図に示すようにモータ１
９の駆動軸は５ｒｆｉ星歯車機構４１の駆動歯車４２を
なしており、この駆動歯巾４２はプラネタリキャー４４
を介してリングキャー４３に噛合している。

前記プラネタリキャー４４の回転はキャリアピン４９を
介して出力軸４５に伝達されるように構成されている。

また、前記リングキャー４３はすべりクラッチ４６を介
して出ツク軸４５に接続されており、出力軸４５の負荷
トルクによりリングギヤー４３に所定トルク以上の反力
１〜ルクか加わると、出力軸４５とリングキャー４３と
の係合が解かれ、以後はプラネタリキャー４４かりング
ギャー４３に沿って単独で回転し、出力軸４５を回転さ
けるように構成されている。

このねじ締（＝ｊ機では、ねじがワークに着座するまで
はモータ１９の持つ回転数がプラネタリギヤー４４を介
して出力軸４５の先端のドライバビット（図示ＬＶ）に
伝達され、ねじが高速低トルクで締付けられる。その後
、ねじがワークに当接してその締（＝Ｊけ１〜ルクが所
定トルクに接近すると、すべりクラッチ４６が離脱する
。従って、出力軸４５と一体に回転していたりングギャ
ー４３はプラネタリギヤー４４の回転を受【プてその逆
方向の回転力を受けるが、その位置でストッププレート
４７とワンウェイストツバ４８とにより停止するので、
プラネタリギヤー４４がリングキャー４３に沿って回転
する。そのため、プラネタリキャー４４とリングギヤー
４３の歯車比に応じてモータ１９の回転数は減速され、
低速高トルクでねじが締付けられるように構成されてい
る。

発明が解決しようとする問題点 ト記ねじ締付機では、ドライバピッ１〜の回転数はねじ
締め完了直前に減速されるが、その減速比はプラネタリ
ギヤー４４とリングギヤー４３との歯車比により決定さ
れており、装置の大きざに制限を受ける関係もあってド
ライバビットの減速にも限界があり、あらかじめモータ
１９の回転数を低く設定しなければなむザ、ねじ締め作
業に長時間を要する等の欠点が生じている。しかも、ド
ライバヒツトは減速されてはいるが、継続して回転して
いるので、ドライバビット停止時のモータ１９を含む回
転駆動部の持つ・層性の影響を完全に排除することはで
きず、所定トルク以上にねじが締付けられることとなっ
て正確な締付は作業を行うことができない等の欠点があ
る。

問題点を解決するための手段 本発明は上記欠点の除去を目的とするもので、回転駆動
源の駆動軸の回転を差動遊星機構の入力円板に伝達する
ように構成している。この入力円板には、円周溝を有す
る複数個の遊星コーンが摩擦係合するように配置されて
いる。しかも、この遊星コーンの裏面の平坦面にはカム
ディスクが摩擦係合するように配置され、前記入力円板
の回転が遊星コーンを介してカムディスクの回転として
取出されるように構成されている。また、前記カムディ
スクにはその回転を受けて回転するようにドライバヒツ
トか連結されている。

前記遊星コーンの円錐面には変速リングが摩擦係合する
ように配置されており、この変速リングの高速側の移動
量は変速リングと内筒部との間に設けられた弾性保持部
材により制限されるように構成されている。また、前記
変速リングはドライバビットの負荷により回動可能かつ
前記遊星コーンの円錐面に沿ってその軸線方向に摺動自
在に構成されてあり、この変速リングの回動により変速
リングと遊星コーンとの摩擦係合位置が変更自在に構成
されている。

作用 上記自動ねじ締め機では、回転駆動源が回転すると、差
動遊星機構の入力円板か回転する。これにともなって入
力円板に摩擦係合する遊星コーンが自転しながら公転し
、遊星コーンの回転がカムディスクに伝達される。この
カムディスクは変速リングが５ｔｆｔＷ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減速されなが
ら回転し、その回転がドライバビットに伝達される。そ
の後、ドライバヒツトがねじを締付け、ドライバビット
に加わるトルクが大きくなると、ドライバビットの負荷
に応じた反力トルクが変速リングに加わる。

この変速リングが前記遊星コーンの円錐面に沿って回動
すると、これを保持する弾性保持部材が撓みながら傾斜
し、その垂直方向の長さが短くなり、前記変速リングが
円錐面に沿って摺動する。そのため、前記変速リングの
回転にともなって変速リングの前記円錐面との摩隙係合
位置か低速側に移動する。前記変速リングはその反力ト
ルクにより生じる弾性体を押圧する押圧力と弾性保持部
材の持つ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。従って、ドライバビットは徐々に低速高ト
ルクでねじを締付けるが、ドライバビットに加わる負荷
トルクにともなって減速比も連続的に大きくなり、つい
にはドライバビッ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図ないし第
３図において、１は自動ねじ締め機であり、基台２に植
設された支柱３を有している。この支柱３には、固定プ
レート４が固定されており、この固定プレート４に上下
に上ブラケット５および下ブラケット６が固定されてい
る。この上ブラケット５には、シリンダ７が固定されて
おり、そのロンド（図示せず）にはドライバ取付台８が
固定されている。前記ドライバ取付台８には所定の間隔
をおくように第１ばね９により弾力的に付勢されたチャ
ック台１０か配置されてあり、このドライバ取付台８は
チャック台１０ととともにカイトシャフト１１に沿って
所定位置まで一体に移動するように構成されている。ま
た、前記ドライバ取付台８の上部にはドライバ本体１２
が固定されており、このドライバ本体１２は連接機構１
３を介してドライバビット１４を回転させるように構成
されている。

一方、前記チャック台１０にはチャックユニット１５が
固定されており、前記ドライバビット１４がこのチャッ
クユニット１５内を挿通し、チャック爪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。

前記ドライバ本体１２は、ドライバ取付台８に固定具１
６を介して固定された内筒部１７およびこの底部１７ａ
に一体化されたハウジング１８を有している。

しかも、このドライバ本体１２は前記ハウジング１８］
に固定された回転駆動源のモータ１９を有し、その駆動
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。この入力円板２１はその外
周に環状部２１ａを有し、この環状部２１ａはコーン保
持具２２により軸心を傾斜して保持された少数個の遊里
コーン２３の円周溝２３ａのなす伝動面に摩擦係合する
ように構成されている。しかも、この遊星コーン２３は
裏面に平坦面２３ｂを有し、この平坦面２３ｂにはカム
ディスク２４が摩擦係合しており、この遊星コーン２３
を前記入力円板２１との間に保持している。また、前記
遊星コーン２３の周囲には、その円錐面２３ｃに接する
ように変速リング２５が位置しており、この変速リング
２５の高速側の移動量は変速リング２５と内筒部１７の
底部１７ａとの間に設けられた弾性保持部材により制限
されるように構成されている。この弾性保持部材は後記
する複数本のピアノ線２６からなっており、前記変速リ
ング２５はこのピアノ線２６が１尭むにともなって、前
記円鉗面２３ｃに沿って摺動してその摩擦係合位置を変
え、減速比を連続的に大きくするように構成されている
。また、前記変速リング２５の摩１察係合位置が第４図
に示す位＠　（ａ　：　ｂ＝ｃ　：　ｄを満足する位置
〉に達した時、カムディスク２４は零回転となるように
構成されている。

前記カムディスク２４には調圧機構２７が連接されてお
り、カムディスク２４が遊星コーン２３を押圧するよう
に構成されている。また、前記調圧機Ｍ４２７は連接軸
２８を有しており、この連接軸２８が前記カムディスク
２４を貫通するとともに前記内筒部１７の上部に固定さ
れたベアリングを介して回転自在に保持されている。前
記連接軸２８の周囲にはオイルシール機構が配置されて
おり、ハウジング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。

さらに、前記連接軸２８にはクラッチ軸２９が連接され
ており、その下端には駆動クラッチ部３０が回転自在に
嵌入されている。しかも、この駆動クラッチ部３０と前
記クラッチ軸２９とは第２ばね３１により連結されてお
り、前記連接機構１３およびドライバビット１４がその
回転時に有する陽性はこの第２ばね３１により吸収され
るように構成されている。

前記駆動クラッチ部３０の下方には、被動クラッチ部３
２が回転自在に配置されており、この被動クラッチ部３
２には前記クラッチ軸２９が挿入され、しかも駆動クラ
ッチ部３０との間には第３ばね３３が配置されている。

また、前記被動クラッチ部３２は中空部を有し、この中
空部に突出するように係止ピン３４が第６図に示すよう
に取付けられている。この係止ピン３４は先端に半球部
を有し、この係止ピン３４か耐記クラッチ軸２９に植設
されたピン３５と係合し、クラッチ４４１２９０回転が
常時被動クラッチ部３２に伝達されるように構成されて
いる。ざらに、前記波動クラッヂ部３２は被動クラッチ
軸３２ａを有し、この被動クラッチ軸３２ａには前記連
接開溝１３か接続され、前記モータ１９の回転が前記ド
ライバピッ１〜１４に伝達されるように構成されている
。

一方、前記内筒部１７の外周には第５図に示すようにト
ルク調整スリーブ３６が摺動自在に配置されており、し
かも前記ハウジング１８と一体化された内筒部１７の底
部１７ａと前記変速リング２５との間には線状の弾性保
持部材をなす複数本のピアノ線２６が固定されている。

このピアノ線２６は前記変速リング２５の回動により［
尭んで傾斜すると、その垂直方向の長さが短くなるよう
に、構成されている。また、前記トルク調整スリーブ３
６はその外周に等間隔に切欠溝３６ａを有しており、耐
記ピアノ線２６がこの切欠溝３６ａを通過するように構
成されている。

この１〜ルク調整スリーブ３６はつば部を有し、このつ
ば部に前記内筒部１７の底部１７ａにその位置で回転自
在に保持された調整ホルト３７が螺合するように構成さ
れてあり、ｌ・ルク調整スリーブ３６がその高さ（ｆｆ
ｌ置を変えることによりピアノ線２６のばね定数か変わ
り、締付け１ヘルクに応じた弾性力が得られるよう構成
されている。

上記自動ねじ締め機において、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
カムディスク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る。このカムディスク２４の回転が
駆動クラッチ部３０に伝達される。

この時、駆動クラッチ部３０と被動クラッチ部３２とは
嵌合していないが、クラッチ軸２９のピン３５と被動ク
ラッチ部３２の係止ピン３４とが係合し、カムディ２９
２４０回転がドライバビット１４に伝達される。

この状態で、ドライバ本体１２がシリンダ７の作動によ
り下降すると、ドライバビット１４がチャック爪１５内
のねじに嵌合するとともに、ねじがワークに着座し１．
前記連接機構１３およびドライバビット１４の相対的な
上昇により被動クラッチ部３２も相対的に第３ばね３３
に抗して上昇する。そのため、クラッチ輔２９上のピン
３５と被動クラッチ部３２の係止ピン３４との係合状態
が解除され、続いて駆動クラッチ部３０と被動クラッチ
部３２とが噛合する。これにともなって、前記カムディ
スクの出力トルクによりトライバビット１４が回転し、
ねじを所定の位置に螺入する。

ねじの締付はトルクが大きくなると、ドライバピッｌ〜
１４にＩＪ口ねる争荷トルクに応じて変速リング２５か
反力トルクを受け、第７図に示すようにピアノ線２６が
）尭み、ｉ頃斜する。そのため、ピアノ線２６の垂直方
向の艮ざが短くなり、変速リング２５がピアノ線２６の
弾性ツノに抗して遊星コーン２３の円錐面２３ｃに沿っ
て下降り−る。この変速リング２５は反力トルクにより
生じるピアノ線２６を押圧する押圧力とピアノ！８Ｉ２
６の弾性力とが均衡する位置まで移動して停止する。

さらに、締付はトルクか大きくなると、上記変速リング
２５の移動が連続して行われ、差動遊星機構２０の減速
比がどんどん大きくなってついには入力円板２１が回転
するにもかかわらずカムディスク２４は零回転となり、
トライバビット１４は所定のトルクに保持された状態で
停止し、ねじ締めを終了する。

発明の詳細 な説明したように本発明は回転駆動源の回転を入力円板
、遊星コーンおよびカムディスクの摩擦係合によりドラ
イバビットに伝達するとともに、″ｆＩ星コーンの円錐
面に摩擦係合した変速リングを配置し、その高速側の移
動口を弾性保持部材により制限するように構成し、この
変速リングをドライバビットの負荷トルクにより回動自
在にかつ耐記円錐面に沿ってその軸線方向に摺動可能に
構成しているため、ドライバヒツトの負荷トルクに応じ
た反力トルクを受けて変速リングか回動すると、弾性保
持部材が１尭んでその円鉗面に沿って変速リングが移動
してその摩隙係合位置か変り、差動遊星機構の減速比が
連続的に大きくなり、ついにはドライバヒラ１−を零回
転とすることかでき、ねじ締め完了時にドライバビット
の慣性の影響はまったくなく、極めて精Ｉ哀の高い締付
けが可能となる等の利点かおる。

【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ドライバ本体の一部
切欠断面図、第４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５図は本発明に係わるトル
ク調整リングの要部斜視図、第６図は第１図のＡ−Ａ線
から見た要部拡大斜視図、第７図は本発明の動作状態を
示す要部断面図、第８図は従来例の要部断面図、第９図
は第８図のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 １　自動ねじ締め機、　　　２　基台、３　支柱、　　
　　　　　　４　固定プレート、５　上ブラケッ］へ、
　　　　６　下ブラケット、７　シリンダ、 ８　トライバ取イｑ台、　　　９　第１ばね、１０　　
チャック台、　　　　１１　　カイトシャフト、１２　
　ドライバ本体、　　　１３　　連接機構、１４　　ド
ライバビット、　　　１５　　チャックユニツ１〜．１
５ａチヤツク爪、　　　　１６　　固定具、１７　　内
筒部、　　　　　　１７ａ底部、１８　　ハウジング、
　　　　１９　　モータ、１９ａ駆動軸、　　　　　　
　２０　　差動遊星機構、２１　　人力円板、　　　　
　２１ａ環状部、２２　　コーン保持具、　　　２３　
　遊星コーン、２３ａ円周溝、　　　　　　２３ｂ平坦
部、２３ｃ円錐面、　　　　　　２４　　カムディスク
、２５　　変速リング、　　　　　２６　　ピアノ線、
２７　　調圧機構、　　　　　２８　　連接軸、２９　
　クラッチ軸、　　　　　３０　　駆動クラッヂ部、　
　　　　　　１３１　　第２ばね、　　　　　３２　　
被動クラッチ部、３２ａ被動クラツチ軸、　　３３　　
第３ばね、３４　　係止ピン、　　　　　３５　　ピン
、３６トルク調整スリーブ、３６ａ切欠溝、３７　　調
整ボルト、 ４１　　遊星歯車機構、　　　４２　　駆動歯車、４３
　　リングギヤー、　　　４４　　プラネタリギヤー、
４５　　出力軸、　　　　　　４６　　すべりクラッチ
、４７　　ストッパプレート、４８　　ワンウェイスト
ツバ、４９　　キャリアピン、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転駆動源の駆動軸１９ａの回転を差動遊星機構２０の
   入力円板２１に伝達するように構成し、この入力円板２
   １に摩擦係合する円周溝２３ａを有する複数個の遊星コ
   ーン２３を配置し、この遊星コーン２３の裏面の平坦面
   ２３ｂに摩擦係合するようにカムディスク２４を配置し
   、さらにこのカムディスクに一体に回転するようにドラ
   イバビットを連結し、前記入力円板２１の回転をカムデ
   ィスク２４の回転として取出してドライバビット１４に
   伝達するように構成するとともに、 前記遊星コーン２３の円錐面２３ｃに摩擦係合する変速
   リング２５を配置し、この変速リング２５の高速側の移
   動量を変速リング２５と内筒部１７との間に設けられた
   弾性保持部材により制限するように構成し、ドライバビ
   ット１４の負荷トルクにより変速リング２５を回動可能
   にかつ前記円錐面２３ｃに沿ってその軸線方向に摺動可
   能に構成し、変速リング２５と遊星コーン２３との摩擦
   係合位置を変更自在に構成したことを特徴とする自動ね
   じ締め機。