JPS62228335A - 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、ねじ締め完了時のドライバビットの持つ慣↑
イ［の影響を排除して所望の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ピッ１〜を回転ざＶ、このドライバ
ビッ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
止さける装置が一般的である。この装置では、ねじ締付
は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はトルクが設定値
を越え、没定締付（プトルクでねじを正確に締付けるこ
とができず、低い設定締付はトルクであってもねじを正
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５７−１３２１１号公報に示されるよう
に回転駆動源を入力軸に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ィスクに
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１察無断変速機に、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
ライバピッ１〜に連接してねじ締めを行い、締付はトル
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、ドライバビットの回転を零にして、この時の出力ト
ルクでもって締付はトルクの保持を行うようにし、かつ
耐久性の優れた自動ねじ締め機を提供することにある。

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Ｃプで回転するようにパノノ円板
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、この遊星コーンは円錐面とその裏面に位置する平坦
面と円周溝とを右している。前記円周溝には前記入力円
板が、また平坦面には前記入力円板と同心上で回転する
カムディスクが摩擦係合するように配置されてＪ３す、
このカムディスクにはこれと一体に回転するにうにドラ
イバピッｌ〜が連結されている。

一方、前記遊星コーンの外周には変速リングがその円錐
面に摩擦係合してドライバビットの負荷トルクに応じて
回動可能にかつこれに沿って移動するにうに配置されて
いる。この変速リングはばねにより高速側に位置するよ
うに付勢されており、しかもこの変速リングの高速側の
移動憬を制限するアームが変速リングと内筒部との間に
設けられている。

前記アームの両端には係止片が設けられ、これら係止片
の少なくとも一方は鍵状に形成されている。これら係止
片の一方は変速リング２５に、他方の係止片は固定側に
遊挿され、鍵状の係止片は顎部に穿設された係止穴に係
止されるように構成されている。

また、前記係ＩＦ片は同一平面上に折曲げられていても
良いが、鍵状の先端部をアームの傾斜にともなって旋回
する方向と逆方向に必らかしめ位置するように折曲げる
こともできる。

作用 上記自動ねじ締め機では、ドライバピッ１〜がねじを締
付け、ドライバヒツトに負荷トルクが加わると、その負
荷に応じた反力トルクが変速リングに加わり、ドライバ
ピッｉ〜と逆方向に変速リングが回動する。この変速リ
ングの回動に応じてアームが傾斜し、変速リングはその
軸線方向に移動し、そ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。従って、ドライバビットは徐
々に低速高ｉ−ルクでねじを締付（プるが、ねじの頭部
が着座して急激にドライバビットの回転数が低下すると
、変通リングが急激に円錐面の縁部近くまで移動し、１
〜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、一定トルクに保持された状態で零回転となり、従っ
て回転駆動部の持つ演［生の影響により締付はトルクが
設定値をこえることなく、ねじ締めを完了する。

このねじ締め工程中、変速リングの回動に応じて変速リ
ングと内筒部との間を係合するアームが傾斜するが、ア
ームの両端に鍵状に形成してなる回動可能な係止片を設
けて、その係止片の一方を顎部の係止穴に、他方を変速
リングの係止穴に遊挿してなるので、アームが傾斜して
もアームの両端の係止片により、その平行部を中心に垂
直にかつその先端部を中心に水平に回動が行われるので
、アームの捩れが生じない。

実施例 以下、実施例を図面について説明する。第４図において
、１は自動ねじ締め機であり、この自動ねじ締め機１は
シリング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
動自在なチャック台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ット１２が固定さ
れており、このドライバユニット１２は連接Ｂ構１３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か固定されており、前記ドライバピッ１−１４が
このチャックユニット１５内を挿通し、チャック爪１５
ａ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。

前記ドライバユニット１２は、第１図および第２図に示
すようにドライバ本体１８を有し、その一端には回転駆
動源の゛〔−タ１９が、またその細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
Ｉａ構２０の入力円板２１が連結されている。前記入力
円板２１の軸心を囲む円周上には、コーン保持具２２に
より所定間隔をおいて複数個の遊星コーン２３が配置さ
れており、この遊星コーン２３に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とが形成されている。また
、前記円周溝２３ａには前記入力円板２１が、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
ディスク２４が摩隙係合覆るように配置されており、し
かもこのカムディスク２４はその回転をＦＭ　百別８６
２９および前記連接機＠１３を介して前記ドライバピッ
１〜１４に伝達覆るように構成されている。

一方、前記遊星コーン２３の外周にはその円錐面２３ｃ
に摩！寮係合して前記ドライバヒツト１４の負荷に応じ
て回動可能にかつこれに沿って移動するように変速リン
グ２５が配置されており、この変速リング２５はばね３
１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２５は回動自在なアーム３２を介して
前記内筒部１７に保持されており、このアーム３２が変
速リング２５の高速側への移動ｍを制限するように構成
されている。

前記変速リング２５は、前記ドライバビット１４の負荷
に応じた反力トルクにより回動すると前記アーム３２が
傾斜するのでその軸心方向に移動し、反力トルクにより
変速リング２５に生じるばね３１への押圧力とばね３１
の１尭みにより生じる弾性力とが均衡する位置で停止す
るように構成されている。また、前記変速リング２５は
その移動により第５図に示ず位置（ａ：ｂ＝ｃ：ｄをほ
ぼ満足する位δ）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おり、前記カムディスク２４
の回転が高速から低速回転に無段階に負荷に応じて変速
されて、第６図に示すようにドライバピッ１−１４の負
荷トルクが最大の時、その回転が零となるように構成さ
れている。

また、前記アーム３２の上下両端には第３図に示すよう
に平行部（ａｌ）、（ｂｌ）と先端部（ａ２）、（ｂ２
）とを有する鍵状の係止片３２ａ　、３２ｂが設けられ
ており、この係止片３２ａ　、３２ｂは同一面上で折曲
げられている。しかも、下側の係止片３２ｂの先端部（
ｂ２）は前記折曲げ面とのなす角が所定角θをなすよう
に折曲げられており、後記する第２係止穴１７ｂに位置
する時、アーム３２の傾斜にともない旋回する方向と逆
方向に位置するように構成されている。

前記上側の係止片３２ａは変速リング２５に穿設された
第１係止穴２５ａに遊挿され、アーム３２の傾斜にとも
なってその平行部（ａｌ）を中心にして第１係止穴２５
ａ内で垂直方向に回動可能に構成されている。

一方、下側の係止片３２ｂの先端部は１）ｉ記内筒部１
７の顎部１７ａに穿設されたテーパ状の第２係止穴１７
ｂに遊挿されてあり、アーム３２が傾斜するにともなっ
てその平行部（ｂｌ）を中心に垂直方向に回動すると同
［１，１に先端部（ｂ２）を中心に水平方向に回動し、
その係ＩＬ片３２ムの先端部（ｂ２）が第２係止穴１７
ａ内で旋回可能に構成されている。

一方、前記内筒部１７の外周にはトルク調整リン。

グ３６がｌＩ動自在に配置されており、このトルク調整
リング３６に（まその側部に位置して等間隔にかつ前記
アーム３２の傾斜に支障かないように凹部３８ｂが、ま
たその上面にばね座部３Ｂａが形成されている。前記ば
ね座部３６ａには第２図に示すように３対のばね３１が
前記連接軸２８と並列にかつこれを等間隔をおいて囲む
ように配置されており、このばね３１により変速リング
２５が高速側に付勢されるように構成されている。また
、前記トルク調整リング３６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３７が螺
合するように構成されている。

さら１こ、前記駆動軸１９ａおにび連接軸２８の周囲に
はオイルシール■横が配置されており、ドライバ本体１
８と内筒部１７との間にオイルが充填され、差動遊里機
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、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てドライバビット１４に伝達される
。

ドライバビット１４がねじをワーク（図示Ｕず）に締付
け、ドライバピッ１へ１４に負荷トルクが加わるにとも
なって、その負荷に応じた反力トルクか変速リング２５
に加わり、第７図に示すように変速リング２５がドライ
バピッ１〜１４の回転方向と逆方向に回動する。変速リ
ング２５が回動すると、アーム３２が変速リング２５お
よび鍔部１７ａそれぞれに対して回動しながら傾斜せら
れる。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２３Ｃに沿って下降するので、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
座するにともなっ゛て、締付はトルクが急激に大きくな
り、前記変速リング２５が急激に移動して、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
かかわらずカムディスク２４は零回転となり、一定の出
力トルクを出力した状態で停止し、ねじ締めが完了する
。

このねじ締め工程中、変速リング２５の回動に応じて変
速リング２５と内筒部１７との間を係止するアーム３２
が傾斜する。これにともなってその上側の係止片３２ａ
か第１係上穴２５ａ内でその平行部（ａｌ）を中心とし
て回動する。また、同時に下側の係止片３２ｂが第８図
に示すようにそ°の平行部（ｂｌ）を中心に垂直方向に
回動しながら、その先端部（ｂ２）を中心に水平方向に
回動リ−る。この間、この係止片３２ｂの先端部（ｂ２
）は第２係止穴１７ｂ内で旋回するか、アーム３２が最
大傾斜した時でも、その旋回角度は僅かで、しかもこの
先端部（ｂ２）があらかじめその旋回方向と逆方向に位
置しているので、係止片３２ｂがテーパ状の第２係止穴
１７ｂの内壁に当接することがなく、アーム３２は変速
リング２５あにび顎部１７ａに対して円滑に回動するこ
とができ、アーム３２には捩れが生じることがない。

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遊星コー
ンを有する差動″ｆ１星機構を介してドライバビットに
伝達するように構成するとともに、差動遊里機構の変速
リングを固定側に対して回動自在かつその軸線方向に移
動自在に保持するアームの両端に係止片を設け、この係
止片の少なくとも一方を鍵状に形成し、この鍵状の係止
片を顎部に穿設された係止穴に遊挿するように構成して
いるため、締付（ブトルクに応じてモータの減速比を連
続的に大ぎくし、所望締付はトルクに達すると、回転駆
動源の回転にかかわらず、ドライバピッ１〜を零回転と
してねじ締めを完了することができ、ねじ締め完了時に
回転駆動源の回転部の間外の影響をまったく受けること
がなく、極めて精度の高い締付（づか可能となるばかり
か、繰返しねじ締め作業を行って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
れが生じることなく、従って耐久性の優れた自動ねじ締
め機を提供ηることができる等の利点かある。また、本
発明はアームの端部の係止片が鍵状に形成されているた
め、アームが変速リングおよび固定側から離ｎ凭づるよ
うなことがない等の利点がある。

【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図は第１図のＡ
−Ａ線に沿った要部拡大断面図、第３図は本発明に係わ
るアームの拡大正面図、第４図は本発明の全体説明図、
第５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６図は本発明に係わる無段減速機構の出
力軸のトルク−回転数特性曲線図、第７図は本発明の詳
細な説明図、第８図は本発明のアームの旋回状態を示す
要部動作説明図である。 １　自動ねじ締め閣、 ７　シリンダ、 ８　ドライバ取付台、　　８ａ　　切欠穴、１０　　チ
ャック台、　　　　　１２　　ドライバユニット、１３
　　連接は構、 １４　　ドライバピッ１〜、　１５　　チャックユニツ
１へ、１５ａチヤツク爪、　　　　１７　　内筒部、１
７ａ鍔部、　　　　　　　１７ｂ第２係止穴、１８　　
ドライバ本体、　　　１９　　モータ、１９ａ駆動輔、
　　　　　　　２０　　差動遊星機（１４，２１人力円
板、　　　　　２２　　コーン保持具、２３　３カ星コ
ーン、　　　　２３ａ円周溝、２３ｂ平坦面、　　　　
　　２３ａ円錐面、２４　　カムディスク、　　　２５
　　変速リング、２５ａ第１係止穴、　　　　２７　　
調圧機構、２８　　連接軸、　　　　２９　　緩衝機構
、３１　　ばね、　　　　　　　　３２　　アーム、３
２ａ　、３２ｂ係止片、　　　（ａｌ）、（ｂｌ）平行
部、（ａ２）、（ｂ２）先端部、

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２
   ３に円錐面２３ｃとこの裏面に位置する平坦面２３ｂと
   円周溝２３ａとを形成し、前記円周溝２３ａに入力円板
   ２１を、平坦面２１ｂに前記入力円板２１と同心上で回
   転するカムディスク２４を摩擦係合するように配置し、
   このカムディスク２４に一体に回転するようにドライバ
   ビット１４を連結し、ドライバビット１４の負荷トルク
   により回動可能にかつ前記円錐面２３ｃに沿って移動す
   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の高速側への移動間を制限するア
   ーム３２を変速リング２５と内筒部１７との間に設け、
   前記アーム３２の両端に係止片３２ａ、３２ｂを設けて
   少なくとも一方を鍵状に形成して、この鍵状の係止片３
   ２ｂを前記内筒部１７に設けられた顎部１７ａの係止穴
   に、他方の係止片３２ａを変速リング２５の係止穴にそ
   れぞれ係止してなることを特徴とする自動ねじ締め機。 ２）鍵状の係止片３２ｂの先端部はそのアーム３２の延
   びる方向と所定角度をなすように折曲げられていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動ねじ締め
   機。