JPH0373410B2 - - Google Patents

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ツトの
持つ慣性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ビツトを回転さ
せ、このドライバビツ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せる装置が一
般的である。この装置では、ねじ締付けトルクの
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けトルクが設定
値を越え、設定締付けトルクでねじを正確に締付
けることができず、低い設定締付けトルクであつ
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57−13221号公報に示されるよ
うに回転駆動源を入力軸よ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イスクに摩擦係合す
る平坦な伝動面とが遊星コーン上に設けられる形
式の摩擦無断変速機に、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ビツトに連接してねじ
締めを行い、締付け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、ドライバビツ
トの回転を零にして、この時の出力トルクでもつ
て締付け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けて回転するよう
に入力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有
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
デイスクが摩擦係合するように配置されており、
このカムデイスクにはこれと一体に回転するよう
にドライバビツトが連結されている。

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ツトに係る
負荷トルクに応じて回動可能にかつ円錐面に沿つ
てその軸線方向に摺動するように配置されてい
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
の高速側の移動量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、前記係止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
もなつて旋回する方向と逆方向にあらかじめ位置
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、ドライバビツトがね
じを締付け、ドライバビ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、ドライバビツト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。従つて、ドライバビツトは徐々
に低速高トルクでねじを締付けるが、ねじの頭部
が着座して急激にドライバビツトの回転数が低下
すると、変速リングが急激に円錐面の縁部近くま
で移動し、ド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、従つて回転駆動部の持つ慣性
の影響により締付け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
つその先端部を円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はシリンダ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ヤツク台
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ツト１２が固定されてお
り、このドライバユニツト１２は連接機構１３を
介してドライバビツト１４を回転させるように構
成されている。一方、前記チヤツク台１０にはチ
ヤツクユニツト１５が固定されており、前記ドラ
イバビツト１４がこのチヤツクユニツト１５内を
挿通し、チヤツク爪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。

前記ドライバユニツト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モータ１９が、またその他
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１９
ａ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。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イスク２４
が摩擦係合するように配置されており、しかもこ
のカムデイスク２４はその回転を緩衝機構２９お
よび前記連接機構１３を介して前記ドライバビツ
ト１４に伝達す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に摩擦係合して前記ドライバビツト１４
に係る負荷に応じて回動可能にかつこれに沿つて
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３１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の高速側への移動量を制限する
ように構成されている。

前記変速リング２５は、前記ドライバビツト１
４に係る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の撓みにより生
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図に示す位置（ａ：ｂ＝ｃ：ｄを
ほぼ満足する位置）に達した時、カムデイスク２
４は零回転となるように構成されており、前記カ
ムデイスク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
にドライバビツト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１図お
よび第３図に示すように平行部ａ１，ｂ１と先端
部ａ２，ｂ２とを有する鍵状の係止片３２ａ，３
２ｂが設けられており、この係止片３２ａ，３２
ｂ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の傾斜にともなつ
てその平行部ａ１を中心にして第１係止穴２５ａ
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の先端部は前記内筒部１
７の顎部１７ａに穿設されたテーパ状の第２係止
穴１７ｂに遊挿されており、アーム３２が傾斜す
るにともなつてその平行部ｂ１を中心に垂直方向
に回動すると同時に先端部ｂ２を中心に水平方向
に回動し、その係止片３２ｂの先端部ｂ２が第２
係止穴１７ａ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が摺動自在に配置されており、このトル
ク調整リング３６にはその側部に位置して等間隔
にかつ前記アーム３２の傾斜に支障がないように
凹部３６ｂが、またその上面にばね座部３６ａ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１
７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。

さらに、前記駆動軸１９ａおよび連接軸２８の
周囲にはオイルシール機構が配置されており、ド
ライバ本体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。

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を介してカムデイスク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
てドライバビツト１４に伝達される。

ドライバビツト１４がねじをワーク（図示せ
ず）に締付け、ドライバビツト１４に負荷トルク
が加わるにともなつて、その負荷に応じた反力ト
ルクが変速リング２５に加わり、第７図に示すよ
うに変速リング２５がドライバビツト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および顎部
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に沿つて下降す
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つて、締付けト
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
ムデイスク２４は零回転となり、第６図に示すよ
うに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。これにともなつてそ
の上側の係止片３２ａが第１係止穴２５ａ内でそ
の平行部ａ１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ｂ１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する。この
間、この係止片３２ｂの先端部ｂ２は第２係止穴
１７ｂ内で旋回するが、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および顎部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。

発明の効果 以上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遊星機構を介してドラ
イバビツトに伝達するように構成するとともに、
差動遊星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、締付けトルクに応じて差動遊星機構２０
の減速比を連続的に大きくし、所望締付けトルク
に達すると、回転駆動源の回転にかかわらず、ド
ライバビツト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
部の慣性の影響をまつたく受けることがなく、極
めて精度の高い締付けが可能となるばかりか、繰
返しねじ締め作業を行つ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、従つて耐久性の優れ
た自動ねじ締め機を提供することができる等の利
点がある。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脱す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線に沿つた要部拡大断面図、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図は本発明の要部動作
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…自動ねじ締め機、７…シリンダ、８…ドラ
イバ取付台、８ａ…切欠穴、１０…チヤツク台、
１２…ドライバユニツト、１３…連接機構、１４
…ドライバビツト、１５…チヤツクユニツト、１
５ａ…チヤツク爪、１７…内筒部、１７ａ…鍔
部、１７ｂ…第２係止穴、１８…ドライバ本体、
１９…モータ、１９ａ…駆動軸、２０…差動遊星
機構、２１…入力円板、２２…コーン保持具、２
３…遊星コーン、２３ａ…円周溝、２３ｂ…平坦
面、２３ｃ…円錐面、２４…カムデイスク、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、３２ａ，３２ｂ…係止片、ａ
１，ｂ１…平行部、ａ２，ｂ２…先端部、３６…
トルク調整リング、３６ａ…ばね座部、３６…凹
部、３７…調整ボルト。

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２３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２１
   ｂに前記入力円板２１と同心上で回転するカムデ
   イスク２４を摩擦係合するように配置し、このカ
   ムデイスク２４に一体に回転するようにドライバ
   ビツト１４を連結し、ドライバビツト１４に係る
   負荷トルクにより回動可能でかつ前記円錐面２３
   ｃに沿つて軸線方向に摺動される変速リング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の高速側への移動量を制限するアーム
   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，３２
   ｂ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３２ｂ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３
   ２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。