JPH0438540B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ナツトなどの自動締付けを実行す
るナツトランナに係り、特に締付けトルクの検出
手段を備えたナツトランナの改良に関する。

（従来の技術） ナツトランナの駆動機構は、軸方向固定の従動
カムと、軸方向可動の駆動カムとを備え、駆動カ
ムを従動カムに対して所定のバネ荷重の加圧バネ
により押圧するとによりカム相互の係合で締付軸
に駆動力を伝達するようにしている。ここで、加
圧バネは当該バネ荷重により締付けトルクを設定
し得るものであり、締付トルクが設定値に達する
と締付トルクがバネ荷重を上回るようになり、駆
動カム及び従動カムの回転は互いに位相がずれ
て、駆動カムは従動カムとの係合を解除し締付軸
への動力伝達は遮断される。しかし、この状態で
駆動軸の回転を停止しない限り駆動カムの回転は
継続し、駆動カムは従動カムとの係脱を繰返して
空転し、振動の原因となると共にカムの摩耗を早
めることとなる。

実公昭57−1095号に開示された考案は、このよ
うな不都合を解消したものである。この考案は、
電動ドライバに係るものであるが、締付トルクが
増大してバネ荷重を超えると従動カムに対して駆
動カムが移動を開始し、この移動量が設定値に達
したことをマイクロスイツチなどにより検出し
て、駆動軸の回転を停止させるようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、このような従来技術によれば、駆動カ
ムの移動量が設定値に到達したかどうかで検出ス
イツチをオンオフ作動させるものであり、移動量
従つてトルク量を連続的且つ定量的に監視するこ
とができなかつた。このため、締付トルクの変更
は、例えばバネ荷重の設定変更を要するなど一般
に困難であつた。

従つて、この発明は、従動カムに対する駆動カ
ムの移動量従つてトルク量を連続的且つ定量的に
監視することができ、締付トルクの上限値並びに
下限値の設定、及び変更が容易に可能であるよう
にしたナツトランナを提供することを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するための手段は、締付軸
に繋がりこの軸方向に固定の従動カムと、この従
動カムに係脱自在に係合し所定の締付荷重に達す
ると軸方向に移動を開始する駆動カムと、この駆
動カムにボールを介して係合し、該ボールによつ
て駆動カムの周方向を拘束し且つ軸方向移動を許
容する駆動軸と、前記駆動カムを前記従動カムに
対して所定のバネ荷重で押圧するバネと、これら
従動カム、駆動カム、駆動軸、バネを同軸上に収
容するハウジングと、前記駆動軸を駆動する駆動
部とを備えたナツトランナにおいて、前記ハウジ
ングの側部に、前記駆動カムの軸方向の移動量を
連続的に検出し前記駆動部を制御する移動量検出
手段を設け、この移動量検出手段を、該駆動カム
の回転に摺接し且つ該駆動カムの軸方向の移動に
追随するアームと、このアームを一体に支持し且
つケース内を軸方向に沿つて移動する可動子と、
この可動子を軸方向に付勢するスプリングと、該
可動子と同軸線上に設けた移動量測定用のセンサ
によつて構成した。

（上記手段による作用） 上記手段によれば、駆動カムの移動量を連続的
に監視し任意の移動量すなわち任意の締付トルク
で駆動を停止することができる。

このため、例えば駆動カムを空廻しさせて摩耗
を早めるといつたような不具合がなくなる。

又この際、ハウジング側部に設けた移動量検出
手段として、駆動カムの回転に対して摺接し軸方
向に追随するアームを介して可動子を移動させる
ようにしたため、ナツトランナ駆動時に駆動カム
が回転しても、センサの位置を移動させる必要は
ない。

又、可動子の移動方向、スプリングの付勢方
向、センサの延出方向をすべて締付軸方向に一致
させることで、側方への張出しを最小限に抑える
ことが出来、例えば多数のナツトランナを並列に
配置することが出来る。

（発明の実施例） 以下、添付図面に従つて本発明の好適する一実
施例を詳述する。

第１図はこの発明の実施例に係るナツトランナ
の縦断面図である。ナツトランナは駆動モータ
１、減速機構３、及び駆動機構６を一体に構成し
て成り、駆動機構６のエンドプレート８ｃを取付
けフレーム４０にボルト４１で固定することによ
りナツトランナ全体を固定支持してある。以下、
これらの構成要素を説明する。

駆動モータ１は、例えばエアモータであり、外
部から圧気を供給することにより羽根（ベーン）
を駆動し、出力軸２を回転させる。このモータ１
の出力軸２の回転は例えば遊星ギヤからなる減速
機構３に伝達され、減速機構３の出力軸４で所望
も回転数を得る。駆動モータ１及び減速機構３は
それぞれ円筒状のハウジング１ａ，３ａに内装さ
れ、その各端部に形成したネジを螺合し互いに結
合されている。

駆動機構６は、減速機構３の出力軸４の回転を
締付軸１０に伝達し又はこの伝達を解除するため
のものであり、ハウジング８内に従動カム１２、
駆動カム１４、駆動軸１６、及びコイルスプリン
グ１８を備えている。ハウジング８は径の異なる
２つの円筒状部分８Ａ，８Ｂを組合わせて成り、
部分８Ａの端部８ａ内径部にはネジを形成して減
速機構３のハウジングに螺合し、相互に結合す
る。また、前述のように、部分８Ｂの端部８ｂに
はフランジ状のエンドプレート８ｃが一体に固定
してある。このフランジ状エンドプレート８ｃ
は、第２図に示すように上下方向に突出した長円
形状である。締付軸１０は、エンドプレート８ｃ
から軸方向外部に延出され、その先端は締付ける
ナツトに対応した所定の形状をなし、この締付軸
１０は軸受９ａ及びスラスト軸受９ｂにより回転
自在に支持され、また、締付軸１０の他端は従動
カム１２が実施例では一体し、形成されている。
従動カム１２は、第３図及び第４図に示すよう
に、円盤１２ａ上に互いに180度離間した位置に
対称的に斜面１２ｂ，１２ｂを形成し、この斜面
１２ｂ，１２ｂにより断面台形状の凹部１２ｃを
形成し、この凹部１２ｃに後述する駆動カム１４
の突起状のカム部１４ｂを嵌入して係合する如く
して雄雌のカムを構成し、また、従動カム１２の
締付軸１０と会合する平坦面１２ｄはスラスト軸
受９ｂと面接触する。

駆動カム１４は、第３図及び第４図に示すよう
に、円盤１４ａ上の互いに180度離間した位置に
円弧の一部を成す突起部分１４ｂ，１４ｂを備え
ており、この突起部分１４ｂ，１４ｂは従動カム
１２の凹部１２ｃに係合し、また、駆動カム１４
は、円盤１４ａ上の突起部分１４ｂを形成したと
は逆の面に円筒状部分１４ｃを備え、この円筒状
部分１４ｃの中心を通るように減速機構３の出力
軸４に連結した駆動軸１６が挿通されてあり、そ
の先端１６ａは従動カム１２の軸方向孔１２ｅ内
に回動自在に挿入されている。この駆動軸１６の
減速機構３の出力軸４に連結した側は、ハウジン
グ８内に配備固定した円筒状エンドブロツク１９
に固定した軸受２０ａ及びスラスト軸受２０ｂに
より回動自在に支承してあり、また、第１図及び
第４図から明らかなように、この駆動軸１６の主
軸部分１６ｂ周には90度毎に軸方向に伸長する溝
１６ｃが形成され、この溝１６ｃと駆動カム１４
の円筒状部分１４ｃ……の内径部に対向する如く
形成した同様の溝１４ｄ……との間には、それぞ
れボール１５が整列して介装されている。ボール
１５は駆動カム１４の円筒状部分１４から脱出し
ないようにそれぞれピン１７で規制し、従つて、
駆動カム１４は駆動軸１６に沿つてボール１５の
溝１６ｃ，１４ｄでの転動で軸方向に移動自在で
あり、また駆動軸１６と共に回転可能であり、主
軸部分１６ｂの外径と円筒状部分１４ｃの内径と
の間にはクリアランスΔSが形成されている。こ
のような駆動カム１４は、スラスト軸受２０ｂと
の間に配置したコイルスプリング１８により従動
カム１２に押圧され、このコイルスプリング１８
のバネ荷重は必要とする締付けトルクに応じて適
宜定める。

また、ハウジング８の部分８Ｂ上でフランジ部
分８Ｃの面積の背後にはセンサ３０を配設し、そ
れと対向する如く設けた可動子３１はアーム３２
により駆動カム１４に連結し、可動子３１、セン
サ３０はハウジング８のフランジ部８ｃ一方の後
方に設けたケース３３内に内装され、可動子３１
は軸方向可動で、リターンスプリング３４で通常
は前方に押圧され、センサ３０との間にΔXの間
隙を維持している。このような駆動カム１４の移
動量乃至は変位量の変化は、磁気センサやインダ
クタンスやキヤパシタンスの変化などを捕えるこ
とのできる各種のセンサ、ボテンシヨメータなど
抵抗値変化により移動量を検出できるもの、また
イメージセンサなどにより光学的に駆動カム１４
のエツジの変位を監視することができるものなど
各種のものを用いることができる。

次に、作動を説明する。駆動モータ１が作動す
ると、減速機構３は所定の回転トルクをその出力
軸４に発生し、これを駆動軸１６に伝達する。当
初、駆動カム１４は従動カム１２と第３図従つて
第４図の状態で係合しており、スプリング１８に
より従動カム１２に押圧されている。このため、
駆動軸１６、駆動カム１４、従動カム１２、及び
締付軸１０は一体に回転してナツト（図示せず）
を締付ける。このとき、駆動軸１６の回転はボー
ル１５を介して駆動カム１４従つて従動カム１２
に伝達されるため、駆動カム１４が軸方向に移動
可能であるにもかかわらず締付け回転に際して軸
方向、径方向のガタがなく、軸芯が振れることが
なく適正な締付けが可能となる。このような締付
けが進行し締付けトルクが増大すると、締付けト
ルクがバネ荷重を上回るようになる。このため、
駆動カム１４は回転するが従動カム１２は同位相
で追従しなくなり、駆動カム１４の突起部分１４
ｂが従動カム１２の斜面１２ｂに沿つて移動し始
め、駆動カム１４全体がバネ１８に抗して後退動
し、可動子３１はセンサ３０方向に移動してΔX
が変化し、センサ３０はこの移動量を連続的且つ
定量的に監視し、モータへの圧気の供給を停止し
たりする信号を送り、圧気供給を遮断して締付を
終了せしめ、これにより所望の締付けトルク制御
を実行することができる。

以上においてΔXはセンサにより連続的且つ定
量的に監視できるので従来のオン、オフ制御と異
りΔXの設定で締付トルクを制御することが可能
となる。

尚実施例ではセンサ３０を長円形のフランジ部
８ｃの後方に設けたのでナツトランナの外形から
突出せず、従つて多数のナツトランナを並設する
ことができる。又ボール１５を用いたのでカム１
４の軸方向動は入れ子式の従来に比して円滑にな
され、作動の確実円滑が図れる。

（発明の効果） 以上の如き本発明によれば、締付けトルクの増
大に伴う駆動カムの変位を連続的且つ定量的に検
出することにより、次のような効果を奏するナツ
トランナを得ることができる。

即ち締付けトルクの上限及び下限を定め定量的
なトルク制御が可能であり高い信頼性が得られる
こと、次に締付けトルクの設定値は、制御系統で
容易に変更することができ移動量検出手段の構成
を変える必要がないこと、駆動軸及び駆動カムの
間にボールを介在させたため、駆動カムが軸方向
に変位可能であるにもかかわらず、径方向のガタ
がなく正確な締付けが可能であり、又カムの運動
が円滑で、信頼性の高いこと、移動量検出手段が
エンドプレートのフランジ部分背後に納まるよう
に構成したため、第１図に示すナツトランナを複
数台配列するに際して、狭い間隔で複数のナツト
を同時に締付ける事態にも容易に対処することが
できること等の多忙の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るナツトランナの
縦断面図、第２図は第１図の２方向からの矢視
図、第３図はナツトランナの要部説明図、第４図
は第３図の矢視４方向における矢視図、第５図は
第１図の５−５線における要部の断面図である。 尚図面中、１は駆動モータ、３は減速機構、８
は駆動機構のハウジング、８ｃはハウジング８の
フランジ状エンドプレート、１０は締付軸、１２
は従動カム、１４は駆動カム、１５はボール、１
６は駆動軸、１６ｃは溝、１７はピン、１８はコ
イルスプリング、３０は移動量検出手段である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 締付軸に繋りこの軸方向に固定の従動カム
   と、この従動カムに係脱自在に係合し所定の締付
   荷重に達すると軸方向に移動を開始する駆動カム
   と、この駆動カムにボールを介して係合し、該ボ
   ールによつて駆動カムの周方向を拘束し且つ軸方
   向移動を許容する駆動軸と、前記駆動カムを前記
   従動カムに対して所定のバネ荷重で押圧するバネ
   と、これら従動カム、駆動カム、駆動軸、バネを
   同軸上に収容するハウジングと、前記駆動軸を駆
   動する駆動部とを備えたナツトランナにおいて、 前記ハウジングの側部に、前記駆動カムの軸方
   向の移動量を連続的に検出し前記駆動部を制御す
   る移動量検出手段を設け、この移動量検出手段
   を、該駆動カムの回転に摺接し且つ該駆動カムの
   軸方向の移動に追随するアームと、このアームを
   一体に支持し且つケース内を軸方向に沿つて移動
   する可動子と、この可動子を軸方向に付勢するス
   プリングと、該可動子と同軸線上に設けた移動量
   測定用のセンサによつて構成したことを特徴とす
   るナツトランナ。