JPH0466655B2 - - 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めトルク
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 従来、ねじ締め完了時のドライバビツトの慣性
の影響を排除するため、ねじがワークに着座する
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。このねじ締付機は、第８図および第９図に示
すようにモータ１９の駆動軸は遊星歯車機構４１
の駆動歯車４２を構成しており、この駆動歯車４
２はプラネタリギヤー４４を介してリングギヤー
４３に噛合している。前記プラネタリギヤー４４
の回転はキヤリアピン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
ングギヤー４３はすべりクラツチ４６を介して出
力軸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
トルクが加わると、出力軸４５とリングギヤー４
３との係合が解かれ、以後はプラネタリギヤー４
４がリングギヤー４３に沿つて単独で回転し、出
力軸４５を回転させるように構成されている。

このねじ締付機では、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ツ
ト（図示せず）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
てその締付けトルクが所定トルクに接近すると、
すべりクラツチ４６が離脱して出力軸４５と一体
に回転していたリングギヤー４３はプラネタリギ
ヤー４４の回転を受けてその逆方向の回転力を受
けるが、その位置でストツププレート４７とワン
ウエイストツパ４８とにより停止するので、プラ
ネタリギヤー４４がリングギヤー４３に沿つて回
転する。そのため、プラネタリギヤー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 上記ねじ締付機では、ドライバビツトの回転数
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、装置の大きさに制
限を受ける関係もあつてドライバビツトの減速に
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らず、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
イバビツトは減速されてはいるが、継続して回転
しているので、これを所定位置で停止させる手段
が必要となるばかりか、ドライバビツト停止時の
ドライバビツトの持つ慣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
られることとなつて正確な締付け作業を行うこと
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、これに摩擦係合する円周溝でなる伝動面
を有する複数個の遊星コーンが配置されており、
しかもこの遊星コーン２３の裏面の平坦面でなる
伝動面にはカムデイスクが摩擦係合するように配
置され、遊星コーンが転動して前記入力円板の回
転がカムデイスクの回転として取出されるように
構成されている。

前記遊星コーンの円錐面には変速リングが共通
に摩擦係合するように配置されており、この変速
リングは弾性体により保持されており、ドライバ
ビツトに係る負荷トルクが変速リングに加わるこ
とにより前記弾性体が撓まされて変速リングが前
記円錐面に沿つて摺動し、その摩擦係合位置を変
更するように構成されている。

また、前記カムデイスクには噛み合いクラツチ
が接続されており、このカムデイスクの回転が噛
み合いクラツチを介してドライバビツトに伝達さ
れるように構成されている。

作 用 そのため、回転駆動源が回転すると、差動遊星
歯車機構の入力円板が回転する。これにともなつ
て入力円板に摩擦係合する遊星コーンがその位置
で自転し、遊星コーンの回転がカムデイスクに伝
達される。このカムデイスクは変速リングが遊星
コーンの円錐面に摩擦係合する位置により決まる
減速比で入力円板の回転数を減速しながら回転
し、その回転が噛合クラツチを介してこれと一体
に回転するドライバビツトに伝達される。この
時、ドライバビツトがねじを締付け、ドライバビ
ツトに加わるトルクが大きくなり、ドライバビツ
トの回転数が減少する。これにともない、変速リ
ングに加わるトルクも増大し、このトルクに応じ
て弾性体が撓み、変速リング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。前記変速
リングはそのトルクと弾性体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
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、ドライバビツトの回転数が低下
するとこれにともなつて減速比も連続的に大きく
なり、ついには出力軸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。

ねじ締めが完了し、ドライバビツトが上昇する
と、噛み合いクラツチが離脱し、ドライバビツト
の高トルク保持が解除され、ドライバビツトは支
障なく、ねじから離脱する。

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に上下に上ブラケツト５
および下ブラケツト６が固定されている。この上
ブラケツト５には、シリンダ７が固定されてお
り、そのロツド（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
に付勢されたチヤツク台１０が配置されており、
このドライバ取付台８はチヤツク台１０とととも
にガイドシヤフト１１に沿つ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
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１
５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。

前記ドライバ本体１２は、ドライバ取付台８に
固定具１６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にはハウジング
１８と内筒部１７とでなる空間に位置して自動変
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複数個
の遊星コーン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にはカムデイスク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には一端が内筒部１７側に固定された後
記するピアノ線２６が連結されており、この変速
リング２５が内筒部１７の底部から所定距離を隔
てて位置し、変速リング２５が回動自在でかつ前
記円錐面２３ｃに沿つて摺動自在に構成されてい
る。このピアノ線２６は変速リング２５に加わる
トルクに応じて撓み、前記円錐面２３ｃとの変速
リング２５の摩擦係合位置が変わり、これによつ
てカムデイスク２４の回転数が減速比の連続的な
変更によつて減少するように構成されている。ま
た、前記変速リング２５の摩擦係合位置が第４図
に示す位置（ａ：ｂ＝ｃ：ｄを満足する位置）に
達した時、カムデイスク２４は零回転となるよう
に構成されている。

前記カムデイスク２４には調圧機構２７が連接
されており、カムデイスク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
圧機構２７は連接軸２８を有しており、この連接
軸２８が前記カムデイスク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
を充填し、差動遊星機構２０の摩耗を防止するよ
うに構成されている。

さらに、前記連接軸２８にはクラツチ軸２９が
連接されており、その下端には駆動クラツチ部３
０が嵌入してクラツチ軸２９の先端が突出して位
置するように連結されており、しかもこのクラツ
チ軸２９の先端部は後記する被動クラツチ部３２
の中空部に位置するように構成されている。この
駆動クラツチ部３０と前記クラツチ軸２９とは第
２ばね３１により連結され、前記連接機構１３お
よびドライバビツト１４がその回転時に有する慣
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。前記駆動クラツチ部３０の下方に
は、被動クラツチ部３２が回転自在に配置されて
おり、この被動クラツチ部３２には前記クラツチ
軸２９が挿入され、しかも駆動クラツチ部３０と
の間には第３ばね３３が配置されている。また、
前記被動クラツチ部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が前記ク
ラツチ軸２９に植設されたピン３５と係合し、ク
ラツチ軸２９の回転が常時被動クラツチ部３２に
伝達されるように構成されている。さらに、前記
被動クラツチ部３２は被動クラツチ軸３２ａを有
し、この被動クラツチ軸３２ａには前記連接機構
１３が接続され、前記モータ１９の回転が前記ド
ライバビツト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体をなす複数本のピア
ノ線２６が固定されている。前記トルク調整スリ
ーブ３６はその外周に等間隔に切欠溝３６ａを有
しており、前記ピアノ線２６がこの切欠溝３６ａ
を通過するように構成されている。また、トルク
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ボルト３７が螺合するように
構成されており、トルク調整スリーブ３６がその
高さ位置を変えることによりピアノ線２６のばね
定数が変わり、締付けト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
る。このカムデイスク２４の回転が駆動クラツチ
部３０に伝達される。この時、駆動クラツチ部３
０と被動クラツチ部３２とは、嵌合していない
が、クラツチ軸２９のピン３５と被動クラツチ部
３２の係止ピン３４とが係合し、カムデイスク２
４の回転がドライバビツト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、ドライバビツト１４がチ
ヤツク爪１５内のねじに嵌合するとともに、ねじ
がワークに着座し、前記連接機構１３およびドラ
イバビツト１４の相対的な上昇により被動クラツ
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、クラツチ軸２９上のピン３５と被
動クラツチ部３２の係止ピン３４との係合状態が
解除され、続いて駆動クラツチ部３０と被動クラ
ツチ部３２とが噛合する。これにともなつて、前
記カムデイスクの出力トルクによりドライバビツ
ト１４が回転し、ねじを所定の位置に螺入する。

ねじの締付けトルクが大きくなると、ドライバ
ビツト１４の回転数が低下する。ドライバビツト
１４の負荷トルクに応じて、変速リング２５がト
ルクを受け、第７図に示すようにピアノ線２６が
撓む。そのため、変速リング２５が遊星コーン２
３の円錐面２３ｃに沿つて摺動し、その摩擦係合
位置が変り、変速リング２５に加わるトルクとピ
アノ線２６の弾性力とが均衡する摩擦係合位置で
変速リング２５の動きが停止する。

さらに、締付けトルクが大きくなると、上記変
速リング２５の移動が連続して行われ、その減速
比がどんどん大きくなつ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イスク２４は零
回転となり、ドライバビツト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。

ねじ締めが完了し、ドライバビツト１４が上昇
すると、噛み合いクラツチが離脱し、ドライバビ
ツト１４の高トルクが解除され、ドライバビツト
１４は支障なく、ねじから離脱することができ
る。

発明の効果 以上説明したように本発明はモータの回転を遊
星コーンを有する差動遊星機構よりなる自動変速
機を介してドライバビツトに伝達するように構成
しているため、締付けトルクによるドライバビツ
トの回転数の減少分に応じてモータの減速比を連
続的に大きくすることができ、所望締付けトルク
に達すると、モータの回転にかかわらず、ドライ
バビツトを零回転とすることができ、ねじ締め完
了時にドライバビツト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
となる等の利点がある。また、本発明はねじ締め
が完了してドライバビツトが上昇すると、まず噛
み合いクラツチが離脱し、ドライバビツトの高ト
ルクが解除されるので、差動遊星機構の出力軸す
なわちドライバビツトの出力トルクが零となつて
後、ドライバビツトがねじから離脱することがで
き、ドライバビツトの先端やねじの頭部を損傷す
るようなことも皆無となる等の利点がある。

【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線に沿つたて断面図である。 １……自動ねじ締め機、２……基台、３……支
柱、４……固定プレート、５……上ブラケツト、
６……下ブラケツト、７……シリンダ、８……ド
ライバ取付台、９……第１ばね、１０……チヤツ
ク台、１１……ガイドシヤフト、１２……ドライ
バ本体、１３……連接機構、１４……ドライバビ
ツト、１５……チヤツクユニツト、１５ａ……チ
ヤツク爪、１６……固定具、１７……内筒部、１
７ａ……底部、１８……ハウジング、１９……モ
ータ、１９ａ……駆動軸、２０……差動遊星機
構、２１……入力円板、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……カムデイスク、２５……変速リン
グ、２６……ピアノ線、３７……調圧機構、２８
……連接軸、２９……クラツチ軸、３０……駆動
クラツチ部、３１……第２ばね、３２……被動ク
ラツチ部、３２ａ……被動クラツチ軸、３３……
第３ばね、３４……係止ピン、３５……ピン、３
６……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…
…すべりクラツチ、４７……ストツパプレート、
４８……ワンウエイストツパ、４９……キヤリア
ピン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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に伝達し、この入力円板
   ２１に円周溝２３ａでなる伝動面を有する複数個
   の遊星コーン２３を摩擦係合し、この遊星コーン
   ２３の裏面の平坦面２３ｂでなる伝動面にカムデ
   イスクを摩擦係合するように構成して遊星コーン
   を転動するように保持し、前記入力円板の回転を
   カムデイスク２４に伝達するとともに、 前記遊星コーン２３の円錐面２３ｃに共通に摩
   擦係合する位置に変速リング２５を配置し、この
   変速リングを弾性体により保持してドライバビツ
   ト１４に係る負荷トルクが変速リング２５に加わ
   ることにより前記弾性体が撓まされて変速リング
   ２５を前記円錐面２３ｃに沿つて摺動させてその
   摩擦係合位置を変更し、 しかも、前記カムデイスク２４の回転を噛み合
   いクラツチを介してドライバビツト１４に伝達す
   るように構成したことを特徴とする自動ねじ締め
   機。 ２ 弾性体はピアノ線２６でなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の自動ねじ締め機。 ３ 噛み合いクラツチは、カムデイスク２４の回
   転を受けて内筒部に保持されて回転するクラツチ
   軸３０が貫通してその回転を受ける駆動クラツチ
   部３０と、これに噛合可能に配置された被動クラ
   ツチ部３２とからなり、被動クラツチ部３２にク
   ラツチ軸２９が位置する中空部を設け、被動クラ
   ツチ部３２にその中空部に突出する係止ピン３４
   を設け、クラツチ軸２９に前記係止ピン３４と係
   合するピン３５を植設した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。