JPH0472660B2 - - 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。このねじ締付機では、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４
１の駆動歯車４２をなしており、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
反力トルクが加わると、出力軸４５とリングギヤ
ー４３との係合が解かれ、以後はプラネタリギヤ
ー４４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が離脱する。従つて、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、ドライバビツト停止時のモータ１
９を含む回転駆動部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受けて回転する差動
遊星機構の入力円板がハウジングと内筒部とでな
る空間に設けられている。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イ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
ンを介してカムデイ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、前記カムデイスク
にはその回転を受けて回転するようにドライバビ
ツトが連結されている。

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
は一端が固定された複数の弾性保持部材により保
持されており、その高速側の移動量が弾性保持部
材により制限されるように構成され、ドライバビ
ツトに係る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に沿つてその軸線
方向に摺動可能に構成されている。また、前記内
筒部の外周に嵌合し、かつ複数の切欠溝が設けら
れた鍔部を持つトルク調整スリーブが摺動自在に
配置されており、このトルク調整スリーブに設け
られた切欠溝には弾性保持部材の一端が係合する
ように構成されている。さらに、前記トルク調整
スリーブは調整ボルトにより軸線方向に移動させ
られ、弾性保持部材に対する切欠溝の位置を変更
させるように構成されている。

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
が自転しながら公転し、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減速されながら回転し、そ
の回転がドライバビツトに伝達される。その後、
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ると、ドライバビツト
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
沿つて回動すると、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つて摺動す
る。そのため、前記変速リングの回動にともなつ
て変速リングの前記円錐面との摩擦係合位置が低
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。従つて、負荷トルクの増
加にともなつて減速比が連続的に大きくなり、つ
いにはドライバビツトは入力円板が回転している
にもかかわらず所定トルクに保持された状態で零
回転となり、ねじ締付けが完了する。

この時のドライバビツトの持つトルクを変更す
る場合には、作業開始前に、調整ボルトを回転さ
せ、これに螺合するトルク調整スリーブを内筒部
に沿つて移動させる。トルク調整スリーブの移動
により、その鍔部の切欠溝の位置が移動し、弾力
保持部材の折り曲げられる位置が変わり、弾力保
持部材の持つばね定数が変わる。そのため、ドラ
イバビツトが零回転となる差動遊星機構の出力軸
すなわちドライバビツトの持つ出力トルクを変え
ることができ、希望のトルクを設定することがで
きる。

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１
３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２
６からなつており、前記変速リング２５はこのピ
アノ線２６が撓むにともなつて、前記円錐面２３
ｃに沿つ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
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が回転自在に嵌入されている。しかも、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により連結されており、前記連接機構１
３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３
０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３
４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、クラツク軸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３
２ａ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の回動により撓んで傾
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
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。このトルク調整ス
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２４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に加わる負荷トルクに応じて変速リン
グ２５が反力トルクを受け、第７図に示すように
ピアノ線２６が撓み、傾斜する。そのため、ピア
ノ線２６の垂直方向の長さが短くなり、変速リン
グ２５がピアノ線２６の弾性力に抗して遊星コー
ン２３の円錐面２３ｃに沿つて下降する。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線２６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、差動遊星
機構２０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。

また、この時のドライバビツト１４の持つトル
クを変更する場合には、作業開始前に、調整ボル
ト３７を回転させ、これに螺合するトルク調整ス
リーブ３６を内筒部１７に沿つて移動させ、トル
ク調整スリーブ３６の移動により、その鍔部の位
置が移動し、ピアノ線２６の折り曲げ位置が変わ
り、ピアノ線２６の持つばね定数が変わる。その
ため、変速リング２５が所定角度回転してドライ
バビツト１４が零回転となる時のドライバビツト
１４の持つトルクを変えることができ、希望のト
ルクを設定することができる。

発明の効果 以上説明したように本発明は回転駆動源の回転
を入力円板、遊星コーンおよびカムデイスクの摩
擦係合によりドライバビツトに伝達するととも
に、遊星コーンの円錐面に摩擦係合した変速リン
グを配置し、その高速側の移動量を弾性保持部材
により制限するように構成し、さらにこの弾性保
持部材が折り曲がる位置を決める切欠溝が設けら
れた鍔部を持つトルク調整スリーブを円筒部に沿
つて移動自在に配置し、このトルク調整スリーブ
の鍔部に調整ボルトを螺合させ、調整ボルトの回
転にともなつてトルク調整スリーブを移動させる
ように構成しているため、ドライバビツトの負荷
トルクに応じた反力トルクを受けて変速リングが
回動し、差動遊星機構の減速比を連続的に大きく
し、ついにはドライバビツトを零回転とすること
ができ、ねじ締め完了時のドライバビツトの慣性
の影響を排除できるばかりか、調整ボルトを回転
させることによりトルク調整スリーブを移動さ
せ、弾性保持部材が折り曲がる位置を変えて弾性
保持部材のばね定数を変え、締付け完了時に回転
を停止する差動遊星機構の出力軸すなわちドライ
バビツトが持つトルクを任意に変更することがで
き、希望の最終締付けトルクを得ることができる
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、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…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、２７…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、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、４
２…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の回転を受けて回
   転する差動遊星機構２０の入力円板２１をハウジ
   ング１８と内筒部１７とでなる空間内に設け、こ
   の入力円板２１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をコーン保持具２２
   に回転自在に取付けるとともに、前記遊星コーン
   ２３の裏面の平坦面２３ｂに摩擦係合するように
   カムデイスク２４を配置し、さらにこのカムデイ
   スク２４にその回転を受けて回転するドライバビ
   ツト１４を連結する一方、 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２
   ５を一端が内筒部１７側に固定された弾性保持部
   材に連結して変速リング２５の高速側の移動量を
   弾性保持部材により制限するように構成し、ドラ
   イバビツト１４に係る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に沿つ
   てその軸線方向に摺動可能に構成するとともに、
   内筒部１７の外周に嵌合し、かつ複数の切欠溝３
   ６ａが設けられた鍔部を持つトルク調整スリーブ
   ３６を摺動自在に配置し、この切欠溝３６ａに複
   数の弾性保持部材の一端を係合させ、トルク調整
   スリーブ３６を調整ボルト３７を介して軸線方向
   に移動させて弾性部材に対する切欠溝３６ａの係
   合位置を変更してなることを特徴とする自動ねじ
   締め機。