JPS5834763A - ナツトランナ - 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】 本発明はボルト又はナツトを締付けるナツトランチに関
するものである。

近年、ａダクトなどによる組立工程を汎用化するとか、
あるい紘エンジン部品などの機能重量部品の高精度締付
けに対するニーズが高まっている。

このためのナツトランチには、多種ナイスのボルト、ナ
ツトの締付けを高速で、しかも高精度に行う全豪がＴｏ
シ、一般的に社高速低トルク、低速高トルクの変速切替
機構、高減速機構が設けられている。しかし、このよう
な機構は回転系におけるイナーシャ、回転抵抗１重量を
大きくしがちである。例えばナツトランナの低速時には
、一般に回転系のイナーシャ紘問題とならないが、高速
時は締付けに関与しない高減速機構−のイナーシャ及び
摩擦抵抗が比較的大きい丸め、ねじ締め精度や駆動モー
タの制御に少なからず悪影響を及ぼしている。

特に変速機構として駆動モータを正逆転切替えし、高速
、低速の速度切替えを行うものにあっては、駆動モータ
の正転から逆転への切替え時に減速−停止−逆転を短時
間にスムーズに行う必要があシ、このとき回転系イナー
シャの軽減が強く望まれている。

本発明はかかる点に鑑みなされた４ので、ナツトランナ
軸の高速回転時は高減速機構を回転系から切）−シ、こ
れによ〕回転系のイナーシャ、回転抵抗等を大幅に軽減
してねじ締め精度や駆動モータの正逆転制御をスムーズ
になし得るようにしたナツトランチを提供することを目
的とする。

以下、本発明の実施例を図面について説明する。

第１図は本発明にかかるナツトランナの一例を示すもの
で、蚊ナツト２ンナ１０は、概略して固定部に取付けら
れる固定ハウジング１１、ナツト等に係合するンケツ）
１２ｍを先端に有するナツト２ンナ軸１２、可動ハウジ
ング１３、直流サーボモータ等からなる正逆回転可ｖＡ
父駆動モータ１４、および前記可動ハウジング１８内に
装着され九高速回転軸１５、初段減速機構１６、高減速
機構１７゜中間スリーブ１８およびこれら回転系の駆動
モータ１４とナツトランナ軸１２閏での回転伝達を司る
第１−第３の一方クラッチ１９〜２１とから構成され、
その各部の詳細は以下に述べる。

前記固定ハウジング１１ど可動・・ウジング１３は同一
軸線に沿って配置され、そして、その両者は固定ハウジ
ングＩＩＫ対し微少相対回転を許容する可撓スリーブ２
２によシ一体に連結されている。また、固定ハウジング
１１の中心軸線部にはナツトランチ軸１２がベアリング
２３を介して軸線方向にスライド可能にかつ回転可能に
軸承され、さらに中間スリーブ１８は可撓スリーブ２２
の可動ハウジング１３との結合部と固定ハウジング１１
間に壕九がって軸受２４．２４によシ回転可能にかつナ
ツトランチ軸１２と同心に軸着され、この中間スリーブ
１６とナツトランナ軸１２の嵌合部は両者の内周および
外周に形成したスプライン１８暑。

１′″２ａによってスプライン１８暑間゛てい込とト本
に、ナツトランチ軸１２は中間スリーブ１８内に装着シ
た圧縮スプリング２５に“よＪ）＠線方向に７０−テン
グできるようになっている。

また、前記駆動モータ１４は前記可動ノ・ウジンジ１３
の他端に軸線を互いに一致させて二律ｆ固定されておシ
、この駆動モータｘ４６回゛藝は初段減速機檎’１”６
’を介し′Ｃ釜列”する高速回転軸Ａ−５又′黴ム減速
積構ｌ゛７゛により前記中゛間ス・す゛−プ１８に゛伝
達され′°る′も“めである゛が、−１高倉低・１宛７
ダ度の初段減速機−”１”６鉱、前記駆動モータｔ　′
−＜−゛の゛出力軸１４””ｉ’に一体に取付′仔゛九
太陽Ｍ′車１６ｇと、可′−／％ウジングｔ’＋内に軸
受１’＠ｂを介じそ回転可能にかつ２太陽゛歯単１６ｉ
と”同６”に堆付けた遊星歯゛車支持体ｌ５ｉｃ゛と゛
、゛この支持体：１　ｆｉ　ｅ’ｆｃ軸ビン１６ング１
゛３の内周壁に形顧した内歯歯車１６ｅと噛合する複数
個の遊星歯車ｘ”　＠ｉとから構゛成されている。そし
て前記遊星歯車支持体１’６ｃＫ一体にかつモータ出力
軸１４ｍの軸線と同軸にした円筒軸１６ｇには、可動ノ
１ウジング１３内において前記モータ出力軸１４ｇの中
心軸線上に同軸に配置し丸前記高速回転輪１５の一端部
がメプライン結合され、″この高速回転軸ｌｉめ他端部
は可動・・ウジフグ１３内に突出する前記中間スリーブ
１８内に軸受−６を介して回転有能に軸承され、かつ高
−一転軸’１ｓｔｖ外周と中間スリーブ１８の内周間に
祉−一第！ア二方クラッチ２０が介在されておル°、こ
の第露の一方りララ゛テ２０は高速回転軸１１Ｓが前記
初Ｒ一連機構１′＠゛を介して高速′で正回転されてい
るどき噛合って、その回転力を中間スリーブ１８に伝達
すＬものである。１　　　　　パｉＴｈ、前記無減速機
゛′栴１７は初段減速機構１６０゛ｉ転なさらに減速し
て低速′高トルクを発生させる′ため“のも゛ので、直
列・に結合された３段の歯車滅　２速機！１７〜２９か
らなシ、第１段の歯車減速機２７は高速回転軸Ｉｓの正
回転時オーツくラインし、逆転′時に噛合う前記第１の
一方りラヅテ１９を介して高速回転軸１５に取付は九入
力回転部材２１ａと、この入力回転部材２７ａに一体に
設けた太陽歯車２７ｂと、可動ハウジング１３内に軸受
２７ｃを介して回転可能にかつ太陽歯車２７ｂと同心に
取付は大過星歯車支持体２γｄと、この支持体２７ｄに
軸ビン２７ｅにょシ回転可能に軸着され、かつ自転しな
がら公転できるよう太陽歯車２７ｂおよび可動ハウジン
グ１３の内縄壁に形成した内歯歯車ｇＴｆに噛合する複
数個の遊星歯車２７ｇとから構成されている。を九、第
２段の歯車減速機２８Ｆｉ、前記第１段の歯車減速機２
７の出力軸に相当する支持体２Ｔｄに一体にかつ高速回
転軸１５の外周に同心に配役した太陽歯車２８ｍと、可
動−・ウジフグ１３内に軸受２８ｂを介して回転可能Ｋ
かつ太陽歯車２１ｉａと同心に取付けた遊星歯車支持体
２８ｃと、この支持体２８ｃｆＣ軸ビン２８４によ〕回
転可能に軸着され、かつ自転しながら公転できるよう太
陽歯車ｆｌａｌおよび可動ハウジング１３の内周壁に形
成し九内歯歯車２８ｅｌＣ噛合する複数個の遊１歯車２
Ｂｆとから構成され、さらに第３段の歯車減速機２９は
、前記第２段の歯車減速機２８の出力軸に相当する支持
体２８ｃに一体にかつ高速回転軸１５の外周に同心に配
設し九太陽歯車２９ｃと、可動ハウジング１３内の支持
体１１ｂに軸ビン２９ｃを介して回転可能に軸着され、
かつ太陽歯車２９ａに噛合する複数個の歯車２１ｄと、
この各歯車ｇｅｄが内接噛合する回転可能な内歯歯車２
９ｅと、との内歯歯車２９ｅと一体化され、かつ前記中
間スリーブ１８の可動へクジンダ内突出部分と重合する
位置において可動ハウジング１３の内局に軸受３０を介
し回転可能にかつ中間スリーブ１８と同心に枢着され大
出力回転部材３１とから構成されてお夛、そ１．て前記
出力回転部材３１の内周面と中間スリーブ１８の外周面
間には、前記第３の一方クラッチ２１が介在され、この
第３の一方クラッチ２１は前記第８の一方クラッチ２Ｇ
と同様に出力回転部材３１が正転され九とき噛合って中
間スリーブ１８に回転力を伝達するようになっている。

次に上記のように構成され九本発明の動作を第１図およ
び第３図を参照しながらｌＢ！明する。

ます、ナツトランナによるナツト又はボルトの締付は操
作に際し、駆動モータ１４が正回転駆動され、これによ
シ出力軸１４ａが第２図の矢印方向（正転〕に回転され
ると、その回転は初段減速機構１６によシ減速されて第
２図の破線矢印で示す糸路で高速回転軸１５に伝達され
、高速回転軸！５を第２図の実線矢印方向に高速で回転
させる。

この高速回転軸１５の回転は１ｓ８の一方クラッチ２０
を介して中間スリーブｌ＠に伝達され、さらに中間スリ
ーブ１８とスプライン結合されるナツトランナ軸１２に
伝達されて、該ナツトランナ軸１２を＃１！１図の実線
矢印方向に高速低トルクで回転させる。このとき、第１
の一方クラッチ１９はオバーラン、即ち非噛合い状態に
おかれる九め、高速回転軸ｔＳＯ回転は高減速機構１丁
の第１段減速機２７１１Ｃ伝達されることがなく、し九
がって高減速機構１７は高速回転系から切離され動作す
ることがない。

また、上記高速低トルクで締付けられ死後のボルトまた
はナツトの完全な締付けを行わせる丸めに駆動モータ１
４が逆転方向に切替駆動された場合は、その出力軸１４
１は第３図の実線矢印方向に回転されると同時に、出力
軸１４１の回転は初段減速機構ｌ＠によシ減速され、第
３図の破線矢印で示す糸路で鼻速回転軸１５に伝達され
る。これによル高速回転軸１５が第３図の実線矢印方向
ＫＷＡ転される、と１．その回転は第１の一方りラッテ
１９を介して入力回転部材２７ｇに伝達され、さらに高
減速機構１７に伝達される。そして＃１３図の破線矢印
に示す糸路で各歯車減速機２７〜２′９を伝達される間
に初段減速機構１６の回転速度は、それぞれの第１段〜
第３段の歯車減速機２７〜２９によル所望の低速＆に減
速され、出力＠転部材３１よりＩｇＲＨＩＤ実線矢印方
向の回転として出力する。

出力回転部材ＳｔＯ回転は第３の一方クラッチ２１を介
して中間スリーブに伝達され、さらに中間スリーブ１８
とスプライン結合するナツト２ンナ軸１ｇに伝達されて
、該ナツトランナ軸１２を第３図０夷線矢印方向に低速
高トルクで回転することＫなる。このと自、高速回転輪
１５と中間スリー１１８間に介在した第２の一部クラッ
チ２０＃′ｉ非噛合い状態におかれるため、高速回転軸
１５の回転が中間スリーブ１８に伝達されることがない
。

し九がって、上記構成のナツトランチでは、高速時に高
減速機構部が回転駆動されない丸め、駆動モータの正転
から逆転への切替時に生じる回転系のイナーシャを軽減
できるのである。

第４図は本発明ナツトランチの他の実施例を示すもので
、高減速機構にハーモニックドライブ機構３２を用いた
ものである。前記ハーモニックドライブ機構３２はサー
キュラスズライフ３２ｍ。

フレクスプライン３２ｂおよびウェーブジェネレ−１Ｂ
２ｃかＧ）なシ、前記ウェーブジェネレータ３２ｃは入
力回転部材３ｇｄおよび第１の一部りラッチ！９を介し
て同軸に配置し九高速回転軸！５に連繋され、この高速
回転軸１５の一端は駆動モータ１４に直結されていると
□ともに、高速回転輪１５の他端部は、１１ｇ１図の場
合と同様に同軸配置される中間スリーブ１８の一端部に
第２の一部クラッチ２０を介して連結され、さらに前記
７レクスプライン３２ｂと一体化した出力回転部材３２
ｅと前記中間スリーブ１８とは第３の一部りラッチ！！
ｌを介して連結されている。そして前記中間スリーブ１
８とナツトランナ軸１２は終段減速機構３ｓを介して連
結され、中間スリーブ１８の回転をナツトランナ軸１２
に伝達されるようになっている。前記終段減速機構３３
は、中間スリーブ１８に一体に設は九太陽歯車３３ｍと
、この太陽歯車３３ｍと同心にかつ回転可能に配置され
た支持体、１３ｂＫｌｉ転呵能に軸着され、そして自転
および公転で龜るよう太陽歯車Ｂａｍおよび内歯歯車３
８ｃＫ噛合された複数個の遊星歯車３３ｄとから構成さ
れ、さらに支持体３３ｂにはナツトランチ軸１２がスプ
ライン結合されている。

この実施例においては、駆動モータ１４の正回転時は、
その回転は高速回転軸１５、第２の一部クラッチ２０を
介して中間スリーブ１８に伝達され、さらに終段減速機
構３３によシ減速されてナツトランナ軸１２に伝達され
、ナツトランナ軸１２を高速低トルクで回転する。また
、駆動モータ１４が逆回転され九場合は、その回転は高
速回転軸１１１１および第１の一部クラッチ１９を介し
てハーモニックドライブ機＠３２に伝達され、ここでナ
ツト等の締付けに必要な回転速度に減速された後、その
出力回転部材３２ｅおよび第３の一部クラッチ２１を介
して中間スリーブ１８に伝達され、さらに中間スリーブ
１８の回転は終段減速機構３３によ）減速されて低速高
トルクでナツトランチ軸１２を回転するようになる。

し九がって、第４図の実施例においても９１図の場合と
同様の効果が得られる。

以上のように本発明によれば、ナツトランナ軸の高速低
トルク回転時は高減速機構を回転系から切シ離し動作し
ない構造にし九ので、高速低トルク時の回転系のイナー
シャおよび回転抵抗等を大幅に軽減でき、このため駆動
モータの正逆転による萬速、低速の速度切替え時の駆動
モータの制御が容易かつ確実になるとともに、ねじ締め
精度も安定化するなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるナツトランナのＩ１１実施例を
示す一部切欠きの側面図、第２図は第１実施例における
ナツトランナの高速低トルク動作状態を示す概略説明図
、第３図は同じく第１実施例におけるナツトランナの低
速高トルク動作状態を示す概略−説明図、第４図は本発
明の第２実施例を示すナツトランチの概略構成図である
。 １０・・・ナツトランナ、１１・・・固定ノ１ウジング
、１ｇ・・・ナツトランナ軸、１３・・・可動ハウジン
グ、１４・・・駆動モータ、１４ｍ・・・出力軸。 １５・・・高速回転軸、１６・・・初段減速機構、１７
・・・高減速機構、１８・・・中間スリーブ、１９・・
・第１の一部クラッチ、２０・・・第２の一部りラッテ
、８１・・・第３の一部クラッチ、２７ａ・・・入力回
転部材、３１・・・出力回転部材、３２・・・・・−モ
ニツクドライブ機構、３３・・・終段減速機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 正逆回転可能な駆動モータと、この駆動モータの出力軸
   と一端が互いに連結されかつ諌出力軸の軸線上に回転可
   能に配置され九高速回転軸と、この高速回転軸の周囲に
   同心に配置された遊１歯車機構又はバー毫ニックドツイ
   プ機構にて構成される高酸機構と、この高減速機構の入
   力回転部材と前記高速回転軸との間に介在され九第１の
   一方クラッチと、前記高減速機構の低出力回転部材と前
   記高速回転軸の他端部に一端が同心に介在されかり他端
   部を前記高速回転軸上に回転可能に延在させた中間スリ
   ーブと、ζＯ中間スリーブの一端部においてその内周面
   と前記高速回転軸の外周面間に介在され前記第１の一方
   りツツテと逆方向の回転力を伝達する第２の一方りラッ
   テと、前記中間スリーブの一端部においてその外周面と
   前記高減速機構の低出力回転部材の内局面間に介在され
   前記籐２の一方りツツテと同方向の回転力を伝達する菖
   ３０一方クツツテと、前記中間スリーブの他端部に滅遍
   機構を介してもしくは介さずに連結し九ナツトランチ軸
   とからなるナツトランチ。