專利名稱：螺釘緊固裝置及轉(zhuǎn)矩傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠正確且容易地對(duì)以電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)源的螺釘緊固裝置及驅(qū)動(dòng)側(cè)的緊固力進(jìn)行測(cè)定的轉(zhuǎn)矩傳感器。
背景技術(shù)：
作為以往的螺釘緊固裝置，具有角型、手槍型等，其中，已知具有如下結(jié)構(gòu)的螺釘緊固裝置，即，減速器與電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部的輸出側(cè)連接，離合器與該減速器的輸出側(cè)連接，且在該離合器的輸出側(cè)設(shè)有套筒工具(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。當(dāng)將螺釘進(jìn)行緊固后，使用轉(zhuǎn)矩扳手來(lái)達(dá)到所要求的緊固轉(zhuǎn)矩。作為測(cè)定針對(duì)緊固對(duì)象物的螺釘(螺栓)的緊固軸力的機(jī)構(gòu)，在橋梁等處在螺釘和緊固對(duì)象物之間安裝應(yīng)變儀，但是對(duì)于車(chē)體的生產(chǎn)線等是不現(xiàn)實(shí)的，因此，在螺母安裝器、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器中內(nèi)置有轉(zhuǎn)矩傳感器，以實(shí)時(shí)監(jiān)視緊固轉(zhuǎn)矩值，當(dāng)達(dá)到目標(biāo)緊固力后實(shí)施制動(dòng)使其停止。關(guān)于轉(zhuǎn)矩傳感器的結(jié)構(gòu)，具有對(duì)因變形導(dǎo)致的磁特性的變化進(jìn)行檢測(cè)的磁致伸縮方式和編碼器方式。如專利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的那樣，對(duì)于磁致伸縮方式而言，其在驅(qū)動(dòng)軸或與驅(qū)動(dòng)軸一體地旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件的外周上 安裝有應(yīng)變儀(通常為四個(gè))，以這四個(gè)應(yīng)變儀形成檢測(cè)電路(惠斯登電橋)，由于因在驅(qū)動(dòng)軸上產(chǎn)生的扭曲轉(zhuǎn)矩使應(yīng)變儀的阻力值變化，因此通過(guò)將該變化作為電壓值取出以檢測(cè)轉(zhuǎn)矩值。如專利文獻(xiàn)3所公開(kāi)的那樣，編碼器方式是根據(jù)在扭桿的兩端設(shè)置的一對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)式編碼器的輸出的相位差來(lái)檢測(cè)扭曲的角度。另外，還存在使用不利用應(yīng)變儀的機(jī)械式離合器而以一定的緊固力進(jìn)行緊固的機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)將驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)力變化為軸向力，在該軸向力的作用下壓縮螺旋彈簧，當(dāng)壓縮量成為一定值時(shí)，開(kāi)關(guān)工作使旋轉(zhuǎn)停止。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)平06-079637號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)平11-285933號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)2002-228526號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，在以往的螺釘緊固裝置中，由于在減速器的輸出側(cè)設(shè)置離合器，所以需要以減速后的高輸出轉(zhuǎn)矩使離合器工作，因而離合器的容量變大而變得大型化，從而存在導(dǎo)致裝置整體也變得大型化且操作性不良這一問(wèn)題。另外，若所要求的緊固轉(zhuǎn)矩增加，則反作用力也增加，從而存在導(dǎo)致單手作業(yè)困難這一問(wèn)題。對(duì)于專利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的在旋轉(zhuǎn)軸上安裝有應(yīng)變儀的類型，其為旋轉(zhuǎn)環(huán)與電刷接觸的結(jié)構(gòu)，噪音對(duì)測(cè)定精度造成影響，且電刷磨損導(dǎo)致存在耐久性問(wèn)題，而且，對(duì)于在旋轉(zhuǎn)軸上安裝有應(yīng)變儀的結(jié)構(gòu)，必須使用非觸點(diǎn)的線圈(四個(gè))用于電壓的輸入輸出，從而導(dǎo)致重量的增大。 在專利文獻(xiàn)3的編碼器方式中，由于對(duì)扭桿的扭曲的角度進(jìn)行檢測(cè)，所以通常使軸的一部分變細(xì)從而使變形增長(zhǎng)。因此，容易超出應(yīng)力極限而缺乏可靠性。在使用機(jī)械式離合器的情況下，存在如下問(wèn)題，即，因彈簧特性導(dǎo)致沖擊力被緩和而轉(zhuǎn)矩降低，開(kāi)關(guān)的位置精度大幅度影響轉(zhuǎn)矩精度，而且在轉(zhuǎn)矩與彈簧常數(shù)匹配方面存在困難。本發(fā)明是鑒于以往的技術(shù)所存在的這些問(wèn)題點(diǎn)而提出的，其目的在于提供一種使離合器小型化且使裝置整體也小型輕量化、并且操作性良好的螺釘緊固裝置和轉(zhuǎn)矩傳感
ο在用于解決上述問(wèn)題的第一方案的第一發(fā)明中，螺釘緊固裝置以電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)源，且在電動(dòng)機(jī)的輸出側(cè)連接有離合器，在該離合器的輸出側(cè)連接有減速器，在該減速器的輸出側(cè)設(shè)有套筒工具。第二方案的發(fā)明以第一方案所記載的螺釘緊固裝置為基礎(chǔ)，對(duì)所述電動(dòng)機(jī)間歇地供給電力而使所述電動(dòng)機(jī)斷續(xù)地旋轉(zhuǎn)。第三方案的發(fā)明以第一方案或第二方案所記載的螺釘緊固裝置為基礎(chǔ)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)時(shí)間和/或在所述離合器上設(shè)置的位移開(kāi)關(guān)的動(dòng)作狀態(tài)來(lái)確定緊固轉(zhuǎn)矩已達(dá)到期望值這一情況。第四方案的發(fā)明以第三方案所記載的螺釘緊固裝置為基礎(chǔ)，所述位移開(kāi)關(guān)利用對(duì)所述離合器的限位件的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)的開(kāi)關(guān)桿和對(duì)該開(kāi)關(guān)桿的動(dòng)作進(jìn)行緩沖的彈簧緩沖器來(lái)工作。為了解決上述問(wèn)題，第二發(fā)明的轉(zhuǎn)矩傳感器具備凸輪機(jī)構(gòu)，其向所述旋轉(zhuǎn)軸傳遞來(lái)自電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力；測(cè)量基體，其配置成在所述旋轉(zhuǎn)軸的周?chē)c旋轉(zhuǎn)軸非接觸且不旋轉(zhuǎn)， 并且該測(cè)量基體在軸向上能夠壓縮；壓縮量檢測(cè)元件，其安裝在該測(cè)量基體上；控制部，其與該檢測(cè)元件連接且利用與壓縮量對(duì)應(yīng)的測(cè)定電壓控制所述電動(dòng)機(jī)。作為將所述測(cè)量基體配置成在旋轉(zhuǎn)軸的周?chē)c旋轉(zhuǎn)軸非接觸且不旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，可以想到例如經(jīng)由推力軸承在旋轉(zhuǎn)軸的外側(cè)浮動(dòng)支承測(cè)量基體。作為所述測(cè)量基體，形成由鋁等金屬或樹(shù)脂等彈性體構(gòu)成的筒體。在這種情況下， 通過(guò)調(diào)整厚度能夠控制軸向的壓縮量。即，根據(jù)目標(biāo)檢測(cè)轉(zhuǎn)矩值的大小事先準(zhǔn)備厚度不同的測(cè)量基體，從而能夠根據(jù)需要進(jìn)行更換。另外，作為所述凸輪機(jī)構(gòu)，可以想到其包括與電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸連結(jié)的限位板；與所述旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)的限位件；以所述限位板和限位件之間能夠接觸離開(kāi)的方式連結(jié)的鋼球。作為所述檢測(cè)元件，應(yīng)變儀、壓電元件是適合的。在為應(yīng)變儀時(shí)安裝在測(cè)量基體的外側(cè)，在為壓電元件時(shí)安裝在沿軸向分割成兩部分的測(cè)量基體之間。發(fā)明效果根據(jù)第一方案的發(fā)明，由于離合器沒(méi)有設(shè)置在減速器的輸出側(cè)、而是設(shè)在減速器的輸入側(cè)，因此能夠使離合器小型化，從而實(shí)現(xiàn)作業(yè)人員所把持的裝置主體的小型輕量化。 另外，由于作業(yè)人員所把持的裝置主體被小型輕量化，所以即使在狹窄的場(chǎng)所也能夠使螺紋緊固作業(yè)容易。根據(jù)第二 方案的發(fā)明，通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)間歇地供給電力而使電動(dòng)機(jī)斷續(xù)地旋轉(zhuǎn)，能夠提高轉(zhuǎn)矩。另外，由于使電動(dòng)機(jī)斷續(xù)地旋轉(zhuǎn)，所以反作用力降低，從而減輕了作業(yè)人員的負(fù)擔(dān)。根據(jù)第三方案的發(fā)明，能夠達(dá)成所要求的緊固轉(zhuǎn)矩。根據(jù)第四方案的發(fā)明，能夠以更高的精度達(dá)成所要求的緊固轉(zhuǎn)矩。根據(jù)第二發(fā)明，由于在與驅(qū)動(dòng)軸分離地不旋轉(zhuǎn)的測(cè)量基體上安裝有應(yīng)變儀等壓縮量檢測(cè)元件，所以無(wú)需以往的轉(zhuǎn)矩傳感器所需的電壓輸入輸出用的線圈，而且由于還能省去旋轉(zhuǎn)環(huán)、電刷，因此能夠減少部件件數(shù)實(shí)現(xiàn)輕量化。另外，還可消除噪音的影響，并且通過(guò)由檢測(cè)元件根據(jù)測(cè)量基體的壓縮量讀取直接輸入的電壓而進(jìn)行轉(zhuǎn)矩變換，從而大幅度提高測(cè)定精度。


圖1是本發(fā)明的螺釘緊固裝置的簡(jiǎn)要側(cè)視圖。圖2是本發(fā)明的螺釘緊固裝置的簡(jiǎn)要俯視圖。圖3是離合器的說(shuō)明圖，其中(a)為剖視圖，(b)為分解圖。圖4是限位板的說(shuō)明圖，其中(a)為限位板的俯視圖，(b)為表示限位板、鋼球及限位件的關(guān)系(離合器非工作狀態(tài))的剖面展開(kāi)圖，(C)為表示限位板、鋼球及限位件的關(guān)系(離合器工作狀態(tài))的剖面展開(kāi)圖。圖5是位移開(kāi)關(guān)的動(dòng)作說(shuō)明圖，其中(a)為接通狀態(tài)，(b)為斷開(kāi)狀態(tài)。圖6是表示斷續(xù)控制控制器的計(jì)算機(jī)設(shè)定畫(huà)面的例子的圖。圖7是表示適用本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩傳感器的緊固工具的圖。圖8是本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩傳感器的剖視圖，是沿圖3(b)的B-B線的剖視圖。0 9(a) %限位板的側(cè)視圖，圖9 (b)為圖9 (a)的A向向視圖。圖10是壓縮狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩傳感器的剖視11是其他實(shí)施例的轉(zhuǎn)矩傳感器的剖視圖。
具體實(shí)施例方式以下，根據(jù)

本發(fā)明的實(shí)施方式。在此，圖1是第一發(fā)明的螺釘緊固裝置的簡(jiǎn)要側(cè)視圖，圖2是第一發(fā)明的螺釘緊固裝置的簡(jiǎn)要俯視圖，圖3是離合器的說(shuō)明圖，圖4 是限位板的說(shuō)明圖，圖5是位移開(kāi)關(guān)的動(dòng)作說(shuō)明圖。如圖1及圖2所示，本發(fā)明的螺釘緊固裝置包括手槍型的裝置主體1、對(duì)構(gòu)成裝置主體1的直流(DC)電動(dòng)機(jī)3進(jìn)行控制的控制器(未圖示)、作為電源的鋰離子電池(未圖示)、連接裝置主體1和控制器的電纜2?？刂破骱碗姵乜梢园惭b在卷繞在作業(yè)人員腰部的帶上，也可以裝入裝置主體1內(nèi)。裝置主體1具備成為驅(qū)動(dòng)源的DC電動(dòng)機(jī)3、向減速器4傳遞DC電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)矩的機(jī)械式離合器5、使離合器5的轉(zhuǎn)速減速的由行星齒輪等構(gòu)成的所述減速器4、將通過(guò)減速器4輸出的轉(zhuǎn)矩而卡合的螺釘緊固的套筒工具6、用于作業(yè)人員單手把持的把持部(握持部)7、在把持部7上設(shè)置的桿7a等。DC電動(dòng)機(jī)3可以不帶電刷(brushless)，也可以帶電刷。另外，如圖5所示，在離合器5上設(shè)有檢測(cè)離合器5的動(dòng)作狀態(tài)的位移開(kāi)關(guān)8。 通過(guò)控制器對(duì)DC電動(dòng)機(jī)3間歇地供給脈沖狀的電力(電流)，從而實(shí)現(xiàn)斷續(xù)地旋轉(zhuǎn)的斷續(xù)控制。利用這種斷續(xù)控制，通過(guò)活用減速器4的齒輪部、接頭部等的背隙(back lash)從而產(chǎn)生沖擊效果、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的提高。另外，通過(guò)縮短斷續(xù)時(shí)間(接通/斷開(kāi)時(shí)間) 的周期(例如，0. Imsec)而在緊固反作用力傳遞到作業(yè)人員的手臂之前反復(fù)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和停止，從而實(shí)現(xiàn)反作用力的減輕。如圖3所示，離合器5包括DC電動(dòng)機(jī)3的輸出軸所連結(jié)的離合器桿11、大致圓盤(pán)狀的限位板12、三個(gè)球形的鋼球13、大致圓盤(pán)狀的限位件14、螺旋狀的彈簧15、彈簧座16、 調(diào)整螺母17等。如圖4(a)所示，在限位板12的一面上，在緣部附近的周向上三等分地形成有凸輪(傾斜部18a、平坦部18b、傾斜部18c) 18。傾斜部18a、18c的傾斜角θ優(yōu)選為 10° 30°。另外，在限位件14的一面上形成有凹部14a，該凹部14a以鋼球13大約一半突出的狀態(tài)將鋼球13收容于與在限位板12上形成的凸輪18對(duì)置的部位。鋼球13由形成于限位板12上的凸輪18和形成于限位件14上的槽14a夾持。如圖4(b)所示，鋼球13在緊固轉(zhuǎn)矩超過(guò)彈簧15的彈性力之前位于傾斜部18a和傾斜部18c之間，當(dāng)緊固轉(zhuǎn)矩超過(guò)彈簧15的彈性力時(shí)，如圖4(c)所示，其越上凸輪18的平坦部18b。然后，即使DC電動(dòng)機(jī)3驅(qū)動(dòng)，也由于重復(fù)鋼球13越上凸輪18的平坦部18b的情況，從而切斷基于DC電動(dòng)機(jī)3的限位板12的旋轉(zhuǎn)向減速器4的傳遞，因此套筒工具6的旋
轉(zhuǎn)停止。如圖5所示，位移開(kāi)關(guān)8是對(duì)根據(jù)鋼球13的位置而變化的限位件14的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)的接通、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。位移開(kāi)關(guān)8安裝在固定于離合器5的框體20上的基體構(gòu)件21上。 而且，限位件14的運(yùn)動(dòng)通過(guò)開(kāi)關(guān)桿22和彈簧緩沖器23向位移開(kāi)關(guān)8傳遞，所述開(kāi)關(guān)桿22 的一端22a由限位件14的緣部14b夾持，且中央部22b滑動(dòng)自如地插入基體構(gòu)件21內(nèi)，而另一端22c與位移開(kāi)關(guān)8抵接，所述彈簧緩沖器23壓縮安裝在開(kāi)關(guān)桿22的另一端22c和基體構(gòu)件21之間。需要說(shuō)明的是，8a是位移開(kāi)關(guān)8為斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)突出的按鈕。如圖5 (a)所示，當(dāng)鋼球13位于在限位板12上形成的凸輪18的傾斜部18a和傾斜部18c之間時(shí)，在限位件14和開(kāi)關(guān)桿22的一端22a之間設(shè)有規(guī)定的間隙G。另外，開(kāi)關(guān)桿22的另一端22c通過(guò)彈簧緩沖器23按壓位移開(kāi)關(guān)8而使位移開(kāi)關(guān)8可靠地成為接通狀態(tài)。當(dāng)位移開(kāi)關(guān)8為接通狀態(tài)時(shí)，能夠由DC電動(dòng)機(jī)3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。由于在限位件14和開(kāi)關(guān)桿22的一端22a之間設(shè)有規(guī)定的間隙G，因此不需要的限位件14的運(yùn)動(dòng)不會(huì)傳遞到開(kāi)關(guān)桿 22。另外，如圖5(b)所示，當(dāng)鋼球13越上形成于限位板12上的凸輪18的平坦部18b 時(shí)，限位件14向壓縮彈簧15的方向移動(dòng)。這樣一來(lái)，由于限位件14按壓開(kāi)關(guān)桿22的一端 22a，所以開(kāi)關(guān)桿22相對(duì)于基體構(gòu)件21滑動(dòng)，進(jìn)而開(kāi)關(guān)桿22的另一端22c壓縮彈簧緩沖器 23而使位移開(kāi)關(guān)8成為斷開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)位移開(kāi)關(guān)8成為斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，DC電動(dòng)機(jī)3停止驅(qū)動(dòng)。說(shuō)明以如上方式構(gòu)成的本發(fā)明的螺釘緊固裝置的動(dòng)作。首先，作業(yè)人員以單手保持裝置主體1的把持部7，并且螺釘安裝到套筒工具6內(nèi)。其次，將安裝于套筒工具6的螺釘?shù)那岸硕ㄎ坏匠蔀榫o固對(duì)象的螺紋孔內(nèi)，并用手指按壓在把持部7設(shè)置的開(kāi)關(guān)(未圖示)。 于是，DC電動(dòng)機(jī)3開(kāi)始驅(qū)動(dòng)，DC電動(dòng)機(jī)3所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速經(jīng)由離合器5、減速器4向安裝在套筒工具6上的螺釘傳遞。此時(shí)，DC電動(dòng)機(jī)3由于被控制器進(jìn)行斷續(xù)控制，所以通過(guò)活用減速器4的齒輪部、接頭部等的背隙從而產(chǎn)生沖擊效果、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩提高。另外，通過(guò)設(shè)置例如0. Imsec等斷續(xù)時(shí)間(接通/斷開(kāi)時(shí)間)，使得在緊固反作用力傳遞到作業(yè)人員的手臂之前反復(fù)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和停止，從而能夠?qū)崿F(xiàn)反作用力的減輕。此外，當(dāng)通過(guò)套筒工具6的旋轉(zhuǎn)將螺釘螺合于螺紋孔從而達(dá)到期望的緊固轉(zhuǎn)矩時(shí)，如圖5(a)所示，位于凸輪18的傾斜部18a和傾斜部18c之間的鋼球13如圖5(b)所示那樣越上凸輪18的平坦部18b，限位件14向壓縮彈簧15的方向移動(dòng)。此時(shí)，如圖4(b)、(c) 所示，由于傾斜部18a、18c上設(shè)有例如約10°的傾斜角θ，所以即使低轉(zhuǎn)矩也能夠使鋼球 13越上平坦部18b。當(dāng)鋼球13越上平坦部18b時(shí)，離合器5切斷基于DC電動(dòng)機(jī)3的旋轉(zhuǎn)而使套筒工具6的旋轉(zhuǎn)停止并且限位件14按壓開(kāi)關(guān)桿22的一端22a，由此開(kāi)關(guān)桿22的另一端22c壓縮彈簧緩沖器23而使位移開(kāi)關(guān)8成為斷開(kāi)狀態(tài)。此時(shí)，由于鋼球13所滾動(dòng)的凸輪18的平坦部18b具有規(guī)定的長(zhǎng)度，所以能夠設(shè)定用于使位移開(kāi)關(guān)8可靠地成為斷開(kāi)狀態(tài)的按壓時(shí)間。當(dāng)位移開(kāi)關(guān)8成為斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，DC電動(dòng)機(jī)3停止驅(qū)動(dòng)。然后，螺釘以期望的緊固轉(zhuǎn)矩螺合于螺紋孔內(nèi)，從而針對(duì)一根螺釘?shù)穆菁y緊固作業(yè)結(jié)束。圖6是表示斷續(xù)控制控制器的計(jì)算機(jī)設(shè)定畫(huà)面的例子的圖，在畫(huà)面中，Sl表示旋轉(zhuǎn)速度，Al A3表示電流(轉(zhuǎn)矩)，Tl Tll表示波形時(shí)間。在該例子中，在畫(huà)面的下部設(shè)有對(duì)旋轉(zhuǎn)速度Si、電流(轉(zhuǎn)矩)Al A3及波形時(shí)間Tl Tll進(jìn)行設(shè)定的窗部，在各窗部的右側(cè)橫向具有按鈕，通過(guò)點(diǎn)擊該按鈕能夠增減設(shè)定條件。畫(huà)面的上半部的圖表能夠按經(jīng)過(guò)時(shí)間表示上述設(shè)定條件。此外，當(dāng)點(diǎn)擊畫(huà)面的“start”按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)控制指令從計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)到輸入控制器內(nèi)，從而在控制電動(dòng)機(jī)的同時(shí)使其旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的螺釘緊固裝置，通過(guò)使離合器5直接連接DC電動(dòng)機(jī)3的輸出側(cè)，能夠?qū)C電動(dòng)機(jī)3的輸出抑制得比以往低，所以能夠使DC電動(dòng)機(jī)3、離合器5小型化。因此， 裝置主體1變得比以往的結(jié)構(gòu)更小型、輕量。例如，需要30N · m的緊固轉(zhuǎn)矩的裝置主體1 的大小和重量與以往相比為如下情況。圖1及圖2所示的長(zhǎng)度(L) X寬度(W) X高度(H)從以往的500mmX70mmX 104mm 變?yōu)?60mmX50mmX150mm，裝置主體1的大小比以往的大小減少約50%。另外，裝置主體1 的重量也從以往的2. 4Kg變?yōu)閘.SKg，比以往的重量減少約40%。關(guān)于這種情況下的離合器5的大小，圖3(a)所示的直徑D從以往的116mm變?yōu)?3mm，比以往的大小減少約80%， 離合器5的重量也從以往的1200g變?yōu)?00g，比以往的重量減少約70%。需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，通過(guò)設(shè)在離合器5上的位移開(kāi)關(guān)8的動(dòng)作狀態(tài)(從接通狀態(tài)向斷開(kāi)狀態(tài)的變化)判定出緊固轉(zhuǎn)矩已達(dá)到期望的值的這一情況，但是也可以將DC電動(dòng)機(jī)3的驅(qū)動(dòng)時(shí)間和位移開(kāi)關(guān)8的動(dòng)作狀態(tài)作為判定條件。另外，還能夠僅以DC電動(dòng)機(jī)3的驅(qū)動(dòng)時(shí)間來(lái)進(jìn)行判定。接下來(lái)，參照

第二發(fā)明的轉(zhuǎn)矩傳感器的適宜的實(shí)施例。圖7是表示適用本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩傳感器的緊固工具的圖，圖8是本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩傳感器的剖視圖，是沿圖9(b)的B-B線的剖視圖，圖9(a)是限位板的側(cè)視圖，(b)是(a)的A向向視圖，圖10是壓縮狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩傳感器的剖視圖。在緊固工具的外殼21內(nèi)設(shè)有電動(dòng)機(jī)22、本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩傳感器30、減速器23，頭部 24拆裝自如地安裝在減速器23上，該頭部24嵌入有螺栓25，從而對(duì)緊固對(duì)象物26進(jìn)行緊固。另外，在外殼 21的把持部上設(shè)有操作桿27，電池28與把持部的端部連接。所述轉(zhuǎn)矩傳感器30具備旋轉(zhuǎn)軸31且配置有凸輪機(jī)構(gòu)32，該凸輪機(jī)構(gòu)32在形成于該旋轉(zhuǎn)軸31的外側(cè)面的槽部31a經(jīng)由軸承向旋轉(zhuǎn)軸31傳遞來(lái)自所述電動(dòng)機(jī)22的驅(qū)動(dòng)力。 該凸輪機(jī)構(gòu)32包括與所述電動(dòng)機(jī)22的驅(qū)動(dòng)軸連結(jié)的限位板33、與旋轉(zhuǎn)軸31連結(jié)的限位件34、以所述限位板33和限位件34之間能夠接觸離開(kāi)的方式連結(jié)的鋼球35。在所述電動(dòng)機(jī)22的凸緣部形成有供螺栓29穿過(guò)的貫通孔22a，另外，在所述限位板33上形成有供螺栓29螺合的螺栓安裝孔33a，電動(dòng)機(jī)22和限位板33通過(guò)螺栓29結(jié)合。在所述限位板33的下表面形成有圖9所示的凸輪槽36，由所述限位件34保持的鋼球35契合在該凸輪槽36內(nèi)，在該狀態(tài)下，電動(dòng)機(jī)22的驅(qū)動(dòng)力傳遞到旋轉(zhuǎn)軸31。測(cè)量基體37在所述旋轉(zhuǎn)軸31的中間部配置成與旋轉(zhuǎn)軸非接觸且不旋轉(zhuǎn)。該測(cè)量基體37成為在上端和下端具有凸緣部的筒狀，且由鋁、樹(shù)脂(合成橡膠)等構(gòu)成。需要說(shuō)明的是，測(cè)量基體37的材料及形狀不限于圖示的情況，只要是在沿軸向施加力情況下其軸向尺寸發(fā)生變化的結(jié)構(gòu)即可。在測(cè)量基體37的上端和下端，凸緣部經(jīng)由推力軸承38、39分別支承在所述限位件 34和插入在旋轉(zhuǎn)軸31的下部的保持板40之間。其結(jié)果是，測(cè)量基體37浮動(dòng)地支承在旋轉(zhuǎn)軸31的外側(cè)。需要說(shuō)明的是，通過(guò)調(diào)整螺母41防止保持板40脫出，當(dāng)更換測(cè)量基體37時(shí)，通過(guò)拆下該調(diào)整螺母41及保持板40來(lái)進(jìn)行。在所述調(diào)整螺母41螺紋連接的旋轉(zhuǎn)軸31的端部沿軸向形成有供減速器23的桿進(jìn)行鍵嵌合的孔。另外，在所述測(cè)量基體37的外周部安裝有作為檢測(cè)元件的應(yīng)變儀42。該應(yīng)變儀 42的個(gè)數(shù)為任意個(gè)，但是通常安裝三至四個(gè)。此外，控制部43與應(yīng)變儀42連接。如上所述，在頭部24嵌入有螺栓25，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)22使旋轉(zhuǎn)軸31旋轉(zhuǎn)而對(duì)緊固對(duì)象物26進(jìn)行緊固的中途，當(dāng)達(dá)到規(guī)定的緊固轉(zhuǎn)矩值時(shí)，阻力變大而鋼球35越上凸輪槽36， 如圖10所示那樣向下方按壓限位件34，限位板33和限位件34間的連結(jié)狀態(tài)被解除，從而電動(dòng)機(jī)22的驅(qū)動(dòng)量不再向旋轉(zhuǎn)軸31傳遞。此外，當(dāng)將限位件34壓向下方時(shí)，測(cè)量基體37被沿軸向壓縮，應(yīng)變儀42檢測(cè)該壓縮量。然后，由所述控制部43對(duì)應(yīng)變儀42的測(cè)定值進(jìn)行轉(zhuǎn)矩?fù)Q算并判斷已達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)矩值這一情況，從而使所述電動(dòng)機(jī)22停止。圖11是其他實(shí)施例的轉(zhuǎn)矩傳感器的剖視圖，在該實(shí)施例中，將測(cè)量基體37分割為上下的半體37a和37b，在這些半體37a、37b之間夾入作為檢測(cè)元件的壓電元件44。當(dāng)形成為圖11的結(jié)構(gòu)時(shí)，測(cè)量基體17本身的材質(zhì)也可以不具有彈性。(產(chǎn)業(yè)上的可利用性)根據(jù)本發(fā)明，由于離合器不是設(shè)在減速機(jī)構(gòu)的輸出側(cè)，而是設(shè)在減速機(jī)構(gòu)的輸入側(cè)，因此能夠使離合器小型化，從而能夠提高一種小型輕量化的、操作性得到提高且即使在狹窄的場(chǎng)所也能夠使螺紋緊固作業(yè)容易的螺釘緊固裝置。符號(hào)說(shuō)明1...裝置主體，3... DC電動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī))，4...減速器，5...離合器，6...套筒工具，7...把持部，7a...桿，8...位移開(kāi)關(guān)，11...離合器桿，12...限位板，13...鋼球，14...限位件，15...彈簧，18·.·凸輪，18a、18c...傾斜部，18b...平坦部，22...開(kāi)關(guān)桿，23...彈簧緩沖器，Θ...傾斜角，21...緊固工具的外殼，22...電動(dòng)機(jī)，22a...貫通孔，23...減速器，24...頭部，25...螺栓，26...緊固對(duì)象物，27.. .桿，28...電池， 29...螺栓，30...轉(zhuǎn)矩傳感器，31...旋轉(zhuǎn)軸，31a...縱槽，32...凸輪機(jī)構(gòu)，33...限位板，33a...螺栓安裝孔，34...限位件，35...鋼球，36...凸輪槽，37...測(cè)量基體，37a、 37b...測(cè)量基體半體，38、39...推力軸承，40...保持板，41...調(diào)整螺母，42...應(yīng)變儀， 43...控制部，44...壓電元件。
權(quán)利要求
1.一種螺釘緊固裝置，其以電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)源，其特征在于，在電動(dòng)機(jī)的輸出側(cè)連接有離合器，在該離合器的輸出側(cè)連接有減速器，在該減速器的輸出側(cè)設(shè)有套筒工具。
2.如權(quán)利要求1所述的螺釘緊固裝置，其中，對(duì)所述電動(dòng)機(jī)間歇地供給電力而使所述電動(dòng)機(jī)斷續(xù)地旋轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的螺釘緊固裝置，其中，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)時(shí)間和/或在所述離合器上設(shè)置的位移開(kāi)關(guān)的動(dòng)作狀態(tài)來(lái)確定緊固轉(zhuǎn)矩已達(dá)到期望值這一情況。
4.如權(quán)利要求3所述的螺釘緊固裝置，其中，所述位移開(kāi)關(guān)利用對(duì)所述離合器的限位件的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)的開(kāi)關(guān)桿和對(duì)該開(kāi)關(guān)桿的動(dòng)作進(jìn)行緩沖的彈簧緩沖器來(lái)工作。
5.一種轉(zhuǎn)矩傳感器，其測(cè)定對(duì)旋轉(zhuǎn)軸施加的轉(zhuǎn)矩，其特征在于，該轉(zhuǎn)矩傳感器具備 凸輪機(jī)構(gòu)，其向所述旋轉(zhuǎn)軸傳遞來(lái)自電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力；測(cè)量基體，其配置成在所述旋轉(zhuǎn)軸的周?chē)c旋轉(zhuǎn)軸非接觸且不旋轉(zhuǎn)，并且該測(cè)量基體在軸向上能夠壓縮；壓縮量檢測(cè)元件，其安裝在該測(cè)量基體上；控制部，其與該檢測(cè)元件連接且利用與壓縮量對(duì)應(yīng)的測(cè)定電壓控制所述電動(dòng)機(jī)。
6.如權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，所述測(cè)量基體經(jīng)由推力軸承浮動(dòng)地支承在旋轉(zhuǎn)軸的外側(cè)。
7.如權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于， 所述測(cè)量基體為由鋁等金屬或彈性體構(gòu)成的筒體。
8.如權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，所述凸輪機(jī)構(gòu)包括與電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸連結(jié)的限位板；與所述旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)的限位件； 以所述限位板和限位件之間能夠接觸離開(kāi)的方式連結(jié)的鋼球。
9.如權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于， 所述檢測(cè)元件為安裝于所述測(cè)量基體的外側(cè)的應(yīng)變儀。
10.如權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，所述檢測(cè)元件為設(shè)置在沿軸向分割成兩部分的測(cè)量基體之間的壓電元件。
全文摘要
本發(fā)明提供使離合器小型化且使裝置整體也小型輕量化的操作性良好的螺釘緊固裝置。通過(guò)在DC電動(dòng)機(jī)(3)的輸出側(cè)直接連接離合器(5)能夠?qū)C電動(dòng)機(jī)(3)的輸出抑制得比以往低，從而能夠使DC電動(dòng)機(jī)(3)、離合器(5)小型化。因此，裝置主體(1)比以往的結(jié)構(gòu)更加小型、輕量。
文檔編號(hào)B25B23/14GK102159363SQ20098013656
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2009年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日
發(fā)明者境秀樹(shù), 河村修治, 竹熊秀史, 間山英城 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社