JP2004082222A

JP2004082222A - 電動ドライバー

Info

Publication number: JP2004082222A
Application number: JP2002242441A
Authority: JP
Inventors: Mikio Ueno; 上野　幹生
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】ネジの締付けが良好であるか否かを精度良く判別することができる電動ドライバーの提供。
【解決手段】電動ドライバーＡは、ビット３に取り付けたセンサ５１からのセンサ信号に基づいて、ビット回転数を検出するビット回転数検出装置５と、ビス９の締め付けの良否を判別する締付け状態判別手段６とを備え、締付け開始指示に基づいて、制御装置４がモータ２へ作動用電力の供給を開始した際に、ビット回転数が設定回転数以上になった時点で、締付けトルクが設定トルクに達している場合には、ビス９の締付けが良好であると締付け状態判別手段６が判別する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネジ（ビスを含む）を締付ける電動ドライバーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
モータに駆動されてビット１０１が回転し、ビス１０２を締付ける電動ドライバー１００において、設定トルクでビス１０２の締付けが行えるものが従来より知られている（図３参照）。
なお、締付けトルクが設定トルクに達すると、リミットスイッチが働いてモータの回転が停止する様にしたものが主流である。
【０００３】
この電動ドライバー１００を使用したビス１０２の締付け作業では、締付けトルクが設定トルクに達してモータの回転が停止すれば、ネジ１０２の締付けが良好にできたとしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の電動ドライバー１００を使用したビス１０２の締付け作業では、異物を挟んだ状態でビス１０２を締付けた場合や、斜めにビス１０２を締付けた場合には、締付けトルクが設定トルクに達するので、締付け不良状態を見過ごしてしまうという課題がある。
【０００５】
このため、作業員や検査員が、目視したり、ビス１０２がしっかり締付けられているか否かを手で確認していた。
【０００６】
本発明の目的は、ネジの締付けが良好であるか否かを精度良く判別することができる電動ドライバーの提供にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１について〕
電動ドライバーは、モータと、このモータに作動用電力を供給するモータ制御手段と、モータにより駆動されて回転するビットとを備え、このビットがネジを締め付ける。
【０００８】
そして、締付けトルクを設定するための締付けトルク設定手段と、締付けトルクを把握する締付けトルク把握手段と、センサからのセンサ信号に基づいてビット回転数を検出するビット回転数検出手段と、ネジの締め付けの良否を判別する締付け判別手段とを電動ドライバーに設けている。
【０００９】
ネジを部材に捩じ込む際に、ネジが同種類で、且つ部材も同種類であれば、常に、ビット回転数が設定回転数以上になった時点で、締付けトルクが設定トルクに達している。
【００１０】
これに着目して、締付け開始指示に基づいて、モータ制御手段がモータへ作動用電力の供給を開始した際に、ビット回転数が設定回転数以上になった時点で、締付けトルクが設定トルクに達している場合には、ネジの締付けが良好であると締付け判別手段が判別する。
【００１１】
これにより、電動ドライバーは、ネジの締付けが良好であるか否かを精度良く判別することができる。
【００１２】
〔請求項２について〕
電動ドライバーは、モータと、このモータに作動用電力を供給するモータ制御手段と、モータにより駆動されて回転するビットと、締付けトルクを設定するための締付けトルク設定手段と、締付けトルクを把握する締付けトルク把握手段とを備え、ビットが設定トルクでネジを締め付ける。
【００１３】
そして、ビットに取り付けたセンサからのセンサ信号に基づいて、ビット回転数を検出するビット回転数検出手段と、ネジの締め付けの良否を判別する締付け判別手段とを電動ドライバーに付加している。
【００１４】
ネジを部材に捩じ込む際に、ネジが同種類で、且つ部材も同種類であれば、常に、ビット回転数が設定回転数以上になった時点で、締付けトルクが設定トルクに達している。
【００１５】
これに着目して、締付け開始指示に基づいて、モータ制御手段がモータへ作動用電力の供給を開始した際に、ビット回転数が設定回転数以上になった時点で、締付けトルクが設定トルクに達している場合には、ネジの締付けが良好であると締付け判別手段が判別する。
【００１６】
ビット回転数検出手段と締付け判別手段とを通常の電動ドライバーに付加するだけで、少ない追加費用で、ネジの締付けが良好であるか否かを、精度良く判別することが可能になる。
【００１７】
〔請求項３について〕
ネジの締付けが良好である場合には、作動用電力の供給から第１所定時間内にビット回転数が設定回転数以上になり、且つ、ビット回転数が設定回転数以上になった時から第２所定時間内に締付けトルクが設定トルクに達する。
この場合には、ネジの締付けが良好であると締付け判別手段が判別する。
【００１８】
ネジばか（空回り状態）の場合には、作動用電力の供給から第１所定時間内にビット回転数が設定回転数以上になるが、ビット回転数が設定回転数以上になった時から第２所定時間が経過しても締付けトルクは設定トルクに達しない。
【００１９】
また、異物を挟んだ状態や、斜めにネジを締付けた場合には、作動用電力の供給から第１所定時間が経過してもビット回転数が設定回転数以上にならないが、第１所定時間経過時から第２所定時間内に締付けトルクが設定トルクに達する。
【００２０】
また、ドライバ不良（モータ不良等）の場合は、作動用電力の供給から第１所定時間が経過してもビット回転数が設定回転数以上にならず、第１所定時間経過時から第２所定時間が経過しても締付けトルクが設定トルクに達しない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例（請求項２、３に対応）を、図１および図２に基づいて説明する。
【００２２】
電動ドライバーＡは、ケーシング１内に配されるモータ２と、モータ２により駆動されて回転するビット３と、モータ２を制御する制御装置４とを有する電動ドライバーに、ビット回転数検出装置５等を付加してなる。
【００２３】
そして、制御装置４の操作パネルには、締付けトルクを設定するための締付けトルク設定器７が取り付けられ、制御装置４内の基板（図示せず）には、締付け状態判別手段６とトルク把握手段８とが組み付けられている。
【００２４】
モータ２は、減速機構を備えた直流モータである。
ケーシング１の外壁に配設された作動スイッチ（図示せず）を作業員が操作した際には、接続ケーブル１１を介して信号が制御装置４に送出され、制御装置４が接続ケーブル１１を介してモータ１に作動用電力を供給して、ビット装着部１２が回転を開始する。
【００２５】
ビット３は、ビット装着部１２に基部３１が差し込まれ、固定治具で固定されている。また、ビット３の先部３２は、締め付けるビス９の十字状の窪みに対応した形状を呈する。
なお、ビット３は、締め付けるビス９に対応して複数本用意されている。
【００２６】
ビット回転数検出装置５は、フォトセンサ５１と、フォトセンサ５１を位置決めするための配設板５２と、パルスカウントドグ５３と、回転数算出回路（図示せず）とにより構成される。
【００２７】
フォトセンサ５１は、溝５４を隔てて、発光素子と受光素子とを対向配置させている。
発光素子の通電用のリード線と、受光素子の出力を伝えるリード線とは、接続ケーブル１３を介して制御装置４の基板に電気接続されている。
【００２８】
配設板５２は、ケーシング１の外壁に一端側が固定され、他端側にフォトセンサ５１を配設している。
【００２９】
パルスカウントドグ５３は、全周に亘って櫛歯状の凹凸を形成した径大部５５と、ビット３の略中央にネジ止めされる径小部５６とからなり、ビット１回転で受光素子が２０パルスを出力する様に凹凸数が設定されている。
なお、径大部５５の凹凸がフォトセンサ５１の溝５４内に臨む様に、径小部５６が位置決めされている。
【００３０】
回転数算出回路は、受光素子が出力するパルス数に基づいてビット回転数を算出する。
トルク把握手段８は、モータ２に流れる電流等に基づいて締め付けトルクを算出する。
【００３１】
ビス９は、リンクプレート９１を固定するものであり、ワッシャ９２が嵌め込まれている。
【００３２】
締付け状態判別手段６は、図２に示すフローチャートに基づいて締付け状態を判別する。
作動スイッチを作業員が操作すると、接続ケーブル１１を介して信号が制御装置４に送出され、制御装置４が接続ケーブル１１を介してモータ２に作動用電力を供給し、ビット装着部１２が回転を開始する（締付け開始）。
【００３３】
ステップｓ１において、作動用電力の供給開始から※印の所定時間内に、ビット回転数が設定回転数以上になったか否か判別し、ビット回転数が設定回転数以上になった場合（ＹＥＳ）にはステップｓ２に進む。また、ビット回転数が設定回転数未満である場合（ＮＯ）にはステップｓ５に進む。
なお、本実施例では、※印の所定時間（第１所定時間に相当）を０．５秒に設定している。
【００３４】
ステップｓ２において、ビット回転数が設定回転数以上になった時点から※※印の所定時間内に、締付けトルクが設定トルクに達しているか否かを判別し、※※印の所定時間内に締付けトルクが設定トルクに達している場合（ＹＥＳ）にはステップｓ３に進む。また、※※印の所定時間が経過しても、締付けトルクが設定トルクに達していない場合（ＮＯ）にはステップｓ４に進む。
なお、本実施例では、※※印の所定時間（第２所定時間に相当）を１秒に設定している。
【００３５】
ステップｓ３において、締付け状態判別手段６が締付け良と判定する。この場合には、締付け良を意味する緑色ランプ（図示せず）を点灯させる。
ステップｓ４において、締付け状態判別手段６が、ネジばか（空回り状態）の締付け不良と判定する。
【００３６】
ステップｓ５において、※印の所定時間経過時から※※印の所定時間内に、締付けトルクが設定トルクに達しているか否かを判別し、※※印の所定時間内に締付けトルクが設定トルクに達している場合（ＹＥＳ）にはステップｓ６に進む。また、※※印の所定時間が経過しても、締付けトルクが設定トルクに達していない場合（ＮＯ）にはステップｓ７に進む。
なお、本実施例では、※※印の所定時間（第２所定時間に相当）を１秒に設定している。
【００３７】
ステップｓ６において、異物かみ込みか斜め締め付けに起因する締付け不良と締付け状態判別手段６が判定する。
ステップｓ７において、締付け状態判別手段６が、モータ不良等に起因するドライバ不良と判定する。
【００３８】
本実施例に係る電動ドライバーＡは、以下の利点を有する。
電動ドライバーＡは、回転数とトルクの両方で、ネジの締付けが良好か否かを判別している。
【００３９】
具体的には、作動用電力の供給から０．５秒以内にビット回転数が設定回転数以上になり、且つ、ビット回転数が設定回転数以上になった時から１秒以内に締付けトルクが設定トルクに達したのを確認した場合に、ビス９の締付けが良好であると締付け状態判別手段６が判定している。
【００４０】
このため、ビス９の締付けが良好であるか否かを精度良く判別でき、目や手等による締付け状態の確認作業を省くことができる。
なお、ビット回転数検出装置５と締付け状態判別手段６とを付加するだけなので、少ない費用（数万円）で通常の電動ドライバーを電動ドライバーＡに改造することができる。
【００４１】
本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施態様を含む。
ａ．締付けトルク設定手段と、締付けトルク把握手段と、ビット回転数検出手段とを最初から電動ドライバーのケーシング内や制御装置内に組み込んでも良い（請求項１、３に対応）。
【００４２】
ｂ．電動ドライバーＡにおいて、締付け状態判別手段６が、ネジばかの締付け不良と判定した場合（ステップｓ４）や、異物かみ込みか斜め締め付けに起因する締付け不良と判定した場合（ステップｓ６）や、モータ不良等に起因するドライバ不良と判定した場合（ステップｓ７）には、不良の種別に応じた異なる不良報知や、不良を意味する同一の不良報知を行っても良い。
【００４３】
ｃ．ネジは、以下のものであっても良い。
皿小ネジ、丸皿小ネジ、ナベ小ネジ、トラス小ネジ、バインド小ネジ、タッピングネジ、六角タッピングネジ、ドリルビス、木ネジ、止めネジ、座金組込ネジ、内装ビス（万能ビス）、コーススレッド。
スリーロック、ソケット、ツーホール、ワンウェイ、トルクス、トライウイング、穴用四角、ラインヘッド、センターピン付ボタンキャップ、ハウリセス。
【００４４】
また、頭部の形状は、以下のものであっても良い。
（＋）ナベ、ナベセムズ、ナベＷセムズ、バイエンド、バインドセムズ、
（±）フリー端子、フリー端子ＳＰ付
【００４５】
また、材質やメッキは、以下のものであっても良い。
ステンレス、鉄、真鍮、銅、アルミ、チタン、金、銀、ニッケル鋼。
亜鉛メッキ（ユニクロ、クロメイト、クロクロ）、ニッケル、クローム、銅、金、銀、パーカー、アエンクロメート。
【００４６】
ｄ．第１所定時間や第２所定時間は、ネジの種類毎に、最適な時間を決めれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る電動ドライバーの構造を示す説明図である。
【図２】その電動ドライバーの締付け状態判別手段による締付け状態判別を示すフローチャートである。
【図３】従来技術に係る締付け状態判別の方法を示す説明図である。
【符号の説明】
Ａ　電動ドライバー
２　モータ
３　ビット
４　制御装置（モータ制御手段）
５　ビット回転数検出装置（ビット回転数検出手段）
６　締付け状態判別手段（締付け判別手段）
７　締付けトルク設定器（締付けトルク設定手段）
８　トルク把握手段（締付けトルク把握手段）
９　ビス（ネジ）
５１　フォトセンサ

Claims

モータと、
該モータに作動用電力を供給するモータ制御手段と、
前記モータにより駆動されて回転するビットとを備え、該ビットがネジを締め付ける電動ドライバーであって、
締付けトルクを設定するための締付けトルク設定手段と、
締付けトルクを把握する締付けトルク把握手段と、
センサからのセンサ信号に基づいて、ビット回転数を検出するビット回転数検出手段と、
ネジの締め付けの良否を判別する締付け判別手段とを設け、
締付け開始指示に基づいて、前記モータ制御手段が前記モータへ前記作動用電力の供給を開始した際に、
ビット回転数が設定回転数以上になった時点で、締付けトルクが設定トルクに達している場合には、ネジの締付けが良好であると前記締付け判別手段が判別することを特徴とする電動ドライバー。
モータと、
該モータに作動用電力を供給するモータ制御手段と、
前記モータにより駆動されて回転するビットと、
締付けトルクを設定するための締付けトルク設定手段と、
締付けトルクを把握する締付けトルク把握手段とを備え、前記ビットが設定トルクでネジを締め付ける電動ドライバーにおいて、
前記ビットに取り付けたセンサからのセンサ信号に基づいて、ビット回転数を検出するビット回転数検出手段と、
ネジの締め付けの良否を判別する締付け判別手段とを付加し、
締付け開始指示に基づいて、前記モータ制御手段が前記モータへ前記作動用電力の供給を開始した際に、
ビット回転数が設定回転数以上になった時点で、締付けトルクが設定トルクに達している場合には、ネジの締付けが良好であると前記締付け判別手段が判別することを特徴とする電動ドライバー。
前記作動用電力の供給から第１所定時間内にビット回転数が設定回転数以上になり、且つ、
ビット回転数が設定回転数以上になった時から第２所定時間内に締付けトルクが設定トルクに達した場合に、ネジの締付けが良好であると前記締付け判別手段が判別することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動ドライバー。