JP2006051587A - 電動ドライバ - Google Patents

Abstract

【課題】 メネジをバカにすることなくタッピンネジを何度でも締め直すことができるようにする電動ドライバを提供する。
【解決手段】 モード切替操作子１０，１１，１１１を設けて締め直しモードを電動ドライバ１に配備する。それらのモード切替操作子により締め直しモードが選択されたら、ＣＰＵ１００は、センサ１０２によりタッピンネジとメネジとの嵌合が行なわれたことが検出されるまではタッピンネジに嵌合を行なわせる初期動作を行なわせるとともにセンサ１０２により嵌合が行なわれたことが検出されたことを受けて取付穴に既に形成されているメネジに螺合させる螺合動作をタッピンネジに行なわせる。
【選択図】 図１

Description

タッピンネジに回転力を与えるモータを備えた電動ドライバに関する。

被取付部の材質が比較的柔らかいもの例えば樹脂などである場合には、タッピンネジを用いても取付を行なうことができる場合がある。このタッピンネジを用いると、予め取付穴にメネジを設けておく必要がないことから製造が簡便になるという利点が得られる。このようなタッピンネジを用いて組立を行なう場合にはタッピングネジを手動でねじ込んでいって締め付けることも、電動工具を用いて締め付けることもできる。

ところで、タッピンネジとは異なる一般のネジを一般の電動工具例えば電動ドライバなどで締め付けるには、電動ドライバの先端にネジを係合させそのネジを取付穴に設けられたメネジに螺合させながらねじ込んでいく。このような場合には、相応の回転力をネジに与えることが必要になるため、電動ドライバには比較的高い高トルクを発生させるためのトルク発生機構が設けられているものが多い（例えば特許文献１、特許文献２参照）。このように高トルクを発生させるようにしておくと、高トルクが発生するので軽い力であっても容易く締め付けを行なうことができる。

この電動工具を用いて、上記タッピンネジの締め付けを電動で行なうことも、その締め付けを行なったタッピンネジの取り外しを電動で行なうこともできる。しかし、このタッピンネジというものは、セルフタッピングスクリューといわれるものであって自らがメネジを形成しながら締め付けられていくものであるため、締め直しを行なうとメネジがバカになってしまう確率が極めて高い。
特表平９−５０２１３４号公報 特表２００１−５０１８７７号公報

本発明は、上記事情に鑑み、メネジをバカにすることなくタッピンネジを何度でも締め直すことができるようにする電動ドライバを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の電動ドライバは、タッピンネジに回転力を与えるモータを備えた電動ドライバにおいて、
メネジが一旦形成された後の取付穴に形成されているメネジ端部にタッピンネジ端部が嵌合したことを検出するセンサと、
モード切替操作子と、
上記モード切替操作子の操作に応じて、
メネジが未形成の取付穴にメネジを形成しながらタッピンネジをねじ込んでいく締付モードと、
上記センサにより上記嵌合が行なわれたことが検出されるまではタッピンネジに嵌合を行なわせる初期動作を行なわさせるとともにそのセンサにより上記嵌合が行なわれたことが検出されたことを受けてタッピンネジをその取付穴に既に形成されているメネジに螺合させる螺合動作を行なわさせる締め直しモードとを切り替えてタッピングネジを駆動する駆動制御部とを備えたことを特徴とする。

上記本発明の電動ドライバによれば、上記モード切替操作子の操作により上記締め直しモードに切り替えられたら、前述したようなメネジをバカにするようなことが起こらないように上記駆動制御部の制御の基に上記タッピンネジが駆動され締め直しが行なわれる。

ここでは、上記センサにより上記タッピンネジ端部が上記メネジ端部に嵌合したことを検出するまでは、この電動ドライバに初期動作を行なわさせることによりそのタッピンネジ端部をそのメネジ端部に嵌合させた後、この電動ドライバに螺合動作を行なわさせることによって、上記タッピンネジが一度形成されたメネジをバカにすることがないようにこの電動ドライバに締め直しを行なわさせている。

このようにして一度形成されたメネジをバカにすることなくタッピンネジを何度でも締め直すことができるようにする電動ドライバが実現される。

ここで、上記初期動作が、タッピンネジを、上記螺合動作よりも回転速度、及び／又は、回転トルクを下げて回転させるものであることが好ましい。

そうすると、初期動作においては、螺合動作よりも回転速度、及び／又は回転トルクを下げて回転させることによってタッピンネジ端部を、メネジ端部をバカにすることなくしっかりとメネジ端部に嵌合させることができる。さらにその後、一旦形成されたメネジ端部からネジ深度が深くなる方向に向けて螺合動作を行なわせることによって螺合動作においても一旦形成されたメネジをバカにすることなく、タッピンネジをねじ込むようにすることができる。

上記初期動作は、タッピンネジを、上記螺合動作よりも回転速度、及び／又は、回転トルクを下げて、上記取付穴から取り外す方向に回転させるものであっても、また、上記初期動作が、タッピンネジを、上記螺合動作よりも回転速度、及び／又は、回転トルクを下げて、上記取付穴にねじ込む方向に回転させるものであっても良い。

さらに上記初期動作が、タッピンネジを、上記螺合動作よりも回転速度、及び／又は、回転トルクを下げて回転させるとともにそのタッピンネジに振動を与えるものであると、さらに良く、このように回転速度、及び／又は回転トルクを下げて回転させるとともにタッピンネジに振動を与えるようにすると、よりメネジを二重に形成することなく確実な嵌合が得られる。

さらに、上記駆動制御部は、上記モード切替操作子の操作に応じて、上記締付モードと、上記締直しモードと、さらに取付穴にねじ込まれているタッピンネジをその取付穴から取り外す方向の回転駆動力を与える取外しモードとを切り替えてタッピンネジを駆動するものであることが好ましい。

このようにすると、タッピンネジ以外の他の電動ドライバと同様の機能を持つタッピンネジ用の電動ドライバが実現される。

以上、説明したように、メネジをバカにすることなくタッピンネジを何度でも締め直すことができるようにする電動ドライバが実現される。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態である電動ドライバの外観を示す図である。

図１に示す電動ドライバ１の柄の部分には、この電動ドライバ１が有するモードを指定するモード切替操作子１０，１１，１１１が設けられている。図１（ａ）には、メネジが未形成の取付穴にメネジを形成しながらタッピンネジをねじ込んでいく締付モードを指定する締付釦１０と、取付穴にねじ込まれているタッピンネジを取付穴から取り外す方向の回転駆動力を与える取外しモードを指定する取外釦１１とがそれぞれ設けられ、さらにその締付モードが締付釦１０により指定された状態にあるときに、切替スイッチ１１１をＯＮ側に切り替えることにより締直しモードを指定することができるような構成例が示されている。また、図１（ｂ）には、その図１（ａ）に示す電動ドライバ１の柄の部分に内蔵されている検出機構（本実施形態ではＣＰＵ１００とセンサ１０２とで構成されている）とモータ１０１の配置がそれぞれ点線で示されている。なお、図１（ｃ）には、モード切替操作子の構成を変形して３つのモードそれぞれを個別に指定することができるようにモード切替操作子１０ａ，１１ａ，１１１ａを配置した場合の例が示されている。

このような電動ドライバ１の先端にタッピンネジの頭が係合され、タッピンネジの端部が既に形成されているメネジ端部に嵌合されるようにしてユーザにより配設された後、モード切替操作子のうちの釦１１およびスイッチ１１１が操作され締直しモードが指定されると、電動ドライバ１により自動的に締め直しが行なわれる。

以降の説明においては、図１（ａ）、図１（ｂ）に示す電動ドライバの先端にタッピンネジの頭が係合され、タッピンネジの端部が既に形成されているメネジ端部に嵌合されようとしているときに、この電動ドライバがどのように動作するかを、構成を交えて説明することとする。

図２は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示した電動ドライバの内部構成を示す構成ブロック図である。

例えば、図１（ａ）、図１（ｂ）に示す電動ドライバの先端にタッピンネジの頭が係合され、タッピンネジの端部が既に形成されているメネジ端部付近に配設された後、図１（ａ）に示す締付釦１１がユーザにより押され、さらにスイッチ１１１がＯＮ側に切り替えられると、締め直しモードであることがＣＰＵ１００により検知される。そうしたらＣＰＵ１００から駆動部１０１ａに指示が出されてその駆動部１０１ａによりモータ１０１が駆動され電動ドライバ１の先端部が、タッピンネジ端部が既に形成されているメネジ端部に嵌合し易くなるようにゆっくりとＣＣＷ方向に回転し始める。

このように電動ドライバ１の先端部をゆっくりとＣＣＷ方向に回転させているのは、まだ電動ドライバ１に係合されているタッピンネジ端部がメネジ端部に嵌っているというよりも接触しているだけの状況なのでタッピンネジが新たにメネジを形成しないようにするためにＣＣＷ方向つまり取外しの方向に回転させている。そして、電動ドライバがＣＣＷ方向にゆっくりと回転している最中にタッピンネジの端部がメネジの端部に完全に嵌合したことがセンサ１０２により検出されたら、ＣＰＵ１００は駆動部１０１ａに指示を出してモータ１０１の回転を停止させる。そして次に駆動部１０１ａにＣＷ方向に回転するようにという指示を出してモータ１０１をＣＷ方向に回転させ電動ドライバ１の先端部を、タッピンネジを締め付ける方向に回転させる。このようにして既に形成されているメネジに螺合動作させながらタッピンネジをメネジ内に侵入させる。なお、ここでは、タッピンネジの先端が既に形成されているメネジの最奥部に到達したときに、その最奥部に到達したことを前述のセンサにより検出させて、その検出を受けてＣＰＵが駆動部１０１ａに回転停止の指示を出すようになっている。このようにしておくと、ネジの深度方向に新たにメネジが形成されるという恐れがなくなり、既に形成されているメネジ内にきっちりとタッピンネジを挿入することができる。

ここで、図３を参照してこの電動ドライバの締め直し動作を説明しておく。

図３は、電動ドライバでのタッピンネジの締め直し動作を説明する図である。

ここでは、図１に示したセンサ１０２として音および振動を検出する超小型センサを電動ドライバの先端部に埋め込んであるとして動作を説明する。

図３に示すようにタッピンネジ端部２０がユーザによりメネジ端部３１に配設されると、タッピンネジ２の先端がメネジ端部３１に少し埋没するような格好になる。ここで締直しモードに切り替えられると、電動ドライバ先端部とともにタッピンネジがネジを取り外す方向つまりＣＣＷ方向にゆっくりと回転し始めてタッピンネジが図中上側へ動き始める。そうするとタッピンネジ２がメネジ端部３１の山／谷に沿うように、つまりメネジになじむように動いてタッピンネジ２がメネジ端部３１にしっかりと嵌合する。このとき、タッピンネジ２とメネジ端部３１が嵌合したときにカチッという音が振動とともに発音されその音（もしくは振動）が超小型センサ１０２に検出される。そうしたら、停止させていたモータ１０１を、タッピンネジ２を締付ける方向に回転させてメネジ端部３１から深度方向に向けて連続的に形成されているメネジ３０に螺合させるような螺合動作をこの電動ドライバに行なわせてタッピンネジ２を既存のメネジ３０に完全に螺合させる。

このようにすると、タッピンネジにより新たにメネジが形成されてメネジがバカになるといったことが防止される。

ここで、ＣＰＵ１００が行なう締め直しモードでの締め直しの処理手順を、フローを参照しながらもう一度説明する。

図４は、ＣＰＵ１００が行なう締め直しモードでの締め直しの処理手順を示すフローチャートである。

ステップＳ４０１でスイッチ１１１がＯＮ側に切り替えられ締付釦１１が押されたときにＣＰＵは締め直しモードが指定されたとしてステップＳ４０２以降の処理を開始する。

ステップＳ４０２で、駆動部１０１ａにＣＣＷ方向に回転するようにという指示を出してモータ１０１を回転させ電動ドライバ１の先端部を、ネジを外す方向つまりＣＣＷ方向にゆっくりと回転させる。このときの回転速度は、後述するステップＳ４０６でＣＷ方向に回転させてタッピンネジを既に形成されているメネジに螺合させていく螺合動作を行なわせるときの回転速度よりも遅いものであって、さらにメネジを形成する程のトルクをタッピンネジに与えない程度の回転速度である。

次のステップＳ４０３で、作業者によりタッピンネジ端部をメネジ端部に嵌合させるようにして電動ドライバともどもタッピンネジの姿勢が調節される。そしてステップＳ４０３の調節およびステップＳ４０２のＣＣＷ方向への回転によってタッピンネジ端部とメネジ端部とが完全に嵌合したら、ステップＳ４０４でその嵌合をセンサ１０２により検出してそのセンサ１０２の検出に基づいて駆動部に指示を出してモータ１０１の回転を停止させる。

そうしたら今度は、ステップＳ４０６で、駆動部にＣＷ方向に回転するようにという指示を出してタッピンネジを締付ける方向にモータを回転させて電動ドライバ先端に係合しているタッピンネジを既に形成されているメネジに螺合させていく。

このようにすると、メネジをバカにすることなくタッピンネジを何度でも締め直すことができるようにする電動ドライバが実現される。

また、図５は、図４の実施形態の変形例を説明する図である。

図４のステップＳ４０２では、ＣＣＷ方向に回転させているが、図５に示すようにステップＳ５０２でＣＷ方向にゆっくりと回転させても同様の効果が得られる。このときの回転速度も、図４で説明したときと同様に、ステップＳ５０６でＣＷ方向に回転させるときの回転速度よりも遅いものであって、さらにメネジを形成する程のトルクをタッピンネジに与えない程度の回転速度である。

図４、図５どちらの場合においても、初期動作においては、ステップＳ４０５、ステップＳ５０５で螺合動作を行なわせるときの回転速度よりも回転速度および／又は回転トルクを下げるように駆動部にモータを駆動させることで、確実な嵌合が得られるようにしてているが、上記のように回転速度および／又は回転トルクを下げることに加えて、電動ドライバの先端を、円錐を描くように振動させると、より優れた効果が得られる。

図６は、ＣＣＷ方向に回転させたり、ＣＷ方向にゆっくりと回転させることに加えて先端１３を円錐を描くように振動させた場合の例を説明する図である。

図６に示すように電動ドライバの先端部１３を軸廻りに円錐を描くようにして振動させると、トルクを下げたことに加えてメネジを形成するような力がメネジ部に作用しにくくなり、さらにメネジと嵌合する位置を探索する範囲が拡がるのでより確実な嵌合が得られる。

図７は、図６のように電動ドライバ先端に振動を与えるようにした場合の、ＣＰＵが行なう締め直しモードでの締め直しの処理手順を示すフローチャートである。

ステップＳ７０２で振動させながらＣＷ方向に回転させている以外、図５と同様の処理手順である。

以上説明したように、一度形成されたメネジをバカにすることなくタッピンネジを何度でも締め直すことができるようにする電動ドライバが実現される。

本発明の一実施形態である電動ドライバの外観を示す図である。 図１（ａ）、図１（ｂ）に示した電動ドライバの内部構成を示す構成ブロック図である。 センサの動作を説明する図である。 ＣＰＵ１００が行なう締め直しモードでの締め直しの処理手順を示すフローチャートである。 ＣＰＵ１００が行なう締め直しモードでの締め直しの別の処理手順を示すフローチャートである。 上記実施形態の変形例を示す図である。 図６の構成においてＣＰＵが行なう締め直しモードでの締め直しの処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 電動ドライバ
１０ １１ １１１ １０ａ １１ａ １１１ａ モード切替操作子
１００ ＣＰＵ
１０１ モータ
１０１ａ 駆動部
１０２ 超小型センサ

Claims (6)

1. タッピンネジに回転力を与えるモータを備えた電動ドライバにおいて、
   メネジが一旦形成された後の取付穴に形成されているメネジ端部にタッピンネジ端部が嵌合したことを検出するセンサと、
   モード切替操作子と、
   前記モード切替操作子の操作に応じて、
   メネジが未形成の取付穴にメネジを形成しながらタッピンネジをねじ込んでいく締付モードと、
   前記センサにより前記嵌合が行なわれたことが検出されるまではタッピンネジに嵌合を行なわさせる初期動作を行なわさせるとともに該センサにより前記嵌合が行なわれたことが検出されたことを受けてタッピンネジを該取付穴に既に形成されているメネジに螺合させる螺合動作を行なわさせる締直しモードとを切り替えてタッピングネジを駆動する駆動制御部とを備えたことを特徴とする電動ドライバ。
2. 前記初期動作が、タッピンネジを、前記螺合動作よりも回転速度、及び／又は、回転トルクを下げて回転させるものであることを特徴とする請求項１記載の電動ドライバ。
3. 前記初期動作が、タッピンネジを、前記螺合動作よりも回転速度、及び／又は、回転トルクを下げて、前記取付穴から取り外す方向に回転させるものであることを特徴とする請求項２記載の電動ドライバ。
4. 前記初期動作が、タッピンネジを、前記螺合動作よりも回転速度、及び／又は、回転トルクを下げて、前記取付穴にねじ込む方向に回転させるものであることを特徴とする請求項２記載の電動ドライバ。
5. 前記初期動作が、タッピンネジを、前記螺合動作よりも回転速度、及び／又は、回転トルクを下げて回転させるとともに該タッピンネジに振動を与えるものであることを特徴とする請求項２記載の電動ドライバ。
6. 前記駆動制御部は、前記モード切替操作子の操作に応じて、前記締付モードと、前記締直しモードと、さらに取付穴にねじ込まれているタッピンネジに取付穴から取り外す方向の回転駆動力を与える取外しモードとを切り替えてタッピンネジを駆動するものであることを特徴とする請求項１記載の電動ドライバ。

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