JP3161981U

JP3161981U - 電動ドライバによるねじ締付忘れ防止装置

Info

Publication number: JP3161981U
Application number: JP2010002549U
Authority: JP
Inventors: 敏正我妻
Original assignee: 株式会社十字電子
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2010-08-19
Anticipated expiration: 2020-03-30

Abstract

【課題】製品の組み立てで使用されるねじの締め付け忘れ防止機能を持たない一般的な市販の電動ドライバにねじの締め付け忘れ防止機能を付加し、製品の品質、信頼性を向上するための装置を提供すること。【解決手段】電動ドライバの本体に装着してドライバの動作状態を検出するセンサ３に角速度または加速度センサを用い、ねじ締め終了の判定機能、ねじ締め作業数の計数機能およびドライバ動作時間を計測するタイマ機能等はマイクロコントローラ６のプログラムで実現させ、あらかじめ設定されたねじ締め作業数と締付の計数値が一致した時に作業者に作業終了を知らせるねじの締付忘れ防止装置を提供する。【選択図】図１

Description

本考案は、電動ドライバ等を使用してねじ締め作業を行う際にねじ締め作業を何回行なったかを計数する装置に関し、更に詳細には、市販の電動ドライバをそのまま使用して作業回数を精度良く計数することができるねじの締付本数カウント装置に関するものである。

電動ドライバ等で製品を組み立てるためにねじ締め作業を繰り返して行う場合、作業者に締付確認を任せていると、ねじの締め忘れが発生する場合が多くなる。締め忘れがあると製品の品質、信頼性を損なうため、作業工程ごとにねじの締付本数を確認する必要がある。しかし、作業者に締付確認を任せているため、作業者の負担が増大するとともに、うっかりミスも完全には防げなかった。このため、従来の電動ドライバの中には非特許文献１のようにモータの回転停止による締付終了信号等の各種信号を取り出す機構や回路を設け、これらの信号を使用して締付計数の管理を行う装置や特許文献１のように電動ドライバの電源コードに電流変成器を装着して得られる電圧波形からねじ締め作業であるか空回しであるかを識別して締付計数の管理を行う装置がある。

特開２００３−１２３０５０号公報

実開昭６３−０８３２７７号公報

上述した締付計数の管理を行うための信号を取り出す機構や回路を搭載した電動ドライバを用いれば、ねじの締め忘れを無くすることができる。しかし、このような特殊な電動ドライバ以外の一般的な既存の電動ドライバでは、ねじの締め忘れを管理することが容易でないという課題がある。また、後からねじの締め忘れ防止機能を付加する手段として電源コードに電流変成器を装着する装置があるが、電源を内蔵するコードレスの電動ドライバには使用できないという課題がある。

本考案は上述の課題を解決するために、電動ドライバ本体に取り付けて動作状態を判定するためのセンサ、センサ出力を増幅するための増幅回路、増幅したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器、得られたデジタル信号に基づきドライバの状態を判定するとともにねじの計数とその表示処理及び設定等の入力処理を行うマイクロコントローラ、表示器、入力を受け付けるスイッチ、これら回路に電力を供給する電源回路により構成し、特にセンサに角速度または加速度センサを用いることとする。

本考案はドライバの動作状態判定に角速度または加速度センサを用いるため、センサ部が小型となり市販の一般的な電動ドライバ本体に後から簡単に装着して、ねじの締め付け忘れ防止機能を付加することができる。さらにドライバの電源コードから信号を得る必要が無いのでコードレスの電動ドライバに対しても適用できるという優れた効果を持つ。

本考案の一実施形態による電動ドライバのねじの締め付け忘れ防止装置の構成図である。ただし、図において電源回路は省略している。電動ドライバによるねじ締め時のセンサ出力波形である。電動ドライバを空回りさせたときのセンサ出力波形である。締められたねじを再度締めたときのセンサ出力波形である。実施例において、電動ドライバによるねじ締め終了を判定するためのフローチャートである。

以下、本考案を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。本装置はねじ締め作業数を設定するためのモードとねじ締め作業を計数するモードを持ち、本実施形態では図１の構成においてセンサ３に角速度を検出する圧電振動ジャイロを用いるものとする。増幅器４には演算増幅器を使用し、アナログ／デジタル変換器５はマイクロコントローラ６に内蔵されているものを使用し、表示器７には７セグメントのＬＥＤ表示器を使用する。スイッチ８には複数の押しボタンスイッチを使用し、それらのスイッチに作業数を設定するためのモードと作業を計数するモードを切替える機能、作業数を設定するために数値を増減するための機能を分担して持たせる。ブザー９は作業終了等を音で知らせるためのものである。

また、誤って計数した場合に作業数を訂正するためのスイッチを設けてもよい。

図１には記載していないがセンサからの信号に雑音が含まれる場合は、回路の途中に雑音を除去するためのフィルタ回路を挿入してもよい。

図１の構成でねじ締め作業を行うと図２に示す波形がセンサから得られる。図２に示すように得られた波形はＡ，Ｂ，Ｃの３つの区間に分けることができる。区間Ａはドライバの回転開始を示し、区間Ｂはねじを締めている時間、区間Ｃはねじ締めが終了したことを示している。図３はドライバを空回しした時の波形で、このためねじ締めが終了したことを示す区間Ｃが現れない。図４は一度締めたねじを再度締めた場合で区間Ｂがほとんど無い波形がえられる。

一度締めたねじを誤って再度締めた場合は計数を行ってはいけないので、図５に示すフローチャートに従ってねじ締め終了を判定する。図５において動作波形として区間Ｂの波形を検出したら、タイマを動作させて区間Ｂの時間を計時する。判定時間Ｔ秒後以降に区間Ｃのねじ締め終了波形を検出した時、ねじ締め終了と判定することにより、一度締めたねじを再度締めた場合等を除外し精度よく作業数の計数を行うことができる。

このため、あらかじめ設定されたねじ締め作業数と締付の計数値が一致した時に作業者に作業終了を知らせることができる。従って、作業者がねじを閉め忘れた場合、作業終了のブザーが鳴らないため、作業者はねじの締め忘れを知ることができるのでねじの締め忘れを防止することができる。

本実施例においては判定時間Ｔを６０ミリ秒とするのが最適であったが、使用するドライバ、ねじ等に合わせて判定時間を調整してもよい。

なお、本装置に必要なねじ締め終了の判定機能、作業数の計数機能およびドライバ動作時間を計測するタイマ機能等はマイクロコントローラ６のプログラムで実現している。

本装置の電源を乾電池等にした場合、コードレスでの動作が可能となりコードレス電動ドライバの長所を損なわずねじの締め忘れ防止機能を付加する事ができる。

１電動ドライバ
２電源コード
３センサ
４増幅回路
５アナログ／デジタル変換器
６マイクロコントローラ
７表示器
８スイッチ
９ブザー
Ａドライバの回転開始区間
Ｂドライバが回転している区間
Ｃねじ締め終了の区間

Claims

電動ドライバの本体に取り付けて動作状態を検出するためのセンサ３、センサ３の出力を増幅するための増幅回路４、増幅したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器５、得られたデジタル信号に基づきドライバの状態を判定するとともにねじ締め付けの計数とその表示処理及び設定等の入力処理を行うマイクロコントローラ６、表示器７、入力を受け付けるスイッチ８、作業終了等を知らせるブザー９、これら回路に電力を供給する電源回路により構成され、特にセンサ３に角速度または加速度センサを用い、本装置に必要なねじ締め終了の判定機能、ねじ締め作業数の計数機能およびドライバ動作時間を計時するタイマ機能等はマイクロコントローラ６のプログラムで実現させること、さらにねじ締め付けの計数に判定時間以上のねじ締め動作後のねじ締め終了波形の検出を使用し、あらかじめ設定されたねじ締め作業数と締付の計数値が一致した時に作業者に作業終了を知らせる手段９を持つことを特徴とするねじ締付忘れ防止装置。