JP5905612B2

JP5905612B2 - トルクドライバー

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Publication number: JP5905612B2
Application number: JP2015008732A
Authority: JP
Inventors: 悟志菅野
Original assignee: Roland DG Corp
Current assignee: Roland DG Corp
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2015-01-20
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2030-10-21
Also published as: JP2015071225A

Description

本発明は、トルクドライバー、トルクドライバーを用いた管理システム、トルクドライバーを用いた管理方法、プログラムおよびコンピューター読み取り可能な記録媒体に関する。

さらに詳細には、本発明は、製品組み立てなどの際において所定のトルクでネジを締め付けることのできるトルクドライバー、トルクドライバーを用いた管理システム、トルクドライバーを用いた管理方法、プログラムおよびコンピューター読み取り可能な記録媒体に関する。

従来より、各種製品の組み立ての際などにおいてネジを締め付ける工具たるドライバーの一つとして、ビットに所定のトルクがかかるとビットとドライバー本体とが空転して、ネジを所定のトルクで締め付けることができるようにしたトルクドライバーが知られている。

こうしたトルクドライバーとしては、トルク値の設定および表示のために、設定されたトルク値をデジタル表示可能なマイクロメーターを備えたトルクドライバーが一般的であった。

ここで、従来のトルクドライバーに用いられているデジタル表示可能なマイクロメーターは、任意のトルク値を設定するために変位されるバネなどの変位量をエンコーダーにより検出して電気信号パルスとして計数し、その計数値をドライバー本体に設けられたデジタル表示器上にデジタル表示して、設定されたトルク値を示すものであった。

しかしながら、このようなデジタル表示可能なマイクロメーターに用いられるエンコーダは高価であるため、エンコーダーを用いることなく任意のトルク値に設定可能なトルクドライバーの提案が要望されていた。

また、各種製品の組み立てなどの際に作業者の手によってネジの締め付けを行う場合には、ネジの締め付け状態の管理や締め付けたネジの本数の管理は、当該作業者に委ねられている。

このため、作業者の不注意により、組み立ての際のネジの締め付け不良が発生したり、締め付けを完了したネジの本数が不明になるなど、取り付けるネジの締め付け状態や締め付けを完了したネジの本数の管理が容易ではないものであった。

このようなことから、各種製品組み立ての際などにおいて、取り付けるネジの締め付け状態や締め付けを完了したネジの本数を適正に管理することができる手法の提案が要望されていた。

なお、本願出願人が特許出願時に知っている先行技術は、上記において説明したようなものであって文献公知発明に係る発明ではないため、記載すべき先行技術情報はない。

本発明は、従来の技術の有する上記したような種々の要望に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンコーダーを用いることなく任意のトルク値の設定を可能としたトルクドライバーを提供しようとするものである。

また、本発明の目的とするところは、取り付けるネジの締め付け状態や締め付けを完了したネジの本数を適正に管理することができるトルクドライバーを用いたトルクドライバーを用いた管理システム、トルクドライバーを用いた管理方法、プログラムおよびコンピューター読み取り可能な記録媒体を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、任意のトルク値を設定するための付勢手段の付勢力の変位に連動して抵抗値を変化させる可変抵抗器と、クラッチ機構によるドライバー本体とビットとの空転を検出する検出手段と、可変抵抗器の抵抗値と検出手段の検出結果とを送信する送信手段とを備えるようにしたものである。

即ち、本発明は、ドライバー本体を構成する円筒形状を有する把持部と、上記把持部の軸方向における下端部に回転自在に嵌合して上記把持部とともに上記ドライバー本体を構成するものであって、作業者が回転させることによりトルク値を設定可能なトルク調節部と、上記把持部の中心軸と一致する位置を中心とする円盤形状体であってその下面の所定の位置に複数の突起が配置されたクラッチ板を有し、かつ、上記クラッチ板の中心より上記把持部の中心軸に沿って延長された軸部の先端が上記トルク調節部の下端部より突出するように上記把持部内部に上記クラッチ板を介して回転自在に係止されるビット取り付け部と、上記ビット取り付け部の先端に接続されるネジ締めを行うビット部と、上記把持部内において上記クラッチ板を位置決めして上記ビット取り付け部を保護するとともに、上記軸部の外周側に配置され、下端部の外周面に第１のネジ部を有する保護部と、上記トルク調節部内に上記ビット取り付け部に巻回するように配置され、拡開方向への付勢力を備え、上記トルク調節部の回転に伴い、その全長を変えて該付勢力を変位させることにより所定のトルク値を設定する付勢手段と、中央に上記ビット取り付け部の上記軸部を挿通可能な孔を有し、上記付勢手段の下端部に当接して配置され、かつ、その内周面に上記保護部が有する上記第１のネジ部と噛み合うようになされた第２のネジ部を備える略板状体であって、作業者による上記トルク調節部の回転に伴い上記トルク調節部内に配設された溝に沿って上記軸部に沿って上下方向に移動自在に配置されて、上方側へ移動されるよう上記トルク調節部を回転されると上記付勢手段の下端部を押し上げて上記付勢手段の拡開方向への付勢力を強め、また、下方側へ移動されるよう上記トルク調節部を回転されると上記付勢手段の下端部を押し下げて上記付勢手段の拡開方向への付勢力を弱めることが可能である付勢手段変位可変板と、上記把持部内における上記付勢手段変位可変板と対向する位置であって上記付勢手段変位可変板とともに上記付勢手段を挟む状態となるように配設され、かつ、その下面が上記付勢手段の上端部と当接するように配置される略円環板形状体であって、上面側の外周部に突出部を有する付勢手段押さえ板と、上記クラッチ板と上記付勢手段押さえ板との間に等間隔に配置された貫通孔内に上記ビット取り付け部が有する上記軸部に平行であるように、かつ、上記軸部方向に移動自在な状態でそれぞれ配設され、一方の端部には位置決めされて配置されるベアリングを有して上記ベアリングを介して上記クラッチ板の上記突起と接するものであって、他方の端部は上記付勢手段押さえ板の上面と当接する複数のクラッチピンと、上記ビット部にかかるトルク値が上記所定のトルク値以下のときには、上記付勢手段の付勢力により上記付勢手段押さえ板を介して上記クラッチピンを軸方向の上方に押し上げて、上記クラッチ板が有する上記突起と上記ベアリングとを噛み合わせて上記クラッチ板と上記クラッチピンとを結合するようにし、上記ビット部にかかるトルク値が上記所定のトルク値を超えたときには、上記クラッチ板の上記突起が上記ベアリングに乗り上がることにより上記付勢手段の付勢力に抗して上記クラッチピンを軸方向の下方へ押し下げて、上記クラッチ板と上記クラッチピンとの結合を解除し、上記ビット部を空転させるようにするクラッチ機構と、上記把持部の中心軸を対称軸として上記突出部とは対称の位置に配置され、その下端部を上記付勢手段の下端部に、上記付勢手段下端部の上下方向への動きに合わせて上下方向へ移動可能であるように連結される変位取得板と、上記保護部の上端部に配置されるものであって、上記変位取得板の上端部に連結し、上記変位取得板の上下方向への移動に従って上下方向に移動するスライド部を有し、上記スライド部の移動に従って変化する抵抗値を示す可変抵抗器と、上記ドライバー本体を上記軸部方向周りに回転することにより発生されるトルクが上記ビット取り付け部に伝達される状態のときは上記付勢手段の付勢力により押し上げられた上記付勢手段押さえ板の上記突出部と接触されるように、上記把持部内の上記付勢手段押さえ板の上記突出部近傍に配置され、上記付勢手段押さえ板の上記突出部が接触したか否かを検知し、上記突出部が離れると上記クラッチ板と上記クラッチピンとの結合が解除されたことを検出する検出手段と、上記可変抵抗器より出力された抵抗値に基づき、設定された上記所定のトルク値を演算する演算手段と、上記演算手段の演算結果を表示する表示手段と、上記演算手段の演算結果と上記検出手段の検出結果とを送信する送信手段とを有するようにしたものである。

本発明は、以上説明したように構成されているので、エンコーダーを用いることなく任意のトルク値の設定を可能としたトルクドライバーを提供することができるという優れた効果を奏する。

また、本発明は、以上説明したように構成されているので、取り付けるネジの締め付け状態や締め付けを完了したネジの本数を適正に管理することができるトルクドライバーを用いた管理システム、トルクドライバーを用いた管理方法、プログラムおよびコンピューター読み取り可能な記録媒体を提供することができるという優れた効果を奏する。

図１は、本発明によるトルクドライバーおよびトルクドライバーを用いた管理システムの実施の形態の一例を示す説明図である。図２は、図１に示す本発明によるトルクドライバーのＩＩ−ＩＩ線による概略構成断面説明図であり、クラッチが結合されている状態を示す。図３は、図１に示す本発明によるトルクドライバーのＩＩ−ＩＩ線による概略構成断面説明図であり、クラッチの結合が解除された状態を示す。図４は、本発明によるトルクドライバーを用いた管理システムの実施の形態の一例による処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明によるトルクドライバー、トルクドライバーを用いた管理システム、トルクドライバーを用いた管理方法、プログラムおよびコンピューター読み取り可能な記録媒体の実施の形態の一例について詳細に説明するものとする。

まず、図１には、本発明によるトルクドライバーおよびトルクドライバーを用いた管理システムの実施の形態の一例を示す説明図が示されている。

ここで、トルクドライバー１０は、各種製品などへのネジの取り付けの際に作業者が握るドライバー本体を構成する円筒形状の把持部１２と、把持部１２の軸方向における下方側に連結されていて把持部１２とともにドライバー本体を構成して作業者が軸方向周りに回転させて任意のトルク値を設定するトルク調節部１４と、把持部１２内部に回転自在に係止されかつその先端がトルク調節部１４の下端部の孔１４ａより外部へ突出しているクラッチ板付きビット取り付け部１６と、クラッチ板付きビット取り付け部１６の下端部に接続されてネジを締め付けるビット５０とを有して構成されている。

こうしたトルクドライバー１０内部には、トルクドライバー１０とコンピューター１００との間で情報を無線通信で送受信することができるように、無線通信機能を有する電子回路基板３８が設けられている。

また、コンピューター１００は、トルクドライバー１０との間で送受信した情報を管理し、トルクドライバー１０から送信された情報を処理する中央処理装置（ＣＰＵ）やＲＯＭ、ＲＡＭあるいはハードディスクなどの各種の記憶装置などから構成される本体部１０２と、本体部１０２により処理された情報を表示する表示部１０４とを有して構築されるものである。

なお、こうしたコンピューター１００としては、従来より公知のパーソナルコンピューターシステムなどを用いればよい。

次に、図２および図３に示すトルクドライバー１０の概略構成断面説明図を用いながら、トルクドライバー１０の内部の構成について詳細に説明する。

なお、図２はクラッチが結合されている状態を示し、一方、図３はクラッチの結合が解除された状態を示している。

まず、図２および図３に示すように、把持部１２の下端部とトルク調節部１４の上端部とは、トルクドライバー１０内部において相対的に回転自在に嵌合して連結されている。

ここで、上記したようにトルク調節部１４の下端部には孔１４ａが穿設されているものであるが、この孔１４ａを貫通するようにして、クラッチ板付きビット取り付け部１６がトルクドライバー１０の中心軸Ｏとその中心軸を一致させて回転自在に配置されている。

このクラッチ付きビット取り付け部１６の上端部は円盤形状を備えており、その下面に４つの突起１６ｃを有するクラッチ板１６ａを形成している。

クラッチ付きビット取り付け部１６は、クラッチ板１６ａが、把持部１２の軸方向における略中央付近に位置するように配置されている。

より詳細には、クラッチ板付きビット取り付け部１６は、把持部１２内部に配設されたクラッチ板保護ケース１８により位置決めされて回転自在に配置されている。

ここで、クラッチ板保護ケース１８は、クラッチ板付きビット取り付け部１６と把持部１２との間に位置する上部円筒状部１８−１と、クラッチ板付きビット取り付け部１６のビット取り付け軸部１６ｂの外周側に位置する下部円筒状部１８−２とよりなる。

即ち、クラッチ板付きビット取り付け部１６のビット取り付け軸部１６ｂは、その周辺を覆うように下部円筒状部１８−２によって保護されている。

換言すれば、円筒形状を備えた下部円筒状部１８−２の中空の中心部を、クラッチ板付きビット取り付け部１６のビット取り付け軸部１６ｂが貫通するようにして配置されている。

また、下部円筒状部１８−２の下方部には、外周面に雄ネジ形状が形成された雄ネジ部１８ａが設けられている。

そして、雄ネジ部１８ａと噛み合う雌ネジ部２０ｂを備えたバネ変位可変板２０が、下部円筒状部１８−２の雄ネジ部１８ａの外周側、かつ、トルク調節部１４の内側において、雄ネジ部１８ａと雌ネジ部２０ｂとを噛み合わせた状態で配置されている。

より詳細には、バネ変位可変板２０の外周部２０ａは、トルク調節部１４の内周面に軸方向に沿って形成された溝１４ａに嵌合している。また、バネ変位可変板２０の内周側に形成された雌ネジ部２０ｂは、下部円筒状部１８−２の雄ネジ部１８ａに噛み合っている。

従って、トルク調節部１４を軸方向周りに回転させると、バネ変位可変板２０の雌ネジ部２０ｂと下部円筒状部１８−２の雄ネジ部１８ａとが噛み合っていることより、バネ変位可変板２０は溝１４ａに沿って軸方向に沿って上下方向に移動する。

また、雄ネジ部１８ａの上端部側には、その中心に雄ネジ部１８ａの上端部が貫通するようにして、略円環板形状のバネ押さえ板２４が配置されている。

そして、バネ変位可変板２０の上面２０ｃとバネ押さえ板２４との間には、拡開方向に付勢力を備えた付勢手段としてコイルバネよりなるトルク値決定バネ２２が配設されている。

即ち、トルク値決定バネ２２は、その下端部をバネ変位可変板２０の上面２０ｃと当接させるとともに、その上端部をバネ押さえ板２４の下面２４ａと当接させた状態で、バネ変位可変板２０の上面２０ｃとバネ押さえ板２４との間に配置されている。

次に、下部円筒状部１８−２の膨出部１８ｂには、軸方向周りに等間隔に３つの貫通孔１８ｃが形成されており、この貫通孔１８ｃ内にはクラッチピン２６が軸方向に移動自在な状態でそれぞれ配置されている。クラッチピン２６の軸方向長さは、膨出部１８ｂの軸方向長さと一致している。

これら各クラッチピン２６の上端部には、レース３０で位置決めされたベアリング２８がそれぞれ配置されている。即ち、各ベアリング２８は、レース３０で位置決めされており、クラッチピン２６上面より移動しないようになされている。

さらに、バネ押さえ板２４の突出部２４ｂ近傍には、クラッチ解除検出センサー３２が配置されている。

ビット５０にかかるトルクがトルク調節部１４により設定されたトルク値以下のときは、トルク値決定バネ２２の付勢力によりバネ押さえ板２４を介してクラッチピン２６が軸方向上方に押し上げられて、クラッチ板１６ａの突起１６ｃとベアリング２８とが噛み合ってクラッチが結合されている状態（図２を参照する。）となる。

この状態、即ち、作業者が把持部１２を持ってドライバー本体を軸方向周りに回転することにより発生されるトルクがクラッチ板付きビット取り付け部１６へ伝達される状態のときには、トルク値決定バネ２２の付勢力により押し上げられたバネ押さえ板２４の突出部２４ｂとクラッチ解除検出センサー３２とが接触した状態となるように設定されている。

一方、上記したクラッチが結合されている状態において、作業者が把持部１２を持ってドライバー本体を軸方向周りに回転するときに、ビット５０にかかるトルクがトルク調節部１４により設定されたトルク値を超えたときは、クラッチ板１６ａの突起１６ｃがベアリング２８に乗り上がるようにして、トルク値決定バネ２２の付勢力に抗してクラッチピン２６が軸方向下方に押し下げられてクラッチの結合が解除された状態（図３を参照する。）となる。

この状態、即ち、作業者が把持部１２を持ってドライバー本体を軸方向周りに回転することにより発生されるトルクがクラッチ板付きビット取り付け部１６へ伝達されない空転状態になると、トルク値決定バネ２２の付勢力に抗して押し下げられたバネ押さえ板２４の突出部２４ｂとクラッチ解除検出センサー３２とが離れた状態となるように設定されている。

クラッチ解除検出センサー３２は、バネ押さえ板２４の突出部２４ｂとクラッチ解除検出センサー３２とが離れたことを検知して、クラッチの結合が解除されたことを検出する。

次に、中心軸Ｏを対称軸としてバネ押さえ板２４の突出部２４ｂとは対称の位置に、板バネよりなるバネ変位取得板３４が配置されている。

このバネ変位取得板３４の下端部３４ａは、トルク値決定バネ２２の下端部に連結されれおり、一方、バネ変位取得板３４の上端部３４ｂは、可変抵抗器としてスライド型可変抵抗器３６のスライド部３６ａに連結されている。

トルク調節部１４を軸方向周りに回転させることにより、バネ変位可変板２０を軸方向上下方向に移動すると、バネ変位可変板２０の上面２０ｃと当接したトルク値決定バネ２２の下端部も軸方向上下方向に移動する。

このトルク値決定バネ２２の下端部の軸方向上下方向への移動に伴い、バネ変位取得板３４の下端部３４ａが連結されたトルク値決定バネ２２の下端部も軸方向上下方向に移動する。

これに伴いバネ変位取得板３４の上端部３４ｂも軸方向上下方向に移動して、上端部３４ｂに連結されたスライド型可変抵抗器３６のスライド部３６ａが軸方向上下方向に移動され、スライド部３６ａの軸方向上下方向への移動に従ってスライド型可変抵抗器３６の抵抗値が変化する。

なお、スライド型可変抵抗器３６は、本実施の形態においては、上部円筒状部１８−１に取り付けられている。

上記したクラッチ解除検出センサー３２およびスライド型可変抵抗器３６は、図示しないケーブルにより、トルクドライバー１０内部の上方部に配設された電子回路基板３８へ連結されている。

そして、クラッチ解除検出センサー３２とスライド型可変抵抗器３６とより得られた情報、即ち、クラッチ解除検出センサー３２が検出したクラッチの結合が解除されたことを示す情報とスライド型可変抵抗器３６の抵抗値を示す情報とは電子回路基板３８よりコンピューター１００へ無線通信により伝送される。

なお、クラッチ板１６ａ上部にはバッテリー４０が配置されており、このバッテリー４０によりクラッチ解除検出センサー３２、スライド型可変抵抗器３６ならびに電子回路基板３８へ電力が供給されるものである。

以上において説明したように、このトルクドライバー１０のトルク値を設定するためには、まず、トルク調節部１４を軸方向周りに回転させることにより、内部に配置されたトルク値決定バネ２２の全長を変える必要がある。

より詳細には、バネ変位可変板２０の外周部２０ａは、トルク調節部１４の溝１４ａに嵌合しており、バネ変位可変板２０の雌ネジ部２０ｂは下部円筒状部１８−２の雄ネジ部１８ａと噛み合っている。

このため、作業者が把持部１２を握りトルク調節部１４を軸方向周りに回転させることにより、その回転方向に応じてバネ変位可変板２０を軸方向上方向または軸方向下方向へ移動することができる。

ここで、バネ変位可変板２０を軸方向上方向へ移動させると、トルク値決定バネ２２の付勢力に抗してトルク値決定バネ２２を圧縮する力が強まることになるため、トルク値決定バネ２２の反力（拡開方向への付勢力）が強まる。

一方、バネ変位可変板２０を軸方向下方向へ移動させると、トルク値決定バネ２２の付勢力に抗してトルク値決定バネ２２を圧縮する力が弱まることになるため、トルク値決定バネ２２の反力（拡開方向への付勢力）が弱まる。

このトルク値決定バネ２２の反力は、バネ押さえ２４を介してクラッチピン２６ならびにベアリング２８に伝達され、ベアリング２８を介してクラッチ板１６ａの突起１６ｃにまで伝達される。

即ち、トルク値決定バネ２２により、ベアリング２８とクラッチ板１６ａの突起１６ｃとを噛み合わせ、ビット取り付け軸部１６ｂに取り付けられたビットを回転させるトルク値を決定する反力が発生される。

ここで、上記したトルク値決定バネ２２の下端部の軸方向上下方向への移動に伴い、バネ変位取得板３４の下端部３４ａが連結されたトルク値決定バネ２２の下端部も軸方向上下方向に移動する。

このスライド型可変抵抗器３６の抵抗値を示す電気信号は電子回路基板３８へ出力され、電子回路基板３８の内部ＣＰＵは、スライド型可変抵抗器３６から出力された抵抗値に基づきトルクドライバーに設定されたトルク値を演算し、その演算結果であるトルク値をコンピューター１００の本体部１０２に出力する。コンピューター１００の本体部は、表示部１０４に表示したり、あるいは、演算結果であるトルク値と予め設定されたトルク値とが一致するか否かを判断し、その判断結果を表示部１０４に表示したりする。

なお、スライド型可変抵抗器３６から出力された抵抗値に基づきトルクドライバーに設定されたトルク値を演算する手法としては、例えば、以下に説明するよう手法を用いればよい。

ここで、スライド型可変抵抗器３６から出力された抵抗値に基づきトルクドライバーに設定されたトルク値を演算する手法の一例を説明する。

トルク値決定バネ２２のバネ反力と、トルク値は比例関係にある。また、トルク値決定バネ２２のバネ反力は、抵抗値と比例関係にあるので、以下の数式が導き出せる。

トルク値＝定数１×抵抗値＋定数２

この数式より、抵抗値に基づきトルクドライバーに設定されたトルク値を演算することが可能となる。

上記のようにしてトルク値が設定されたトルクドライバー１０を用いてネジを回転させて当該ネジの締め付け作業を行うことになるが、設定されたトルク値でのネジの締め付けが完了するまでは、図２に示すように、クラッチ部１６ａの突起１６ｃとベアリング２８とが噛み合いクラッチが結合された状態が維持され、設定されたトルク値がビット取り付け軸部１６ｂへ伝達される。

ネジの締め付け作業が進み設定されたトルク値でのネジの締め付けが完了した後に、さらにネジの締め付け続行すると、図３に示すように、トルク値決定バネ２２の反力に抗しベアリング２８を押し下げるようにしてクラッチ部１６ａの突起１６ｃがベアリング２８に乗り上がり、クラッチ部１６ａの突起１６ｃがベアリング２８を乗り越えて図２に示す状態に復帰する。

ここで、トルク値決定バネ２２の反力に抗しベアリング２８を押し下げるようにしてクラッチ部１６ａの突起１６ｃがベアリング２８に乗り上がると（図３を参照する。）、ベアリングを介してクラッチピン２６およびバネ押さえ板２４も押し下げられ、バネ押さえ板２４の突出部２４ｂとクラッチ解除検出センサー３２とが離れることになる。

これにより、クラッチ解除検出センサー３２は、バネ押さえ板２４の突出部２４ｂとクラッチ解除検出センサー３２とが離れたことを検知して、クラッチの結合が解除されたことを検出する。

このクラッチの結合が解除されたという情報を示す電気信号はクラッチ解除検出センサー３２から電子回路基板３８へ出力され、電子回路基板３８を介してコンピューター１００の本体部１０２に出力される。

コンピューター１００の本体部は、クラッチ解除検出センサー３２から出力されたクラッチの結合が解除されたことを示す情報に基づき、クラッチの結合が何回解除されたこかを計数する。このクラッチの結合が解除された回数の数値とトルクドライバー１０に設定されたトルクで締め付けたネジの本数の数値とは、互いに一致することになる。

次に、トルクドライバー１０を用いて実行される本発明によるトルクドライバーを用いた管理システムについて、図４に示すフローチャートに示す処理ルーチンを参照しながら説明するものとする。

このトルクドライバーを用いた管理システムは、各種製品の組み立ての際などにおいてネジの締め付け作業を行う際に、ネジを締め付ける際のトルク値と締め付けを完了したネジの本数とを管理することを可能にしたものである。

本発明によるトルクドライバーを用いた管理システムは、ハードウェアとしてはコンピューター１００により実現されるものであって、そのプログラムは本体部１０２のＲＯＭに記憶されている。

このＲＯＭに記憶されたプログラムが本体部１０２のＣＰＵにより実行されることにより、以下の処理が実現されるものである。

なお、トルクドライバー１０とコンピューター１００との間では、クラッチ解除検出センサー３２によるクラッチ結合が解除されるタイミングで、クラッチ結合が解除された検出結果とスライド型可変抵抗器３６の抵抗器の抵抗値に基づいて算出したトルク値の送信が行われる。

また、適正トルク決定のタイミングで、パーソナルコンピューター１００からトルクドライバー１０へ送信され、その判定結果をトルクドライバー１０からパーソナルコンピューター１００へ送信する。

上記のように、トルクドライバー１０とコンピューター１００との間では、所定のタイミングで、無線による送受信が行われており、スライド型可変抵抗器３６の抵抗値やクラッチ解除検出センサー３２によるクラッチの結合が解除されたという情報が、トルクドライバー１０からコンピューター１００へ出力されている。

即ち、本発明によるトルクドライバーを用いた管理システムのプログラムが起動されると、まず、コンピューター１００からトルクドライバー１０による締め付け対象のネジに予め設定された適正なトルク値（以下、「適正トルク値」と適宜に称する。）が送信される。また、コンピューター１００は適正トルク値をコンピューター１００の表示部１０４に表示する（ステップＳ４０２）。

トルクドライバー１０は、スライド型可変抵抗器３６の抵抗器の抵抗値に基づいて算出したトルク値と適正トルク値が一致しているか否かの判断処理を行い、その結果をコンピューター１００へ送信する。

ステップＳ４０４の判断処理において、適正トルク値と算出トルク値とが一致しないと判断された場合（Ｎｏ）には、ステップＳ４０６に進むこととなる。

ステップＳ４０６の処理においては、算出トルク値が適正トルク値と一致するようにトルクドライバー１０のバネ変位可変板２０を回転させてトルク値を調節する旨の指示を表示部１０４に表示する処理を行い、ステップＳ４０２の処理へ戻る。

作業者は、ステップＳ４０６の処理による表示部１０４への表示に従って、トルクドライバー１０のバネ変位可変板２０を回転させてトルク値を調節することになる。

このステップＳ４０２→ステップＳ４０４→ステップＳ４０６→ステップＳ４０２→ステップＳ４０４→ステップＳ４０６→・・・という処理フローは、ステップＳ４０４の判断処理において適正トルク値と算出トルク値とが一致すると判断されるまで繰り返し実行される。

そして、ステップＳ４０４の判断処理において、適正トルク値と算出トルク値とが一致すると判断された場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ４０８の処理へ進むこととなる。

ステップＳ４０８の処理においては、ネジの締め付けを開始して良い旨のメッセージと予め設定されている締め付けるネジの本数（以下、「締め付け対象本数」と適宜に称する。）とを表示部１０４に表示する処理を行う。

作業者は、ステップＳ４０８の処理による表示部１０４への表示に従って、トルクドライバー１０を用いてネジの締め付け作業を開始することになる。

ステップＳ４０８の処理を終了すると、ステップＳ４１０の処理へ進み、クラッチ板移動検出センサー３２のクラッチの結合が解除されたという情報の受信毎に、適正トルク値でのネジの締め付けが完了したものと判定し、適正トルク値で締め付けが完了したネジの本数（以下、「締め付け完了本数」と適宜に称する。）を表示部１０４に表示する処理を行う。

ステップＳ４１０の処理を終了すると、ステップＳ４１２の処理へ進み、ステップＳ４０８でネジの締め付けが完了したものと判定された締め付け完了本数と締め付け対象本数とが一致するか否かの判断処理を行う。

ステップＳ４１２の判断処理において、締め付け完了本数と締め付け対象本数とが一致しないと判断された場合（Ｎｏ）には、ステップＳ４１０の処理へ戻り、ステップＳ４１２の判断処理において締め付け完了本数と締め付け対象本数とが一致すると判断されるまで、ステップＳ４１０→ステップＳ４１２→ステップＳ４１０→ステップＳ４１２→ステップＳ４１０→・・・という処理フローを繰り返す。

そして、ステップＳ４１２の判断処理において、締め付け完了本数と締め付け対象本数とが一致すると判断された場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ４１４の処理へ進むこととなる。

ステップＳ４１４の処理においては、トルクドライバー１０による締め付け対象のネジの全の締め付けが完了したことを表示部１０４に表示する処理を行い、この処理ルーチンを終了する。

以上において説明したように、本発明によるトルクドライバーによれば、エンコーダーを用いることなく、任意のトルク値を設定することができるようになる。

また、本発明によるトルクドライバーを用いた管理システムによれば、取り付けるネジの締め付け状態や締め付けを完了したネジの本数を適正に管理することができるようになる。

なお、上記した実施の形態は、トルクドライバー１０内部の各構成部材について、図２ならびに図３に示すような構成や配置に限られるものではないことは勿論であり、適宜に変更するようにしてもよい。

例えば、上記した実施の形態においては、付勢手段たるトルク値決定バネ２２としてコイルバネを用いたが、これに限られものではなく、板バネやゴムなどを用いるようにしてもよい。

また、上記した実施の形態においては、付勢手段たるトルク値決定バネ２２の変位量を抵抗値として取得するために可変抵抗器としてスライド型可変抵抗器３６を用いたが、これに限られものではなく、ロータリー型可変抵抗器など用いるようにしてもよい。

本発明は、ネジによる締め付けを要する各種の製品の組み立て作業に利用することができるものである。

１０トルクドライバー、１２把持部、１４トルク調節部、１６クラッチ板付きビット取り付け部、１８クラッチ板保護ケース、２０バネ変位可変板、２２トルク値決定バネ、２４バネ押さえ板、２６クラッチピン、２８ベアリング、３０レース、３２クラッチ解除検出センサー、３４バネ変位取得板、３６スライド型可変抵抗器、３８電子回路基板、４０バッテリー、５０ビット、１００コンピューター、１０２表示部、１０４本体部

Claims

ドライバー本体を構成する円筒形状を有する把持部と、
前記把持部の軸方向における下端部に回転自在に嵌合して前記把持部とともに前記ドライバー本体を構成するものであって、作業者が回転させることによりトルク値を設定可能なトルク調節部と、
前記把持部の中心軸と一致する位置を中心とする円盤形状体であってその下面の所定の位置に複数の突起が配置されたクラッチ板を有し、かつ、前記クラッチ板の中心より前記把持部の中心軸に沿って延長された軸部の先端が前記トルク調節部の下端部より突出するように前記把持部内部に前記クラッチ板を介して回転自在に係止されるビット取り付け部と、
前記ビット取り付け部の先端に接続されるネジ締めを行うビット部と、
前記把持部内において前記クラッチ板を位置決めして前記ビット取り付け部を保護するとともに、前記軸部の外周側に配置され、下端部の外周面に第１のネジ部を有する保護部と、
前記トルク調節部内に前記ビット取り付け部に巻回するように配置され、拡開方向への付勢力を備え、前記トルク調節部の回転に伴い、その全長を変えて該付勢力を変位させることにより所定のトルク値を設定する付勢手段と、
中央に前記ビット取り付け部の前記軸部を挿通可能な孔を有し、前記付勢手段の下端部に当接して配置され、かつ、その内周面に前記保護部が有する前記第１のネジ部と噛み合うようになされた第２のネジ部を備える略板状体であって、作業者による前記トルク調節部の回転に伴い前記トルク調節部内に配設された溝に沿って前記軸部に沿って上下方向に移動自在に配置されて、上方側へ移動されるよう前記トルク調節部を回転されると前記付勢手段の下端部を押し上げて前記付勢手段の拡開方向への付勢力を強め、また、下方側へ移動されるよう前記トルク調節部を回転されると前記付勢手段の下端部を押し下げて前記付勢手段の拡開方向への付勢力を弱めることが可能である付勢手段変位可変板と、
前記把持部内における前記付勢手段変位可変板と対向する位置であって前記付勢手段変位可変板とともに前記付勢手段を挟む状態となるように配設され、かつ、その下面が前記付勢手段の上端部と当接するように配置される略円環板形状体であって、上面側の外周部に突出部を有する付勢手段押さえ板と、
前記クラッチ板と前記付勢手段押さえ板との間に等間隔に配置された貫通孔内に前記ビット取り付け部が有する前記軸部に平行であるように、かつ、前記軸部方向に移動自在な状態でそれぞれ配設され、一方の端部には位置決めされて配置されるベアリングを有して前記ベアリングを介して前記クラッチ板の前記突起と接するものであって、他方の端部は前記付勢手段押さえ板の上面と当接する複数のクラッチピンと、
前記ビット部にかかるトルク値が前記所定のトルク値以下のときには、前記付勢手段の付勢力により前記付勢手段押さえ板を介して前記クラッチピンを軸方向の上方に押し上げて、前記クラッチ板が有する前記突起と前記ベアリングとを噛み合わせて前記クラッチ板と前記クラッチピンとを結合するようにし、前記ビット部にかかるトルク値が前記所定のトルク値を超えたときには、前記クラッチ板の前記突起が前記ベアリングに乗り上がることにより前記付勢手段の付勢力に抗して前記クラッチピンを軸方向の下方へ押し下げて、前記クラッチ板と前記クラッチピンとの結合を解除し、前記ビット部を空転させるようにするクラッチ機構と、
前記把持部の中心軸を対称軸として前記突出部とは対称の位置に配置され、その下端部を前記付勢手段の下端部に、前記付勢手段下端部の上下方向への動きに合わせて上下方向へ移動可能であるように連結される変位取得板と、
前記保護部の上端部に配置されるものであって、前記変位取得板の上端部に連結し、前記変位取得板の上下方向への移動に従って上下方向に移動するスライド部を有し、前記スライド部の移動に従って変化する抵抗値を示す可変抵抗器と、
前記ドライバー本体を前記軸部方向周りに回転することにより発生されるトルクが前記ビット取り付け部に伝達される状態のときは前記付勢手段の付勢力により押し上げられた前記付勢手段押さえ板の前記突出部と接触されるように、前記把持部内の前記付勢手段押さえ板の前記突出部近傍に配置され、前記付勢手段押さえ板の前記突出部が接触したか否かを検知し、前記突出部が離れると前記クラッチ板と前記クラッチピンとの結合が解除されたことを検出する検出手段と、
前記可変抵抗器より出力された抵抗値に基づき、設定された前記所定のトルク値を演算する演算手段と、
前記演算手段の演算結果を表示する表示手段と、
前記演算手段の演算結果と前記検出手段の検出結果とを送信する送信手段と
を有することを特徴とするトルクドライバー。