JP6528232B2 - Device for detecting screwed state of electric rotary tool, method for adjusting torque thereof, and method for controlling screwed screw using the same - Google Patents
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Description
本発明は、電動モータの駆動出力軸にクラッチ機構を介してドライバービット等の回転工具を結合した電動回転工具において、例えばドライバービットによるねじ締め作業に際し、適正なねじ締め状態の確認および判定を容易かつ確実に達成することができるように構成した電動回転工具のねじ締め状態検出装置及びそのトルク調整方法並びにその使用によるねじ締め制御方法に関するものである。 The present invention is an electric rotary tool in which a rotary tool such as a driver bit is coupled to a drive output shaft of an electric motor via a clutch mechanism. The present invention relates to a screw tightening state detection device and a torque adjustment method of the electric rotary tool configured so as to be surely achieved, and a screw tightening control method using the same.
本出願人は、先に、トルク検出機能を備える電動ドライバーとして、電動モータを内蔵した把持部を設け、この電動モータの出力軸に遊星歯車からなる減速機構を介してドライバービットを回転駆動する従動軸を結合し、前記減速機構を囲繞する円筒状ケーシング内に前記減速機構の遊星歯車と噛合するインターナルギヤを回転可能に配置し、前記インターナルギヤの閉塞底面部に形成したクラッチ面とこれに対向する把持部側円筒状ケーシングの円形底面部との間に鋼球を配置したクラッチ機構を設けた電動ドライバーを構成し、(1)前記減速機構のインターナルギヤの外周の一部にトーションバーの一端を結合し、その他端を把持部側円筒状ケーシングに設けた開口を介して把持部の外側へ導出すると共に、把持部の外側において軸方向へ平行に延設して把持部に固定配置し、(2)トーションバーの応力変位部にストレインゲージを張設し、このストレインゲージの検出信号に基づいてトルク値の検出を行うように構成した、ねじ締めトルク検出手段を設けたトルク検出機能を備える電動ドライバーを開発し、特許出願を行うと共に特許を得た(特許文献1参照)。 The applicant previously provided, as an electric driver having a torque detection function, a grip portion incorporating an electric motor, and a driven element which rotationally drives a driver bit through an output shaft of the electric motor via a reduction gear mechanism consisting of a planetary gear. An internal gear rotatably engaged with a planetary gear of the reduction mechanism, which is coupled to a shaft and which meshes with a planetary gear of the reduction mechanism in a cylindrical casing surrounding the reduction mechanism, and a clutch surface formed on a closed bottom portion of the internal gear The electric driver is provided with a clutch mechanism in which steel balls are arranged between the circular bottom portion of the grip-side cylindrical casing facing to the (1) a torsion on a part of the outer periphery of the internal gear of the reduction mechanism. One end of the bar is coupled, and the other end is led out of the grip through an opening provided in the grip-side cylindrical casing, and is axially located outside the grip Extending in parallel with each other and fixedly arranged in the grip, (2) a strain gauge is stretched on the stress displacement portion of the torsion bar, and the torque value is detected based on the detection signal of the strain gauge An electric driver having a torque detection function provided with a screw tightening torque detection means was developed, and a patent application was made and a patent was obtained (see Patent Document 1).
この特許文献1に記載のトルク検出機能を備える電動ドライバーにおいては、前記クラッチ機構のクラッチ動作と同時にねじ締め完了時のねじ締めトルク値を、電動ドライバー固有の特性を加味した状態で検出測定が可能となり、電動ドライバー固有の特性に適合したねじ締めトルク値の設定とその上限値と下限値とからなる許容値の設定を容易かつ適正に行うことができるようにしたものである。
In the electric driver having the torque detection function described in
従って、前記特許文献1に記載のトルク検出機能を備える電動ドライバーによれば、前記電動ドライバーにより所要のねじ取付け対象物へのねじの取付け試行を複数回繰り返し行うことにより、各ねじのねじ締め完了時における電動ドライバーのねじ締めトルク値をそれぞれ記憶保持するねじ締めトルク値記憶手段と、前記ねじ締めトルク値記憶手段に保持された複数のねじ締めトルク値から、その最大トルク値と最小トルク値とを抽出し、前記最大トルク値および最小トルク値と設定トルク値との偏差に対して、5〜10%に相当する値を、前記最大トルク値および最小トルク値に加えてそれぞれ上限値および下限値を算出する許容値演算手段とを設け、前記許容値演算手段により算出された上限値および下限値を電動ドライバーの設定トルク値に対する許容値として前記電動ドライバーのねじ締めトルク検出手段に対して設定するように構成したトルク検出機能を備える電動ドライバーを使用するトルク管理システムの開発にも成功した。
Therefore, according to the electric driver having the torque detection function described in
また、本出願人は、その後において、電動モータのモータハウジングの一端部より突出する回転駆動出力軸を、遊星歯車を備える減速機構に結合し、前記減速機構の出力軸に対し、クラッチ板を設けて、このクラッチ板に対しクラッチボールを軸方向に弾力的に係合させ、ねじ締め作業においてドライバービットより前記出力軸に一定以上の負荷トルク(反力)が掛ることにより、前記クラッチ板がクラッチボールを乗り越えて回転駆動力の伝達を遮断すると共に、前記クラッチ板の動作を検出する検出素子を設けて、この検出素子により出力されるクラッチ動作信号に基づいて電動モータの電源を遮断するクラッチ機構を構成し、このクラッチ機構を介してドライバービットに結合してなる電動ドライバーを構成し、(1)前記電動モータの回転駆動出力軸を囲繞するように配置したスリーブ体を設け、前記スリーブ体の一端には、フランジ部を形成して、このフランジ部を前記モータハウジングの一端部に固定すると共に、前記スリーブ体の他端には、前記回転駆動出力軸と結合する前記減速機構の遊星歯車を囲繞するようにして噛合するインターナルギヤ部を前記スリーブ体と一体的に設けた構成とし、(2)さらに前記スリーブ体の前記フランジ部とインターナルギヤ部との間の外周部には、一対のストレインゲージを取付け、前記ストレインゲージから検出される信号を入力してねじ締めトルクを変換表示するための負荷トルク検出回路を設けて、電動ドライバーのねじ締めトルク検出装置を構成し、(3)前記電動ドライバーによるねじ締め作業において、ねじ締め作業が完了する際に、前記ドライバービットにおけるねじ締めトルクが反力として前記回転駆動出力軸に作用し、前記クラッチ機構をクラッチ動作させて電動モータの電源を遮断する際の前記ねじ締めトルクを、前記負荷トルク検出回路により検出するように構成した電動ドライバーのねじ締めトルク検出装置を開発し、特許出願を行うと共に特許を得た(特許文献2参照)。 Further, after that, the applicant connects the rotational drive output shaft projecting from one end of the motor housing of the electric motor to the reduction gear mechanism including the planetary gear, and provides the clutch plate for the output shaft of the reduction gear mechanism. The clutch plate is elastically engaged with the clutch plate in the axial direction, and a load torque (reaction force) of a predetermined level or more is applied to the output shaft by the driver bit in a screw tightening operation. A clutch mechanism which cuts over the ball and interrupts the transmission of the rotational drive force and provides a detection element for detecting the operation of the clutch plate, and shuts off the power of the electric motor based on the clutch operation signal outputted by the detection element And an electric driver coupled to the driver bit through the clutch mechanism, (1) the electric motor A sleeve body is provided so as to surround a rotational drive output shaft, and a flange portion is formed at one end of the sleeve body, and the flange portion is fixed to one end portion of the motor housing. At the other end, an internal gear portion meshing with the planetary gear of the reduction gear coupled to the rotational drive output shaft is provided integrally with the sleeve body, (2) the sleeve A pair of strain gauges are attached to the outer peripheral portion between the flange portion of the body and the internal gear portion, and load torque detection for converting and displaying a screw tightening torque by inputting a signal detected from the strain gauges A circuit is provided to configure a screw tightening torque detection device for an electric driver, and (3) screw tightening is performed in the screw tightening operation by the electric driver. The screw tightening torque in the driver bit acts on the rotational drive output shaft as a reaction force when the operation is completed, and the screw tightening torque when the clutch mechanism of the clutch mechanism is operated to shut off the power of the electric motor is We developed a screw tightening torque detection device for an electric driver configured to be detected by a load torque detection circuit, applied for a patent application, and obtained a patent (see Patent Document 2).
この特許文献2に記載の電動ドライバーにおいては、電動モータの負荷トルク検出装置を応用したものであり、電動モータから遊星歯車を備えた減速機構を介してドライバービットに伝達する回転駆動操作によって、ねじ締め作業を行う電動ドライバーにおいて、電動モータを固定した状態において、電動モータの駆動出力軸に対して作用する反力としてのねじ締付けトルクを、前記駆動出力軸を囲繞するスリーブ体によりネジリモーメントとして有効に作用して、これをストレインゲージにより適正かつ高精度に検出することができ、しかも電動モータを把持部ケーシング内に固定して、その製造を容易にすると共に支持構造を安定な配置構成とすることができるものである。
In the electric driver described in
また、本出願人は、電動モータのモータ出力軸に、遊星歯車機構からなる減速機構を設け、この減速機構とドライバービット等の回転工具との間に、ねじ締め作業等において前記回転工具に生じる負荷トルクを検出するトルク検出手段を設けた構成からなり、把持部ケーシング内の所要スペースに、電動モータの駆動を行う駆動回路と、前記トルク検出手段によりねじ締め作業等の完了に伴う回転工具に生じる負荷トルクを検出してその検出負荷トルクが予め設定したトルク値に達した際に回転工具の駆動停止すなわち電動モータの駆動を停止させるトルク設定自動停止回路と、からなる駆動制御回路を周の配置した電動回転工具において、電動回転工具の使用に際して、それぞれ作業内容に応じて、所望のプッシュ操作方式またはレバー操作方式による駆動制御を選択的に行うことができ、常に適正なねじ等の締付け作業の効率化を図ることができると共に、取扱いが簡便にして安全性も十分高めることができる電動回転工具を開発し、特許出願をすると共に特許を得た(特許文献3参照)。 In addition, the applicant has provided a reduction mechanism consisting of a planetary gear mechanism on the motor output shaft of the electric motor, and the above-mentioned rotation tool is produced in a screwing operation or the like between this reduction mechanism and a rotating tool such as a driver bit. A drive circuit for driving an electric motor is provided in a required space in a grip portion casing, and a rotary tool accompanying completion of screw tightening operation by the torque detection means. The drive control circuit consists of a torque setting automatic stop circuit for stopping the drive of the rotary tool, ie, stopping the drive of the electric motor when the load torque to be generated is detected and the detected load torque reaches a preset torque value. In the case of using the electric rotary tool, a desired push operation method or lever operation can be performed according to the work content when using the electric rotary tool. We have developed an electric rotary tool that can selectively perform drive control according to the method, always improve the efficiency of tightening work such as appropriate screws, and simplify handling and sufficiently enhance safety. Filed a patent application and obtained a patent (see Patent Document 3).
しかるに、この種の電動回転工具において、前記トルク検出手段には、一般的に外部操作可能なトルク調整機構(TAM)が設けられる。すなわち、この場合のトルク調整機構としては、回転工具の支持軸に対し同軸的にその周囲を囲繞する位置に設けられる。しかしながら、例えば、電動回転工具を自動操作機等と組合せて使用する場合には、前記回転工具の支持軸の周囲には種々の機構が組合せ配置される等のことから、前記特許文献3においては、前記トルク検出手段に対するトルク調整機構(TAM)の設定位置を、把持部ケーシングに内蔵される電動モータの出力軸の軸方向延長線上において接続配置される回転工具の支持軸に対し、図8に示すように、前記支持軸の軸方向より傾斜させて把持部ケーシングより突出するように接続配置した構成とすることを提案した。 However, in this type of electric rotary tool, the torque detection means is generally provided with an externally operable torque adjustment mechanism (TAM). That is, the torque adjustment mechanism in this case is provided at a position coaxially surrounding the periphery of the support shaft of the rotary tool. However, for example, when using an electric rotary tool in combination with an automatic manipulator or the like, various mechanisms are combined and arranged around the support shaft of the rotary tool, etc. The setting position of the torque adjustment mechanism (TAM) with respect to the torque detection means is shown in FIG. 8 with respect to the support shaft of the rotary tool connected on the axial extension of the output shaft of the electric motor built in the grip portion casing. As shown, it has been proposed that the connection is arranged so as to be inclined from the axial direction of the support shaft and to project from the grip casing.
そして、前記トルク検出手段の具体的な構成としては、前記特許文献1に記載されるトルク検出機能を備える電動ドライバーからも明らかなように、電動モータの出力軸に遊星歯車からなる減速機構を介してドライバービットを回転駆動する従動軸を結合し、前記減速機構を囲繞する円筒状ケーシング内に前記減速機構の遊星歯車と噛合するインターナルギヤを回転可能に配置し、前記インターナルギヤの閉塞底面部に形成したクラッチ面とこれに対向する把持部側円筒状ケーシングの円形底面部との間に鋼球を配置したクラッチ機構が設けられる。
Further, as a specific configuration of the torque detection means, as is apparent from the electric driver having the torque detection function described in the above-mentioned
そこで、本出願人は、前記特許文献3に記載されるトルク調整機構(TAM)の設定位置を、回転工具の支持軸に対し、傾斜させて把持部ケーシングより突出するように接続配置した構成とする場合において、前記クラッチ機構を、図9に示すように、インターナルギヤIGの閉塞底面部1を円錐状に形成し、その円錐状外側底面部にクラッチ動作を行うための突起部2を設けたクラッチカム面Ccを形成し、このクラッチカム面の突起部1と対応する位置に鋼球3を配置した構成とし、この鋼球3に対しトルク設定を行うためのトルク調整用ばね4を介して従動軸5(回転工具の支持軸)に対して斜め方向に独立させて弾力的に保持するように構成してなるトルク調整機構(TAM)を設けた電動回転工具を提案した(特許文献4参照)。
Therefore, the present applicant has a configuration in which the setting position of the torque adjustment mechanism (TAM) described in
前述した特許文献3、4において提案したクラッチ機構に対するトルク調整機構を採用する電動回転工具において、所要のねじ締め作業に際し、トルク検出手段によりねじの締付け完了(トルクアップ)を検出する場合、この種の電動回転工具においてトルクアップ時のトルク値、すなわち、ねじ締めトルク値を検出するには、前述した特許文献1または特許文献2に記載されるトルク検出手段を採用することができる。
In the electric rotary tool adopting the torque adjustment mechanism for the clutch mechanism proposed in
しかしながら、この場合において、前述したような従来のトルク検出手段を採用するものとすれば、電動回転工具としての全体的な構造が複雑となるばかりでなく、製造コストの増大を招くと共に、ねじ締め作業等に際しての取扱いないし操作においても種々の不都合を生じる難点がある。 However, in this case, if the conventional torque detecting means as described above is adopted, not only the overall structure as the electric rotating tool becomes complicated but also the manufacturing cost increases, and screw tightening is achieved. There are also problems that cause various problems in handling or operation during work.
そこで、本発明者は、種々検討並びに試作を行った結果、電動回転工具のクラッチ機構に対するトルク調整機構として、電動モータの出力軸に対し減速機構として接続配置されるインターナルギヤを囲繞する把持部ケーシングに対し、前記インターナルギヤを介して出力される回転軸の軸方向に対し、適宜傾斜するように構成配置された場合において、所要のねじ締め作業に際し、クラッチ機構によりねじの締付け完了(トルクアップ)を検出する場合、トルクアップ時において回転工具より前記回転軸に対し反力が加わると、減速機構の正転駆動に対しインターナルギヤを逆転させる作用を生じ、これに伴いインターナルギヤの円錐状外側底面部に設けたクラッチカム面の突起部が、トルク調整用ばねにより弾力的に保持された鋼球を乗り越えるクラッチ動作が行われることになり、このクラッチ動作に際して、前記トルク調整用ばねを圧縮変形する応力が発生し、そしてこの発生応力は前記トルク調整用ばねを保持するケーシングに伝達されることから、前記トルク調整用ばねを保持するケーシングに対しその応力変化を検出するためのトルク検出素子として、ひずみゲージ(strain gauge)を適宜設けることにより、簡便にしてかつ適正なねじ締め状態の検出を行うことができるねじ締め状態検出装置が得られることを突き止めた。 Therefore, as a result of various investigations and trial manufactures by the present inventor, as a torque adjustment mechanism for the clutch mechanism of the electric rotary tool, a grip portion surrounding the internal gear connected and arranged as the reduction gear mechanism to the output shaft of the electric motor In the case where the casing is configured to be appropriately inclined with respect to the axial direction of the rotation shaft output via the internal gear, tightening of the screw is completed by the clutch mechanism in the required screw tightening operation (torque In the case of detecting the up), if a reaction force is applied to the rotating shaft from the rotary tool at the time of torque up, an action of reversing the internal gear with respect to the forward rotation drive of the reduction gear mechanism is generated. The projection of the clutch cam surface provided on the conical outer bottom surface rides on the steel ball resiliently held by the torque adjustment spring. In the clutch operation, a stress that compresses and deforms the torque adjustment spring is generated, and the generated stress is transmitted to the casing that holds the torque adjustment spring. By appropriately providing a strain gauge as a torque detection element for detecting a change in stress on the casing for holding the torque adjustment spring, detection of a screw tightening condition can be performed simply and properly. It was found that a screwing state detecting device capable of
従って、本発明者は、前記のように構成されるねじ締め状態検出装置において、クラッチ機構に対するトルク調整機構に、トルク検出素子を設けてトルク検出を行うように構成することにより、ねじ締め作業に際して、予め設定したねじ締めトルクによるねじの締付け完了すなわちトルクアップするタイミングを、簡便にしてかつ適正に検出することができることから、従来のクラッチ動作による機械的変位をリミットスイッチ等により検出する方式に代えて、前記トルク検出素子による出力変化(ひずみゲージによる出力電圧の変位)を検出することにより、トルク調整機構のクラッチ動作を行う鋼球に対するスプリングの弾力調整を適正かつ簡便に行うことができ、これによりねじの締付けが完了するタイミングを適正に設定することができると共に、クラッチ動作後における電動モータの駆動を自動的に停止する制御を適正に行うように設定することもできることを突き止めた。 Therefore, in the screw tightening state detection device configured as described above, the present inventor is configured to perform torque detection by providing a torque detection element in the torque adjustment mechanism for the clutch mechanism. Since it is possible to simply and properly detect the tightening completion of the screw by a preset screw tightening torque, that is, the timing of torque increase, instead of the method of detecting mechanical displacement by the conventional clutch operation with a limit switch or the like By detecting the change in output (displacement of the output voltage by the strain gauge) by the torque detection element, it is possible to appropriately and simply adjust the elasticity of the spring for the steel ball that performs the clutch operation of the torque adjustment mechanism. Properly set the timing at which tightening of the screw is completed With wear, I have found that it is also possible to set so properly perform automatic control for stopping the driving of the electric motor after the clutch operation.
また、本発明のねじ締め状態検出装置においては、使用するねじの種類に応じて、予めトルクアップするに適したトルク検出値となるようにトルク設定すなわちトルク調整を行う必要がある。この場合、前記ひずみゲージからなるトルク検出素子により検出される出力信号(出力電圧)の検出値を、それぞれ記録し表示するトルク検出値表示手段を設け、前記トルク検出値表示手段に対して、外部操作による通信手段によりねじ締めトルク値を設定するか、又はオペレ−タの経験によるねじ締めトルク値の記憶に基づいて、ねじ締め状態検出装置におけるクラッチ機構に対するトルク調整機構のトルク調整を行う調整ねじ具を逐次回動操作して、それぞれねじ締めトルク値を検出することにより、前記トルク検出値表示手段において、予め設定又は記憶に基づくねじ締めトルク値との比較を行って、相互に一致する前記調整ねじ具の位置決め調整を行うことにより、ねじ締め状態検出装置のトルク調整すなわちトルク調整機構におけるクラッチ動作を行う鋼球に対するスプリングの弾力調整を、容易かつ適正に行うことができることを突き止めた。 In addition, in the screw tightening state detection device of the present invention, it is necessary to perform torque setting, that is, torque adjustment, in advance so as to obtain a torque detection value suitable for increasing torque according to the type of screw used. In this case, torque detection value display means for recording and displaying the detection values of the output signal (output voltage) detected by the torque detection element comprising the strain gauge is provided, and the torque detection value display means is externally provided. Adjustment screw which sets torque value of screw tightening by communication means by operation or adjusts torque of torque adjustment mechanism to clutch mechanism in screw tightening state detection device based on memory of screw tightening torque value by operator's experience By sequentially turning the tool and detecting the screw tightening torque value, the detected torque value display means compares the screw tightening torque value based on the setting or memory in advance and agrees with each other By performing positioning adjustment of the adjusting screw, torque adjustment of the screw tightening state detecting device, that is, torque adjustment mechanism The elastic adjustment of the spring against the steel ball for performing clutch operation, have found that it is possible to easily and properly.
さらに、本発明のねじ締め状態検出装置においては、前記のようにトルク検出素子による出力変化を検出することにより、電動モータの駆動を自動的に停止する制御を行う場合において、前記トルク検出素子としてのひずみゲージによれば、出力変化を所定のトルク値に変換することにより、ねじの締付け完了際してのねじ締めトルク値を算出し、記録して、ねじ締めの良否判定を行うように設定することができることを突き止めた。 Furthermore, in the screw tightening state detection device according to the present invention, as the torque detection element in the case where the control of automatically stopping the drive of the electric motor is performed by detecting the output change by the torque detection element as described above, According to the strain gauges of the above, it is set to calculate the screw tightening torque value at the completion of tightening of the screw by converting the change in output into a predetermined torque value, and to record and judge the quality of the screw tightening. I figured out what I can do.
従って、本発明の目的は、電動モータの駆動出力軸に減速機構およびクラッチ機構を結合し、前記クラッチ機構を介してドライバービットを結合してなる電動回転工具において、前記クラッチ機構のクラッチ動作を制御するトルク調整機構に対し、トルク検出素子を設けることにより、ねじ締め作業に際して、簡便かつ容易に適正なねじ締めを行うことができると共に、ねじ締め作業に際してのトルクアップの検出およびトルク値の検出、さらにはねじ締め状態の良否判定を、簡便かつ容易に行うことができる、電動回転工具のねじ締め状態検出装置及びそのトルク調整方法並びにその使用によるねじ締め制御方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to control the clutch operation of the clutch mechanism in an electric rotary tool in which a reduction mechanism and a clutch mechanism are coupled to a drive output shaft of an electric motor and a driver bit is coupled via the clutch mechanism. By providing a torque detection element with respect to the torque adjustment mechanism, appropriate screw tightening can be performed simply and easily at the time of screw tightening operation, and detection of torque increase and detection of torque value at screw tightening operation, Another object of the present invention is to provide a screw tightening state detection device for an electric rotary tool, a torque adjustment method thereof, and a screw tightening control method using the same, which can easily and easily determine whether the screw tightening state is good or bad.
前記の目的を達成するため、本発明の請求項1に記載の電動回転工具のねじ締め状態検出装置は、電動モータを把持部ケーシング内に収納し、前記電動モータの駆動出力軸に、遊星歯車からなる減速機構を介してドライバービットを回転駆動する従動軸を結合し、前記減速機構を囲繞する円筒状ケーシング内に前記減速機構の遊星歯車と噛合するインターナルギヤを回転可能に配置し、前記インターナルギヤの閉塞底面部に形成したクラッチ面とこれに対向する把持部側円筒状ケーシングの円形底面部との間に鋼球を配置したクラッチ機構を結合し、前記クラッチ機構を介してドライバービットを結合してなる電動回転工具からなり、
前記クラッチ機構において、前記減速機構のインターナルギヤに係合する鋼球に対し、前記鋼球を弾力的に支持するスプリングを収納する筒状ケーシングを備え、前記筒状ケーシング内の前記スプリングの弾力調整を行う調整ねじ具を外部操作可能に設けてなるトルク調整機構を設け、前記筒状ケーシングの外側面にトルク検出素子を設けることを特徴とする。In order to achieve the above object, the screw tightening state detection device for an electric rotary tool according to
The clutch mechanism includes a cylindrical casing for housing a spring for elastically supporting the steel ball with respect to the steel ball engaged with the internal gear of the reduction mechanism, and the elasticity of the spring in the cylindrical casing It is characterized in that a torque adjustment mechanism in which an adjustment screw for performing adjustment is provided so as to be externally operable is provided, and a torque detection element is provided on the outer surface of the cylindrical casing.
本発明の請求項2に記載の電動回転工具のねじ締め状態検出装置は、前記クラッチ機構におけるトルク調整機構を、前記減速機構に結合するドライバービットの支持軸に対し、当該支持軸の軸方向より傾斜させて把持部ケーシングより突出するように設けたことを特徴とする。
In the screw tightening state detection device for an electric rotary tool according to
本発明の請求項3に記載の電動回転工具のねじ締め状態検出装置は、前記クラッチ機構の鋼球に対し、前記鋼球を弾力的に支持するスプリングを収納する筒状ケーシングの外側面に応力感知部材を固定し、前記応力感知部材の外側面にトルク検出素子を設けることを特徴とする。In the screw tightening state detection device for an electric rotary tool according to a third aspect of the present invention, stress is applied to the steel ball of the clutch mechanism on the outer surface of a cylindrical casing housing a spring for elastically supporting the steel ball. The sensing member may be fixed, and a torque sensing element may be provided on the outer surface of the stress sensing member.
本発明の請求項4に記載の電動回転工具のねじ締め状態検出装置は、前記クラッチ機構の鋼球に対し、支持部材を介してスプリングの一端を当接して前記鋼球を弾力的に支持すると共にこれらを収納する筒状ケーシングからなり、前記筒状ケーシングの外側面に応力感知部材を固定し、前記筒状ケーシング内の前記スプリングの他端に支持部材を介して当接し前記スプリングの弾力調整を行う調整ねじ具を前記筒状ケーシングの外部において操作可能に設け、さらに前記応力感知部材の外側面にトルク検出素子を設けることを特徴とする。In the screw tightening state detection device for an electric rotary tool according to a fourth aspect of the present invention, one end of a spring is abutted against the steel ball of the clutch mechanism via a support member to elastically support the steel ball. Together with a cylindrical casing for accommodating them, a stress sensing member is fixed to the outer surface of the cylindrical casing, and the other end of the spring in the cylindrical casing is in contact with the other end of the spring via a support member to adjust the elasticity of the spring An adjustment screw for performing the operation is provided in the outside of the cylindrical casing so as to be operable, and a torque detection element is further provided on the outer surface of the stress detection member.
本発明の請求項5に記載の電動回転工具のねじ締め状態検出装置は、前記クラッチ機構の鋼球に対し、支持部材を介してスプリングの一端を当接して前記鋼球を弾力的に支持すると共にこれらを収納する筒状ケーシングからなり、前記筒状ケーシングの相対する両外側面を平行する平坦面に削設し、前記筒状ケーシングの突出側端部より前記相対する平行平坦面を挾持するように角U字型に形成した応力感知部材を装着固定し、前記筒状ケーシング内の前記スプリングの他端に支持部材を介して当接し前記スプリングの弾力調整を行う調整ねじ具を前記筒状ケーシングに螺合すると共に前記応力感知部材の外部において操作可能に設け、さらに前記応力感知部材の対応する両外側面にトルク検出素子としてのひずみゲージを設けることを特徴とする。In the screw tightening state detection device for an electric rotary tool according to a fifth aspect of the present invention, one end of a spring is abutted against the steel ball of the clutch mechanism via a support member to elastically support the steel ball. And the opposite outer side surfaces of the cylindrical casing are cut in parallel flat surfaces, and the opposite parallel flat surfaces are held by the projecting side end of the cylindrical casing. And adjusting and adjusting the elastic force of the spring by abutting and fixing the stress sensing member formed in a square U-shape to the other end of the spring in the cylindrical casing via the support member. The screw is screwed to the casing and operationally provided outside the stress sensing member, and strain gauges as torque sensing elements are provided on corresponding outer surfaces of the stress sensing member. To.
本発明の請求項6に記載の電動回転工具のねじ締め状態検出装置は、前記クラッチ機構によるクラッチ動作に際して、前記クラッチ機構に対するトルク調整機構に設けたトルク検出素子により検出される出力信号に基づいて、前記電動モータの駆動停止制御を行う電動モータ制御回路を設けることを特徴とする。In the screw tightening state detection device for an electric rotary tool according to a sixth aspect of the present invention, an output signal detected by a torque detection element provided in a torque adjustment mechanism for the clutch mechanism is operated when the clutch mechanism operates the clutch mechanism. An electric motor control circuit is provided to perform drive stop control of the electric motor.
本発明の請求項7に記載の電動回転工具のねじ締め状態検出装置は、前記クラッチ機構により、予め複数回のねじ締め作業によるクラッチ動作に際して、前記クラッチ機構に対するトルク調整機構に設けたトルク検出素子により検出される出力信号の検出値をそれぞれ記録保持する検出値記録手段と、これらの検出値の平均値から目標検出値およびその許容範囲を演算する目標検出値演算手段と、その後のねじ締め作業において前記トルク検出素子により検出される出力信号を前記目標検出値およびその許容範囲と比較してねじ締めの良否を判定し表示するねじ締め良否判定表示手段とを設けることを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a screw tightening state detection device for an electric rotary tool according to a seventh aspect of the present invention is a torque detection element provided in a torque adjustment mechanism for the clutch mechanism when the clutch mechanism performs a clutch operation by a plurality of screw tightening operations in advance. Detection value recording means for recording and holding the detection values of the output signal detected by the target detection means, target detection value calculation means for calculating the target detection value and its allowable range from the average value of these detection values, and screw tightening operation thereafter And a screw tightening determination display means for comparing the output signal detected by the torque detecting element with the target detection value and its allowable range to determine the quality of the screw tightening and displaying the result.
本発明の請求項8に記載の電動回転工具のねじ締め状態検出装置は、前記クラッチ機構によるクラッチ動作に際して、前記クラッチ機構に対するトルク調整機構に設けたトルク検出素子により検出される出力信号の検出値に基づいて、前記検出値をトルク値に変換するトルク値変換手段を設けると共に、ねじ締め作業におけるねじ締めトルク値をそれぞれ記録ないし表示するねじ締めトルク値記録表示手段を設けることを特徴とする。 The screw tightening state detection device for an electric rotary tool according to an eighth aspect of the present invention is a detection value of an output signal detected by a torque detection element provided in a torque adjustment mechanism for the clutch mechanism when the clutch mechanism operates the clutch mechanism. The present invention is characterized in that a torque value conversion means for converting the detected value into a torque value is provided, and a screw tightening torque value recording / displaying means for recording or displaying the screw tightening torque value in the screw tightening operation is provided .
本発明の請求項9に記載の電動回転工具のねじ締め状態検出装置のトルク調整方法は、前記クラッチ機構に対するトルク調整機構に設けたトルク検出素子により検出される出力信号の検出値をそれぞれ記録ないし表示するトルク検出値表示手段を設け、前記トルク調整機構における調整ねじ具を逐次回動操作することにより前記トルク検出値表示手段に記録ないし表示されるトルク検出値のトルク変化に基づいて、前記調整ねじ具の位置決め調整を行って、ねじ締め状態検出装置のクラッチ機構における適正なクラッチ動作を行うためのねじ締めトルク値の設定を行うことを特徴とする。According to a ninth aspect of the present invention, in the torque adjustment method of the screw tightening state detection device for an electric rotary tool , the detection value of the output signal detected by the torque detection element provided in the torque adjustment mechanism for the clutch mechanism is recorded A torque detection value display means for displaying is provided, and the adjustment is performed based on the torque change of the torque detection value recorded or displayed on the torque detection value display means by sequentially turning the adjusting screw in the torque adjustment mechanism. Positioning adjustment of the screw is performed to set a screw tightening torque value for performing an appropriate clutch operation in a clutch mechanism of the screw tightening state detecting device.
本発明の請求項10に記載の電動回転工具のねじ締め状態検出装置のトルク調整方法は、前記クラッチ機構に対するトルク調整機構に設けたトルク検出素子により検出される出力信号の検出値をそれぞれ記録ないし表示するトルク検出値表示手段を設け、前記トルク検出値表示手段に対し外部操作による通信手段により所要のねじ締めトルク値を設定し得るように構成し、前記トルク調整機構における調整ねじ具を逐次回動操作することにより前記トルク検出値表示手段に記録ないし表示されるトルク検出値のトルク変化に基づいて前記調整ねじ具の位置決め調整を行うと共に、前記トルク検出値表示手段に記録ないし表示されるトルク検出値が前記トルク検出値表示手段において予め設定したねじ締めトルク値と一致することを検知して、ねじ締め状態検出装置のクラッチ機構における適正なクラッチ動作を行うためのねじ締めトルク値の設定を行うことを特徴とする。According to a tenth aspect of the present invention, the torque adjustment method of the screw tightening state detection device for an electric rotary tool records the detected value of the output signal detected by the torque detection element provided in the torque adjustment mechanism for the clutch mechanism. A torque detection value display means for displaying is provided, and a required screw tightening torque value can be set to the torque detection value display means by a communication means by an external operation, and the adjusting screw in the torque adjusting mechanism is sequentially rotated. The positioning adjustment of the adjusting screw is performed based on the torque change of the torque detection value recorded or displayed on the torque detection value display means by performing a dynamic operation, and the torque recorded or displayed on the torque detection value display means Detecting that the detected value matches the screw tightening torque value set in advance in the torque detected value display means, And performing setting of the screw tightening torque value for performing appropriate clutch operation in the clutch mechanism of the Flip clamping state detecting device.
本発明の請求項11に記載の電動回転工具のねじ締め状態検出装置のトルク調整方法は、前記請求項9または10記載の電動回転工具のねじ締め状態検出装置のトルク調整方法において、通信ネットワークを介する通信手段により、複数の前記トルク検出値表示手段に対し、それぞれ所要のねじ締めトルク値を設定し、それぞれのねじ締め状態検出装置のクラッチ機構における適正なクラッチ動作を行うためのねじ締めトルク値の設定を行うことを特徴とする。The torque adjustment method of the screw tightening state detection device of the electric rotary tool according to claim 11 of the present invention is the same as that of the torque adjustment method of the screw tightening state detection device of the electric rotary tool according to
本発明の請求項12に記載の電動回転工具のねじ締め制御方法は、前記請求項1ないし5のいずれかに記載のねじ締め状態検出装置を備えた電動回転工具を使用し、所要のねじ締め作業において、前記クラッチ機構によるクラッチ動作に際して、前記クラッチ機構に対するトルク調整機構に設けたトルク検出素子により検出される出力信号に基づいて電動モータの駆動停止制御を行うことを特徴とする。The screw tightening control method of an electric rotary tool according to claim 12 of the present invention uses the electric rotary tool provided with the screw tightening state detection device according to any one of
本発明の請求項13に記載の電動回転工具のねじ締め制御方法は、前記請求項1ないし6のいずれかに記載のねじ締め状態検出装置を備えた電動回転工具を使用し、所要のねじ締め作業において、予め複数回のねじ締め作業による前記クラッチ機構によるクラッチ動作に際して、前記クラッチ機構に対するトルク調整機構に設けたトルク検出素子により検出される出力信号の検出値をそれぞれ記録保持し、これらの検出値の平均値から目標検出値およびその許容範囲を演算設定し、その後のねじ締め作業において前記トルク検出素子により検出される出力信号を前記目標検出値およびその許容範囲と比較してねじ締めの良否を判定し表示することを特徴とする。A screw tightening control method of an electric rotary tool according to claim 13 of the present invention uses the electric rotary tool provided with the screw tightening state detecting device according to any one of
本発明の請求項14に記載の電動回転工具のねじ締め制御方法は、前記請求項1ないし7のいずれかに記載のねじ締め状態検出装置を備えた電動回転工具を使用し、所要のねじ締め作業において、前記クラッチ機構によるクラッチ動作に際して、前記クラッチ機構に対するトルク調整機構に設けたトルク検出素子により検出される出力信号の検出値に基づいて、前記検出値をトルク値に変換すると共に、ねじ締め作業におけるねじ締めトルク値をそれぞれ記録し表示することを特徴とする。The screw tightening control method of an electric rotary tool according to claim 14 of the present invention uses an electric rotary tool provided with the screw tightening state detecting device according to any one of
本発明の請求項1ないし4に記載の電動回転工具のねじ締め状態検出装置によれば、電動モータと減速機構およびクラッチ機構とを備え、前記クラッチ機構に対してトルク調整機構を設けてなる電動回転工具において、前記クラッチ機構に設けられるクラッチ動作を行う鋼球に対して、前記鋼球を弾力的に支持するスプリングを収納する筒状ケーシングを設け、前記筒状ケーシング内の前記スプリングの弾力調整を行う調整ねじ具を前記筒状ケーシングの外部において操作可能に設けると共に、前記筒状ケーシングの外側面に対しトルク検出素子を設けることにより、所要のねじ締め作業に際し、前記クラッチ機構のクラッチ動作が行われた場合に、前記トルク検出素子に発生する出力電圧変化に基づいて、電動回転工具による種々のねじ締め制御を簡便にして適正かつ確実に達成することができる。According to the screw tightening state detection device of the electric rotating tool according to
本発明の請求項5に記載の電動回転工具のねじ締め状態検出装置によれば、ねじ締め状態検出装置における前記クラッチ機構に対するトルク調整機構として、前記鋼球を弾力的に支持すると共にこれらを収納する筒状ケーシングの相対する両外側面を平坦状に削設し、前記筒状ケーシングの平坦削設面を挾持するように角U字型に形成した応力感知部材を装着固定し、前記応力感知部材の対応する両外側面にトルク検出素子としてのひずみゲージをそれぞれ設ける構成とすることにより、前記クラッチ機構のクラッチ動作における前記トルク検出素子による出力信号の検出を、容易かつ適正にして、しかも効率良く検出することが可能となる。According to the screw tightening state detection device of the electric rotary tool according to
本発明の請求項6および11に記載の電動回転工具のねじ締め状態検出装置及びその使用によるねじ締め制御方法によれば、前記構成からなるねじ締め状態検出装置を備えた電動回転工具を使用することによって、前記クラッチ機構によるクラッチ動作に際して、前記クラッチ機構に対するトルク調整機構に設けたトルク検出素子により検出される出力信号に基づいて、前記電動モータの駆動停止制御を前記クラッチ機構によるクラッチ動作に際して、前記クラッチ機構に対するトルク調整機構に設けたトルク検出素子により、簡便にして適正かつ容易に確実に達成することができる。検出される出力信号に基づいて、前記電動モータの駆動停止制御を簡便にして適正かつ容易に達成することができる。According to the screw tightening state detection device for the electric rotary tool and the screw tightening control method using the same according to the sixth and eleventh aspects of the present invention, the electric rotary tool provided with the screw tightening state detection device having the above configuration is used. Thus, when the clutch mechanism operates the clutch, the drive stop control of the electric motor is performed based on the output signal detected by the torque detection element provided in the torque adjustment mechanism for the clutch mechanism. By the torque detection element provided in the torque adjustment mechanism for the clutch mechanism, it can be achieved simply, properly, easily and surely. Based on the detected output signal, the drive stop control of the electric motor can be simplified and achieved appropriately and easily.
本発明の請求項7および12に記載の電動回転工具のねじ締め状態検出装置及びその使用によるねじ締め制御方法によれば、前記構成からなるねじ締め状態検出装置を備えた電動回転工具を使用することによって、予め複数回のねじ締め作業による前記トルク検出素子による出力信号の検出値を行い、これらの検出値の平均値から目標検出値およびその許容範囲を演算設定し、この目標検出値およびその許容範囲に基づいて、その後のねじ締め作業にけるねじ締めの良否の判定および表示を適正かつ円滑に達成することができる。According to the screw tightening state detection device for the electric rotary tool and the screw tightening control method using the same as described in
本発明の請求項8および13に記載の電動回転工具のねじ締め状態検出装置及びその使用によるねじ締め制御方法によれば、前記構成からなるねじ締め状態検出装置を備えた電動回転工具を使用することによって、前記トルク検出素子により検出される出力信号の検出値に基づいて、前記検出値をトルク値に変換することによって、ねじ締め作業におけるねじ締めトルク値の記録および表示を、簡便にして適正かつ容易に確実に達成することができる。According to the screw tightening state detecting device for the electric rotary tool and the screw tightening control method using the same according to the eighth and the thirteenth aspects of the present invention, the electric rotary tool provided with the screw tightening state detecting device having the above configuration is used. By converting the detected value into a torque value based on the detected value of the output signal detected by the torque detecting element, the recording and display of the screw tightening torque value in the screw tightening operation can be simplified and appropriate. And it can be achieved easily and surely.
本発明の請求項9および10に記載の電動回転工具におけるねじ締め状態検出装置のトルク調整方法によれば、所要のねじ締め作業を行う場合、使用するねじの種類に応じて、予めクラッチ機構によるクラッチ動作すなわちトルクアップするに適したトルク検出値となるように、前記ねじ締め状態検出装置のトルク設定すなわちクラッチ機構に対するトルク調整機構によるトルク調整を、容易かつ簡便にして適正に行うことができ、電動回転工具としての汎用性を十分に高めることができる。According to the torque adjustment method of the screw tightening state detection device in the electric rotary tool according to the ninth and tenth aspects of the present invention, when performing a required screw tightening operation, a clutch mechanism is used in advance according to the type of screw used. The torque setting of the screw tightening state detection device, that is, the torque adjustment by the torque adjustment mechanism with respect to the clutch mechanism can be performed easily and simply and appropriately so as to obtain a torque detection value suitable for clutch operation, ie, torque increase. The versatility as an electric rotating tool can be sufficiently enhanced.
本発明の請求項11に記載の電動回転工具におけるねじ締め状態検出装置のトルク調整方法によれば、複数の前記電動ドライバーを使用するに際し、各電動ドライバーにおけるねじ締め状態検出装置に対して設けられるトルク検出値表示手段において設定されるねじ締めトルク値を、所要の通信ネットワークを介して信号処理することにより、同時に一括処理することが可能となり、各電動ドライバーのねじ締め状態検出装置に対するトルク調整機構の手動によるトルク調整を、それぞれの作業者が簡便に行うことができ、各種のねじ締め作業を行う生産ラインにおける生産管理システムの構築を容易に実現することができる。According to the torque adjustment method of the screw tightening state detection device in the electric rotary tool according to claim 11 of the present invention, when using a plurality of the electric drivers, the screw tightening state detection device in each electric screwdriver is provided By performing signal processing on the screw tightening torque value set in the torque detection value display means via a required communication network, it is possible to simultaneously process it collectively, and a torque adjustment mechanism for the screw tightening state detection device of each electric driver The manual torque adjustment can be easily performed by each worker, and construction of a production management system in a production line that performs various screw tightening operations can be easily realized.
次に、本発明に係る電動回転工具のねじ締め状態検出装置及びそのトルク調整方法並びにその使用によるねじ締め制御方法の実施態様につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。 Next, an embodiment of a screw tightening state detection device for an electric rotary tool according to the present invention, a torque adjustment method thereof, and a screw tightening control method using the same will be described in detail below with reference to the attached drawings.
[ねじ締め状態検出装置の構成]
図1は、本発明に係る電動回転工具のねじ締め状態検出装置の実施例を示す概略構成説明図である。すなわち、図1において、参照符号10は電動回転工具としての電動ドライバーを示し、この電動ドライバー10においては、図示しないが、従来公知の構成要素として、把持部ケーシング内に、電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構およびクラッチ機構14(図2参照)を結合した構成が、それぞれ内蔵されている。また、前記クラッチ機構14としては、従来公知の構成要素として(図9参照)、電動モータの出力軸に遊星歯車からなる減速機構を介してドライバービットを回転駆動する従動軸を結合し、前記減速機構を囲繞する円筒状ケーシング内に前記減速機構の遊星歯車と噛合するインターナルギヤを回転可能に配置し、前記インターナルギヤの閉塞底面部に形成したクラッチ面とこれに対向する把持部側円筒状ケーシングの円形底面部との間に鋼球16(図2参照)を配置した構成からなる。そして、前記クラッチ機構を介して回転工具としてのドライバービット12を結合した構成からなる。[ Configuration of screw tightening state detection device ]
FIG. 1 is a schematic configuration explanatory view showing an embodiment of a screw tightening state detection device for an electric rotary tool according to the present invention. That is, in FIG. 1,
そこで、本実施例における電動回転工具の電動ドライバー10としては、先の従来技術において説明したように、クラッチ機構のトルク調整を行うためのトルク調整機構20を、回転工具としてのドライバービット12の支持軸に対し、その軸線(L)より傾斜させて把持部ケーシングより突出するように設けた構成からなる(図1および図8、図9参照)。 Therefore, as the
図2ないし図4は、本発明に係る前記構成からなる電動回転工具としての電動ドライバー10におけるねじ締め状態検出装置30の一実施例を示すものあり、前記クラッチ機構におけるトルク調整を行うためのトルク調整機構20と一体的に構成される。なお、参照符号Lで示す1点鎖線は、前述したドライバービット12の支持軸の軸線である。
FIGS. 2 to 4 show an embodiment of the screw tightening
図2ないし図4において、本実施例のねじ締め状態検出装置30は、電動ドライバー10による所要のねじ締め作業において、ねじ締めの完了に際してクラッチ動作を行うクラッチ機構14に対して、前記クラッチ機構14の鋼球16に対し、前記鋼球16を弾力的に支持するスプリング22を収納した筒状ケーシング24からなり、前記筒状ケーシング24の外側面に応力感知部材26を固定すると共に、前記筒状ケーシング24の前記スプリング22の弾力調整を行う調整ねじ具28を前記筒状ケーシング24の外部において操作可能に設けて、トルク調整機構20を構成し、さらに前記応力感知部材26の外側面にトルク検出素子32をそれぞれ設けてなる、基本的な構成からなる。
2 to 4, in the screw tightening
前記ねじ締め状態検出装置30のトルク調整機構20において、前記筒状ケーシング24の外側面に応力感知部材26を固定する場合は、相対する両外側面25a、25bを平行する平坦面に削設すると共に、前記応力感知部材26を図示するような角U字型に形成して、前記筒状ケーシング24の突出側端部より前記相対する平行平坦面25a、25bに対し、前記角U字型に形成した応力感知部材26を挾持するように装着し、前記応力感知部材26の先端部において適宜ねじ具27を介して筒状ケーシング24に固定する。
In the case where the
このように前記ねじ締め状態検出装置30を構成することにより、前記クラッチ機構14のクラッチ動作に際して、前記鋼球16を介して前記応力感知部材26対して付与される応力変位を効率良く伝達することができる。
By thus configuring the screw tightening
本実施例において、前記応力感知部材26としては、前記クラッチ機構14のクラッチ動作に際して、トルク調整機構20の筒状ケーシング24に付与されるひずみ応力を効率よく伝達することができる金属材料からなる金属製応力感知部材26として構成すれば、好適である。また、トルク検出素子32としては、市販のひずみゲージを有効に使用することができる。
In the present embodiment, the
前述した実施例において、本発明のねじ締め状態検出装置30を備えた電動ドライバー10を使用して、所要のねじ締め作業を行う場合、使用するねじの種類に応じて、予めクラッチ機構14によるクラッチ動作すなわちトルクアップするに適したトルク検出値となるように、前記ねじ締め状態検出装置30のトルク設定すなわちトルク調整機構20によるトルク調整を行う必要がある。
In the embodiment described above, when the required screw tightening operation is performed using the
[ねじ締め状態検出装置のトルク調整方法]
そこで、本発明においては、前記ひずみゲージからなるトルク検出素子32により検出される出力信号(出力電圧)の検出値を、それぞれ記録し表示するトルク検出値表示手段を設け、このトルク検出値表示手段に対して、所要の通信手段を介して所望のねじ締めトルク値を外部操作によって入力して記録設定する。次いで、ねじ締め状態検出装置30のクラッチ機構14に対するトルク調整機構20における調整ねじ具28を手動操作し、これによりスプリング22の弾力調整を行うことにより(図2参照)、クラッチ機構14によるトルクアップ時においてトルク検出素子32により検出される検出信号と、前記トルク検出値表示手段に記録設定されたねじ締めトルク値とを比較して、それらの一致を確認するように設定することができる。
[ Torque adjustment method of screw tightening state detection device ]
Therefore, in the present invention, torque detection value display means for recording and displaying the detection value of the output signal (output voltage) detected by the
なお、前記トルク検出値表示手段においては、前述したように、トルク検出素子32により検出される出力信号(出力電圧)を記録し表示することができることから、例えば、ねじ締め作業を行う初期段階において、トルクメータを使用してねじ締めトルク設定を行うと共に、設定されるトルク値を前記トルク検出値表示手段に記憶保持することにより、その後のねじ締め作業においては、前記設定トルク値を目標値として、ねじ締め状態検出装置30におけるトルク調整機構20の手動によるトルク調整を簡便に行うことができる。
In the torque detection value display means, as described above, since the output signal (output voltage) detected by the
そこで、本実施例においては、ねじ締め状態検出装置30のクラッチ機構14に対するトルク調整機構20における調整ねじ具28を手動操作により、スプリング22の弾力を漸次圧縮加圧することにより、クラッチ機構14においてクラッチ動作を行う動作点となるねじ締めトルク値Tは、図5に示すように、トルク変化するトルク検出値特性から設定することができる。従って、このようなトルク変化するトルク検出値特性は、前記トルク検出素子32により検出し、前記トルク検出値表示手段において記録し表示することができる。そこで、前記トルク検出値表示手段における記録ないし表示を確認しながら、使用するねじのねじ締めに際して適正なクラッチ動作を行うための適正なねじ締めトルク値の設定を、前記調整ねじ具28の手動操作により、容易に行うことができる。
Therefore, in the present embodiment, by manually operating the adjusting
また、この場合、前述した図2ないし図4に示す実施例の電動ドライバー10におけるねじ締め状態検出装置30においては、例えば、図6に示すように、ねじ締め状態検出装置30のクラッチ機構14に対するトルク調整機構20における調整ねじ具28の正面側において、前記調整ねじ具28の外円縁の一部に、図示するような指針表示Idを設定すると共に、この指針表示Idと対応する応力感知部材26の一側面の前記調整ねじ具28の外周となる部分に、円周方向に等分割した図示するような目盛表示Scを設定することにより、前記ねじ締めトルクの設定を行うための調整作業を容易化することができる。
Also, in this case, in the screw tightening
すなわち、前述した調整ねじ具28を手動操作して、ねじ締め状態検出装置30のトルク調整を行う場合において、前記調整ねじ具28について、その指針表示Idを目盛表示Scに対応して逐次一定の角度毎に回動させることにより、トルク検出値特性のトルク変化を容易に確認することができ、所望のねじ締めトルク値に設定するためのトルク調整を迅速かつ適正に行うことができる。しかるに、前述したトルク調整において、前記トルク検出値表示手段に予め所要のねじ締めトルク値を設定している場合には、検出されたねじ締めトルク値が予め設定されたねじ締めトルク値と一致した際において、音響的ないし視覚的に発生する表示等を行うことにより、適正なねじ締めトルク値の設定を、前記調整ねじ具28の調整量Nに基づく位置決め調整により簡便に行うことができる。
That is, when performing torque adjustment of the screw tightening
なお、前述したトルク調整を行う場合に、トルク検出素子32により検出される検出信号に基づいて得られるトルク検出値として、図5に示すトルク検出値特性線図には、それぞれ複数段階のねじ締めトルク設定値T1、T2、T3 と、調整ねじ具28の調整量N1、N2、N3 との関係を示すと共に、前記各ねじ締めトルク設定値においてクラッチ動作が行われた場合のトルク検出値のトルク変化T1´、T2´、T3´を示している。従って、ねじ締め作業において、前記ねじ締めトルク設定値(T1、T2、T3)において、クラッチ動作が行われた場合には、前記トルク検出値のトルク変化(T1´、T2´、T3´)を、それぞれクラッチアップ動作信号として検出することができる。
In the torque detection value characteristic diagram shown in FIG. 5 as torque detection values obtained based on the detection signal detected by the
このようにして、本発明に係るねじ締め状態検出装置30を備えた電動ドライバー10を使用するに際し、使用するねじの種類に応じて、クラッチ機構14によるクラッチ動作すなわちトルクアップするに適したトルク検出値となるように、前記ねじ締め状態検出装置30のトルク設定すなわちクラッチ機構14に対するトルク調整機構20によるトルク調整を容易かつ簡便にして適正に行うことができ、電動ドライバーとしての汎用性を高めることができる。
Thus, when using the
また、本発明に係るねじ締め状態検出装置30を備えた電動ドライバー10を、所要の製品の組立てラインにおいて、複数の前記電動ドライバーを使用するに際し、使用するねじの種類に応じてそれぞれ適正なねじ締めトルクとなるように、それぞれの電動ドライバーのねじ締めトルク設定を行う必要がある。このような場合、本発明によれば、各電動ドライバーにおけるねじ締め状態検出装置に対して設けられるトルク検出値表示手段において設定されるねじ締めトルク値を、所要の通信ネットワークを介して信号処理することにより、同時に一括処理することが可能となり、その後の各電動ドライバーにおける、適正なねじ締めトルク値の設定を、各電動ドライバーのねじ締め状態検出装置30に対するトルク調整機構20の手動によるトルク調整を、それぞれの作業者が簡便に行うことができる。従って、本発明によれば、各種のねじ締め作業を行う生産ラインにおける生産管理システムの構築を容易に実現することができる。
In addition, when using a plurality of the electric screwdrivers in an assembly line of a required product, the
次に、前記構成からなる本実施例のねじ締め状態検出装置30を備えた電動ドライバー10を使用するねじ締め制御方法の実施例について、図7を参照して説明する。
Next, an embodiment of a screw tightening control method using the
[ねじ締め制御方法(1)]
前述した本実施例に係る前記ねじ締め状態検出装置30を備えた電動ドライバー10を使用して、所要のねじ締め作業を行う場合、前記クラッチ機構14に対するトルク調整機構20の応力感知部材26に設けたトルク検出素子32により検出される出力信号を入力して作動する、電動モータの駆動停止制御を行う電動モータ制御回路40と、電動モータの電源を遮断する電動モータ電源遮断手段41とを設けて、前記クラッチ機構14によるクラッチ動作に際して、前記トルク検出素子32により検出される出力信号(出力電圧)の変化に基づいて、電動モータの駆動停止制御を行うことができる。
[ Screw control method (1) ]
When performing a required screw tightening operation using the
[ねじ締め制御方法(2)]
また、前述した本実施例に係る前記ねじ締め状態検出装置30を備えた電動ドライバー10を使用して、所要のねじ締め作業を行う場合、所要のねじ締め作業において、予め複数回のねじ締め作業による前記クラッチ機構によるクラッチ動作に際して、前記クラッチ機構14に対するトルク調整機構20に設けたトルク検出素子32により検出される出力信号(出力電圧)の検出値をそれぞれ検出値記録手段50により記録保持し、これらの検出値の平均値から目標検出値およびその許容範囲を検出信号平均値演算手段51により演算設定し、その後のねじ締め作業において前記トルク検出素子32により検出される出力信号(出力電圧)を前記目標検出値およびその許容範囲に対し、ねじ締め良否判定表示手段52により比較判定して、ねじ締めの良否判定およびその表示を行うことができる。
[ Screw control method (2) ]
In addition, when performing a required screw tightening operation using the
[ねじ締め制御方法(3)]
さらに、前述した本実施例に係る前記ねじ締め状態検出装置30を備えた電動ドライバー10を使用して、所要のねじ締め作業を行う場合、所要のねじ締め作業において、前記クラッチ機構14によるクラッチ動作に際して、前記クラッチ機構14に対するトルク調整機構20に設けたトルク検出素子32により検出される出力信号(出力電圧)の検出値に基づいて、前記検出値をトルク値変換手段60によりトルク値に変換すると共に、ねじ締め作業におけるねじ締めトルク値をねじ締めトルク値記録表示手段61によりそれぞれ記録し表示することができる。
[ Screw control method (3) ]
Furthermore, when the required screw tightening operation is performed using the
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明のねじ締め状態検出装置は前述した実施例に限定されることなく、例えばねじ締め状態検出装置を設けるの電動回転工具として、クラッチ機構のトルク調整を行うためのトルク調整機構、ドライバービットの支持軸と同軸に設けた構成からなる従来公知の電動回転工具に対しても適宜応用可能であり、またトルク検出素子を設ける応力感知部材の形状、構成についても種々の設計変更が可能であり、さらに前述したねじ締め制御方法(1)〜(3)についてもそれぞれ組合せて実施するように構成することが可能であり、その他本発明の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更を行うことができる。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the screw tightening state detection device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, a clutch mechanism as an electric rotary tool for providing a screw tightening state detection device Of a stress detection member provided with a torque detection element, as well as a torque adjustment mechanism for performing torque adjustment, and a conventionally known electric rotary tool having a configuration provided coaxially with a support shaft of a driver bit Various design changes can also be made to the shape and configuration, and furthermore, the screw tightening control methods (1) to (3) described above can be combined and implemented, respectively, and the spirit of the present invention is also possible. Many design changes can be made without deviating from the above.
10 電動回転工具(電動ドライバー)
12 回転工具(ドライバービット)
14 クラッチ機構
16 鋼球
20 トルク調整機構
22 スプリング
24 円筒ケーシング
25a、25b 平行平坦面
26 応力感知部材
27 ねじ具
28 調整ねじ具
30 ねじ締め状態検出装置
32 トルク検出素子
40 電動モータ制御回路
41 電動モータ電源遮断手段
50 検出信号記録手段
51 検出信号平均値演算手段
52 ねじ締め良否判定表示手段
60 トルク値変換手段
61 ねじ締めトルク値記録表示手段
Id 指針表示
Sc 目盛表示
10 Electric rotary tool (electric driver)
12 rotary tools (driver bit)
14
Claims (14)
前記クラッチ機構において、前記減速機構のインターナルギヤに係合する鋼球に対し、前記鋼球を弾力的に支持するスプリングを収納する筒状ケーシングを備え、前記筒状ケーシング内の前記スプリングの弾力調整を行う調整ねじ具を外部操作可能に設けてなるトルク調整機構を設け、前記筒状ケーシングの外側面にトルク検出素子を設けることを特徴とする電動回転工具のねじ締め状態検出装置。A cylindrical casing which accommodates an electric motor in a grip casing, a driven output shaft of the electric motor is coupled to a driven shaft for rotationally driving a driver bit through a reduction mechanism made of a planetary gear , and surrounds the reduction mechanism. An internal gear engaged with the planetary gear of the reduction mechanism is rotatably disposed therein, and a clutch surface formed on the closed bottom surface of the internal gear and a circular bottom surface of the grip side cylindrical casing opposed thereto A clutch mechanism in which steel balls are disposed between the two, and an electric rotating tool formed by coupling a driver bit through the clutch mechanism,
The clutch mechanism includes a cylindrical casing for housing a spring for elastically supporting the steel ball with respect to the steel ball engaged with the internal gear of the reduction mechanism, and the elasticity of the spring in the cylindrical casing An apparatus for screwing in a screwed state of an electric rotary tool, comprising: a torque adjustment mechanism provided with an externally operable adjustment screw for adjusting, and a torque detection element provided on an outer surface of the cylindrical casing.
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