JP6617959B2 - Method and apparatus for detecting screw tightening torque of constant torque electric screwdriver - Google Patents
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Description
本発明は、電動モータの駆動出力軸に対し減速機構を介して出力される駆動軸にトルクリミッタを結合し、このトルクリミッタの従動軸にドライバービット等の回転工具を接続して、ねじ締め作業に際しねじ締めトルクがトルクリミッタにおいて設定されたトルク値を超えた際に、トルクリミッタが作動して従動軸に対し駆動軸が空転し、所要のねじ締め作業を達成できるよう構成した定トルク電動ドライバーにおいて、トルクリミッタの作動に伴うねじ締めの完了に際してのねじ締めトルク値の検出を容易かつ簡便に行うことができる定トルク電動ドライバーのねじ締めトルク検出方法および装置に関するものである。 In the present invention, a torque limiter is coupled to a drive shaft output via a speed reduction mechanism with respect to a drive output shaft of an electric motor, and a rotary tool such as a driver bit is connected to a driven shaft of the torque limiter to perform screw tightening work. When the screw tightening torque exceeds the torque value set in the torque limiter, the constant torque electric screwdriver is configured so that the torque limiter is activated and the drive shaft idles with respect to the driven shaft to achieve the required screw tightening operation. The present invention relates to a screw tightening torque detection method and apparatus for a constant torque electric screwdriver that can easily and easily detect a screw tightening torque value upon completion of screw tightening associated with operation of a torque limiter.
本出願人は、ねじ具の締付けトルクを高精度に設定することができるトルクリミッタを応用することにより、小形精密部品の組立てやプラスチック製品等の脆弱な部品の結合および組立てを行う場合に適した、電動モータ駆動方式の電動ドライバーを種々開発し、それぞれ特許を得ている。 The present applicant is suitable for the assembly of small precision parts and the coupling and assembly of fragile parts such as plastic products by applying a torque limiter that can set the tightening torque of the screw tool with high accuracy. Various electric motor-driven electric drivers have been developed and patented.
この種のトルクリミッタを応用した電動ドライバーは、電動モータの出力軸に減速機構を接続し、この減速機構の出力軸にトルクリミッタの駆動軸を結合し、前記トルクリミッタの伝動回転軸をドライバービットに結合し、前記トルクリミッタにより規定されるトルク設定値に基づいてねじ締めを行うように構成したものである。 An electric driver using this type of torque limiter has a reduction mechanism connected to the output shaft of the electric motor, a drive shaft of the torque limiter is coupled to the output shaft of the reduction mechanism, and the transmission rotation shaft of the torque limiter is connected to the driver bit. And screw tightening based on a torque set value defined by the torque limiter.
そこで、例えば、前記ドライバービットに結合されるトルクリミッタの伝動回転部の外周面部に、その円周方向に等間隔で配置した複数のマグネットからなるセンサ感知部材を配設すると共に、前記センサ感知部材に対応させて把持部ケーシング内にホール素子からなるセンサを配置することにより、前記ドライバービットによるねじ締め作業において、前記トルクリミッタの駆動軸側が空転してその伝動回転部側が回転停止する状態を前記センサにより検出し、これにより前記電動モータの駆動停止を行うように構成した定トルク電動ドライバーを開発し、特許を得た(特許文献1参照)。 Therefore, for example, on the outer peripheral surface portion of the transmission rotation portion of the torque limiter coupled to the driver bit, a sensor sensing member composed of a plurality of magnets arranged at equal intervals in the circumferential direction is provided, and the sensor sensing member By arranging a sensor composed of a Hall element in the gripper casing corresponding to the above, in the screw tightening operation by the driver bit, the state where the drive shaft side of the torque limiter idles and the transmission rotation unit side stops rotating is described above. A constant-torque electric driver configured to detect by a sensor and thereby stop driving the electric motor was developed, and a patent was obtained (see Patent Document 1).
前記特許文献1に記載の定トルク電動ドライバーは、前記センサによって検出されるトルクリミッタの作動時における、電動モータの負荷電流または負荷電圧を検出して、この負荷電流値または負荷電圧値が初期値と比較して所定値以上に変化する場合には、所要のアラームを発生させて、ねじ締め状態の異常ないし不具合を、容易に確認することができるように構成されている。 The constant torque electric driver described in Patent Document 1 detects the load current or load voltage of the electric motor when the torque limiter detected by the sensor is activated, and the load current value or load voltage value is an initial value. When the value changes to a predetermined value or more as compared with the above, a required alarm is generated so that an abnormality or failure of the screw tightening state can be easily confirmed.
また、本出願人は、トルクリミッタを応用した電動モータ駆動方式の電動ドライバーとして、電動モータの後端部を、これと同軸に延在する扁平状の板体(トーションバー)を介して把持部ケーシング内に固定し、前記板体の一側面にストレンゲージ(ひずみゲージ)を取付けてトルク値を測定するように構成したトルク固定形ドライバーを開発し、特許を得た(特許文献2参照)。 Further, the present applicant, as an electric motor driving type electric driver using a torque limiter, grips the rear end portion of the electric motor via a flat plate (torsion bar) extending coaxially therewith. A torque-fixed screwdriver was developed that was fixed in a casing and configured to measure a torque value by attaching a strain gauge (strain gauge) to one side of the plate, and obtained a patent (see Patent Document 2).
前記特許文献2に記載のトルク固定形ドライバーは、外ケースの内周面に円筒状の永久磁石を固定配置し、この永久磁石の中心部に駆動軸を回転自在に挿通配置すると共に、この駆動軸の外周部において前記永久磁石の内周面に対向しこれと非接触に円筒状の磁性部材を支持固定し、前記外ケースの後端部を蓋体で閉塞固定してなるトルクリミッタを備え、
(1) 前記トルクリミッタを把持部ケーシングにより回転自在に囲繞保持すると共に、前記トルクリミッタの後端部において、前記ケースを閉塞固定する蓋体に対し前記トルクリミッタの駆動軸と同軸となるように電動モータの出力軸を着脱可能に結合し、(2) 前記電動モータの外部ケーシングを、前記トルクリミッタを囲繞保持する把持部ケーシングに対して着脱交換可能に結合し、(3) さらに前記電動モータの後端部を、これと同軸に延在する扁平状の板体(トーションバー)を介して把持部ケーシング内に固定し、前記板体の一側面にストレンゲージ(ひずみゲージ)を取付けてトルク値を測定し得るように構成されている。
In the torque fixed type driver described in Patent Document 2, a cylindrical permanent magnet is fixedly arranged on the inner peripheral surface of the outer case, and a drive shaft is rotatably inserted in the center of the permanent magnet. A torque limiter is provided that supports and fixes a cylindrical magnetic member facing and not in contact with the inner peripheral surface of the permanent magnet at the outer peripheral portion of the shaft, and closing and fixing the rear end portion of the outer case with a lid. ,
(1) The torque limiter is rotatably surrounded and held by a gripper casing, and at the rear end of the torque limiter, is coaxial with the drive shaft of the torque limiter with respect to a lid for closing and fixing the case. An output shaft of the electric motor is detachably coupled, (2) an outer casing of the electric motor is detachably coupled to a gripping casing that surrounds and holds the torque limiter, and (3) the electric motor is further coupled The rear end is fixed in the grip casing through a flat plate (torsion bar) extending coaxially therewith, and a strain gauge (strain gauge) is attached to one side of the plate to torque It is comprised so that a value can be measured.
さらに、本出願人は、電動モータの出力軸と従動軸(ドライバービット)との結合部(遊星歯車減速機構)において、所要の負荷トルク受けた際に、これを検知して前記出力軸の回転出力伝達を遮断するためのクラッチ機構を有すると共に、その時のトルク値の検出と電動モータの自動停止とを同時に行う機構を備えた電動回転工具を開発し、特許を得た(特許文献3参照)。 Further, the present applicant detects that when a required load torque is received at the coupling portion (planetary gear reduction mechanism) between the output shaft of the electric motor and the driven shaft (driver bit), the rotation of the output shaft is detected. An electric rotary tool having a clutch mechanism for interrupting output transmission and a mechanism for simultaneously detecting the torque value at that time and automatically stopping the electric motor was developed and patented (see Patent Document 3). .
前記特許文献3に記載の電動回転工具は、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減速機構を介して従動軸を結合し、前記遊星歯車減速機構を囲繞する円筒状ケーシング内に前記遊星歯車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と把持部ケーシングとの間に鋼球を使用したクラッチ機構を設けると共に、このクラッチ機構の動作を検出する手段を設けたトルク検出機構を備える電動回転工具からなり、
前記クラッチ機構におけるインターナルギヤの一部を開口する切欠を設け、この切欠に揺動検知片の一端を前記クラッチ機構の鋼球と係合させて配置し、前記揺動検知片の他端を把持部ケーシングの一部に固定して、クラッチ動作に際し応力変位を受けるよう構成すると共に、前記揺動検知片の変位部にストレンゲージ(ひずみゲージ)を張設し、さらに前記ストレンゲージの出力信号に基づいてトルク値の検出を行うトルク検出回路と、前記トルク値に基づいて電動モータの駆動停止を行う自動停止回路とを設けて、前記トルク検出および自動停止を行うように構成されている。
The electric rotary tool described in Patent Document 3 is provided with a grip portion incorporating an electric motor, and a driven shaft is coupled to the output shaft of the electric motor via a planetary gear reduction mechanism to surround the planetary gear reduction mechanism. An internal gear that meshes with the planetary gear of the planetary gear reduction mechanism is rotatably disposed in a cylindrical casing, and a clutch mechanism that uses a steel ball is provided between the internal gear and the grip casing, and this An electric rotary tool provided with a torque detection mechanism provided with a means for detecting the operation of the clutch mechanism,
A notch that opens a part of the internal gear in the clutch mechanism is provided, and one end of the swing detection piece is disposed in this notch with the steel ball of the clutch mechanism, and the other end of the swing detection piece is disposed. It is configured to be fixed to a part of the grip casing and receive a stress displacement during clutch operation, and a strain gauge (strain gauge) is stretched on the displacement part of the swing detecting piece, and the output signal of the strain gauge A torque detection circuit that detects the torque value based on the torque value and an automatic stop circuit that stops the driving of the electric motor based on the torque value are provided to perform the torque detection and automatic stop.
この場合、前記揺動検知片としては、インターナルギヤの外周部に刻設したクラッチ面としての円周溝が対向する把持部ケーシングの一部を半径方向外方に突出させて形成したトルク調整ばね収納ケースの把持部ケーシングに近接する一部の切欠部内に配置し、把持部ケーシングの一部に設けた切欠部から突出する外部において電動モータの出力軸と平行に延在させると共に、前記揺動検知片の他端を把持部ケーシングの一部に固定し、前記揺動検知片の平行延在部にストレンゲージを張設した構成とすることが記載されている。 In this case, as the swing detection piece, a torque adjustment formed by projecting a part of the gripping casing facing the circumferential groove as a clutch surface engraved on the outer peripheral portion of the internal gear radially outward. The spring housing case is disposed in a part of the notch that is close to the gripping part casing, extends outside the notch provided in a part of the gripping part casing and extends in parallel with the output shaft of the electric motor, and It is described that the other end of the motion detection piece is fixed to a part of the grip casing, and a strain gauge is stretched on the parallel extending portion of the swing detection piece.
そして、前記自動停止回路は、ストレンゲージから収得される出力信号に基づいて、出力信号のピーク値を検出すると共に、クラッチ動作によりストレンゲージの出力信号が低下することを検出すると同時に電動モータの電源スイッチ回路を一時的に遮断する信号を発生する比較回路とを設けた構成とするものである。 The automatic stop circuit detects the peak value of the output signal based on the output signal obtained from the strain gauge, and simultaneously detects that the output signal of the strain gauge decreases due to the clutch operation. A comparison circuit for generating a signal for temporarily shutting off the switch circuit is provided.
前述した特許文献1において提案した定トルク電動ドライバーは、センサによって、トルクリミッタの作動時における電動モータの負荷電流または負荷電圧を検出して、この負荷電流値または負荷電圧値が初期値と比較して所定値以上に変化する場合に、所要のアラームを発生させて、ねじ締め状態の異常ないし不具合を確認することが可能であるが、この場合において、前記トルクリミッタの作動時におけるねじ締め状態のトルク管理として、適正なトルク値の検出を行うことも重要であることが判明した。 The constant torque electric driver proposed in Patent Document 1 described above detects the load current or load voltage of the electric motor when the torque limiter is activated by a sensor, and compares the load current value or load voltage value with an initial value. In the case where the torque limiter is changed to a predetermined value or more, it is possible to generate a required alarm and check the abnormality or failure of the screw tightening state. It has been found that it is important to detect an appropriate torque value as torque management.
この種のトルクリミッタを使用した定トルク電動ドライバーにおいて、先に提案した特許文献2に記載のトルク固定形ドライバーによれば、電動モータの後端部を、これと同軸に延在する扁平状の板体(トーションバー)を介して把持部ケーシング内に固定し、前記板体の一側面にストレンゲージ(ひずみゲージ)を取付けてトルク値を測定し得るように構成したものであることから、ねじ締め作業においてドライバービットに伝達されるねじ締めトルクに対応する反力としての応力変位が、前記扁平状の板体(トーションバー)に伝達される際には、電動モータ等の過重等が加わるために、実際のねじ締め作業におけるドライバービットに伝達されるねじ締めトルクに対応する反力としての応力変位を、前記ストレンゲージ(ひずみゲージ)に対して適正に伝達しねじ締めトルク値として検出を行うことは不適切であり、検出精度の点においても不具合であることが確認された。 In a constant torque electric driver using this type of torque limiter, according to the torque fixed type driver described in Patent Document 2 previously proposed, the rear end portion of the electric motor is formed in a flat shape extending coaxially therewith. Since it is fixed in the grip casing through a plate (torsion bar) and a strain gauge is attached to one side of the plate, the torque value can be measured. When a stress displacement as a reaction force corresponding to the screw tightening torque transmitted to the driver bit in the tightening operation is transmitted to the flat plate (torsion bar), an overload of an electric motor or the like is added. In addition, the stress displacement as a reaction force corresponding to the screw tightening torque transmitted to the driver bit in the actual screw tightening operation is expressed as the strain gauge (strain gauge). Be detected as a properly transmitted to the screw tightening torque value for is inadequate, it is trouble even in terms of detection accuracy was confirmed.
しかるに、実際のねじ締め作業において、ドライバービットに伝達されるねじ締めトルクに対応する反力としての応力変位を、適正に検出することができる手段としては、例えばトルクリミッタを使用しない電動ドライバーとして、本出願人が先に開発した前記特許文献3に示すように、遊星歯車減速機構を構成するインターナルギヤと把持部ケーシングとの間にクラッチ機構を設けた電動回転工具においては、前記クラッチ機構の構成要素に対し、クラッチ動作に際して前記応力変位を受けるようにストレンゲージ(ひずみゲージ)を設けることによって、トルク値の検出を行うように構成することが極めて適正であり、精度の点においても有効であることが確認されている。 However, in an actual screw tightening operation, as a means that can appropriately detect the stress displacement as a reaction force corresponding to the screw tightening torque transmitted to the driver bit, for example, as an electric driver not using a torque limiter, As shown in Patent Document 3 previously developed by the present applicant, in an electric rotary tool having a clutch mechanism between an internal gear constituting a planetary gear reduction mechanism and a gripper casing, the clutch mechanism It is extremely appropriate to configure the component to detect the torque value by providing a strain gauge (strain gauge) so as to receive the stress displacement during clutch operation, and it is also effective in terms of accuracy. It has been confirmed that there is.
しかしながら、前記クラッチ機構を有しない、トルクリミッタを使用した定トルク電動ドライバーにおいては、前記特許文献3に示すようなトルク検出手段を、そのまま適用するように構成することは困難である。 However, in a constant torque electric screwdriver that does not have the clutch mechanism and uses a torque limiter, it is difficult to configure the torque detection means as shown in Patent Document 3 as it is.
そこで、本発明者は、トルクリミッタを使用した定トルク電動ドライバーにおいて、ねじ締め作業においてドライバービットに負荷されるねじ締めトルクを、適正に検出することができるトルク検出手段を得るべく、種々検討を重ねた結果、予め適正なねじ締めトルクに対応するヒステリシストルク(設定トルク)に調整されたトルクリミッタを設けて、このトルクリミッタの駆動回転部と従動回転部とに対し、それぞれ電動モータの駆動軸に結合された遊星歯車減速機構の出力軸とドライバービットとを相互に結合し、ねじ締め作業によりねじが着座した場合において、前記ドライバービットによるねじ締めトルクが前記トルクリミッタの設定トルクを超えて、トルクリミッタの駆動回転部が空転を開始すると同時に、前記電動モータの駆動軸に結合された遊星歯車減速機構のインターナルギヤがその出力軸の回転に対し反転する方向に急激な回動力が発生することから、前記インターナルギヤの反転方向へ急激に発生する回動力を応力変位としてひずみゲージにより検出し得るように構成することにより、前記電動ドライバーによるねじ締めトルクを、前記ひずみゲージにより適正に検出することができることを突き止めた。 Therefore, the present inventor has made various studies in order to obtain a torque detection means that can appropriately detect the screw tightening torque loaded on the driver bit in the screw tightening operation in the constant torque electric screwdriver using the torque limiter. As a result of overlapping, a torque limiter that has been adjusted in advance to a hysteresis torque (set torque) corresponding to an appropriate screw tightening torque is provided, and the drive shaft of the electric motor is respectively connected to the drive rotation portion and the driven rotation portion of this torque limiter. When the screw is seated by screw tightening operation, the screw tightening torque by the driver bit exceeds the set torque of the torque limiter. At the same time as the drive rotating part of the torque limiter starts idling, the drive of the electric motor A sudden turning force is generated in the direction in which the internal gear of the planetary gear speed reduction mechanism coupled to the shaft is reversed with respect to the rotation of the output shaft. It has been found that the screw tightening torque by the electric screwdriver can be properly detected by the strain gauge by being configured so that it can be detected by a strain gauge as the stress displacement.
すなわち、この場合、前述したねじ締め作業に際して、前記インターナルギヤの反転方向へ急激に発生する回動力を、応力変位としてひずみゲージにより検出するに際しては、電動モータの駆動軸に結合する遊星歯車減速機構を保持するインターナルギヤを回動可能な状態に支持して前記インターナルギヤの下端面の一部に突起部を設けると共に、この突起部に対して前記インターナルギヤを囲繞するケーシングの外側に、前記遊星歯車減速機構の出力軸と平行にトーションバーをそれぞれ上下部において支持部材を介して設け、前記トーションバーを上部支持部材により固定すると共に下部支持部材を回動可能に設定し、この下部支持部材の外周の一部より水平方向に変位検出アームを突出配置して、その先端を前記ケーシングに設けた開口部を貫通させて前記インターナルギヤの下端面に設けた突起部に係合するように構成することにより、前記インターナルギヤの出力軸とは反転方向への急激に発生する回動力の応力変位を、前記変位検出アームを介してトーションバーへ有効に伝達することができることから、前記トーションバーの側面に対して適宜ひずみゲージを設けることにより、前述したねじ締めトルクの検出を容易に行うことができることを突き止めた。 That is, in this case, when detecting the rotational force generated suddenly in the reverse direction of the internal gear in the above-described screw tightening operation by the strain gauge as the stress displacement, the planetary gear reduction coupled to the drive shaft of the electric motor. The internal gear holding the mechanism is supported in a rotatable state, and a projection is provided on a part of the lower end surface of the internal gear, and the outside of the casing surrounding the internal gear with respect to the projection In addition, a torsion bar is provided in each of the upper and lower parts via a support member in parallel with the output shaft of the planetary gear speed reduction mechanism, the torsion bar is fixed by the upper support member, and the lower support member is set to be rotatable. A displacement detection arm projects horizontally from a part of the outer periphery of the lower support member, and its tip is provided on the casing. The displacement of the rotational force generated suddenly in the reverse direction with respect to the output shaft of the internal gear is achieved by engaging with the protrusion provided on the lower end surface of the internal gear through the portion. Can be effectively transmitted to the torsion bar via the displacement detection arm, and by appropriately providing a strain gauge on the side surface of the torsion bar, the above-described screw tightening torque can be easily detected. I found what I could do.
なお、前記ひずみゲージによるねじ締めトルクの検出に際して、電動ドライバーによるねじ締めに作業において、ドライバービットによるねじ締めの開始時点をプッシュ操作スイッチにより検出し、次いでねじの着座に至るまでの所要のねじ回転量をトルクリミッタに設けたロータリエンコーダにより検出すると共に、そのタイミングにおいて前記遊星歯車減速機構のインターナルギヤに発生する前記応力変位を検出するように設定することにより、前述した適正なねじ締めトルクの検出を容易に達成することができる。 When detecting the screw tightening torque by the strain gauge, in the work for screw tightening by the electric screwdriver, the start time of screw tightening by the driver bit is detected by the push operation switch, and then the required screw rotation until reaching the screw seating The amount of torque is detected by a rotary encoder provided in the torque limiter, and at the timing, the stress displacement generated in the internal gear of the planetary gear speed reduction mechanism is set to be detected. Detection can be easily achieved.
また、前述した適正なねじ締めトルクの検出を行うことができることから、前述したインターナルギヤに発生する前記応力変位を検出するタイミングに異常が生じた場合には、ねじ締め不良として判定することができ、この種の定トルク電動ドライバーにおけるねじ締め作業の良否判定を、適正かつ有効に達成することが可能となる。 In addition, since the appropriate screw tightening torque can be detected as described above, if an abnormality occurs in the timing for detecting the stress displacement generated in the internal gear described above, it is determined that the screw tightening is defective. Therefore, it is possible to appropriately and effectively achieve the quality determination of the screw tightening operation in this type of constant torque electric screwdriver.
従って、本発明の目的は、トルクリミッタを使用する定トルク電動ドライバーにおいて、ねじ締め作業における適正なねじ締めトルクの検出を行うことができると共に、ねじ締め状態の良否判定も容易かつ確実に達成することができる定トルク電動ドライバーのねじ締めトルク検出方法および装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to detect an appropriate screw tightening torque in a screw tightening operation in a constant torque electric screwdriver using a torque limiter, and to easily and reliably achieve a screw tightening state determination. An object of the present invention is to provide a screw torque detection method and apparatus for a constant torque electric screwdriver.
前記の目的を達成するため、本発明の請求項1に記載の定トルク電動ドライバーのねじ締めトルク検出方法は、電動モータの駆動軸に遊星歯車減速機構を介してトルクリミッタの駆動回転部を結合すると共に、前記トルクリミッタの従動回転部をドライバービットに結合して、前記トルクリミッタの設定トルクに基づいてねじ締めを行うように構成した定トルク電動ドライバーを使用し、
ねじ締め操作によりねじが着座した際に、前記ドライバービットによるねじ締めトルクが前記トルクリミッタの設定トルクを超えて、トルクリミッタの駆動回転部が空転を開始すると同時に、前記電動モータの駆動軸に結合された遊星歯車減速機構のインターナルギヤがその出力軸の回転に対し反転する方向に発生する急激な回動力を応力変位としてトーションバーに伝達し、このトーションバーの応力変位をひずみゲージによりねじ締めトルクとして検出することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a screw torque detection method for a constant torque electric screwdriver according to claim 1 of the present invention is such that a drive rotating part of a torque limiter is coupled to a drive shaft of an electric motor via a planetary gear reduction mechanism. And using a constant torque electric screwdriver configured to couple the driven rotating portion of the torque limiter to a driver bit and perform screw tightening based on the set torque of the torque limiter,
When the screw is seated by the screw tightening operation, the screw tightening torque by the driver bit exceeds the set torque of the torque limiter, and the drive rotating part of the torque limiter starts idling, and at the same time, coupled to the drive shaft of the electric motor The abrupt rotational force generated in the direction in which the internal gear of the planetary gear speed reduction mechanism is reversed with respect to the rotation of the output shaft is transmitted as stress displacement to the torsion bar, and the stress displacement of the torsion bar is screwed by a strain gauge. It is detected as torque.
本発明の請求項2に記載の定トルク電動ドライバーのねじ締めトルク検出方法は、前記ドライバービットによるねじ締めの開始時点をプッシュ操作スイッチにより検出し、次いでねじの着座に至るまでの所要のねじ回転量をトルクリミッタに設けたロータリエンコーダにより検出すると共に、ねじの着座するタイミングにおいて前記遊星歯車減速機構のインターナルギヤに発生する前記応力変位を検出するように設定することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a screw tightening torque of a constant torque electric screwdriver, wherein a screw tightening start time detected by the driver bit is detected by a push operation switch, and then the required screw rotation until the screw is seated. The amount is detected by a rotary encoder provided in the torque limiter, and the stress displacement generated in the internal gear of the planetary gear reduction mechanism is detected at the timing when the screw is seated.
本発明の請求項3に記載の定トルク電動ドライバーのねじ締めトルク検出方法は、ねじ締めの開始時点をプッシュ操作スイッチにより検出し、次いでトルクリミッタに設けたロータリエンコーダによりねじの着座に至るまでのねじ回転量が、予め設定したねじ回転量およびその許容範囲内として検出された場合に、適正なねじ締めによるねじ締めトルクと判定することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a screw tightening torque of a constant torque electric screwdriver, wherein the screw tightening start time is detected by a push operation switch, and then the screw encoder is seated by a rotary encoder provided in the torque limiter. When the screw rotation amount is detected as a preset screw rotation amount and within an allowable range thereof, it is determined that the screw tightening torque is determined by proper screw tightening.
本発明の請求項4に記載の定トルク電動ドライバーのねじ締めトルク検出方法は、ねじ締めの開始時点をプッシュ操作スイッチにより検出し、次いでトルクリミッタに設けたロータリエンコーダによりねじの着座に至るまでのねじ回転量が、予め設定したねじ回転量およびその許容範囲外として検出された場合に、ねじ締め不良によるねじ締めトルクと判定することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for detecting screw tightening torque of a constant torque electric screwdriver, wherein a screw tightening start point is detected by a push operation switch, and then a screw encoder is installed by a rotary encoder provided in a torque limiter. When the screw rotation amount is detected as being out of the preset screw rotation amount and its allowable range, it is determined that the screw tightening torque is due to screw tightening failure.
本発明の請求項5に記載の定トルク電動ドライバーのねじ締めトルク検出方法は、ねじの着座するタイミングにおいて、前記遊星歯車減速機構のインターナルギヤに発生する前記応力変位を、ひずみゲージによりねじ締めトルクとして検出した際に、電動モータの停止制御を行うように設定することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for detecting screw tightening torque of a constant torque electric screwdriver, wherein the stress displacement generated in the internal gear of the planetary gear reduction mechanism is screw tightened by a strain gauge at the timing of screw seating. When it detects as torque, it sets so that stop control of an electric motor may be performed.
本発明の請求項6に記載の定トルク電動ドライバーのねじ締めトルク検出装置は、電動モータの駆動軸に遊星歯車減速機構を介してトルクリミッタの駆動回転部を結合すると共に、前記トルクリミッタの従動回転部をドライバービットに結合して、前記トルクリミッタの設定トルクに基づいてねじ締めを行うように構成した定トルク電動ドライバーからなり、
電動モータの駆動軸に結合する遊星歯車減速機構を保持するインターナルギヤを回動可能な状態に支持して前記インターナルギヤの下端面の一部に突起部を設け、
前記突起部に対し前記インターナルギヤを囲繞するケーシングの外側において、前記遊星歯車減速機構の出力軸と平行にひずみゲージを装着したトーションバーを設けて、その一端部に変位検出アームを突出配置し、
前記変位検出アームの先端を前記突起部に係合し、ねじ締め操作によりねじが着座した際に、前記インターナルギヤの出力軸とは反転方向への急激に発生する回動力の応力変位を、前記変位検出アームを介してトーションバーへ伝達するように構成したことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a constant torque electric screwdriver tightening torque detecting device that couples a drive rotating portion of a torque limiter to a drive shaft of an electric motor via a planetary gear speed reduction mechanism, and follows the torque limiter Composed of a constant torque electric screwdriver configured to couple a rotating part to a driver bit and perform screw tightening based on a set torque of the torque limiter,
Providing a protrusion on a part of the lower end surface of the internal gear, supporting the internal gear holding the planetary gear reduction mechanism coupled to the drive shaft of the electric motor in a rotatable state,
A torsion bar fitted with a strain gauge is provided in parallel with the output shaft of the planetary gear speed reduction mechanism on the outside of the casing surrounding the internal gear with respect to the protrusion, and a displacement detection arm is projected from one end thereof. ,
When the tip of the displacement detection arm is engaged with the protrusion and the screw is seated by a screw tightening operation, the stress displacement of the rotational force that occurs suddenly in the reverse direction from the output shaft of the internal gear is It is configured to transmit to the torsion bar via the displacement detection arm.
本発明の請求項7に記載の定トルク電動ドライバーのねじ締めトルク検出装置は、前記インターナルギヤを囲繞するケーシングの外側に、前記遊星歯車減速機構の出力軸と平行に設けるひずみゲージを装着したトーションバーは、その一端を上部支持部材により固定すると共に他端を下部支持部材により回動可能に支持し、前記下部支持部材の外周の一部より水平方向に変位検出アームを突出配置して、その先端を前記ケーシングに設けた開口部を貫通させて前記インターナルギヤの下端面に設けた突起部に係合するように構成したことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the screw torque detecting device for a constant torque electric screwdriver, a strain gauge provided in parallel with the output shaft of the planetary gear reduction mechanism is mounted on the outside of the casing surrounding the internal gear. The torsion bar has one end fixed by an upper support member and the other end rotatably supported by a lower support member, and a displacement detection arm is disposed in a horizontal direction from a part of the outer periphery of the lower support member. The front end of the internal gear is configured to pass through an opening provided in the casing and engage with a protrusion provided on the lower end surface of the internal gear.
本発明の請求項8に記載の定トルク電動ドライバーのねじ締めトルク検出装置は、前記ドライバービットの軸方向の変位に対応してスイッチ動作するプッシュ操作スイッチを設けると共に、トルクリミッタの外周部にその回転変位を検出するロータリエンコーダを設け、ねじ締め操作に際し前記プッシュ操作スイッチのスイッチ動作に基づいて前記ロータリエンコーダによるねじ回転量の検出を行うように構成したことを特徴とする。 The screw torque detection device for a constant torque electric screwdriver according to claim 8 of the present invention is provided with a push operation switch that performs a switch operation in response to an axial displacement of the driver bit, and is provided on the outer periphery of the torque limiter. A rotary encoder for detecting rotational displacement is provided, and the screw rotation amount is detected by the rotary encoder based on the switch operation of the push operation switch during screw tightening operation.
本発明の請求項1に記載の定トルク電動ドライバーのねじ締めトルク検出方法によれば、電動モータの駆動軸に遊星歯車減速機構を介してトルクリミッタの駆動回転部を結合すると共に、前記トルクリミッタの従動回転部をドライバービットに結合して、前記トルクリミッタの設定トルクに基づいてねじ締めを行うように構成して、ねじ締め操作によりねじが着座した際に、前記ドライバービットによるねじ締めトルクが前記トルクリミッタの設定トルクを超えて、トルクリミッタの駆動回転部が空転を開始すると同時に、前記電動モータの駆動軸に結合された遊星歯車減速機構のインターナルギヤがその出力軸の回転に対し反転する方向に発生する急激な回動力による応力変位を、ひずみゲージにより適正にして簡便に検出することができ、ねじ締めトルクの検出と共にねじ締め状態の良否判定を確実かつ容易に行うことができる。 According to the screw torque detection method for a constant torque electric screwdriver according to claim 1 of the present invention, a drive rotating portion of a torque limiter is coupled to a drive shaft of an electric motor via a planetary gear reduction mechanism, and the torque limiter is coupled. The driven rotation portion of the screwdriver bit is coupled to the driver bit so that the screw is tightened based on the set torque of the torque limiter. When the screw is seated by the screw tightening operation, the screw tightening torque by the driver bit is reduced. When the set torque of the torque limiter is exceeded, the drive rotation part of the torque limiter starts idling, and at the same time, the internal gear of the planetary gear reduction mechanism coupled to the drive shaft of the electric motor is reversed with respect to the rotation of the output shaft. The stress displacement due to the rapid rotational force generated in the direction of The quality determination of the screwing state can be performed reliably and easily with the detection of the screw tightening torque.
本発明の請求項2ないし4に記載の定トルク電動ドライバーのねじ締めトルク検出方法によれば、ねじ締め操作において、ドライバービットによるねじ締めの開始時点をプッシュ操作スイッチにより検出することにより、ねじ締めを行うねじの着座するタイミングの検出と設定とを整合することができるため、前記ねじ締めトルクの検出とねじ締め状態の良否判定を適正にして確実かつ容易に行うことができる。 According to the method for detecting screw tightening torque of the constant torque electric screwdriver according to claim 2 of the present invention, in the screw tightening operation, by detecting the start time of screw tightening by the driver bit by the push operation switch, Since the detection and setting of the timing at which the screw is seated can be made consistent, the detection of the screw tightening torque and the determination of pass / fail of the screw tightening state can be performed appropriately and reliably and easily.
本発明の請求項5記載の定トルク電動ドライバーのねじ締めトルク検出方法によれば、ねじの着座するタイミングと、前記遊星歯車減速機構のインターナルギヤに発生する前記応力変位とを検出することにより、電動モータの停止制御を適正に行うことができる。 According to the method for detecting screw tightening torque of the constant torque electric screwdriver according to claim 5 of the present invention, by detecting the timing of screw seating and the stress displacement generated in the internal gear of the planetary gear reduction mechanism. The stop control of the electric motor can be appropriately performed.
本発明の請求項6記載の定トルク電動ドライバーのねじ締めトルク検出装置によれば、電動モータの駆動軸に遊星歯車減速機構を介してトルクリミッタの駆動回転部を結合すると共に、前記トルクリミッタの従動回転部をドライバービットに結合して、前記トルクリミッタの設定トルクに基づいてねじ締めを行うように構成した定トルク電動ドライバーとし、電動モータの駆動軸に結合する遊星歯車減速機構を保持するインターナルギヤを回動可能な状態に支持して前記インターナルギヤの下端面の一部に突起部を設け、前記突起部に対し前記インターナルギヤを囲繞するケーシングの外側において、前記遊星歯車減速機構の出力軸と平行にひずみゲージを装着したトーションバーを設けて、その一端部に変位検出アームを突出配置し、前記変位検出アームの先端を前記突起部に係合し、ねじ締め操作によりねじが着座した際に、前記インターナルギヤの出力軸とは反転方向への急激に発生する回動力の応力変位を、前記変位検出アームを介してトーションバーへ伝達するように構成することにより、比較的簡単な構成で、ねじ締めトルクの適正な検出と共に、ねじ締め状態の良否判定を確実かつ容易に達成することができる。 According to the screw torque detection device for a constant torque electric driver according to claim 6 of the present invention, the drive rotating portion of the torque limiter is coupled to the drive shaft of the electric motor via the planetary gear reduction mechanism, and the torque limiter A constant torque electric driver configured to couple a driven rotating part to a driver bit and perform screw tightening based on a set torque of the torque limiter, and to hold an planetary gear reduction mechanism coupled to a drive shaft of the electric motor. A planetary gear reduction mechanism is provided on the outer side of the casing that surrounds the internal gear with respect to the protrusion by providing a protrusion on a part of the lower end surface of the internal gear while supporting the null gear in a rotatable state. A torsion bar equipped with a strain gauge in parallel with the output shaft of When the tip of the position detection arm is engaged with the protrusion and the screw is seated by the screw tightening operation, the stress displacement of the rotational force generated suddenly in the direction opposite to the output shaft of the internal gear is By configuring so as to transmit to the torsion bar via the displacement detection arm, it is possible to reliably and easily achieve pass / fail judgment of the screw tightening state with appropriate detection of the screw tightening torque with a relatively simple structure. .
本発明の請求項7記載の定トルク電動ドライバーのねじ締めトルク検出装置によれば、前記ねじ締めトルクの検出を行うための前記遊星歯車減速機構のインターナルギヤに発生する応力変位を検出するシステム構成を、簡便かつ容易に構築することができる。 According to the screw tightening torque detecting device of the constant torque electric screwdriver according to claim 7 of the present invention, the system for detecting the stress displacement generated in the internal gear of the planetary gear reduction mechanism for detecting the screw tightening torque. The configuration can be constructed simply and easily.
本発明の請求項8記載の定トルク電動ドライバーのねじ締めトルク検出装置によれば、ねじ締め操作において、ドライバービットによるねじ締めの開始時点を検出するプッシュ操作スイッチを設けることにより、ねじ締めを行うねじの着座するタイミングの検出と設定とを整合することができるため、前記ねじ締めトルクの検出とねじ締め状態の良否判定を適正にして確実かつ容易に行うことができる。 According to the constant-torque electric screwdriver screw tightening torque detecting device according to the eighth aspect of the present invention, in the screw tightening operation, the screw tightening is performed by providing the push operation switch for detecting the start time of the screw tightening by the driver bit. Since the detection and setting of the timing at which the screw is seated can be matched, the detection of the screw tightening torque and the quality determination of the screw tightening state can be made appropriate and performed reliably and easily.
次に、本発明に係る定トルク電動ドライバーのトルク検出方法の実施例につき、その方法を実施する装置との関係において、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 torque detection method for a constant torque electric screwdriver according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings in relation to an apparatus for performing the method.
図1は、本発明に係る定トルク電動ドライバーのトルク検出方法を実施する装置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は定トルク電動ドライバーを示し、この電動ドライバー10の把持部内に、電動モータ12と、この電動モータ12を駆動するための駆動スイッチ14と、前記電動モータ12の駆動軸(図示せず)に結合される遊星歯車減速機構16およびトルクリミッタ18とを、それぞれ内蔵し、前記トルクリミッタ18を介してドライバービット20を結合した構成からなる。
FIG. 1 is a schematic configuration explanatory view showing an apparatus for carrying out a torque detection method for a constant torque electric screwdriver according to the present invention. That is, in FIG. 1,
前記電動ドライバー10においては、前記電動モータ12の駆動スイッチ13を操作するスイッチ操作部材15と、電動モータ12の駆動制御および停止制御を行う電動モータ制御回路22と、前記トルクリミッタ18の回転量の検出すなわち回転状態のカウントを行うためのロータリエンコーダ24が設けられる。さらに、前記ドライバービット20に対し、その軸方向の変位を感知してねじ締め作業の開始時点を検出するための公知のプッシュ操作スイッチ26が設けられる。
In the
そして、本発明においては、前記遊星歯車減速機構16において、ねじ締め作業によりねじが着座した際に、前記遊星歯車減速機構16を構成するインターナルギヤが、その出力軸の回転に対し反転する方向に発生する急激な回動力としての応力変位をねじ締めトルクとして検出するひずみゲージ28が設けられる。
In the present invention, in the planetary
本実施例の定トルク電動ドライバー10において、電動モータ12としては、ブラシレスモータを好適に使用することができる。また、前記電動モータ12を駆動するために、前記駆動スイッチ14を操作するスイッチ操作部材15としては、例えば電動モータ12の把持部外周に設ける公知のレバー部材として、あるいは公知のプッシュ操作部材として構成することができる。
In the constant torque
本実施例の定トルク電動ドライバー10において、トルクリミッタ18としては、例えば前記特許文献1、2に開示されているように、磁気方式による公知のトルクリミッタを使用したり、あるいは前記特許文献2に開示されているように、コイルばね方式による公知のトルクリミッタを使用したりすることができる。
In the constant torque
また、前記トルクリミッタ18においては、後述するように、遊星歯車減速機構16の出力軸(図示せず)に結合されて、ねじ締め作業に際してドライバービット20と一体的にねじ締め方向に回転駆動することから、その外周部に公知の磁気式ロータリエンコーダ24を設けて、前記ドライバービット20との関係におけるトルクリミッタ18の回転状態すなわちねじ締め回転量を検出ないしカウントするように構成される。
Further, the
本実施例の定トルク電動ドライバー10において、遊星歯車減速機構16としては、図2に示すように、2段構成の遊星歯車機構からなり、電動モータ12の駆動軸13の先端部に設けられたピニオンギヤ13aに第1段の遊星歯車16aが噛合し、次いでこの第1段の遊星歯車16aを支持する円板状支持部17aの支軸が第2のピニオンギヤ13bの円板状支持部17bの一部に保持され、この第2のピニオンギヤ13bに第2段の遊星歯車16bが噛合し、そしてこの第2の遊星歯車16bを支持する円板状支持部17bの支軸が遊星歯車減速機構16としての出力軸を形成する。そして、前記第1段の遊星歯車16aおよび第2段の遊星歯車16bは、定トルク電動ドライバー10の把持部ケーシング10a内において、回転可能に支持されたインターナルギヤ21に噛合されている。
In the constant torque
そこで、本実施例において、前記構成からなる遊星歯車減速機構16は、前記インターナルギヤ21の下端面の一部に突起部21aを設けると共に、この突起部21aに対して前記インターナルギヤ21を囲繞する把持部ケーシング10aの外側に、前記遊星歯車減速機構16の出力軸(17b)と平行にトーションバー50が、それぞれ上下部において上部支持部材51および上部支持部材52を介して固定配置される。
Therefore, in the present embodiment, the planetary gear
前記トーションバー50は、上部支持部材52により前記ケーシング10aの一部に固定すると共に、下部支持部材53を前記ケーシング10aの一部に回動可能に設定し、この下部支持部材53の外周の一部より水平方向に変位検出アーム54を突出配置して、その先端部54aを前記ケーシング10aに設けた開口部56を貫通させて,前記インターナルギヤ21の下端面に設けた突起部21aに係合するように構成する(図3参照)。
The
しかるに、前記インターナルギヤ21は、ねじ締め作業に際し、最初のねじ締め工程においては、電動モータ12の駆動軸13の回転により、第1段の遊星歯車16aおよび第2段の遊星歯車16bを介して、前記電動モータ12の駆動軸13の回転と同一方向(破線矢印で示す)に回動力が加わる(図3参照)。しかし、この場合、前記インターナルギヤ21は、その下端面に設けた突起部21aが、変位検出アーム54の先端部54aと係合しているため、図3に示すように、遊星歯車減速機構16の出力軸(17b)と共に回動することが阻止される。
However, when the
その後のねじ締め工程において、ねじが着座すると、ドライバービット20にねじ締め回転方向とは逆方向に反転負荷が加わり、この負荷トルクがトルクリミッタ18に予め設定されている設定トルク(ヒステリシストルク)以上となると、トルクリミッタ18の駆動回転部が従動回転部に対して空転することになる。そして、前記トルクリミッタ18の駆動回転部すなわちこれに結合される前記遊星歯車減速機構16の出力軸(17b)が空転を開始する際に、前記電動モータ12の駆動軸13に結合された遊星歯車減速機構16のインターナルギヤ21がその出力軸(17b)の回転に対し反転する方向(実線矢印で示す)に急激な回動力が発生し、この回動力を応力変位として変位検出アーム54を介して前記トーションバー50へ有効に伝達することができる(図3および図4参照)。
In the subsequent screw tightening step, when the screw is seated, a reverse load is applied to the
従って、本実施例においては、前記トーションバー50の側面に、一対のひずみゲージ28をそれぞれ装着することにより、前記ねじ締め工程において、ねじが着座した時点におけるねじ締めトルクの検出を適正に行うことができる。
Therefore, in this embodiment, by attaching a pair of
次に、前述した本実施例に係る定トルク電動ドライバーのトルク検出装置によるねじ締めトルクの検出方法について説明する。 Next, a method for detecting the screw tightening torque by the torque detecting device of the constant torque electric screwdriver according to the above-described embodiment will be described.
ねじ締め操作に際して、定トルク電動ドライバー10のドライバービット20の先端部に所要のねじを装着して、スイッチ操作部材15によって操作される駆動スイッチ14の動作により、駆動スイッチ操作信号S14が制御部30のCPU32に入力される。従って、前記制御部30においては、CPU32に対する駆動スイッチ操作信号S14の入力により、電動モータ駆動制御信号S22aを出力すると共に電動モータ制御回路22に入力して、電動モータ12の駆動制御を行う(図1参照)。
At the time of the screw tightening operation, a required screw is attached to the tip of the
前記電動モータ12の回転駆動により、遊星歯車減速機構16およびトルクリミッタ18を介してドライバービット20が回転駆動される。この場合において、前記トルクリミッタ18に設けたロータリエンコーダ24により、ドライバービット20の回転量に対応する回転カウント信号S24が検出されてCPU32に入力される。
As the
次いで、ドライバービット20に装着したねじを、所要のねじ取付け対象物に位置決めし、ドライバービット20を前記対象物に対して押圧してねじ締め操作を開始することにより、プッシュ操作スイッチ26が作動して、プッシュ操作スイッチ検出信号26がCPU32に入力される。従って、前記CPU32においては、前記プッシュ操作スイッチ検出信号26の入力に基いて、前記ロータリエンコーダ24により検出されるドライバービット20の回転量に対応する回転カウント信号のカウント開始時点を設定して、前記ドライバービット20の回転量の検出記録が行われる。
Next, the screw attached to the
このようにして、所要のねじ締め操作が行われ、ねじがその取付け対象物に着座した際には、前述したように、ドライバービット20にねじ締め回転方向とは逆方向に反転負荷が加わり、この負荷トルクがトルクリミッタ18に予め設定されている設定トルク(ヒステリシストルク)以上となると、トルクリミッタ18の駆動回転部が従動回転部に対して空転する。この場合において、前記トルクリミッタ18の駆動回転部すなわちこれに結合される前記遊星歯車減速機構16の出力軸(17b)が空転を開始する際に、前記電動モータ12の駆動軸13に結合された遊星歯車減速機構16のインターナルギヤ21がその出力軸(17b)の回転に対し反転する方向(矢印)に急激な回動力が発生し、この回動力を応力変位として変位検出アーム54を介して前記トーションバー50へ有効に伝達される。そして、前記トーションバー50に装着したひずみゲージ28により検出される、前記応力変化に対応するねじ締めトルク検出信号S28がCPU32に入力され記録される。
In this way, when the required screw tightening operation is performed and the screw is seated on the attachment target, as described above, a reverse load is applied to the
従って、前記CPU32に入力され記録されたねじ締めトルクが、予め設定されたねじ締めトルク値の許容範囲内であれば、適正かつ良好なねじ締め状態であると判定し、所要の表示器40に対し、前記判定に基づくねじ締め状態表示信号S40をCPU32から出力して適宜表示を行うことができる。また、前記制御部30のCPU32においては、前記ねじ締めトルク検出信号S28の入力に対応して、電動モータ停止制御信号S22bを出力すると共に電動モータ制御回路22に入力して、電動モータ12の停止制御を行う。
Therefore, if the screw tightening torque input and recorded in the
なお、本発明のトルク検出方法においては、前述したように、ねじ締め操作において、プッシュ操作スイッチ26が作動して、プッシュ操作スイッチ検出信号S26がCPU32に入力され、前記ロータリエンコーダ24により検出されるドライバービット20の回転量に対応する回転カウント信号のカウント開始時点を設定して、前記ドライバービット20の回転量の検出記録が行われる。この場合において、前記ドライバービット20の回転量が、ねじ締めが行われるねじに対応して予め設定される所要のねじ締め回転量と比較して、許容範囲内であれば、前述したように適正かつ良好なねじ締め状態に移行することができる。
In the torque detection method of the present invention, as described above, in the screw tightening operation, the
しかしながら、前記ドライバービット20の回転量が、ねじ締めが行われるねじに対応して予め設定される所要のねじ締め回転量と比較して、許容範囲外であれば、ねじのかじり、ねじ自体またはねじ穴の不具合等の発生による、ねじ締め状態の不具合ないし不良であると判定し、前記表示器40に対し、前記判定に基づくねじ締め状態表示信号S40をCPU32から出力して適宜表示を行うことができる。
However, if the amount of rotation of the
前述した制御部30のCPU32においては、前記定トルク電動ドライバー10側の各構成要素からそれぞれ検出記録される信号と、CPU32において予め設定されるデータ等に関して、相互に比較処理を行う場合には、前記信号およびデータの記録および設定処理を適宜パターン化することにより、その取扱いおよび判定処理を円滑に達成することができる。
In the
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前述した実施例に限定されることなく、例えばトルクリミッタがその設定トルクを超えて作動する際に遊星歯車減速機構におけるインターナルギヤに発生する応力変位をひずみゲージにより検出するための形状構成等について、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. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, when the torque limiter operates exceeding its set torque, the internal gear in the planetary gear reduction mechanism is described. Many design changes can be made without departing from the spirit of the present invention, such as a shape configuration for detecting a stress displacement generated in the strain gauge with a strain gauge.
10 定トルク電動ドライバー
10a 把持部ケーシング
12 電動モータ
13 駆動軸
13a ピニオンギヤ
13b 第2のピニオンギヤ
14 駆動スイッチ
15 スイッチ操作部材
16 遊星歯車減速機構
16a 第1段の遊星歯車
16b 第2段の遊星歯車
17a 円盤状支持部
17b 円盤状支持部部(出力軸)
18 トルクリミッタ
20 ドライバービット
21 インターナルギヤ
22 電動モータ制御回路
24 ロータリエンコーダ
26 プッシュ操作スイッチ
28 ひずみゲージ
30 制御部
32 CPU
40 表示器
50 トーションバー
52 上部支持部材
53 下部支持部材
54 変位検出アーム
54a 先端部
56 開口部
S14 駆動スイッチ操作検出信号
S22a 電動モータ駆動制御信号
S22b 電動モータ停止制御信号
S24 回転量検出信号
S26 プッシュ操作スイッチ検出信号
S28 ねじ締めトルク検出信号
S40 ねじ締め状態検出信号
DESCRIPTION OF
18
40
Claims (8)
ねじ締め操作によりねじが着座した際に、前記ドライバービットによるねじ締めトルクが前記トルクリミッタの設定トルクを超えて、トルクリミッタの駆動回転部が空転を開始すると同時に、前記電動モータの駆動軸に結合された遊星歯車減速機構のインターナルギヤがその出力軸の回転に対し反転する方向に発生する急激な回動力を応力変位としてトーションバーに伝達し、このトーションバーの応力変位をひずみゲージによりねじ締めトルクとして検出することを特徴とする定トルク電動ドライバーのねじ締めトルク検出方法。 The drive rotation part of the torque limiter is coupled to the drive shaft of the electric motor via a planetary gear speed reduction mechanism, and the driven rotation part of the torque limiter is coupled to a driver bit, and screwed based on the set torque of the torque limiter. Use a constant torque electric screwdriver configured to
When the screw is seated by the screw tightening operation, the screw tightening torque by the driver bit exceeds the set torque of the torque limiter, and the drive rotating part of the torque limiter starts idling, and at the same time, coupled to the drive shaft of the electric motor The abrupt rotational force generated in the direction in which the internal gear of the planetary gear speed reduction mechanism is reversed with respect to the rotation of the output shaft is transmitted as stress displacement to the torsion bar, and the stress displacement of the torsion bar is screwed by a strain gauge. A method for detecting screw tightening torque of a constant torque electric screwdriver, characterized by detecting the torque as torque.
電動モータの駆動軸に結合する遊星歯車減速機構を保持するインターナルギヤを回動可能な状態に支持して前記インターナルギヤの下端面の一部に突起部を設け、
前記突起部に対し前記インターナルギヤを囲繞するケーシングの外側において、前記遊星歯車減速機構の出力軸と平行にひずみゲージを装着したトーションバーを設けて、その一端部に変位検出アームを突出配置し、
前記変位検出アームの先端を前記突起部に係合し、ねじ締め操作によりねじが着座した際に、前記インターナルギヤの出力軸とは反転方向への急激に発生する回動力の応力変位を、前記変位検出アームを介してトーションバーへ伝達するように構成したことを特徴とする定トルク電動ドライバーのねじ締めトルク検出装置。 The drive rotation part of the torque limiter is coupled to the drive shaft of the electric motor via a planetary gear speed reduction mechanism, and the driven rotation part of the torque limiter is coupled to a driver bit, and screwed based on the set torque of the torque limiter. Consists of a constant torque electric screwdriver configured to perform
Providing a projection on a part of the lower end surface of the internal gear, supporting the internal gear holding the planetary gear reduction mechanism coupled to the drive shaft of the electric motor in a rotatable state,
A torsion bar fitted with a strain gauge is provided in parallel with the output shaft of the planetary gear speed reduction mechanism on the outside of the casing surrounding the internal gear with respect to the protrusion, and a displacement detection arm is projected from one end thereof. ,
When the tip of the displacement detection arm is engaged with the protrusion and a screw is seated by a screw tightening operation, the stress displacement of the rotational force that occurs suddenly in the reverse direction from the output shaft of the internal gear is A screw tightening torque detecting device for a constant torque electric screwdriver, wherein the screw tightening torque detecting device is configured to transmit to the torsion bar via the displacement detecting arm.
A push operation switch that switches according to the axial displacement of the driver bit is provided, and a rotary encoder that detects the rotational displacement is provided on the outer periphery of the torque limiter. The screw tightening torque detecting device for a constant torque electric screwdriver according to claim 6 or 7, wherein the screw rotation amount is detected by the rotary encoder based on the above.
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