JPH04129647A - トルク測定装置 - Google Patents

トルク測定装置

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Publication number
JPH04129647A
JPH04129647A JP24973790A JP24973790A JPH04129647A JP H04129647 A JPH04129647 A JP H04129647A JP 24973790 A JP24973790 A JP 24973790A JP 24973790 A JP24973790 A JP 24973790A JP H04129647 A JPH04129647 A JP H04129647A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
torque
clutch
motor
bracket
shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP24973790A
Other languages
English (en)
Inventor
Tokuaki Kanehara
金原 徳哲
Toshihiko Nakade
中出 敏彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
I P P KK
Nidec Shimpo Corp
Original Assignee
I P P KK
Shimpo Industrial Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by I P P KK, Shimpo Industrial Corp filed Critical I P P KK
Priority to JP24973790A priority Critical patent/JPH04129647A/ja
Publication of JPH04129647A publication Critical patent/JPH04129647A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、小さなタッピングネジを切る時のトルク或
いは微小ネジの締め付はトルクを測定するためのトルク
測定装置に関する。
(従来の技術〕 近年、各種の電気機器や事務機器等の小型・計量化に伴
いタッピングネジ、微小ネジ(Ml〜M3)の使用され
る頻度が非常に多くなっている。
特にこれらのシャーシ(材質はアルミ合金、プラスチッ
ク類等)には下穴だけを穿設し、その上からタンピング
ネジや微小ネジでシャーシ、ブラケット、プリント基板
を固定したりこれらに配線部品類等を固定する方法が採
られている例が多い。
しかしこれらの微小ネジを使用する場合、下穴径とネジ
径の関係、ネジ径による締め付はトルクの大きさ等が特
に定まっているわけではなく経験、勘等により決めてい
る場合が多い。
[発明が解決しようとする課題] 下火の径によってはタッピングネジを締め付けて行く段
階でネジがバカになり製品そのものが不良品とされる事
がある。このような理由で不良品が発生した場合、先ず
材質が問題とされプラスチックや板材供給メーカーへク
レームが行(のカ通例である。プラスチックメーカー等
は事前対策としてプラスチックの機械的性質を調査する
ため種々の材質、下穴径に対する破壊トルクのデータ等
を揃える必要がある。そして逆にプラスチックの材質ご
との下火とタッピング径との関係、材質とネジ径と下穴
及びネジ径と締付トルクとの関係等をユーザーに指定す
る必要が生じる。
また、ネジ供給メーカーは、ネジ単体の破壊トルクのデ
ータ、繰り返し使用出来るデータ等の資料を準備する必
要がある。この発明はかかる課題を解決するためになさ
れたものである。
〔課題を解決するための手段〕
即ち、この発明は上記する課題を解決するために、トル
ク測定装置が、■回転駆動モータと、該モータの駆動軸
よりクラッチ及びトルクリミッタを介して回転トルクを
伝達する回転軸と、前記回転駆動モータを固定するモー
タプレートとは相対回転可能なように軸受を介して静止
部である取付板に固定された軸受ハウジングと、該取付
板に固定され前記回転軸等を嵌合する軸受を介して支持
するブラケットと、前記モータプレートを軸を介して一
体に固定され前記クラッチを取付けたクラッチブラケッ
トと、前記クラッチブラケットと前記ブラケット(静止
部)との間に取付けられ且つ負荷トルクを検出し設定ト
ルクになると前記クラッチをOFFとするトルクセンサ
と、前記トルクセンサとクラッチとを作動させる演算装
置と、より成ることを特徴とする。
或いはまた、■前記回転駆動モータによりクラッチ及び
トルクリミッタを介して回転トルクを伝達する回転軸と
ビットホルダとの間に、緩衝装置を設けてなることを特
徴とする。
〔作 用] 上記手段としたこの発明にかかるトルク測定装置の作用
を添付図の符号を用いて説明すると、先ず、■の手段で
はモータ5のスイッチを入れると駆動軸20が回転する
が、前記クラッチ9が作動していない状態では回転トル
クは伝達されず中空軸21は空回りしている。次にクラ
ッチ9を作動させると前記中空軸21より該クラッチ9
を介して第1の回転軸22に連なる第2の回転軸23に
回転トルクが伝達され、更に前記トルクリミッタ25を
介してビットホルダ14先端に装着した例えばネジ切り
タップ(図示せず)に回転トルクが伝達される。そして
該ネジ切りタップには被加工板材から負荷トルクが逆回
転方向に伝達され前記トルクリミッタ25や第1の回転
軸22、第2の回転軸23にに伝達される。
この場合、モータ5には丁度ブレーキがかかった状態に
なるので反動トルクが前記モータプレート6とクラッチ
ブラケット10に伝達され(モータプレート6とクラッ
チハウジング10とは廻り止め軸27により一体である
)トルクセンサ11のピン35を回そうとする。しかし
前記センサ11の半導体素子(PSD)3Bはブラケッ
ト8側に固定されているからピン35の回転によってフ
ォースリング36側に取付けられた発光素子(LED)
37が回転し位置の変化を半導体素子(PSD)38で
とらえることによりネジ切りタップに生じている負荷ト
ルクを測定することが出来る。
また、予めビットホルダ14に発生させる負荷トルクを
演算装置で設定してその設定値を入力しておけば、トル
クセンサ11によって検出されたトルク値は演算装置に
入力され、設定トルクと比較され、一致すると前記クラ
ッチ9をOFFとする。
更に■の手段により回転トルク伝達時の衝撃を緩和し、
トルク測定時の精度を向上させることが出来る。
〔実施例〕
以下、この考案の具体的実施例について図面を参照して
説明する。
第1図はこの発明にかかるトルク測定装置の外観側面図
、第2図は正面図、第3図は第2図のX−X矢視断面図
(軸方向断面図)、第4図は第3図のA−A矢視図、第
5図は第3図のB−B矢視図である。
このトルク測定装置は取付板(サブベース)3に取付け
られているが、該取付板3は台1に立設された支柱2に
固定されたシリンダ4の軸4aに上下移動可能に取付け
られている。
また、このトルク測定装置はモータプレート6に取付け
られた回転駆動モータ5、軸受ハウジング7、ブラケッ
ト8、これら軸受ハウジング7とブラケット8との間に
配置されクラッチブラケット10に取付けられたクラッ
チ9(電磁クラッチ)、回転トルクを測定するトルクセ
ンサ11、回転トルク伝達機構を収納したケース12、
ヘッドキャップ13、ピント(図示せず)を装着するビ
ットホルダ14等より構成される。また第3図に示すよ
うに前記軸受ハウジング7とブラケットは一部カバー1
5で接続固定される。16はワークチャック部であり、
ネジ切り用の被加工板材等が設置される。
次にこの発明にかかるトルク測定装置のトルク測定機構
について説明する。
第3図は前記モータ5からビットやタッピング用タップ
(図示せず)等を装着するためのビットホルダ14への
回転トルク伝達機構の詳細図である。この図で、20は
前記モータ5の駆動軸であり、中空軸21からクラッチ
9を介して第1の回転軸22に連なる第2の回転軸23
へ回転トルクを伝達する。このクラッチ9の一方の摩擦
円板9aはキー等で第1の回転軸22に固着されている
が、クラッチ9のスイッチが入っていない時には該クラ
ッチ9の他方の加圧円板9bは中空軸21と共に空回り
するようになっている。
24はトルクリミッタ25を構成するロックシャフトで
あって、前記第2の回転軸23から該ロックシャフト2
4を介して更に第3の回転軸26及びビットホルダ14
へ回転トルクが伝達される。
また、第3の回転軸26と前記ビットホルダ14とはネ
ジリバネ28を介して連結されるが、該ネジリパネ28
は回転力伝達時の衝撃を緩和するダンパの役割を果たす
29は前記ビットホルダ14を軸受30に固定するロッ
クナツトである。
前記トルクリミッタ25は中空ボルト25bの内部にバ
ネ(図示せず)を収容し、その付勢力でボール25aを
ロックシャフト24外周に設けた凹部25cに押圧し、
ビットホルダ14にかかる負荷トルクが一定値以上にな
るとスリップするような構造になっている。このトルク
リミッタ25は他の方式のものに変えても良い。
次に、31は前記モータプレート6に固定される円筒ブ
ツシュであって前記軸受ハウジング7との間には軸受3
2が嵌合されている。また、モータプレート6とクラッ
チブラケット10とは廻り止め軸27で連結されている
。そして、軸受ハウジング7は前記モータプレート6と
相対回転可能なように軸受32を介して静止部である取
付板6に固定されている。また、前記ブラケット8も前
記取付板3に固定され、該ブラケット8には前記トルク
センサ11を取付けるためのセンサ取付具33が固定さ
れている。
34はスリーブであって前記クラックブラケット10に
ボルトで固定されているが、このスリーブ34とセンサ
取付は具33に設けられたフォースリング36との間に
ビン35が嵌挿され、該フォースリング36とセンサ取
付具34との間には発光素子(LED)37と半導体素
子(PSD)38とからなる位置の変化を検出するトル
クセンサ11が配置され回転角度を検出することにより
回転軸に生じている負荷トルクを測定するようになって
いる。尚、実施例にはフォースリング36側に発光素子
37を、センサ取付具33側に半導体素子38が設けら
れているが逆としても良い。
また、前記トルクセンサ11は中央演算処理装置 (C
PU)を介して前記クラッチ9に接続される。
この発明にかかるトルク測定装置は以上のような構成か
らなるが、次にこのトルク測定装置で繰り返して回転ト
ルクを測定する場合の動作について説明する。
先ず、モータ5のスイッチを入れると駆動軸20が回転
するが、前記クラッチ9が作動していない状態では回転
トルクは伝達されず中空軸21は空回りしている。次に
クラッチ9を入れると前記中空軸21より該クラッチ9
を介して回転軸22や回転軸23に回転トルクが伝達さ
れ、更に前記トルクリミッタ25を介してビットホルダ
14先端に装着した例えばネジ切りタップ(図示せず)
に回転トルクが伝達される。そして該ネジ切りタップに
は被加工板材から反動トルクが逆回転方向に伝達され前
記トルクリミッタ25や回転軸22、クラッチ9を介し
てモータ5の駆動軸20に伝達される。
この場合、モータ5には丁度ブレーキがかかった状態に
なるので反動トルクが前記モータプレート6とクラッチ
ハウジング10等に伝達され(モータプレート6とクラ
ッチハウジング10とは廻り止め軸27で連結されてい
るので一体である)ピン35を少し回転させる。しかし
前記トルクセンサ11の受光素子(PSD)38はブラ
ケ・アト8側に固定されているからピッ350回転によ
ってフォースリング36に取付けられた発光素子(LE
D)37が回転し位置の変化によりネジ切りタップに生
じている回転トルクを測定することが出来る。
また、予めビット先端部に生じる駆動トルクを設定して
CPUに入力しておけば前記回転トルクを感知するトル
クセンサ11により検出されたトルク値はCPUに入力
され、設定トルクと比較され、一致すると前記クラッチ
9をOFFとする。
また、第3の回転軸26とビットホルダ14との間のネ
ジリバネ28により回転トルク伝達時の衝撃を緩和し、
トルク測定時の精度を向上させることが出来る。
尚、上記実施例によるトルクセンサ方式に代えて歪ゲー
ジ方式にすることも出来る。更に、ネジリバネ28のダ
ンパの代わりに他のバネ式や油圧式やエアバネ式等に変
えても良い。
〔発明の効果〕
この発明にかかるトルク測定装置は以上詳述したような
構成としたので、次のような従来にない数々の効果があ
る。
(1)このトルク測定装置はセンサ部と回転トルク伝達
部とを一体構造として上部に設置し、エアシリンダによ
り上下移動出来るようにしたのでインライン対応が可能
となる。
J (2)回転トルク伝達機構の中にクラッチを配置し
たことにより繰り返し負荷トルクの測定が可能となった
。この繰り返し負荷トルクを測定出来るということはネ
ジ類の耐久テストが可能となることである。例えば、M
6のプラスチックネジをIQkgf−cmのトルクで締
付けた場合、繰り返し動作が可能で、この繰り返し動作
によりネジ部の破壊測定を実施し最適な材質を選定する
ことが出来る。
(3)また、タッピングネジを立てる場合、下穴の径を
どの位にしたら良いかを実験結果に基づいて容易に選定
することが可能となるし、単体の破壊トルクの測定を行
うことも出来る。
(4)更に、民生用品のビン等のキャップの蓋の緩めト
ルクの測定を行うことも出来る。
(5)また更に上記実施例でも記載したように構造上、
ネジリバネをダンパとして入れ(ネジ回転方向で作動)
たことにより回転トルク測定の精度を向上させることが
出来る。例えば、ビットホルダに発生させるトルクをL
Okgf−cmに設定した場合オーバーシュート量がダ
ンパのない場合に比べて約20%程度減少させることが
出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明にかかるトルク測定装置の外観側面図
、第2図は正面図、第3図は第2図のX−X矢視断面図
(軸方向断面図)、第4図は第3図のA−A矢視図、第
5図は第3図のB−B矢視図である。 3−取付板 4−シリンダ 5一回転駆動モータ6−モ
ータプレート 7−軸受ハウジング8−ブラケット 9
−クラッチ 10− クラッチブラケット 11−)ルクセンサ14
−ビットホルダ 20−・・駆動軸21.22.23一
回転トルク伝達軸 24− ロックシャフト 25−)ルクリミンタ26−
回転軸 27−廻り止め軸 28−ネジリバネ 31−円筒プッシュ33−・・セン
サ取付具 34−スリーブ35−・・ピン 36−フォ
ースリング37−発光素子 38−半導体素子 出願人 株式会社 アイ・ピー・ピー 代理人 弁理士 河 崎 眞 樹 (他1名) 第1図 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)回転駆動モータと、該モータの駆動軸よりクラッ
    チ及びトルクリミッタを介して回転トルクを伝達する回
    転軸と、前記回転駆動モータを固定するモータプレート
    とは相対回転可能なように軸受を介して静止部である取
    付板に固定された軸受ハウジングと、該取付板に固定さ
    れ前記回転軸等を嵌合する軸受を介して支持するブラケ
    ットと、前記モータプレートを軸を介して一体に固定さ
    れ前記クラッチを取付けたクラッチブラケットと、前記
    クラッチブラケットと前記ブラケット(静止部)との間
    に取付けられ且つ負荷トルクを検出し設定トルクになる
    と前記クラッチをOFFとするトルクセンサと、前記ト
    ルクセンサとクラッチとを作動させる演算装置と、より
    成ることを特徴とするトルク測定装置。
  2. (2)回転駆動モータによりクラッチ及びトルクリミッ
    タを介して回転トルクを伝達する回転軸と、ビットホル
    ダとの間に緩衝装置を設けてなる請求項第1項記載のト
    ルク測定装置。
JP24973790A 1990-09-18 1990-09-18 トルク測定装置 Pending JPH04129647A (ja)

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JPH04129647A true JPH04129647A (ja) 1992-04-30

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JP24973790A Pending JPH04129647A (ja) 1990-09-18 1990-09-18 トルク測定装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1177554A (ja) * 1997-09-05 1999-03-23 Katsuyuki Totsu トルクリミッターおよびこれを使用するトルク管理システム
US20150165534A1 (en) * 2013-12-13 2015-06-18 Ridge Tool Company Thread forming using an impact driver

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5024757A (ja) * 1973-02-23 1975-03-17

Patent Citations (1)

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