JPH04164578A

JPH04164578A - 充電工具

Info

Publication number: JPH04164578A
Application number: JP28952590A
Authority: JP
Inventors: Koji Soshin; 耕児宗進; Shinichi Okamoto; 真一岡本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1990-10-26
Filing date: 1990-10-26
Publication date: 1992-06-10

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］本発明は、ねじを締め付ける充電工具に間するものであ
る。

［従来の技術］従来の充電工具において、ねじ締めトルクを制限する手
段として機械式のクラッチが用いられており、その−例
を第６図に示す。

第６図に示すように、工具の軸先とモータとは、ボール
４１を持つクラッチ板４２で接続されており、そのボー
ル４１同士の押し付は力はバネ４３により与えられてい
る。軸先にかかる負荷トルクがこのバネ４３の押し付は
力以上になると、ボール４１がバネ圧に打ち勝ちモータ
側は空回りをし、規定以上のトルクを伝達しないような
構造となっている。この方式では、動作時の騒音が大、
振動が大、寿命が短い等が問題であった。

［発明が解決しようとする課題］かかる従来の機械式の欠点をなくするために、電子回路
により、定電流式等で発生トルクを制限する手法がある
が、それには、次のような問題がある。

すなわち、ねじ締め作業の効率を上げるには、モータの
回転数を上昇し、ねじ締め速度を速くする必要があるが
、締め速度が速ければ速い程、ねじの着座時にモータが
急停止する際の慣性力によるトルクが大きくなり、制御
したいトルク以上に達し、設定精度を悪くするという問
題があった。

つまり、ねじの着座時に瞬時に増加する負荷により、モ
ータが停止する際、回転子及び工具のギア等の慣性のた
め、ねじによけいな力が加わり、そのため、モータの発
生トルクを制御して、希望の締め付は力で締めようとす
る際、制御できない誤差となり、極端な場合には、ねじ
山を破損することがある。第７図はこのような、ねじの
着座時の慣性トルクの実測図を示すものであり、曲線（
イ）が速度特性を示し、曲線（ロ）が慣性トルクを示し
ている。

この慣性トルクは原理的には、慣性と回転速度の変化（
加速度）に比例するため、工具の回転を遅くすれば小さ
くなるのは当然であるが、それではねじを締めるのに時
間がかかつて、作業能率が落ちてし丈う。

本発明は、上述の点に鑑みて提供したものであって、作
業能率を落とすことなく、ねじが着座する手前でモータ
を停止させて慣性トルクの発生をなくし、締め付はトル
ク精度を向上させ、更には、ねじの長さ若しくはねじピ
ッチを作業前にすぐに知って、作業を効率的に行えるこ
とを目的とした充電工具を提供するものである。

［課題を解決するための手段］本発明は、ＤＣｔＪ動機特性を有するモータと、このモ
ータを定電流で駆動する駆動回路とを備え、モータの回
転によりねじを締め付ける充電工具において、締め付け
る複数種類のねじのピッチ、長さ等のデータを予め夫々
記憶した記憶手段と、締め付けるねじの種類を入力する
ことができる入力装置と、入力装置からの信号により当
該ねじのデータを記憶手段から読み出してねじが着座す
る手前までの回転数を計算し、該回転数辷至るまで上記
駆動回路を駆動すると共に、モータの回転停止後に駆動
回路を再度駆動して予め設定した所定のトルクでねじを
所定時間締め付ける制御手段とを備え、上記ねじのねじ
長さ若しくはねしピッチを測定する測定手段を少なくい
ずれか一方を設けたものである。

［作　用］而して、入力装置から信号を受けた制御手段により、当
該ねじのデータを記憶手段から読み出してねじが着座す
る手前までの回転数を計算し、該回転数に至るまで駆動
回路を駆動すると共に、モータの回転停止後に駆動回路
を再度駆動して予め設定した所定のトルクでねじを所定
時間締め付けるようにしている。また、作業前において
、測定手段によりねじの長さ若しくはねじピッチをすぐ
に知って−データをすぐに入力して作業の効率を向上さ
せるようにしている。

［実施例１］以下５本発明の実施例を図面を参照して説明する。第３
図はブロック図を示し、モータ１は、ＤＣブラシ電動機
、ＤＣブラシレス電動機等のＤＣ！動機特性を有するＤ
Ｃ電動機で構成され、このモータ１は、定電流駆動回路
２により定電流にて駆動される。ＣＰＵブロック６から
の信号を受けたＤ／Ａコンバータ３により所定の電流値
が設定されて定電流駆動回路２が駆動される。モータ１
の軸先の回転数はエンコーダ４を介してカウンタ１２に
て検出され、その出力はＣＰＵブロック６に入力される
。ｃｐｕブロック６は、制御手段を構成するＣＰＵ７．
ＲＯＭ８、ＲＡＭ９、各入出力ポート等から構成されて
おり、締め付ける複数種類（例えば、Ｍ３、Ｍ４・・・
）のねじのピッチや、長さ等のデータを予めＲＯＭ８に
て記憶している。

尚、このＲＯＭ８にて記憶手段が構成される。

ＲＯＭ８に入力するためのねじのデータは入力装置であ
るデータ入カキ−１１から入力され、また、このデータ
入カキ−１１により新たに希望するデータを入力するこ
とができる。この場合の新たなねじのデータはＲＡＭ９
にて記憶される。

更に、ねじを締め付ける際には、データ入力キ−１１に
てねじのタイプの種別信号を入力してねじ締めを行うよ
うになっている０表示部１０は、データ入カキ−１１か
ら入力されたデータ等が表示される。

第４図は動作時のフローチャートを示し、第５図は動作
時の速度及びトルク特性を示している。

本実施例は、ねじの着座をセンサーなしで検出して、ト
ルク制御を行う電子式クラッチであり、以下に第４図及
び第５図により動作を説明する。

まず、ねじの種類を選定し、ねじの設定値としての締め
付はトルク値を入力し、選定したねじの種類のデータが
内部のＲＯＭ８に記憶してあれば、内部データを使用し
、記憶されていなければデータ入カキ−１１よりねじの
ピッチ、長さ等のデータを入力する。そして、選定した
ねじのデータをＣＰＵ７に認識させると同時に、工具の
減速比等からねじの着座手前までにモータ１の回転数で
何回転必要かを計算する。この場合、例えば、着座の手
前１ｍｍ（限定されない）までの回転数を認識する。

次に、ＣＰＵ７は定電流駆動口Ｎ２を駆動してモータ１
を高速で回転させ、先はど計算した回転数となればモー
タ１を停止させる。このとき、工具軸先は、停止までに
惰性でいくらか回転するため、停止点を正しく設定する
必要がある。この場合、例えば、惰性で回転して停止す
る時がねじの着座の手前１ｍｍとなるように、計算した
回転数を補正するようにしてもよい、また、惰性でいく
らか回転しても、着座には至らないので、そのまま次の
制御を行うようにしてもよい。

モータ１が完全に停止したなら、ねじを完全に締め付け
るために、モータ１を再起動させるが、この場合、ＣＰ
ｔＪ７によりＤ／Ａコンバータ３の出力値が徐々に上昇
するように制御を行い、モータｌが急激に回転しないよ
うに定電流駆動回路２を制御してモータ電流をゆっくり
と増加させていく、つまり、ねじが着座するまでゆっく
りと締めていく、そして、増加する電流が所定のく入力
した）トルク設定値になった時点で、電流の増加を止め
る。この電流設定値は、ＣＰＵブロック６の出力ボート
よりＤ／Ａコンバータ３を介して定電流駆動回路２へ出
力する。その後、所定の時間だけその設定値を保持した
後、電流を停止させることで、ねじを完全に締め付ける
ことができる。

尚、指定されたねじのデータからモータ１の回転数を計
算する式を以下に示す。

ねじのピッチをＰ、ねじ長さをし、工具のギア比をｎ、
モータｌの回転数をＮとすると、Ｎ＝ｎＸ（Ｌ／Ｐ）で示される。

次に、ねじの長さとピッチを測定する手段について説明
する。すなわち、第１図に示すように、工具本体２１の
胴部２２の基部の側面にはねじ２５の長さを測定する長
さゲージ２３が形成されていて、また、上部にはねじ２
５のピッチの測定するピッチゲージ２４が形成されてい
る。これら、長さゲージ２３及びピッチゲージ２４は工
具本体２１の外殻のハウジングと一体に形成しである。

従って、作業前に第２図（楓）に示すように、ねじ２５
の長さを長さゲージ２３で、また、同図（ｂ）に示すよ
うにピッチゲージ２４でねじ２５のピッチを夫々測定す
ることで、ねじ２５のデータを迅速に知ることができ、
すぐにデータを入力することができるものである。従っ
て、ねじ２５を測定する専用の道具を必要としないので
、作業が効率的に行えるものである。尚、各ゲージはい
ずれか一方のみ形成する場合でも良い。

Ｃ発明の効果コ本発明は上述のように、ＤＣ電動機特性を有するモータ
と、このモータを定を流で駆動する駆動回路とを備え、
モータの回転によ−りねじを締め付ける充電工具におい
て、締め付ける複数種類のねじのピッチ、長さ等のデー
タを予め夫々記憶した記憶手段と、締め付けるねじの種
類を入力することができる入力装置と、入力装置からの
信号により当該ねじのデータを記憶手段から読み出して
ねじが着座する手前までの回転数を計算し、該回転数に
至る家で上記駆動ａ路を駆動すると共に、モータの回転
停止後に駆動回路を再度駆動して予め設定した所定のト
ルクでねじを所定時間締め付ける制御手段とを備えたも
のであるから、入力装置から信号を受けた制御手段によ
り、当該ねじのデータを記憶手段から読み出してねじが
着座する手前までの回転数を計算し、該回転数に至るま
で駆動回路を駆動すると共に、モータの回転停止後に駆
動回路を再度駆動して予め設定した所定のトルクでねじ
を所定時間締め付けることで、慣性トルクによる衝撃力
をなくしてねじを完全に締め付けることができるもので
あり、従って、トルク制御が電子式であるため、従来の
ように機械式クラッチがなく、低騒音、低振動であり、
また、軽量であり、更には、ねじの着座手前を検出する
センサーを用いていないため、センシング等の機構、回
路が不要で構成が簡単となり、また、慣性トルクによる
衝撃力がなく精度が高く、高速でねじ締めができて作業
効率が高いものであり、また、ねじのデータを記憶させ
るため、データの変更が容易である効果を奏するもので
ある。また、上記ねじのねじ長さ若しくはねじピッチを
測定する測定手段を少なくいずれか一方を設けたもので
あるから、作業前において、測定手段によりねじの長さ
若しくはねじピッチをすぐに知って、データをすぐに入
力して作業の効率を向上させることができ、また、従来
のように専用の道具を必要としないので、作業を効率的
に行うことができるという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の工具本体の側面図、第２図ｂ
）は同上の長さゲージを示す要部斜視図、第２図（ｂ）
は同上のピッチゲージを示す要部斜視図、第３図は同上
のブロック図、第４図は同上のフローチャート、第５図
は同上の動作説明図、第６図は従来例の機械式クラッチ
の要部断面図、第７図は同上の特性図である。１はモータ、２１は工具本体、２３は長さゲージ、２４
はピッチゲージである。代理人　弁理士　石　１）長　七 −酊

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＤＣ電動機特性を有するモータと、このモータを
定電流で駆動する駆動回路とを備え、モータの回転によ
りねじを締め付ける充電工具において、締め付ける複数
種類のねじのピッチ、長さ等のデータを予め夫々記憶し
た記憶手段と、締め付けるねじの種類を入力することが
できる入力装置と、入力装置からの信号により当該ねじ
のデータを記憶手段から読み出してねじが着座する手前
までの回転数を計算し、該回転数に至るまで上記駆動回
路を駆動すると共に、モータの回転停止後に駆動回路を
再度駆動して予め設定した所定のトルクでねじを所定時
間締め付ける制御手段とを備え、上記ねじのねじ長さ若
しくはねじピッチを測定する測定手段を少なくいずれか
一方を設けたことを特徴とする充電工具。