TWI597134B - Screwing components locking tools - Google Patents

Description

螺合構件鎖固工具

本發明，係關於螺合構件鎖固工具，更詳細來說，係關於具備螺絲等之螺合構件之假固定功能的螺合構件鎖固工具。

例如，在生產線上的組裝作業中，有時會使螺絲或螺帽等之螺合構件對被締結構件成為未完全鎖固的假固定狀態。例如，在使被締結構件藉由複數螺絲來締結的情況，係使該等螺絲先成為假固定狀態，進行被締結構件之最終的位置調整之後進行該等螺絲的真正固定，藉此可將被締結構件締結固定於正確的位置。且，端子台中用來固定端子的螺絲，係使用者連接端子而最終進行鎖固者，故產品出貨時通常為假固定狀態。

生產線中的螺絲固定作業，通常係使用如專利文獻1的電動起子。在以上述般的電動起子進行螺絲的假固定作業時，作業者操作握桿，在螺絲完全被鎖固之前停止電動起子的情況較多。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

[專利文獻1]日本專利第3992676號公報

但是，若如上述般依靠作業者的感覺操作來進行螺合構件的假固定作業的話，會有不小心使螺合構件成為鎖固狀態之虞。若螺合構件被鎖固的話，有必要使電動起子等之螺合構件鎖固工具逆轉，而切換正轉逆轉開關後來放鬆螺合構件，故較麻煩。且，例如在使用齒輪墊圈來作為墊圈的情況，一旦鎖固螺合構件便無法輕易地放鬆螺合構件，會實質上無法成為假固定狀態。

本發明係有鑑於上述問題點，其目的為提供：不依賴作業者的感覺操作便可進行螺合構件的假固定作業之具備螺合構件之假固定功能的螺合構件鎖固工具。

亦即本發明，係提供一種具有假固定螺合構件之功能的螺合構件鎖固工具，其具備：與該螺合構件卡合的螺合構件卡合部；使該螺合構件卡合部旋轉驅動的驅動部；及控制該驅動部之驅動的控制部， 該控制部，係控制該驅動部，使該螺合構件卡合部以第1旋轉量正轉之後，以比該第1旋轉量還小的第2旋轉量自動逆轉。

該螺合構件鎖固工具中，係使螺合構件卡合部以第1旋轉量正轉之後，以第2旋轉量自動逆轉，故配合使用第1及第2旋轉量的螺合構件來適當地事先設定，藉此不用依賴作業者的感覺操作便可使螺合構件成為假固定狀態。

該控制部，係藉由控制該驅動部的驅動時間，來控制該螺合構件卡合部的旋轉量，將該驅動部以第1時間正轉驅動，藉此使該螺合構件卡合部以該第1旋轉量正轉，將該驅動部以第2時間逆轉驅動，藉此使該螺合構件卡合部以該第2旋轉量逆轉，該第1時間係被設定成，使該第1旋轉量成為該螺合構件不座落於被締結構件的量。

由於第1時間係被設定成使第1旋轉量成為螺合構件不座落於被締結構件的量，故即使是例如使用齒輪墊圈的情況，亦不會使螺合構件座落於齒輪墊圈導致被固定。且，在螺合構件為螺絲或螺栓的情況時，設定第1時間使第1旋轉量成為螺絲等的頭即將接觸齒輪墊圈的量，藉此可在確認到母螺紋形成於深處之後，讓螺絲等的頭成為以既定量浮起的假固定狀態。

較佳為，進一步具備轉矩檢測手段，係檢測出於該螺合構件卡 合部施加有既定值以上的負載轉矩，在為了使該螺合構件卡合部以該第1旋轉量正轉而控制該驅動部的途中，藉由該轉矩檢測手段檢測到該既定值以上的負載轉矩時，可讓該控制部停止該驅動部。

且，將該第1旋轉量，設置為：使該螺合構件座落於被締結構件之後進一步以既定的鎖緊轉矩旋轉到鎖固為止的量，該控制部，係可使該螺合構件卡合部以該第1旋轉量旋轉藉此使該螺合構件座落於該被締結構件且對該座落後的螺合構件施加既定的鎖緊轉矩，然後使該螺合構件卡合部以該第2旋轉量自動逆轉。

由於係使螺合構件暫時座落，故不會受到螺合構件之長度差異或螺合構件之初期配置差異的影響，可使假固定後之螺合構件的位置均等地對齊。且，對於座落後的螺合構件，施加既定的鎖固轉矩，藉此穩定座面的狀態，可在假固定後的真正固定時進行較穩定之螺合構件的鎖固。亦即，例如在座面存在有毛邊的情況，可藉由在假固定時施加既定的鎖固轉矩來壓扁座面的毛邊，故可在真正固定時降低毛邊所產生的負載。且，例如在座面為柔軟的情況時，藉由在假固定時施加既定的鎖固轉矩會使座面成為被壓扁一次的狀態，故在真正固定時就沒有必要壓扁座面，可確實進行螺絲不會浮起的真正固定。

此情況時，較佳為， 進一步具備：將該驅動部與該螺合構件卡合部予以驅動連結的離合機構，係在對該螺合構件卡合部施以該既定之鎖緊轉矩以上的轉矩時，解除該驅動部與該螺合構件卡合部之間的驅動連結；及離合感測器，係用來檢測出該離合機構解除該驅動連結，該控制部，可在該離合感測器檢測到該驅動連結的解除時，判斷出該螺合構件卡合部已經以該第1旋轉量正轉過。

藉由離合機構，可防止對螺合構件及被締結構件施加過大的負載。

此外，該控制部，可選擇以下兩個模式：時間控制模式，係藉由控制該驅動部的驅動時間，來控制該螺合構件卡合部的旋轉量，將該驅動部以第1時間正轉驅動，藉此使該螺合構件卡合部以該第1旋轉量正轉，將該驅動部以第2時間逆轉驅動，藉此使該螺合構件卡合部以該第2旋轉量逆轉，且該第1時間係被設定成，使該第1旋轉量成為該螺合構件不座落於被締結構件的量；及轉矩控制模式，係將該第1旋轉量，設置為使該螺合構件座落於被締結構件之後進一步以既定的鎖緊轉矩旋轉到鎖固為止的量，使該螺合構件卡合部以該第1旋轉量旋轉藉此使該螺合構件座落於該被締結構件且對該座落後的螺合構件施加既定的鎖緊轉矩，然後使該螺合構件卡合部 以該第2旋轉量自動逆轉。

此外，還可具備計數部，係在該螺合構件卡合部以該第1旋轉量正轉之後進一步以該第2旋轉量自動逆轉後，作為進行過一次正常假固定而計數。藉此，能夠得知正常假固定過之螺合構件的數量。

較佳為，可具備遠隔設定器，係與該控制部進行無線通訊，來變更該第1及第2旋轉量的設定值。

以下，根據附加圖式對關於本發明之螺合構件鎖固工具的實施形態進行說明。

1‧‧‧電動起子

10‧‧‧電動起子本體

12‧‧‧遠隔設定器

14‧‧‧外殼

16‧‧‧起子頭

18‧‧‧頭固定部

20‧‧‧板機握桿

22‧‧‧正轉逆轉開關

24‧‧‧操作顯示部

26‧‧‧主控制部

28‧‧‧馬達控制部

30‧‧‧控制部

32‧‧‧驅動馬達

34‧‧‧離合感測器

36‧‧‧計數部

38‧‧‧紅外線收訊部

40‧‧‧LED顯示部

42‧‧‧7段顯示器顯示部

44‧‧‧操作按鈕

46‧‧‧紅外線送訊部

48‧‧‧按鈕操作部

50‧‧‧液晶顯示部

52‧‧‧控制部

圖1為關於本發明之實施形態之電動起子的外觀圖。

圖2為圖1之電動起子的電路方塊圖。

圖3為假固定模式之轉矩控制模式的控制流程圖。

圖4為假固定模式之時間控制模式的控制流程圖。

關於本發明之一實施形態的電動起子1，係如圖1所示般，由電動起子本體10與遠隔設定器12所成。

電動起子本體10，係具備：外殼14、與螺絲卡合的起子頭16、可裝卸地固定保持起子頭16的頭固定部18、操作頭固定部18之驅動之開始與停止的板機握桿20、切換頭固定部18之旋轉方向用的正轉逆轉開關22、 及固定於外殼14的操作顯示部24。且，於外殼14的內部，係如圖2所示般，具有：由主控制部26及馬達控制部28所成的控制部30、及藉由馬達控制部28來驅動控制的驅動馬達32。頭固定部18，係藉由驅動馬達32而旋轉驅動，該驅動馬達32係藉由馬達控制部28而驅動控制。且，可將正轉逆轉開關22在正轉(R)、空檔、逆轉(L)之間進行切換來變更驅動馬達32的旋轉方向而藉此變更頭固定部18的旋轉方向。在驅動馬達32與頭固定部18之間，設有驅動連結該等的離合機構(未圖示)，係在真正固定螺絲時對頭固定部18施加既定的鎖緊轉矩以上的轉矩時，使該離合機構作用而解除驅動馬達32與頭固定部18之間的驅動連結。於外殼14的內部，還具有：用來檢測離合機構之驅動連結被解除的離合感測器34、計算真正固定過及假固定過之螺絲根數的計數部36、及接收來自遠隔設定器12之紅外線訊號的紅外線收訊部38。

於操作顯示部24，係如圖1所示般，配置有LED顯示部40、7段顯示器顯示部42、及各種操作按鈕44等。LED顯示部40，係以其顏色來表示該電動起子1的動作狀態。7段顯示器顯示部42，係在設定時顯示設定參數，且在發生任何錯誤時顯示出對應該錯誤的代碼等。藉由各種操作按鈕44，可變更該電動起子本體10的設定，或是將該電動起子本體10在後述之通常驅動模式、假固定模式、紅外線接收模式、本體設定模式、及螺絲鎖 緊時間測量模式之間進行切換。

遠隔設定器12，係具備：對電動起子本體10的紅外線收訊部38送出紅外線訊號的紅外線送訊部46、按鈕操作部48、液晶顯示部50、及進行該等之控制的控制部52。遠隔設定器12，係在電動起子本體10切換成紅外線通訊模式時，藉由紅外線通訊來與電動起子本體10的主控制部26通訊，而可變更電動起子本體10的各種設定。遠隔設定器12，係與藉由電動起子本體10之操作顯示部24所進行的設定項目相較之下，可進行較詳細的設定。

電動起子本體10，係在打開電源後成為密碼輸入狀態，藉由輸入預先設定的密碼，而移行到可驅動之狀態的正常驅動模式。且，密碼的設定為任意，亦可不輸入密碼而是直接成為正常驅動模式。

正常驅動模式中，係使正轉逆轉開關22成為在正轉(R)或逆轉(L)的位置，在將起子頭16的頭抵壓於初期配置狀態的螺絲(亦即，使前端卡合於被締結構件之母螺紋之狀態的螺絲)之頭部的狀態，使板機握桿20成為ON，來控制驅動馬達32使頭固定部18往正轉逆轉開關22所選擇的方向旋轉。且，藉由使板機握桿20成為OFF，來停止驅動馬達32而停止頭固定部18的旋轉。但是，即使是使板機握桿20維持在ON狀態的情況，亦會在檢測驅動馬達32流通有過電流，或是有操作正轉逆轉開關22，或是以超過既定之最大驅動時間來持續驅動 的情況時，判斷為發生錯誤，使驅動馬達32強制停止來停止頭固定部18的旋轉。且，在經過既定之最小驅動時間之前使板機握桿20成為OFF的情況，亦會發出錯誤訊號使驅動馬達32強制停止。在發生錯誤的情況時，因應該錯誤的顯示會表示於7段顯示器顯示部。若沒有發生錯誤而正常地使驅動馬達32停止時，則判斷螺絲的真正固定正常結束，使計數部36更新真正固定過的螺絲數目。

在假固定模式中，藉由使板機握桿20成為ON，來以控制部30控制驅動馬達32，使頭固定部18以既定的第1旋轉量正轉之後，以比第1旋轉量還小之既定的第2旋轉量來自動逆轉。該假固定模式係更詳細地被分成2個控制模式。其中一個為轉矩控制模式(圖3)，係使螺絲座落於被締結構件(亦即，螺絲的頭卡合於被締結構件)且進一步對座落的螺絲施加既定的鎖緊轉矩，而使離合機構被解除，藉由離合感測器34檢測出該解除，藉此來判斷頭固定部18已經以第1旋轉量正轉過。另一個為時間控制模式(圖4)，係以既定時間驅動驅動馬達32，藉此判斷頭固定部18已經以第1旋轉量正轉過。控制部30，可藉由未圖示的切換機構，來選擇性地切換轉矩控制模式與時間控制模式，但亦可僅以轉矩控制模式或時間控制模式的任一方來進行控制。

假固定模式中，於轉矩控制模式，係如圖3所示般，若使板機握桿20成為ON(S10)，藉由控制部30開始驅動馬達32之正轉方向的驅動而使頭固定部18 開始正轉(S12)。在頭固定部18的正轉中，若使板機握桿20成為OFF(S14)，則驅動馬達32緩緩停止(S16)。當螺絲座落時，會對頭固定部18施加負載轉矩，但該負載轉矩成為既定的鎖緊轉矩以上時會使離合機構解除，並且藉由離合感測器24檢測到離合機構的解除時，代表控制部已經使頭固定部18旋轉了第1旋轉量(S18)。在離合機構解除時，控制部30係將驅動馬達32的驅動停止一定時間，例如0.5秒(S20)。在停止一定時間結束後，開始驅動馬達32之逆轉方向的驅動，使頭固定部18開始自動逆轉(S22)。控制部30，係在從逆轉開始起算經過既定時間的時間點，來判斷頭固定部18已經旋轉了第2旋轉量(S28)。在經過既定的逆轉驅動時間之前，例如，若螺絲為咬入狀態故無法逆轉而對頭固定部18施加既定值以上的負載轉矩導致離合機構解除而離合感測器34檢測到該解除時(S24)，發出錯誤訊號並停止驅動馬達32(S26)。從逆轉開始起算經過既定的逆轉驅動時間時(S28)，停止驅動馬達32並伴隨於此停止頭固定部18的旋轉驅動(S30)。藉此，螺絲的頭係成為從被締結構件浮起既定量的假固定狀態。如此一來，係暫時鎖固螺絲之後以既定量(第2旋轉量)轉回來，故不會受到螺絲長度之偏差，或是螺絲的初期配置狀態(將螺絲的前端卡合於母螺紋來進行螺絲鎖緊之前的狀態)之偏差的影響，可使複數個螺絲頭以幾乎均等的量成為浮起的狀態。正常地使螺絲的假固定結束時，計數部36會更新 假固定過的螺絲根數(S32)。在本實施例中，係以從逆轉開始起算之既定時間的經過來進行第2旋轉量的逆轉，但亦可事先設定作為第2旋轉量的既定旋轉數，可記數該既定旋轉數來以第2旋轉量來逆轉。

假固定模式中，於時間控制模式，係如圖4所示般，若使板機握桿20成為ON(S50)，藉由控制部30開始驅動馬達32之正轉方向的驅動而使頭固定部18開始正轉(S52)。使板機握桿20成為ON之後在經過既定的正轉驅動時間(第1時間)之前，若板機握桿20成為OFF(S56)則緩緩停止驅動馬達32(S58)。且，母螺紋尚未完全形成而在正轉驅動中對頭固定部18施加既定值以上的負載轉矩而使離合機構被解除而藉由離合感測器34檢測到該解除時(S60)，發出錯誤訊號並停止驅動馬達32(S62)。若經過既定的正轉驅動時間(第1時間)時(S54)，暫時停止驅動馬達32並待機0.5秒(S64)。待機結束後，藉由控制部開始驅動馬達32之逆轉方向的驅動，使頭固定部18自動開始逆轉(S66)。若在逆轉驅動中對頭固定部18施加既定值以上的負載轉矩而使離合機構被解除而藉由離合感測器34檢測到該解除時(S68)，發出錯誤訊號並停止驅動馬達32(S70)。從逆轉開始起算經過比正轉驅動時間(第1時間)還短的既定之逆轉驅動時間(第2時間)時(S72)，停止驅動馬達32(S74)。藉此，頭固定部18係以既定的第1旋轉量正轉之後以比第1旋轉量還小的第2旋轉量逆轉，故 螺絲的頭係成為從被締結構件浮起既定量的假固定狀態。在選擇該時間控制模式的情況時，第1旋轉量係將正轉驅動時間(第1時間)設定成螺絲不會座落於被締結構件的量。如此一來，可使螺絲不座落於被締結構件就能成為假固定狀態，例如在使用有一旦鎖固螺絲便無法輕易地放鬆之齒輪墊圈般的構件時，亦可使螺絲成為假固定狀態。且，藉由將第1旋轉量設定成螺絲即將座落的量，可在更深的位置確認母螺紋部是否適當地被形成。若正常地使螺絲的假固定結束時，計數部36會更新假固定過的螺絲數量(S76)。

將電動起子本體10切換成紅外線收訊模式時，可與遠隔設定器12進行紅外線通訊，藉由該遠隔設定器12，可進行驅動馬達32的驅動速度或正轉驅動時間(第1時間)及逆轉驅動時間(第2時間)的設定變更。且，將電動起子本體10切換成本體設定模式時，可藉由電動起子本體10的操作顯示部24，來進行上述的各種設定變更。

在螺絲鎖固時間測量模式中，係測量在生產線上實際所使用的螺絲於鎖固時所需的時間，藉此可進行上述之最大驅動時間與最小驅動時間的設定。具體來說，係自動測量使板機握桿20成為ON之後實際鎖固螺絲所需的時間，若該測量的時間比已設定的最大驅動時間還大的話便將最大驅動時間更新為該測量的時間，若比最小驅動時間還小的話便將最小驅動時間更新為該測量的時間。 藉由對複數個螺絲進行如上述般的作業，可適當地設定：在通常驅動模式中判斷正常真正固定結束之驅動時間的範圍。

在上述實施形態中，作為用來檢測施加於頭固定部18之轉矩的轉矩檢測手段，係使用離合機構與離合感測器34，但亦可藉由轉矩感測器來測量轉矩，或是測量流動於驅動馬達32的電流來求出轉矩。且，控制部30及計數部36，亦可配置於電動起子本體10的外部，而與電動起子本體10配線連接。且，遠隔設定器12係藉由紅外線的光無線通訊來與電動起子本體10的控制部30進行通訊，但亦可使用其他頻域的電磁波來進行無線通訊。

上述實施形態中，作為旋轉驅動頭固定部18的驅動部，係示例使用電動之驅動馬達32的電動起子，但亦可為以壓縮空氣為驅動源之使用空氣馬達的氣動式起子，設置電磁閥來控制對空氣馬達供給的壓縮空氣，可藉由控制部控制電磁閥。且，進行假固定或真正固定的對象並不限於具有十字槽的螺絲，亦可以六角螺栓或螺帽等之其他的螺合構件為對象。此時，配合成為對象的螺合構件，來將作為螺合構件卡合部的起子頭16更換為套筒等其他者。或是亦可將螺合構件卡合部固定保持於工具本體而成為無法拆除。

Claims (9)

1. 一種具有假固定螺合構件之功能的螺合構件鎖固工具，其具備：將與該螺合構件卡合的螺合構件卡合部予以旋轉驅動的驅動部；及控制該驅動部之驅動的控制部，該控制部，係控制該驅動部，使該螺合構件卡合部以第1旋轉量正轉之後，以比該第1旋轉量還小的第2旋轉量自動逆轉，該第1旋轉量，為使該螺合構件座落於被締結構件之後進一步以既定的鎖緊轉矩旋轉到鎖固為止的量，該控制部，係使該螺合構件卡合部以該第1旋轉量旋轉藉此使該螺合構件座落於該被締結構件且對該座落後的螺合構件施加既定的鎖緊轉矩，然後使該螺合構件卡合部以該第2旋轉量自動逆轉，且進一步具備：將該驅動部與該螺合構件卡合部予以驅動連結的離合機構，係在對該螺合構件卡合部施加有該既定之鎖緊轉矩以上的轉矩時，解除該驅動部與該螺合構件卡合部之間的驅動連結；及離合感測器，係用來檢測該離合機構所致之解除該驅動連結，該控制部，在該離合感測器檢測到該驅動連結的解除時，判斷該螺合構件卡合部已經以該第1旋轉量正轉過。
2. 如請求項1所述之螺合構件鎖固工具，其中，該 控制部，設成該逆轉開始後經過一定時間才判斷該螺合構件卡合部以該第2旋轉量旋轉。
3. 一種具有假固定螺合構件之功能的螺合構件鎖固工具，其具備：將與該螺合構件卡合的螺合構件卡合部予以旋轉驅動的驅動部；及控制該驅動部之驅動的控制部，該控制部，係控制該驅動部，使該螺合構件卡合部以第1旋轉量正轉之後，以比該第1旋轉量還小的第2旋轉量自動逆轉，該控制部可選擇以下兩個模式：時間控制模式，係藉由控制該驅動部的驅動時間，來控制該螺合構件卡合部的旋轉量，將該驅動部以第1時間正轉驅動，藉此使該螺合構件卡合部以該第1旋轉量正轉，並將該驅動部以第2時間逆轉驅動，藉此使該螺合構件卡合部以該第2旋轉量逆轉，且該第1時間係被設定成，使該第1旋轉量成為該螺合構件不座落於被締結構件的量；及轉矩控制模式，係將該第1旋轉量，設為使該螺合構件座落於被締結構件之後進一步以既定的鎖緊轉矩旋轉到鎖固為止的量，使該螺合構件卡合部以該第1旋轉量旋轉藉此使該螺合構件座落於該被締結構件且對該座落後的螺合構件施加既定的鎖緊轉矩，然後使該螺合構件卡合部以該第2旋轉量自動逆轉。
4. 如請求項3所述之螺合構件鎖固工具，其中，進一步具備轉矩檢測手段，係用來檢測於該螺合構件卡合部施加有既定值以上的負載轉矩，該時間控制模式中，在為了使該螺合構件卡合部以該第1旋轉量正轉而控制該驅動部的途中，藉由該轉矩檢測手段檢測到該既定值以上的負載轉矩時，讓該控制部停止該驅動部。
5. 如請求項3所述之螺合構件鎖固工具，其中，進一步具備：將該驅動部與該螺合構件卡合部予以驅動連結的離合機構，係在對該螺合構件卡合部施加有該既定之鎖緊轉矩以上的轉矩時，解除該驅動部與該螺合構件卡合部之間的驅動連結；及離合感測器，係用來檢測該離合機構所致之解除該驅動連結，該轉矩控制模式中，該控制部，在該離合感測器檢測到該驅動連結的解除時，判斷該螺合構件卡合部已經以該第1旋轉量正轉過。
6. 如請求項5所述之螺合構件鎖固工具，其中，該轉矩控制模式中，該控制部，設成該逆轉開始後經過一定時間才判斷該螺合構件卡合部以該第2旋轉量旋轉。
7. 如請求項1~6項中任一項所述之螺合構件鎖固工具，其中，進一步具備計數部，係在使該螺合構件卡合部以該第1旋轉量正轉之後進一步以該第2旋轉量自動逆轉後，作為進行過一次正常假固定而計數。
8. 如請求項1~6項中任一項所述之螺合構件鎖固工具，其中，進一步具備遠隔設定器，係與該控制部進行無線通訊，來變更該第1及第2旋轉量的設定值。
9. 如請求項7所述之螺合構件鎖固工具，其中，進一步具備遠隔設定器，係與該控制部進行無線通訊，來變更該第1及第2旋轉量的設定值。