電動ドライバ
【課題】ネジ囓りやネジ浮きのない適正なネジ締めを行える装置を提供する。
【解決手段】モータ５２が逆回転している時、電流上昇検出装置３は電流値の上昇を検出し、電流上昇回数カウンタ５はその上昇回数をカウントする。電流値の上昇が連続的に所定回数になったら、電流上昇部３０にあると判断し、電流下降検出装置４は電流下降部３５を監視し、該電流値の下降が所定電流値以上になったら、その旨の検出結果を制御装置１に送信し、制御装置１はモータ５２の回転を止める。この停止位置からモータ５２を正転させてねじ込みを行わせる。
【解決手段】モータ５２が逆回転している時、電流上昇検出装置３は電流値の上昇を検出し、電流上昇回数カウンタ５はその上昇回数をカウントする。電流値の上昇が連続的に所定回数になったら、電流上昇部３０にあると判断し、電流下降検出装置４は電流下降部３５を監視し、該電流値の下降が所定電流値以上になったら、その旨の検出結果を制御装置１に送信し、制御装置１はモータ５２の回転を止める。この停止位置からモータ５２を正転させてねじ込みを行わせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動ドライバに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動ドライバは、電動モータによりビットを回転させ、ネジ締めなどを行う装置として、種々の分野で広く用いられており、ロボットなどに装着され、自動的なネジ締めなどにも使用されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２９３６６６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、電動ドライバを用いてネジ締めをする際、オネジとメネジの噛み合わせが合わず、ネジ囓りが起こりネジ浮きがしばしば発生する。この原因は、オネジとメネジの噛み付きによるもので、オネジとメネジのネジが一致しない状態で、ネジ締めを行うことにある。
電動ドライバを自動ネジ締めなどに用いている場合、作業者が目視或いは手先の感覚でネジの一致を確認できず、ネジの一致を自動的に検出できる装置が望まれていた。
本発明は上記従来技術の問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明はオネジを回転させてメネジにねじ込むためのビットと、該ビットを回転させるための正逆回転可能なモータと、を有する電動ドライバにおいて、オネジをメネジに当てた状態で前記モータを逆回転させるモータ駆動制御装置と、前記モータの逆回転時の電流値を検出するモータ電流検出装置と、該モータの逆回転中の電流値が所定電流値以上上昇したことを検出する電流値上昇検出装置と、該電流値上昇検出装置により、所定電流値以上の電流値上昇が検出された後に、所定電流値以上の電流の下降があったことを検出する電流下降検出装置と、を備え、 前記モータ駆動制御装置は、前記電流下降検出装置により電流下降の検出がされた時に、モータを停止させ、該停止位置からモータを正転させて、ネジ締めを開始する、ことを特徴とする。
前記電流値上昇検出装置は、所定サンプリング毎に電流値上昇を検出し、該電流値上昇が所定回数以上連続した時に、所定電流値以上の電流上昇があったことを検出する、ように構成することが可能である。
【発明の効果】
【０００６】
上記本発明の電動ドライバによれば、ネジ囓りやネジ浮きのない適正なネジ締めを行える効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
最初に図３と図４に基づいて本発明の原理を説明する。
本発明者らは、ネジ締め開始の際にオネジを逆回転させて、モータ電流の電流値を検討した結果、オネジとメネジの一致を電流値により検出できることを見いだした。
【０００８】
図３において、オネジ１０はオネジ部１３を有しており、このオネジ部１３の下端に切り始め部分が存在する。この切り始め部分をオネジ開始点１１とする。一方模式的に示すメネジ２０のメネジ部２３の切り始め部分をメネジ開始点２１とする。また、メネジ開始点２１の一回転分下側の対応点をボトム点２２とする。
【０００９】
オネジ１０をメネジ２０にねじ込む際に、オネジ１０をメネジ２０に当接して、オネジ１０を矢印１５方向に逆回転させると、オネジ１０のオネジ開始点１１はボトム点２２からせり上がり、メネジ開始点２１に達してボトム点２２に落ちるという運動を繰り返し、この運動に対応してモータ電流値も変化することが分かった。
また、オネジ開始点１１がボトム点２２と一致或いはその近傍にある時に、モータを正回転させてねじ込みを行えば、ネジ囓りやネジ浮きの生じない適正なねじ込みが行えることが判明した。
【００１０】
図４にモータ電流の波形を示す。逆転方向の電流であるため、マイナス方向に記載されており、以下絶対値で電流の上昇下降を表現する。即ち、図４の下方向が電流上昇、上方向が電流の下降を示す。
図４において、オネジ１０のオネジ開始点１１がボトム点２２からせり上がるにつれて、電流値は上昇していき（電流上昇部３０）、メネジ開始点２１において頂点に達し、メネジ開始点２１からボトム点２２に落ちる時、電流値は急激に下降する（電流下降部３５）。そして、ボトム点２２を過ぎるとメネジ部２３をせり上がるにつれて再び上昇を始める。
【００１１】
モータを逆回転させることにより、このような電流値の変化を繰り返し、電流上昇部３０と電流下降部３５が繰り返される。
本発明は、メネジ開始点２１からボトム点２２に至る電流下降部３５の所定の点を検出し、ボトム点２２の近傍で逆回転を停止し、その位置から正回転させてねじ込みを開始することにより、適正なねじ込みを得るものである。
【００１２】
図１に、本発明の電動ドライバの構成を示す。
制御装置１はモータ駆動装置５１を制御して、モータ５２を正逆回転させてビット５３を回転させ、ねじ込みを行わせる。操作装置５０は制御装置１に種々の指令を与えるものであって、操作者の手動による操作や、ロボット等の他の機器の制御装置による操作により指令が与えられる。
【００１３】
制御装置１にはモータ電流検出装置２が接続され、モータ５２の電流値の監視が行われる。モータ５２が逆回転している時、電流上昇検出装置３は電流の上昇を検出する。この検出は所定のサンプリング時間毎、例えば２ｍｓｅｃ毎に現時点の電流値とその前の電流値を比較して上昇しているか否か判断する。サンプリング時間を変えることにより、小さな電流上昇を無視するなど、ノイズ除去を行うことができ、該サンプリング時間は種々の条件に応じて決定する。
電流上昇回数カウンタ５は電流値の上昇の回数をカウントするようになっている。この実施形態においては、電流上昇回数カウンタ５により電流上昇検出装置３の電流上昇検出が４回連続カウントされたら、所定値以上の電流上昇があると判断し、電流上昇部３０であると判断する。
電流上昇部３０にあると判断されたら、電流下降検出装置４は電流下降部３５を監視する。オネジ開始点１１がメネジ開始点２１を通過しボトム点２２に下降すると、該電流値も下降し、この電流値降下が所定電流値以上になったら、電流下降検出装置４はその旨の検出結果を制御装置１に送信し、制御装置１はモータ駆動装置５１を制御してモータ５２の回転を止めるように構成されている。
【００１４】
モータ５２の回転を停止した時に、オネジ開始点１１はボトム点２２の近傍にあるから、制御装置１はこの停止位置からモータ５２を正転させてねじ込みを行わせる。このねじ込みにより適正なネジ締めが実現できる。
【００１５】
図２により動作を説明する。
オネジ１０をメネジ２０に当接した状態で、制御装置１はモータ５２を逆回転させる（ステップＳ１）。電流上昇検出装置３は電流の上昇を監視し（ステップＳ２）、電流上昇回数カウンタ５は上昇回数をカウントする（ステップＳ３）。電流上昇回数カウンタ５は上昇を検出しなかった時、回数カウントをクリアする（ステップＳ３’）。上昇回数が連続的に所定回数（この実施例では４回）になったら（ステップＳ４）、制御装置１は、電流上昇部３０であると判断し、電流下降検出装置４に電流の下降を監視させる（ステップＳ５）。該電流値の下降が所定値以上になったら（ステップＳ６）、制御装置１はモータ５２を停止させ（ステップＳ７）、モータ５２を正転させて（ステップＳ８）、ねじ込みを行う。
【００１６】
なお、上記実施形態では、電動ドライバとして実現した装置を説明したが、モータ電流検出装置２、電流上昇検出装置３、電流下降検出装置４、電流上昇回数カウンタ５、及び制御装置１の一部を別体のねじ込み開始位置検出装置として実現し、電動ドライバ本体と接続するように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略ブロック図。
【図２】本発明の一実施形態の動作を示すフローチャート図。
【図３】本発明の一実施形態の動作を示す説明図。
【図４】本発明の一実施形態の動作を示す電流波形図。
【符号の説明】
【００１８】
１：制御装置、２：モータ電流検出装置、３：電流上昇検出装置、４：電流下降検出装置、５：電流上昇回数カウンタ、１１：オネジ開始点、１３：オネジ部、１５：矢印、２０：メネジ、２１：メネジ開始点、２２：ボトム点、２３：メネジ部、３０：電流上昇部、３５：電流下降部、５０：操作装置、５１：モータ駆動装置、５２：モータ、５３：ビット。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動ドライバに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動ドライバは、電動モータによりビットを回転させ、ネジ締めなどを行う装置として、種々の分野で広く用いられており、ロボットなどに装着され、自動的なネジ締めなどにも使用されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２９３６６６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、電動ドライバを用いてネジ締めをする際、オネジとメネジの噛み合わせが合わず、ネジ囓りが起こりネジ浮きがしばしば発生する。この原因は、オネジとメネジの噛み付きによるもので、オネジとメネジのネジが一致しない状態で、ネジ締めを行うことにある。
電動ドライバを自動ネジ締めなどに用いている場合、作業者が目視或いは手先の感覚でネジの一致を確認できず、ネジの一致を自動的に検出できる装置が望まれていた。
本発明は上記従来技術の問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明はオネジを回転させてメネジにねじ込むためのビットと、該ビットを回転させるための正逆回転可能なモータと、を有する電動ドライバにおいて、オネジをメネジに当てた状態で前記モータを逆回転させるモータ駆動制御装置と、前記モータの逆回転時の電流値を検出するモータ電流検出装置と、該モータの逆回転中の電流値が所定電流値以上上昇したことを検出する電流値上昇検出装置と、該電流値上昇検出装置により、所定電流値以上の電流値上昇が検出された後に、所定電流値以上の電流の下降があったことを検出する電流下降検出装置と、を備え、 前記モータ駆動制御装置は、前記電流下降検出装置により電流下降の検出がされた時に、モータを停止させ、該停止位置からモータを正転させて、ネジ締めを開始する、ことを特徴とする。
前記電流値上昇検出装置は、所定サンプリング毎に電流値上昇を検出し、該電流値上昇が所定回数以上連続した時に、所定電流値以上の電流上昇があったことを検出する、ように構成することが可能である。
【発明の効果】
【０００６】
上記本発明の電動ドライバによれば、ネジ囓りやネジ浮きのない適正なネジ締めを行える効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
最初に図３と図４に基づいて本発明の原理を説明する。
本発明者らは、ネジ締め開始の際にオネジを逆回転させて、モータ電流の電流値を検討した結果、オネジとメネジの一致を電流値により検出できることを見いだした。
【０００８】
図３において、オネジ１０はオネジ部１３を有しており、このオネジ部１３の下端に切り始め部分が存在する。この切り始め部分をオネジ開始点１１とする。一方模式的に示すメネジ２０のメネジ部２３の切り始め部分をメネジ開始点２１とする。また、メネジ開始点２１の一回転分下側の対応点をボトム点２２とする。
【０００９】
オネジ１０をメネジ２０にねじ込む際に、オネジ１０をメネジ２０に当接して、オネジ１０を矢印１５方向に逆回転させると、オネジ１０のオネジ開始点１１はボトム点２２からせり上がり、メネジ開始点２１に達してボトム点２２に落ちるという運動を繰り返し、この運動に対応してモータ電流値も変化することが分かった。
また、オネジ開始点１１がボトム点２２と一致或いはその近傍にある時に、モータを正回転させてねじ込みを行えば、ネジ囓りやネジ浮きの生じない適正なねじ込みが行えることが判明した。
【００１０】
図４にモータ電流の波形を示す。逆転方向の電流であるため、マイナス方向に記載されており、以下絶対値で電流の上昇下降を表現する。即ち、図４の下方向が電流上昇、上方向が電流の下降を示す。
図４において、オネジ１０のオネジ開始点１１がボトム点２２からせり上がるにつれて、電流値は上昇していき（電流上昇部３０）、メネジ開始点２１において頂点に達し、メネジ開始点２１からボトム点２２に落ちる時、電流値は急激に下降する（電流下降部３５）。そして、ボトム点２２を過ぎるとメネジ部２３をせり上がるにつれて再び上昇を始める。
【００１１】
モータを逆回転させることにより、このような電流値の変化を繰り返し、電流上昇部３０と電流下降部３５が繰り返される。
本発明は、メネジ開始点２１からボトム点２２に至る電流下降部３５の所定の点を検出し、ボトム点２２の近傍で逆回転を停止し、その位置から正回転させてねじ込みを開始することにより、適正なねじ込みを得るものである。
【００１２】
図１に、本発明の電動ドライバの構成を示す。
制御装置１はモータ駆動装置５１を制御して、モータ５２を正逆回転させてビット５３を回転させ、ねじ込みを行わせる。操作装置５０は制御装置１に種々の指令を与えるものであって、操作者の手動による操作や、ロボット等の他の機器の制御装置による操作により指令が与えられる。
【００１３】
制御装置１にはモータ電流検出装置２が接続され、モータ５２の電流値の監視が行われる。モータ５２が逆回転している時、電流上昇検出装置３は電流の上昇を検出する。この検出は所定のサンプリング時間毎、例えば２ｍｓｅｃ毎に現時点の電流値とその前の電流値を比較して上昇しているか否か判断する。サンプリング時間を変えることにより、小さな電流上昇を無視するなど、ノイズ除去を行うことができ、該サンプリング時間は種々の条件に応じて決定する。
電流上昇回数カウンタ５は電流値の上昇の回数をカウントするようになっている。この実施形態においては、電流上昇回数カウンタ５により電流上昇検出装置３の電流上昇検出が４回連続カウントされたら、所定値以上の電流上昇があると判断し、電流上昇部３０であると判断する。
電流上昇部３０にあると判断されたら、電流下降検出装置４は電流下降部３５を監視する。オネジ開始点１１がメネジ開始点２１を通過しボトム点２２に下降すると、該電流値も下降し、この電流値降下が所定電流値以上になったら、電流下降検出装置４はその旨の検出結果を制御装置１に送信し、制御装置１はモータ駆動装置５１を制御してモータ５２の回転を止めるように構成されている。
【００１４】
モータ５２の回転を停止した時に、オネジ開始点１１はボトム点２２の近傍にあるから、制御装置１はこの停止位置からモータ５２を正転させてねじ込みを行わせる。このねじ込みにより適正なネジ締めが実現できる。
【００１５】
図２により動作を説明する。
オネジ１０をメネジ２０に当接した状態で、制御装置１はモータ５２を逆回転させる（ステップＳ１）。電流上昇検出装置３は電流の上昇を監視し（ステップＳ２）、電流上昇回数カウンタ５は上昇回数をカウントする（ステップＳ３）。電流上昇回数カウンタ５は上昇を検出しなかった時、回数カウントをクリアする（ステップＳ３’）。上昇回数が連続的に所定回数（この実施例では４回）になったら（ステップＳ４）、制御装置１は、電流上昇部３０であると判断し、電流下降検出装置４に電流の下降を監視させる（ステップＳ５）。該電流値の下降が所定値以上になったら（ステップＳ６）、制御装置１はモータ５２を停止させ（ステップＳ７）、モータ５２を正転させて（ステップＳ８）、ねじ込みを行う。
【００１６】
なお、上記実施形態では、電動ドライバとして実現した装置を説明したが、モータ電流検出装置２、電流上昇検出装置３、電流下降検出装置４、電流上昇回数カウンタ５、及び制御装置１の一部を別体のねじ込み開始位置検出装置として実現し、電動ドライバ本体と接続するように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略ブロック図。
【図２】本発明の一実施形態の動作を示すフローチャート図。
【図３】本発明の一実施形態の動作を示す説明図。
【図４】本発明の一実施形態の動作を示す電流波形図。
【符号の説明】
【００１８】
１：制御装置、２：モータ電流検出装置、３：電流上昇検出装置、４：電流下降検出装置、５：電流上昇回数カウンタ、１１：オネジ開始点、１３：オネジ部、１５：矢印、２０：メネジ、２１：メネジ開始点、２２：ボトム点、２３：メネジ部、３０：電流上昇部、３５：電流下降部、５０：操作装置、５１：モータ駆動装置、５２：モータ、５３：ビット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オネジを回転させてメネジにねじ込むためのビットと、該ビットを回転させるための正逆回転可能なモータと、を有する電動ドライバにおいて、
オネジをメネジに当てた状態で前記モータを逆回転させるモータ駆動制御装置と、
前記モータの逆回転時の電流値を検出するモータ電流検出装置と、
該モータの逆回転中の電流値が所定電流値以上上昇したことを検出する電流値上昇検出装置と、
該電流値上昇検出装置により、所定電流値以上の電流値上昇が検出された後に、所定電流値以上の電流の下降があったことを検出する電流下降検出装置と、を備え、
前記モータ駆動制御装置は、前記電流下降検出装置により電流下降の検出がされた時に、モータを停止させ、該停止位置からモータを正転させて、ネジ締めを開始する、
ことを特徴とする電動ドライバ。
【請求項２】
前記電流値上昇検出装置は、所定サンプリング毎に電流値上昇を検出し、該電流値上昇が所定回数以上連続した時に、所定電流値以上の電流上昇があったことを検出する、
請求項１の電動ドライバ。
【請求項３】
オネジを回転させてメネジにねじ込むためのビットと、該ビットを回転させるための正逆回転可能なモータと、前記モータを正逆回転させるモータ駆動制御装置と、を有する電動ドライバに接続されるねじ込み開始位置検出装置であって、
オネジをメネジに当てた状態で前記モータを逆回転させる際に、該モータの逆回転時の電流値を検出するモータ電流検出装置と、
該モータの逆回転中の電流値が所定電流値以上上昇したことを検出する電流値上昇検出装置と、
該電流値上昇検出装置により、所定電流値以上の電流値上昇が検出された後に、所定電流値以上の電流の下降があったことを検出する電流下降検出装置と、
該電流下降検出装置の検出結果を前記モータ駆動制御装置に送信する装置と、
備えたことを特徴とするねじ込み開始位置検出装置。
【請求項４】
前記電流値上昇検出装置は、所定サンプリング毎に電流値上昇を検出し、該電流値上昇が所定回数以上連続した時に、所定電流値の電流上昇があったことを検出する、
請求項１のねじ込み開始位置検出装置。
【請求項１】
オネジを回転させてメネジにねじ込むためのビットと、該ビットを回転させるための正逆回転可能なモータと、を有する電動ドライバにおいて、
オネジをメネジに当てた状態で前記モータを逆回転させるモータ駆動制御装置と、
前記モータの逆回転時の電流値を検出するモータ電流検出装置と、
該モータの逆回転中の電流値が所定電流値以上上昇したことを検出する電流値上昇検出装置と、
該電流値上昇検出装置により、所定電流値以上の電流値上昇が検出された後に、所定電流値以上の電流の下降があったことを検出する電流下降検出装置と、を備え、
前記モータ駆動制御装置は、前記電流下降検出装置により電流下降の検出がされた時に、モータを停止させ、該停止位置からモータを正転させて、ネジ締めを開始する、
ことを特徴とする電動ドライバ。
【請求項２】
前記電流値上昇検出装置は、所定サンプリング毎に電流値上昇を検出し、該電流値上昇が所定回数以上連続した時に、所定電流値以上の電流上昇があったことを検出する、
請求項１の電動ドライバ。
【請求項３】
オネジを回転させてメネジにねじ込むためのビットと、該ビットを回転させるための正逆回転可能なモータと、前記モータを正逆回転させるモータ駆動制御装置と、を有する電動ドライバに接続されるねじ込み開始位置検出装置であって、
オネジをメネジに当てた状態で前記モータを逆回転させる際に、該モータの逆回転時の電流値を検出するモータ電流検出装置と、
該モータの逆回転中の電流値が所定電流値以上上昇したことを検出する電流値上昇検出装置と、
該電流値上昇検出装置により、所定電流値以上の電流値上昇が検出された後に、所定電流値以上の電流の下降があったことを検出する電流下降検出装置と、
該電流下降検出装置の検出結果を前記モータ駆動制御装置に送信する装置と、
備えたことを特徴とするねじ込み開始位置検出装置。
【請求項４】
前記電流値上昇検出装置は、所定サンプリング毎に電流値上昇を検出し、該電流値上昇が所定回数以上連続した時に、所定電流値の電流上昇があったことを検出する、
請求項１のねじ込み開始位置検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−１４２７８５（Ｐ２００８−１４２７８５Ａ）
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２９０４２（Ｐ２００６−３２９０４２）
【出願日】平成１８年１２月６日（２００６．１２．６）
【出願人】（０００２５１１６３）林時計工業株式会社 (5)
【出願人】（５０６４０６５８２）有限会社ゼファー (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月６日（２００６．１２．６）
【出願人】（０００２５１１６３）林時計工業株式会社 (5)
【出願人】（５０６４０６５８２）有限会社ゼファー (1)
【Ｆターム（参考）】
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