JP3175992U - ねじが電動ねじ回しによってしっかりと締められているかどうか検出するための監視器具 - Google Patents

Abstract

【課題】ねじが電動ねじ回しによってしっかりと締められているかどうか検出するための監視器具を提供する。
【解決手段】ねじ回し接続インターフェース１０、コントロールユニット３０および警報モジュール７０を有する。ねじ回し接続インターフェース１０は、スタート信号とストップ信号を受信することができる電動ねじ回しを接続するために使用される。コントロールユニット３０は、ねじ回し接続インターフェースおよび警報モジュール７０に電気的に接続される。ねじ回し接続インターフェースによって受信されるスタート信号からねじ回し接続インターフェースによって受信されるストップ信号までの作動時間が算出される。作動時間が上限ロック時間を上回る時、コントロールユニットは、ねじがしっかりと締められていないことをユーザにすばやく知らせるために警報モジュールにロック障害警報を発信するよう命じる。
【選択図】図４

Description

本考案は監視器具に、および特にねじが電動ねじ回しによってしっかりと締められているかどうか検出するための監視器具に関する。

電動ねじ回しは、ツールヘッドを駆動するねじ回し駆動モジュールの電動機によってユーザがねじを容易にロックするためのツールである。ねじが締められた後で電動機が回転し続けて焼き切れることを防ぐために、従来の電動ねじ回しのねじ回し駆動モジュールは、加えてクラッチユニットを必要とする。ねじがロックされるとすぐに、クラッチユニットが結果を検出して、ツールヘッドおよび電動機を焼き切れから防止するためにツールヘッドを停止する。

しかしながら、従来の電動ねじ回しはなお以下の欠点を有する：
１．ねじの大きさがねじ穴より小さいので、ねじがねじ穴とかみ合うことができない時、またはねじ山が摩耗されてつぶれている時、ねじがしっかりと締められることができず、電動ねじ回しの継続的な回転は意味がない。
２．ねじの大きさがねじ穴より大きい時、またはねじ穴の中に物を有する時、ねじはねじ穴内にロックされることができない。従来の電動ねじ回しはエラー／不良を検出することができず、ねじをロックする際にエラー／不良が生じる際すぐにユーザに知らせることができない。

ねじロック動作中にユーザにエラーまたは不良をできるだけ早く知らせるために、本考案の主要な目的は、ねじが電動ねじ回しによってしっかりと締められているかどうか検出するための監視器具を提供することである。この器具は、ねじが接続された電動ねじ回しによってしっかりと締められているかどうか検出して、エラーが生じるときはいつでも能動的にユーザに知らせることができる。

この目的を達成するために、この器具は以下を有する：
電動ねじ回しがスタート信号とストップ信号を受信する、電動ねじ回しに電気的に接続するために用いられるねじ回し接続インターフェース、
作動時間が上限ロック時間を上回ると、コントロールユニットがロック障害信号を送り、ここで作動時間が、ねじ回し接続インターフェースによって受信されるスタート信号からねじ回しインターフェースによって受信されるストップ信号までの時間を意味する、チェックプロセスを起動するねじ回し接続インターフェースに電気的に接続されるコントロールユニット、
警報モジュールがロック障害信号を受信すると、警報モジュールがロック障害警報を発信する、コントロールユニットに電気的に接続される警報モジュール。

この器具を利用することによって、ユーザが、大きさがねじ穴より小さいねじまたはねじ山が摺り減ったねじを誤用しても、受信されたスタート信号から受信されたストップ信号まで算出される作動時間が上限ロック時間を上回る時、電動ねじ回しがねじをまだしっかりと締めていないことをユーザにすばやく知らせるために、コントロールユニットが警報モジュールにロック障害警報を発信するよう命じることができる。

本考案の監視器具の好ましい一実施態様の平面図である。 図１の監視器具の前面図である。 図１の監視器具の背面図である。 図１の監視器具の機能ブロック図である。 図１の監視器具の回路図である。 図１の監視器具のチェック動作流れ図である。 図１の監視器具のチェック動作流れ図である。 図１の監視器具のリセット動作の流れ図である。および、 図１の監視器具の自己学習プロセスの流れ図である。

図１から図４を参照して、本考案に従う電動ねじ回しによってねじがしっかりと締められているかどうか検出するための監視器具の一実施態様が、ねじ回し接続インターフェース（１０）、任意選択のＩ／Ｏインターフェース（２０）、コントロールユニット（３０）、ディスプレイユニット（４０）、機能切替ユニット（５０）、動作ユニット（６０）および警報モジュール（７０）を備える。

図２に示すように、ねじ回し接続インターフェース（１０）は電動ねじ回しに接続するために使用される。ねじ回し接続インターフェース（１０）が電動ねじ回しに接続された後で、ねじ回し接続インターフェース（１０）は電動ねじ回しからスタート信号とストップ信号を受信することができる。この実施態様では、ねじ回し接続インターフェース（１０）は電動ねじ回しから逆方向信号を更に受信することができる。

電動ねじ回しが工業プロセスで使用される自動ねじ回しである時、任意選択のＩ／Ｏインターフェース（２０）、対象物無効センサ（２１）および対象物有効センサ（２２）が工業プロセスで使用されることができる。例えば、工業生産ラインにおける動作機械のロボットアームが、この実用新案に従う電動ねじ回しと一体化されることができる。次いで、対象物無効センサ（２１）が、処理されるべき対象物が有効でないかどうか検出するために使用される。対象物有効センサ（２２）は、処理されるべき対象物が有効かどうか検出するために使用される。一般に、ハンドヘルド電動ねじ回しは対象物無効センサ（２１）および対象物有効センサ（２２）を必要としない。図３および図４に示すように、任意選択のＩ／Ｏインターフェース（２０）は対象物無効センサ（２１）を単独で接続するために使用されるか、または対象物有効センサ（２２）を接続するために更に使用され、対象物無効センサ（２１）が、動作機械上に位置する。ねじ止めされるべき対象物が動作機械から除去されると、対象物無効センサ（２１）が対象物無効信号を発信する。対象物有効センサ（２２）と対象物無効センサ（２１）は、同じ動作機械上に位置する。ねじ止めされるべき対象物が動作機械上に検出されると、対象物有効センサ（２２）が対象物有効信号を発信する。

図４に示すように、コントロールユニット（３０）がねじ回し接続インターフェース（１０）に電気的に接続されてチェックプロセスを起動する。ねじ回し接続インターフェース（１０）によって受信されるスタート信号からストップ信号までの作動時間が上限ロック時間を上回る時、コントロールユニットがロック障害信号を発信する。この実施態様において、図４および図５に更に示すように、コントロールユニット（３０）は任意選択のＩ／Ｏインターフェース（２０）に更に電気的に接続されてかつ締められるべきねじの目標数、リセット時間、下限ロック時間、緩衝ロック時間、自己学習プロセスおよびリセットプロセスを記憶する。

図１および図４に示すように、ディスプレイユニット（４０）がコントロールユニット（３０）に電気的に接続されてコントロールユニット（３０）によって記憶されて算出される表示データを表示するために使用される。この実施態様では、図５に更に示すように、ディスプレイユニット（４０）は２桁の数字を表示することが可能な７セグメントディスプレイである。

図３および図４に示すように、機能切替ユニット（５０）がコントロールユニット（３０）に電気的に接続されてこの監視器具によって提供される機能をユーザが起動するために使用される。この実施態様では、機能切替ユニット（５０）はねじの計数モード（前進計数または後退計数）を切替えるために使用される第１のスイッチ、リセットトリガーモード（全自動トリガーまたは半自動トリガー）を切替えるために使用される第２のスイッチ、リセットモード（自動または手動）を切替えるために使用される第３のスイッチ、トリガーモード（対象物無効信号だけによってトリガーされるかまたは対象物無効信号と対象物有効信号の両方によってトリガーされる）を選ぶために使用される第４のスイッチおよび自己学習プロセスを起動するために使用される第５のスイッチを備える。

図６Ａおよび図６Ｂに更に示すように、チェックプロセスがコントロールユニット（３０）によって実行される。第１のスイッチによって決定される計数モードが、チェックプロセスを一例として説明するために後退計数モードにセットされる。チェックプロセスは、以下の諸ステップを含む：
ディスプレイユニット上に表示されるべき表示データとして目標数を使用するステップ（６００）、
表示データが零であるかどうか判断するステップ（６０１）、
表示データが零である時、作業完了信号を発信するステップ（６０２）およびリセットプロセスを起動し始めるステップ（６０３）、
表示データが零でない時、スタート信号を受信するステップ（６０４）の後、ストップ信号が受信されるかどうか判断するステップ（６０５）、
ストップ信号が受信されない時、ストップ信号が受信されるかどうか判断し（６０５）続けるステップ、
ストップ信号が受信される時、スタート信号とストップ信号の受信の間の時間を作動時間として算出するステップ（６０６）、
作動時間が下限ロック時間より短いかどうか判断するステップ（６０７）、
作動時間が下限ロック時間より短い時、ロック障害信号を発信するステップ（６０８）、ここでこの状況は、ねじが締められていないのに、しかしロック動作が止められていることを意味する、
作動時間が下限ロック時間より長い時、作動時間が上限ロック時間と緩衝ロック時間の合計より長いかどうか判断するステップ（６０９）、ここで、ねじが締められるべきと検出される時、電動ねじ回しの一部が、完全に止まる前に追加的な短時間の間動作してねじが締められたことをユーザが確認するようにさせる、それゆえに、本考案は上記の追加的な短時間と調和するために緩衝ロック時間を更に含むことができる、
作動時間が上限ロック時間と緩衝ロック時間の合計より長い時、ロック障害信号を発信するステップ（６１０）、ここでこの状況は、ねじが長い間緩められているままに残されていることを意味する、
正常ロック信号を発信するステップ（６１１）および作動時間が上限ロック時間と緩衝ロック時間の合計より短いとき、以下の諸ステップへ進むステップ、
目標数を１だけ減少してディスプレイユニットの上に減少された目標数を表示するステップ（６１２）、
電動ねじ回しが逆方向回転によってねじ穴からねじを緩める時、電動ねじ回しが逆方向信号を出力することができるので、逆方向信号が受信されるかどうか検出するステップ（６１３）、
逆方向信号が受信される時、目標数を１だけ増大してディスプレイユニットの上に増大された目標数を表示するステップ（６１４）および表示データが零であるかどうか判断する（６０１）ために戻るステップ、
逆方向信号が受信されない時、表示データが零であるかどうか判断する（６０１）ために直接戻るステップ。

第１のスイッチの計数モードが前進計数モードにセットされる時、チェックプロセス流れ図は図６Ａまたは図６Ｂと同様であり、および、チェックプロセス流れ図と図６Ａ（または図６Ｂ）の間の差異は以下である：
最初の表示データとして「零」を使用する、
表示データが目標数に等しい時、リセットプロセスを起動する。

動作ユニット（６０）がコントロールユニット（３０）に電気的に接続されて、ユーザが監視器具を動作させるために使用される。

図７に更に示すように、コントロールユニット（３０）によって起動されるリセットプロセスは以下の諸ステップを含む：
第３のスイッチが有効にされているかどうか検出するステップ（７０１）、
第３のスイッチが有効にされていない時、動作ユニットがリセットされているかどうか検出するステップ（７０２）、ここで第３のスイッチが有効にされていないならば、マニュアルリセットモードが選ばれる、
動作ユニットがリセットされていないならば、動作ユニットがリセットされているかどうか検出し（７０２）続けるステップ、
第３のスイッチが有効にされているかまたは動作ユニットがリセットされているならば、第２のスイッチが有効にされているかどうか検出するステップ（７０３）、
第３のスイッチが始動される時から第２のスイッチが始動される時までの時間を経過時間として算出するステップ、
第２のスイッチが有効にされていない時、リセット時間を得るステップ（７０４）および経過時間がリセット時間を上回るかどうか判断するステップ（７０５）、ここで、第２のスイッチが有効にされていないならば、全自動リセットモードが選ばれる、
経過時間がリセット時間を上回る時、チェックプロセスを起動するステップ（７０６）、
経過時間がリセット時間を上回らない時、リセット時間を得（７０４）続けるステップ、
第２のスイッチが有効にされている時、第４のスイッチが有効にされているかどうか検出するステップ（７０７）、ここでこの状況は、リセットプロセスが対象物無効センサ（２１）と対象物有効センサ（２２）のトリガーによって実行されることを意味する、
対象物無効信号と対象物有効信号が受信されるかどうか判断するステップ（７０８）、
対象物無効信号と対象物有効信号が受信される時、チェックプロセスを実行するステップ（７０６）、
対象物無効信号と対象物有効信号が受信されない時、対象物無効信号と対象物有効信号が受信されるかどうか判断し続けるステップ（７０８）、
第４のスイッチが有効にされていない時、対象物無効信号だけが受信されるかどうか判断するステップ（７０９）、ここで、対象物無効信号が受信される時、自動リセットがセットされる、
対象物無効信号だけが受信される時、チェックプロセスを起動するステップ（７０６）、
対象物無効信号が受信されない時、対象物無効信号だけが受信されるかどうか判断し（７０９）続けるステップ。

図８に更に示すように、自己学習プロセスが上限ロック時間を自動的に記録するために使用される。機能切替ユニット（５０）の第５のスイッチを動作させるユーザによって動作させられて、コントロールユニット（３０）は、自己学習プロセスの以下の諸ステップを実行する：
ねじを締めるために電動ねじ回しが動作させられる時、電動ねじ回しからスタート信号を受信するステップ（８０１）、
ストップ信号が受信されるかどうか判断するステップ（８０２）、
ストップ信号が受信されない時、ストップ信号が受信されるかどうか判断し（８０２）続けるステップ、ここで、ねじは締められていない、
ストップ信号が受信される時、スタート信号とストップ信号の受信の間の時間を新しい上限ロック時間として算出するステップ（８０３）および以下の諸ステップへ進むステップ、ここで、ねじは締められている、
新しい上限ロック時間を記憶するステップ（８０４）および自己学習プロセスを完了するステップ。

警報モジュール（７０）が、コントロールユニット（３０）に電気的に接続される。警報モジュール（７０）は、ロック障害信号を受信した後にロック障害警報を発信する。この実施態様では、図５に示すように、警報モジュール（７０）が正常警告灯（７１）、異常警告灯（７２）およびブザー（７３）を備え、正常警告灯（７１）、異常警告灯（７２）およびブザー（７３）は、コントロールユニット（３０）に電気的に接続される。

コントロールユニット（３０）はロック障害信号を発信して、警報モジュール（７０）にロック障害警報を発信して異常警告灯（７２）をきらっと光るよう駆動して５回のビープ音を出すようにブザー（７３）を駆動するよう命じる。コントロールユニット（３０）は作業完了信号を発信して、ブザー（７３）を２回のビープ音を出すよう駆動して、電動ねじ回しがリセットされるまで正常警告灯（７１）を輝き続けるように駆動する。コントロールユニット（３０）はロック障害信号を発信して、異常警告灯（７２）をきらっと光るように駆動してブザー（７３）を２回のビープ音を出すように駆動する。コントロールユニット（３０）は正常ロック信号を発信して、ブザー（７３）が１回のビープ音を出して正常警告灯（７１）を２回きらっと光るように駆動する。

その上、監視器具は上限ロック時間、締められるべきねじの目標数、リセット時間、下限ロック時間、緩衝ロック時間の複数の異なるセットを更に記憶するように設計されることができる。ユーザは、動作ユニット（６０）を実行することによって異なる電動ねじ回しに適応させるように先のパラメータをセットすることができる。

上記の説明から、この監視器具は以下の利点を有する：
１．この監視器具は、以下の３つの状況のいずれかが起こると、異常を検出することができてすぐにユーザに知らせることができる：
・ねじの大きさがねじ穴より小さいのでねじがねじ穴とかみ合うことができない時。
・ねじ山が摺り減ってつぶれた時、電動ねじ回しがねじを締めることができない。
・ねじの大きさがねじ穴より大きい時、またはねじ穴が物を中に有する時、ねじがねじ穴内にロックされることができない。
２．この監視器具は、ユーザが異なる種類のねじに従って監視器具を起動するための自己学習プロセスを提供する。
３．この監視器具は、締められるべきねじの数を記録することができる。警報モジュールは、ミス−ロッキングを防ぐよう知らせるためにユーザに警報を伝える。

１０ ねじ回し接続インターフェース
２０ Ｉ／Ｏインターフェース
２１ 対象物無効センサ
２２ 対象物有効センサ
３０ コントロールユニット
４０ ディスプレイユニット
５０ 機能切替ユニット
６０ 動作ユニット
７０ 警報モジュール
７１ 正常警告灯
７２ 異常警告灯
７３ ブザー

Claims (11)

1. ねじが電動ねじ回しによってしっかりと締められているかどうか検出するための監視器具であって、
   電動ねじ回しからスタート信号およびストップ信号を受信するために前記電動ねじ回しを接続するように使用されるねじ回し接続インターフェースと、
   チェックプロセスを実行する前記ねじ回し接続インターフェースに電気的に接続されるコントロールユニットであって、作動時間が前記ねじ回し接続インターフェースによって受信される前記スタート信号から前記ねじ回し接続インターフェースによって受信される前記ストップ信号までの時間を意味し、前記作動時間が上限ロック時間を上回る時、ロック障害信号を発信する前記コントロールユニットと、
   前記ロック障害信号を受信するとロック障害警報を発信する、前記コントロールユニットに電気的に接続される警報モジュールと、を備える監視器具。
2. 請求項１に記載の監視器具であって、前記チェックプロセスが以下の諸ステップ、すなわち、
   前記スタート信号を受信するステップと、
   前記ストップ信号が受信されるかどうか判断するステップと、
   前記ストップ信号が受信されないならば、前記ストップ信号が受信されるかどうか判断し続けるステップと、
   前記ねじ回し接続インターフェースによって受信される前記スタート信号から前記ねじ回し接続インターフェースによって受信される前記ストップ信号までの時間を前記作動時間として算出して、次いで前記ストップ信号が受信されるならば、以下の諸ステップ、すなわち、
   前記作動時間が前記上限ロック時間より長いかどうか判断するステップと、
   前記作動時間が前記上限ロック時間より長いならば、前記ロック障害信号を発信するステップと、
   前記作動時間が前記上限ロック時間より短いならば、前記チェックプロセスを再実行するステップと、を継続することを特徴とする監視器具。
3. 請求項２に記載の監視器具であって、前記コントロールユニットが、下限ロック時間を更に記憶し、前記チェックプロセスが、前記ねじ回し接続インターフェースによって受信される前記スタート信号から前記ねじ回し接続インターフェースによって受信される前記ストップ信号までの前記時間を前記作動時間として算出した後に以下の諸ステップ、すなわち、
   前記作動時間が前記下限ロック時間より短いかどうか判断するステップと、
   前記作動時間が前記下限ロック時間より短いならば、前記ロック障害信号を発信し、前記警報モジュールが、前記ロック障害警報を発信するステップと、
   前記作動時間が前記下限ロック時間より長いならば、前記作動時間が前記上限ロック時間より長いかどうか判断するステップと、を実行することを特徴とする監視器具。
4. 請求項１に記載の監視器具であって、前記コントロールユニットが、緩衝ロック時間を更に記憶し、前記チェックプロセスが、以下の諸ステップ、すなわち、
   前記スタート信号を受信するステップと、
   前記ストップ信号が受信されるかどうか判断するステップと、
   前記ストップ信号が受信されないならば、前記ストップ信号が受信されるかどうか判断し続けるステップと、
   前記ねじ回し接続インターフェースによって受信される前記スタート信号から前記ねじ回し接続インターフェースによって受信される前記ストップ信号までの前記時間を前記作動時間として算出し、次いで、前記ストップ信号が受信されるならば、以下の諸ステップ、すなわち、
   前記作動時間が前記上限ロック時間と前記緩衝ロック時間の合計より長いかどうか判断するステップと、
   前記作動時間が前記上限ロック時間と前記緩衝ロック時間の前記合計より長いならば、前記ロック障害信号を発信するステップと、
   前記作動時間が前記上限ロック時間と前記緩衝ロック時間の前記合計より短いならば、前記チェックプロセスを復活させるステップと、を継続することを特徴とする監視器具。
5. 請求項４に記載の監視器具であって、前記コントロールユニットが、下限ロック時間を更に記憶し、前記チェックプロセスが、前記ねじ回し接続インターフェースによって受信される前記スタート信号から前記ねじ回し接続インターフェースによって受信される前記ストップ信号までの前記時間を前記作動時間として算出した後に以下の諸ステップ、すなわち、
   前記作動時間が前記下限ロック時間より短いかどうか判断するステップと、
   前記作動時間が前記下限ロック時間より短いならば、前記ロック障害信号を発信し、前記警報モジュールが、前記ロック障害警報を発信するステップと、
   前記作動時間が前記下限ロック時間より長いならば、前記作動時間が前記上限ロック時間と前記緩衝ロック時間の前記合計より長いかどうか判断するステップと、を実行することを特徴とする監視器具。
6. ディスプレイユニットを更に備え、前記ディスプレイユニットが、前記コントロールユニットに電気的に接続され、かつ、前記コントロールユニットによって記憶されてかつ算出される前記表示データを表示する、ことを特徴とする請求項２または３に記載の監視器具。
7. 請求項６に記載の監視器具であって、前記コントロールユニットが、締められるべきねじの目標数を更に記憶し、そして次に、前記チェックプロセスが以下の諸ステップ、すなわち、
   前記ディスプレイユニットが前記目標数を表示されるべき表示データとして使用した後で前記スタート信号を受信するステップと、
   前記作動時間が前記上限ロック時間より短い時、前記目標数を１だけ減少してかつ前記ディスプレイユニット上に前記減少された目標数を表示するステップと、前記チェックプロセスを復活させるステップと、を実行することを特徴とする監視器具。
8. ディスプレイユニットを更に備え、前記ディスプレイユニットが、前記コントロールユニットに電気的に接続され、かつ、前記コントロールユニットによって記憶されてかつ算出される前記表示データを表示する、ことを特徴とする請求項４または５に記載の監視器具。
9. 請求項８に記載の監視器具であって、前記コントロールユニットが、締められるべきねじの目標数を更に記憶し、そして次に、前記チェックプロセスが以下の諸ステップ、すなわち、
   前記ディスプレイユニットが前記目標数を前記ディスプレイユニット上に表示されるべき前記表示データとして使用した後で前記スタート信号を受信するステップと、
   前記作動時間が前記上限ロック時間と前記緩衝ロック時間の前記合計より短い時、前記目標数を１だけ減少してかつ前記ディスプレイユニット上に前記減少された目標数を表示するステップと、
   前記チェックプロセスを復活させるステップと、を実行することを特徴とする監視器具。
10. 請求項７に記載の監視器具であって、前記ねじ回し接続インターフェースが、前記電動ねじ回しから逆方向信号を更に受信し、および、前記チェックプロセスが前記表示データを１だけ減少してかつ前記ディスプレイユニット上に前記減少された表示データを表示した後に以下の諸ステップ、すなわち、
    前記逆方向信号が受信されるかどうか検出するステップと、
    前記逆方向信号が受信されるならば、前記表示データを１だけ増大してかつ前記ディスプレイユニット上に前記増大された表示データを表示してかつ前記チェックプロセスを復活させるステップと、
    前記逆方向信号が受信されないならば、前記チェックプロセスをすぐに復活させるステップと、を更に含むことを特徴とする監視器具。
11. 請求項９に記載の監視器具であって、前記ねじ回し接続インターフェースが、前記逆方向信号を更に受信し、および、前記チェックプロセスが前記表示データを１だけ減少してかつ前記ディスプレイユニット上に前記減少された表示データを表示した後に以下の諸ステップ、すなわち、
    前記逆方向信号が受信されるかどうか検出するステップと、
    前記逆方向信号が受信されるならば、前記表示データを１だけ増大してかつ前記ディスプレイユニット上に前記増大された表示データを表示してかつ前記チェックプロセスを復活させるステップと、
    前記逆方向信号が受信されないならば、前記チェックプロセスをすぐに復活させるステップと、を更に含むことを特徴とする監視器具。