JP2646367B2 - ボルト締付機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、締付トルクをモータの回転伝動系に貼着し
たストレインゲージにより検出するようにしたボルト締
付機に関するものである。

（発明の背景） モータの回転をボルト・ナットのソケットに伝えるた
めの回転伝動系の途中にストレインゲージを貼着し、こ
のストレインゲージの出力信号から締付トルクを求める
ようにしたボルト締付機が有る。この種のもので、一定
締付トルクに達するまで、例えばボルト・ナットが被締
付体に密着する点（着座点という）までは、高速で締付
けを行い、一定締付トルク例えば着座点に達した後は低
速で締付けるようにするものがある。すなわち着座点ま
では高速で締付けて締付時間を短縮する一方、着座後は
低速にして慣性による締付トルクのバラツキをなくすよ
うにするものである。

ここにストレインゲージの出力信号をフィルタ回路を
通してトルク信号を得る場合には、このフィルタ回路が
一種の積分回路であるためにその時定数をどのように決
めるかが問題となる。

例えば、ボルト締付機の締上がりトルクをトルクレン
チを用いて確認する場合にこの時定数が問題になる。す
なわち締上がったボルト・ナットをさらにトルククレン
チを用いて人力により増締めし、この時のトルクレンチ
の目盛からボルト締付機の締上がりトルクを確認してい
るが、従来はこの時のトルクレンチの目盛に合うように
フィルタ回路の時定数を大きく設定している。この時ト
ルクレンチによるトルク測定時の速度は2R.P.M.程度で
あり、締付機の締上がり時は5R.P.M.程度である。一方
着座点前には通常300〜600R.P.M.で締付けている。この
ため締上がり時の低速条件下で決めた大きい時定数のフ
ィルタを、着座点に達するまでの高速時にそのまま用い
たのでは応答性が著しく悪くなる。従って高速で締付中
に着座を検出して低速に切換えたとしても、高速時の大
きな慣性により、切換え直後にそのまま高速での締付け
が進行し、目標とする締上がりトルクを越えてしまうこ
とが有り得るという問題があった。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、
締上がりトルクをトルクレンチにより確認するのに適す
るようにフィルタ回路の時定数を大きく設定しても、高
速締付時の慣性により誤動作などが発生するおそれが無
いボルト締付機を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明によればこの目的は、モータの回転伝動系に貼
着されたストレインゲージの出力信号を、フィルタ回路
を通してトルク信号とするボルト締付機において、前記
フィルタ回路は時定数の異なる２つのフィルタ回路で形
成され、一定締付トルクに達するまでは時定数の小さい
フィルタ回路を用い、締付トルクが一定に達した後では
時定数の大きいフィルタ回路を用いるように切換える切
換回路を有することを特徴とするボルト締付機により達
成される。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の回路図である。

この図において符号10は交流電源、12はメインスイッ
チ、14はサイリスタスタック、16は直流モータであり、
これらは閉回路を形成するように接続される。このモー
タ16は励磁コイル16aと回転子16bとで形成される。この
回転子16bには減速歯車などからなる回転伝動系（図示
せず）を介してソケット（図示せず）が接続されてい
る。ボルトあるいはナットはこのソケットに係合して締
付けられる。またこの回転伝動系には締付トルクを検出
するためのストレインゲージ（歪ゲージ）18が貼着され
ている。

前記サイリスタスタック14は位相制御回路20により速
度制御される。22は高速設定器、24は減速設定器であ
り、これらは切換回路としてのリレーRy1により選択的
に位相制御回路20に入力される。すなわちリレーRy1は
常閉接点26と常開接点28とを備え、リレーRy1の非励磁
時には、高速設定器22の設定速度（例えば300〜600R.P.
M.）が位相制御回路20に入力され、位相制御回路20はモ
ータ16がこの速度になるようにサイリスタスタック14を
位相制御する。またリレーRy1の励磁時には、低速設定
器24の設定速度（例えば5R.P.M.）が位相制御回路20に
入力され、位相制御回路20はモータ16がこの速度になる
ようにサイリスタスタック14を位相制御する。

30はゲート遮断回路であり、締付トルクＴが設定32で
設定される本締め締付トルクT0に一致すると締付けを停
止させるようにサイリスタスタック14の各サイリスタの
ゲート信号を遮断するものである。すなわちストレイン
ゲージ18の出力信号ａは増幅器34、フィルタ回路36、増
幅器38を介して比較器40に入力され、この比較器40は設
定器32の設定値（本締め締付トルク）T0とこの増幅器38
の出力であるトルク信号Ｔとを比較してＴ≧T0となった
時にゲート遮断信号ｂを出力し締付けを停止させるもの
である。ここにフィルタ回路36は一種の積分回路であっ
て、その時定数は他のフィルタ回路42の時定数より大き
く設定されている。他のフィルタ回路42には増幅器34の
出力が入力され、このフィルタ回路42の出力は増幅器44
を介し比較器46に入力される。比較器46はこの増幅器44
の出力ｔを、設定器48が設定する着座トルクt0と比較
し、ｔ≧t0となるとリレーRy1を励磁する。

次に本実施例の動作を説明する。メインスイッチ12を
閉路すると位相制御回路20は高速設定器22の設定速度で
モータ16を高速回転させ、高速でボルト・ナットの締付
けを進行する。この時ストレインゲージ18の出力信号ａ
は時定数が小さいフィルタ回路42を通り比較器46に導か
れている。このためこのフィルタ42から比較器46に至る
着座点検出用の応答性が極めて高いものとすることがで
きる。

ｔ≧t0になると極めて高い応答性をもってリレーRy1
が励磁され、接点26が開き、同時に接点28が閉じる。こ
のため位相制御回路20は低速設定器24で設定された低速
度にモータ16を制御する。この低速での締付けが行われ
る間は、ストレインゲージ18の出力信号は時定数が大き
いフィルタ回路36を通って信号Ｔとなり、比較器40で本
締め締付トルクT0と比較され、Ｔ≧T0になるとゲート遮
断回路30により主回路電流を遮断させ、モータ16による
締付けを停止させる。この時ストレインゲージ18の出力
信号ａは時定数を大きいフィルタ回路36を通るが、低速
で締付けが行われているので応答性が悪くても全く問題
が生じることはない。なおこのフィルタ回路36の時定数
は、トルクレンチを用いてトルクの確認を行うために最
も適切な値に設定されるのが望ましい。

以上の実施例ではボルト・ナットの着座を検出して高
速から低速に切換えているが、本発明は着座点に代えて
弾性域内の一定締付トルクの点を検出して高・低速の切
換えを行ってもよい。

（発明の効果） 本発明は以上のように、ストレインゲージの出力信号
を時定数の異なるフィルタ回路に導き、一定の締付トル
クに達するまでの間は時定数の小さいフィルタ回路を通
る出力をトルク信号とし、一定締付トルクに達した後は
時定数の大きいフィルタ回路の出力をトルク信号として
用いるものである。従って本締め締付トルクをトルクレ
ンチにより確認するために最適に大きい時定数のフィル
タ回路を用いて本締めトルクを検出し締付を停止させる
ことでき、また一定締付トルクに達するまでの間の高速
締付中には小さい時定数のフィルタにより高い応答性を
得ることができる。この結果、高速締付中の慣性により
誤動作することがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路図である。 16……モータ、 18……ストレインゲージ、 36……大きい時定数のフィルタ回路、 42……小さい時定数のフィルタ回路、 Ry1……切換回路としてのリレー。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータの回転伝動系に貼着されたストレイ
   ンゲージの出力信号を、フィルタ回路を通してトルク信
   号とするボルト締付機において、 前記フィルタ回路は時定数の異なる２つのフィルタ回路
   で形成され、一定締付トルクに達するまでは時定数の小
   さいフィルタ回路を用い、締付トルクが一定に達した後
   では時定数の大きいフィルタ回路を用いるように切換え
   る切換回路を有することを特徴とするボルト締付機。