JPH0318140Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、電動ドライバ又は電動スパナ等の電
動工具に用いられ、ネジ、ナツト等を締付けるト
ルクを制御するトルク制御装置に関するものであ
る。

従来の技術 従来、電動ドライバ、電動スパナの電動工具の
トルク規制は、予め操作者が工具内に組込まれた
トルククラツチを調整することによつて行われて
いる。すなわち、トルククラツチを調整して締付
けトルクを所定の値に設定することにより、設定
したトルクが締付けを行う動作部に加わつた時点
でクラツチが切れ、動作部の回転が停止するた
め、締付けトルクを設定トルクに規制してネジ、
ナツト等の締付けを行うことができる。

考案が解決しようとする問題点 しかし、斯かる従来構成では、締付けトルクと
して耐振性の必要から20〜30Kg・cmという大きな
値が要求される場合、例えば自動車用電子機器の
金属製ケースを取付用ブラケツトにネジ止め固定
する場合は、締付け開始時のネジの傾き、ケース
とブラケツトとの位置ずれ、或いはネジのネジ山
とタツプ穴のネジ山とが噛み合うまでのネジの空
回り等により過負荷が加わると、ネジ締め過程に
おいて、ケース又はネジのネジ山を削り落として
しまいキリ粉を発生する。そして、このキリ粉が
電子機器内部の電子回路に飛散し、回路がシヨー
トするという問題点があつた。

本考案は、上記欠点に鑑みなされたものであつ
て、締付けトルクをキリ粉が発生しない程度の低
トルクとトルククラツチの設定値によるトルクと
に切換えると共に、低トルクによる締付け時に過
負荷が加わつた場合には締付け動作を停止させる
ことにより、キリ粉を発生させることなく安全か
つ確実に締付け作業を行うことができるように締
付けトルクを制御するトルク制御装置を目的とす
るものである。

問題点を解決するための手段 ネジ又はナツト等の締付け過程においてネジ山
を削り落とす現象は、高回転、高トルクで締付け
を行う際、締付け開始時のネジの傾き、締付け対
象物の位置合わせ不良、或いは締付け開始時のネ
ジ又はナツトの空回り等によりモータに過負荷が
加わつた場合に発生する。従つて、締付け開始か
らネジ又はナツト等がある程度締込まれるまでを
低回転、低トルクに制限しておけば、その後は正
規の高回転、高トルクにより締付けを行つてもネ
ジ山を削り落とすことはなくなる。

本考案はこのような点に着目したもので、上記
問題点を解決するために、第１図に示すように、
トルククラツチで設定された所定の回転駆動トル
クで締付けを行うトルク制御装置であつて、入力
電圧Vinを抵抗Ｒ１を介して所定のレベルＶ１に
制限して出力する電圧制御回路１と、該電圧制御
回路１によつて制限された電圧Ｖ１と設定電圧
Vrとを比較する比較回路２と、比較回路２の出
力により電圧制御回路１の出力を遮断する遮断ス
イツチ３と、入力電圧Vinと電圧制御回路１の出
力Ｖ１とを切換えて後段のモータに出力する切換
えスイツチ４と、モータの起動時には電圧制御回
路１の出力Ｖ１を該モータに出力し、比較回路２
の出力がモータの起動後所定時間内に反転（例え
ばローレベルからハイレベル）しない場合には入
力電圧Vinをモータに出力するように切換えスイ
ツチ４を制御する制御回路５とからなることを特
徴とするものである。

作 用 モータの起動時にはスイツチ４の共通接点ｃを
個別接点ｂに接続すると、電圧制御回路１により
入力電圧Vinは後続のモータのトルクがキリ粉を
発生しない程度の低トルクとなる所定のレベルＶ
１に制限され、この電圧制御回路の出力Ｖ１が前
記モータに供給されて該モータが回転する。

一方、比較回路２では電圧制御回路１の出力Ｖ
１と予め設定された設定電圧Vrとを比較し、出
力電圧Ｖ１が設定電圧Vrを越えた時に例えばハ
イレベルの信号を出力して遮断スイツチ３を作動
させ、電圧制御回路１の出力Ｖ１を遮断する。従
つて、前述のような原因により、モータに過負荷
が加わつた場合には、モータの逆起動力が小さく
なり、抵抗Ｒ１の作用により電圧制御回路１の出
力電圧Ｖ１が増大するため、比較回路２からハイ
レベルの信号が出力され遮断スイツチ３が作動し
て電圧制御回路の出力Ｖ１が遮断される。このた
め、前記モータには電圧が供給されなくなり、該
モータは直ちに回転を停止する。

また、モータに過負荷が加わらず、該モータが
電圧制御回路１の出力Ｖ１により低トルクで回転
し続けた場合には、所定のタイミング即ち締付け
が終了する直前に制御回路５が作動して、切換え
スイツチ４の共通接点ｃを個別接点ａ側に切換
え、入力電圧Vinにより前記モータを高トルクで
回転させ、トルククラツチで設定された所定の回
転駆動トルクによる、締付けを確実に行うように
する。

これにより、ネジ、ナツト等の締付け時におい
て、モータに過負荷が加わつた場合には、遮断ス
イツチ３により電圧制御回路１の出力Ｖ１が遮断
され、該モータは直ちに回転が停止されるためキ
リ粉を発生させることなく安全かつ確実に締付け
作業を行うことが可能となる。

考案の実施例 以下、本考案の一実施例を図面を用いて詳述す
る。

第２図は本考案に係るトルク制御装置を示す回
路図であり、一例として電動ドライバに適用した
図を示す。

図において、１１は抵抗Ｒ１からなる電圧制御
回路であり、交流電源１５により供給される入力
電圧VinをモータＭの駆動トルクがキリ粉を発生
しない程度の低トルクとなるレベルに制御する。
１２は比較回路であり、電圧制御回路１１の出力
電圧Ｖ１をダイオードブリツジ１６、抵抗Ｒ２、
及びコンデンサＣ１により整流及び平滑した電圧
Ｖ１’と、直流電源１８から可変抵抗Ｒ３及びコ
ンデンサＣ２からなる微分回路１７を介して供給
される設定電圧Vrとを比較し、電圧Ｖ１’が設
定電圧Vrを越えた時、ハイレベルの信号を出力
する。１９はタイマであり、通電後所定時間Ｔを
経過した時に切換えスイツチ１４を閉じる。リレ
ー２０は、接点２０Ｐ，２０P'を開閉し、リレー
２２は接点２２Ｐを開閉する。リレー２１は通常
閉じられている遮断スイツチ１３及び接点２１Ｐ
を開閉する。２３は電動ドライバの動作部であ
り、モータＭによりドライバビツト２４を回転さ
せてネジの締付けを行う。２５はトルククラツチ
であり、ドライバビツト２４の回転駆動トルクを
規定する。２６はマイクロスイツチであり、ドラ
イバビツト２４を押圧することにより閉じられ
る。２７はブザー、２８はリセツトスイツチ、
Trはトランジスタ、Ｄはダイオードである。

次に、動作について第３図のタイムチヤートを
参照しながら説明する。ネジの締付け作業を行う
場合、先ずドライバビツト２４でネジを押さえつ
けることによつてマイクロスイツチ２６が閉じら
れ、モータＭに電圧制御回路１１の出力電圧Ｖ１
が供給されて、モータＭがキリ粉を発生しな程度
の低トルクで駆動され、ドライバビツト２４によ
りネジの締付けが行われる。これと同時に、リレ
ー２０が通電され接点２０Ｐが閉じられタイマ１
９が作動すると共に、接点２０P'が閉じられて比
較回路１２の反転入力端子に直流電源１８からの
直流電圧が微分回路１７を介して設定電圧Vrと
して供給される。比較回路１２ではこの設定電圧
Vrと非反転入力端子に供給される電圧Ｖ１’と
を比較する。

ここで、ネジの締付け過程においてモータＭに
過負荷が加わらなかつた場合には、すなわち第３
図ａの(1)に示すように電圧Ｖ１’が常に設定電圧
Vr以下である場合には、第３図ａの(2)に示すよ
うにモータＭの起動後所定時間Ｔが経過した時
に、タイマ１９の出力がオンとなり切換えスイツ
チ１４が閉じられる。

従つて、第３図ａの(3)に示すように、入力電圧
Vinが切換えスイツチ１４を介してモータＭに供
給されてモータＭは入力電圧Vinより大きなトル
クで駆動され、ネの締付けトルクがトルククラツ
チ２５の規定トルクに達した時点でトルククラツ
チ２５が切れてモータＭの回転が停止し、トルク
クラツチ２５で設定したトルクによるネジの締付
けが完了する。

尚、モータＭの起動時には起動電流が流れるた
め、モータＭの駆動電圧Ｖ１、従つて電圧Ｖ１を
整流及び平滑した電圧Ｖ１’は第３図ａの(1)に示
すように立上りピークを持つが、同時に設定電圧
Vrも微分回路１７により立上りピークを持つた
め、モータＭの起動時において電圧Ｖ１’が設定
電圧Vrを超えることはなくなる。

また、ネジの締付け過程において、前述したよ
うに、ネジの傾き、締付け対象物の位置合わせ不
良、ネジの空回り等によりモータＭに過負荷が加
わつた場合には、モータＭの逆起電力が小さくな
り、第３図ｂの(1)に示すように電圧制御回路１１
の出力電圧Ｖ１、従つて電圧Ｖ１’が増大するた
め、電圧Ｖ１’が設定電圧Vrを越えた時に、第
３図ｂの(2)に示すように比較回路１２からハイレ
ベルの信号が出力されてトランジスタTrがオン
し、第３図ｂの(3)に示すようにリレー２２が通電
されて接点２２Ｐが閉じられ、リレー２１及びブ
ザー２７に通電される。リレー２１の通電により
常閉の遮断スイツチ１３が開かれ、電圧制御回路
１１の出力が遮断されて第３図ｂの(4)に示すよう
に、モータＭの駆動が停止されると共に、ブザー
２７により警報音を発生させ作業者に注意を促
す。

この時、遮断スイツチ１３が開かれることによ
り、リレー２０への通電されなくなるため、タイ
マー１９及び比較回路１８の動作も停止される。

また、リレー２１は一度通電されると接点２１
Ｐが閉じられ、リレー２１への通電状態が保持さ
れるため、作業者が意識的にリセツトスイツチ２
８を押してリレー２１への通電を遮断しない限り
遮断スイツチ１３は開かれたままとなり、またブ
ザーは鳴り続ける。このため、作業者はネジ締め
過程において過負荷の原因となつた障害を忘れる
ことなく取除いたうえで、ネジの締付け作業を再
び開始する。

考案の効果 以上詳細に説明したように、本考案に係るトル
ク制御装置によれば、ネジ、ナツト等の締つけト
ルクをキリ粉が発生しない程度の低トルクと高ト
ルクとに切換えることができ、低トルクによる締
付け時に過負荷が加わつた場合には締付け動作が
停止されるため、キリ粉を発生させることなく安
全かつ確実にネジ、ナツト等の締付け作業を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るトルク制御装置の構成を
示すブロツク図、第２図は本考案の一実施例を示
す回路図、第３図は第２図に示す実施例のタイム
チヤートである。図において、１，１１は電圧制
御回路、２，１２は比較回路、３，１３は遮断ス
イツチ、４，１４は切換えスイツチ、５は制御回
路、１５は交流電源、１９はタイマ、２０，２
１，２２はリレー、２３は動作部である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 トルククラツチで設定された所定の回転駆動ト
   ルクで締付けを行うトルク制御装置であつて、 入力電圧を抵抗を介して所定のレベルに制限し
   て出力する電圧制御回路と、 該電圧制御回路によつて制限された電圧と設定
   電圧とを比較する比較回路と、 該比較回路の出力により前記電圧制御回路の出
   力を遮断する遮断スイツチと、 前記入力電圧と前記電圧制御回路の出力とを切
   換えて後段のモータに出力する切換えスイツチ
   と、 前記モータの起動時には前記電圧制御回路の出
   力を該モータに出力し、前記比較回路の出力が該
   モータの起動後所定時間内に反転しない場合には
   前記入力電圧を該モータに出力するように前記切
   換えスイツチを制御する制御回路とからなること
   を特徴とするトルク制御装置。