JPH0716893B2 - 電動ボルト締付機のリセツト装置 - Google Patents

電動ボルト締付機のリセツト装置

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JPH0716893B2
JPH0716893B2 JP60279891A JP27989185A JPH0716893B2 JP H0716893 B2 JPH0716893 B2 JP H0716893B2 JP 60279891 A JP60279891 A JP 60279891A JP 27989185 A JP27989185 A JP 27989185A JP H0716893 B2 JPH0716893 B2 JP H0716893B2
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clutch
transmission system
signal
torque detector
torque
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JP60279891A
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Inventor
紘 八十島
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株式会社芝浦製作所
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、機械式の自動変速機構を内蔵し、所定締付ト
ルク以上になると締付速度を高速から低速へ自動的に切
換えるようにした電動ボルト締付機に適用され、低速か
ら高速へのリセットを行うためのリセット装置に関する
ものである。
(発明の背景) 機械式の自動変速機構を内蔵した電動ボルト締付機が従
来より提案されている。例えば電動機回転出力を噛合い
クラッチすなわちドッグクラッチを介して出力軸に伝え
る高速伝動系と、電動機回転出力を減速機および一方向
クラッチを介して出力軸に伝える低速伝動系とを備え、
高速伝動系の前記クラッチをカム式のトルク検出器によ
り所定締付トルク以上で切るようにしたものが同一出願
人により提案されている(特公昭59−38998号参照)。
しかしカム式のトルク検出器により高低速切換えを行う
前記のものでは、締付トルクが所定値以下では高速で締
付け所定値以上では低速に切換えて最後まで締付けるこ
とになるが、締付け終了時にトルク検出器が高速側に戻
らないことがある。このような現象はトルク検出器のカ
ム面とカムフォロワとの接触抵抗やカム面の形状などに
よって発生すると考えられる。また噛合いクラッチの爪
の先端同志が当ってトルク検出器が噛合いクラッチを接
続できず、高速側へ戻れなくなることもある。この場
合、次に他のボルトまたはナットを締付ける際に、高速
で締付けを開始することができないという問題が生じ
る。また高速側へ復帰させる作業も面倒で、作業能率も
低下するという問題もあった。
(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、カ
ム式のトルク検出器が締付け終了時に低速側に係止され
高速側に復帰(リセット)しない場合であっても、容易
かつ速やかにこのトルク検出器を高速側に復帰させるこ
とができるようにした電動ボルト締付機のリセット装置
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、正逆転可能な電動機と、こ
の電動機の回転出力をカム式トルク検出器およびこのト
ルク検出器により所定締付トルク以上で切られる噛合い
クラッチを介して出力軸へ伝える高速伝動系と、前記電
動機の回転出力を減速機および一方向クラッチを介して
前記出力軸に伝える低速伝動系とを備え、前記トルク検
出器により所定締付トルク以上で前記クラッチを切るこ
とにより高速伝動系から低速伝動系への自動変速を行う
電動ボルト締付機において、前記クラッチの遮断時にク
ラッチオフ信号を出力するクラッチ位置検出スイッチ
と、手動のリセットスイッチと、前記クラッチオフ信号
およびリセットスイッチのオン信号に基づいて前記電動
機を繰り返えし正逆転させて前記噛合いクラッチを接続
させ強制的に高速伝動系に復帰させるリセット制御回路
とを備えることを特徴とする電動ボルト締付機のリセッ
ト装置、により達成される。
すなわち、低速側に引掛ったトルク検出器に電動機を正
逆転させることによって衝撃を与え回転部分の慣性を利
用してトルク検出器をリセットさせるものである。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図は回転出力
の伝動系を示す概略構成図、第3図はトルク検出器の断
面図であって(A)はクラッチの接続時をまた(B)は
クラッチの遮断時を示す。第4図は第1図の各部出力波
形を示すフローチャート図である。
まず第2、3図に基づいて回転伝動系を説明する。第2
図で符号10は正逆転可能な電動機である。この電動機10
の回転子10aの回転は減速歯車群12を介して主軸14に伝
えられる。この主軸14の回転は、高速伝動系と低速伝動
系とのいずれかを介して出力軸16に伝えられる。この出
力軸16にはボルトまたはナットに係合するソケット18が
固定されている。なお締付機のケースにはソケット18の
側方へのびる反力受け19が固定され、ボルト締付の際に
はこの反力受け19を隣接する他のボルト・ナットに当接
させて締付反力を受け、後記グリップ30に締付反力が伝
わるのを防いでいる。
高速伝動系は、主軸14の下端に設けられたカム式のトル
ク検出器20と、ドッグクラッチ22とを備え、これらを介
して主軸14の回転を出力軸16上端に固定された円柱部材
24に伝達する。ここにトルク検出器20は第3図に示すよ
うに主軸14を横断するピンの両端に設けられたカムフォ
ロワ20a,20aと、これらカムフォロワ20a,20aに上方から
係接する円筒状カム20bと、この円筒状カム20bと一体の
スリーブ20cと、このスリーブ20cをカムフォロワ20a側
へ押圧する圧縮コイルばね20dとを備える。ドッグクラ
ッチ22はスリーブ20cの下縁と円柱部材24の上縁とにそ
れぞれ凸設された爪22aにより形成されている。
従ってトルク検出器20は、通常はカムフォロワ20aがカ
ム20bの凹部に落ちた第3図(A)の状態で安定し、こ
の時にはカム20bおよびスリーブ20cは下方に偏位して、
ドッグクラッチ22は接続状態になる。締付トルクが増大
するとその反力によってカムフォロワ20aはカム20bのカ
ム面を転動し、この時カム20bおよびスリーブ20cはばね
20dを圧縮しつつ上方へ移動する。そして第3図(B)
に示すように、ドッグクラッチ22が切れる。
低速伝動系は、減速機としての不思議歯車機構26と、一
方向クラッチ28とを備え、これらを介して主軸14の回転
を出力軸16上端の円柱部材24に伝える。不思議歯車機構
26は遊星歯車装置を備えている。すなわち26aは主軸14
に固定された太陽歯車、26bはケースに固定された内歯
車、26cはこれら両歯車26aと26bとに同時に噛合する複
数の遊星歯車、26dは遊星歯車26cの遊星軸を保持する遊
星キャリヤであり、これらによって公知の遊星歯車装置
が形成されている。前記内歯車26bの歯幅は遊星歯車26c
の歯幅の略半分とされ、この歯車26cの上半分に噛合し
ている。26eは回転可能な歯車筒である。この歯車筒26e
には前記内歯車26bより僅かに多い数の内歯が形成さ
れ、この内歯が前記遊星歯車26cの下半分噛合してい
る。ここに各歯車の歯数は、遊星歯車26cの数や位相な
どを考慮して一定の条件を満足するように決められる。
この不思議歯車機構26によれば約1/100の減速比が得ら
れる。歯車筒26eの回転は前記一方向クラッチ28を介し
て円柱部材24へ伝えられる。
なお第2図で30はグリップ、32はスイッチボタンであ
る。
この装置で、通常の締付時の動作をまず説明する。トル
ク検出器20は通常は第3図(A)の状態、すなわちドッ
グクラッチ22の接続状態で安定する。この状態でスイッ
チボタン32を押すと電動機10が起動し、その回転は高速
伝動系、すなわち減速歯車群12、主軸14、トルク検出器
20およびドッグクラッチ22を介して出力軸16に伝えられ
る。出力軸16によってボルトまたはナットが高速で締付
けられ、締付トルクが所定値まで増大するとトルク検出
器20のスリーブ20cが上方へ移動してドッグクラッチ22
が切れる。すると高速伝動系の回転伝達が切れ、これに
代って低速伝動系により電動機10の回転は減速されて出
力軸16に伝達される。この状態で低速での締付けが終了
すると、トルク検出器20は高速伝動可能な状態に復帰す
れば問題ないが、応々にして復帰せずに低速伝動状態の
ままになる。
次に第1、4図に基づいて、このトルク検出器20をリセ
ットさせるリセット装置を説明する。SW1はリセットス
イッチであり、前記ボタン32を押し込むことによりオン
(Hレベル)となる信号aを出力する。このスチッチSW
1はまたリレー40を介して電動機10の主回路の主接点42
を断続する主スイッチともなっている。SW2は近接スイ
ッチであり、第3図(B)に示すように、前記トルク検
出器20のスリーブ20cがドッグクラッチ22を切る位置に
ある時にオン(Hレベル)となるクラッチオン信号bを
出力する。これらの各信号a,bはアンド回路AND1に入力
される。従ってこのAND1の出力は第4図cのようにな
る。
FFはR・Sフリップフロップであり、そのセット入力端
Sには、AND1の出力信号cが入力され、リセット入力端
Rには信号bがインバータNOT1で反転されて入力され
る。
NMは自走マルチバイブレータであり、この自走マルチNM
はFFのQ出力により所定時間幅の矩形波dを出力する。
信号bとこのNMの出力dとはNAND回路に入力され、この
NAND回路の出力は信号eとなる。
この信号eと前記AND1の出力信号cとは排他的論理和回
路EXOR1に入力され、その出力は信号Aとなる。また信
号eはインバータNOT2で反転されて信号Bとなる。さら
に信号bはインバータNOT3で反転されて信号Cとなる。
主回路は第1図に示すように、交流電源44と、前記主接
点42と、サーボアンプ46と、電動機10の電機子10aおよ
び界磁コイル10bと、速度制御回路48とを備える。この
速度制御回路48は、その制御入力端の入力信号Dの電圧
によって電動機10aの回転速度および回転方向を制御す
る。例えば信号DがOボルトの時に電動機は停止し、信
号Dの正側へ電圧が上昇するにつれて正方向(ボルト締
付方向)の速度が増加し、負側へ電圧が降下すると逆方
向への速度が増加する。
この実施例では、クラッチスイッチSW2がオンの時すな
わちトルク検出器20が低速側にある時にのみ発生する前
記信号Aに基づいて電動機10を正転させ、この時の速度
を決める信号Dの電圧Vaを設定器50により設定する。同
様に信号Bにより逆転させる速度を決める信号Dの電圧
Vbを、設定器52により設定する。さらにトルク検出器20
が高速側に戻った時に通常の締付けを行うための速度を
決める信号Dの電圧Vcを、設定器54により設定する。な
お第1図で56、58、60は前記信号A,B,Cによりオンする
アナログスイッチ、62と64は正相増幅器、または66は差
動増幅器であり、この増幅器66の出力が信号Dとなる。
次にこの実施例の動作を説明する。トルク検出器20が低
速側に引掛っている際、例えばトルク検出器のカムフォ
ロワがカムとの接触抵抗によりカム面に引掛ってばね20
dの力ではカムフォロワが復帰しない際や、ドッグクラ
ッチ22の駆動側および被動側の爪22aの頭が当ってドッ
グクラッチ22が噛み合わず、従ってトルク検出器20が低
速位置に保持されている際には、トルクスイッチSW2
信号bがオンとなっているので、ボタン32を押してリセ
ットスイッチSW1をオンさせれば自走マルチNMが起動
し、信号A、Bは交互に変化する矩形波となる。このた
めアナログスイッチ56,58が交互にオン・オフされる。
従って速度制御回路48は、設定器50、52により設定され
Va,−Vbの電圧変化する信号Dにより正逆転される。こ
の正逆転に伴う衝撃により、噛合いクラッチや出力軸な
どの回転部分の慣性を利用してトルク検出器20のカムフ
ォロワ20a、20bの引掛りを解除し、また噛合いクラッチ
の爪の先端同志の当接を解除する。このようにして、ト
ルク検出器20が高速側にリセットすると、クラッチ位置
検出スイッチSW2はオフとなり、その出力信号bはLレ
ベルになる。このため信号CがHレベルに変化しアナロ
グスイッチ60がオンし、信号DはVcになる。従って電動
機10は通常の締付速度で回転し、高速伝動系により高速
で締付けをすることになる。そして所定の締付トルクに
なるとトルク検出器20は再び低速側に自動的に変化し、
低速伝動系により低速高トルクで締付けを行う。
第5図は他の実施例の回路図、第6図はそのフローチャ
ート図である。この実施例では電動機10を正逆転する際
に正逆転の間に僅かな停止時間を設けたものである。な
おこれらの図で前記第1,4図と同一部分には同一符号を
付し、また第5,6図の対応部分には同一符号を付してい
るのでその説明は繰り返さない。
以上の実施例ではリセットスイッチSW1を電動機10の主
回路の主スイッチに兼用しているが、両者を別々に独立
に設けてもよいのは勿論である。
(発明の効果) 本発明は以上のように、カム式のトルク検出器が高速側
および低速側のいずれの状態にあるかをクラッチ位置検
出スイッチによって検出し、新たに締付けを行う際に高
速側に復帰していない場合には、電動機を繰り返えし正
逆転させてその衝撃によって高速側に復帰させる。従っ
てトルク検出器を容易にかつ速やかに高速側へ復帰させ
ることができ、作業性と作業能率が格段に向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図は回転伝動
系の概略構成図、第3図はトルク検出器の断面図、第4
図はフローチャート図、また第5図は他の実施例の回路
図、第6図はそのフローチャート図である。 10…電動機、 16…出力軸、 20…トルク検出器、 22…クラッチ、 26…減速機としての不思議歯車機構、 SW1…リセットスイッチ、 SW2…クラッチ位置検出スイッチ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】正逆転可能な電動機と、この電動機の回転
    出力をカム式トルク検出器およびこのトルク検出器によ
    り所定締付トルク以上で切られる噛合いクラッチを介し
    て出力軸へ伝える高速伝動系と、前記電動機の回転出力
    を減速機および一方向クラッチを介して前記出力軸に伝
    える低速伝動系とを備え、前記トルク検出器により所定
    締付トルク以上で前記クラッチを切ることにより高速伝
    動系から低速伝動系への自動変速を行う電動ボルト締付
    機において、 前記クラッチの遮断時にクラッチオフ信号を出力するク
    ラッチ位置検出スイッチと、手動のリセットスイッチ
    と、前記クラッチオフ信号およびリセットスイッチのオ
    ン信号に基づいて前記電動機を繰り返えし正逆転させて
    前記噛合いクラッチを接続させ強制的に高速伝動系に復
    帰させるリセット制御回路とを備えることを特徴とする
    電動ボルト締付機のリセット装置。
JP60279891A 1985-12-12 1985-12-12 電動ボルト締付機のリセツト装置 Expired - Lifetime JPH0716893B2 (ja)

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