JPH09183072A - ボルト締結機 - Google Patents

ボルト締結機

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JPH09183072A
JPH09183072A JP34315495A JP34315495A JPH09183072A JP H09183072 A JPH09183072 A JP H09183072A JP 34315495 A JP34315495 A JP 34315495A JP 34315495 A JP34315495 A JP 34315495A JP H09183072 A JPH09183072 A JP H09183072A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fastening
bolt
motor
torque
microcomputer
Prior art date
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Pending
Application number
JP34315495A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Tanaka
徹 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Mechatronics Corp
Original Assignee
Shibaura Engineering Works Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Shibaura Engineering Works Co Ltd filed Critical Shibaura Engineering Works Co Ltd
Priority to JP34315495A priority Critical patent/JPH09183072A/ja
Publication of JPH09183072A publication Critical patent/JPH09183072A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボルト締結作業の不具合を自動的に検出し報
知して締結作業の作業品質と作業性とを向上することが
できるボルト締結機を提供する。 【解決手段】 締結機1は、商用交流電源10から制御
電源部11を介して駆動電圧が供給されるマイコン12
を備える。マイコン12からの出力はI/F回路13を
介してパワー部14に出力される。パワー部14は、I
/F回路13からの位相制御された駆動制御信号に基づ
いて、モータ15を回転するに必要な適正タイミングで
モ−タ15の固定子などの磁界をオン/オフする駆動信
号に変換してモータ15に供給する。信号ライン21に
は、モータ電流検出回路16が設けられ、検出された電
流値はマイコン12に出力される。モータ15には、モ
ータ15の回転数を検出する回転数検出部17が設けら
れ、検出された回転数データはマイコン12に入力され
る。マイコン12には、ボルトを締結する際の締結トル
クを設定するトルク設定部19とが接続されている。マ
イコン12には、前記回転角を表示する表示部8が接続
されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータ制御装置及
びそれを用いたボルト締結機に関する。
【0002】
【従来の技術】ボルト締め作業を行う際に、従来から、
電動のボルト締結機(以下、締結機)が用いられてい
る。この締結機において、内蔵されたモータがギア等を
用いた変速機構を介して、ボルトの頭部に適合した形状
の締結具を回転駆動する。従来のデータの設定が可能な
締結機では、所望トルク値を設定するタイプや所望回転
角度を設定するタイプ、或いは両者を併用できるタイプ
などがある。以下の説明において、所望トルクを設定す
る方式をトルク法、所望回転角度を設定する方式を回転
角法と記す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ボルトを締結する際の
問題点として、ボルトの空回りや2度締め等の問題があ
る。ボルトの空回りは、ボルトやナットのネジ山の潰れ
やサイズ違いなどの原因で、ボルトのネジと対象物のネ
ジとがに噛み合わない状態であり、ボルトからの反力締
結具に伝達されないため、締結機がモータのトルク上昇
を検知できず、締結具の回転が停止しない状態である。
2度締めは、既に締め付けられているボルトを再び締結
しようとする場合であり、締結作業開始後、締結機が直
ちに所望トルクを検出し、締結具が回転しない或いは僅
かしか回転しない状態である。
【0004】上記データ設定が可能な締結機において、
従来ではボルトの回転状態の検知機能が用いられていな
いため、前記ボルトの空回りや2度締め等の事態が発生
してもこれらを自動的に検知することができない。この
ため、従来では、締結具の回転が停止しない場合や、締
結具が回転しない場合など、作業者がボルトの状態を目
視で確認していた。或いは、ボルトの状態を目視で確認
しつつ締結作業を行っている。このため、ボルトの締結
作業の作業品質が低く、また、作業性が低いという問題
が懸念される。
【0005】請求項1の発明は、上記問題点を解決しよ
うとして成されたものであり、その目的は、ボルト締結
作業の不具合を自動的に検出し報知することによって締
結作業の作業品質と作業性とを向上することができるボ
ルト締結機を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明のボルト
締結機は、ボルトを締結するモータの締結トルクを検出
する締結トルク検出手段と、該ボルトの締結完了状態の
締結トルクに対応する予め定める設定締結トルク値を記
憶するトルク値記憶手段と、ボルトの締結時に、該検出
された締結トルクが該設定締結トルクに到達したことを
検出してモータを停止させる制御手段と、ボルト締結の
ための該モータによるボルト締結開始タイミングからの
回転角を検出する回転角検出手段と、該回転角検出手段
で検出された回転角を表示する表示手段とを備えてお
り、そのことによって、上記目的を達成することができ
る。
【0007】
【作用】請求項1の発明に従えば、ボルト締結機がボル
トを締結するとき、モータの回転の進行、即ち、ボルト
の締結の進行に伴って、ボルトの締結に必要な締結トル
クは増大する。従って、ボルトの実質的な締結開始時の
最小締結トルク値、及び過度の締結に至らない締結完了
時点での所望締結トルク値等の予め定める設定トルク値
はトルク値記憶手段に記憶される。このようなボルトを
締結するモータの締結トルクは、トルク検出手段で検出
される。ボルトを締結する際のモータによるボルト締結
開始タイミングからの回転角は、回転角検出手段で検出
され、表示手段で表示される。
【0008】即ち、ボルトの締結が正常に行われている
とき、モータの回転の進行、即ち、ボルトの締結の進行
に伴って、ボルトの締結に必要なトルクは増大する。従
って、ボルトの締結が正常に行われて、検出される締結
トルクが前記設定締結トルクに到達したとき、作業者は
表示手段に表示されている回転角を見ることにより、回
転角が正常な締結終了状態に対応する回転角であるかど
うかを判定することができる。即ち、回転角が過小なと
き、既に締結されたボルトを再度締結しようとする2度
締めやボルト、ナットのネジ山の潰れなどによるボルト
の締結困難を判定することができる。回転角が過大なと
き、ボルトの空回りと判定できる。それ以外は正常な締
結状態である。
【0009】また、検出される締結トルクが前記設定締
結トルクに到達するのに過大な時間を要しているとき、
作業者は表示手段に表示されている回転角を見ることに
より、回転角が正常な締結終了状態に対応する回転角で
あるかどうかを判定することができる。即ち、回転角が
過大であればボルトが空回りしている状態であり、回転
角が過小であれば、前述したようなボルトの回転困難状
態であり、それら以外は正常な締結状態である。
【0010】このようにして本発明では、作業者がボル
トの状態を目視で確認しつつ締結作業を行う必要が解消
され、締結作業の作業品質と作業性とを向上することが
できる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明を実施例について以下に説
明する。図1〜図2に本発明の一実施例を示す。図1は
本実施例の締結機1の斜視図であり、図2は本実施例の
締結機1の電気的構成を示すブロック図である。以下、
図1を参照して締結機1の構成に付いて説明する。締結
機1は、略円筒状の外形の本体2と、本体2の一端部に
装着された締結具3と、本体2の他端部に一体に形成さ
れている握り部4とを備えている。本体2の内部には、
モータと速度変換機構(共に図示せず)とが内蔵されて
いる。握り部4は作業者が手で把持できるように形成さ
れ、把持状態で指が位置する箇所に引き金状の電源スイ
ッチ5が配置されている。電源スイッチ5の近傍には、
引き金状の電源スイッチ5を引いた状態を固定するロッ
クスイッチ6が設けられている。本体2の前記握り部4
付近には、前記モータの回転、従って締結具3の回転を
所定の正回転と逆回転との間で切り換える切換スイッチ
7が配置されている。また、例として、握り部側面に
は、LCD(液晶表示素子)やLED(発光ダイオード
素子)などからなる表示部8が設けられている。また、
前記握り部4の先端には電源コード9が連結されてい
る。
【0012】以下、図2を参照して、締結機1の電気的
構成について説明する。締結機1は、商用交流電源10
から制御電源部11を介して駆動電圧が供給されるマイ
クロコンピュータ(以下、マイコン)12を備える。マ
イコン12からのモータ15を駆動するための出力は、
インターフェイス回路(以下、I/F回路)13を介し
てパワー部14に出力される。パワー部14は、例とし
てトライアック等を備え、I/F回路13からの例とし
て位相制御した駆動制御信号に基づいて、モータ15を
回転するに必要な適正タイミングでモ−タ15の固定子
などの磁界をオン/オフする駆動信号に変換して、信号
ライン21を介してモータ15に供給する。パワー部1
4からの前記駆動信号によってモータ15は所定の回転
速度で回転駆動される。
【0013】前記信号ライン21には、例として変流器
等のモータ電流を検出してモータ15のトルクを検出す
るモータ電流検出回路16が設けられ、モータ15に流
れる電流を検出し、検出された電流値はマイコン12に
出力される。モータ電流検出回路16でモータ電流を検
出することにより、モータ5の負荷の大きさ、即ち、モ
ータ15のトルクを検出することができる。また、モー
タ15には、例としてパルスジェネレータ等、モータ1
5の回転数を検出する回転数検出部17が設けられ、検
出された回転数データはマイコン12に入力される。本
実施例の締結機1において、マイコン12には、ボルト
を締結する際の設定締結トルクを設定するトルク設定部
19が接続されている。
【0014】なお、トルク設定部19と回転角設定部1
8とは、共有にしても良い。
【0015】トルク設定部19で設定される設定トルク
値はマイコン12のメモリ22に記憶される。また、マ
イコン12には、後述するように、回転数検出部17で
検出されたモータ15の回転数を表示する前記表示部8
が接続されている。前記トルク設定部19で設定される
設定トルクは、ボルトが正常に締結されて予め定める締
結完了状態となったときの締結トルク値である。
【0016】図3は、本実施例の締結機1の動作を説明
するフローチャートである。以下、図1〜図3を参照し
て、本実施例の締結機1の動作について説明する。ボル
トを締結するに際して、まず当該ボルトの締結に必要な
締結具3の締結トルクをトルク設定部19で設定する。
次に、締結具3をボルトに装着し、電源スイッチ5を引
いて締結機1のモータ15を起動する。これ以降、マイ
コン12は、回転数検出部17で検出されたモータ15
の回転数を前記表示部8に表示する処理を常時行い、作
業者は表示部8に表示されている回転角のデータを監視
しつつ、締結作業を行う。モータ15の起動後、図3の
フローチャートに示される処理が開始され、ステップa
1でモータ15が回転して締結具3を回転させ、ボルト
を締結する。ステップa2で、前記モータ電流検出回路
16で検出されたモータ15のトルクが、前記設定締結
トルクに到達したかどうかを判断する。ステップa2の
判断が肯定なら締結処理を終了し、ステップa2の判断
が否定なら、ステップa1に戻って締結動作を継続す
る。
【0017】ここで、ボルトが正常に締結されていれ
ば、モータ5の回転による締結具3の回転の増大に従っ
てボルトが次第に締結され、ボルトを締結するトルクが
次第に増大する。前記モータ電流検出回路16で検出さ
れたモータ15のトルクが、前記設定締結トルクに到達
した際に、表示部8に表示されている回転角のデータが
締結終了状態としては過小であるとき、ボルトを締結し
ようとしてトルクを加えてもボルトを回転させることが
困難な状態にある。即ち、作業者は表示部8を監視しつ
つ締結作業を行うことで、既に締結済みのボルトを再度
締結しようとする2度締めや、ボルトやナットのネジ山
の潰れによるボルトの回転不能状態の可能性に想到する
ことができ、締結作業を中断してボルトの締結状態を目
視などで確認することができる。
【0018】一方、前記モータ電流検出回路16で検出
されたモータ15のトルクが、前記設定締結トルクに到
達する前に、表示部8に表示されている回転角のデータ
が締結中途状態としては過大であるとき、ボルトの空回
り状態の可能性がある。即ち、作業者は表示部8を監視
しつつ締結作業を行うことで、ボルトの空回り状態の可
能性に想到することができ、締結作業を中断してボルト
の締結状態を目視などで確認することができる。
【0019】前記モータ電流検出回路16で検出された
モータ15のトルクが、前記設定締結トルクに到達した
とき、締結具3の回転開始時からの回転角が、締結動作
初期の回転角の下限値と、締結完了状態での回転角の上
限値との間の正常範囲内の所定の締結完了角に到達して
いることが、表示部8を監視することによって確認でき
ると、締結トルクは設定トルクと適正な関係にあり、表
示部8に表示された回転角は前記回転角の上限値や下限
値と適正な関係にある。このとき、ボルトの締結は正常
に行われており、作業者は次の工程に進むことができ
る。
【0020】以上のような本実施例のボルト締結機1に
おいて、ボルトの締結作業を行う際に、作業者は表示部
8に表示されている回転数データを確認しつつボルトの
締結作業を行うことができ、ボルト締結作業の不具合を
自動的に検出し報知して締結作業の作業品質と作業性と
を向上することができる。
【0021】前記実施例の構成及び作用は、本発明の一
実施例を示すものであり、本発明を限定するものではな
い。本発明は、本発明の精神を逸脱しない範囲で、広い
変形例を含むものである。
【0022】
【発明の効果】請求項1の発明に従えば、ボルトの実質
的な締結開始時の最小締結トルク値、及び過度の締結に
至らない締結完了時点での所望締結トルク値等の予め定
める設定トルク値はトルク値記憶手段に記憶され、ボル
トを締結するモータの締結トルクは、トルク検出手段で
検出される。ボルトを締結する際のモータによるボルト
締結開始タイミングからの回転角は、回転角検出手段で
検出され、表示手段で表示されるようにした。
【0023】即ち、ボルトの締結が正常に行われている
とき、モータの回転の進行、即ち、ボルトの締結の進行
に伴って、ボルトの締結に必要なトルクは増大する。従
って、ボルトの締結が正常に行われて、検出される締結
トルクが前記設定締結トルクに到達したとき、作業者は
表示手段に表示されている回転角を見ることにより、回
転角が正常な締結終了状態に対応する回転角であるかど
うかを判定することができる。即ち、回転角が過小なと
き、既に締結されたボルトを再度締結しようとする2度
締めやボルト、ナットのネジ山の潰れなどによるボルト
の締結困難を判定することができる。回転角が過大なと
き、ボルトの空回りと判定できる。それ以外は正常な締
結状態である。
【0024】また、検出される締結トルクが前記設定締
結トルクに到達するのに過大な時間を要しているとき、
作業者は表示手段に表示されている回転角を見ることに
より、回転角が正常な締結終了状態に対応する回転角で
あるかどうかを判定することができる。即ち、回転角が
過大であればボルトが空回りしている状態であり、回転
角が過小であれば、前述したようなボルトの回転困難状
態であり、それら以外は正常な締結状態である。
【0025】このようにして本発明では、作業者がボル
トの状態を目視で確認しつつ締結作業を行う必要が解消
され、締結作業の作業品質と作業性とを向上することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のボルト締結機1の斜視図で
あである。
【図2】締結機1の電気的構成を示すブロック図であ
る。
【図3】締結機1の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 ボルト締結機 3 締結具 5 電源スイッチ 8 表示部 12 マイクロコンピュータ 15 モータ 16 モータ電流検出回路 17 回転数検出部 19 トルク設定部 22 メモリ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ボルトを締結するモータの締結トルクを検
    出する締結トルク検出手段と、 該ボルトの締結完了状態の締結トルクに対応する予め定
    める設定締結トルク値を記憶するトルク値記憶手段と、 ボルトの締結時に、該検出された締結トルクが該設定締
    結トルクに到達したことを検出してモータを停止させる
    制御手段と、 ボルト締結のための該モータによるボルト締結開始タイ
    ミングからの回転角を検出する回転角検出手段と、 該回転角検出手段で検出された回転角を表示する表示手
    段とを備えるボルト締結機。
JP34315495A 1995-12-28 1995-12-28 ボルト締結機 Pending JPH09183072A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34315495A JPH09183072A (ja) 1995-12-28 1995-12-28 ボルト締結機

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34315495A JPH09183072A (ja) 1995-12-28 1995-12-28 ボルト締結機

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JPH09183072A true JPH09183072A (ja) 1997-07-15

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JP34315495A Pending JPH09183072A (ja) 1995-12-28 1995-12-28 ボルト締結機

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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