JPS59152076A - ボルト締付機 - Google Patents
ボルト締付機Info
- Publication number
- JPS59152076A JPS59152076A JP2219783A JP2219783A JPS59152076A JP S59152076 A JPS59152076 A JP S59152076A JP 2219783 A JP2219783 A JP 2219783A JP 2219783 A JP2219783 A JP 2219783A JP S59152076 A JPS59152076 A JP S59152076A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tightening
- circuit
- plastic deformation
- signal
- start point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、荷重制御座金を用いて所定の締付トルクでポ
ル）Ｙ締付けるポル）Ｍ何機の改良に関するものである
。
ル）Ｙ締付けるポル）Ｍ何機の改良に関するものである
。
ボルトの弾性変形範囲内の設計締付荷重より低い所定の
締付荷重で塑性変形する荷重制御座金を用い、ボルトを
所定の締付荷重で締付けることが従来より行なわれてい
る、この荷重制御座金としては、例えば新日本製鉄株式
会社および日鉄ポルテン株式会社製のＬＣ座゛金（商標
名）が知られて１１する。
締付荷重で塑性変形する荷重制御座金を用い、ボルトを
所定の締付荷重で締付けることが従来より行なわれてい
る、この荷重制御座金としては、例えば新日本製鉄株式
会社および日鉄ポルテン株式会社製のＬＣ座゛金（商標
名）が知られて１１する。
第１図はこのような荷重制御座金の使用状態を示す図で
あり、同図（Ａｌはその締付前を、（Ｂｌは締付終了後
を示す。これらの図で符号１，２は被締付体、３はこれ
ら被締付体１．２を貫通するボルト、４は荷重制御座金
、５はナツトである。同図（Ｎの状蛎からナツト５を締
付けてゆくと座金４の塑性変形が進行して平担化し、（
Ｂ）の状態になる。この座金４の塑性変形の過程におい
ては、ボルト３の軸力は略一定となるから、その間の締
付トルクも略一定になる。従ってこの座金４の塑性変形
範囲の終期において締付けを停止ｊｒＬば、締付トルク
をこの座金４の種類によって決まる所定の値にすること
かできる。
あり、同図（Ａｌはその締付前を、（Ｂｌは締付終了後
を示す。これらの図で符号１，２は被締付体、３はこれ
ら被締付体１．２を貫通するボルト、４は荷重制御座金
、５はナツトである。同図（Ｎの状蛎からナツト５を締
付けてゆくと座金４の塑性変形が進行して平担化し、（
Ｂ）の状態になる。この座金４の塑性変形の過程におい
ては、ボルト３の軸力は略一定となるから、その間の締
付トルクも略一定になる。従ってこの座金４の塑性変形
範囲の終期において締付けを停止ｊｒＬば、締付トルク
をこの座金４の種類によって決まる所定の値にすること
かできる。
一部ボルト締付磯に直流直巻電動機を用いた場合には、
締付トルクと電流とが比例する点に着目し、締付中ＶＣ
電流の時間に対する変化が所定範囲内に収まるように十
分小さくなったことから、荷重制御座金４が塑性変形中
であることを検出することが従来より考えられている。
締付トルクと電流とが比例する点に着目し、締付中ＶＣ
電流の時間に対する変化が所定範囲内に収まるように十
分小さくなったことから、荷重制御座金４が塑性変形中
であることを検出することが従来より考えられている。
第２図の曲線Ａは締付時間ｔまたは締付角度θに対する
電動機電流Ｉの理想状態における関係を示す図である。
電動機電流Ｉの理想状態における関係を示す図である。
この電動機１！ｔｌＬＩは締付トルクＴに対応している
。
。
この図において、点ａは座金４の塑性変形開始点すは同
じく塑性変形終了点（ＬＣ座金の着座点）を、Ｃは締付
目標点を、ｅはボルトの降伏点を示す。ここにおいて、
点８〜６間のｔｌまたはθｌにおいては、電動機電流Ｉ
および締付トルクＴは略一定になる。
じく塑性変形終了点（ＬＣ座金の着座点）を、Ｃは締付
目標点を、ｅはボルトの降伏点を示す。ここにおいて、
点８〜６間のｔｌまたはθｌにおいては、電動機電流Ｉ
および締付トルクＴは略一定になる。
実際のボルトの締付においては、点ａはＬＣ座金の特性
で決まる変曲点であるので確実に検出することができる
が、点すは座金、被締付体、ナツトの接触面及びねじ部
の摩擦の影１＃等を受は曲線がＢ、Ｃ，Ｄと変化し、点
すを検出できない事が時々出てくる。そこで点ａを検出
して以降ある設定時間または設定角度ｌだけ締付ける方
式が考えられるが、前者は、構成が簡単である（すれど
もボルト締何機の電動機の締付速度の影響を受けて正確
な角度でボルト等を締付け、ろことができず、また後者
は、パルス（角度）を検出するため、通常ボルト締何機
の本体側にパルス検出器を設ける必要があり、制御器を
含め装置が複雑高価になるといった欠点があった。また
、一度締付けたボルトを知らずに２度締めをした時とか
、変形済のワッシャを知らずに再使用した場合は、塑性
変形開始点ａを検出できず、次の変曲点ｅ点からある設
定時間又は設定角度だけボルトが締付けられて、ボルト
が破断する危険があった。
で決まる変曲点であるので確実に検出することができる
が、点すは座金、被締付体、ナツトの接触面及びねじ部
の摩擦の影１＃等を受は曲線がＢ、Ｃ，Ｄと変化し、点
すを検出できない事が時々出てくる。そこで点ａを検出
して以降ある設定時間または設定角度ｌだけ締付ける方
式が考えられるが、前者は、構成が簡単である（すれど
もボルト締何機の電動機の締付速度の影響を受けて正確
な角度でボルト等を締付け、ろことができず、また後者
は、パルス（角度）を検出するため、通常ボルト締何機
の本体側にパルス検出器を設ける必要があり、制御器を
含め装置が複雑高価になるといった欠点があった。また
、一度締付けたボルトを知らずに２度締めをした時とか
、変形済のワッシャを知らずに再使用した場合は、塑性
変形開始点ａを検出できず、次の変曲点ｅ点からある設
定時間又は設定角度だけボルトが締付けられて、ボルト
が破断する危険があった。
本発明は、上記欠点を除去するため、塑性変形開始点よ
りある設定時間だけ締付は乞し、正確な軸力すなわち点
Ｃでボルトを締付け、上記異常時には異常検出回路で異
常を検出して電動機を停止するボルト締付機を提供する
ことＺ目的とするものである。
りある設定時間だけ締付は乞し、正確な軸力すなわち点
Ｃでボルトを締付け、上記異常時には異常検出回路で異
常を検出して電動機を停止するボルト締付機を提供する
ことＺ目的とするものである。
以下、図面に基づき本発明の詳細な説明する。
第３図は本発明の一実施例を示す全体構成図である。こ
の図において、１０は直流直巻ｍｅ磯を示し、この電動
機ＩＯは界磁巻線１１と回転子１２を備えている。この
回転子１２０回転によってナツト５（第１図参照）を締
付ける。１３は電動機１０の正逆転切換スイッチ、１４
は起動スイッチ％１５は制御素子回路（サイリスク等）
、１６は位相制御回路、１７はゲートしゃ断回路である
。１８は異常検出回路でタイマ一本体３２と時間設定器
３３よりなる異常検出タイマー回路３１と、異常時しゃ
断回路３４と異常を表示する表示ＩＨｘ９を備えて〜・
る。２０は塑性変形開始点検出回路であり、比較器２１
と遅れ回路２２と増幅器２３を備えている。２４は電流
検出器である。
の図において、１０は直流直巻ｍｅ磯を示し、この電動
機ＩＯは界磁巻線１１と回転子１２を備えている。この
回転子１２０回転によってナツト５（第１図参照）を締
付ける。１３は電動機１０の正逆転切換スイッチ、１４
は起動スイッチ％１５は制御素子回路（サイリスク等）
、１６は位相制御回路、１７はゲートしゃ断回路である
。１８は異常検出回路でタイマ一本体３２と時間設定器
３３よりなる異常検出タイマー回路３１と、異常時しゃ
断回路３４と異常を表示する表示ＩＨｘ９を備えて〜・
る。２０は塑性変形開始点検出回路であり、比較器２１
と遅れ回路２２と増幅器２３を備えている。２４は電流
検出器である。
塑性変形開始点検出回路２０は、電流検出器２４で検出
した信号Ａとこの信号Ａを増幅器２３で増幅し、遅れ回
路２２に入力し、この遅れ回路２２である時定数だけ遅
らされた信号Ｅとを比較器２１で比較し、この差がある
値以下になった時（第２図の点ａ）タイマー回路２５に
信号を出力する。タイマー回路２５は、電圧補正回路２
Ｇとタイマ一本体２７と時間設定器２８を備えている。
した信号Ａとこの信号Ａを増幅器２３で増幅し、遅れ回
路２２に入力し、この遅れ回路２２である時定数だけ遅
らされた信号Ｅとを比較器２１で比較し、この差がある
値以下になった時（第２図の点ａ）タイマー回路２５に
信号を出力する。タイマー回路２５は、電圧補正回路２
Ｇとタイマ一本体２７と時間設定器２８を備えている。
このタイマー回路２５の時間設定器２８には時間Ｔ２を
設定し、塑性変形開始点検出回路２０よりの信号で作動
し、設定時間Ｔ２になった時点でゲートしゃ断回路１７
に信号を出力する。
設定し、塑性変形開始点検出回路２０よりの信号で作動
し、設定時間Ｔ２になった時点でゲートしゃ断回路１７
に信号を出力する。
ゲートしゃ断回路１７はタイマー回路２５よりの信号で
作動し、制御素子回路１５にしゃ断信号Ｇを出力し制御
素子回路１５をオフさせて電動機を停止させる。
作動し、制御素子回路１５にしゃ断信号Ｇを出力し制御
素子回路１５をオフさせて電動機を停止させる。
タイマー回路２５の電圧補正回路２６は電源２９の電圧
が変動しても、自動的にタイマーの設定時間が調整され
て、（′に圧補正回路２６は電源電圧が下がると時間設
定器２８の設定が長くなるように働く）正確な軸力すな
わち点Ｃでボルトを締付（することができろようになっ
ている。
が変動しても、自動的にタイマーの設定時間が調整され
て、（′に圧補正回路２６は電源電圧が下がると時間設
定器２８の設定が長くなるように働く）正確な軸力すな
わち点Ｃでボルトを締付（することができろようになっ
ている。
設定器３０には、塑性変形開始点ａの検出を確実Ｖｃｊ
るため、点ａのトルクより小さいトルク（ＴＳＬ）を設
定しておき、電流検出器２４の検出信号とこの設定器３
０よりの信号を比較し、電流検出器２４よりの信号が設
定器３０よりの信号より大ＶＣなった時に塑性変形開始
点検出回路２０の比較器２１を作動させるように、なっ
ている。
るため、点ａのトルクより小さいトルク（ＴＳＬ）を設
定しておき、電流検出器２４の検出信号とこの設定器３
０よりの信号を比較し、電流検出器２４よりの信号が設
定器３０よりの信号より大ＶＣなった時に塑性変形開始
点検出回路２０の比較器２１を作動させるように、なっ
ている。
異常検出回路１８の時間設定器３３の設定時間Ｔ３は曲
線ＡＩＣおいて点Ｓ（トルクＴＳＬに達した点を次に本
実施例の動作を説明する。
線ＡＩＣおいて点Ｓ（トルクＴＳＬに達した点を次に本
実施例の動作を説明する。
まず、タイマー回路−２５の時間設定器２８に時間Ｔ２
を異常検出タイマー回路３１の時間設定器に時間Ｔ３を
設定し、次に設定器３０に塑性変形開始点ａのトルクよ
り小さいトルク（ＴＳＬ）を設定し、正逆転切換スイッ
チ１３を正転側か逆転側にオン（第３図は正転側にオン
の状態を示す）する。しかる後、起動スイッチ１４をオ
ンすると位相制御回路１６が作動して、制御素子回路工
５のサイリスタ等を導通して電動機１０が回転して、ナ
ツト等がしまり、締付トルクが設定器３０で設定したト
ルク（ＴＳＬ）以上になると比較器２１が作動し、電流
検出器２４で検遅 出した信号Ａと、遅れ回路２２である時定数だ＋ｆｘら
された遅れ信号Ｅとを比較器２１で比較し、両者の差が
ある値（第２図の点ａにおける両者の差）以下になった
時にタイマー回路２５１Ｃ信号を出力する。タイマー回
路２５は塑性変形開始点検出回路２０よりの信号で作動
し、設定時間Ｔ２になった時点でゲートしゃ断回路１７
に信号を出力する。ゲートしゃ断回路１７はタイマー回
路２５よりの信号で作動し、制御素子回路１５にしゃ断
信号Ｇを出力し、制御素子回路１５をオフさせて電動！
１０を停止させる。またタイマー回路２５は、′電圧補
正回路２６を備えているので、電源電圧が変動しても自
動的にタイマー設定時間が調整されるようになっている
。すなわち、電源電圧が下がれば時間設定器２８の値が
長（なるようになっている。
を異常検出タイマー回路３１の時間設定器に時間Ｔ３を
設定し、次に設定器３０に塑性変形開始点ａのトルクよ
り小さいトルク（ＴＳＬ）を設定し、正逆転切換スイッ
チ１３を正転側か逆転側にオン（第３図は正転側にオン
の状態を示す）する。しかる後、起動スイッチ１４をオ
ンすると位相制御回路１６が作動して、制御素子回路工
５のサイリスタ等を導通して電動機１０が回転して、ナ
ツト等がしまり、締付トルクが設定器３０で設定したト
ルク（ＴＳＬ）以上になると比較器２１が作動し、電流
検出器２４で検遅 出した信号Ａと、遅れ回路２２である時定数だ＋ｆｘら
された遅れ信号Ｅとを比較器２１で比較し、両者の差が
ある値（第２図の点ａにおける両者の差）以下になった
時にタイマー回路２５１Ｃ信号を出力する。タイマー回
路２５は塑性変形開始点検出回路２０よりの信号で作動
し、設定時間Ｔ２になった時点でゲートしゃ断回路１７
に信号を出力する。ゲートしゃ断回路１７はタイマー回
路２５よりの信号で作動し、制御素子回路１５にしゃ断
信号Ｇを出力し、制御素子回路１５をオフさせて電動！
１０を停止させる。またタイマー回路２５は、′電圧補
正回路２６を備えているので、電源電圧が変動しても自
動的にタイマー設定時間が調整されるようになっている
。すなわち、電源電圧が下がれば時間設定器２８の値が
長（なるようになっている。
また、一度締付けたボルトを知らずに２度ツめをした時
とか、変形済のワッシャを知らずに再使用した場合は、
塑性変形開始点検出回路２０では、塑性変形開始点ａを
検出できず、従って塑性変形開始点検出回路２０からタ
イマー回路２５には信号が出力されない。
とか、変形済のワッシャを知らずに再使用した場合は、
塑性変形開始点検出回路２０では、塑性変形開始点ａを
検出できず、従って塑性変形開始点検出回路２０からタ
イマー回路２５には信号が出力されない。
尚、比較器２１を作動させる信号が異常検出回路１８に
も出力されていて、時間設定器３３で設定された設定時
間Ｔｈ（Ｔｘ＞Ｔｚ）になるとタイマ一本体３２より信
号を異常時しゃ断回路３４に出力する。
も出力されていて、時間設定器３３で設定された設定時
間Ｔｈ（Ｔｘ＞Ｔｚ）になるとタイマ一本体３２より信
号を異常時しゃ断回路３４に出力する。
異常時しゃ断回路３４は、タイマ一本体３２よりの信号
で作動して、ゲートしゃ断回路１７に信号を出力する。
で作動して、ゲートしゃ断回路１７に信号を出力する。
ゲートしゃ断回路１７は、異常しゃ断回路３４よりの信
号で作動し、制御素子回路１５にしゃ断信号Ｇを出力し
て、制御素子回路１５をオフさせて電動機を停止させる
。
号で作動し、制御素子回路１５にしゃ断信号Ｇを出力し
て、制御素子回路１５をオフさせて電動機を停止させる
。
以上のように本発明は、荷重制御座金の塑性変形開始点
のトルクより低いトルク以上で作動し。
のトルクより低いトルク以上で作動し。
かつ、電流検出器で検出した信号と、これからある時定
数遅れの信号との差がある値以下になった点を塑性変形
開始点（点ａ）として電圧補正回路性のタイマー回路を
作動させる塑性変形開始点検出回路と、異常締付時に異
常を検出する異常検出回路とを備え、タイマー回路の設
定時間後に締付けを停止するようにしたので、電源電圧
が変動しても、タイマー回路の設定時間が自動的に調整
され、また−ｍｔ４４Ｉｉ出回路で異常時を検出してボ
ルト締付機の電動機を停止するようにしたので、従来の
ボルト締付機に比し、装置が簡単ｖｃなろとともに、ボ
ルト等を破断することがな（、常に正確にボルト等を締
付（することができる等、その効果は大である。
数遅れの信号との差がある値以下になった点を塑性変形
開始点（点ａ）として電圧補正回路性のタイマー回路を
作動させる塑性変形開始点検出回路と、異常締付時に異
常を検出する異常検出回路とを備え、タイマー回路の設
定時間後に締付けを停止するようにしたので、電源電圧
が変動しても、タイマー回路の設定時間が自動的に調整
され、また−ｍｔ４４Ｉｉ出回路で異常時を検出してボ
ルト締付機の電動機を停止するようにしたので、従来の
ボルト締付機に比し、装置が簡単ｖｃなろとともに、ボ
ルト等を破断することがな（、常に正確にボルト等を締
付（することができる等、その効果は大である。
第１図は荷重制御座金の使用状態を示す図、第２図は、
時間および回転角度に対する電動機亀流工および締付ト
ルクＴの変化曲線、第３図は本発明の一実施例〉示す全
体構成図である。 ４・・・荷重制御座金、１０・−・直流直巻電動機、１
４・・・起動スイッチ、１５−・・制御素子回路、１６
・・・位相制御回路、１７・・・ゲートしゃ断回路、１
８・−・異常検出回路、２０・・・塑性変形開始点検出
回路、２４・・・電流検出器、２５・・・タイマー回路
％２７・・・電源、２８・・・設定器。 特許出願人 株式会社 芝浦製作所
時間および回転角度に対する電動機亀流工および締付ト
ルクＴの変化曲線、第３図は本発明の一実施例〉示す全
体構成図である。 ４・・・荷重制御座金、１０・−・直流直巻電動機、１
４・・・起動スイッチ、１５−・・制御素子回路、１６
・・・位相制御回路、１７・・・ゲートしゃ断回路、１
８・−・異常検出回路、２０・・・塑性変形開始点検出
回路、２４・・・電流検出器、２５・・・タイマー回路
％２７・・・電源、２８・・・設定器。 特許出願人 株式会社 芝浦製作所
Claims (1)
- 直流＠巻電動磯を備え、設計締付荷重より低い葡恵で塑
性変形する荷重制御座金を用いてボルトを締付げるポル
ト締付機において、荷重制御座金の塑性変形開始点のト
ルクより小さい設定トルク以上になった時に作勢し、里
性変形開始点を検出する塑性変形開始点検出回路と、こ
の塑性変形開始点検出回路よりの信号で作動する電圧補
正回路性のタイマー回路と、締付異常時を検出する異常
検出回路とを備え、前記塑性変形開始点よりタイマー回
路で設定した時間後に締付けを停止するとともに、締付
異常時には、異常検出回路で設定した時間以内に締付け
を停止するよ５にしたこと乞特徴とするポルト締付機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2219783A JPS59152076A (ja) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | ボルト締付機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2219783A JPS59152076A (ja) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | ボルト締付機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59152076A true JPS59152076A (ja) | 1984-08-30 |
| JPH0321311B2 JPH0321311B2 (ja) | 1991-03-22 |
Family
ID=12076065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2219783A Granted JPS59152076A (ja) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | ボルト締付機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59152076A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4995299A (ja) * | 1973-01-16 | 1974-09-10 |
-
1983
- 1983-02-15 JP JP2219783A patent/JPS59152076A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4995299A (ja) * | 1973-01-16 | 1974-09-10 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0321311B2 (ja) | 1991-03-22 |
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