JPS60191769A - ねじ締め装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電動機を駆動源とするねじ締め装置−関するも
のである。

従来例の構成とその問題点 従来のねじ締め装置の構成例を第１図に示す。

１は駆動用電動機、２は電動機電流しゃ断回路、３は電
源コード、４は電動機シャフト、５は減速機、６はねし
頭のねじ穴に嵌合するビットである。

又、７はねじ締め装置のカバーであり、カバーの外被は
握り部となっている。第２図に回路部２の構成を示す。

８は電源スィッチ、９は電流検出抵抗、１０（は電流検
出抵抗９により検出された電流値が予め設定された値以
−にになるとＨ（ハイレベル）となる出校回路であり、
１１は比較回路１゜がＨとなると、Ｈの状態をホールド
する回路で電源スィッチ８がＯＦＦとなった場合にす七
ノドでれる。１２はホールド回路１１がＨとなった場合
にＯＦＦとなるスイッチ素子である。

ここで電源スィッチ８がＯＮとなってから以後のねじ締
め時の電動機電流の変化の様子を第３図に示す。ｔｏに
おいて電源スィッチ８がＯＮすると電動機電流１Ｍは、
電源電圧と電動機１のコイル抵抗とコイルインダクタン
スで決捷る上昇カーブに従って大きくなりピーク値ｌＰ
に達する。その後電動機回転数の増大と共に減少し時刻
ｔ１において最小値１１となる。ここで電流比較回路１
０１：、電動機の起動時間より少し長い時間Ｔの間、設
定電流値１ｓと検出電流との比較は行なわず、又１ｓ＝
ｉ５に設定しておく。

第３図の時刻ｔ１からｔ２の間はねじの空締め期間であ
り、時刻ｔ２に於いてねじの締伺けが開始される。それ
Ｖ（伴って電動機回転数が減少し、電動機電流ＩＭが増
大する。そしてＩＭが比較回路１ｏの設定電流値１８−
１３に達した時刻ｔ５に於いて比較回路１０の出力がＨ
となり、その結果、ホールド回路１１がＨとなってスイ
ッチ素子１２をＯＦＦし、電動機′電流をしへ・断する
。

しかし上記の」：うな構成では、ねじの締例は時に於い
て、電動機回転子及び減速機の慣性エネルギーが全て締
イマ１けトルクとして作用するため、電流設定値ｌｓを
変化させても、締伺はトルクを制御する事は困難であっ
た。

発明の目的 本発明に上記欠点に鑑みなでれたものであり、ねじの締
（”Ｊけ時に発生する慣性エネルギーに上る締付け１ト
ルクを制御し、締イ」け［・ルクの精度の良いねじ締め
装ｆｉ、ｆｆを供給しようとするものである。

発明の構成 本発明のねじ締め装置は、電動機の電流値が予め設定さ
れた値以上となった時（（信号を出力する電流比較回路
と、前記比較回路の出力信号によって一定時間作動する
タイマー回路ど、Ａｉｌ記タイマー回路の作動時間中、
電動機への印加電圧の極性を反転する電圧極性切換回路
とからなり、ねじの締付］・ルクを精度よく制御できる
という特有の効果を有している。

実施例の説明 以下本発明の実施例について、図面を参照しなから説明
する。

基本構造は第１図に示した従来例の場合と同一であるの
で説明を省略し、本発明に係るｆｉｏ、回路部の説明を
行なう、。

第４図に１本発明の回路部の構成のブロック図である。

８．９．１０は各々第２図の従来例と同一の構成部品で
あるので説明を省略する。

１７は本発明にかかる回路部であり、第２図における従
来例の回路部に対応するものである。

１３に１予め設定された電流値と電動機電流値を比較す
る比較回路１ｏの出力信号がＨとなった時点からある一
定の時間（１）の間Ｈとなるタイマー回路であり、１４
−１及び１４−２はタイマー回路１３の出力信号がＨの
場合にｂ接点側に接続さノ１、又りの場合はａ接点側に
接続さｈる、電圧極性切換回路であり、リレー又は半導
体によるスイッチング素子で構成てれている。１５は、
前記電圧極性切換回路１４がｂ接点側に接続されている
場合の電動機１への印加電圧値を可変とするだめの電圧
制御回路であり具体的にはトランジスタを用いたＰＷＭ
チュノパ等によって構成されており、ボリューム等によ
り電圧設定が可能となっている。１３〜１５の各具体回
路は、各々リレー、トランジスタ、サイリスタ、あるい
はディジタルＩＣ等によって容易に構成でき、又、本発
明の説明にし１直接必要ないと考えられるので説明を省
略する。

以下回路部１７の動作を第５図とともに説明する。時刻
ｔｏに於いて電源スィッチがＯＮＫなると従来例の場合
と同様に大きな起動電流が流れて最大値ＩＰに達し、次
に電動機の回転が」−昇するにつれ電動機電流ＩＭが減
少し時刻ｔ１に最小値１１に減少する。時刻ｔ１から１
２までの間はねじ頭がワークに当るまでのねじの空締め
期間である。そして時刻ｔ２からねじの締付けが始寸り
、それに従って電動機回転数が減少し、電動機電流ＩＭ
は増加し始める。

ここで電流比較回路１０の設定電流値を１１よりわずか
に大きい電流値１５に設定おくと、電動機電流１Ｍが１
３と等しくなった時刻に比較回路１ｏの出力信号がＨと
なり、その結果、タイマー回路１３の出力は時刻ｔ３か
らｔ４までの一定時間ｔの間Ｈとなり、従−）でその間
、電圧極性切換回路はｂ接点側に接続されるため、電動
機には時刻ｔ３〜ｔ４の間通電圧が印加されるため逆転
制動をかける小になる。ここでタイマ一時間ｔを、電動
機が逆転しない程度に設定しておく。

時刻ｔｓＫ於いて電動機の印加電圧の極性が反転才２）
と第５図のＨのカーブのように、電動機コイルの抵抗値
どコイルインダクタンスと、そして電圧制御回路１５の
出力電圧Ｅ及び電動機の誘起型）Ｆとで決するカーブに
沿って電流が反転し始め時刻ｔ４で逆方向のピーク電流
−１４に達する。そして時刻ｔ４に於いてタイマー回路
１３の出力がＬとなるため電源スィッチ８がＯＦＦとな
り、ねじの給料けが完了する。

ここで電圧制御回路の出力電圧Ｅの値をＥＩ。

ＥｒｚＥｍ（但しＥｒ　＜　Ｅ　ＪＩ＜　Ｅｒｎ　）と
した場合の時刻ｔ３からｔ４の間の電流変化カーブは第
５図のようになる。

この第５図の１．ＩＩ、ＩＩ＋の逆転制動時のカーブか
ら判る」：うに、逆転制動時の電動機印加電圧を変化す
る事により制動エネルギーを変化する事が出来る。ここ
で、時刻ｔ２において電動機の回転子及び減速機の慣性
モーメントに蓄えられていた慣１′１エネルギーの内、
時刻ｔ５〜ｔ４の間に逆転制動エネルギーとして消費さ
れた残りのエネルギーが締付はトルクに寄与する事とな
シ、又、時刻ｔ２に於ける慣性エネルギーは電動機回転
数が一定の場合はぼ一定と考える事ができるため、結局
、逆転制動時の印加電圧を電圧制御回路１５によって変
化すれば、電動機回転子及び減速機の慣性モーメントに
よる給料はトルクを制御できる事となる。

上記説明に於いて、タイマー回路１３のタイマ一時間ｔ
を一定して説明したが、この値はねじが逆転制動時に逆
回転しない程度に設定する必要かある。しかしこの値は
、ねじの種類によって異なるためねじの種類に応じて、
タイマー回路のタイマ一時間ｔを可変出来るようにして
おけば、ｄ」広い種類のねじを精度良く締める事が可能
となる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、ねじの締め込み時に於い
て電動機の回転子及び減速機の慣性エイルギーによる締
付はトルクを制御出来、従ってねじの締付はトルクを精
度良く制御出来、その実用的効果は非常に犬なるものが
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のねじ締め装置の断面図、第２図は第１図
における回路部の構成のブロック図、第３図は従来例に
おける電動機電流の変化の様子を示す説明図、第４図は
本発明の一実施例における回路部の構成のブロック図、
第５図は第４図における電動機電流の変化の様子を示す
説明図である。 １・・・・駆動用電動機、１３・・・・・・タイマー回
路、１４・・・・電圧極性切換回路、１７・・・・・・
回路部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第３図 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ねじ締め装置の回転駆動力源となる直流電動機
   と、前記電動機の電流値が予め設定きれた値以上になっ
   た時に信号を出力する電流比較回路と、前記比較回路の
   出力信号によって一定時間作動するタイマー回路と、前
   記タイマー回路の作動時間中、電動機への印加電圧の極
   性を反転する電圧極性切換回路と、電動機印加電圧を可
   変にする電圧制御回路とからなるねじ締め装置。
2. （２）　タイマー回路の作動時間を可変にした特Ｗ１゛
   請求の範囲第１項記載のねじ締め装置。