JPS6243835B2 - - Google Patents

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JPS6243835B2
JPS6243835B2 JP52142051A JP14205177A JPS6243835B2 JP S6243835 B2 JPS6243835 B2 JP S6243835B2 JP 52142051 A JP52142051 A JP 52142051A JP 14205177 A JP14205177 A JP 14205177A JP S6243835 B2 JPS6243835 B2 JP S6243835B2
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JP
Japan
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current
motor
circuit
limit value
setting device
Prior art date
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JP52142051A
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English (en)
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JPS5474598A (en
Inventor
Hiroshi Yasojima
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Shibaura Mechatronics Corp
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Shibaura Engineering Works Co Ltd
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Publication date
Application filed by Shibaura Engineering Works Co Ltd filed Critical Shibaura Engineering Works Co Ltd
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  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、直巻整流子モータの電流制限によつ
てボルトの締付けを行うボルト締付機に関するも
のである。
「従来の技術」 直巻整流子モータの出力トルクがその負荷電流
にほぼ比例することから、その電流を検出し、そ
の電流値が予め設定した所定値に達した所でモー
タ電流をしや断することによりボルトの締付けト
ルクを制御するいわゆるトルク制御方式によるボ
ルト締付機が従来より多く採用されている。
そして、この従来の直巻整流子モータ(以下、
モータと略記する)を使用したボルト締付機は、
第5図および第7図に示すように、モータ17、
減速機構部18、ソケツト20、つめ21を有す
る本体に固着された反力受19および制御装置2
5とから構成されている。
そして、制御装置25としては、特開昭48−
104198号公報に記載されているように、すなわち
第7図に示されているように電源1と;トリガス
イツチ2と;サイリスタ回路3と;電機子4と界
磁巻線5を有するモータ17と、このモータ17
の電流を検出する電流検出器16とからなるモー
タ17の主回路と;ボルトの所定締付けトルクに
相当する電流値を設定する電流設定器7と;電流
検出器16により検出されたモータ17の主回路
の電流を増幅器6を介して増幅した電流値と電流
設定器7に設定された電流値とを比較し、両者が
等しくなつたことを検出すると検出信号を出力す
る比較機8と;この比較機8の検出信号を入力す
るとゲートしや断信号をサイリスタ回路3に対し
て出力し、モータ17の主回路の電流をしや断さ
れるゲートしや断回路13と、;モータ17の始
動時にモータ17の主回路に、電流設定器7に設
定された設定電流値をオーバする過大な突入電流
が流れ、比較機8を介してゲートしや断回路13
を誤作動させないように、この過大な突入電流を
抑えるためのソフトスタート回路26とから成つ
ている。従つて、第6図に示すように、ボルト2
2を締付ける場合、反力受け19のつめ21をボ
ルト22に隣接するボルト23に当接させて、ト
リガスイツチ2を閉じ、モータ17を始動させる
とソフトスタート回路26により、モータ17の
主回路の電流は電流設定器7に設定された設定電
流値を超えることなく、モータ17の回転は除々
に上昇し、ボルト23にボルト22の締付時の反
力を受けさせながらボルト22を締付け、モータ
17の主回路の電流が電流設定器7に設定された
設定電流値に達すると、比較機8およびゲートし
や断回路13を介して、サイリスタ回路3のゲー
トをしや断してモータ17を停止させ、ボルト2
2の締付けを完了するようにしていた。
また、前記の従来例にはソフトスタート回路2
6を用いた場合について述べたが、このソフトス
タート回路26の代りに、モータ17の始動時
に、突入電流が流れている時間だけモータ17の
主回路の電流検出器16を下作動にする手段が用
いられていた。
「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、前記の従来例においてソフトス
タート回路26を用いた場合は、モータ17の回
転が徐々に上昇するため、ボルト22の締付けに
時間が掛かるという問題点が有り、また、モータ
17の始動時に突入電流が流れている時間だけモ
ータ17の主回路の電流検出器16を不作動にす
ると、ボルト22が着座状態の時、または二度締
めの時等の場合に、その不作動の時間だけ電流検
出器16が作動せず、ボルト22の締付けトルク
が設定された所定締付トルクをオーバしたり、ま
た、その時の過大電流によりモータ17を焼損す
るという問題点があつた。
「問題点を解決するための手段」 前記問題点を解決するための手段を、本願発明
の実施例に対応する第1図、第3図および第4図
を参照して説明すると、前記従来のソフトスター
ト回路26またはモータ17の始動時に突入電流
が流れている時間だけモータ17の主回路の電流
検出器16を不作動にする手段の代りに、電流設
定器7に設定されたボルトの所定締付トルクに相
当する設定電流値を電流制限値として、モータ1
7の主回路に流れる電流がこの電流制限値を超え
ないように制限する電流制御回路を、電流設定器
7、電流検出器16、比較機8およびサイリスタ
回路3で構成する。
また、慣性によるボルトの締め過ぎを効果的に
防止するために、電流設定器7に設定された電流
制限値に対応して、モータ17に加わる端子電圧
を適正な電圧に設定する出力電圧設定器14また
は電流設定器7に設定された電流制限値を入力し
て、モータ17に加わる端子電圧が適正な電圧に
なるように演算して設定する出力電圧演算設定器
15を設ける。
「作用」 しかるときは、モータ17の始動時の過大な突
入電流は、電流設定器7、電流検出器16、比較
機8およびサイリスタ回路3で構成される電流制
限回路により、電流設定器7に設定された電流制
限値を超えないように抑えられる。
また、ボルトが所定締付トルクで締付けられ、
モータ17の回転数がほぼ零になると、これが零
回転検出回路24により検出され、その検出信号
によりゲートしや断回路13が作動し、ゲートし
や断回路13よりのゲートしや断信号によりサイ
リスタ回路3のゲートはしや断され、モータ17
は停止する。
また、出力電圧設定器14または出力電圧演算
設定器15を設けて、モータ17に加わる端子電
圧を、電圧設定器7に設定された電流制限値に対
応する、適正な電圧に設定することにより、モー
タ17の回転数を低く抑えることが出来きるの
で、慣性によるボルトの締め過ぎを防止すること
が出来る。
「実施例」 以下、添附図面を参照して本発明の一実施例に
ついて詳述する。
第1図は本発明によるボルト締付機の制御装置
の回路図で、電源1、トリガスイツチ(押釦スイ
ツチ)2、サイリスタ回路3、電機子4、界磁巻
線5および電流検出器16からなるモータ主回路
と、このモータ主回路に流れる電流を増幅器6を
介して増幅した電流値と電流設定器7によつて予
め設定されたボルトの所定締付トルク7に相当す
る電流制限値とを比較してその偏差信号をサイリ
スタ回路3に送つてモータ主回路の電流が電流制
限値を超えないように、電流比較制御を行わせる
比較器8と;電機子4にかかるA点の電位および
電機子4、界磁巻線5の回路に並列に設けられた
抵抗9,10の分圧点Bの電位を積分器11を介
して入力する比較器12からなる零回転検出回路
24と;この零回転検出回路24の検出信号に応
じてサイリスタ回路3のゲートをしや断するゲー
トしや断回路13とから構成されている。このよ
うに構成された本発明によるボルト締付機の動作
について、以下説明する。
まず、トリガスイツチ2を押すと、モータ主回
路に電流が流れ、モータ17が始動する。このと
き、第2図に示すように、モータ主回路に流れる
電流iが電流設定器によつて予め設定された電流
制限値iL(この値は所定の締付トルクに相当し
て設定したもので、ボルトの降伏点Y以下に設定
されている)を越えないように比較器8の出力に
よつてサイリスタ回路3のゲート制御が行われ、
これにより主回路の電流iがt1の時点で一定値に
制限される。従つて、始動時にこのモータ17に
流れる過大な突入電流(図中点線で示す)の影響
を受けることなく安全に始動が行えることにな
る。このようにモータ17の始動がt2の時点で完
了し、ボルト締付機の反力受けが隣りのボルトに
当接するまでこのモータ17は無負荷運転され、
主回路に流れる電流iは第2図に示すように低下
してくる。t3時点で前記反力受けが隣りのボルト
に当接するとボルトの締付が行われ、その締付け
が進むにつれて負荷が徐々に増加して主回路に流
れる電流iも増大し、t4の時点で電流制限値iL
に達するが引続き前述と同様にモータ主回路の電
流制限が行なわれる。なお、モータ17の無負荷
運転による電流iの降下点aは、ボルト締付機の
反力受けが隣りのボルトに当接するまでの時間に
よつて異なつてくる。
次に、t4の時点に達するとモータ主回路の電流
は電流制限値に押えられているので、モータ回転
が急速に下がりに、それに応じてモータ17の逆
起動力が急速に減少し、A点の電位は上昇する。
また、比較器12はモータ17が回転している間
は、モータ17の逆起電力が高くなるので、A点
電位が低くなり、B点の方がA点より電位が高く
なるように抵抗9,10の分圧比がきめられてお
り、そのためt4までは前記分圧点Bの方が電機子
4のA点の電位より高いが、t4時点以後はモータ
17の回転数の低下に応じてA点の電位が急速に
上昇していてくことになる。モータ17の回転数
がほぼ零になつてボルトの締付けが完了した時点
t5になるとA点の電位がB点の電位よりも高くな
り、比較器12がこれを検出してその検出信号を
ゲートしや断回路13に送る。これによりサイリ
スタ回路3のゲートがしや断されてモータ17の
主回路の電流がしや断され、モータ17は自動的
に停止する。モータ17の自動停止後、トリガス
イツチ2から手を離せば全ての制御回路はリセツ
トされる。なお、比較器12の入力側に設けられ
た積分器11は、始動時にトリガスイツチ2を入
れた瞬間ではまだモータ17の回転が零であるの
で、この時ゲートしや断回路13が作動しないよ
うに、A点の電位が比較器12に入力されるのを
遅らせるためのものである。このように、本発明
によるボルト締付機にあつては、電流設定器7に
予め設定された電流制限値に制限されながらボル
トの締付けを行い、モータ17の回転がほぼ零に
なつた時点を締付け完了としてモータ主回路の電
流をしや断するもので、ボルトの締付トルクが設
定値に達した時点でモータ17は、迅速に自動停
止して、ボルトの締め過ぎを確実に防止すること
ができる。
第3図は本発明の他の実施例を示すもので、こ
の場合は電流設定器7と連動させた出力電圧設定
器14を設け、前述した電流制限値に対応してモ
ータ17に加わる端子電圧を適正な値に保ち、モ
ータ17の最大回転数を抑えてボルトの締め過ぎ
を防止するようにしたものである。すなわち、電
流設定器7の電流制限値iLを低く設定したとき
には、これに対応してこの出力電圧設定器14に
よつてその制限された締付トルクを出しうるだけ
の出力電圧が設定され、例えば、出力電圧設定器
14で最大出力電圧を80Vに設定すると、比較器
8による電流制御により、出力電圧はサイリスタ
回路3を介して0〜80Vの間でコントロールされ
る。これによりモータ17の最大回転数が、モー
タ17に電源電圧が加わつた場合より低く抑えら
れて慣性によるボルトの締め過ぎを効果的に防止
する。また、電流設定器7に電流制限値iLを高
く設定したときには、それに応じて出力電圧設定
器14によつて高い出力電圧が設定される。な
お、この出力電圧設定器14は図示のように電流
設定器7と連動させた可変抵抗器に限らず、単な
るロータリスイツチを用いて単独にその設定値を
切換えるようにしてもよいことはいうまでもな
い。
また、第4図は第3図に示した出力電圧設定器
14の代りに出力電圧演算設定器15を設けたも
ので、電流設定器7によつて設定された電流制限
値iLを入力とし、その入力値に応じて適正な出
力電圧を演算して設定するように構成され、その
作用、効果は出力電圧設定器14の場合と全く同
一である。
「発明の効果」 以上、第1図、第3図および第4図に示す本発
明によるボルト締付機は、そのモータの主回路に
流れる電流が予め設定されたボルトの所定締付ト
ルクに相当する値を越えないように電流制限制御
を行なつて始動時の突入電流の発生を防止すると
ともに、ボルトの締付けを行ないボルトが設定電
流制限値迄締付けられるとモータの回転が急速に
落ちてきてモータの回転がほぼ零になつた時点を
締付完了として自動停止させることにより、ボル
トの締付時間も短くなり、始動時の突入電流によ
るゲートしや断回路の誤作動をなくすとともに、
モータの焼損を防止することができ、またモータ
の慣性によるボルトの締め過ぎを防止することが
できる効果を有している。また、第3図および第
4図に示す本発明のボルト締付機は、設定された
電流制限値に応じてモータに加わる端子電圧を適
正な電圧に規制することによりモータの最大回転
数を抑え、モータのもつ慣性によるボルトの締め
過ぎを一層効果的に防止できるなどの効果を有し
ている。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例によるボルト締付
機の制御装置の回路図、第2図は同実施例による
モータの主回路電流iおよび回転数nの特性図、
第3図、第4図は本発明の他の実施例によるボル
ト締付機の制御装置をそれぞれ示す回路図、第5
図は、従来のボルト締付機の外観を示す正面図、
第6図は、反力受けの動作状態を示す図、第7図
は、従来例の制御装置の回路図である。 1……電源、2……トリガスイツチ、3……サ
イリスタ回路、4……電機子、5……界磁巻線、
6……増幅器、7……電流設定器、8……比較
器、9,10……抵抗、11……積分器、12…
…比較器、13……ゲートしや断回路、14……
出力電圧設定器、15……出力電圧演算設定器、
16……電流検出器、17……モータ、18……
減速機構部、19……反力受け、20……ソケツ
ト、21……つめ、24……零回転検出回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 直巻整流子モータ(以下、モータと略記す
    る)により駆動されるボルト締付機において、電
    源と前記モータ間にトリガスイツチを介して接続
    れるたサイリスタ回路と、前記モータの主回路の
    電流を検出する電流検出器と、ボルトの所定締付
    トルクに相当する電流値を電流制限値として設定
    する電流設定器と、この電流設定器に設定された
    電流制限値と前記電流検出器により検出された電
    流値とを比較し、前記モータの主回路の電流値が
    前記電流制限値を超えないように前記サイリスタ
    回路を制御する比較器と、前記モータの回転数が
    ほぼ零になつたことを検出すると検出信号を出力
    する零回転検出回路と、この零回転検出回路の検
    出信号により作動し、前記サイリスタ回路のゲー
    トをしや断するゲートしや断回路とを有すること
    を特徴とするボルト締付機。 2 直巻整流子モータ(以下、モータと略記す
    る)により駆動されるボルト締付機において、電
    源と前記モータ間にトリガスイツチを介して接続
    されたサイリスタ回路と、前記モータの主回路の
    電流を検出する電流検出器と、ボルトの所定締付
    トルクに相当する電流値を電流制限値として設定
    する電流設定器と、この電流設定器に設定された
    電流制限値に対応して、前記モータに加わる端子
    電圧を設定する出力電圧設定器と、前記電流検出
    器により検出された電流値と前記電流設定器に設
    定された電流制限値とを比較し、前記モータの主
    回路の電流が前記電流制限値を超えないように前
    記サイリスタ回路を制御する比較器と、前記モー
    タの回転数がほぼ零になつたことを検出すると検
    出信号を出力する零回転検出回路と、この零回転
    検出回路の検出信号により作動し、前記サイリス
    タ回路のゲートをしや断するゲートしや断回路を
    有することを特徴とするボルト締付機。
JP14205177A 1977-11-25 1977-11-25 Bolt tightening machine Granted JPS5474598A (en)

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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57144671A (en) * 1981-02-24 1982-09-07 Shibaura Eng Works Ltd Clamping device
JPS5937063A (ja) * 1982-08-24 1984-02-29 トヨタ自動車株式会社 動力式ねじ締付装置の駆動停止制御方法
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JPS63158756U (ja) * 1987-04-03 1988-10-18

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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