KR20070101787A - 볼트·너트 전동 패스너 - Google Patents

Abstract

기동 스위치(47)를 ON으로 했을 때의 전류값의 급상승 직후의 급하강을 검출하고, 너트 조임 개시에 의한 전류값의 상승으로부터, 전류값이 급하강한 경우에 있어서, 이를 와셔의 내향 플랜지(26)가 전단되었다고 판단하고, 다음으로, 전류값이 1차 조임 토크에 대응하는 값이 되면, 모터(15)를 정지한다.

Description

볼트·너트 전동 패스너{ELECTRIC BOLT/NUT FASTENER}

도 1은, 본 발명의 볼트·너트 전동 패스너의 제어 블록도이다.

도 2는, 본 발명의 볼트·너트 전동 패스너의 제어 플로차트이다.

도 3은, 기동전류 개시 패턴 검출 서브루틴의 플로차트이다.

도 4는, 기동전류 수렴 패턴 검출 서브루틴의 플로차트이다.

도 5는, 토크 누락 패턴 검출 서브루틴의 플로차트이다.

도 6은, 원사이드 볼트와 전동 패스너의 설명도이다.

도 7은, 원사이드 볼트에 칼라부를 형성한 상태의 설명도이다.

도 8은, 원사이드 볼트의 쉬어 와셔를 전단한 상태의 설명도이다.

도 9는, 원사이드 볼트의 볼트칩을 전단한 상태의 설명도이다.

도 10은, 본 발명의 전동 패스너로 원사이드 볼트를 조였을 때의 전류 패턴도이다.

도 11은, 종래의 전동 패스너로 원사이드 볼트를 조였을 때의 전류 패턴도이다.

도 12는, 제2 실시예의 전동 패스너의 설명도이다.

본 발명은, 철골 등의 피(被) 조임부재에 볼트를 조이는 전동 패스너에 관한 것이다.

도 6 내지 도 9는, 쉬어 와셔(shear washer) 부착 원사이드 볼트(2)에 의해 복수의 철골(3)(3)을 체결하는 공정을 나타낸다. 도 11은 그 체결 공정에 있어서, 그 원사이드 볼트(2)를 조이는 전동 패스너(1)의 구동 모터(15)에 흐르는 전류값(이하, 단순히 「전류값」라 한다)의 파형을 나타내고 있다·.

도 6에 있어서, 철골(3)(3)을 끼고 원사이드 볼트(2)의 삽입측을 A, 반대측을 B라 한다. 공지와 같이, 원사이드 볼트(2)는, 통상의 볼트·너트와는 달리, 삽입측 A로부터 너트를 조일 수 있는, 즉, 한쪽으로부터 볼트와 너트를 조일 수 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 쉬어 와셔 부착 원사이드 볼트(2)는, 쉬어 볼트(shear bolt)(21)에 볼트 헤드(22)로부터 차례로, 칼라(collar)용 통부재(27), 스페이서 통(29), 쉬어 와셔(25)를 각각 축방향으로 슬라이드 가능하게 끼우고 나서 너트(24)를 나사 결합하여 구성되어 있다.

쉬어 볼트(21)는 선단에 전단용 칩(23)을 구비하고 있다. 쉬어 와셔(25)는, 상기 스페이서 통(29)의 단면에 맞닿아, 스페이서 통(29)의 화살표 C방향의 누름에 의해 전단되는 플랜지(26)를 안쪽을 향해 돌출 설치하고 있다.

전동 패스너(1)는, 케이싱(11) 내에, 1개의 입력축과, 2개의 출력축을 가지는 유성기어 감속기구(14)를 수납하고 있다. 케이싱 선단으로부터 동심으로 돌출한 아우터 소켓(12)과 인너 소켓(13)은, 그 유성기어 감속기구(14)의 2개의 출력축에 서로 역회전 가능하게 연계되어 있다. 유성기어 감속기구(14)의 입력축에는 모터(15)가 연계된다(예를 들면, 일본국 특허 공개공보 평 9-314478호 참조).

도 6에 나타내는 바와 같이, 포갠 복수의 철골(3)(3)에 미리 개설된 구멍(31)(31)으로, 원사이드 볼트(2)를 삽입측 A로부터 삽입하여, 반대측 B에 칼라용 통부재(27)를 돌출시킨다.

전동 패스너(1)의 인너 소켓(13)을 볼트칩(23)에, 아우터 소켓(12)을 너트(24)에 끼우고, 전동 패스너(1)의 트리거(16)를 당겨 모터 기동 스위치(47)를 ON으로 한다.

기동 스위치(47)가 ON이 되어 모터(15)에 통전이 이루어진 순간에, 도 11 「E」에 나타내는 바와 같이, 모터(15)의 전류값이 급상승하고, 그 직후에 「F」에 나타내는 바와 같이, 급하강한다. 이른바, 기동전류의 현상이다.

이 단계에서는, 모터(15)에 거의 부하가 작용하지 않고, 전류값도 낮은 값으로 수렴한다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 너트(24)의 회전에 의해 볼트(21)가 전동 패스너 측으로 당겨진다. 칼라용 통부재(27)의 단면과 볼트 헤드(22) 사이, 및 칼라용 통부재(27)와 스페이서 통(29) 사이에 틈이 없는 상태에서, 와셔(25)의 내향 플랜지(26)가 스페이서 통(29)의 단면에 닿는다(이하, 이 상태를 「너트의 착좌」라 부른다).

너트(24)가 착좌하면, 그 너트의 회전에 의한 나사 추진력이, 칼라용 통부 재(27)와 스페이서 통(29)에 대한 축방향 압축력으로서 작용한다. 철골(3)(3)의 구멍(31)(31)에 끼어 구속되어 있는 스페이서 통(29)은 변형할 수는 없다. 따라서, 그 구멍(31)(31)의 외측에 위치하는 칼라용 통부재(27)가, 상기 축방향 압축력에 의해 소성 변형하여 칼라 형상으로 부풀어 오른다(도 7 참조).

또한, 너트(24)의 회전에 의한 나사 추진력이 가해지면, 스페이서 통(29)이 쉬어 와셔(25)의 내향 플랜지(26)를 눌러 전단한다(도 8 참조)(이하, 이 상태를 「쉬어 와셔(25)의 전단」이라 부른다).

상기 조임 동작 동안, 볼트칩(23)에 걸어맞춤한 인너 소켓(13)은 반력 받이가 되어, 너트(24)와 볼트(21)가 함께 도는 것을 방지한다.

도 11에 있어서, 「G」가 너트의 착좌시, 「H」가 쉬어 와셔(25)의 전단시의 전류값을 나타내고 있고, 「G」로부터 「H」에 걸쳐 전류값이 서서히 상승하고 있는 것을 알 수 있다.

내향 플랜지(26)가 전단된 순간, 전류값은 급하강하여 낮은 값으로 수렴한다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 내향 플랜지(26)가 전단되어 스페이서 통(29)의 와셔(25) 내로의 침입이 허용된다. 이에 의해 칼라용 통부재(27)의 칼라부(28)가 철골(3)에 착좌한다.

이상의 공정은, 칼라용 통부재(27)에 칼라부(28)를 형성하기 위한 및 칼라부(28)를 철골(3)에 착좌하기 위한 볼트·너트에 대한 조임 공정으로, 철골(3)(3)에 대한 조임력은 작용하고 있지 않다.

상기 칼라부(28)가 철골(3)에 착좌하고 나서 철골(3)(3)에 대한 조임이 개시되고, 너트(24)를 완전히 조이는 상태로까지 꽉 조이면, 아우터 소켓(12)의 회전은 멈추고, 인너 소켓(13)이 아우터 소켓(12)과는 역방향으로 회전하여 볼트칩(23)을 전단한다.

볼트칩(23)이 전단됨으로써, 원사이드 볼트(2)가 소정의 토크로 조여져 있는 것을 보증할 수 있다.

도 11에 있어서, 「J」가 철골 조임 개시시의, 「O」가 볼트칩(23) 전단시의 각각의 전류값을 나타내고 있고, 볼트칩(23)을 전단한 순간에 모터(15)로의 부하가 순간적으로 내려가기 때문에, 전류값이 급하강하는 것을 알 수 있다.

철골의 체결에서는, 복수개의 볼트가 이용된다. 볼트를 1개씩 차례로, 볼트칩이 전단할 때까지 조이면, 각 볼트를 균등하게 조일 수 없는 등의 문제가 생긴다. 그래서 통상은 볼트칩을 전단하는 토크보다 작은 일정의 토크로 각 볼트(21)를 1차 조임하고, 다음으로 각 볼트(21)를, 선단칩(23)이 전단할 때까지 본 조임하는 것이 요구된다.

종래는, 1차 조임 토크에 달하면 자동 정지하는 1차 조임 전용 패스너와, 볼트칩(23)을 전단할 때까지 조이는 본 조임 전용 패스너를 구별하여 사용할 필요가 있어, 불편하고, 나사 조임의 고비용을 초래했다.

또, 통상의 볼트·너트의 조임에 있어서도, 너트 및/또는 볼트의 나사산이 손상하고 있는 경우에는, 도 11의 「E」로부터 「I」까지와 동일한 전류값 패턴이 나타난다. 즉, 너트 및/또는 볼트의 나사산이 정상적인 경우에는, 도 11의 「H」를 넘어 전류값이 상승을 계속한다. 그러나, 「H」 이후에 전류값이 급하강하는 일이 있다. 이는 너트 및/또는 볼트를 조이는 단계에서, 조임 토크에 누락이 생겨 모터 부하가 격감했기 때문으로, 너트 및/또는 볼트의 나사산에 어떠한 이상이 있다고 판단할 수 있다. 이 경우, 조임 작업자에게 경보를 발하여 알리는 것이 필요하다.

본 발명은, 상기 문제를 해결하기 위해, 볼트·너트의 조임의 진행에 의한 전류값의 패턴으로부터, 쉬어 와셔 부착 원사이드 볼트이면, 쉬어 와셔가 전단된 것을 검출하고, 또, 통상의 볼트·너트이면, 조임 도중에서 나사산의 불량 등에 의한 조임 이상을 검출한다. 그리고, 전자의 경우에서는, 쉬어 와셔가 전단된 후에, 1차 조임 토크에 대응할 때까지 전류값이 상승했을 때에, 전동 패스너를 자동 정지시키고, 후자의 경우이면 조임 이상을 검출하면, 즉시 경보를 발하는 등, 적절한 제어를 행하는 전동 패스너를 명확히 하는 것이다.

또 본 발명에서는, 전동 패스너의 모터의 스위치를 ON으로 한 순간에, 무부하여도 전류값이 급격하게 상승하는 것이, 쉬어 와셔가 전단되었을 때의 전류값이나, 1차 조임 토크에 달했을 때의 전류값과 구별할 수 없는 문제를 해결하여, 바른 제어 지령을 발할 수 있는 전동 패스너를 명확히 하는 것이다.

본 발명의 볼트·너트 전동 패스너는, 볼트 선단의 칩에 결합하는 인너 소켓과, 그 볼트에 나사 결합한 너트에 결합하는 아우터 소켓과, 상기 양 소켓에, 양 소켓을 서로 역회전시키는 방향으로 회전력을 부여할 수 있는 감속기구를 통해 연계된 모터와,

그 모터의 회전을 제어하는 제어부를 구비하고,

그 제어부는, 기동 스위치를 ON으로 했을 때의 모터의 전류값의 급상승을 검출하는 제1 상승 검출수단과,

그 제1 상승 검출수단이 상기 전류값의 급상승을 검출한 직후에, 전류값이 급하강하여 수렴한 것을 검출하는 제1 하강 검출수단을 갖고,

상기 제어부는, 그 제1 하강 검출수단이, 상기 전류값의 급하강과 그 수렴을 검출했을 때에, 기동전류의 상승을 끝냈다고 판단하고, 상기 기동 스위치를 ON으로 했을 때의 전류값의 급상승과, 후에 생기는 볼트·너트 조임시의 전류값의 상승을 식별한다.

또, 제어부는, 제1 하강 검출수단이, 전류값의 급하강과 그 수렴을 검출한 후에, 너트의 조임에 의한 전류값의 상승이 있고 나서 전류값이 급하강한 것을 검출하는 제2 하강 검출수단을 갖고,

상기 제어부는, 그 제2 하강 검출수단이 상기 전류값의 급하강을 검출했을 때, 이를 쉬어 와셔의 내향 플랜지가 전단되었다고 판단한다.

또, 제어부는, 쉬어 와셔의 내향 플랜지가 전단되었다고 판단한 후에, 미리 설정한 1차 조임 토크에 대응하는 전류값에 달하면 모터를 정지한다.

제1 실시예

[원사이드 볼트의 전동 패스너]

원사이드 볼트(2), 전동 패스너(1)의 어느 것의 기본 구성도, 상기한 도 6에 나타내는 종래예의 것과 동일하다. 단, 전동 패스너(1)의 제어 계통이 종래와는 다르다.

도 1은, 본 예에 있어서 전동 패스너(1)의 제어계 블록도이다.

전동 패스너의 구동 모터(16)는, 모터 드라이브 회로(41)를 통해 제어부(44)에 의해 통전의 ON-OFF가 제어된다.

전원(4)과 모터 드라이브 회로(41) 사이에는, 전류값을 검출하는 회로 전류 센서(43)가 설치되어 있다. 회로 전류 센서(43)로부터의 신호는 제어부(44)에 입력되고, 그 제어부(44)는 회로 전류 센서(43)로부터의 신호를 받아, 모터 드라이브 회로(41)를 제어한다.

제어부(44)에는, 작업자가 1차 조임 토크를 수동 설정하기 위한 토크 설정 다이얼(42)이 접속된다.

제어부(44)는, 전동 패스너(1)의 트리거(16)를 당겨 기동 스위치(47)를 ON으로 한 직후에 생기는 전류값의 급상승과 그 직후의 급하강을 검출하고, 전류값이 수렴했을 때에, 이 특이한 전류값 패턴을 모터 기동시의 기동전류에 의한 변화라고 판단한다.

제어부(44)는 후기의 제1 상승 검출수단(44a), 제1 하강 검출수단(44b), 제2 상승 검출수단(44c), 제2 하강 검출수단(44d)을 가지고 있다.

또, 제어부(44)는, 상기 기동전류를 검출한 후에, 전류값의 상승이 있고 나서 전류값이 급하강한 것을 검출하면, 이를 너트 조임 개시에 의한 전류값의 상승 및 원사이드 볼트(2)의 쉬어 와셔(25)의 전단에 의한 전류값의 급하강이라 판단하 고, 이 판단 후에, 전류값이 1차 조임 토크에 대응하는 값에 달하면 모터를 정지한다.

제어부(44)는, 후기하는 전류의 임계값이 저장된 메모리인 기억부(45) 및 각종 램프군으로 이루어지는 표시부(46)에 연결된다. 램프군은, 구체적으로는 모터(15)가 회전하고 있는 것을 나타내는 「운전 램프」, 너트(24)를 조이기 시작한 것을 나타내는 「조임중 램프」, 쉬어 와셔(25)가 전단된 것을 표시하는 「와셔 전단 램프」 및 너트(24)의 1차 조임 종료를 나타내는 「1차 조임 종료 램프」로 구성된다.

전동 패스너(1)는, 경보 부저, 경보 램프 등의 경보기(48)에도 연결되어 있고, 후기하는 이상 조임의 경우에, 경보를 발한다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 철골(3)(3)에 세트한 원사이드 볼트(2)를 전동 패스너(1)에 의해 조이는 경우에 있어서, 도 10은, 회로 전류 센서(43)에 의해 검출되는 전류값을 세로축으로, 경과시간을 가로축으로 하여, 정상인 1차 조임 및 본 조임이 행해졌을 때의 전류값의 변화를 나타내는 그래프이다.

먼저, 트리거(16)를 당김으로써, 스위치(47)를 투입하여 모터(15)를 기동시키면, 도 10 「E」로부터 「F」(도 11의 종래예에서 설명한 「E」로부터 「F」와 동일)에 나타내는 바와 같이, 기동전류의 전류값 패턴이 생긴다.

전술과 같이, 너트(24)가 착좌하여, 원사이드 볼트(2)의 칼라용 통부재(27)의 소성 변형이 시작되어 모터(15)에 부하가 걸려, 도 10의 「G」로부터 「H」에 나타내는 바와 같이, 전류값이 점차 커진다.

「H」의 시점에서 쉬어 와셔(25)가 전단되어, 전류값이 급하강하여 낮은 값으로 수렴한다(「H」로부터 「I」의 사이).

또한, 너트(24)가 회전하면, 철골(3)(3)에 대한 조임이 개시되고, 전류값이 서서히 커진다(「J」로부터 「K」의 사이).

전류값이, 미리 설정한 1차 조임 토크에 대응하는 값에 달하면, 제어부(44)로부터의 신호로 모터(15)로의 통전을 차단한다.

따라서, 원사이드 볼트(2)가 1차 조임 토크 이상으로 조여지는 일은 없다.

필요한 개수의 원사이드 볼트(2)의 1차 조임이 완료하면, 쉬어 볼트(21)의 칩(23)을 파단할 때까지 조이는 본 조임을 행한다. 본 조임은, 전동 패스너의 최대 출력 토크에 여유가 있으면 1차 조임을 행한 전동 패스너(1)와 동일한 전동 패스너로 실시 가능하다.

트리거(16)를 당김으로써, 전동 패스너(1)의 스위치(47)를 투입하여 모터(15)를 기동시키면, 도 10 「L」로부터 「M」에 나타내는 바와 같이, 기동전류의 패턴이 생긴다.

또 이어, 너트(24)를 조인다. 너트는 1차적으로 조여져 있기 때문에 급격하게 부하가 작용하여, 「M」으로부터 「N」에 나타내는 바와 같이, 전류값은 급격하게 커진다.

너트(24)가 완전히 조이는 상태까지 꽉 조여지면, 아우터 소켓(12)의 회전은 멈추고, 인너 소켓(13)이 아우터 소켓(12)과는 역방향으로 회전하여, 쉬어 볼트(21) 선단의 칩(23)을 전단한다. 도 10의 「N」이 칩 전단시의 전류값을 나타내 고 있다.

도 2는, 1차 조임의 제어 플로차트를 나타낸다.

전동 패스너(1)의 전원 플러그(도시하지 않음)를 콘센트에 꽂고, 전동 패스너(1)에 전원을 투입한다(S000). 이때 전동 패스너(1)의 트리거(16)를 당긴 채로, 즉, 전원 스위치(47)가 ON 상태이면, 모터 드라이브 회로(41)에 모터 구동의 지령은 발해지지 않는다(S001). 트리거(16)가 프리 상태로 전원 스위치(47)가 OFF의 상태이면 S002로 이동한다. 여기서 트리거(16)를 당겨 전원 스위치(47)를 ON으로 하면, 모터 드라이브 회로(41)에 모터 구동 지령이 발해지고(S003), 운전 램프가 점등한다(S004). 제1 상승 검출수단(44a)이, 후기하는 기동전류 개시 패턴 검출 서브루틴(S005)에 의거하는 동작을 행하고, 모터(15)에 통전한 직후에 발생하는 기동전류의 전류값 패턴을 검출한다.

다음으로, 제1 하강 검출수단(44b)이, 후기하는 기동전류 수렴 패턴 검출 서브루틴(S006)에 의거하는 동작을 행하고, 기동전류가 수렴한 것을 검출한다.

패스너의 인너 소켓과 아우터 소켓에, 볼트칩 및 너트가 바르게 세트되어 있으면, 전술과 같이, 볼트·너트는 조여지고, 너트(24)가 착좌하고 나서 철골(3)(3)로의 조임이 개시된다. 후기하는 토크 누락 패턴 검출 서브 루틴(S007)에 의해 쉬어 와셔(25)의 전단을 검출한다.

다음으로, 후기하는 설정 전류값 검출 서브루틴(S009)에 의해, 볼트·너트에 대한 조임 토크가, 상기 토크 설정 다이얼(42)에 의해 설정한 볼트·너트의 조임 토크에 달하면 모터(15)의 회전을 정지한다(S010). 제어 완료를 상기 「1차 조임 종료 램프」에서 표시하고(S011), 상기 S001로 되돌아와 다음의 볼트·너트의 1차 조임에 대비한다.

도 3은 기동전류 개시 패턴 검출 서브루틴(S005)을 나타내고 있다.

그 서브루틴(S100)에 있어서, 제어부(44)는 전류값의 샘플링을 행하고(S101), 전류 미분값을 차분 계산하고(S102), 기억부(45)에 저장된 제1 임계값과 비교한다(S103). 미분값의 차분 계산은, 단위 시간당의 미분값의 누계에 대하여, 후의 누계와 전의 누계의 차를 구한다. 차분 계산의 결과가 제1 임계값보다 커지면 기동전류 개시라고 판단한다. 다음으로, 제1 하강 검출수단(44b)이, 도 2의 기동전류 수렴 패턴 검출 서브루틴(S006)에 의거하는 동작을 행하고, 기동전력 수렴 패턴을 검출한다.

이하의 각 서브루틴에 있어서, 미분값의 차분 계산이란, 상기 수법과 동일하다.

도 4는, 제1 하강 검출수단(44b)에 의한, 기동전류 수렴 패턴 검출 서브루틴(S006)을 나타내고 있다.

그 서브루틴(200)에 있어서, 제어부(44)는 전류값의 샘플링을 행하고(S201), 미분값을 차분 계산하고(S202), 기억부(45)에 저장된 제2 임계값과 비교한다(S203).

차분 계산의 결과가 제2 임계값보다 작아지면, 제어부(44)는 기동전류 감소 개시라 판단하고, 시퀀스는 S204로 이동한다. 여기서 제어부(44)는 전류값의 샘플링을 행하고, 전류 미분값의 차분 계산을 행하고(S205), 차분 계산의 결과가 제3 임계값보다 커지면 기동전류 수렴이라 판단한다(S206).

도 5는, 제2 하강 검출수단에 의한, 토크 누락 패턴 검출 서브루틴(S007)을 나타내고 있다.

그 토크 누락 패턴 검출 서브루틴(300)에 있어서, 제어부(44)는 전류값의 샘플링을 행하고(S301), 전류 미분값의 차분 계산을 행하고(S302), 차분 계산의 결과가 제4 임계값보다 작아지면 토크 누락, 즉, 쉬어 와셔(25)가 전단되었다고 판단하고(S303), 도 2의 부하운전 개시 패턴 검출 서브루틴(S008)에 의거하는 부하운전 개시 패턴을 검출한다.

부하운전 개시 패턴 검출 서브루틴(S008)(상세는 도시하지 않음)에 있어서, 제어부(44)는 전류값의 샘플링을 행하고, 미분값을 차분 계산하고, 기억부(45)에 저장된 제5 임계값과 비교한다.

차분 계산의 결과가, 제5 임계값보다 커지면 부하운전 개시(철골로의 조임 개시)라 판단하고, 도 2의 설정전류 검출 서브루틴에 의거하는 동작을 행한다.

설정전류 검출 서브루틴(S009)(상세는 도시하지 않음)에 있어서, 제어부(44)는 전류값의 샘플링을 행하고, 미분값을 차분 계산하고, 기억부(45)에 저장된 제6 임계값과 비교한다.

차분 계산의 결과가, 제6 임계값보다 커지면, 설정 전류값 검출, 즉, 1차 조임 종료라 판단하고, 시퀀스는 도 2의 S010으로 이동하고, 제어부(44)는 모터(15)로의 통전을 차단한다. 또 시퀀스는 S011로 이동하여 제어부(44)는「1차 조임 종료 램프」를 점등시킨다.

소정 개수의 원사이드 볼트(2)의 1차 조임이 종료하면 본 조임을 행하다.

1차 조임에 사용한 전동 패스너(1)가, 본 조임에 필요한 토크를 출력할 수 있으면 그 전동 패스너로 본 조임할 수 있다.

이때의 전류값을, 도 10의 오른쪽 단에 나타낸다.

상기한 도 2의 S000으로부터 S006까지는, 본 조임도 1차 조임과 동일하게 추이하고, 다음부터 본 조임이 개시되어, 볼트칩이 전단할 때까지 조임이 행해진다.

도 10의 「L」이 본 조임시의 기동 전류값의 상단을 나타내고, 「M」이 수렴을 나타내고 있다. 「N」은 본 조임에 의해 볼트칩(23)이 전단된 시점을 나타내고 있다.

상기 실시예에 있어서, 도 10의 「G」의 너트(24)의 착좌로부터 「H」의 쉬어 와셔(25)의 전단까지의 전류값의 상승이 너무 완만한 경우는, 쉬어 볼트(21) 및/또는 너트(24)의 나사의 손상 등의 이상 조임이 원인이고, 필요한 조임 토크로 조여져 있는 보증은 없다. 따라서, 조임 도중에라도 경보를 발하여 모터(15)를 정지하는 것이 바람직하다.

실시예의 경우, 제어부(44)가, 너트(24)의 착좌로부터 쉬어 와셔(25)의 전단까지의 소용 시간이 미리 설정한 시간을 넘었을 경우, 상기 전류값의 상승이 너무 완만하다고 판단하여, 경보기(48)를 동작시키고, 또 모터(15)로의 통전을 차단하도록 하고 있다.

또, 상기 설명에 있어서, 제1 내지 제6의 각 임계값은, 패스너의 능력, 볼트·너트의 직경 등의 조건에 따라, 실험 등으로 최적한 임계값을 선택하면 된다. 예 를 들면, 실시예에서는 제1 임계값은, 샘플링 시간 단위당 20A(암페어)이다.

상기는, 원사이드 볼트(2)의 조임에 대한 설명이지만, 패스너(1)는, 원사이드 볼트(2)에 한정하지 않고, 선단에 칩(23)을 구비한 볼트와 너트의 조임에도 사용할 수 있다.

그 경우, 도 2에 나타내는 플로차트의 S007까지의 기능에 의해, 볼트·너트의 조임 도중에서, 나사산 불량에 의한 나사산의 전단 등의 이상사태에 의한 급격한 토크의 누락을 검출할 수 있다.

즉, 도 10의 「H」의 쉬어 와셔의 전단이 그 이상사태에 상당하고, 전류값이 급하강함으로써 이상사태를 인식할 수 있다.

단, 선단의 칩(23)이 전단용이고, 1차 조임하는 일 없이, 최초의 조임으로부터 칩의 전단까지를 한 번에 행하는 경우, 칩을 전단했을 때에, 이상사태라 판단하기 때문에 주의가 필요하다.

제2 실시예

상기 제 1 실시예의 전동 패스너(1)는, 아우터 소켓(12)과 인너 소켓(13)을 구비하고 있고, 볼트 선단에 인너 소켓(13)이 결합하는 칩(23)을 구비한 볼트·너트 전용이었다. 그러나, 도 12에 나타내는 제2 실시예의 전동 패스너(1)는, 볼트 선단에 칩을 구비하지 않은 통상의 볼트·너트 전동 패스너에 실시하고 있다.

제2 실시예의 전동 패스너(1)는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 케이싱(11) 내에, 1개의 입력축과 2개의 출력축을 가지는 유성기어 감속기구(14)를 수납하고 있다. 케이싱 선단에 회전 가능하게 돌출 설치한 소켓(12)에 유성기어 감속기 구(14)의 한쪽의 출력축을 연계하고, 다른쪽의 출력축에 연계한 반력 받이(17)를 소켓(12)의 축심과 직교하거나 비스듬하게 돌출시키고 있다.

소켓(12)에 너트(24)를 걸어맞춤하고, 그 너트 근방의 다른 너트(24a) 등의 돌출부에 반력 받이(17)를 대어 너트(24)의 조임을 행하다.

통상의 볼트·너트의 조임에 있어서, 전원 입력으로부터 1차 조임 종료까지, 및 본 조임 완료의 전류값의 패턴은, 상기 도 10과 동일한 패턴을 나타낸다. 도 10의 「H」의 시점이, 나사산 불량 등에 의한 토크의 누락이라고 판단한다.

또, 제어부(44)에, 상기 제1 하강 검출수단(44b)이 전류값의 급하강과 그 수렴을 검출한 후의 전류값의 상승을 검출하는 제2 상승 검출수단(44c)을 설치하여, 그 제2 상승 검출수단(44c)이, 미리 설정한 조임 토크에 대응하는 전류값을 검출했을 때, 모터의 회전을 정지시킬 수도 있다.

본 발명의 볼트·너트 전동 패스너에서는, 제어부는 모터 기동시의 기동전류를, 그 전류값의 패턴 및 발생의 타이밍으로부터 인식하기 때문에, 인식에 오류가 없다. 따라서, 기동전류 후의, 볼트·너트 조임 종료 등에 있어서의 전동 패스너의 자동 정지나, 뜻밖의 사태에 대한 경보의 발신 등의 제어를 바르게 행할 수 있다.

또, 모터 기동시의 기동전류가 수렴된 후에, 너트의 조임에 의한 전류값의 상승이 있고 나서, 전류값의 급하강을 검출한 경우에 있어서, 이를 쉬어 와셔가 전단되었다고 판단한다. 따라서, 모터 기동시의 전류값의 급격한 상승 직후의 전류값의 급격한 하강을, 쉬어 와셔의 전단이라 판단하는 오류는 생기지 않는다.

제어부에 의해, 쉬어 와셔가 전단되었다고 판단한 후에, 모터의 전류값이 1차 조임 토크에 대응하는 값에 달하면 모터를 정지하도록 제어하면, 볼트·너트를 1차 조임 토크로 조일 수 있다.

필요한 개수의 볼트·너트를 1차 조임한 후, 동일한 전동 패스너로 그 볼트·너트를 조이면, 이미 쉬어 와셔의 내향 플랜지가 전단되어 있기 때문에, 모터의 토크는 볼트칩이 전단할 때까지 상승하고, 볼트칩이 전단된다.

즉, 전동 패스너가 본 조임 가능한 토크를 출력할 수 있으면, 1대의 전동 패스너로 1차 조임과 본 조임이 가능해진다.

Claims (6)

1. 볼트 선단의 칩에 걸어맞춤하는 인너 소켓과,

   이 볼트에 나사 결합한 너트에 걸어맞춤하는 아우터 소켓과,

   상기 양 소켓에, 양 소켓을 서로 역회전시키는 방향으로 회전력을 부여할 수 있는 감속기구를 통해 연계된 모터와,

   이 모터의 회전을 제어하는 제어부를 구비하고,

   이 제어부는, 기동 스위치를 ON으로 했을 때의 모터의 전류값의 급상승인 기동전류를 검출하는 제1 상승 검출수단과,

   이 제1 상승 검출수단이 상기 전류값의 급상승을 검출한 직후에, 전류값이 급하강하여 수렴한 것을 검출하는 제1 하강 검출수단을 갖고,

   상기 제어부는, 이 제1 하강 검출수단이, 상기 전류값의 급하강과 그 수렴을 검출했을 때에, 기동전류의 상승을 끝냈다고 판단하고, 상기 기동 스위치를 ON으로 했을 때의 전류값의 급상승과, 후에 생기는 볼트·너트 조임시의 전류값의 상승을 식별하는 볼트·너트 전동 패스너.
2. 너트에 걸어맞춤하는 소켓과, 소켓의 회전 방향에 대한 반력을 받는 반력 받이와,

   소켓과 반력 받이에 서로 역회전시키는 방향으로 회전력을 부여할 수 있는 감속기구를 통해 연계된 모터와,

   이 모터의 회전을 제어하는 제어부를 구비하고,

   이 제어부는, 기동 스위치를 ON으로 했을 때의 모터의 전류값의 급상승인 기동전류를 검출하는 제1 상승 검출수단과,

   이 제1 상승 검출수단이 상기 전류값의 급상승을 검출한 직후에, 전류값이 급하강하여 수렴한 것을 검출하는 제1 하강 검출수단을 갖고,

   상기 제어부는, 이 제1 하강 검출수단이, 상기 전류값의 급하강과 그 수렴을 검출했을 때에, 기동전류의 상승을 끝냈다고 판단하고, 상기 기동 스위치를 ON으로 했을 때의 전류값의 급상승과, 후에 생기는 볼트·너트 조임시의 전류값의 상승을 식별하는 볼트·너트 전동 패스너.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   제어부는, 제1 하강 검출수단이 전류값의 급하강과 그 수렴을 검출한 후의 전류값의 상승을 검출하는 제2 상승 검출수단을 갖고, 이 제2 상승 검출수단이, 미리 설정한 조임 토크에 대응하는 전류값을 검출했을 때, 모터의 회전을 정지하는 볼트·너트 전동 패스너.
4. 쉬어 와셔를 구비한 원사이드 볼트에 나사 결합한 너트에 걸어맞춤하는 아우터 소켓과,

   이 원사이드 볼트 선단의 칩에 걸어맞춤하는 인너 소켓과,

   상기 양 소켓에 서로 역방향으로 회전력을 부여할 수 있는 감속기구를 통해 연계된 모터와,

   이 모터의 회전을 제어하는 제어부를 구비하고,

   이 제어부는, 기동 스위치를 ON으로 했을 때의 모터의 전류값의 급상승인 기동전류를 검출하는 제1 상승 검출수단과,

   이 제1 상승 검출수단이 상기 전류값의 급상승을 검출한 직후에, 전류값이 급하강하여 수렴한 것을 검출하는 제1 하강 검출수단을 갖고,

   상기 제어부는, 이 제1 하강 검출수단이, 상기 전류값의 급하강과 그 수렴을 검출했을 때에, 기동전류의 상승을 끝냈다고 판단하고, 상기 기동 스위치를 ON으로 했을 때의 전류값의 급상승과, 후에 생기는 볼트·너트 조임시의 전류값의 상승을 식별하는 볼트·너트 전동 패스너.
5. 청구항 4에 있어서,

   제어부는, 제1 하강 검출수단이, 전류값의 급하강과 그 수렴을 검출한 후에, 너트의 조임에 의한 전류값의 상승이 있고 나서 전류값이 급하강한 것을 검출하는 제2 하강 검출수단을 갖고,

   상기 제어부는, 이 제2 하강 검출수단이 상기 전류값의 급하강을 검출했을 때, 이를 쉬어 와셔의 내향 플랜지가 전단되었다고 판단하는, 볼트·너트 전동 패스너.
6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,

   제어부는, 쉬어 와셔의 내향 플랜지가 전단되었다고 판단한 후에, 미리 설정한 1차 조임 토크에 대응하는 전류값에 달하면 모터를 정지하는 것을 특징으로 하는, 볼트·너트 전동 패스너.

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