JPH0230832B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0230832B2 JPH0230832B2 JP56005279A JP527981A JPH0230832B2 JP H0230832 B2 JPH0230832 B2 JP H0230832B2 JP 56005279 A JP56005279 A JP 56005279A JP 527981 A JP527981 A JP 527981A JP H0230832 B2 JPH0230832 B2 JP H0230832B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- tightening
- signal
- comparator
- drive source
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING, OR HOLDING
- B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
- B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- 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、締付けトルクの反力を検出して、そ
の検出出力により締付けトルクを制御するように
したねじ締付け機に関するものである。
の検出出力により締付けトルクを制御するように
したねじ締付け機に関するものである。
従来の技術
近年、産業機器や家電製品のねじ締付け作業に
おいて自動化と共に製品品質保証の観点からねじ
を精度よく締付けることが要求されており、その
手段として締付けトルクを管理制御する方法が種
種行なわれている。
おいて自動化と共に製品品質保証の観点からねじ
を精度よく締付けることが要求されており、その
手段として締付けトルクを管理制御する方法が種
種行なわれている。
例えば直流モータを使用したねじ締付け装置で
は、モータ電機子電流を検出し、負荷が増大する
と、即ち締付けトルクが大きくなると前記電流値
も比例して大きくなる事を利用して所定の電流値
に達するとモータの電源を遮断し、定トルクの締
付けを行なつていた。
は、モータ電機子電流を検出し、負荷が増大する
と、即ち締付けトルクが大きくなると前記電流値
も比例して大きくなる事を利用して所定の電流値
に達するとモータの電源を遮断し、定トルクの締
付けを行なつていた。
発明が解決しようとする課題
しかしこの場合、モータの電機子電流値と締付
けトルクの関係は静的には比例するが実際のねじ
締付け作業においては、ねじ頭部座面が締付け材
料面に着座するときに高速回転中のモータ電機子
は急激な減速作用を受け、このとき電機子の慣性
力が発生する。この慣性力により電機子電流値と
は関係なくトルクが発生し、前記電機子電流値と
締付けトルクが比例せず、実際の締付けトルク値
にはバラツキを生ずる欠点があつた。
けトルクの関係は静的には比例するが実際のねじ
締付け作業においては、ねじ頭部座面が締付け材
料面に着座するときに高速回転中のモータ電機子
は急激な減速作用を受け、このとき電機子の慣性
力が発生する。この慣性力により電機子電流値と
は関係なくトルクが発生し、前記電機子電流値と
締付けトルクが比例せず、実際の締付けトルク値
にはバラツキを生ずる欠点があつた。
更に別の従来例として特開昭54−36698号公報
に記載の装置では、第１図に示すように締付けト
ルクを検出した後、前記トルク値が設定値範囲内
にあることを最終判別器で判別するようになつて
いるが、この場合締付け後の良否判別は可能であ
るが、未然にねじ締付けの不良発生を防止するこ
とは不可能である。
に記載の装置では、第１図に示すように締付けト
ルクを検出した後、前記トルク値が設定値範囲内
にあることを最終判別器で判別するようになつて
いるが、この場合締付け後の良否判別は可能であ
るが、未然にねじ締付けの不良発生を防止するこ
とは不可能である。
本発明は、上記問題点を解決するものであり、
ねじ締付け不良を未然に防止でき、締付けトルク
管理が容易で、且つ高精度の定トルク締付けを行
なうことができる定トルクねじ締付け装置を提供
しようとするものである。
ねじ締付け不良を未然に防止でき、締付けトルク
管理が容易で、且つ高精度の定トルク締付けを行
なうことができる定トルクねじ締付け装置を提供
しようとするものである。
課題を解決するための手段
本発明は、駆動源からの締付けトルクをねじに
伝達するビツトと、このビツトと駆動源との間に
設けられ、駆動源からの締付けトルクをビツトに
伝達、遮断可能な電磁クラツチと、締付けトルク
を検出するトルク検出器と、必要締付けトルクに
応じて設定値が調節可能でその設定値に対応した
出力信号を出すトルク設定器と、前記トルク検出
器からの信号とトルク設定器からの信号を比較
し、トルク検出器からの信号がトルク設定器で設
定した設定値に達すると信号を出す比較器と、前
記比較器からの信号を受け、前記駆動源への電源
を遮断すると同時に前記電磁クラツチへの電源を
遮断してビツトと駆動源のトルク伝達を遮断する
よう設けられた開閉回路と、前記比較器と開閉回
路の間に設けられ、比較器からの信号を受けた
後、一定時間後に開閉回路へ信号を発生可能な時
限回路とからなり、前記時限回路は開閉回路へ信
号を出す時間を調整可能に設けたものである。
伝達するビツトと、このビツトと駆動源との間に
設けられ、駆動源からの締付けトルクをビツトに
伝達、遮断可能な電磁クラツチと、締付けトルク
を検出するトルク検出器と、必要締付けトルクに
応じて設定値が調節可能でその設定値に対応した
出力信号を出すトルク設定器と、前記トルク検出
器からの信号とトルク設定器からの信号を比較
し、トルク検出器からの信号がトルク設定器で設
定した設定値に達すると信号を出す比較器と、前
記比較器からの信号を受け、前記駆動源への電源
を遮断すると同時に前記電磁クラツチへの電源を
遮断してビツトと駆動源のトルク伝達を遮断する
よう設けられた開閉回路と、前記比較器と開閉回
路の間に設けられ、比較器からの信号を受けた
後、一定時間後に開閉回路へ信号を発生可能な時
限回路とからなり、前記時限回路は開閉回路へ信
号を出す時間を調整可能に設けたものである。
作 用
上記構成によれば、締付けトルクをトルク検出
器により検出しているので、モータの慣性力等に
関係なく実際にねじに負荷される正確な締付けト
ルクを検出することができ、また、その検出信号
と、別に設けたトルク設定器から発する信号を比
較し、検出信号値がトルク設定器で設定した値に
達すると時限回路によりねじや締付け材料の特性
に合せ一定時間後に電動ドライバやエアードライ
バ等の駆動源を停止させると同時に電磁クラツチ
により駆動源側とねじ締付けビツト側を瞬時に遮
断する。
器により検出しているので、モータの慣性力等に
関係なく実際にねじに負荷される正確な締付けト
ルクを検出することができ、また、その検出信号
と、別に設けたトルク設定器から発する信号を比
較し、検出信号値がトルク設定器で設定した値に
達すると時限回路によりねじや締付け材料の特性
に合せ一定時間後に電動ドライバやエアードライ
バ等の駆動源を停止させると同時に電磁クラツチ
により駆動源側とねじ締付けビツト側を瞬時に遮
断する。
また、時限回路の時間を調整可能としているの
で、材質の違いによる伸びや収縮率の違いに合せ
て締付力が安定するまでのトルク遮断時間を調整
することができる。
で、材質の違いによる伸びや収縮率の違いに合せ
て締付力が安定するまでのトルク遮断時間を調整
することができる。
実施例
以下本発明の一実施例について図面によつて説
明する。
明する。
第２図において、固定板１のうえにトルク変換
器本体２がボルト３により固定されている。前記
トルク変換器本体２は、軸ねじり歪が発生しやす
いように貫通孔４を設け中空薄肉軸部５を形成し
ている。前記中空薄肉軸部５の外周表面には歪ゲ
ージ６を貼付けてある。トルク変換器本体２の同
心上には電動ドライバ７がボルト８にて固定され
ている。９は電動ドライバ７の出力軸であり、貫
通孔４内に設けられ、軸受１０により回転自在に
取付けられている。出力軸９とビツト１１の中間
には電動ドライバの駆動力を伝達したり遮断した
りする為の電磁クラツチ１２が取付けられてい
る。ビツト１１の先端は締付けねじ１３に係合す
るようになつている。
器本体２がボルト３により固定されている。前記
トルク変換器本体２は、軸ねじり歪が発生しやす
いように貫通孔４を設け中空薄肉軸部５を形成し
ている。前記中空薄肉軸部５の外周表面には歪ゲ
ージ６を貼付けてある。トルク変換器本体２の同
心上には電動ドライバ７がボルト８にて固定され
ている。９は電動ドライバ７の出力軸であり、貫
通孔４内に設けられ、軸受１０により回転自在に
取付けられている。出力軸９とビツト１１の中間
には電動ドライバの駆動力を伝達したり遮断した
りする為の電磁クラツチ１２が取付けられてい
る。ビツト１１の先端は締付けねじ１３に係合す
るようになつている。
次に本発明の動作を説明する。
電動ドライバ７の回転力は出力軸９、電磁クラ
ツチ１２およびビツト１１を介して締付けねじ１
３に伝達される。前記回転力は即ち締付けトルク
であり、その締付けトルクは反力として固定板１
に取付けられているトルク変換器本体２に伝達さ
れ中空薄肉軸部５にねじれ歪を生じさせる。この
ねじれ歪は歪ゲージ６により電気抵抗の変化に変
換され増幅器１４に送られる。回転軸の外周表面
に歪ゲージが貼付けられ、このような歪ゲージの
電気抵抗の変化を応用したトルク変換器は公知事
実として多用されている。次に増幅器１４で増幅
された信号は比較器１５に送られる。トルク設定
器１６は所定の必要締付トルク値に応じて設定値
が調節可能で、その設定値に対応した出力信号を
比較器１５に送る。比較器１５は増幅器１４から
の信号とトルク設定器１６からの信号を比較し、
増幅器１４の信号がトルク設定器１６で設定した
値に達すると時限回路１７に信号を送る。次に限
時回路１７では比較器１５からの信号を受けた
後、一定時間後に開閉回路１８に信号を送る。開
閉回路１８は電動ドライバ７への電源を開閉する
回路であり、限時回路１７からの信号を受けて電
動ドライバ７への電源を遮断することにより電動
ドライバ７の回転は停止する。又開閉回路１８か
ら電動ドライバ７と共に電磁クラツチ１２へも回
路が構成されており電磁クラツチ１２への電源も
遮断されるので、出力軸９とビツト１１は機械的
に遮断されビツト１１の回転は停止し、ねじ１３
の締付けは完了する。電磁クラツチ１２はコイル
１９に電流を通じると、フイルド２０が励磁さ
れ、ロータ２１を磁化し、アマチユア２２を吸引
して、ロータ２１とアマチユア２２は圧着状態と
なりこの摩擦力によりロータ２１側とアマチユア
２２側は機械的に連結される。電流を遮断すると
ロータ２１の磁気は消滅し、リブ２３に固着され
たドライブピン２４に挿入したスプリング２５に
よりアマチユア２２は元に復帰し、連結は遮断さ
れるようになつている。
ツチ１２およびビツト１１を介して締付けねじ１
３に伝達される。前記回転力は即ち締付けトルク
であり、その締付けトルクは反力として固定板１
に取付けられているトルク変換器本体２に伝達さ
れ中空薄肉軸部５にねじれ歪を生じさせる。この
ねじれ歪は歪ゲージ６により電気抵抗の変化に変
換され増幅器１４に送られる。回転軸の外周表面
に歪ゲージが貼付けられ、このような歪ゲージの
電気抵抗の変化を応用したトルク変換器は公知事
実として多用されている。次に増幅器１４で増幅
された信号は比較器１５に送られる。トルク設定
器１６は所定の必要締付トルク値に応じて設定値
が調節可能で、その設定値に対応した出力信号を
比較器１５に送る。比較器１５は増幅器１４から
の信号とトルク設定器１６からの信号を比較し、
増幅器１４の信号がトルク設定器１６で設定した
値に達すると時限回路１７に信号を送る。次に限
時回路１７では比較器１５からの信号を受けた
後、一定時間後に開閉回路１８に信号を送る。開
閉回路１８は電動ドライバ７への電源を開閉する
回路であり、限時回路１７からの信号を受けて電
動ドライバ７への電源を遮断することにより電動
ドライバ７の回転は停止する。又開閉回路１８か
ら電動ドライバ７と共に電磁クラツチ１２へも回
路が構成されており電磁クラツチ１２への電源も
遮断されるので、出力軸９とビツト１１は機械的
に遮断されビツト１１の回転は停止し、ねじ１３
の締付けは完了する。電磁クラツチ１２はコイル
１９に電流を通じると、フイルド２０が励磁さ
れ、ロータ２１を磁化し、アマチユア２２を吸引
して、ロータ２１とアマチユア２２は圧着状態と
なりこの摩擦力によりロータ２１側とアマチユア
２２側は機械的に連結される。電流を遮断すると
ロータ２１の磁気は消滅し、リブ２３に固着され
たドライブピン２４に挿入したスプリング２５に
よりアマチユア２２は元に復帰し、連結は遮断さ
れるようになつている。
締付けトルクはねじ頭部座面が締付け材料面に
着座してから発生するものであり、ねじピツチや
材質の違いによるねじ自体の伸び率の違いや締付
け材料の材質の違いによる収縮率の違いにより着
座から所定の安定締付けトルクまでに要する締付
け時間が異なる。例えば金属材料同士等剛性体の
締付けの場合は、前記締付け時間は短くてよく、
樹脂材料やゴムパツキン等クツシヨン材の入つた
弾性体の締付けの場合はねじの伸びや締付け材料
の収縮が安定するまで所定の締付けトルクで一定
時間保持したほうが精度よく締付けられる。
着座してから発生するものであり、ねじピツチや
材質の違いによるねじ自体の伸び率の違いや締付
け材料の材質の違いによる収縮率の違いにより着
座から所定の安定締付けトルクまでに要する締付
け時間が異なる。例えば金属材料同士等剛性体の
締付けの場合は、前記締付け時間は短くてよく、
樹脂材料やゴムパツキン等クツシヨン材の入つた
弾性体の締付けの場合はねじの伸びや締付け材料
の収縮が安定するまで所定の締付けトルクで一定
時間保持したほうが精度よく締付けられる。
従つて前記限時回路１７は所定の締付けトルク
値に達した後、電動ドライバ７の電源を遮断する
までの時間をねじや締付け材料の特性に合せて調
整設定可能に構成しており、これにより効果的、
且つ精度よくねじ締付けを行なうことができる。
値に達した後、電動ドライバ７の電源を遮断する
までの時間をねじや締付け材料の特性に合せて調
整設定可能に構成しており、これにより効果的、
且つ精度よくねじ締付けを行なうことができる。
更に、出力軸９とビツト１１を電磁クラツチ１
２で瞬時に遮断することにより、電動ドライバ７
の電源を遮断した後発生するモータ電機子の慣性
力により生じるトルクをビツトからねじへ伝達さ
れるものを防止し、より精度の高いねじ締付けが
できる等の効果がある。
２で瞬時に遮断することにより、電動ドライバ７
の電源を遮断した後発生するモータ電機子の慣性
力により生じるトルクをビツトからねじへ伝達さ
れるものを防止し、より精度の高いねじ締付けが
できる等の効果がある。
第３図は本発明の他の実施例で、１９はエアー
ドライバで圧縮空気を駆動源とする。２０は電磁
弁で、圧縮空気源２１とエアードライバ１９の中
間に設けて空気回路を構成している。この場合は
開閉回路１８により電磁弁２０の電源を開閉する
ようになつており、電磁弁２０の電源を遮断する
事によつてエアードライバ１９への圧縮空気を遮
断し、エアードライバ１９の回転は停止する。
ドライバで圧縮空気を駆動源とする。２０は電磁
弁で、圧縮空気源２１とエアードライバ１９の中
間に設けて空気回路を構成している。この場合は
開閉回路１８により電磁弁２０の電源を開閉する
ようになつており、電磁弁２０の電源を遮断する
事によつてエアードライバ１９への圧縮空気を遮
断し、エアードライバ１９の回転は停止する。
発明の効果
以上の実施例で明らかなように、本発明によれ
ば、締付けトルクをトルク検出器により検出して
いるので、モータの慣性力等に関係なく実際にね
じに負荷される正確な締付けトルクを検出するこ
とができ、また、その検出信号と、別に設けたト
ルク設定器から発する信号を比較し、検出信号値
がトルク設定器で設定した値に達すると限時回路
によりねじや締付け材料の特性に合せ一定時間後
に電動ドライバやエアードライバ等の駆動源を停
止させると同時に電磁クラツチにより駆動源側と
ねじ締付けビツト側を瞬時に遮断し、駆動源側に
生ずる慣性力によるトルクの伝達を遮断するの
で、ねじ締付け不良を未然に防止できる。
ば、締付けトルクをトルク検出器により検出して
いるので、モータの慣性力等に関係なく実際にね
じに負荷される正確な締付けトルクを検出するこ
とができ、また、その検出信号と、別に設けたト
ルク設定器から発する信号を比較し、検出信号値
がトルク設定器で設定した値に達すると限時回路
によりねじや締付け材料の特性に合せ一定時間後
に電動ドライバやエアードライバ等の駆動源を停
止させると同時に電磁クラツチにより駆動源側と
ねじ締付けビツト側を瞬時に遮断し、駆動源側に
生ずる慣性力によるトルクの伝達を遮断するの
で、ねじ締付け不良を未然に防止できる。
また、ねじや締付け材料の特性に合せ時限回路
の時間を調整可能としているので、材質の違いに
よる伸びや収縮率の違いに合せて締付力が安定す
るまでのトルク遮断時間を調整することができ、
締付けトルク管理が容易で、精度よく締付けを行
なうことができる。
の時間を調整可能としているので、材質の違いに
よる伸びや収縮率の違いに合せて締付力が安定す
るまでのトルク遮断時間を調整することができ、
締付けトルク管理が容易で、精度よく締付けを行
なうことができる。
第１図は従来例の構成図、第２図は本発明の一
実施例における定トルクねじ締付け装置の構成
図、第３図は他の実施例における定トルクねじ締
付け装置の構成図である。 ２……トルク変換器本体、５……中空薄肉軸
部、６……歪ゲージ、７……電動ドライバ、９…
…出力軸、１１……ビツト、１２……電磁クラツ
チ、１３……ねじ、１４……増幅器、１５……比
較器、１６……トルク設定器、１７……限時回
路、１８……開閉回路、１９……エアードライ
バ、２０……電磁弁、２１……圧縮空気源。
実施例における定トルクねじ締付け装置の構成
図、第３図は他の実施例における定トルクねじ締
付け装置の構成図である。 ２……トルク変換器本体、５……中空薄肉軸
部、６……歪ゲージ、７……電動ドライバ、９…
…出力軸、１１……ビツト、１２……電磁クラツ
チ、１３……ねじ、１４……増幅器、１５……比
較器、１６……トルク設定器、１７……限時回
路、１８……開閉回路、１９……エアードライ
バ、２０……電磁弁、２１……圧縮空気源。
Claims (1)
- １ 駆動源と、前記駆動源からの締付けトルクを
ねじに伝達するビツトと、このビツトと駆動源と
の間に設けられ、駆動源からの締付けトルクをビ
ツトに伝達、遮断可能な電磁クラツチと、締付け
トルクを検出するトルク検出器と、前記トルク検
出器からの信号を増幅する増幅器と、必要締付け
トルクに応じて設定値が調節可能でその設定値に
対応した出力信号を出すトルク設定器と、前記増
幅器とトルク設定器の信号を比較し、増幅器から
の信号がトルク設定器で設定した設定値に達する
と信号を出す比較器と、前記比較器からの信号を
受け、前記駆動源への電源を遮断すると同時に前
記電磁クラツチへの電源を遮断してビツトと駆動
源のトルク伝達を遮断するよう設けられた開閉回
路と、前記比較器と開閉回路の間に設けられ、比
較器からの信号を受けた後、一定時間後に開閉回
路へ信号を発生可能な時限回路とからなり、前記
時限回路は、前記比較器からの信号を受けた後一
定時間後に開閉回路へ信号を出す時間を調整可能
に設けてなる定トルクねじ締付け装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56005279A JPS57121477A (en) | 1981-01-16 | 1981-01-16 | Fixed torque screw clamping device |
| US06/338,996 US4418765A (en) | 1981-01-16 | 1982-01-12 | Power-driven screwdriver with a torque control |
| CA000394245A CA1202707A (en) | 1981-01-16 | 1982-01-15 | Power-driven screwdriver with a torque control |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56005279A JPS57121477A (en) | 1981-01-16 | 1981-01-16 | Fixed torque screw clamping device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57121477A JPS57121477A (en) | 1982-07-28 |
| JPH0230832B2 true JPH0230832B2 (ja) | 1990-07-10 |
Family
ID=11606790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56005279A Granted JPS57121477A (en) | 1981-01-16 | 1981-01-16 | Fixed torque screw clamping device |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4418765A (ja) |
| JP (1) | JPS57121477A (ja) |
| CA (1) | CA1202707A (ja) |
Families Citing this family (52)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3210889A1 (de) * | 1982-03-25 | 1983-09-29 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Schraubvorrichtung |
| JPS59196134A (ja) * | 1983-04-18 | 1984-11-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ネジ締め装置 |
| US4501176A (en) * | 1983-06-28 | 1985-02-26 | Lockheed Corporation | Automatic threaded nut installation and torquing system |
| DE3323251A1 (de) * | 1983-06-28 | 1985-01-10 | Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia, 4670 Lünen | Getriebe mit ueberlastsicherung, insbesondere fuer den antrieb von kohlenhobeln u.dgl. |
| JPS6039468U (ja) * | 1983-08-24 | 1985-03-19 | 油谷鉄工株式会社 | 気動工具 |
| US4613800A (en) * | 1984-09-21 | 1986-09-23 | The Boeing Company | Servo system for measuring and controlling the amount of torque being applied to rotating tools and method |
| US4721169A (en) * | 1986-05-14 | 1988-01-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electric driver with torque-adjustable clutch mechanism |
| EP0363587B1 (en) * | 1988-10-12 | 1996-01-24 | Fuji Kuuki Kabushiki Kaisha | Tightening control apparatus for torque wrench |
| JPH02116479A (ja) * | 1988-10-21 | 1990-05-01 | Fujitsu Ltd | ネジ締め装置 |
| US5014793A (en) * | 1989-04-10 | 1991-05-14 | Measurement Specialties, Inc. | Variable speed DC motor controller apparatus particularly adapted for control of portable-power tools |
| JPH0379279A (ja) * | 1989-08-15 | 1991-04-04 | Hayashi Tokei Kogyo Kk | 電動ドライバ |
| US5117919A (en) * | 1989-09-11 | 1992-06-02 | The Rotor Tool Company | Torque control system and method |
| SE464960B (sv) * | 1990-03-09 | 1991-07-08 | Nobelpharma Ab | Vridaatdragare foer benfoerankrings- eller implantatelement/-verktyg |
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| JPH04109867U (ja) * | 1991-03-07 | 1992-09-24 | 瓜生製作株式会社 | トルク制御式インパクトレンチ |
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