JPH1029167A - ボルト締結機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】低トルクでの締結時には、締付力にばらつきが
なく、高トルクによる締着の場合は短時間で締め付けが
可能なボルト締結機を提供することを目的としている。 【構成】回転トルクを発生させるモータ２７と、このモ
ータ２７を駆動するモータ駆動部と、制御電源部５と、
締付トルクを調整するトルク設定部１０と、各設定トル
クに適したソフトスタートの保持時間パラメータをあら
かじめ入力してあるマイコン８などで構成された駆動制
御部と、電源ライン３、４の電流値を検出する電流検出
部６とを設けた構造にすることにより、締付トルクの設
定を変更するとソフトスタートの保持時間が自動的に変
更される。従って、高トルクでの締着の場合には短時間
で締め付けることができ、また、低トルクでの締結時に
は、締付力が一定になるボルト締結機１である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータの回転トルクを
利用したボルト締結機の制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ボルト締結機は、ボルトやナットの締結
に用いるものであり、シリースモータを駆動させて、こ
の回転トルクを利用し締結をおこなっている。締付トル
クはボルトやナットのサイズにより適正な値が決められ
ており、この締付トルクの調節をするために操作ボック
スまたは締付機本体にトルク設定ダイアルが設けてあ
る。この締付機は、締め付け時にソケット装着部に装着
されているソケットが急回転するとイナーシャ（慣性）
の影響により、締め付けトルクがばらついてしまう。特
に、低トルクでの締め付けをおこなう時にバラツキが大
きくなる。それを防止する目的で回転の初期に低速で回
転するソフトスタートの機能が備えられている。

【０００３】従来のボルト締結機のソフトスタート機能
は、低トルクでの締付け、あるいは、高トルクでの締付
けのいずれの場合でも、モータのソフトスタート保持時
間が一定になっており、調整することができない。従っ
て、ソフトスタートの保持時間を長い時間に設定てある
ボルト締付機は、締め付けに時間がかかり、また、この
保持時間を短い時間に設定してあるボルト締付機はイナ
ーシャの影響により低トルクでの締結力にバラツキが生
じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ソフトスタートの保持
時間が長い時間に設定されたボルト締結機でナットなど
を締め付けると、ソフトスタートにかかる時間が長いの
で締め付けに時間がかかるという問題があり、また、ソ
フトスタートの保持時間が短い時間に設定された締結機
で、小径のネジを低トルクで締め付けると、イナーシャ
の影響によりネジの締結力がばらついてしまうという問
題がある。

【０００５】本発明は、この様な事情を鑑みてなされた
ものであり、大径のネジの締め付けをおこなう高トルク
による締着の場合は短時間で締め付けが可能であり、ま
た、低トルクでの締結時には、締付力にばらつきのない
ボルト締結機を提供することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】回転トルクを発生させる
モータと、このモータを駆動するモータ駆動部と、制御
電源部と、締付トルクを調整するトルク設定部と、各設
定トルクに適したソフトスタートの保持時間パラメータ
をあらかじめ入力してあるマイコンなどで構成された駆
動制御部と、電源ラインの電流値を検出する電流検出部
とを設けることにより、締付トルクの設定を変更するこ
とによりソフトスタートの保持時間が自動的に変更さ
れ、高トルクでのナット等の締着の場合に、短時間で締
め付けが可能であり、また、低トルクでの締結時には、
締付力が一定になるボルト締結機を提供することにより
課題を解決している。

【０００７】

【作用】締結機のスイッチを入れることにより本体に内
蔵されたモータが回転し、この回転が減速機で減速さ
れ、ソケット装着部が回転する。このソケット装着部に
ソケットを装着し、ソケットを回転させることにより、
ナット等が締め付けられる。

【０００８】次に、電気の面から説明をすれば、電源ス
イッチを入れることにより電流が制御電源部、マイコン
及びトリガ回路を経由し電力制御素子に流れることによ
り、電源ラインの電流が電力制御素子を経由しモータに
流れる。これにより、モータの回転子が回転してボルト
やナットの締結がおこなわれる。前記モータに流れた電
流を電流検出部で検出しマイコン内にフィードバックさ
れ、このマイコン内で検出された電流値が、トルク設定
部において設定された設定電流値と較べ過大か過小かの
比較をおこなう。モータに流れる電流が設定電流値に対
して過小の場合はさらに継続して電流が流れ締め付けが
進行する。この締め付けの継続により電流値が設定電流
値に対し過大となった場合は、マイコンが判断しトリガ
回路をＯＦＦにする。これにより、トリガ回路からの電
流が止まり電力制御素子がＯＦＦになり、モータの回転
が停止し締め付けが完了する。

【０００９】

【実施例】本発明を一実施例に基づいて説明する。図１
〜図３に本発明の実施例を示す。図１は本発明の一実施
例のボルト締結機の電気的構成を示すブロック図であ
り、図２は本発明の一実施例によるボルト締結機の側面
図であり、図３はボルト締結機の動作を示すフローチャ
ートである。

【００１０】以下、図２に基づいてボルト締結機の構造
について説明する。締結機１は、略円筒形の外形をした
本体１７と、本体の一端部に装着されたソケット装着部
１９と、本体の他端部に一体に形成されている機構部１
６とで構成されている。機構部１６は握り部２５を備
え、本体１７の内部には、モータと速度変換機構（共に
図示せず）とが内蔵されている。握り部２５は作業者が
手で把持できるように形成され、把持状態で指が位置す
る箇所に引き金状の電源スイッチ２０が配置されてい
る。電源スイッチ２０の近傍には、引き金状の電源スイ
ッチ２０を引いた状態で固定するロックスイッチ２１が
設けられている。このスイッチを入れることにより本体
に内蔵されたモータが回転し、この回転が減速機で減速
され、ソケット装着部が回転する。このソケット装着部
にソケットを装着し、ソケットを回転させることにより
ナット等が締め付けられる。

【００１１】以下、図１に基づいて、締結機１の電気的
構成について説明する。締結機１は、商用交流電源（以
下、電源）２に電源ケーブル１５を介して接続され、所
定の固定電圧レベルの駆動電圧を出力する制御電源部５
を備えている。また、電源ライン３、４には回転トルク
を発生させるモータ２７と、このモータ２７へ供給する
電力を制御する電力制御素子１４、及び、このライン４
の電流値を検出する電流検出部６とが設けられている。
さらに、締付トルクを設定するためのトルク設定ダイヤ
ル１０と、設定電流値と電源ライン３、４に流れる電流
値と比較したり電流制御素子１４のＯＮ−ＯＦＦをコン
トロールするマイコン８及びトリガ回路９とを備えてい
る。また、マイコン８には、あらかじめ各トルク設定毎
に適したソフトスタートの保持時間パラメータが入力さ
れている。

【００１２】このような構成において、電源スイッチ２
０を入れることにより電流が制御電源部５、マイコン８
及びトリガ回路９を経由し電力制御素子１４に流れる。
それにともない、電源ライン３、４の電流が電力制御素
子１４を経由しモータ２７に流れ、回転子が回転してボ
ルトやナットの締結がおこなわれる。前記モータ２７に
流れた電流を電流検出部６で検出し、マイコン８内にフ
ィードバックされる。このマイコン８内で検出された電
流値が、トルク設定部１０において設定された設定電流
値と比較し、過大か過小かの判断をおこなう。モータ２
７に流れる電流が設定電流値に対して過小の場合はさら
に継続して電流が流れ、締め付けが進行する。この締め
付けの継続により電流値が設定電流値に対し過大となっ
た場合は、マイコン８が判断しトリガ回路９をＯＦＦに
する。これにより、トリガ回路９からの電流が止まり電
力制御素子１４がＯＦＦになり、モータ２７の回転が停
止し締め付けが完了する。

【００１３】以下、図１〜図３を参照して、本実施例の
締結機の動作について説明する。ボルトやナットを締結
する作業に先だって、本体または制御ボックスに設けら
れたトルク設定ダイアル１０で、締結されるネジサイズ
に合わせ、適正なトルクを設定する。トルク設定後、モ
ータ２７のスイッチ２０を入れることにより、トルク設
定ダイアル１０でセットされた設定値を設定０００ａ１
のステップより設定１００ａ５のステップの方向に向か
って順次検索していく、これが図３のフローチャートの
ステップａ１、ａ３、ａ５に示されている。例えば、ト
ルク設定ダイアルにより設定値を０５０に設定した場
合、ステップａ１の設定０００では設定値０５０より値
が小さいのでマイコン８よりＮＯの信号が出力される。
以下、設定０５０ａ３の手前まで順次検索されＮＯの信
号が出力され下方に下りてくる。設定０５０のステップ
ａ３はトルク設定ダイアルにより設定された値であるの
で、このステップａ３でＹＥＳの信号が出力され「設定
０５０時のソフト時間設定」のステップａ４へ信号が移
行する。このステップでソフトスタートの保持時間が設
定されたことにより位相制御がスタートａ７し、モータ
２７の回転子が回転を開始する。この回転子の回転によ
りボルトやナットの締め付けが開始される。

【００１４】そして、このネジの締め付けにより、モー
タ２７の電流値が次第に増加してくる。この電流値は電
源検出部６で検出されてマイコン８へフィードバックさ
れる。マイコン内ではこの値がトルクを設定したときの
電流値と比較し、モータ２７を流れる電流が設定トルク
より低い場合はＮＯの信号が出力され、モータ２７はそ
のまま回転して締め付けが継続される。このまま締め付
けが継続されると、ある時点でモータ２７の電流値と設
定トルクの電流値とが同一になり、マイコンよりＹＥＳ
の信号が出され、トリガ回路９から電力制御素子１４へ
の電流の流れがストップし、電力制御素子１４部の電流
の流れが遮断される。これにより、モータ１１の回転が
停止し、ボルトやナットが適正締付トルクで締め付けら
れる。

【００１５】このように、本願特許のボルト締結機は、
マイコン８内にあらかじめ各トルク設定毎に各トルクに
適したソフトスタートの保持時間パラメータが入力して
あるので、トルク設定によりこのトルクにあった保持時
間が自動的に設定される。従って、低トルクで締め付け
をするときはソフトスタートの時間が長く設定してあ
り、締付力にばらつきがなくなり、一定トルクでにボル
トやナットの締め付けをすることができる。また、高ト
ルクで締め付けをするときはソフトスタートの時間を短
く設定してあるので、短時間で締め付けをおこなうこと
ができる。

【００１６】

【発明の効果】以上の通り、本願発明のボルト締付機は
締付トルクによって、ソフトスタート時間を自動的に変
更することができるので、低トルクでの締め付けにおい
てばらつきがなく、一定締付力でボルトやナットの締め
付けをすることができ、また、高トルクで締め付けをす
るときは短時間で締め付けをおこなうことができる。こ
のように、ネジ締め付けの信頼性が向上し、かつ、作業
能率が向上する。

【００１７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるボルト締結機の電気的
構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例によるボルト締結機の側面図
である。

【図３】ボルト締結機の動作を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１・・・・・締結機 ２・・・・・商用交流電源（電源） ３、４・・・電源ライン ５・・・・・制御電源部 ６・・・・・電流検出部 ８・・・・・マイコン ９・・・・・駆動制御回路 １０・・・・・トルク設定部 １４・・・・・電力制御素子 １５・・・・・電源ケーブル ２０・・・・・電源スイッチ ２７・・・・・モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】締付トルクの調整が可能で、ソフトスター
   ト機能を備えたボルト締結機において、 回転トルクを発生させるモータと、 このモータを駆動するモータ駆動部と、 制御電源部と、 締付トルクを調整するトルク設定部と、 各設定トルクに適したソフトスタートの保持時間パラメ
   ータをあらかじめ入力してあるマイコンなどで構成され
   た駆動制御部と、 電源ラインの電流値を検出する電流検出部とを設けるこ
   とにより、 締付トルクの設定を変更するとソフトスタートの保持時
   間が自動的に変更されることを特徴とするボルト締結
   機。