JPS59139879A - 電動ドライバ−の制御回路 - 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】 本発明はスロースタート機能を有する電動ドライバーの
制御回路に関する。

螺子を締めるための電動ドライバーはあらゆる産業に広
く用いられているが、従来のものは回転速度も締める時
のトルク値も常時一定であった。

第１図はドライバ一部分のモータの回路速度と時間との
関係を示す説明図であるが、時刻ｔ１で始動すると定ま
った回転速度で回転し螺子からの反作用による所定のト
ルク値を時刻ｔ２で制御回路が検出するとドライバ一部
分は自動的にモータの回転を停止する。第１図はドライ
バ一部分が夫々２回ずつの始動と停止動作を含むもので
あり、いわゆる２回締めによる状狸が示しである。

従来の電動ドライバーのドライバ一部分と制御回路との
関係および制御回路の内部の回路は夫々第３図（ａ）、
第６図（ｂ）のブロック図で示しである。

電源１１によって直流に変換された商用電源１０からの
電力が制御回路１２に加えられるが、制御回路１２はド
ライバ一部分１３からの始動信号によってモータ用電力
をドライバ一部分１３に供給する。ドライバ一部分１′
５は主にドライバーを回転させるモータと、モータを回
転させ、始動させる信号、つまり始動信号を発生するた
めの手動スイッチを含む回路により構成されている。始
動信号は制御回路のインタフェイス回路１４で波形成形
され、リレー駆動回路１５に加えられリレー１６を駆動
する。モータ用電力はリレー１６を経てドライバ一部分
１３に供給されるか螺子がある程度締められて螺子の反
作用によりドライバーに加わる所定のトルク値を検出回
路１７が検出するとリレー駆動回路１５を介してリレー
１６は駆動を停止され、モータ用電力は遮断される。手
動スイッチにより２回目の締めを短時間行うが、このよ
うに複数同行うことにより螺子の最終的な締め方の状態
のばらつきを防ぐことができる。

ところでこのような従来の制御回路１２を用いた電動ド
ライバーではドライバ一部分１３のモータの回転速度も
ト輿り値も常時一定であり最初から高速回転するので螺
子が螺子穴に斜めに入った場合等無理に締めつけられて
螺子も螺子穴も破損しやすい。特にアルミニウム等のや
わらかいものへの螺子綿めを行う時にこのような事故が
発生しやすい。

本発明の目的はこのような従来の電動ドライバーの欠点
を改善し、始動時にはドライバ一部分のモータが低速度
で回転するスロースタート機能を有する電動ドライバー
を提供することにある。

本発明は第１回路部分がドライバ一部分の始動、停止を
制御する回路からなり、第２回路部分は始動信号が第１
回路部分と共に加えられてドライバ一部分の動作の１サ
イクル内の始動信号を計数するカウンタ、１サイクル内
の最初の始動時に切換回路の駆動時間を設定するタイマ
、タイマにより駆動され１サイクル内の最初の始動時に
ドライバ一部分に供給されるモータ用電力を低下させる
切換回路からなることをｔＶｆｅとする電動ドライバー
の制御回路にある。

以下本発明の制御回路を用いた電動ドライバーを示す第
４図および制御回路の実施例を示す第５図により説明す
る。第４図は電動ドライバーの全体を示すブロック図で
あり、第５図は制御回路内の第２回路部分のブロック図
である。なお第３図（ａ）　ｌ　（ｂ）と同一部分は同
じ符号を付与しである。

第４図において点線で囲み示しである本発明の制御回路
３１はドライバ一部分１６の始動、停止を制御する第１
回路部分１と、ドライバ一部分１３の１回以上の始動、
停止を含む１サイクルの動作において最初の始動時にド
ライバ一部分１３に供給するモータ用電力を低下させる
役割をする第２回路部分２から構成される。１サイクル
の動作とはドライバ一部分１３が第１図に示すような２
回締めの動作を行う時、時刻ｔ１で始動し２回目の締め
が終り時刻ｔ３で停止するまでの一連の動作を指し、第
１図の場合は夫々２回ずつの始動、停止動作が含まれる
。第１回路部分１は第３図（ｂ）に示すように実質的に
従来の制御回路１２と同じように構成されており、ドラ
イバ一部分１６の動作を制御する。

第２１ｇ回路部分２はインタフェイス回路３、カウンタ
４、タイマ５、リレー駆動回路６、リレー７、負荷抵抗
８、表示器９から構成されている。ドライバ一部分１３
からの始動信号は第１回路部分１のインタフェイス回路
１４と共に第２回路部分２のインタフェイス回路６に加
えられる。カウンタ４はインタフェイス回路１４からの
信号の数を１サイクル内の信号の藪として計数する。タ
イマ５はカウンタ４が１サイクル内の最初の始動信号を
計数した時リレー駆動回路乙に駆動時間を設定する信号
を加え、リレー７はその駆動時間だけ第１回路部分１の
リレー１６からのモータ用電力を負荷抵抗８を経てドラ
イバ一部分１３Ｋ（Ｊｊ給する。

リレー７の駆動時間が経過した後はモータ用電力は負荷
抵抗８を経ることなく供給される。駆動時間はドライバ
一部分１３の１ザイクル内の最初の始動から停止までの
時間より通常短くしである。

表示器９はドライバ一部分１３が１サイクル内の最後の
始動を行ったことを表示し、次の始動時に低速回転を行
い得る状態を示す。このように第２回路部分２は１サイ
クル内の最初の始動時にドライバ一部分１３に供給する
モータ用電力を負荷抵抗を経ることにより低下させ、モ
ータの回転速度もトルク値も低くする。

第２図は本発明の電動ドライバーのドライバ一部分１３
のモータの回転速度と時間の関係を示す説明図であるが
、１サイクル内の最初の始動時刻ｔｌから低速の回転速
度が終る時刻ｔ４までがリレー７の駆動時間であり第２
回路部分２の動作する時間である。時刻ｔ５は第１回路
部分１のリレー１６が検出回路１７によって遮断される
ことにより、ドライバ一部分１３の停止する時刻であり
、時刻ｔ６、時刻ｔ７ｒｄ、夫々ドライバ一部分１６が
２回目に始動と停止する時刻であり、第１図と同じよう
に２１締めによりドライバ一部分１３の１サイクルの動
作が終る。なお第６図（ａ）　ｔ　（ｂ）　、第４図、
第５図のブロック図において、矢印は信号又は電力の移
動方向を示し、又従来の制御回ｊ＋３１２と第１回路部
分１の構成は実質的に同一であるので共用して説明しで
ある。

次に第２回路部分２の実施鋳モ路をその回路図を示す第
６図によりｈ９明する。

第６図において、Ｐ６は始動信号が加えられる端子であ
り、Ｐｌはドライバ一部分１３に接続される端子である
。Ｐ９．Ｐｌｏは電源１１に接続される端子、Ｐ８は第
２回路部分２内部の電源用の端子である。又Ｐ１１は第
１回路部分１のリレー１６に接続する端子である。端子
Ｐ６は抵抗Ｒ１を介してトランジスタＴ３のベースに接
続され、そのＴ３のコレクタは抵抗Ｒ２を介してん子Ｐ
８に接続されると共に抵珀Ｒ３、抵抗Ｒ４を介してシュ
ミットトリガ回路１Ｂに接続される。エミッタはシュミ
ットトリガ回路１９に接続され、回路１９の出力側は抵
抗Ｒ５、コンデンサＣ４を介してカウンタ４のリセット
端子Ｒに接続されると共にタイマ５の入力端子Ｂ１ディ
スチャージ端子ＣＤに接続される。回路１８の出力側は
カウンタ４のクロック端子Ｃに接続される。カウンタ４
の出力端子Ｑはタイマ５の入力端子Ａに接続されると共
にシュミットトリガ回路２１に接続される。回路２１の
出力ＩＩは抵抗Ｒ９を介してトランジスタＴ１のペース
に接続され、又そのエミッタはアースされるがコレクタ
は抵抗Ｒ１１、発光ダイオードＤを介してリレー７のコ
イルＬの一端に接続される。

コイルＬの他端はトランジスタＴ２のコレクタ・エミッ
タを経てアースされる。カウンタ４のセット端子日はア
ースされるが、タイマ５の時定数回路を構成するコンデ
ンサ０５、抵抗Ｒ７、可変抵抗Ｒ８を介してリレー７の
コイルＬの一端に接続される。タイマ５の出力端子４は
シュミットトリガ回路２０に接続され、回路２０の出力
側は抵抗ＲＩＤを介してトランジスタＴ２のベースに接
続される。リレー７の片側の接点Ｓ１は端子Ｐ１１に直
接接続され、他方の接点Ｓ２は負荷抵抗Ｒ１２を介して
端子Ｐ１１に接続される。２２は６端子レギユレータで
あり、スイッチＳＷを「オン」することにより端子Ｐ８
に第２回路部分２内の電源電圧ＶＤＤを得る。

そしてトランジスタＴ５、シュミットトリガ回路１８を
主としてインタフェイス回路３が構成され、リセット端
子Ｒにシュミットトリガ回路１９が接続され、出力端子
互　と入力端子りの接続されているカウンタ４は数値２
までを計数する。コンデンサ０５、抵抗Ｒ７、抵抗Ｒ８
から寿る時定数回路によりタイマ５０時間が設定される
。又シュミットトリガ回路２０とトランジスタＴ２を主
としてリレー駆動（ロ）路６が構成され、トランジスタ
Ｔ１と発光ダイオードＤにより表示器９力玉構成される
。インタフェイス回路３のコンデンサＣ３は始動信号の
ノイズを除去するためのものである。

他のコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ４、ＰｌからＲ１１まで
の抵抗はすでに述べたもの以夕１は夫々回路定数を定め
るためのものであり散開を省略する。

このように構成された第６図の第２回路部分２の動作を
第７図（ａ）から第７図（ｇ）までのノ（ルス波形図を
参照しながら説明する。第７図（ａ）は始動信号、（ｂ
）はカウンタ４のクロック端子Ｃの入力（０）はカウン
タ４の出力端子Ｑの出力、（ｄ）はタイマ５の出力端子
４の出力、（ｅ）はトランジスタＴ１のペース入力（ｆ
）はトランジスタＴ２のベース入力、（ωはリレー７の
コイルＬの電流の夫々パルス波彰図であり、横軸は共通
に時間軸としである。なおりウンタ４やタイマ５は最初
セット状態にしであるものとして説明する。

さて時刻ｔ１にトランジスタＴ３のペースにドライバ一
部分１３から１サイクル内の第初の始動信号が加わると
、トランジスタＴ３が「オン」しシュミットトリガ回路
１８で波形成形された信号がカウンタ４の入力としてク
ロック端子ＯＫ加わる。カウンタ４の出力端子Ｑには第
７図（Ｑ）のような１サイクル内の最初の始動信号を計
数する出力が生ずる。この出力によりタイマ５がその動
作を開始し、出力端＋４に第７図（、ｉ）のようなタイ
マ５の出力を生ずる。この出力はシュミットトリガ回路
２０で反転されて第７図（ｆ）のようなトランジスタＴ
２のベース入力となる。そしてトランジスタＴ２が「オ
ン」し、リレー７には第７図（ｇ）のようなコイルＬの
電流が流れ端子Ｐ７は接点８２の側に接続し、モータ用
電力は負荷抵抗Ｒ１２を経てドライバ一部分１３に供給
される。なおトランジスタＴ１は第７図（θ）のよう表
ベース入力がカウンタ４の出力により加えられ「オフ」
しており、発光ダイオードＤは消灯している。ここまで
の動作は瞬時にして行われるので時間の経過は時間軸に
表わされていない。

次にタイマ５の設定時間が経過して時刻ｔ４でタイマ５
の出力が０レベルに復帰するト、トランジスタＴ２のベ
ース入力もハイレベルになり「オフ」する。リレー７の
コイルＬの電流もなくなり。

端子Ｐ７は接点Ｂ１に接続し、第１回路部分１のリレー
１６からのモータ用電力は負荷抵抗Ｒ１２を経ることな
く直接ドライバ一部分１３に供給される。その後第１回
路部分１の働きによりモータ用電力が遮断されるまで同
じ状態で供給される。

さらに１サイクルの動作において２回目の始動信号が時
刻ｔ６でトランジスタＴ６のベースに加わると、出力端
子Ｑのカウンタ４の出力はこの２回目の始動信号を計数
して０レベルに反転する。

このことによりトランジスタＴ１のベース入力が反転し
「オン」するので発光ダイオードＤに電流が流れて点灯
する。しかしタイマ５はカウンタ４の出力の反転状態が
時刻ｔ１とは異るので時間の設定を行わない。従って２
回目の始動信号が加わると、端子７はリレー７の接点ｓ
１に接続したままの状態であり第１回路部分１からのモ
ータ用電力は負荷抵抗Ｒ１２を経ることなくドライバ一
部分１３に供給され、モータは高速の回転を行う。

そして第１回路部分１の働きによりモータ用電力が遮断
されるまでこの状態は継続する。発光ダイオードＤはド
ライバ一部分１３の１サイクルの動作における最後の始
動信号、つまり２回目の始動信号を第２回路部分２が受
けた時点灯し、次の１サイクルの動作の最初の始動信号
により消える。

従って点灯時には次の始動信号により低速回転、低トル
クでドライバ一部分１３のモータが回転する状態にある
ことを表示する。又スイッチＳＷが「オフ」している時
、第２回路部分２は動作せず、制御回路３１は従来の制
御回路１２と全く同じように動作する。

なお、第６図の回路図において、リレー７の部分はトラ
イアック制御回路等を用いて機械的なリレー７にかえて
電子的な切換回路として構成することもできる。又負荷
抵抗Ｒ１２のかわりにトランジスタを用いて電圧制御回
路を構成して用いることもできる。タイマ５は機械的な
ものを用いることも熱論できる。又第２回路部分２全体
をＴＴＬや０ＭＯ８を用いて集積回路として構成するこ
とも容易である。さらに実施例ではドライバ一部分１３
の１サイクルの動作は夫々２回ずつの始動と停止動作を
含む場合、つまり２回締めの場合を説明したがこの締め
回数を任意に設定できることは明らかである。

第８図は本発明の制御回路の他の実施例を示す部分回路
図であり、第２回路部分２のカウンタ部分の回路図であ
る。

第８図において２３は１サイクルの始動信号を最大６ま
で計数できるカウンタであり集ｆ＃回路により構成され
ている。２４はディップスイッチであり、２５はＯＲ回
路である。ディップスイッチ２４の夫々のスイッチＳＷ
１からスイッチ５Ｗ（５までは、カウンタ２３の同じ数
字を付した出力端子Ｑ１から出力端子Ｑ６に接続してい
る。出力端子ＱＯはリセット状態でハイレベルにあり、
他の出力端子は付しである数字の数だけクロック端子Ｃ
から始動信号が加えられた時にハイレベルになり、同じ
数字の付されたスイッチを「オン」することによりＯＲ
回路２５を介してリセット端子Ｒに接続されカウンタ２
３をリセットする。ａｍはクロックネーブル端子である
。

このように構成されたカウンタ部分の端子Ｐ１から端子
Ｐ５までを第６図の対応する番号の付された接続点Ｆ１
から接続点Ｆ５にカウンタ４のかわりに夫々接続する。

そしてディップスイッチ２４のスイッチＳＷ１からスイ
ッチｓｗ６′！ｆ、でのいずれか１つを１オン」するこ
とにより１回締めから６回締めまでの１ザイクル内の任
意の締め回数を設定できる。この場合スイッチＳＷ１か
らスイッチＳＷ６までの数字が締め回数と対応し、例え
ばスイッチＳＷ５を「オン」すれば５回締めに設定され
、その１ヤイクル内の最初の始動信号が加えられた時の
み供給されるモータ用電力は低下する。

以上述べ／こように本発明の電動ドライバーの制御回路
は夫々１回以上の始動と停止の動作からなるドライバ一
部分１３の一連の動作において最初の始動時に供給され
るモータ用電力を低下させてモータを低速回転さぜるス
ロースタート機能を有する。従って従来の電動ドライバ
ーのように螺子が螺子穴に斜めに入った場合でも無理に
締めつけられることはないし、螺子や螺子穴が破損する
ことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図；従来の電動ドライバーのモータの回転速度の説
明図。 第２図一本発明の制御回路を用いた電動ドライバーのモ
ータの回転速度の説明図。 第３図（ａ）　、　（ｂ）　ｒ従来の電動ドライバーと
制御回路のブロック図。 第４図；本発明の制御回路を用いた電動ドライバーのブ
ロック図。 第５図１本発明の制御回路の実施例を示すブロック図。 第６図２第５図の回路図。 第６図２第５図のパルス波形図。 第８図ｉ本発明の制御Ｎ路の他の実施例を示す部分回路
図。 １・・・・・・第１回路部分、　２・・・・・・第２回
路部分。 ３．１４・・・・・・インタフェイス回路。 ４、２３・・・・・・カウンタ、　　５・・・・・・タ
イマ。 ６．１５・・・・・・リレー駆動回路。 ７．１６・・・・・・リレー、　　８・・・・・・負荷
抵抗。 ９・・・・・・表示器、　１０・・・・・・商用電源。 １１・・・・・・電源、　　１２．５１・・・・・・制
御回路。 １３・・・・・・ドライバ一部分、１７・・・・・・検
出回路。 １８、１９．２０．２１・・・・・・シュミットトリガ
回路。 ２２・・・・・・６端子レギユレータ。 ２４・・・・・・ディップスイッチ、２５・・・・・・
ＯＲ回路。 ＴＩ、Ｔ２．Ｔ３・・・・・・トランジスタ。 Ｐ１〜Ｐ１１・・・・・・端子、Ｒ１〜Ｒ１１・・・・
・・抵抗。 Ｒ１２・・・・・・負荷抵抗。 ０１　、０２．０３．０４．０５・・・・・・コンデン
サ。 ｓ　ｗ、　　ｓ　ｗ　１〜ｓ　ｗ　６・・−−−−スイ
ッチ。 ８１．８２・・・・・・接点 特許出願人 東光株式会社 （０） 第　５　閃 第８図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１回路部分はドライバ一部分の始動、停止を制御する
   回路からなり、第２回路部分は始動信号が第１回路部分
   と共に加えられてドライバ一部分の動作の１サイクル内
   の始動信号を計数するカウンタ、１サイクル内の最初の
   始動時に切換回路の駆動時間を設定するタイマ、タイマ
   により駆動され１サイクル内の最初の始動時にドライバ
   一部分に供給されるモータ用電力を低下させる切換回路
   からなることを％徴とする電動ドライバーの制御回路。