JPS601152B2 - シヤ−ボルト用電動式ボルト締付機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はシャーボルトの仮縦を能率良く行なうことが
可能な電動式ボルト続付機に関するものである。

シヤーボルトは、捻切り部分（チップ）を持つボルトで
、所定以上の緒付トルクになるとチップが捻切れて所定
トルクにより部材を綿付けるものであり、このシヤーボ
ルトによればトルク法による縦付けトルクの管理が正確
に行なえる。

第１図はこのシャーボルトの縦付けの様子を示す断面図
であり、符号１は被締結物、２はシヤーボルト、３はナ
ットである。

シヤーボルト２はその先端にチップ４を備えている。５
はアウタソケツトであってナット３に係合する。

６はインナソケツトであり、このインナソケツト６はア
ウタソケツト５内に位置し、チップ４に係合する。

７はチップ４排出用のピンであって本縦終了後にインナ
ソケット６内に残るチップ４を排出する作用を袴つてい
る。

このようなシャーボルト２の縦付機では、アウタソケツ
ト５の稀付反力がインナソケツト６に加わるように作ら
れ、本締め時に所定の縦付トルクに達するとチップ４が
その根元からせん断される。

その結果本締め時の締付トルクが一定になる。しかしな
がらこのシヤーボルト２においては仮締めを行なうと、
すなわちチップ４がねじ切れる前に電動機を止めると、
アウタソケツト５とナット３間およびインナソケツト６
とチップ４間において強く結合しているために、縦付機
を取外すことが困難になる。

そのため、仮締作業ができなかつた。ボルトの仮締めは
、特に建築関係の工事や橋梁関係の工事においては各部
材間のハダスキ調整のために必須のものであり、従来は
仮締め用綿付機（たとえばインパクトレンチ等）によっ
て仮締めを行っていた。

この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、
仮締め終了後には綿付機本体が極めて容易にボルト・ナ
ットから取外すことが可能なシャーボルト用電動式ボル
ト締付機を提供することを第１の目的とするものであり
、また本縦手段の追加により容易に仮締・本綿の切換え
ができるボルト締付機を提供することを第２の目的とす
る。

この発明はこのような目的を達成するため、直巻整流子
電動機を用いたシャーボルト用電動式ボルト緒付機にお
いて、電動機電流が仮縦設定値以上になったことを検出
するトルク検出手段と、このトルク検出手段の出力に基
づいて電動機印加電圧を下げる電圧制御手段と、前記電
動機の界磁と電機子の一方の通電方向を切換える正逆転
切換手段と、前記トルク検出手段の出力に基づいて前記
正逆転切換手段へ出力し前記電動機を所定時間間隔で正
逆転させる正逆転制御手段とを備え、仮締設定トルク以
後は前記電動機を低速で正逆転させるように構成したも
のである。以下図面に基づいて、この発明を詳細に説明
する。第２図はこの発明の一実施例を示す制御回路図で
ある。

この実施例は本締手段と仮締手段とを備え、両手段を切
換え可能にしたものである。同図において符号１０は交
流電源、１１はトリガスィッチ、１２と１３は直巻整流
子電動機を形成する界磁と電機子である。まず仮縦手段
について説明する。２０は電動機電流が仮綿設定値にな
ったことを検出するトルク検出回路、３０はこのトルク
検出回路２０の出力に基づいて電動機印加電圧を下げる
電圧制御回路、４川ま前記界滋１２の通電方向を切換え
る正逆転功換回路「 ５０は前記トルク検出回路２０の
出力に基づいて遅延回路３４を通って前記正逆転切換回
路４０１こ出力し、前記電動機を所定の時間間隔で正逆
転させる正逆転制御回路である。

トルク検出回路２０は、前記電機子１３に直列接続され
たシャント抵抗２１と、このシャント抵抗２１の電機子
電流に対応した電圧変化を増幅する増幅器２２と、タイ
マ２３と、比較器２４と、トルク設定器２５とを備える
。

タイマ２３は前記トリガスイッチ１１をオンにした時か
ら一定時間後に、増幅器２２の出力を比較器２４へ送る
もので、トリガスィツチ１１をオンにした瞬間に電機子
１３に流れる投入電流（ラッシュカレント）による誤動
作を防止する作用を持つ。トルク設定器２５は仮締終了
時の仮綿設定トルクに対応する電圧を比較器２４へ送る
。比較器２４はタイマ２３の出力電圧とトルク設定器２
５の電圧とを比較し、前者が後者よりも大となった時に
オン信号を出力する。なおこの比較器２４は一度タイマ
２３の出力電圧がトルク設定器の電圧を超えると、トリ
ガスイッチ１１をオフとするまでオン信号を出力し続け
る。また直巻整流子電動機では電機子電流が綿付トルク
に略比例するため、ナットの綿付けの進行に伴って電機
子電流が次第に増加し、比較器２４に入力されるタイマ
２３の出力電圧も次第に増加してゆくようになっている
。電圧制御回路３０は前記トリガスィツチ１１と正逆転
切換回路４０との間に介在された位相制御用サィリスタ
回路３１と、低速用位相制御回路３２と、切換回路３３
と、遅延回路３４と、ゲート遮断回路３５とを備える。

なお６０は仮締速度を決めるための位相制御回路であり
、この位相制御回路６０は速度設定器６１により設定さ
れた位相によるゲート信号を発生し、このゲート信号は
仮稀時に切換回路３３を介してサィリス夕回路３１へ送
られる。

この位相制御回路６川ま、ゲート遮断回路３５が前記ト
ルク検出回路２０の出力、すなわち比較器２４のオン信
号により発生するゲート遮断信号に基づいてそのゲート
信号の発生を停止する。従ってこの時サィリスタ回路３
１はオフになり、電動機は−旦停止する。低速用位相制
御回路３２は前記位相回路６０より通流率が小さいゲー
ト信号を切換回路３３へ送る。

遅延回路３４は比較器２４のオン信号を僅かの遅れをも
って切換回路３３に送る。功換回路３３は遅延回路３４
からのオン信号が入力されるまでは前記位相制御回路６
０の仮縦用ゲート信号をサィリスタ回路３１へ送り、遅
延回路３４のオン信号が来ると低速用位相制御回路３２
の低速用ゲート信号をサィリスタ回路３１へ送る。すな
わち電機子電流が仮締設定値になって仮締設定トルクに
なったことを検出すると、先づ位相制御回路６０の仮締
用ゲート信号がゲート遮断回路３５の作用により止まり
、サイリスタ回路３１が電機子電流を一時遮断する。

そしてその後遅延回路３４の設定時間後には、低速用位
相制御回路３２の低速用ゲート信号がサィリスタ回路３
１に送られ、電機子電流は制限される。なお遅延回路３
４は、仮締中の電動機回転速度から、仮綿終了後の低速
回転速度へ急激に変化する際に、回転部分の慣性を考慮
して電機子電流を一時遮断させる作用を持っている。正
逆転切換回路４０はブリッジ回路を形成する４個のスイ
ッチング用のサイリスタ４１，４２，４３，４４を備え
対称位置にある正転用サィリスタ４１と４２および逆転
用サイリスタ４３と４４とがそれぞれ同時にターンオン
、ターンオフする。このブリッジ回路の中間点ａ，ｂ間
には界磁巻線１２がそれぞれ本締・仮締切襖スイッチ６
５，６６を介して接続されている。この本綿・仮締切換
スイッチ６５，６６は、通常は中間点ａ，ｂに界滋巻線
１２を接続するように復帰している。なお第２図におい
て電動機の正転時にはサィリスタ４１，４２がターンオ
ンし、サイリスタ４３，４４がオフしている。また逆転
時にはサィリスタ４１，４２がターンオフし、サイリス
タ４３，４４がターンオンする。正逆転制御回路５川ま
前記比較器２４のオン信号に基づいて遅延回路３４を通
り所定時間間隔でオン信号を出力する無安定マルチパイ
プレータ５１と、このマルチパイプレータ５１のオン信
号に基づいて前記逆転側サィリスタ４３，４４をオンす
ると共に正転側サィリスタ４１，４２をオフとするゲー
ト制御回路５２とを備えている。

なおこのゲート制御回路５２はマルチパイプレータ５１
の出力がオフ信号時には正転側サイリスタ４１，４２を
オンにし、逆転側サィリスタ４３，４４をオフにする。
以上のように構成された仮綿手段は次のように作動する
。トリガスィツチ１１をオンにすると位相制御回路６０
から仮締速度に対応する遠流率のゲート信号がサィリス
タ回路３１に送られ、正転用サイリスタ４１，４２がオ
ンとなっている。このため界磁１２は図中実線矢印方向
に電流が流れ電動機は正転する。トリガスィッチ１１を
オンした瞬間には、電動機は停止していて電機子の逆起
電力がゼロであるため、大電流が流れる。しかしタイマ
２３の作用により、この投入電流によっては比較器２４
はオン信号を出力しない。電動機が起動して仮締めが進
行し、仮締設定トルクに対応する電機子電流になると比
較器２４はオン信号を出力し、位相制御回路６川ま仮縦
用ゲート信号の発生を停止する。その後遅延回路３４の
設定時間後に低速用位相制御回路３２の低速用ゲート信
号により低電流が界磁１２、電機子１３に供給される。
また前記遅延回路３４の信号により正逆転切換回路４０
は界磁１２に流れる電流の方向を所定時間間隔で正転方
向（図中実線矢印方向）および逆転方向（図中破線矢印
方向）へ切換える。このため電動機は低速で正逆転を繰
り返し、トリガスィッチ１１をオフとするまでこの状態
が保たれる。次に本綿手段を説明する。

本締手段は前記した本締・仮締切換スイッチ６５，６６
により構成される。この切換スイッチ６５，６６は前記
界磁１２と中間点ａ，ｂとの接続を解除して、交流電源
１０電圧を直接界磁１２および電機子１３の直結回路に
印加するように接続されている。なおこの切換スイッチ
６５，６６は同時に開閉するように連動している。また
直巻整流子電動機は交直両用の電動機であることは勿論
である。この本綿手段を使うことにより電動機電流は前
記電圧制御回路３０の制限を受けなくなるから、綿付ト
ルクも増大し、遂にシヤーポルト２のチップ４（第１図
参照）がせん断されて、締付は完全に終了する。

以上の実施例では電圧制御回路３０はサィリスタによる
位相制御を行なうが、この発明は他の方式、例えば抵抗
切換によるものであっても所期の効果が得られる。

また本締手段は本締・仮締切襖スイッチ６５，６６によ
り交流電源１０電圧を直接電動機に印加するようにした
が、この発明は仮縦中の電機子電流を設定する位相制御
回路６０を本締時に利用することも可能である。

例えば本締時にゲート遮断回路３５の位相制御回路６０
への入力を遮断し通流率大きいゲート信号を出力するよ
うにしてもよい。なお、タイマ２３を省略し、その代わ
り位相制御回路６０と速度設定器６１との間にクッショ
ンスタート回路を設け、トリガスィツチ１１の投入時の
電流を低くおさえ、トルク検出回路２０の誤動作を防ぐ
こともできることは明らかである。

この発明は以上のように、仮締時においては、仮締設定
トルクに達した後に電動機を低速でかつ所定時間間隔を
もって正逆転するように構成したから、ナットとアウタ
ソケツトおよびシヤーボルトのチップとィンナソケット
との間が強く係合してし、ても、正逆転する間にこれら
の間に遊びが形成される瞬間が生じ、締付機を容易に取
外すことが可能になる。従ってシャーボルトの仮締作業
能率が著しく向上する。また本締手段を追加して、本縦
・仮締を切換えるようにすれば、１台の縦付機で本緒・
仮縦を行なうことができ、作業能率が一層向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はシャーボルトの締付けの様子を示す断面図、第
２図はこの発明の一実施例を示す回路図である。 １２・・・・・・界磁、１３・・・・・・電機子、２０
・・・・・・トルク検出回路、３０・・・・・・電圧制
御回路、４０・・・・・・正逆転切襖回路、５０・・・
・・・正逆転制御回路、６５，６６・・・・・・本緒・
仮締切換スイッチ。 紫１図第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直巻整流子電動機を用いたシヤーボルト用電動式ボ
   ルト締付機において、電動機電流が仮締設定値になった
   ことを検出するトルク検出手段と、このトルク検出手段
   の出力に基づいて電動機印加電圧を下げる電圧制御手段
   と、前記電動機の界磁と電機子の一方の通電方向を切換
   える正逆転切換手段と、前記トルク検出手段の出力に基
   づいて前記正逆転切換手段へ出力し前記電動機を所定時
   間間隔で正逆転させる正逆転制御手段とを備え、仮締設
   定トルク以後は前記電動機を低速で正逆転させることを
   特徴とするシヤーボルト用電動式ボルト締付機。 ２ 直巻整流子電動機を用いたシヤーボルト用電動式ボ
   ルト締付機において、本締手段と仮締手段とを備え、前
   記仮締手段は電動機電流が仮締設定値になったことを検
   出するトルク検出手段と、このトルク検出手段の出力に
   基づいて電動機印加電圧を下げる電圧制御手段と、前記
   電動機の界磁と電機子の一方の通電方向を切換える正逆
   転切換手段と、前記トルク検出手段の出力に基づいて前
   記正逆転切換手段へ出力し前記電動機を所定時間間隔で
   正逆転させる正逆転制御手段とを備え、また前記本締手
   段は前記トルク検出手段と無関係に前記電動機を正転さ
   せる本締・仮締手段を備え、前記仮締手段は仮締設定ト
   ルク以後は前記電動機を低速で正逆転させることを特徴
   とするシヤーボルト用電動式ボルト締付機。