JPS6057997B2 - 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締めを能率良く行なうこ
とが可能な電動式ボルト締付機に関するものである。

シャーボルトはねじ切り部分（チップ）を持つボルト
で所定値以上のトルクがかかるとチップがねじ切れて所
定のトルクにより部材を締付けるもので、ボルトの特性
によりトルク法による締付ができるものである。

第１図はこのシャーボルトの締付けの様子を示す断面
図であり、符号１は被締結物、２はシャーボルト、３は
ナットである。

シャーボルト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つてナット３に係合する。

６は、イソアゾゲットであり、このイソアゾゲット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排出用のピンであつて、本締終了後にイソ
アゾゲット６内に残るチップ４を排出する作用を持つて
いる。

このようなシャーボルト２の締付機では、アウタソケ
ツト５の締付反力がイソアゾゲット６に加わるように作
られ、本締め時に所定の締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。 しカル
ながらこのシャーボルト２においては仮締めを行なうと
、即ちチップ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間及びイソアゾゲット６とチ
ップ４間において強く結合しているために、締付機を取
外すことが困難になる。

特にシャーボルトでは締付反力を受けるイソアゾゲット
の径が小さくなるためチップとイソアゾゲットとの間に
加わる力は非常に大きくなり、チップとイソアゾゲット
とが固く噛み合う。このため通常のボルト締付機のよう
にアウタソケットの外側て締付反力を受ける場合に比ベ
ボルトと締付機の噛み合いが固くなる。この結果シャー
ボルトを用いる場合には従来のシャーボルト用ボルト締
付機によつては仮締作業をできなかつた。ボルトの仮締
めは、特に建戴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♀調整のために必須のものであり、今
迄はインナソケツトの無い通常の仮締用ボルト締付機を
用いて仮締を行つていた。

このため仮締めと本締めとで別々の締付機を用意しなけ
ればならないという問題があつた。この発明はこのよう
な事情に鑑みなされたものであり、１台でシャーボルト
の仮締めと本締めとを行うことができ、しかも仮締めの
際には仮締め終了後締付機を極めて容易にボルト・ナッ
トから取り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目的とする。

この発明によればこの目的は、直巻整流子電動機を用い
、ナットに係合するアウトソケットの締付反力を、シャ
ーボルト先端のチップに係合するインナソケツトで受け
るようにしたシャ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、これら両手段の切換えを
行う本締、仮締切換手段とを備え、前記仮締手段は電動
機電流が仮締設定値になつ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電
流をしや断して仮締動作を終了させる手段と、前記電動
機の界磁と電機子のいずれか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
逆転させる逆転制御手段とを備え、前記仮締手段は仮締
終了後所定時間前記電動機を逆転させる一方、前記本締
手段は前記トルク検出手段の出力に無関係に前記電一動
機を正転させることを特徴とするシャーボルト用電動式
ボルト締付機により達成される。

以下図面に基づいてこの発明を説明する。同図において
符号１０は交流電源、１１はトリガスイッチ、１２と１
３は直巻整流子電動機を形成する界磁と電機子である。

なおこの電動機は交直両用の電動機である。先づ仮締手
段について説明する。

仮締手段は、電動機を仮締め（正転）させる手段６２，
６１と電動機電流が仮締設定値になつたことを検出する
トルク検出回路２０と、このトルク検出回路２０により
上記仮締を停止させるゲート遮断回路６３と、界磁１２
の通電方向を切換える正逆転切換回路３０と、トルク検
出回路２０の出力に基づいて前記正逆転切換回路３０へ
出力し前記電動機を所定の短時間だけ逆転させる逆転制
御回路４０とを備えている。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、
電機子電流に対応したシャント抵抗２１の電圧変化を増
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
ら一定時間経過後に増幅器２２の出力を比較器２４へ送
るためのもので、トリガスイッチ１１をオンにした瞬間
に電機子１３に流れる投入電流による誤動作を防止する
作用を持つ。トルク設定器２５は、仮締終了時の仮締設
定トルクに対応する電圧を比較器２４へ送る。比較器２
４は、タイマ２３の出力電圧とトルク設定器２５の設定
電圧とを比較して前者が、後者よりも大となつた時にオ
ン信号を出力し、その後トリガスイッチ１１をオフとす
るまでオン信号を出力し続ける。なお直巻整流子電動機
では、電機子電流が締付トルクに略比例するため、ナッ
トの締付けの進行に伴ない締付トルクが増加すると電機
子電流も次第に増加し、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。正逆転切換回路
３０は、カソードが前記電機子１３に接続された並列の
サイリスタ３１，３２と、その一方のサイリスタ３１の
アノードに直列接続されたサイリスタ３３とを備える。

このサイリスタ３３のアノードは前記トリガスイッチ１
１と後記サイリスタ回路６０との間に接続されている。
またサイリスタ３２のアノードは同じくサイリスタ回路
６０のカソード側に接続されている。５０，５１は本締
、仮締切換スイッチであつて相互に連動し、このスイッ
チ５０，５１は通常はサイリスタ３１および３２のアノ
ードにそれぞれ界磁１２の両端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イリスタ３１
がまた逆転時にはサイリスタ３２，３３がターンオンす
る。逆転制御回路４０は前記比較器２４のオン信号に基
づいて、所定の短時間だけ電動機を逆転させるように、
正逆転切換回路３０へゲート信号を送る。

すなわちこの逆転制御回路４０は比較器２４のオン信号
が無い状態、換言すれば仮締進行中の状態においては、
正転用サイリスタ３１のみをターンオンするよう正転用
サイリスタ３１のゲートにゲート信号を送り、また比較
器２４のオン信号がある時には逆転用サイリスタ３２，
３３をターンオンするようにこれらのゲートにゲート信
号を送る。なお、この逆転制御回路３０がサイリスタ３
２，３３に送るゲート信号は非常に短時間であり、前記
した第１図におけるアウタソケツト５とナット３との間
、およびインナソケツト６とチップ４との間での噛み込
みを解放するに足りる回転角度だけ電動機を逆転させる
ようになつている。そしてその後は全てのゲート信号は
出力されず、サイリスタ３１，３２，３３は全てターン
オフし電動機の回転は停止する。６０は仮締動作制御用
サイリスタ回路であつて、トリガスイッチ１１と前記サ
イリスタ３２のアノードとの間に介在す−る。

このサイリスタ回路６０は位相制御回路６１が出力する
ゲート信号により位相制御され、交流電源１０の正の半
波のみをゲート信号により決る通流率をもつて電動機に
導く。６２は速度設定器であり、この速度設定器６２は
一定の電圧を位相制御回路６１に入力し、この位相制御
回路６１はこの速度設定器６２の設定電圧に対応して変
化する通流率のゲート信号を出力する。

従つてこの速度設定器の設定電圧を変化させることによ
り電動機にかかる電圧を変化させ、仮締中の電動機回転
速度を調節することができる。６３はゲート遮断回路で
あり、前記比較器２４のオン信号に基づいて位相制御回
路６１の作動を停止させ、サイリスタ回路６０を遮断状
態にさせるものである。

次に本締手段を説明する。

本締手段は前記した本締、仮締切換スイッチ５０，５１
により構成される。この切換スイッチ５０，５１は前記
界磁１２とサイリスタ３０，３１のアノードとの接続を
解除して、交流電源１０の電圧を直接界磁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。
なおこの際界磁１２には電機子が正転する方向に電圧が
印加されるようになつていることは勿論である。次にこ
の実施例の動作を説明する。

洗づ仮締めを行なう過程を説明する。トリガスイッチ１
１をオンにすると、位相制御回路６１から速度設定器６
２により設定された仮締速度に対応する通流率のゲート
信号がサイリスタ回路６０に送られる。一方、正転用サ
イリスタ３１はオンとなつているから、界磁１２には図
中実線矢印方向に電流が流れ、電動機は正転する。トリ
ガスイッチ１１をオンにする前には電動機は停止してい
るから、電機子の逆起電力がゼロであり、このためトリ
ガスイッチ１１を投入した瞬間に大電流が流れる。しか
しタイマ２３の作用により、この投入電流によつては比
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はオン信号を出す。従つて位相制御
回路６１はゲート信号の発生を停止し、サイリスタ回路
６０は遮断状態になる。一方逆転制御回路４０は正転用
サイリスタ３１へのゲート信号の発生を停止すると共に
、逆転用サイリスタ３２，３３へ短時間ゲート信号を送
り、これらを点弧させる。この結果界磁１２には図中破
線矢印方向へ短時間電流が流れ、電動機は短時間逆転し
て停止する。この状態ではアウタソケツト５とナット３
間およびインナソケツト６とチップ４間の噛合いが緩み
、締付機本体は容易にナット３およびチップ４から取外
すことができる。次に本締めを行なう時には、インナソ
ケツト６Ｊおよびアウタソケツト５を再ひ第１図の状態
にセットした後、本締、仮締切換スイッチ５０，５１を
操作すれば、電動機には交流電源１０の電圧が直接加わ
り、電動機は大きなトルクを持つて正転し、遂にシャー
ボルト２のチップ４はせん断され・て締付けは完全に終
了する。

以上説明した実施例では、仮締め終了時に交流電源１０
の電圧を逆転用サイリスタ３２，３３を介して電動機に
印加するように構成したが、逆転制御回路４０に逆転用
サイリスタ３２，３３を位′相制御する回路を内蔵させ
れば、逆転時の回転速度を規制でき逆転回転角度を調整
しやすくなる。

またこの逆転用サイリスタ３２，３３を位相制御する代
わりに、逆転用サイリスタ３２，３３に直列抵抗を接続
しておいても同様の効果が得られることは勿論である。
またこの実施例では本締手段に本締、仮締切換スイッチ
５０，５１を用い、交流電源１０の交流を直接電動機に
印加するが、スイッチ５０，５１を用いる代わりに、本
締時にはグート遮断回路６３の作動を停止させトルク検
出回路２０の出力と無関係に位相制御回路６１を作動さ
せて、電動機を正転させるようにしても所期の効果が得
られる。

又必要な時には比較器２４の信号と逆転制御回路４０の
間にわずかな遅れ回路をもうけ制御を確実にさせる事は
自明の理である。又タイマー２３を省略しその代わり６
１と６２の間にクッションスタート回路をもうけ、トリ
ガスイッチ１１の投入時の電流を低く押さえトルク検出
回路２０の誤動作をなくす事もできることも自明の理で
ある。この発明は以上のように、仮締めの終了時に電動
機を自動的に短時間だけ逆転させるように構成したから
、仮締めの終了時にボルトのチップおよびナットど締付
機のインナソケツトおよびアウタソケツトとの強い噛合
いが解放され、締付機本体は極めて容易にボルト、ナッ
トから取外すことができる。

このため仮締め作業の能率が著しく向上する。また本発
明は仮締手段と本締手段とを切換可能としたので１台の
締付機で本締・仮締を行なうことができ、作業能率は一
層向上し、経済的である。

【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・・・正逆転切換回路、４０・・・逆転
制御回路、５０，５１・・・本締、仮締切換スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直巻整流子電動機を用い、ナットに係合するアウタ
   ソケットの締付反力を、シャーボルト先端のチップに係
   合するインナソケットで受けるようにしたシャーボルト
   用電動式ボルト締付機において、本締手段と、仮締手段
   と、これら両手段の切換えを行う本締、仮締切換手段と
   を備え、前記仮締手段は電動機電流が仮締設定値になつ
   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電流をしや断して仮締動作を
   終了させる手段と、前記電動機の界磁と電機子のいずれ
   か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うて前記正逆転切換手段へ出
   力し、前記電動機を所定時間逆転させる逆転制御手段と
   を備え、前記仮締手段は仮締終了後所定時間前記電動機
   を逆転させる一方、前記本締手段は前記トルク検出手段
   の出力に無関係に前記電動機を正転させることを特徴と
   するシャーボルト用電動式ボルト締付機。