JPS62248013A - トルク制御装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明はねじ締め装置等に適用されるトルク制御装置に
関する。

（従来の技術） 従来のねじ締め装置は、例えばモータの回転軸にねじと
嵌合するドライバを直結し、モータを一定の回転数で駆
動してねじを締付けている。ところで、ねじを締付ける
場合、ねじが締付けられているにも係わらず、さらにね
じを締付けると第５図に示すようにねじ１の回転方向（
イ）に従って締付けられた部材２も同一方向に回転して
部材２′に位置ずれしてしまう。従って、締付ける時の
モータのトルクが制■されており、この制御はモータの
回転数をリミットスイッチで検出してモータの駆動を停
止したり、またモータへ流れる電流のフィードバック邑
を増減してねじを締付ける時にモータ駆動を停止するも
のである。

このようなモータトルク制御ではねじを確実に締付ける
ことは出来るが、モータが停止するまでの間ねじを締付
けるときのトルクが一定なので、締付けられる部材が未
だに第５図に示すように位置ずれすることがある。この
ように位置ずれが生じると、精密に各部材を指定した位
置に締付ける場合、ねじを締付は直しなければならず実
用に際しては問題である。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来の装置で（工、ねじを確実に締付けるこ
とは出来るが、その反面、部材の位置ずれが生じたりし
て最適なトルクでねじを締付けることはできないもので
ある。

そこで本発明は上記問題点を解決するために、モータ駆
動トルクを調節して最適トルクを被回転体に与えること
ができるトルク制御装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、モータ回転軸と直結する第１回転軸と、この
第１回転軸と同軸で被回転体が取付けられる第２回転輪
と、これら第１回転軸と第２回転軸との間に介在し第１
回転軸の回転方向に対して同一方向の付勢力をもったね
じりばねと、第１回転軸と第２回転軸との回転角度差を
検出し、この回転角度差が所定ｉ以上となった場合にモ
ータの駆動を停止する駆動制御回路とを備えて上記目的
を達成しようとするトルク制御装置である。

（作用） このような手段を備えたことにより、モータを回転駆動
したときに第１回転軸と第２回転軸との間の回転角度差
が所定値以上となるとモータが停止する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例をねじ締め装置に適用した場合
について図面を参照して説明する。

第１図はねＵＨＩめ装置の全体構成図である。本体ケー
ス１０にはモータ１１が設けられ、このモータ１１の回
転軸に直結する第１回転軸１２が本体ケース１０内に延
びている。一方、本体ケース１０の他端側にはねじ（不
図示）と嵌合するドライバ１３が取付は器具１４により
取付けられており、このドライバ１３には回転を伝達す
る第２回転軸１５と連結している。

さて、これら第１回転軸１２と第１回転軸１２との間に
は、第１回転軸１２の回転方向と同一方向に付勢力を有
するねじつばね１６が介在している。ここで、第１回転
軸１２と第２回転軸１５との連結部分Ｓの構造を第２図
を参照して具体的に説明する。第１回転軸１２にはばね
固定部１７がスプリングビン１８によって固定されてい
る。また、第２回転軸１５には、この第２回転軸１５側
にばね固定部１９が形成されるとともに、第１回転軸１
２側がばね固定部１７内に回転自在に挿入された軸支持
体２０がスプリングビン２１により固定されている。そ
うして、これらばね固定部１７．１９の間にねじつばね
１６が備えられている。なお、スプリングビン１８．２
１を取り外すことによりねじりばね１６をばね定数の異
なる別のねじりばねと交換できる構成となっている。

また、第１および第２回転軸１２．１５には、それぞれ
これら第１および第２回転軸１２．１５の回転角度差を
検出するためのスリン１〜板２２．２３が設けられてい
る。これらスリット板２２．２３は第３図に示すように
円形状の板に複数のスリット２４を形成したものである
。そうして、これらスリット板２２．２３を挟むように
して各センサＡ、ＢＳ設けられている。これらセンサＡ
、Ｂはそれぞれ発光素子と受光素子とから構成され、ス
リット板２２．２３の各スリット２４を検出してパルス
信号を駆動制御回路２５に送出するものである。この駆
動制御回路２５は、各センサＡ１Ｂからのパルス信号を
受けてカウントし、これらカウント値が所定値以上に達
したところでモータ１１への電源をしゃ断してモータ１
１の駆動を停止する機能を持ったものである。

次に上記の如く構成された装置の作用について第４図に
示す締付はフローチャートに従って説明する。モータ１
１が回転駆動するとこのモータ１１の回転軸に直結する
第１回転軸１２が回転する。この第１回転軸１２の回転
はねじ固定部１７からねじりばね１６を介してねじ固定
部１９に伝えられ、さらに第２回転軸１５に伝えられる
。これにより、ドライバ１３はモータ１１の回転数と同
一回転数でかつ同一の回転方向で回転する。このとき、
各センサＡ、Ｂは、それぞれスリット板２２．２３のス
リット２４を検出して第１回転軸１２、第２回転軸１５
の回転数に比例した周波数のパルス信号を出力する。こ
れらパルスは号は駆動制御回路２５に送られ、この駆動
制御回路２５はステップｅ１において各パルス信号をカ
ウントする。そして、ステップｅ２において随時センサ
Ａに対するカウント値ＡＱとセンサＢに対するカウント
値ＢＱとの差ＡＱ−ＢＱを演算し求める。

この状態でドライバ部１３がねじと嵌合していない、又
はねじを締付けていても未だ十分にねじが締付けられて
いなければ、各センサＡ、Ｂから送出されるパルス信号
の周波数はほぼ同一となっているので、カウント値の差
ＡＱ−ＢＱは設定値以下となっている。従って、ステッ
プｅ３における判断の後、再びステップｅ１に移る。と
ころが、ねじが締付けられると、締付けるときの反発力
とねじりばね１６の付勢力とにより第２回転軸１５の回
転数が減少するとともに、ねじに加わるトルクが減少す
る。そうして、ねじが部材に対して締付けられてねじに
加わるトルクがさらに減少すると、センサＢから送出さ
れるパルス信号の周波数が低くなり、これに伴ってカウ
ント値の差ＡＱ−ＢＱが大きくなる。そうすると、ステ
ップｅ３において第１回転軸１２と第２回転軸１５との
回転角度差が設定値以上となったと判断して次のステッ
プｅ４に移り、このステップｅ４において駆動制御回路
２５はモータ１１に供給する電源をしゃ断する。

かくして、モータ１１の回転駆動は停止し、ねじは確実
に部材に対して締付けられる。

このように上記一実施例においては、モータ１１を回転
駆動したときに第１回転軸１２と第２回転軸１５との回
転数を検出してその回転角度差が所定値以上となるとモ
ータ１１を停止する構成としたので、ねじを締付けるに
従ってねじを締付ける方向とは逆向きの力がねじつばね
１６に加わってねじを締付ける力（トルク）が次第に弱
くなり、強制的にではなく締付けるに従ってトルクが次
第に小さくなるいわゆる柔らかくねじを締付けることが
できる。従って、ねじ締めと同時に部材を回転させずに
ねじ締めができ、精密に部材を締付ける必要のある部材
に対して好適である。さらに、ねじりばね１６のばね定
数やステップｅ３における設定値およびモータ１１の回
転数を変更することにより、ねじの締付は度合いを可変
でき、これによりねじを柔らかく締付けたり、また堅く
締付けることができる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものではなく
、その主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば
、上記一実施例ではねじ締め装置に適用したが、回転機
等のトルク制御を必要とする凶器に対して適用できる。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、モータ駆動トルク
を調節して最適トルクを被回転体に与えることができる
トルク制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるトルク制御装置の一実施例をね
じ締め装置に適用した場合の全体構成図、第２図は連結
部分の具体的な構成図、第３図はスリット板の外観図、
第４図は締付はフローチャート、第５図は従来のねじ締
付は作用を説明するための図である。 １１・・・モータ、１２・・・第１回転軸、１３・・・
ドライバ、１５・・・第２回転軸、１６・・・ねじりば
ね、１７．１９・・・ばね固定部、２０・・・軸支持体
、２２゜２３・・・スリット板、２５・・・駆動制御回
路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モータ回転軸と連結する第１回転軸と、この第１回転軸
   と同軸で被回転体が取付けられる第２回転軸と、これら
   第１回転軸と第２回転軸との間に介在し前記第１回転軸
   の回転方向に対して同一方向の付勢力をもったねじりば
   ねと、前記第１回転軸と第２回転軸との回転角度差を検
   出し、この回転角度差が所定値以上となった場合に前記
   モータの駆動を停止する駆動制御回路とを具備したこと
   を特徴とするトルク制御装置。