JPS5969271A - 誘導電動機を用いたネジ締結装置 - 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】 本発明はナツトランナまたはナツトランナと呼ばれ、た
とえばこれを複数個並列に並べて自動車エンジンカバー
等のネジを一挙に締付けるに用いられる自動ネジ締め工
具の改良、特に各ナツトランナの駆動源となる駆動モー
タの制御回路の改良に係わるものである。

圧縮空気を動力とするエアナツトランナは従来から用い
られているが、高精度のネジ締付トルクを得ることは不
可能で、ネジ締結を高精度で行えるナツトランナとして
は直流モータを駆動源とする電動ナツトランナが出現し
市販されている。しかし直流モータにはプランの摩耗と
いう致命的な欠点がある。そこでブラシの摩耗を取除い
た直流ブラフレスナツトランナが出現したが、この形式
のものはモータの構造が複雑でその回転制御回路も複雑
になること、および回転子に永久磁石を使用するため出
力に対してモータの体積が大きくなり、小さい隣接ピッ
チでナツトランナを並列に多数個配列するときに不都合
であるという問題がある。本発明は上記従来のナツトラ
ンナの欠点を解消するために行ったもので、以下詳細に
説明する。

第１図は本発明を実施したナツトランナの構造を示す一
部断面図で、駆動モータに誘導電動機（以下簡単にモー
タという）を用いて小形化と発熱の低下を図り、それに
よって起る問題を解決するため、一般にナツトランチの
外部に設けたナツトランナ制御部の制御回路と、モータ
に電流を供給するサイリスタ（利用）電源回路とを用い
、モータに供給する電流の周期、太さの制御によってモ
ータの速度およびトルクを制御し、またその位相の変換
によって正、逆転を行い、さらに直流制動によるモータ
の急停止などを極めて簡単、有効に行えるようにしたこ
とが特徴である。

第１図において１はモータ、２は歯車減速機構、３はト
ルク検出器、４は駆動軸で、その先端にはネジの頭部や
ナツトに合わせたソケットが取付けられる、５はモータ
出力軸歯車、６は第１段遊星歯車、７は第１段遊星歯車
軸、８は第２段太陽歯車、９は減速機ケース、１０は内
歯歯車、１１は第１段遊星歯車、１２は第２段遊星歯車
軸、１３は最終出力軸、１４はトルク検出器ケース、１
５は歪（ストレン）ゲージ、１６は出力軸軸受である。

ただし、上記各部は公知のものが多く本発明に直接関連
しないので説明は省略する。

最初に本発明の理解を助けるだめナツトランチの使用方
法を説明する。第７図はネジＢＴを第１図の駆動軸４の
先端に取付けたソケツ）　ＤＳにはめ込みエンジンのカ
バーＣＶなどに締付ける状態の一例図で、この例におい
ては第８図の回転数およびトルク特性図に示すように、
モータを８０点で始動させてからネジＢＴの頭部がカバ
ーＣｖに着座する８２点までは回転数Ｐ２は高いが、ネ
ジ頭部が着座すると速度は急に低下しトルクＰ１は急激
に上昇する。トルクが８２点に達するとナツトランナを
急速に停止さｉる。続いて第２段の締付を行うが、この
度は設定した増加率でトルクが上昇するようにドルクイ
直自身でフィードバックをかけながら標準トルクａ３に
達するまでモータの回転数（ごく低速）および出力を制
御する。ａ３に達するとモータを急停止させる。このよ
うな速度Ｐ２とトルクＰ１および始動、停止等の信号は
ナツトランナとは別に設けた制御部のパネルで設定され
、プログラム式にナツトランナ別の制御回路（第２図）
に与えられるものとする。

次に本発明のナツトランナは駆動モータとして２相誘動
電動機（以下ＩＭと略記）を用いている。

ＩＭは小形堅牢なモータとして保守が容易で高速用にも
適しているが、従来までの最大の欠点は速度制御が困難
なことで、ここに直流モータをＩＭに簡単に置換えでき
ない理由があった。１Ｍの速度Ｖはモータの極数をｍｌ
すべりを８１印加電圧の周波数をｆとすると一般に 、＝１２Ｍ（□−６） となるからｍ、Ｓ、ｆのいずれかを変化させることによ
って速度制御が可能である。しかしｍとＳを変える方法
は欠点が多くただ周波数を変化させる方法のみが連続的
に広範囲にわたってしかも高効率に速度制御することが
可能であることはよく知られている。しかしながら従来
は可変周波電源を得ることが困難で実用された例はなか
った。最近はサイリスタインバータの急速な発達で可変
周波電源が得られるようになり周波数制御によるＩＭの
速度制御が開発されたが、ナツトランナに適用するには
種々な問題があり、実際に使用された例はなかった。本
発明ではＩＭに供給する断続電流の周波数１位相および
モータの界磁コイルへの供給電流の太さを変化させてモ
ータの速度とトルクを所要値に変化させかつモータの正
逆転と急停止の制御をさせている。この制御回路につい
ては第２図によって説明する。

ナツトランチのネジ締結にはトルクの小さいもの、たと
えば１　ｋｆｍ程度のものから大きなものではたとえば
１００　ｋｆｍの締付はトルクを要求されるものまであ
る。従って出力の大きなモータを使用する場合も多く、
印加電流も数１０アンペアに及ぶこトモする。またナラ
トラ／すは生産ラインの動きに合わせて移動することが
あるが、この場合にはモータの駆動回路（制御部に収蔵
）とナツトランナが長いケーブルで接続される。このた
めケーブルの高頻度の屈折による短絡やモータの不測の
高負荷による焼損短絡事故が発生することがあるが、モ
ータへの電力入力を制御する素子に電力形トランジスタ
を使用するとそれらの保護回路が複雑になる。これに反
しトランジスタの代りにサイリスタを用いた場合には、
過酷な使用条件に耐え保護回路も抵抗の付加だけで済む
という利点がある。しかしサイリスタには自己オフ機能
がなくそれを技術的に補うことが必要である。本発明で
はサイリスタを使用した例を示しているので、サイリス
タをオフとする方法も第２図によって説明する。

まずナツトランナ駆動用ＩＭの電源から説明する。第４
図はＩＭの電源回路図で、この例は２相モ一タＭ１を３
相商用電源線Ｒ，Ｓ、Ｔよりサイリスタ制御にて駆動す
る場合である。この図においてΔ−Ｙ接続の入力変成器
Ｔ１と整流器Ｄ１〜Ｄ６．コンデンサＣ５、Ｃ６は３相
半波整流によるＡＣ−ＤＣ変換回路を形成し、接地点を
中心に正負Ｅ　（Ｖ）の直流電圧を発生する。５ＣＲＩ
〜５ＣＲ４はサイリスタ（ＳＣＲ）で、モータの界磁コ
イル毎に１対ずつ使用する。モータの界磁コイルＬ１に
断続電流を供給するのは５ＣＲＩ　、５ＣＲ２、ＩＪア
クタＴ２．コンデンサＣ７側で、界磁コイルＬ２にＬｌ
の電流と９０°位相が異る断続電流を供給するのは５Ｃ
Ｒ３，５ＣＲ４、リアクタＴ３　、コンデンサＣ８側で
ある。５ＣＲＩ〜５ＣＲ４の端子（ＩＧ、ＩＫ）。

（２Ｇ　、　２Ｋ）　、　（３Ｇ　、　３Ｋ）　、　（
４Ｇ　、　４Ｋ）それぞれにトリガーパルスを与えるの
に各ＳＣＲをオンとすべき所要の順に従って与えてモー
タの回転方向を正、逆任意とし、また停止させるのは第
２図制御回路のＳＡ、ＳＢ、ＳＣ，ＳＤの各化カッくル
スで、モータの制御信号およびモータのその他の動作に
ついては第２図および第４図によって次に説明する。

第２図は本発明によるナツトランナの制御回路の構成例
図である。図の左端ＰＩ−Ｐ４は上記制御部よりたとえ
ば第８図のようなプログラム的に与えられる信号入力で
、Ｐｌはモータ回転数または速度指定の信号（実際は回
転数毎に一定の電圧）、Ｐ２は第１図のトルク検出器出
力によるトルク比例電圧、Ｐ３とＰ４はそれぞれモータ
の正転指令と逆転指令の電圧で一般に制御部から設定プ
ログラムによっであるいは手動で与えられる。次に破線
で囲んだＡＯはモータに断続電流（第３図にて説明）を
与えるだめのサイリスタ制御信号Ｓ２の発生回路、ＢＯ
はトルク比例電圧の絶対値への変換回路、右側のＣＯは
高周波発振器、Ｄｏはオフ（ｏｆｆ）パルス発生回路で
ある。また図の右端のＩＧ。

ＩＫ〜４Ｇ、４にの４組の端子には第４図電源部の４個
のサイリスタにモータの回転方向で決まる順にトリガー
電圧として供給されるところのモータの回転数とトルク
に比例したパルス幅のパルスが出力する。その他の名称
は以下の動作説明中に明らかにする。

（１）サイリスタ基本制御信号Ｓ２の発生回路（ＡＯ）
ネジ締結において負荷状態でモータを起動させ最短時間
でナツトランナの駆動軸の回転を所定値にする基本制御
信号ｓ２の発生部がＡＯである。ＡＯ内部においてＡ２
．Ａ５　、Ａ６はボルテージフォロア（利得が１に近い
増幅器）、Ａ３は加算器、Ａ４はコンパレータ、Ｆ３は
フリップフロップで、ＰＲはプリセット、ＣＬはクリア
の各入力端子を表わす。またＧｌ　、　Ｇ２３　はゲー
トで、その出力回路はオープンコレクタとなっていて入
力論理値が０の場合出力は接地状態となり、入力論理値
が１の場合には出力はオープンになる。Ｇ２４はインバ
ータ、Ｃ７はアンドゲートである。

（１）−１ＦＦ　、　Ｆ３の動作についてＦ３がリセッ
ト状態にあったとすると６出力の論理値（以下ロジック
と記す）は１で、抵抗Ｒ２０で接続されているインバー
タＧ２４の出力は０となるからＦ３はリセット状態を保
っている。

いまＦ３のＣ入力がロジックｌになりＦ３がセット状態
になったとすればｄ出力は入力と同時に０となる。しか
しインバータＧ２４の入力はコンデンサＣＩＯおよび抵
抗Ｒ２０よりなる時定数回路があるため一定時間後に０
となり、インバータＧ２４の出力はこのとき始めて１と
なってＦＦ。

Ｆ３をリセットする。このようにＦ３は常にリセノド状
態で安定されることになり、セットされたとしてもｃｉ
ｏとＲ２０による時定数Ｕ時間の間のみセント状態とな
り再びリセット状態に戻る。

すなわちＲ３はＣ入力がある度にセットされるが０時間
後には必ずリセットされるＩｉ”Ｆである。

Ｒ３のリセット状態はアンドゲートＧ７に与えられ、Ｇ
７のもう１つの入力Ｓ１がロジック１のときには（ザイ
リスタ）制御信号Ｓ２が出力する。Ｓ１信号は後に説明
するようにモータが正。

逆いずれの方向であっても回転を指令されている限りロ
ジック１となるので、Ｓ２信号はＲ３のＣ入力がある度
にロジック１となる。

（１）−２鋸歯状波発生回路とその周波数制御回路Ｓ１
のロジックが１の場合にはゲートＧｌの出力は前記のよ
うにオーダ／（開放状態）となりボルテージフォロアＡ
６に彩管を与えない。

この状態でモータの速度指定信号電圧Ｐ１が入カシボル
テージフォロワＡ５の入力Ｓ４が定められた電圧になっ
ても、Ａ５の出力によるＡ６の入力電圧Ｓ７は抵抗Ｒ５
とコンデンサＣ２による時定数に従って傾斜をもって立
ら上るから、Ａ６の出力電圧Ｓ３も傾斜をもって立ち」
二る。他方加算器Ａ３とボルテージフォロアＡ２とはル
ープ状に接続されだ鋸歯状波発生器を構成し、その発振
波形は第２図中の各部電圧のタイムチャートである第３
図のＳＯのような鋸歯状となる。加算器Ａ３においてＲ
１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４であるときＡ３の出力Ｓ５はＡ３
の入力Ｓ３とＳｏの和に等しくｓ５−、ＳＯ＋Ｓ３．ま
たＡ２の入力Ｓ６は出力ＳＯに等しく　８６＝ＳＯ、従
って８５＝８６＋８３となるから、抵抗ＲＯの電位差は
常に８５−８６＝８３　となる。

そして第３図のＳＯ波形の周期Ｔ１は次式で表わされる
。

ＴＩ＝に−ＣＩ−ＲＯ／Ｓ３　　　（Ｋは比例定数）コ
ンデンサＣＩと抵抗ＲＯとは固定であるからＴ１はＳ３
電圧のみに逆比列することになる。他方Ｓ３の太さζＪ
上記のように速度指定信号Ｐ１によって定まるからＳＯ
波の周期Ｔ１はＰｌの太さに逆比例することになる。な
お鋸歯状波が発生するのは、Ｓ２信号がロジック１でゲ
ートＧ２３がオーダ／となり、小抵抗Ｒ２１がＲＯとＣ
１の時定数回路に影響を与えず、かつＰｌが与えられて
いる場合である。

次にコンパレータＡ４の正側には信号Ｓ６−８Ｏが印加
され、負側には抵抗Ｒ２２およびＲ２３によって作られ
た標準電圧Ｅが印加される。Ｅ〉ＳＯの場合にはＡ４の
出力のロジックは０でアリ、Ｅ＜ＳＯの場合には１とな
る。ＳＯの電圧が一定の傾斜で上昇しＥＳＳＯになった
瞬間にフリップフロップＦ３はセット状縛になり、その
点出力は前記のように短時間Ｕの間Ｏになる。従ってこ
の０時間中はＳ１信号がロジック１（正、逆いずれかの
信号がある）である限り、アントゲ−１）Ｇ７を経由し
たゲートＧ２３の出力も接地状態となり、発撮屯圧Ｓ６
が消失（０）するのでコンパレータＡ４の出力も０とな
る。Ｕ時間過きるとゲー）Ｇ７の出力が１に戻り、ゲー
）Ｇ２３の出力がオーダ／となり、ＳＯは再び時間軸に
対して一定の傾斜角で上昇しＥ＜ＳＯになったときＲ３
をセットする。そして０時間後にリセットされＳＯが上
昇開始する。以上の動作は８１信号がロジック１である
間は繰返して行われる。従ってＳＯの波形は第３図ＳＯ
のようになり、Ｕの位置、信号Ｓ２の波形も第３図に図
示するようになることが理解されるであろう。

なお速度信号８４（−Ｐｌ）の電圧を高くすれば抵抗Ｒ
Ｏより供給される電流が太き（ＴＩの時間が短くなり、
反対に８４の電圧を低くすればＴ１は長くなる。すなわ
ち発振周波数を低周波から定められた周波数まで一定の
時定数で増加できるのでモータの速度がＰｌの大きさに
よって変化できることを示している。

（１）−３ザイリスタのトリガ電圧発生回路この回路は
フリップフロップＦ’５　、　Ｒ６、Ｇ１３〜Ｇ１６．
アンドゲートＧ２　、Ｇ３　、Ｇ４　、Ｇ５等から構成
されている。フリップフロップＩ”５（７）Ｄ入力はＲ
６の４に、Ｒ５のＱはＲ６のＤにそＪｚぞれ接続されて
いる。Ｒ５、Ｒ６共にＣ人力は８２信号で、とのＲ５、
Ｒ６による回路はＲ５のＱ出力とＲ６のＱ出力との１１
）＋には９０’の位相差がある移相回路として知られて
いる。しかしてｓ２信号は前述のように正転まだは逆転
の信号が入力している限りＲ３のリセット、セットに従
って第３図のように出力されるが、ｓ２信号が０のとき
Ｒ５のＤはロジックエであるから、ｓ２パル２が６人ツ
ノに１として最初与えられるとこのパルスの立上りでＲ
５のＱ出力は直ちに１に転じる。他方Ｆ６のＤはｓ２が
０のとき０であって、この８２人力に対してＲ６のＱ出
力は０である。従ってこのときＲ５，Ｒ６の出力側の４
つのアンドゲートＧ１３〜Ｇ１６のうちＧ１３のみがオ
ンでＧ１４〜Ｇ１６はオフである。しかし次に８２がＯ
になるとＲ５のＱは不変で１であるが、Ｒ６のＤは１に
なっているから、第２見目の８２パルスが入力するとそ
の立上りでＲ６のＱが１となりアンドゲートＧ１５のみ
がオンとなる。このようにＲ５，Ｒ６の出力はアンドゲ
ートＧ１３〜Ｇ１６に送られ、第３図に示すような位相
が９０’宛異る８９　、８１７　、８１０　、８１８Ｏ
各信号となるが、ｓ２の立上りごとＫＳ９．Ｓｌｌ、Ｓ
ＩＯ，Ｓ１２の順になり、これがアンドタートＧ２．Ｇ
３．Ｇ４．Ｇ５を介してトリガ電圧ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ，
ＳＤとしてサイリスタの制憫ｊ電極端子に割当印加され
る。なお図中Ｇ１８．Ｇ１９　　はアンドゲートで正、
逆転信号によって制御される切換回路である。

（２）速度制御 （１）　−２において述べたように速度信号Ｓ４の太さ
を単に変化させることによって簡単に行うことができる
。

（３）トルク制御回路 ナツトランナの駆動モータは出力に相応する馬力の機イ
ｌを選定しないと、エネルギ損失があることはよく知ら
れている。しかしネジ締結においては負荷は帛に友化し
、しかも多数のナツトランナが小さなピッチで並列に配
置されることが多いために各ナツトランナの外形はでき
るだけ小さくすることが望１れる。他方モータは必要以
上の入力を与えると発熱が多くなり省エネルギの要求に
反する。モータの入力が１１，１１絖的であるとすれば
、モータの回転数は印加周波数に比例し、出力は印加す
るパルス幅に比例する。

またモータの内部インピーダンスは回転数に比例して大
きくなる。本発明ではモータが負荷トルクに応じて適切
な出力が出せるように、駆動重力として印加するパルス
幅を回転数および負荷に比Ｉ’１１させることが特徴の
１つである。

第２図においてＢＯはトルク比例電圧の絶対値変換回路
で、その入力信号Ｐ２は第１図のトルク検出器よりのト
ルクに比例する電圧であるが、トルクに比例する電圧は
その方向が違うと正、負に変化するので、これらの変化
をすべて絶対値に補正する回路であるが、その構成およ
び動作は公知であるから説明を省略するが、Ｐ２信号が
十Ｅ　（Ｖ）であってもこの回路の出力電圧Ｓ１９は常
に十Ｅ（Ｖ）になり、この負荷比例電圧Ｓ１９は第２図
に示すようにモータ速度比例電圧８４（Ａ５の出力）と
それぞれ抵抗Ｒ７とＲ６を通じて加算され、コンパレー
タＡＩＨ入力に与えられる。コンパレータＡ１のｃ利入
力にはＳｏの波形の電圧が抵抗Ｒ８とＲ９によって分割
されて人力する。Ａ１は（へ）入力が（＋）入力を越え
ればロジック１を出力し、ＦＦ、、Ｒ４をセットしてそ
の４出力をロジック０とする。しかしＲ４のクリア（Ｃ
Ｌ’）入力はＦＦ、Ｒ３のＱに接続されているので、Ｓ
Ｏ倍信号よるＲ３の動作と同じくＲ２０とＣＩＯできま
る一定時間Ｕ後に０に戻り、Ｒ４の岡山力はロジック１
に戻る。

次のゲートＧｌｌはＲ４のＱ出力（Ｒ４リセット時（（
１）と信号電圧５２（Ｓｌが１．Ｒ３がリセットで４が
１の時に１）とのアンドゲートで、その出力Ｓ８はＳ２
とＲ４のＱが共にロジック１　（７）　、！：　ｅ　第
３図の８８のように変化し、そのノζルス幅Ｔ２はナツ
トランナの回転数および負荷トルクに比例する。この信
号Ｓ８はこのままでは変圧器などによる中介処理がむつ
かしいので、高周波発振回路ＣＯ（発振周波数はたとえ
ば数１０）ｃＨｚ　、搬送波の役目をなすもので、市販
品もある）の出力とアンドゲートＧ１２を経て、Ｓｏ信
号入来時には出力８１３となり、８１０信号入来時には
出力Ｓ１４となる。同様にしてＳｌｌ信号入来時には出
力８１５　、　Ｓ１２信号入来時には出力Ｓ１６が第３
図に示すようにそれぞれ得られる。

（４）モータの可逆回転について 第４図において２相ＩＭの回転方向を変えるには一般に
Ｌｌ、Ｆ２の２コの界磁コイルのうちの１つのコイルの
２端子を入替ればよい。この入替にはスイッチや電磁開
閉器が使用できるが、ナツトランナでは正転、逆転の切
替を頻繁に行うので、接点の摩耗による耐久度、接点の
火花放電による回路の雑音発生などの問題等実用−七重
犬な欠点があり、また可逆運転のために特別の装置を付
加するのは得策ではない。本発明では２相ＩＭは１相の
みの位相を逆転してやれば逆転できるので、たとえば第
３図のｓｉｏとＳｌｌとを切替えることで行っている。

次に第２図を用いて説明する。

第２図においてＦ３は制御部よりの正転信号取圧入ツバ
　Ｆ４は逆転信号電圧入力であるが、いま正転信号Ｐ３
が印加されたとき、インバータＧ２０の出力はロジック
１となり、逆転信号Ｐ４が印加されたときインバータＧ
２１の出力はロジック１となる。このだめオアゲートＧ
２２の出力の Ｓｌは正転または逆転のいずれから指令信号が人へ 力しておれば常にロジック１となる。Ｆ２はフリップ７
０ツブで１．正転信号Ｐ３が与えられるとリセットされ
、Ｆ２の出力Ｑはｏ＋Ｑはｌとなる。Ｆ２のＱ、Ｑ書出
力は図示のようにアンドオアゲート０１８とＧ１９のグ
ループに入力し、５１７＝　Ｓ１２　、８１８　＝　Ｓ
ｌｌとなり、位相の関係は第３図の通りである。次に逆
転信号が与えられるとＦ２はセラ）されＱ＝１　、Ｑ＝
０！：ｆｘす、Ｇ１８オよびＧ１９にｊタテ５１８＝ｓ
１２　、５１７＝８１１となって正転時の条件と反転す
る。このようＫＦ２およびＧ１８　、　Ｇ１９の集積回
路の付加だけでモータの可逆運転が自在に行われ実用上
著しく便利である。

（５）制動停止 ナツトランナによるネジ締結においである定められた締
付条件が満足されるとモータを急速にしかも完全に停止
させることが要求される。

これを最も効率的に行うにはモータの界磁コイルに直流
電流を供給し直流制動を行うことで、第２図においてイ
ンバータＧ６とフリップフロッグＦ１がこの動作を行う
だめの回路を構成している。Ｇ６の出力は正転または逆
転の信号Ｐ３．Ｐ４が入力しＳｌ信号が１である限り０
であるが、いずれの信号も入力がなければＳｌが０で０
６の出力はｌに転じ、ＦｌはＧ６の立上りでセットされ
る。ＦｌにはＦ３の場合と同じく抵抗１０．コンデンサ
Ｃ３、インバータＧ１７よりなる時定級回路が設けであ
るので、ＦｌはセットされてもＲＩＯとＧ３によって決
まる時間Ｔ４後に自動的にリセットされる。従って信号
Ｐ３゜Ｐ４双方が停止すると鋸歯状波発生回路ＡＯのゲ
ートＧ７が閉じ、Ｓ２信号は０となりザイリスタ、トリ
ガ、電圧発生回路の信号Ｓ９　、　ＳＩｏ　、　８１７
　。

Ｓ１８はそれまでの状態を保持する。いま第３図に示す
Ｔの時点でＦ３．Ｆ４が共にオフとされたと仮定すると
、この時点ではアンドゲートＧ１３厄Ｇ１９中Ｇ１５の
みがオープンで信号Ｓｌｌのみがロジック１でゲー）Ｇ
４を開いて信号８１５を出力し、これは信号ｓｃとなり
、第４図の５ＣＲ３のみをオンする。しかしこれは前述
のＦｌにおけるＲＩＯとＧ３による時定数Ｔ４の後に０
となる。

このためこの間だけモータにはＦ２コイルのみに直流を
流すことになり、モータは直流制動によって急速にロッ
クされる。

（６）サイリスタのターンオフについて本発明において
はサイリスタを使用した例を示しているが、サイリスタ
は自己オフ機能がないので、これを補うために第２図に
示すようにオフパルス発生回路Ｄｏを設けている。この
回路はゲートＧ８の出力のロジックが１から０に変化す
るときのみ抵抗２９とコンデンサｃ４にょるＲ定りで継
続時間Ｔ５が決まるオフパルスヲ発生する回路である。

なおＧ８の出力が１から０に変化するのはＦｌが正、逆
運転信号のいずれも断、つまりモータの停止を命令され
てセットされたときである。従っていま第４図において
５ＣＲＩが導通してコイルＬ１に給電しているとき、す
なわち第２図においてトリガ電圧ＳＡが加えられている
とき、モータ停ｃｌ命令があったとすれば、これに伴っ
てオフノζルスが発生し、これは第２図の回路図から明
かなようにゲートＧＩＯを介して５ＣＲ２にもトリガ電
圧ＳＢとして加えられることになる。この関係は５ＣＲ
Ｉと５ＣＲ２相互間および５ＣＲ３と５ＣＲ４相互間に
存在するので、トリガ　電圧５Ａ−８Ｄの発生とオフパ
ルスの発生状態は第３図に示すようになる。

次にこのオフパルスによるターンオフを第５図を用いて
説明する。第５図は５ＣＲＩをオフする場合の各都電圧
波形を示すタイムチャートで、第４図のりアクタＴ２に
おける各ラインＳ２２゜Ｓ２３　、　Ｓ２４の電圧変化
をそれぞれ実線、破線。

１点鎖線で示しである。いま第２図においてトリガ電圧
ＳＡが発生しているときは５ＣＲＩはオン状態にあり、
これは第５図においてＴｏ領領域示しだが、８２２　、
　Ｓ２３　、８２４の各電圧は＋Ｅである。しかし次に
ＳＡの信号が停止すると上述のようにＳＨにオフパルス
が発生し、これに応じて５ＣＲ２に短時間電流が流れる
と、Ｓ２２は瞬間にその電流消滅時の誘起電圧により例
えば＋３Ｅ４で立上り（なぜならＳ２３＋Ｅ　、　Ｓ２
２はリアクタによる昇圧で＋２ＥとなりＳ２２の電位は
合計して３Ｅとなる）続いて直線的に立下り−Ｅを越え
た後電圧ゼロＶになるように上昇する。

第５図に示したＳ２２の＋３Ｅから＋Ｅに低下する時間
Ｔ６の間Ｓ２２は＋Ｅより大きい。ＳＣＲのアノード電
圧は常に＋ＢであるからＴＯの時間中カソード電圧がア
ノード電圧より高い。さて第５図のＴｏ領領域過ぎた時
点からＳＡには信号が消失しているから、時間Ｔ６がＳ
ＣＲのターンオフ時間よりも長ければ５ＣＲＩはオフに
なる。

なおＴＯはリアクタＴ２のインダクタンス。

Ｃ７の容量、モータコイルＬ１のインピーダンスによっ
て決定される。

さて第５図においてＳ２４の電圧はＴＯを過ぎた時点で
５ＣＲ２にオフパルスが与えられてオン状態になるため
急速に−Ｅまで立ち下がり、更に−Ｅ１以下まで下降し
１７時間後に電圧０■まで立上る。５ＣＲ２のカソード
電圧は常に−Ｅであり、Ｔ７は５ＣＲ２のアノード電圧
がカソード電圧以下となる時間帯である。さらに１７時
間はオフパルス幅１５時間を過ぎた時点で発生するから
、Ｔ７がＳＣＲのターンオフ時間より長ければこの間で
５ＣＲ２はオフになる。以上が動作する一対のＳＣＲに
オフパルスを与えて最終的に双方のサイリスタをオフす
る原理である。Ｔ７はＴ２．Ｃ７，Ｒ９，Ｌｌの容量に
よって決定される。

（７）モータコイルＬｌ　、　Ｌ２に印加される電圧の
状態第４図に示すようにモータコイルＬ１のｐ４端は接
地された状態とすれば、それに対する１３点の電圧は第
６図の上段のＬｌで、またコイルＬ２のｐ２に対するｐ
ｌの電圧は図の下段のＬ２で表わされる。モータのコイ
ルに与えられるパルスは第３図に示したように、８９　
、　Ｓｌｌ　、　Ｓｉｎ　。

Ｓ１２の順でＬｌとＬ２には９０°位相の異なる直流パ
ルスが第６図のように周期ＴＩ＋Ｕで与えられ、かつ各
コイルの電流方向は交番に変化するのであるが、周期Ｔ
１＋Ｕは第２図の回路ＡＯにより始動時に一定の時間か
ら定められた時間まで短縮される。第６図のＴＰは正転
まだは逆転信号がなくなった点を示し、Ｔ４は停止後の
直流電圧がＬ１コイルに与えられている時間を示す。

また破線で示しだ領域は８９，８１０，８１１，８１２
の論理値が１の発生領域を示し、Ｔ３は第２図の８８信
号がモータの回転数および負荷トルりに比例した幅をも
つ長さで発生していることを示している。

以上の説明から明かなように、本発明によるときは、駆
動電動機として誘導電動機を使用するにも係らず、その
速度、正、逆転、トルり、制動停止などの制御を精度高
く簡単確実に行うことができ、装置また簡単で従来装置
の欠点を一掃しうると云うすぐれた効果を発揮しうるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ｉ実施したナラトラ／すの構造を示す一
部断面図、第２図は本発明のナラトラ／すの制叫ｊ回路
図、第３図は第２図中の各都電圧のタイムチャート、第
４図は電源回路とモータ接続図、第５図は第４図中の５
ＣＲ１をオフするときの各都電圧のタイムチャート、第
６図はモータの界磁コイルに印加されるパルス電圧の波
形図、第７図はネジ締付けの一例図、第８図はネジ締付
の場合のネットランナの回転数とトルク特性図である。 ＡＯ・・・制御信号発生部、ＢＯ・・・絶対値回路、Ｃ
Ｏ・・・高周波発生器、ＤＯ・・・オフパルス発生回路
、Ｆ１〜Ｆ６・・・フリップフロップ、Ａｌ、Ａ４・・
・比較器、Ａ２　、　Ａ５　、　Ａ６・・ボルテージフ
ォロア、Ａ３・・・加算器、Ｇｌ、Ｇ２６・・・オープ
ンコレクタ増幅器、Ｇ６．Ｇ１７゜Ｇ２０　、　Ｇ２１
　、　Ｇ２４・・・インバータ、Ｇ２２．Ｇ８・・・オ
アゲート、Ｇ２〜Ｇ５．Ｇ７．Ｇ９〜Ｇ１９・・・アン
ドゲート、Ｓｏ、Ｓｌ−Ｓ１９．Ｓ２２〜８２４・・・
信号電圧、ＳＡ〜ＳＤ・・・信号パルス電圧十高周波電
圧、ＳＣＲ・・・サイリスタ、Ｍｌ・・・・・・ＩＭＸ
Ｌｌ、Ｌ２・・・ＩＭの界磁コイル。 手続補正書（自発） 昭和５８年７月ｚＯ日゛ 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 特願昭５７−１７８５６２号 ２、発明の名称 誘導電動機を用いた ネジ締結装置 ３、補正をする者 事件との関係　出願人 第一電通株式会社 ４、代理人 東京都新宿区西新宿１−２３−１ 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容 明細書を次の通り補正する。 （１）「発明の詳細な説明」の欄 ａ）第１０頁第１２行〔Ｒ２０で接続・・・・・・出力
は〕を〔Ｒ２０を介して加えられる６出力のロジック１
はインバータＧ２４の出力では〕とし、同頁第２０行（
Ｆ３を〕を（Ｆ３をクリア状態に〕とする。 ｂ）第１２頁第１８行および第２０行〔大さ〕を〔大き
さ〕とする。 Ｃ）第１３頁第１行〔発生するのは、〕を〔発生するの
は信号ＳＯを発生してモータＭ１を駆動するためであっ
て、このとき〕とし、同頁第４４行見られている場合で
ある。〕を〔見られている。〕　とする。 ｄ）第１５頁第７行〔パルスが〕を〔パルスがＦ５の〕
妃、同頁第１０行（８２人力〕を（Ｓ２の１という入力
〕に、第２０行（Ｓ１７）を（Ｓｌｌ）に、（Ｓ　１８
　）をＣＳ　１２　）とする。 ｅ）第１６頁第９行〔・大さ〕を〔大きさ〕に、同頁ｆ
）第１８頁第１６行Ｃ中介処理〕をＣ伝達〕とする。 ｇ）第１９頁第６行〔２コ〕を〔２個〕とする。 ｈ）第２１頁第６行（Ｇ６の出力〕を［Ｇ６の出力Ｓ２
０〕に、同頁第９行ＣＧ６の〕を（Ｇ６の出の 力Ｓ２０〕に、第１１行〔抵抗１０）を〔抵抗ＲＩＯ：
］八 に、第１３行〔Ｃ３〕を〔Ｇ３の値〕に、第１７行〔り
、トリガ、〕を〔タトリガ〕に、また〔Ｓ１７〕をＣＳ
　１１　）に、第１８行〔Ｓ１８〕を（：Ｓ１２：１に
それぞれ補正する。 ｉ）第２２頁〔オーブンで〕を〔ロジック１で、このと
きＦ−ＦＦ２のＱ出力がロジックエであるから〕に、同
頁第１５行〔抵抗２９〕射延−抗Ｒ２９〕に補正する。 ｊ）第２５頁第２行〔時間後に〕を〔時間後から〕に、
同頁第６行〔で発生す〕を〔に現われ〕に、第１１行〔
容量〕を〔値〕に、第１７行〜第１８行〔に与えられる
パルス〕を（ＬｌとＬ２）にそｈぞれ補正し第１９行（
ＬｌとＬ２には〕を削除する。 （２）図面の簡単な説明の欄 ａ）第２７頁第１６行〔８１〜Ｓ１９〕をｌ：５ｌ−８
２０）（３）図面 第２図、第４図、第５図および第６図を別紙の通り補正
する。（記号誤記）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 駆動用電動機、歯車減速機構、トルク検出器および駆動
   電導機の制御回路を具備したネジおよびナツト等の自動
   締結装置において、その駆動電動機に２相誘導電動機を
   用い、この電動機の制御回路はあらかじめ設定しである
   プログラムあるいは設定値によって電動機に断続電流を
   供給しその断続電流の大きさ９周期１位相および電動機
   界磁コイルへの供給順と供給の有無の制御を行って電動
   機の速度やトルクの制御、正転か逆転あるいは急速制動
   の指示を行うように構成したことを特徴とする誘導電動
   機を用いたネジ締結装置。