JP2943457B2 - ナットランナ - Google Patents
ナットランナInfo
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- JP2943457B2 JP2943457B2 JP3280393A JP28039391A JP2943457B2 JP 2943457 B2 JP2943457 B2 JP 2943457B2 JP 3280393 A JP3280393 A JP 3280393A JP 28039391 A JP28039391 A JP 28039391A JP 2943457 B2 JP2943457 B2 JP 2943457B2
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- tightening
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- nut runner
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
- B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
- B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines
- B23P19/065—Arrangements for torque limiters or torque indicators in screw or nut setting machines
- B23P19/066—Arrangements for torque limiters or torque indicators in screw or nut setting machines by electrical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
- B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ボルト等の締付け直後
の緩みを防止する手段を付加したナットランナに関する
ものである。
の緩みを防止する手段を付加したナットランナに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】通常、ナットランナを使用してボルトの
締付け作業を行うときは、ボルトをネジ孔に螺合させ
て、図２の （締付けトルクＴ−時間ｔ 特性）に示す
ように、前記ボルトの締付けトルクＴが所定トルク（着
座トルクＴＨ）に達するまでモータを回転させて前記ボ
ルトの締付けを行う。次にこの状態でモータを一旦停止
させた後再起動して前記締付けトルクＴが予め設定され
た締付終了トルクＳＴに到達するまで前記ボルトの締付
けを行う。締付けトルクＴが締付終了トルクＳＴ以上に
なるとモータが停止して前記ボルトの締付け作業が終了
する。ここで、ボルトを締付ける際に、一般的に前記ボ
ルトと前記モータとの間に位置するナットランナの締付
けユニットには、締付けに起因する捻じれ等の弾性エネ
ルギーが蓄積される。しかしながら上記したボルトの締
付け方法では、前記締付けユニットに弾性エネルギーが
蓄積された状態で、前記モータが停止してその回転子の
回転が自由になるために、前記弾性エネルギーによって
前記回転子がボルトの締付け方向とは逆方向に回動され
る。この結果、図２の点線に示すように前記モータには
逆転トルクが発生する。この逆転トルクはボルトを緩ま
せる方向に作用して、一旦所定のトルクで締付けられた
ボルトの緩み原因となる。
締付け作業を行うときは、ボルトをネジ孔に螺合させ
て、図２の （締付けトルクＴ−時間ｔ 特性）に示す
ように、前記ボルトの締付けトルクＴが所定トルク（着
座トルクＴＨ）に達するまでモータを回転させて前記ボ
ルトの締付けを行う。次にこの状態でモータを一旦停止
させた後再起動して前記締付けトルクＴが予め設定され
た締付終了トルクＳＴに到達するまで前記ボルトの締付
けを行う。締付けトルクＴが締付終了トルクＳＴ以上に
なるとモータが停止して前記ボルトの締付け作業が終了
する。ここで、ボルトを締付ける際に、一般的に前記ボ
ルトと前記モータとの間に位置するナットランナの締付
けユニットには、締付けに起因する捻じれ等の弾性エネ
ルギーが蓄積される。しかしながら上記したボルトの締
付け方法では、前記締付けユニットに弾性エネルギーが
蓄積された状態で、前記モータが停止してその回転子の
回転が自由になるために、前記弾性エネルギーによって
前記回転子がボルトの締付け方向とは逆方向に回動され
る。この結果、図２の点線に示すように前記モータには
逆転トルクが発生する。この逆転トルクはボルトを緩ま
せる方向に作用して、一旦所定のトルクで締付けられた
ボルトの緩み原因となる。
【０００３】この逆転トルクを打ち消すため機構を付加
したナットランナが実開平２−１１０４３６号公報に記
載されている。このナットランナは、締付けトルクＴが
締付終了トルクＳＴに到達したときにモータを一旦停止
させ、停止後直ちに再起動して短時間だけ正回転させ、
この正転トルクによって前記逆転トルクを打ち消そうと
するものである。
したナットランナが実開平２−１１０４３６号公報に記
載されている。このナットランナは、締付けトルクＴが
締付終了トルクＳＴに到達したときにモータを一旦停止
させ、停止後直ちに再起動して短時間だけ正回転させ、
この正転トルクによって前記逆転トルクを打ち消そうと
するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来の手法によると、モータの逆転トルクに対して短時
間だけ一定の大きさの正転トルクを加えるために、大き
さにバラツキがある逆転トルクを効率的に打ち消すこと
は困難である。即ち、前記逆転トルクが前記正転トルク
よりも大きければ、両者の差に相当するトルクがボルト
を緩ませる方向に作用する。また逆に前記正転トルクが
前記逆転トルクよりも大きければ、その正転トルクによ
って前記ナットランナの締付けユニットに再び捻じれ等
の弾性エネルギーが蓄積され、前記モータの停止によっ
て再び逆転トルクが発生することになる。
従来の手法によると、モータの逆転トルクに対して短時
間だけ一定の大きさの正転トルクを加えるために、大き
さにバラツキがある逆転トルクを効率的に打ち消すこと
は困難である。即ち、前記逆転トルクが前記正転トルク
よりも大きければ、両者の差に相当するトルクがボルト
を緩ませる方向に作用する。また逆に前記正転トルクが
前記逆転トルクよりも大きければ、その正転トルクによ
って前記ナットランナの締付けユニットに再び捻じれ等
の弾性エネルギーが蓄積され、前記モータの停止によっ
て再び逆転トルクが発生することになる。
【０００５】本発明の技術的課題は、ボルト等の締付け
後に、前記締付けユニットに捻じれ等が無くなるまでモ
ータの回転トルクを徐々に減少させることにより、逆転
トルクを効率的に打ち消してボルト等の緩みを防止する
ものである。
後に、前記締付けユニットに捻じれ等が無くなるまでモ
ータの回転トルクを徐々に減少させることにより、逆転
トルクを効率的に打ち消してボルト等の緩みを防止する
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、以下の
構造を有するナットランナによって解決される。即ち、
請求項１に記載されたナットランナは、回転トルクの制
御が可能なモータと、前記モータにより駆動されてワー
クの締付けを行う締付けユニットとを備えるナットラン
ナにおいて、前記締付けユニットの締付けトルクを検出
するトルク検出手段と、前記締付けトルクと基準トルク
値とを比較するトルク比較手段と、 前記トルク比較手
段により前記締付けトルクが予め設定された締付終了ト
ルク以上と判定されると、締付けに起因して前記締付け
ユニットに蓄積された弾性エネルギーによる逆転トルク
がワークに作用しないように、前記締付けトルクを減少
させるトルク制御手段とを有する。請求項２に記載され
たナットランナは、請求項１に記載されたナットランナ
において、トルク制御手段は、前記弾性エネルギーの蓄
積が無くなるまで逆転トルクと等しい正転トルクを間欠
的に発生させる電流を前記モータに供給する。請求項３
に記載されたナットランナは、請求項１に記載されたナ
ットランナにおいて、トルク制御手段は、前記弾性エネ
ルギーの蓄積が無くなるまでトルク減衰関数に基づき締
付けトルクを減衰させる。
構造を有するナットランナによって解決される。即ち、
請求項１に記載されたナットランナは、回転トルクの制
御が可能なモータと、前記モータにより駆動されてワー
クの締付けを行う締付けユニットとを備えるナットラン
ナにおいて、前記締付けユニットの締付けトルクを検出
するトルク検出手段と、前記締付けトルクと基準トルク
値とを比較するトルク比較手段と、 前記トルク比較手
段により前記締付けトルクが予め設定された締付終了ト
ルク以上と判定されると、締付けに起因して前記締付け
ユニットに蓄積された弾性エネルギーによる逆転トルク
がワークに作用しないように、前記締付けトルクを減少
させるトルク制御手段とを有する。請求項２に記載され
たナットランナは、請求項１に記載されたナットランナ
において、トルク制御手段は、前記弾性エネルギーの蓄
積が無くなるまで逆転トルクと等しい正転トルクを間欠
的に発生させる電流を前記モータに供給する。請求項３
に記載されたナットランナは、請求項１に記載されたナ
ットランナにおいて、トルク制御手段は、前記弾性エネ
ルギーの蓄積が無くなるまでトルク減衰関数に基づき締
付けトルクを減衰させる。
【作用】本発明によると、締付けトルクが予め設定され
た締付終了トルク以上になってワークの締付けが完了す
ると、トルク制御手段は逆転トルクがワークに作用しな
いように締付けトルクを減少させる。このため、締付け
ユニットからワークに対してそのワークを緩める方向の
トルクが加わらなくなり、一旦所定のトルクで締め付け
られたワークが緩むようなトラブルが発生しない。ま
た、トルク制御手段は、締付けによる弾性エネルギーの
蓄積が無くなるまで逆転トルクと等しい正転トルクを間
欠的に発生させる電流を前記モータに供給する。このた
め、その間欠的な正転トルクの働きで逆転トルク（弾性
エネルギーの蓄積）を段階的に緩やかに減少させること
ができ、その逆転トルクがワークに作用しなくなる。即
ち、従来のように、弾性エネルギーの蓄積を急激に減少
させる（締付けによる捻じれを瞬時に戻す）ことによる
反動がワークの緩め方向に作用することがない。なお、
正転トルクのオンオフ間隔を変えることにより、逆転ト
ルクの減衰状態を調整できる。さらに、トルク制御手段
によって締付けトルクをトルク減衰関数に基づいて減衰
させても逆転トルクを緩やかに減少させることができ
る。
た締付終了トルク以上になってワークの締付けが完了す
ると、トルク制御手段は逆転トルクがワークに作用しな
いように締付けトルクを減少させる。このため、締付け
ユニットからワークに対してそのワークを緩める方向の
トルクが加わらなくなり、一旦所定のトルクで締め付け
られたワークが緩むようなトラブルが発生しない。ま
た、トルク制御手段は、締付けによる弾性エネルギーの
蓄積が無くなるまで逆転トルクと等しい正転トルクを間
欠的に発生させる電流を前記モータに供給する。このた
め、その間欠的な正転トルクの働きで逆転トルク（弾性
エネルギーの蓄積）を段階的に緩やかに減少させること
ができ、その逆転トルクがワークに作用しなくなる。即
ち、従来のように、弾性エネルギーの蓄積を急激に減少
させる（締付けによる捻じれを瞬時に戻す）ことによる
反動がワークの緩め方向に作用することがない。なお、
正転トルクのオンオフ間隔を変えることにより、逆転ト
ルクの減衰状態を調整できる。さらに、トルク制御手段
によって締付けトルクをトルク減衰関数に基づいて減衰
させても逆転トルクを緩やかに減少させることができ
る。
【０００７】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は、本発明の第１実施例に係るナットラン
ナのシステム構成図を表している。上記ナットランナ
は、図示されていないボルト等のワークを締付けるため
の操作部である締付けユニット１を有している。この締
付けユニット１は、供給される電流値に比例した回転ト
ルクを出力できるモータ４を内部に備えており、このモ
ータ４の回転軸の回転角度がパルス発生器２によって検
出できるようになっている。さらにモータ４の回転軸は
減速機６に連結されており、この減速機６によってモー
タ４の出力トルクが増幅できる構造になっている。ま
た、前記減速機６の回転軸の先端には締付け部１０が同
軸に連結されており、前記ボルト等の頭部と係合できる
構造になっている。さらに前記減速機６の回転軸には、
前記締付け部１０に加わる負荷により前記回転軸に生じ
る歪みを検出し、この歪みに基づいて締付けトルクＴを
求める歪みゲージ式トルクセンサ８が設置されている。
明する。図１は、本発明の第１実施例に係るナットラン
ナのシステム構成図を表している。上記ナットランナ
は、図示されていないボルト等のワークを締付けるため
の操作部である締付けユニット１を有している。この締
付けユニット１は、供給される電流値に比例した回転ト
ルクを出力できるモータ４を内部に備えており、このモ
ータ４の回転軸の回転角度がパルス発生器２によって検
出できるようになっている。さらにモータ４の回転軸は
減速機６に連結されており、この減速機６によってモー
タ４の出力トルクが増幅できる構造になっている。ま
た、前記減速機６の回転軸の先端には締付け部１０が同
軸に連結されており、前記ボルト等の頭部と係合できる
構造になっている。さらに前記減速機６の回転軸には、
前記締付け部１０に加わる負荷により前記回転軸に生じ
る歪みを検出し、この歪みに基づいて締付けトルクＴを
求める歪みゲージ式トルクセンサ８が設置されている。
【０００８】締付けユニット１のパルス発生器２から出
力されるパルス信号はコントロールユニット５０の位置
検出部に入力され、ここでモータ４の回転軸の回転角度
信号（ディジタル信号）に変換されて制御部に入力され
る。さらに前記回転角度信号は速度変換部に入力され、
ここで微分されて回転速度信号に変換されて同じく制御
部に入力される。また締付けユニット１の歪みゲージ式
トルクセンサ８から出力される歪み信号はコントロール
ユニット５０のトルク検出部に入力され、ここで締付け
トルク信号（ディジタル信号）に変換されて制御部に入
力される。即ち、歪みゲージ式トルクセンサ８と前記ト
ルク検出部とがトルク検出手段に相当する。コントロー
ルユニット５０の制御部から出力されるモータ４のトル
ク指令信号（ディジタル信号）は、駆動信号発生部でト
ルク指令の情報を含んだパルス信号に変換された後に増
幅され、モータ駆動部に入力される。モータ駆動部で
は、駆動信号発生部からの信号を基にモータ４に供給さ
れる電流値を制御する。これによってモータ４は前記モ
ータ駆動部から供給される電流値に比例した回転トルク
を発生させる。なお、モータ４に供給される電流値はホ
ール素子電流センサ５０ａによって検出され、電流検出
部で所定レベルのディジタル信号に変換されて制御部に
フィードバックされる。
力されるパルス信号はコントロールユニット５０の位置
検出部に入力され、ここでモータ４の回転軸の回転角度
信号（ディジタル信号）に変換されて制御部に入力され
る。さらに前記回転角度信号は速度変換部に入力され、
ここで微分されて回転速度信号に変換されて同じく制御
部に入力される。また締付けユニット１の歪みゲージ式
トルクセンサ８から出力される歪み信号はコントロール
ユニット５０のトルク検出部に入力され、ここで締付け
トルク信号（ディジタル信号）に変換されて制御部に入
力される。即ち、歪みゲージ式トルクセンサ８と前記ト
ルク検出部とがトルク検出手段に相当する。コントロー
ルユニット５０の制御部から出力されるモータ４のトル
ク指令信号（ディジタル信号）は、駆動信号発生部でト
ルク指令の情報を含んだパルス信号に変換された後に増
幅され、モータ駆動部に入力される。モータ駆動部で
は、駆動信号発生部からの信号を基にモータ４に供給さ
れる電流値を制御する。これによってモータ４は前記モ
ータ駆動部から供給される電流値に比例した回転トルク
を発生させる。なお、モータ４に供給される電流値はホ
ール素子電流センサ５０ａによって検出され、電流検出
部で所定レベルのディジタル信号に変換されて制御部に
フィードバックされる。
【０００９】コントロールユニット５０の外部装置は、
締付けユニット１の締付け開始信号を出力するととも
に、コントロールユニット５０の状態監視を行う。ま
た、プログラマ５２は、締付動作パターンや締付品質チ
ェックの内容をプログラミングするとともに、コントロ
ールユニット５０の制御パラメータを設定する。
締付けユニット１の締付け開始信号を出力するととも
に、コントロールユニット５０の状態監視を行う。ま
た、プログラマ５２は、締付動作パターンや締付品質チ
ェックの内容をプログラミングするとともに、コントロ
ールユニット５０の制御パラメータを設定する。
【００１０】次に、図２〜図４を参照して本実施例に係
るナットランナの機能を説明する。図４は上記ナットラ
ンナの締付け動作手順を示すフローチャートである。こ
のフローチャートは、コントロールユニット５０の制御
部に記憶されたプログラムに基づいて実行される。コン
トロールユニット５０の外部装置から締付け開始信号が
出力されると、ステップ１０１で、モータ４の回転位
置、即ち、締付けユニット１の締付け部１０の回転位置
に応じた電流指令値に基づいてそのモータ４を駆動す
る。ステップ１０２では、歪みゲージ式トルクセンサ８
からの締付けトルク信号Ｔを読み込み、ステップ１０３
でこの締付けトルク信号Ｔ（以下、締付けトルクＴとい
う）を締付終了トルクＳＴと比較する。締付けトルクＴ
が締付終了トルクＳＴ以下であれば処理はステップ１０
１に戻り、以下、締付けトルクＴが締付終了トルクＳＴ
よりも大きくなるまで、ステップ１０１〜ステップ１０
３までの処理が繰り返し実行される。即ち、ステップ１
０３の処理がトルク比較手段に相当する。これによっ
て、ボルト等のワークは図２に示す（締付けトルクＴ−
時間ｔ）特性に基づく締付けトルクＴで徐々に締付けら
れる。なお、締付けトルクＴが着座トルクＴＨに到達し
た後、一時的に零となるのは一つのワークに対して複数
本のボルトを締付ける際、モータ４を一旦停止させて締
付けの同期を行い、一斉に再起動させるためである。
るナットランナの機能を説明する。図４は上記ナットラ
ンナの締付け動作手順を示すフローチャートである。こ
のフローチャートは、コントロールユニット５０の制御
部に記憶されたプログラムに基づいて実行される。コン
トロールユニット５０の外部装置から締付け開始信号が
出力されると、ステップ１０１で、モータ４の回転位
置、即ち、締付けユニット１の締付け部１０の回転位置
に応じた電流指令値に基づいてそのモータ４を駆動す
る。ステップ１０２では、歪みゲージ式トルクセンサ８
からの締付けトルク信号Ｔを読み込み、ステップ１０３
でこの締付けトルク信号Ｔ（以下、締付けトルクＴとい
う）を締付終了トルクＳＴと比較する。締付けトルクＴ
が締付終了トルクＳＴ以下であれば処理はステップ１０
１に戻り、以下、締付けトルクＴが締付終了トルクＳＴ
よりも大きくなるまで、ステップ１０１〜ステップ１０
３までの処理が繰り返し実行される。即ち、ステップ１
０３の処理がトルク比較手段に相当する。これによっ
て、ボルト等のワークは図２に示す（締付けトルクＴ−
時間ｔ）特性に基づく締付けトルクＴで徐々に締付けら
れる。なお、締付けトルクＴが着座トルクＴＨに到達し
た後、一時的に零となるのは一つのワークに対して複数
本のボルトを締付ける際、モータ４を一旦停止させて締
付けの同期を行い、一斉に再起動させるためである。
【００１１】締付けトルクＴが締付終了トルクＳＴより
も大きくなると、ステップ１０４でモータ４の回転角度
信号（回転位置データθ）をリセットし、ステップ１０
５でモータ４を停止させる。ここで、ボルト等を締付け
る際に、締付けユニット１の減速機６等には締付けに起
因する捻じれ等の弾性エネルギーが蓄積される。このた
めモータ４が停止してこのモータ４の回転子の回転が自
由になると、前記回転子が締付けユニット１に蓄積され
た弾性エネルギーによってボルト等の締付け方向に対し
て逆方向に回動される。これによって、前記モータ４に
は逆転トルクＩＴが発生する。ステップ１０６では、前
記歪みゲージ式トルクセンサ８で検出された減速機６の
回転軸の歪み変化に基づいて、前記逆転トルクＩＴを求
めこの値を読み込む。さらにステップ１０７では、逆転
トルクＩＴに応じた電流値Ａ１に基づいてモータ４を駆
動させることにより、逆転トルクＩＴに等しい正転トル
クを発生させて前記逆転トルクＩＴを打ち消し、モータ
４の回転子の回動をストップさせる。
も大きくなると、ステップ１０４でモータ４の回転角度
信号（回転位置データθ）をリセットし、ステップ１０
５でモータ４を停止させる。ここで、ボルト等を締付け
る際に、締付けユニット１の減速機６等には締付けに起
因する捻じれ等の弾性エネルギーが蓄積される。このた
めモータ４が停止してこのモータ４の回転子の回転が自
由になると、前記回転子が締付けユニット１に蓄積され
た弾性エネルギーによってボルト等の締付け方向に対し
て逆方向に回動される。これによって、前記モータ４に
は逆転トルクＩＴが発生する。ステップ１０６では、前
記歪みゲージ式トルクセンサ８で検出された減速機６の
回転軸の歪み変化に基づいて、前記逆転トルクＩＴを求
めこの値を読み込む。さらにステップ１０７では、逆転
トルクＩＴに応じた電流値Ａ１に基づいてモータ４を駆
動させることにより、逆転トルクＩＴに等しい正転トル
クを発生させて前記逆転トルクＩＴを打ち消し、モータ
４の回転子の回動をストップさせる。
【００１２】ステップ１０８では、モータ４の回転子の
回動がストップした状態での回転位置データθの読み込
みを行う。即ち、ステップ１０５でモータ４が停止して
からステップ１０７でモータ４が駆動されるまでの間
に、モータ４の回転子が逆方向にどれだけ回動したかそ
の角度θを読み込む。そしてステップ１０９で、回転位
置データθを設定値と比較する。なお、前記設定値は通
常０°に設定されている。したがって、回転位置データ
θが設定値よりも大きければモータ４の回転子が逆方向
に回動したことを示している。即ち、締付けユニット１
に弾性エネルギーが蓄積されていることが分かる。この
場合、処理はステップ１０４に戻り、ここで回転位置デ
ータθをリセットし、さらにステップ１０５でモータ４
を停止させる。なお、ステップ１０５のモータ４停止か
らステップ１０７のモータ４駆動までの時間はΔｔに設
定されており、またステップ１０７のモータ４駆動から
ステップ１０５のモータ４停止までの時間はｔ１に設定
されている。即ち、図３に示すように、モータ４の停止
から駆動まで間（時間Δｔ）は、従来（点線）と同様に
締付けトルクＴは急激に減少する。しかしながらモータ
４の駆動中（時間ｔ１）は、逆転トルクＩＴが正転トル
クによって打ち消されてモータ４の回転子は停止するた
めに、締付けトルクＴは一定の値に保持される。このよ
うな処理が繰り返し実行されることにより、結果的に締
付けトルクＴが図３の実線に示されるように徐々に減少
する。そしてモータ４を停止しても回転子が逆方向に回
動しなくなって、最終的にステップ１０９で回転位置デ
ータθが設定値（θ＝０）に等しくなると、締付けユニ
ット１の減速機６等に弾性エネルギーの蓄積が無くなっ
たと判断して処理はステップ１１０に進み、ナットラン
ナの運転を停止してボルト等の締付け作業を終了する。
即ち、ステップ１０４からステップ１０９までの処理が
緩み防止のためのトルク制御手段に相当する。
回動がストップした状態での回転位置データθの読み込
みを行う。即ち、ステップ１０５でモータ４が停止して
からステップ１０７でモータ４が駆動されるまでの間
に、モータ４の回転子が逆方向にどれだけ回動したかそ
の角度θを読み込む。そしてステップ１０９で、回転位
置データθを設定値と比較する。なお、前記設定値は通
常０°に設定されている。したがって、回転位置データ
θが設定値よりも大きければモータ４の回転子が逆方向
に回動したことを示している。即ち、締付けユニット１
に弾性エネルギーが蓄積されていることが分かる。この
場合、処理はステップ１０４に戻り、ここで回転位置デ
ータθをリセットし、さらにステップ１０５でモータ４
を停止させる。なお、ステップ１０５のモータ４停止か
らステップ１０７のモータ４駆動までの時間はΔｔに設
定されており、またステップ１０７のモータ４駆動から
ステップ１０５のモータ４停止までの時間はｔ１に設定
されている。即ち、図３に示すように、モータ４の停止
から駆動まで間（時間Δｔ）は、従来（点線）と同様に
締付けトルクＴは急激に減少する。しかしながらモータ
４の駆動中（時間ｔ１）は、逆転トルクＩＴが正転トル
クによって打ち消されてモータ４の回転子は停止するた
めに、締付けトルクＴは一定の値に保持される。このよ
うな処理が繰り返し実行されることにより、結果的に締
付けトルクＴが図３の実線に示されるように徐々に減少
する。そしてモータ４を停止しても回転子が逆方向に回
動しなくなって、最終的にステップ１０９で回転位置デ
ータθが設定値（θ＝０）に等しくなると、締付けユニ
ット１の減速機６等に弾性エネルギーの蓄積が無くなっ
たと判断して処理はステップ１１０に進み、ナットラン
ナの運転を停止してボルト等の締付け作業を終了する。
即ち、ステップ１０４からステップ１０９までの処理が
緩み防止のためのトルク制御手段に相当する。
【００１３】このように本実施例では、ボルト等の締付
け後に、締付けユニット１に蓄積された捻じれ等の弾性
エネルギーが無くなるまでモータ４の回転トルクを徐々
に減少させる。これによって、モータ４の逆転トルクＩ
Ｔが効率的に打ち消され、ボルト等に前記逆転トルクＩ
Ｔが作用することがなくなる。この結果、ボルト等の緩
みが防止される。
け後に、締付けユニット１に蓄積された捻じれ等の弾性
エネルギーが無くなるまでモータ４の回転トルクを徐々
に減少させる。これによって、モータ４の逆転トルクＩ
Ｔが効率的に打ち消され、ボルト等に前記逆転トルクＩ
Ｔが作用することがなくなる。この結果、ボルト等の緩
みが防止される。
【００１４】図５は、本発明の第２実施例に係るナット
ランナの締付け動作手順を示すフローチャートである。
本実施例に係るナットランナは第１実施例に係るナット
ランナとシステム構成は同様であるが、締付け動作手順
に若干の違いがある。以下、図５のフローチャートを基
に本実施例に係るナットランナの締付け動作手順を説明
する。先ず、コントロールユニット５０の外部装置から
締付け開始信号が出力されると、ステップ２０１で、モ
ータ４の回転位置、即ち、締付けユニット１の締付け部
１０の回転位置に応じた電流指令値に基づいてそのモー
タ４を駆動する。ステップ２０２では、歪みゲージ式ト
ルクセンサ８からの締付けトルク信号Ｔを読み込み、ス
テップ２０３でこの締付けトルク信号Ｔ（以下、締付け
トルクＴという）を締付終了トルクＳＴと比較する。締
付けトルクＴが締付終了トルクＳＴ以下であれば処理は
ステップ２０１に戻り、以下、締付けトルクＴが締付終
了トルクＳＴよりも大きくなるまで、ステップ２０１〜
ステップ２０３までの処理が繰り返し実行される。ここ
までの処理は、第１実施例に係るナットランナの締付け
動作手順と同様である。
ランナの締付け動作手順を示すフローチャートである。
本実施例に係るナットランナは第１実施例に係るナット
ランナとシステム構成は同様であるが、締付け動作手順
に若干の違いがある。以下、図５のフローチャートを基
に本実施例に係るナットランナの締付け動作手順を説明
する。先ず、コントロールユニット５０の外部装置から
締付け開始信号が出力されると、ステップ２０１で、モ
ータ４の回転位置、即ち、締付けユニット１の締付け部
１０の回転位置に応じた電流指令値に基づいてそのモー
タ４を駆動する。ステップ２０２では、歪みゲージ式ト
ルクセンサ８からの締付けトルク信号Ｔを読み込み、ス
テップ２０３でこの締付けトルク信号Ｔ（以下、締付け
トルクＴという）を締付終了トルクＳＴと比較する。締
付けトルクＴが締付終了トルクＳＴ以下であれば処理は
ステップ２０１に戻り、以下、締付けトルクＴが締付終
了トルクＳＴよりも大きくなるまで、ステップ２０１〜
ステップ２０３までの処理が繰り返し実行される。ここ
までの処理は、第１実施例に係るナットランナの締付け
動作手順と同様である。
【００１５】次に、締付けトルクＴが締付終了トルクＳ
Ｔよりも大きくなると、ステップ２０４に進み、ここで
締付けトルクＴを徐々に減衰させるためのトルク減衰量
を、トルク減衰関数に基づき算出する。ステップ２０５
では、このトルク減衰量に基づいてモータ４の電流を減
少させてモータ４の回転トルクを徐々に減少させる。さ
らにステップ２０６では、歪みゲージ式トルクセンサ８
からの締付けトルクＴを読み込み、ステップ２０７でこ
の締付けトルクＴを設定トルクＴＯと比較する。この設
定トルクＴＯは、図２に示すように、締付けユニット１
に捻じれ等の弾性エネルギーが蓄積されない状態での最
大締付けトルクＴである。ステップ２０７で締付けトル
クＴが設定トルクＴＯよりも大きいと判定されると、処
理はステップ２０４に戻り上記した処理が再び実行され
る。このようにして、ステップ２０４からステップ２０
７までの処理が繰り返し実行されて締付けトルクＴが設
定トルクＴＯに等しくなると、ステップ２０８に進みモ
ータ４を停止させる。
Ｔよりも大きくなると、ステップ２０４に進み、ここで
締付けトルクＴを徐々に減衰させるためのトルク減衰量
を、トルク減衰関数に基づき算出する。ステップ２０５
では、このトルク減衰量に基づいてモータ４の電流を減
少させてモータ４の回転トルクを徐々に減少させる。さ
らにステップ２０６では、歪みゲージ式トルクセンサ８
からの締付けトルクＴを読み込み、ステップ２０７でこ
の締付けトルクＴを設定トルクＴＯと比較する。この設
定トルクＴＯは、図２に示すように、締付けユニット１
に捻じれ等の弾性エネルギーが蓄積されない状態での最
大締付けトルクＴである。ステップ２０７で締付けトル
クＴが設定トルクＴＯよりも大きいと判定されると、処
理はステップ２０４に戻り上記した処理が再び実行され
る。このようにして、ステップ２０４からステップ２０
７までの処理が繰り返し実行されて締付けトルクＴが設
定トルクＴＯに等しくなると、ステップ２０８に進みモ
ータ４を停止させる。
【００１６】このように本実施例では、第１実施例の場
合と同様にボルト等の締付け後に、締付けユニット１に
蓄積された捻じれ等の弾性エネルギーが無くなるまでモ
ータ４の回転トルクを徐々に減少させる。これによっ
て、モータ４の逆転トルクＩＴが効率的に打ち消され、
ボルト等に前記逆転トルクＩＴが作用することがなくな
る。
合と同様にボルト等の締付け後に、締付けユニット１に
蓄積された捻じれ等の弾性エネルギーが無くなるまでモ
ータ４の回転トルクを徐々に減少させる。これによっ
て、モータ４の逆転トルクＩＴが効率的に打ち消され、
ボルト等に前記逆転トルクＩＴが作用することがなくな
る。
【発明の効果】本発明によると、締付けユニットに蓄積
された捻じれ等の弾性エネルギーに起因するモータの逆
転トルクが、ボルト等のワークに対して作用することが
ない。このためにボルト等のワークに緩みが生じること
がなく、後工程において増し締め等の作業が必要なくな
る。
された捻じれ等の弾性エネルギーに起因するモータの逆
転トルクが、ボルト等のワークに対して作用することが
ない。このためにボルト等のワークに緩みが生じること
がなく、後工程において増し締め等の作業が必要なくな
る。
【図１】本発明に係るナットランナのシステム構成図で
ある。
ある。
【図２】本発明に係るナットランナの（締付けトルクＴ
−時間ｔ）特性である。
−時間ｔ）特性である。
【図３】本発明の第１実施例に係るナットランナのトル
ク制御手段を表す図である。
ク制御手段を表す図である。
【図４】本発明の第１実施例に係るナットランナの締付
け動作手順を示すフローチャートである。
け動作手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施例に係るナットランナの締付
け動作手順を示すフローチャートである。
け動作手順を示すフローチャートである。
１ 締付けユニット ２ パルス発生器 ４ モータ ６ 減速機 ８ 歪みゲージ式トルクセンサ（トルク検出手段） ５０ コントロールユニット トルク検出部（トルク検出手段） 制御部（ステップ１０３、ステップ２０３…トルク比較
手段） （ステップ１０４〜ステップ１０９…トルク制御手段） （ステップ２０４〜ステップ２０７…トルク制御手段）
手段） （ステップ１０４〜ステップ１０９…トルク制御手段） （ステップ２０４〜ステップ２０７…トルク制御手段）
Claims (3)
- 【請求項１】 回転トルクの制御が可能なモータと、前
記モータにより駆動されてワークの締付けを行う締付け
ユニットとを備えるナットランナにおいて、 前記締付けユニットの締付けトルクを検出するトルク検
出手段と、 前記締付けトルクと基準トルク値とを比較するトルク比
較手段と、 前記トルク比較手段により前記締付けトルクが予め設定
された締付終了トルク以上と判定されると、締付けに起
因して前記締付けユニットに蓄積された弾性エネルギー
による逆転トルクがワークに作用しないように、前記締
付けトルクを減少させるトルク制御手段と、 を有することを特徴とするナットランナ。 - 【請求項２】 請求項１に記載されたナットランナにお
いて、 トルク制御手段は、前記弾性エネルギーの蓄積が無くな
るまで逆転トルクと等しい正転トルクを間欠的に発生さ
せる電流を前記モータに供給するナットランナ。 - 【請求項３】 請求項１に記載されたナットランナにお
いて、 トルク制御手段は、前記弾性エネルギーの蓄積が無くな
るまでトルク減衰関数に基づき締付けトルクを減衰させ
るナットランナ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3280393A JP2943457B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | ナットランナ |
| US07/953,172 US5285857A (en) | 1991-09-30 | 1992-09-29 | Nut runner for clamping bolts with predetermined torque and bolt clamping method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3280393A JP2943457B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | ナットランナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0596429A JPH0596429A (ja) | 1993-04-20 |
| JP2943457B2 true JP2943457B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=17624405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3280393A Expired - Fee Related JP2943457B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | ナットランナ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5285857A (ja) |
| JP (1) | JP2943457B2 (ja) |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6424799B1 (en) | 1993-07-06 | 2002-07-23 | Black & Decker Inc. | Electrical power tool having a motor control circuit for providing control over the torque output of the power tool |
| US5440215A (en) * | 1993-07-06 | 1995-08-08 | Black & Decker Inc. | Electrical power tool having a motor control circuit for increasing the effective torque output of the power tool |
| SE506118C2 (sv) * | 1993-09-02 | 1997-11-10 | Atlas Copco Tools Ab | Metod för åtdragning av gängade förband till en önskad förspänningsnivå med hjälp av en manuellt manövrerad kraftmutterdragare innefattande en nedgängningsfas och en förspänningsfas, avkänning av momentmotståndet i förbandet samt avbrytande av rotationen vid uppnådd önskad förspänningsnivå |
| AU693253B2 (en) * | 1994-10-24 | 1998-06-25 | Ingersoll-Rand Company | Tube nut wrench |
| US6479958B1 (en) | 1995-01-06 | 2002-11-12 | Black & Decker Inc. | Anti-kickback and breakthrough torque control for power tool |
| JPH08294875A (ja) * | 1995-04-25 | 1996-11-12 | Nissan Motor Co Ltd | インパクト式ねじ締め装置 |
| DE19647813C2 (de) * | 1996-11-19 | 2003-07-03 | Joerg Hohmann | Kraftschrauber |
| KR19980077632A (ko) * | 1997-04-22 | 1998-11-16 | 오미다다히로 | 체결 장치 |
| KR19980077633A (ko) * | 1997-04-22 | 1998-11-16 | 오미다다히로 | 나사 부재의 체결 방법 |
| US5845718A (en) * | 1997-05-29 | 1998-12-08 | Ingersoll-Rand Company | Resonant oscillating mass-based torquing tool |
| US5848655A (en) * | 1997-05-29 | 1998-12-15 | Ingersoll-Rand Company | Oscillating mass-based tool with dual stiffness spring |
| US6311786B1 (en) * | 1998-12-03 | 2001-11-06 | Chicago Pneumatic Tool Company | Process of determining torque output and controlling power impact tools using impulse |
| JP3906606B2 (ja) * | 1999-06-11 | 2007-04-18 | 松下電工株式会社 | インパクト回転工具 |
| KR100369212B1 (ko) | 1999-07-07 | 2003-01-24 | 한국과학기술연구원 | 내연 기관의 배기 소음 및/또는 기체 이송 시스템의 덕트내부의 소음을 제어하기 위한 장치 및 방법 |
| US6152243A (en) * | 1999-08-05 | 2000-11-28 | Junkers; John K. | Universal torque power tool |
| DE60043200D1 (de) | 1999-12-16 | 2009-12-03 | Magna Lastic Devices Inc | VERFAHREN UND APPARAT ZUR STENORUNG EINES SCHLAGWERKEZEUGS UND DEREN VERWENDUNG IN EINEM SCHLAGGERäT |
| AU2002230048A1 (en) * | 2001-01-29 | 2002-08-12 | Pat Technologies Limited | Method and apparatus for determining when a fastener is tightened to a predetermined tightness by an impact tightening tool |
| EP2263833B1 (en) * | 2003-02-05 | 2012-01-18 | Makita Corporation | Power tool with a torque limiter using only rotational angle detecting means |
| DE10341975A1 (de) * | 2003-09-11 | 2005-04-21 | Bosch Gmbh Robert | Drehmomentbegrenzungseinrichtung für einen Elektromotor |
| JP2005118910A (ja) * | 2003-10-14 | 2005-05-12 | Matsushita Electric Works Ltd | インパクト回転工具 |
| JP4400303B2 (ja) * | 2004-05-12 | 2010-01-20 | パナソニック電工株式会社 | インパクト回転工具 |
| EP1670134A1 (de) * | 2004-12-09 | 2006-06-14 | Ferm B.V. | Einrichtung und Verfahren zum Steuern eines Motors |
| JP4211744B2 (ja) * | 2005-02-23 | 2009-01-21 | パナソニック電工株式会社 | インパクト締付け工具 |
| DE102006017193A1 (de) * | 2006-04-12 | 2007-10-25 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Anziehen einer Schraubverbindung und Schraubwerkzeug |
| JPWO2008099493A1 (ja) * | 2007-02-15 | 2010-05-27 | 富士通株式会社 | ネジ締め装置 |
| SE531828C2 (sv) * | 2007-12-05 | 2009-08-18 | Atlas Copco Tools Ab | Ett kraftverktyg och en metod för användning av kraftverktyget |
| DE102010024920A1 (de) * | 2010-06-18 | 2011-12-22 | C. & E. Fein Gmbh | Schrauber |
| JP5733122B2 (ja) * | 2011-09-12 | 2015-06-10 | 株式会社デンソーウェーブ | 螺子締め装置および螺子浮き判定方法 |
| US20130139614A1 (en) * | 2011-12-05 | 2013-06-06 | David C. Johnson | Portable torque work station and associated torquing method |
| US20150041162A1 (en) * | 2013-08-06 | 2015-02-12 | China Pneumatic Corporation | Programmable torque control method for sensing locking element |
| CN110281121B (zh) * | 2014-11-28 | 2021-12-14 | 工机控股株式会社 | 电动工具 |
| US10357871B2 (en) | 2015-04-28 | 2019-07-23 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Precision torque screwdriver |
| AU2016256390B2 (en) | 2015-04-28 | 2019-04-18 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Precision torque screwdriver |
| DE102016118170A1 (de) | 2016-09-26 | 2018-03-29 | Wittenstein Se | Verfahren und vorrichtung zum abbauen elastisch gespeicherter energie |
| CN112059577B (zh) * | 2020-09-09 | 2021-08-13 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司大理局 | 一种用于换流站空冷器的智能检修平台控制方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3586115A (en) * | 1969-10-29 | 1971-06-22 | Chicago Pneumatic Tool Co | Two-speed dual drive stall torque nut running tool |
| US5105519A (en) * | 1985-06-19 | 1992-04-21 | Daiichi Dentsu Kabushiki Kaisha | Tension control method for nutrunner |
| JPS62166931A (ja) * | 1986-01-20 | 1987-07-23 | Shinpo Kogyo Kk | 自動ねじ締め機 |
| US5062491A (en) * | 1987-12-23 | 1991-11-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Apparatus for controlling nut runner |
| JPH0833563B2 (ja) * | 1988-10-19 | 1996-03-29 | 富士写真フイルム株式会社 | 光波長変換モジュール |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP3280393A patent/JP2943457B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-09-29 US US07/953,172 patent/US5285857A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5285857A (en) | 1994-02-15 |
| JPH0596429A (ja) | 1993-04-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |