JP2015085471A - 締付装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】締結部材を締め付けた後、締結部材を緩めることなく所望の設定トルク以上で締結されていることを確認できる締付装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る締付装置は、トルク検出器50により測定される測定トルクが、予め設定された第1制御開始トルクに到達した後、段階的に増減を繰り返しながら予め設定された第1設定トルクに到達するようにモータの出力を調整し、測定トルクが第1設定トルクに到達すると、モータへの電力供給を遮断する第1締付工程の後、第1締付工程よりも小さい初期出力でモータを駆動させ、トルク検出器により測定される測定トルクが、予め設定された第2制御開始トルクに到達した後、段階的に増減を繰り返しながら予め設定された第2設定トルクに到達するようにモータの出力を調整し、測定トルクが第2設定トルクに到達すると、モータへの電力供給を遮断する第2締付工程とを切り替えるモード切替スイッチ44を具える。
【選択図】図1

Description

本発明は、ボルトやナットなどの締結部材を複数の締付工程により締め付けることのできる締付装置に関するものである。
ボルトやナットなどの締結部材の締付精度を高めるために、締結部材に作用する締付トルクを測定し、その測定トルクが設定トルクに到達したときに、締付を終了するよう数値制御された締付機が知られている(たとえば特許文献1参照)。
また、既に締め付けられた締結部材にさらにトルクを加えて締め付ける増締めが行なわれることがある(同特許文献1参照)。
特開2013−166211号公報
締結部材を締め付けた後、又は、増締めを行なった後に、実際に所望された設定トルク以上で締付けが行なわれているかどうかを確認することが求められている。
一方、車両のホイールナットの締付けにおいて、ホイールナットを締め付けた後、慣らし運転を行なった後、規定された設定トルクで締付けが行なわれているかどうかを確認するために、一旦締め付けたホイールナットを緩め、再度、締付けを行なっている。このように、一旦締め付けた締結部材を緩めて再締付けすると、さらなる慣らし運転が必要となり、締付トルクが真に設定トルクに到達しているかどうかを判断することは難しかった。
本発明の目的は、締結部材を締め付けた後、締結部材を緩めることなく所望の設定トルク以上で締結されていることを確認することのできる締付装置を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明の締付装置は、
モータと、
前記モータを駆動するモータ駆動回路と、
前記モータによって回転し、先端にソケットが装着されて締結部材を締め付けることのできるドライブ軸と、
前記ソケットに作用する締付トルクを検出するトルク検出器と、
予め設定された設定トルクと、前記トルク検出器により測定された測定トルクに基づいて、前記モータ駆動回路を制御する制御部と、
を具える締付装置であって、
前記制御部には、
前記モータ駆動回路を制御して、前記トルク検出器により測定される測定トルクが、予め設定された第1制御開始トルクに到達した後、段階的に増減を繰り返しながら予め設定された第1設定トルクに到達するように前記モータの出力を調整し、前記測定トルクが前記第1設定トルクに到達すると、前記モータへの電力供給を遮断する第1締付工程と、
前記モータ駆動回路を制御して、前記第1締付工程よりも小さい初期出力で前記モータを駆動させ、前記トルク検出器により測定される測定トルクが、予め設定された第2制御開始トルクに到達した後、段階的に増減を繰り返しながら予め設定された第2設定トルクに到達するように前記モータの出力を調整し、前記測定トルクが前記第2設定トルクに到達すると、前記モータへの電力供給を遮断する第2締付工程と、
を切り替えるモード切替スイッチを具える。
前記モード切替スイッチは、前記第1締付工程と第2締付工程の何れのモードにあるか目視により確認することができる表示部を有することが望ましい。
本発明の締付装置によれば、第1締付工程にて第1設定トルクを目標値として締結部材を締め付けた後、モード切替スイッチを操作して締付モードを変更し、第2締付工程に移ることができる。第2締付工程は、第1締付工程の初期出力よりも小さい初期出力でモータを駆動し、第2設定トルクを目標値として締付けが実施される。この第2締付工程を行なうことで、締結部材が少なくとも第2設定トルクで締め付けられていることが確認できる。
第2締付工程は、第1締付工程よりもモータの初期出力が小さく、また、段階的に増減を繰り返しながら増加する締付けであるため、第2設定トルクに対して締め付け過ぎ、所謂オーバーシュートを防止することができる。
また、モード切替スイッチを操作したときに、滞在している締付工程が何れであるかを目視により確認できるから、誤操作を防止することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る締付装置の概略説明図である。 図2は、本発明の一実施形態に係る締付装置のブロック図である。 図3は、本発明の一実施形態に係る締付方法の全体的な流れを示すフローチャートである。 図4は、本発明の一実施形態に係る締付装置のモード切替フローを示すフローチャートである。 図5は、本発明の一実施形態に係る締付装置の設定トルク変更フローを示すフローチャートである。 図6は、本発明の一実施形態に係る締付装置の締付フローを示すフローチャートである。 図7(a)は、第1締付工程の締付モードにおける締付トルクの変化を示すグラフ、図7(b)は、モータ出力の変化を示すグラフである。 図8(a)は、第2締付工程の確認締付モードにおける締付トルクの変化を示すグラフ、図8(b)は、モータ出力の変化を示すグラフである。
以下、本発明の締付装置10を、図1及び図2に示すように締付けを行なう本体となる締付機20と、この締付機20を制御する制御装置30、トルクを測定するトルク検出器50から構成した数値制御式の締付装置に適用した実施形態について説明する。なお、制御装置30は、その機能の一部又は全部を締付機20に内蔵する構成とすることもでき、また、制御装置30の一部の機能を外部PC等で実行するように構成してもよい。
また、以下の実施形態では、締付工程は、図3に示すように第1締付工程と第2締付工程からなり、第1締付工程は、通常の締付モードであり、第2締付工程は、締付トルクが設定トルク以上であるかどうかを確認できる確認締付モードとなっている。
図1は、本発明の締付装置10の概略を説明する図であり、図2は、締付装置10の概略ブロック図である。図に示すように、締付装置10は、締付機20と制御装置30から構成され、締付機20には、ソケットに作用するトルクを検出するトルク検出器50を具える。
<締付機20>
締付機20として、図1に示す実施形態では、ドライブ軸が内軸と外軸22の2軸式の電動レンチを例示している。しかしながら、2軸式のものに限定されず1軸式のものであってもよく、また、締付機20は、インパクトレンチ、インパクトドライバー、振動・ハンマードリルなどであってもよい。
2軸式の締付機20は、ドライブ軸21となる内軸と外軸22が、ハウジング23に内蔵されたモータ24によって互いに逆回転可能となっている。内軸と外軸22は、遊星歯車機構などの減速機構28によってモータ24に連繋することができる。
締付機20は、内軸の先端には、ボルトやナットなどの締結部材が装着可能なソケットを具える。また、外軸22の先端には、ドライブ軸21の軸芯に対して先端が略垂直方向に突出するアームを具備する反力受け25が取り付けられている。
締付機20は、図1に示すトリガスイッチ26の操作によって、図2に示す制御装置30からの指令を受けてモータ24を駆動させ、ドライブ軸21を回転させる。また、図1に示すように、締付機20には、正逆切替用スイッチ27が配備されており、正逆切替用スイッチ27を操作することで、モータ24の回転を逆転させて、締結部材の締付け及び緩め作業を行なうことができる。正逆切替用スイッチ27は、減速機構28のギア切替えやクラッチ操作などによって、機構的にドライブ軸21の正転と逆転を切り替えるものとすることができる。また、正逆切替用スイッチ27は、モータ24に供給される電圧を反転させるスイッチであってもよい。
<トルク検出器50>
締付機20には、ソケットに作用するトルクを検出するトルク検出器50が配備される。トルク検出器50は、制御装置30にトルクに関する信号を送信する。トルク検出器50として、図1に示すように、締付トルクを検出するトルクセンサ51をドライブ軸21とソケットとの間に直接装着するものを採用することができる。ソケットに作用するトルクは、締付機20の電気系統、たとえばモータ電流の変化から検出するものであってもよい。また、ソケットに作用するトルクは、ドライブ軸21やモータ24、減速機構28等の回転角度から換算するようにしてもよい。
トルク検出器50を図1のようにドライブ軸21に装着すると、トルク検出器50はドライブ軸21と一体回転するから、制御装置30と有線接続することはできない。従って、図2に示すように、トルクセンサ51にて測定された締付トルクに関する信号は、増幅回路52で増幅し、A/D変換回路53にてA/D変換してCPU54に入力し、RF(Radio Frequency)回路55及びアンテナ56を経由して無線送信することが望まれる。トルク検出器50への電源の供給はトルク検出器50に小型のバッテリを搭載することで行なうことができる。
具体的実施形態として、トルクセンサ51は、外軸22に貼着された歪みゲージを例示することができる。外軸22に作用する締付トルクは、歪みゲージの抵抗変化が電圧変化として出力される。
<制御装置30>
制御装置30は、図1に示すように、締付機20と接続用ケーブル60によって電気的に接続されており、締付機20との通信及び締付機20に電源供給可能となっている。なお、制御装置30は、締付機20の性能や特性に応じて設定や調整を行なう必要がある。従って、制御装置30に異なる締付機20を接続すると、誤測定等が生ずる場合がある。このため、接続用ケーブル60は、締付機20と制御装置30に挿脱不能に直結とすることが望ましい。なお、締付機20と制御装置30はコネクタ64により接続可能とし、作業環境に応じてコネクタ64の長さを選択できるようにしてもよい。
制御装置30は、さらに、先端にプラグ61が連繋された電源用ケーブル62に商用電源に接続可能となっている。
具体的実施形態として、制御装置30は、図1に示すようにボックス型のケーシング31に、図2に示す制御手段32を内蔵している。制御手段32は、CPU34、RAM、ROMなどのメモリ35、D/A変換器等の種々の電子部品を中心に構成された制御部33を具え、メモリ35に記憶された種々のプログラム等によって実現することができる。図2では、これらの連繋によって実現される代表的な機能に関する機能ブロックを描いている。これら機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウエアのみ又はこれらの組合せによって実現可能であることは当然理解されるべきである。
ケーシング31の一面には、図1に示すように、ユーザの所望する設定トルクを表示する設定トルク表示部40と、トルク検出器50にて測定された締付トルクを表示する測定トルク表示部41を具える。また、ユーザが設定トルクを増減するトルク設定ボタン47,48、第1締付工程と第2締付工程の締付モードを切り替えるモード切替スイッチ44が設けられている。さらに、ケーシング31には、締付装置10の設定トルクの設定可能範囲を示すトルク設定範囲表示部46が設けられている。
設定トルク表示部40及び測定トルク表示部41は、たとえばLEDを採用したデジタル表示器とすることができる。これら又は何れか一方の表示部は、締付装置10に何らかの異常が生じた場合に、その異常を表示するエラー表示部を兼ねることができる。なお、図1中、符号42は、トルク設定ボタン47,48を操作したときに、その設定トルクを表示する設定トルクサブ表示部であり、設定トルク表示部40よりも小さく形成している。
トルク設定ボタン47,48は、設定トルクを小さくするマイナスボタン47と大きくするプラスボタン48である。これらトルク設定ボタン47,48は、締付装置10に何らかの異常が生じたときに、その何れかを操作することで、エラー解除ボタンとしても用いることができる。
モード切替スイッチ44は、異なる2つの締付モードを切り替えるスイッチであり、押しボタン式、ダイヤル式又はスライド式などを採用することができる。モード切替スイッチ44が何れの締付モードに設定されているか視認できるように、モード切替スイッチ44内又はケーシング31の適所に、その滞在している締付モードを表示する表示部が配備されている。図示の実施例では、表示部は、何れかの締付モードに対応して点灯するLED45が配備されている。図示のモード切替スイッチ44は、一方の締付モード(本実施形態では第2締付工程)に設定されたときに内蔵されたLED45が点灯するようにしている。たとえば上記した測定トルク表示部41等に滞在する締付モードを表示し、締付けが開始されるとその表示を切り替えることも考えられるが、この場合、締付作業中に締付モードを確認することができない。また、その締付モードを確認するために、他の操作が必要となる。一方、本発明では、モード切替スイッチ44自体が点灯することで、滞在中の締付モードを目視により確認することができ、誤操作等を防止できる利点がある。
トルク設定範囲表示部46は、図1に示すように、締付装置10の設定トルクの上限及び下限を示す。トルク設定範囲表示部46は、図1に示すようにプレートにその設定範囲を刻印したり、シールに印刷し、ケーシング31に取り付けたものを例示できる。また、上記設定トルク表示部40等と同様にデジタル表示器とすることもできる。
制御手段32を構成する制御部33は、図2に示す如く上記した表示部40,41,42、ボタン47,78、モード切替スイッチ44が夫々接続されると共に、トリガスイッチ26を介して締付機20のモータ24を駆動するモータ駆動回路36、トルク検出器50と無線通信するためのRF回路37及びアンテナ38が接続されている。たとえば、モータ駆動回路36によるモータ24の出力調整は、位相制御やPWM制御によって行なうことができる。
メモリ35には、締付機20を制御するためのすべてのプログラムが記憶される。たとえば、メモリ35には、第1締付工程と第2締付工程の各締付モードに応じてユーザにより設定された設定トルク、各締付モードに応じた締付プログラムや各種パラメータ、滞在中の締付モード、受信された測定トルクと設定トルクに基づいてモータ24の出力を調整するためのモータ駆動回路36の制御量などが記憶される。
上記のような構成の締付装置10の制御は、図3に示すように、モード切替フロー(ステップS001、図4)、設定トルク変更フロー(ステップS002、図5)及び第1締付工程(ステップS003)と第2締付工程(ステップS004)を含む締付フロー(図6)に大別することができる。
<モード切替フロー>
モード切替フローは、第1締付工程と第2締付工程を切り替えるフローである。
より詳細には、図4に示すように、モード切替スイッチ44が操作されたときに(ステップS101)、滞在する締付モードを第1締付工程と第2締付工程で切り替え(ステップS102)、制御部33のメモリ35に記憶する処理である(ステップS103)。モード切替スイッチ44により切り替えられた締付モードが何れであるかは、LED45を参照することで判別できる。本実施形態では、LED45は、第1締付工程では消灯、第2締付工程では点灯するようにしている。なお、モード切替スイッチ44の操作は、誤操作を防止するために、後述する設定トルク変更フローや第1締付工程、第2締付工程中は無効とすることが望ましい。
<設定トルク変更フロー>
図3に示すようにモード切替フロー(ステップS001)の後、図5に示す設定トルク変更フロー(ステップS002)が実行される。この設定トルク変更フローは、締付装置10の初期設定時や各締付モードの設定トルクを変更する場合にモード切替フローに引き続いて実行される。本実施形態では、第1締付工程の設定トルク(第1設定トルク)及び第2締付工程の設定トルク(第2設定トルク)が設定される。既に設定トルクを設定又は変更した状態で締付装置10を使用する場合には、設定トルク変更フローの実行をスキップできる。
設定トルク変更フローは、トルク設定ボタン47,78が操作されたときに、その滞在中の締付モードに対する設定トルクを設定し記憶するものである。
具体的実施形態として、図5に示すように、トルク設定ボタン47,48の操作があると(ステップS201)、制御部33は、トルク設定ボタン47,48の操作に応じて、メモリ35に記憶されている設定トルクをその指定値ずつインクリメント又はディクリメントする(ステップS202)。そして、新しい設定トルクを設定トルクとしてメモリ35に記憶する処理である(ステップS203)。
なお、トルク設定ボタン47,48の操作は、誤操作を防止するために、モード切替フローや第1締付工程、第2締付工程中は無効とすることが望ましく、また、トルク設定ボタン47,48を操作した後、所定時間内に続けてトルク設定ボタン47,48が操作されることを待機した後、ステップS203に移行するようにしてもよい。
<締付工程>
設定トルク変更フロー(ステップS002)により、各締付モードの設定トルクが設定された後、図3及び図6に示すように、選択された締付モードに応じた実際の締付工程(ステップS003、ステップS004)に入る。
<締付モードの説明>
ここで、本発明の一実施形態に係る第1締付工程と第2工程の各締付モードの概要について説明する。
何れの締付モードにおいても、図7及び図8に示すように、値は異なるが、所定の初期出力(V0)でモータ24を起動し、初期出力(V0)を維持する。そして、トルク検出器50にて検出される測定トルクが、所定の制御開始トルク(VF)(第1締付工程では第1制御開始トルク、第2締付工程では第2制御開始トルク)に到達した後、測定トルクに基づいて、モータ24の出力をフィードバック制御するものである。フィードバック制御では、夫々所定のモータ24の上限出力(VR)と下限出力(VB)の範囲内で出力を調整しながらモータ24を駆動する。これにより、測定トルクは、段階的に増減を繰り返しながら上昇する。
そして、測定トルクが、予め設定された設定トルクに到達すると、前記モータへの電力供給を遮断するようにしている。
<第1締付工程>
第1締付工程は、モータ24の初期出力が大きい締付モードである。
この締付モードは、図7に示すように、モータ24の初期出力(V0)が次に示す第2締付工程の締付モードよりも大きい(図7及び図8参照)。従って、締め付けられた締結部材が所定のトルク以上で締め付けられているかどうかを確認するために第1締付工程を実行すると、締付トルクがオーバーシュートしてしまう虞がある。一方で、モータ24の初期出力が大きいから、短時間で締付けを行なうことができる利点がある。
<第2締付工程>
第2締付工程は、上記した第1締付工程で締め付けられた締結部材が、所定のトルク以上で締め付けられているかどうかを確認するための締付モードである。
第2締付工程は、図8に示すように、モータ24の初期出力(V0)が第1締付工程よりも小さい締付モードである。
このように、第2締付工程は、モータ24の初期出力(V0)を小さく設定することで、所定の設定トルクに到達するまでに時間はさらに掛かるが、締付け過ぎ(オーバーシュート)を防止することができる利点がある。
より詳細な各締付モードの制御フローを図6に示す。なお、第1締付工程と第2締付工程をまとめて説明するが、締結部材を締め付ける際に、まず、ステップS003の第1締付工程を実行し、所定の設定トルクで締結部材を締め付けた後、ステップS004の第2締付工程が実行される。これら締付モードの選択は、モード切替スイッチ44の操作によって行なわれる。
締付フローは、締付機20のソケットを締結部材に嵌めた状態で、トリガスイッチ26をオンにすることで開始される(ステップS301)。図1に示す締付機20では、ユーザが指でトリガスイッチ26を引くことでオンとなる。
トリガスイッチ26がオンとなると(ステップS301)、制御部33は、メモリ35を参照し、滞在している締付モードとその設定トルクに応じてモータ駆動回路36からモータ24に供給される電力を制御し、モータ24を初期出力(V0)で駆動する(ステップS302)。これにより、反力受け25がソケットの締付方向とは逆向きに回転して他の締結部材などに当接し、ソケットによる締結部材の締付が開始される。
初期出力(V0)は、たとえば、モータ24の最低始動出力をVBとすると、第1締付工程の初期出力>第2締付工程の初期出力≧VBとする。第2締付工程の初期出力を最低始動出力(VB)と一致又は限りなく近づけることで、より好適な確認締付を行なうことができる。
モータ24が駆動を開始すると、トルク検出器50は、ソケットに作用するトルクを検知し、測定トルクとして制御手段32に送信する。その測定トルクが、各締付モードに応じた規定の制御開始トルク(VF)に達するまで、初期出力(V0)でモータを駆動する(ステップS303のNo、図7及び図8の丸数字1の範囲)。測定トルクが、規定の制御開始トルク(VF)に達すると(ステップS303のYes、図7及び図8のP)、モータフィードバック制御を開始する(ステップS304、図7及び図8の丸数字2の範囲)。なお、規定のトルク(VF)は、締付モードに応じて設定することができる。制御開始トルク(VF)は、第1締付工程(第1制御開始トルク)と第2締付工程(第2制御開始トルク)で夫々設定することができ、この場合第1制御開始トルク(VF)≧第2制御開始トルク(VF)とする。望ましくは、第1制御開始トルク(VF)>第2制御開始トルク(VF)とする。たとえば、図7及び図8では、第1制御開始トルクは設定トルクTの0.7倍(VF=T×0.7)、第2制御開始トルクはVF=50N・m(<T×0.5)としている。
モータフィードバック制御(ステップS304)では、図7及び図8に示すように、トルク検出器50からの測定トルクに基づいて、測定トルクの上昇率が所定値より大きい場合には(ステップS305のYes)、制御部33は、モータ駆動回路36からモータ24に供給される電力を下げるよう制御し(ステップS306)、測定トルクの上昇率が前記所定値以下であれば(ステップS305のNo)、続くステップS307に進む。
図7及び図8に示すように、逆に、トルク検出器50からの測定トルクの上昇率が所定値よりも小さい場合には(ステップS307のYes)、制御部33は、モータ駆動回路36からモータ24に供給される電力を上げるよう制御し(ステップS308)、測定トルクの上昇率が前記所定値以上であれば(ステップS307のNo)、続くステップS09に進む。
上記フィードバック制御(ステップS305〜S308)は、トルク検出器50からの測定トルクが、各々の締付モードに対応して設定された設定トルクTに到達するまで実行される(ステップS309のNo)。測定トルクが、設定トルクTに到達すると(ステップS309のYes)、制御部33は、モータ駆動回路36からのモータ24への電力の供給を遮断し、モータ24の出力を停止させる(ステップS310、図7及び図8の丸数字3)。
各締付モードに対応した上記締付フローにおける締付トルクの変化を示すグラフとモータ24の出力の変化を示すグラフを、夫々図7及び図8に(a)及び(b)に示す。
図7及び図8を参照すると、何れの締付モードにおいても、測定トルクは初期出力(V0)から略直線状に増加していき、締付モードに応じた第1制御開始トルク又は第2制御開始トルク(VF)に達すると、段階的に増減を繰り返しながら増加し、設定トルクTに近づいていることがわかる。
第1締付工程は、モータ24の初期出力が第2締付工程に比べて大きいから、締付けは短時間で行なうことができる反面、締付トルクがオーバーシュートしてしまう虞がある。この場合、締付トルクを確認する第2締付工程にて第1締付工程を実施すると、さらに大きい締付トルクで締め付けられてしまう。
本発明では、第2締付工程にて第1締付工程よりもモータ24の初期出力(V0)が小さい確認締付モードで締付トルクを確認するようにしているから、オーバーシュートはほとんど生じない。従って、締結部材が設定された締付トルク以上で締め付けられたことを正確に確認することができる。
すなわち、第1締付工程にて締付トルクが設定トルクに満たない締結部材に第2締付工程を実施すると、設定トルクまで締付トルクを上昇させることができる。一方で、第1締付工程にて締付トルクが設定トルク以上となっている締結部材に第2締付工程を実施すると、締結部材の締付トルクをさらに上昇させたり、緩めることなく、設定トルク以上で締め付けられていることを確認することができる。
第2締付工程では、締結部材を緩めることなく設定トルク以上で締め付けられていることを確認できるから、従来、一旦緩めてから再締付けを行なっているホイールナットの締付けへの適用に効果が高い。
上記説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を限縮するように解すべきではない。また、本発明の各部構成は、上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
たとえば、第1締付工程と第2締付工程は、各締結部材に対して連続して実行することもできるし、複数の締結部材に第1締付工程を実行した後、これら複数の締結部材に対して第2締付工程をまとめて実行してもよい。また、他の締付装置によって締め付けられた締結部材に対して、第2締付工程のみを実行するようにしてもよい。
10 締付装置
20 締付機
30 制御装置
33 制御部
36 モータ駆動回路
44 モード切替スイッチ
50 トルク検出器

Claims (3)

  1. モータと、
    前記モータを駆動するモータ駆動回路と、
    前記モータによって回転し、先端にソケットが装着されて締結部材を締め付けることのできるドライブ軸と、
    前記ソケットに作用する締付トルクを検出するトルク検出器と、
    予め設定された設定トルクと、前記トルク検出器により測定された測定トルクに基づいて、前記モータ駆動回路を制御する制御部と、
    を具える締付装置であって、
    前記制御部には、
    前記モータ駆動回路を制御して、前記トルク検出器により測定される測定トルクが、予め設定された第1制御開始トルクに到達した後、段階的に増減を繰り返しながら予め設定された第1設定トルクに到達するように前記モータの出力を調整し、前記測定トルクが前記第1設定トルクに到達すると、前記モータへの電力供給を遮断する第1締付工程と、
    前記モータ駆動回路を制御して、前記第1締付工程よりも小さい初期出力で前記モータを駆動させ、前記トルク検出器により測定される測定トルクが、予め設定された第2制御開始トルクに到達した後、段階的に増減を繰り返しながら予め設定された第2設定トルクに到達するように前記モータの出力を調整し、前記測定トルクが前記第2設定トルクに到達すると、前記モータへの電力供給を遮断する第2締付工程と、
    を切り替えるモード切替スイッチを具える、
    ことを特徴とする締付装置。
  2. 前記モード切替スイッチは、前記第1締付工程と第2締付工程の何れのモードにあるか目視により確認することができる表示部を有する、
    請求項1に記載の締付装置。
  3. 前記モード切替スイッチの表示部は、何れか一方のモードに切り替えられた状態で点灯する、
    請求項2に記載の締付装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015089580A (ja) * 2013-11-05 2015-05-11 Tone株式会社 締付装置及び締付方法
KR101633304B1 (ko) * 2015-07-02 2016-06-27 계양전기 주식회사 전동 공구의 제어 방법
CN108274227A (zh) * 2018-03-05 2018-07-13 王聪 用于螺栓连接构件的自动松紧装置及其工作方法
CN109570989A (zh) * 2019-01-09 2019-04-05 成都凯天电子股份有限公司 确定开关组件中螺栓装配位置一致性的方法
WO2020261756A1 (ja) * 2019-06-24 2020-12-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 電動工具

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102302489B1 (ko) * 2015-08-31 2021-09-16 한국전력공사 고력볼트의 축력 도입장치 및 이를 이용하는 고력볼트의 축력 도입방법
US9696224B1 (en) * 2015-12-31 2017-07-04 Chung-Yu Tsai Torque detection device
CN105856964A (zh) * 2016-06-19 2016-08-17 刘瑞 一种汽车轮胎用电动扳手
US10483901B2 (en) 2017-07-10 2019-11-19 Newfrey Llc System and method for installation and verification of fasteners
CN107553114B (zh) * 2017-09-05 2024-02-20 沈阳工业大学 风力发电机组螺栓在线检测及紧固装置
CN110216616A (zh) * 2019-06-20 2019-09-10 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种电动扭矩扳手及其人机交互方法
CN113561113B (zh) * 2020-04-28 2022-09-20 南京泉峰科技有限公司 智能电动工具及其控制方法
CN111805231A (zh) * 2020-07-21 2020-10-23 格力电器(武汉)有限公司 电批控制电路、电批及螺纹紧固件自动安装设备
SE545773C2 (en) * 2021-12-10 2024-01-09 Atlas Copco Ind Technique Ab Method of controlling an electric motor of a tightening tool

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5524853A (en) * 1978-08-07 1980-02-22 Sanyo Kiko Kk Controller of nut runner
JPH07246530A (ja) * 1994-03-11 1995-09-26 Nitto Seiko Co Ltd 自動部品締結機及び締結方法
JP2000094355A (ja) * 1998-09-22 2000-04-04 Toyota Motor Corp 塑性域締付部位用トルクレンチ
US20070247097A1 (en) * 2006-04-07 2007-10-25 Hartmut Seiler Electric power tool and method for operating same
JP2008126320A (ja) * 2006-11-16 2008-06-05 Toshiba Corp ナット締め方法および組立て体の製造装置
JP2013202705A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Toyota Motor Corp ネジ締付方法及びネジ締付装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3230642A1 (de) 1982-08-18 1984-02-23 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Verfahren und vorrichtung zum anziehen eines ein gewinde tragenden verbindungselements
DE10303235B4 (de) * 2002-01-29 2011-03-31 Makita Corp., Anjo Drehmomentübertragungsmechanismen und Motorwerkzeuge mit solchen Drehmomentübertragungsmechanismen
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
JP4203459B2 (ja) * 2004-08-30 2009-01-07 日東工器株式会社 電動ドライバ装置
JP4339275B2 (ja) * 2005-05-12 2009-10-07 株式会社エスティック インパクト式のネジ締め装置の制御方法および装置
JP5182562B2 (ja) * 2008-02-29 2013-04-17 日立工機株式会社 電動工具
JP5464014B2 (ja) 2010-03-31 2014-04-09 日立工機株式会社 電動工具
JP2013146846A (ja) * 2012-01-23 2013-08-01 Max Co Ltd 回転工具
JP5959875B2 (ja) 2012-02-15 2016-08-02 本田技研工業株式会社 締付方法及び締付機の制御装置
JP6322387B2 (ja) * 2013-11-05 2018-05-09 Tone株式会社 締付装置及び締付方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5524853A (en) * 1978-08-07 1980-02-22 Sanyo Kiko Kk Controller of nut runner
JPH07246530A (ja) * 1994-03-11 1995-09-26 Nitto Seiko Co Ltd 自動部品締結機及び締結方法
JP2000094355A (ja) * 1998-09-22 2000-04-04 Toyota Motor Corp 塑性域締付部位用トルクレンチ
US20070247097A1 (en) * 2006-04-07 2007-10-25 Hartmut Seiler Electric power tool and method for operating same
JP2008126320A (ja) * 2006-11-16 2008-06-05 Toshiba Corp ナット締め方法および組立て体の製造装置
JP2013202705A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Toyota Motor Corp ネジ締付方法及びネジ締付装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015089580A (ja) * 2013-11-05 2015-05-11 Tone株式会社 締付装置及び締付方法
KR101633304B1 (ko) * 2015-07-02 2016-06-27 계양전기 주식회사 전동 공구의 제어 방법
WO2017003196A1 (ko) * 2015-07-02 2017-01-05 계양전기 주식회사 전동 공구의 제어 방법
CN108274227A (zh) * 2018-03-05 2018-07-13 王聪 用于螺栓连接构件的自动松紧装置及其工作方法
CN108274227B (zh) * 2018-03-05 2023-09-26 王聪 用于螺栓连接构件的自动松紧装置及其工作方法
CN109570989A (zh) * 2019-01-09 2019-04-05 成都凯天电子股份有限公司 确定开关组件中螺栓装配位置一致性的方法
CN109570989B (zh) * 2019-01-09 2024-01-12 成都凯天电子股份有限公司 确定开关组件中螺栓装配位置一致性的方法
WO2020261756A1 (ja) * 2019-06-24 2020-12-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 電動工具
JP2021000710A (ja) * 2019-06-24 2021-01-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 電動工具
JP7153879B2 (ja) 2019-06-24 2022-10-17 パナソニックIpマネジメント株式会社 電動工具

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