JPH11347856A - ナットランナ - Google Patents
ナットランナInfo
- Publication number
- JPH11347856A JPH11347856A JP16920598A JP16920598A JPH11347856A JP H11347856 A JPH11347856 A JP H11347856A JP 16920598 A JP16920598 A JP 16920598A JP 16920598 A JP16920598 A JP 16920598A JP H11347856 A JPH11347856 A JP H11347856A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- tightening
- output
- torque sensor
- nut runner
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 締付トルク精度を犠牲にすることなく一種類
のナットランナを締付けと弛めとに汎用的に用いること
ができるようにする。 【解決手段】 トルクセンサの出力比ＳＰR が、ナット
ランナの回転駆動手段の出力比ＭＰR 内に収まるように
トルクセンサの出力特性を設定し、トルクセンサによる
検出トルクのバラツキ度ＳＴR と回転駆動手段による発
生トルクのバラツキ度ＭＴR との合成としての締付トル
クのバラツキ度ＴR を低く抑える。これにより、回転駆
動手段の出力比の小さいレベルで締付け行っても、所望
の締付トルク精度（例えば、３％以下）を保証できるよ
うになり、また、大きなトルクを必要とする弛めにも余
裕をもって使用できるようになる。
のナットランナを締付けと弛めとに汎用的に用いること
ができるようにする。 【解決手段】 トルクセンサの出力比ＳＰR が、ナット
ランナの回転駆動手段の出力比ＭＰR 内に収まるように
トルクセンサの出力特性を設定し、トルクセンサによる
検出トルクのバラツキ度ＳＴR と回転駆動手段による発
生トルクのバラツキ度ＭＴR との合成としての締付トル
クのバラツキ度ＴR を低く抑える。これにより、回転駆
動手段の出力比の小さいレベルで締付け行っても、所望
の締付トルク精度（例えば、３％以下）を保証できるよ
うになり、また、大きなトルクを必要とする弛めにも余
裕をもって使用できるようになる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボルト、ナット等
のねじ部材を締付けまたは弛めるためのナットランナに
係り、特にトルクセンサにより検出したトルクを締付管
理に用いるトルクセンサコントロール式ナットランナに
関する。
のねじ部材を締付けまたは弛めるためのナットランナに
係り、特にトルクセンサにより検出したトルクを締付管
理に用いるトルクセンサコントロール式ナットランナに
関する。
【０００２】
【従来の技術】トルクセンサコントロール式のナットラ
ンナは、一般に図４に示すように、モータ（サーボモー
タ）１および減速機２を有する回転駆動手段３と、ねじ
部材に係合可能なソケット４を先端に有し、前記回転駆
動手段３により正逆回転される出力軸５と、締付トルク
を検出するトルクセンサのセンサ部６とからなる機構部
７を備えており、その機構部７の全体は支持板８に支持
されている。なお、モータ１にはその回転角を検出する
エンコーダ９が付設されている。
ンナは、一般に図４に示すように、モータ（サーボモー
タ）１および減速機２を有する回転駆動手段３と、ねじ
部材に係合可能なソケット４を先端に有し、前記回転駆
動手段３により正逆回転される出力軸５と、締付トルク
を検出するトルクセンサのセンサ部６とからなる機構部
７を備えており、その機構部７の全体は支持板８に支持
されている。なお、モータ１にはその回転角を検出する
エンコーダ９が付設されている。
【０００３】このようなナットランナにおいて、上記ト
ルクセンサの出力特性は、図５に示すように、その出力
電圧と検出トルクとが直線関係にあり、しかも、検出ト
ルクのバラツキ（３σ）が、出力電圧によらず常に一定
の範囲ｔに収まるようになっている。したがって、例え
ば、出力電圧５０％で検出する場合と出力電圧１００％
で検出する場合とを比較すると、各出力電圧に対応する
検出トルクＴ1 ，Ｔ2のバラツキ比率（バラツキ度）ｔ
／Ｔ1 ，ｔ／Ｔ2 は、当然のこととして出力電圧５０％
で検出する場合の方が出力電圧１００％で検出する場合
に比べて大きくなり（ｔ／Ｔ1 ＞ｔ／Ｔ2 ）、検出トル
クの精度を上げるには、できるだけ出力電圧の高いレベ
ルでトルクセンサを使用することが必要となる。一方、
上記回転駆動手段３についても、そのモータ出力と発生
トルクとの関係は、前出図５に示したトルクセンサの場
合と同様となっており、したがって、発生トルクの精度
を上げるには、できるだけ出力の高いレベルで回転駆動
手段３を使用することが必要となる。
ルクセンサの出力特性は、図５に示すように、その出力
電圧と検出トルクとが直線関係にあり、しかも、検出ト
ルクのバラツキ（３σ）が、出力電圧によらず常に一定
の範囲ｔに収まるようになっている。したがって、例え
ば、出力電圧５０％で検出する場合と出力電圧１００％
で検出する場合とを比較すると、各出力電圧に対応する
検出トルクＴ1 ，Ｔ2のバラツキ比率（バラツキ度）ｔ
／Ｔ1 ，ｔ／Ｔ2 は、当然のこととして出力電圧５０％
で検出する場合の方が出力電圧１００％で検出する場合
に比べて大きくなり（ｔ／Ｔ1 ＞ｔ／Ｔ2 ）、検出トル
クの精度を上げるには、できるだけ出力電圧の高いレベ
ルでトルクセンサを使用することが必要となる。一方、
上記回転駆動手段３についても、そのモータ出力と発生
トルクとの関係は、前出図５に示したトルクセンサの場
合と同様となっており、したがって、発生トルクの精度
を上げるには、できるだけ出力の高いレベルで回転駆動
手段３を使用することが必要となる。
【０００４】そこで、従来のナットランナでは、図６に
示すように、トルクセンサの最大出力と回転駆動手段３
の最大出力とが一致するように、すなわちトルクセンサ
の出力比ＳＰR と回転駆動手段３の出力比ＭＰR とが
１：１の関係で整合するように、トルクセンサの出力特
性を設定していた。この場合、実線で示すトルクセンサ
の検出トルクのバラツキ度（３σ／Ｘバー）ＳＴR と点
線で示す回転駆動手段３の発生トルクのバラツキ度ＭＴ
R との合成として表わされる締付トルクのバラツキ度Ｔ
R は、出力比の高いほど小さくなり、したがって、出力
比の高いレベル（一例として、８０〜１００％）で締付
けを行うことで、所望の締付トルク精度（例えば、３％
以下）を保証できることになる。
示すように、トルクセンサの最大出力と回転駆動手段３
の最大出力とが一致するように、すなわちトルクセンサ
の出力比ＳＰR と回転駆動手段３の出力比ＭＰR とが
１：１の関係で整合するように、トルクセンサの出力特
性を設定していた。この場合、実線で示すトルクセンサ
の検出トルクのバラツキ度（３σ／Ｘバー）ＳＴR と点
線で示す回転駆動手段３の発生トルクのバラツキ度ＭＴ
R との合成として表わされる締付トルクのバラツキ度Ｔ
R は、出力比の高いほど小さくなり、したがって、出力
比の高いレベル（一例として、８０〜１００％）で締付
けを行うことで、所望の締付トルク精度（例えば、３％
以下）を保証できることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車の組
立ラインにおいては、一旦ねじ部材を締付けた後、該ね
じ部材を弛めて後工程へ流す場合がある。この場合、締
付前と締付後の嵌合ねじ面の摩擦係数（μ）の違いか
ら、弛めトルクは締付トルクの１．５〜２倍程度の大き
さとなっており、したがって、一種類のナットランナを
締付けと緩めとに共通に用いようとすると、弛めトルク
を発生し得る回転駆動手段３を備えたナットランナを用
意して、これらを締付工程と弛め工程とに配備すること
になる。
立ラインにおいては、一旦ねじ部材を締付けた後、該ね
じ部材を弛めて後工程へ流す場合がある。この場合、締
付前と締付後の嵌合ねじ面の摩擦係数（μ）の違いか
ら、弛めトルクは締付トルクの１．５〜２倍程度の大き
さとなっており、したがって、一種類のナットランナを
締付けと緩めとに共通に用いようとすると、弛めトルク
を発生し得る回転駆動手段３を備えたナットランナを用
意して、これらを締付工程と弛め工程とに配備すること
になる。
【０００６】しかしながら、従来のナットランナは、上
記したようにトルクセンサと回転駆動手段３との出力比
が１：１の関係にあるため、締付けを行う場合は、出力
比の小さいレベル（例えば、出力比４０〜６０％）でナ
ットランナを使用せざるを得ず、この場合は、前出図６
に示したごとく締付トルク精度の低下が避けられないよ
うになる。このため、従来は、ナットランナを締付用と
弛め用とに専用化して、異なる設備として締付工程と弛
め工程とに配備するようにしており、その分、組立ライ
ンの設計仕様が面倒になるばかりか、設備管理も煩雑に
なるという問題があった。
記したようにトルクセンサと回転駆動手段３との出力比
が１：１の関係にあるため、締付けを行う場合は、出力
比の小さいレベル（例えば、出力比４０〜６０％）でナ
ットランナを使用せざるを得ず、この場合は、前出図６
に示したごとく締付トルク精度の低下が避けられないよ
うになる。このため、従来は、ナットランナを締付用と
弛め用とに専用化して、異なる設備として締付工程と弛
め工程とに配備するようにしており、その分、組立ライ
ンの設計仕様が面倒になるばかりか、設備管理も煩雑に
なるという問題があった。
【０００７】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたもので、その目的とするところは、締付トルク
精度を犠牲することなく一種類のナットランナを締付け
と弛めとに汎用的に用いることができるようにすること
にある。
なされたもので、その目的とするところは、締付トルク
精度を犠牲することなく一種類のナットランナを締付け
と弛めとに汎用的に用いることができるようにすること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、モータおよび減速機を有する回転駆動手段
と、ねじ部材に係合可能なソケットを先端に有し、前記
回転駆動手段により正逆回転される出力軸と、締付トル
クを検出するトルクセンサとを備えたナットランナにお
いて、前記トルクセンサの出力特性を、その最大出力が
前記回転駆動手段の最大出力よりも低くなるように設定
したことを特徴とする。
成するため、モータおよび減速機を有する回転駆動手段
と、ねじ部材に係合可能なソケットを先端に有し、前記
回転駆動手段により正逆回転される出力軸と、締付トル
クを検出するトルクセンサとを備えたナットランナにお
いて、前記トルクセンサの出力特性を、その最大出力が
前記回転駆動手段の最大出力よりも低くなるように設定
したことを特徴とする。
【０００９】このように構成したナットランナにおいて
は、回転駆動手段の出力比の小さい側にトルクセンサの
出力比が配分されるので、回転駆動手段の各出力比に対
してトルクセンサによる検出トルクのバラツキ度が小さ
く表れ、結果として回転駆動手段の出力の低いレベルで
締付けを行っても十分満足する締付トルク精度が得られ
るようになる。
は、回転駆動手段の出力比の小さい側にトルクセンサの
出力比が配分されるので、回転駆動手段の各出力比に対
してトルクセンサによる検出トルクのバラツキ度が小さ
く表れ、結果として回転駆動手段の出力の低いレベルで
締付けを行っても十分満足する締付トルク精度が得られ
るようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基いて説明する。
図面に基いて説明する。
【００１１】図２および図３は、本発明に係るナットラ
ンナで用いるトルクセンサのセンサ部１１と検出部１２
とをそれぞれ示したものである。なお、ナットランナの
機構部７の全体的構造は、前出図４に示したものと同じ
であり、したがって、前記センサ部１１も該機構部７を
構成しているセンサ部６と同じものである。
ンナで用いるトルクセンサのセンサ部１１と検出部１２
とをそれぞれ示したものである。なお、ナットランナの
機構部７の全体的構造は、前出図４に示したものと同じ
であり、したがって、前記センサ部１１も該機構部７を
構成しているセンサ部６と同じものである。
【００１２】本実施の形態において、前記トルクセンサ
１０のセンサ部１１は、薄肉の筒状本体１３とこの本体
１３の外周面に貼着された複数（ここでは４つ）の歪ゲ
ージ１４とからなっている。本体１３は、その両端部に
設けたフランジ１３ａ，１３ｂを利用して、前記減速機
２と支持板８との間に介装されるようになっている。ま
た、各歪ゲージ１４は、本体１３に生じるねじり歪みだ
けを検出できるように、本体１３のねじり方向へ向け
て、かつ隣接する同士で相互に傾斜向きを変えて配置さ
れている。なお、図２には、本体１３の手前側周面に配
置された２つの歪ゲージ１４のみが示されているが、本
体１３の反対側周面にも同様の配置で２つの歪ゲージ１
４が配置されている。一方、トルクセンサ１０の検出部
１２は、上記４つの歪ゲージ１４（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，
Ｇ４）を組込んだホイートストンブリッジ回路１５と、
このホイートストンブリッジ回路１５の出力電圧を増幅
する増幅器１６と、この増幅器１６で増幅された出力電
圧をトルクに換算する測定器１７とからなっている。
１０のセンサ部１１は、薄肉の筒状本体１３とこの本体
１３の外周面に貼着された複数（ここでは４つ）の歪ゲ
ージ１４とからなっている。本体１３は、その両端部に
設けたフランジ１３ａ，１３ｂを利用して、前記減速機
２と支持板８との間に介装されるようになっている。ま
た、各歪ゲージ１４は、本体１３に生じるねじり歪みだ
けを検出できるように、本体１３のねじり方向へ向け
て、かつ隣接する同士で相互に傾斜向きを変えて配置さ
れている。なお、図２には、本体１３の手前側周面に配
置された２つの歪ゲージ１４のみが示されているが、本
体１３の反対側周面にも同様の配置で２つの歪ゲージ１
４が配置されている。一方、トルクセンサ１０の検出部
１２は、上記４つの歪ゲージ１４（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，
Ｇ４）を組込んだホイートストンブリッジ回路１５と、
このホイートストンブリッジ回路１５の出力電圧を増幅
する増幅器１６と、この増幅器１６で増幅された出力電
圧をトルクに換算する測定器１７とからなっている。
【００１３】このようなトルクセンサを備えたナットラ
ンナにおいては、前出図４に示したソケット４にねじ部
材を係合させた後、モータ１を回転させると、その回転
が減速機２を介して出力軸５に伝達され、ねじ部材の締
付けが行われる。一方、この時の締付反力によりセンサ
部１１の本体１３に歪みが発生し、検出部１２のホイー
トストンブリッジ回路１５から前記歪みに応じた電圧が
出力され、この出力電圧に応じたトルクが検出部１２の
測定器１７により検出される。そして、測定器１７によ
り測定されたトルクが所定の値になると同時にモータ１
の回転が停止され、ねじ部材の締付けは終了する。
ンナにおいては、前出図４に示したソケット４にねじ部
材を係合させた後、モータ１を回転させると、その回転
が減速機２を介して出力軸５に伝達され、ねじ部材の締
付けが行われる。一方、この時の締付反力によりセンサ
部１１の本体１３に歪みが発生し、検出部１２のホイー
トストンブリッジ回路１５から前記歪みに応じた電圧が
出力され、この出力電圧に応じたトルクが検出部１２の
測定器１７により検出される。そして、測定器１７によ
り測定されたトルクが所定の値になると同時にモータ１
の回転が停止され、ねじ部材の締付けは終了する。
【００１４】しかして、本実施の形態においては、モー
タ１および減速機２からなる回転駆動手段３として、弛
めに必要なトルクを発生し得る能力（最大出力）を有す
るものを用いると共に、上記トルクセンサ１０として、
その最大出力が回転駆動手段３の最大出力の半分となる
ものを用いている。より詳しくは、図１に示すようにト
ルクセンサ１０の出力比ＳＰR と回転駆動手段３の出力
比ＭＰR とが 0.5：１の関係となるように、トルクセン
サ１０の出力特性を設定している。このようなトルクセ
ンサ１０の出力特性の設定は、そのセンサ部１１のホイ
ートストンブリッジ回路１５に組込む歪ゲージ１４の抵
抗値を変更することで簡単に行うことができる。
タ１および減速機２からなる回転駆動手段３として、弛
めに必要なトルクを発生し得る能力（最大出力）を有す
るものを用いると共に、上記トルクセンサ１０として、
その最大出力が回転駆動手段３の最大出力の半分となる
ものを用いている。より詳しくは、図１に示すようにト
ルクセンサ１０の出力比ＳＰR と回転駆動手段３の出力
比ＭＰR とが 0.5：１の関係となるように、トルクセン
サ１０の出力特性を設定している。このようなトルクセ
ンサ１０の出力特性の設定は、そのセンサ部１１のホイ
ートストンブリッジ回路１５に組込む歪ゲージ１４の抵
抗値を変更することで簡単に行うことができる。
【００１５】上記のようにトルクセンサ１０の出力特性
を設定することにより、同じく図１に示すように、回転
駆動手段３の発生トルクのバラツキ度（３σ／Ｘバー）
ＭＴR に対して、トルクセンサ１０の検出トルクのバラ
ツキ度ＳＴR が、回転駆動手段３の各出力比で小さく表
われ、両者の合成としての締付トルクのバラツキ度ＴR
も、回転駆動手段３の各出力比で小さくなる。したがっ
て、回転駆動手段３の出力比の小さいレベル（一例とし
て、４０〜５０％）で締付けを行っても、所望の締付ト
ルク精度（例えば、３％以下）を保証できることにな
る。一方、弛めを行う場合は、回転駆動手段３の出力比
の高いレベル（一例として、８０〜１００％）を選択す
ることで、弛めに必要な大きなトルクを発生させること
ができ、余裕をもって弛めを行うことができるようにな
る。
を設定することにより、同じく図１に示すように、回転
駆動手段３の発生トルクのバラツキ度（３σ／Ｘバー）
ＭＴR に対して、トルクセンサ１０の検出トルクのバラ
ツキ度ＳＴR が、回転駆動手段３の各出力比で小さく表
われ、両者の合成としての締付トルクのバラツキ度ＴR
も、回転駆動手段３の各出力比で小さくなる。したがっ
て、回転駆動手段３の出力比の小さいレベル（一例とし
て、４０〜５０％）で締付けを行っても、所望の締付ト
ルク精度（例えば、３％以下）を保証できることにな
る。一方、弛めを行う場合は、回転駆動手段３の出力比
の高いレベル（一例として、８０〜１００％）を選択す
ることで、弛めに必要な大きなトルクを発生させること
ができ、余裕をもって弛めを行うことができるようにな
る。
【００１６】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係るナ
ットランナによれば、締付精度を犠牲することなく一種
類のナットランナを締付けと弛めとに汎用的に用いるこ
とができ、組立ラインの設計仕様の簡略化はもとより、
設備管理の簡略化を達成できる効果がある。
ットランナによれば、締付精度を犠牲することなく一種
類のナットランナを締付けと弛めとに汎用的に用いるこ
とができ、組立ラインの設計仕様の簡略化はもとより、
設備管理の簡略化を達成できる効果がある。
【図１】本発明に係るナットランナにおけるトルクセン
サと回転駆動手段との出力比の設定要領、および各出力
比とトルクバラツキ度との相関を示すグラフである。
サと回転駆動手段との出力比の設定要領、および各出力
比とトルクバラツキ度との相関を示すグラフである。
【図２】本発明で用いるトルクセンサのセンサ部の構造
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図３】本発明で用いるトルクセンサの検出部の回路図
である。
である。
【図４】ナットランナの機構部の構造を示す側面図であ
る。
る。
【図５】トルクセンサの出力電圧と検出トルクとの相関
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図６】従来のナットランナにおけるトルクセンサと回
転駆動手段との出力比の設定要領、および各出力比とト
ルクバラツキ度との相関を示すグラフである。
転駆動手段との出力比の設定要領、および各出力比とト
ルクバラツキ度との相関を示すグラフである。
１ モータ ２ 減速機 ３ 回転駆動手段 ４ ソケット ５ 出力軸 ７ ナットランナの機構部 １０ トルクセンサ １１ トルクセンサのセンサ部 １２ トルクセンサの検出部 １３ センサ部の本体 １４ センサ部の歪ゲージ １５ ホイートストン回路 １６ 増幅器 １７ 測定器
Claims (1)
- 【請求項１】 モータおよび減速機を有する回転駆動手
段と、ねじ部材に係合可能なソケットを先端に有し、前
記回転駆動手段により正逆回転される出力軸と、締付ト
ルクを検出するトルクセンサとを備えたナットランナに
おいて、前記トルクセンサの出力特性を、その最大出力
が前記回転駆動手段の最大出力よりも低くなるように設
定したことを特徴とするナットランナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16920598A JPH11347856A (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | ナットランナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16920598A JPH11347856A (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | ナットランナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11347856A true JPH11347856A (ja) | 1999-12-21 |
Family
ID=15882160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16920598A Pending JPH11347856A (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | ナットランナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11347856A (ja) |
-
1998
- 1998-06-02 JP JP16920598A patent/JPH11347856A/ja active Pending
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