図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(1994年8月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (14)

目的

ねじ結合器締めるべきねじ又はナツト絶対回転角を精確に測定する。

構成

ねじ込みの際ねじ結合器の回転軸線に対して平行な旋回軸線周り固定点4に関して進んだ絶対回転角が測定される。この回転角絶対測定は,絶対測定を行う回転率センサの使用により,角度検出器の基準を定めることによつて行われる。回転率センサはコンパスのような機械的ジヤイロ10又は回転センサ又は加速度センサとして構成され,それにより絶対回転角に関係する測定値が検出される。

概要

背景

ドイツ連邦共和国特許出願公開第3221658号明細書は,ねじ結合器の部分的検査のためねじはめるべきナツト用の差込み片(以下スプロケツトと称する)を持つトルクレンチを示しており,トルクの測定により,ねじ結合器が降伏点に達したことが確認されかつ表示される。トルクレンチは,及ぼされるトルクを測定するトルク測定器固定基準点に対するトルクレンチの回転を測定する角度検出器,及び求められる値の評価兼表示装置を持つている。回転角を測定するため,スプロケツトを同心的に包囲する包囲ハウジングが,トルクレンチのねじ回し軸に対して平行なトルクレンチの旋回軸線周り旋回可能に設けられる工作物に固定的に接している。回転角に関して固定空間点を規定するこの包囲ハウジングのこの固定は,剛性軸及びこの剛性軸に設けられる取付け装置例えば磁石又は隣接するナツトに固定されるスプロケツトを介して行われる。しかし異なる配置の多数のねじを締めるために設けられる装置に対しては,この固定は適していない。なぜならば,剛性軸の構成及び取付け装置をあらゆる種類のねじ結合器に合わせねばならないからである。更に特に剛性軸は,このような装置の取扱いを困難にするか,又は場所的な理由から使用を妨げる。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第3127753号明細書から,例えは自動車組立てに使用されるような手で案内される動力ねじ回し又はトルクレンチが公知である。この動力ねじ回しは,トルク−回転角線図を記録するため,トルク測定装置及び回転角測定装置を持ち,このトルク−回転角線図が行われるねじ結合の監視に役立つ。トルク測定装置は,ねじ回し軸へ与えられるトルクの測定に役立つ。回転角測定装置は,ねじ回し軸が進んだ回転角の検出のために設けられ,ねじ回し軸の回転角の基準として動力ねじ回しのハウジングが使用される。手で案内される動力ねじ回しでは,空間における位置を規定する支持体をなくさねばならず,動力ねじ回しの使用者は生ずるトルクに多様に反応するので,この運動がねじ回し軸の回転角に重畳される。この事情は特にねじ結合器の評価にとつて重要な最終ねじ締めにおいて不利である。なぜならばこの場合,ハウジングがかなりの程度偏向されるので,この期間に求められる値が著しく不確実だからである。

概要

ねじ結合器の締めるべきねじ又はナツトの絶対回転角を精確に測定する。

ねじ込みの際ねじ結合器の回転軸線に対して平行な旋回軸線の周りに固定点4に関して進んだ絶対回転角が測定される。この回転角の絶対測定は,絶対測定を行う回転率センサの使用により,角度検出器の基準を定めることによつて行われる。回転率センサはコンパスのような機械的ジヤイロ10又は回転センサ又は加速度センサとして構成され,それにより絶対回転角に関係する測定値が検出される。

目的

本発明の課題は,最初にあげた種類の方法及び装置を更に発展させて,その利点及び可能性即ち締めるべきねじ又はナツトの正確な絶対検出を維持しながら,公知のすべてのねじ込み方法過程監視を行い,更に次の利点即ち簡単な構造,安易かつ迅速な取扱い,及びねじ込み個所の周囲における場所的条件に関係のない万能な使用の可能性が得られるようにすることである。

効果

実績

技術文献被引用数
4件
牽制数
7件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

ねじ込みの際ねじ結合器回転軸線に対して平行な旋回軸線周り固定点に関して動いた絶対回転角を測定するねじ結合器締め又はゆるめ方法において,絶対測定を行う少なくとも1つの回転率センサ(105)の使用により角度検出器の基準を定め,回転率センサ(105)により,旋回軸線(107)の周りの絶対回転角に関係する角度,又は積分として旋回軸線(107)の周りの絶対回転角に関係する単純積分可能な回転速度,又は二重積分として旋回軸線(107)の周りの絶対回転角に関係する二重積分可能な角加速度を選択的に測定することを特徴とする,ねじ込み工具即ちねじ回しにより回転角監視されてねじ結合器を締めるか又はゆるめる方法。

請求項2

ねじ込みの際ねじ結合器のねじ又はナツトにかみ合い結合されかつ旋回軸線(107)に対して少なくとも部分的に平行なねじ回し(100)のねじ回し軸(103)で,直接回転角を測定することを特徴とする,請求項1に記載の方法。

請求項3

ねじ込みの際ねじ結合器のねじ又はナツトにかみ合い結合されかつ旋回軸線(107)に対して少なくとも部分的に平行なねじ回し(1)のねじ回し軸(3)とねじ回し(1)のハウジング(2)との相対回転角を測定し,ねじ回し軸に対して平行な軸線の周りにおけるねじ回し(1)のハウジング(2)の絶対偏向角(6)を回転率センサにより測定し,ねじ回し軸(3)の絶対回転角を求めるため相対回転角とハウジング(2)の偏向角(6)とを正しい符号で加算することを特徴とする,請求項1に記載の方法。

請求項4

ねじ又はナツトの回転軸線に対して平行な旋回軸線の周りに固定点に対して進んだ絶対回転角を検出する回転角測定装置を有するものにおいて,絶対回転角を少なくとも間接に検出する回転角測定装置(23,113)が回転率センサ(105)を持ち,この回転率センサ(105)が,浮動的に支持されてコンパスのように作用しかつ旋回軸線(107)に対して少なくとも部分的に平行なねじ回し軸(3,103)に交差してジヤイロ軸線(11,111)を設けられかつねじ回し軸(3,103)に対して平行なジヤイロ旋回軸線(15,115)の周りに旋回可能な機械的ジヤイロ(10,110)として構成されるか,又は旋回軸線(107) の周りにおけるねじ回し軸(3,103)の回転の際検出可能でかつねじ回し軸(3,103)の回転頻度に対応可能でしかも単純積分可能な信号を発生する回転センサとして構成されるか,又はねじ回し軸(3,103)の回転加速度に対応可能でかつ二重積分可能な回転加速度信号を発生する加速度センサ(30,130)として構成されていることを特徴とする,請求項1に記載の方法を実施する装置としてのねじ回し。

請求項5

ねじ回し(1)が手で案内される動力ねじ回しであり,回転率センサが,仮想固定点(4)に対してねじ回し軸(3)の周りにおけるねじ回し(1)のハウジング(2)の絶対回転運動を検出するために設けられるハウジング偏向角測定装置(7)であり,仮想固定点(4)に対してねじ回し軸(3)の絶対回転角を検出する回転角測定装置(13)が,ねじ回し(1)のハウジング(2)に対するねじ回し軸(3)の相対回転角信号を供給する通常の角度測定装置(5)とハウジング偏向角測定装置(7)により検出されるハウジング(2)の偏向角(6)を正しい符号で相対回転角信号から考慮する減算装置(40)とを持つていることを特徴とする,請求項4に記載のねじ回し。

請求項6

ねじ回し(100)が手で案内されるトルクレンチであり,トルクレンチのねじ回し軸(103)に交差して設けられかつ半径方向に突出しかつ少なくとも調節可能なトルク以下でねじ回し軸(103)に固定的に連結されるハウジング(102)としての手持ちレバーを持ち,回転率センサ(105)がねじ回し軸(103)に対して固定的に設けられていることを特徴とする,請求項4に記載のねじ回し。

請求項7

回転センサが光学的ジヤイロ(10,110)であり,少なくとも1つの巻かれたガラスフアイバー(21,121)により形成されるジヤイロの光路の面が,ねじ回し軸(3,103)に交差して設けられ,ハウジング(2,102)の偏向の際検出可能でかつねじ回し(1,100)のハウジング(2,102)の回転頻度(Ω)に対応可能なジヤイロの伝搬時間差が 積分可能であることを特徴とする,請求項4に記載のねじ回し。

請求項8

回転センサが圧電ジヤイロであることを特徴とする,請求項4に記載のねじ回し

請求項9

回転率センサ(105)がねじ回し軸(3,103)に直接付属していることを特徴とする,請求項4に記載のねじ回し。

請求項10

ねじ回し(1,100)が,ねじ回し軸(3,103)へ与えられるトルクに関係するねじ回し軸(3,103)のねじれ角関数を内容として含む電子データ記憶装置(141)を持つていることを特徴とする,請求項4に記載のねじ回し。

請求項11

ねじ回し(1,100)が減算装置(40,140)を持ち,既知のトルクにおいて存在するねじ回し軸(3,103)のねじれ角が,この減算装置(40,140)により,回転率センサ(105)により検出されるねじ回し(1,100)のハウジング(2,102)の偏向角(6,106)と正しい符号で論理結合可能であることを特徴とする,請求項4に記載のねじ回し。

技術分野

0001

本発明は,ねじ込みの際ねじ結合器回転軸線に対して平行な旋回軸線周り固定点に関して動いた絶対回転角を測定する,回転角監視されてねじ結合器を締めるか又はゆるめる方法に関し,またねじ又はナツトの回転軸線に対して平行な旋回軸線の周りに固定点に対して進んだ絶対回転角を検出する回転角測定装置を有する,回転角を監視されてねじ結合器を締めるか又はゆるめる装置即ちねじ回しに関する。

背景技術

0002

ドイツ連邦共和国特許出願公開第3221658号明細書は,ねじ結合器の部分的検査のためねじはめるべきナツト用の差込み片(以下スプロケツトと称する)を持つトルクレンチを示しており,トルクの測定により,ねじ結合器が降伏点に達したことが確認されかつ表示される。トルクレンチは,及ぼされるトルクを測定するトルク測定器固定基準点に対するトルクレンチの回転を測定する角度検出器,及び求められる値の評価兼表示装置を持つている。回転角を測定するため,スプロケツトを同心的に包囲する包囲ハウジングが,トルクレンチのねじ回し軸に対して平行なトルクレンチの旋回軸線の周りに旋回可能に設けられる工作物に固定的に接している。回転角に関して固定空間点を規定するこの包囲ハウジングのこの固定は,剛性軸及びこの剛性軸に設けられる取付け装置例えば磁石又は隣接するナツトに固定されるスプロケツトを介して行われる。しかし異なる配置の多数のねじを締めるために設けられる装置に対しては,この固定は適していない。なぜならば,剛性軸の構成及び取付け装置をあらゆる種類のねじ結合器に合わせねばならないからである。更に特に剛性軸は,このような装置の取扱いを困難にするか,又は場所的な理由から使用を妨げる。

0003

ドイツ連邦共和国特許出願公開第3127753号明細書から,例えは自動車組立てに使用されるような手で案内される動力ねじ回し又はトルクレンチが公知である。この動力ねじ回しは,トルク−回転角線図を記録するため,トルク測定装置及び回転角測定装置を持ち,このトルク−回転角線図が行われるねじ結合の監視に役立つ。トルク測定装置は,ねじ回し軸へ与えられるトルクの測定に役立つ。回転角測定装置は,ねじ回し軸が進んだ回転角の検出のために設けられ,ねじ回し軸の回転角の基準として動力ねじ回しのハウジングが使用される。手で案内される動力ねじ回しでは,空間における位置を規定する支持体をなくさねばならず,動力ねじ回しの使用者は生ずるトルクに多様に反応するので,この運動がねじ回し軸の回転角に重畳される。この事情は特にねじ結合器の評価にとつて重要な最終ねじ締めにおいて不利である。なぜならばこの場合,ハウジングがかなりの程度偏向されるので,この期間に求められる値が著しく不確実だからである。

発明が解決しようとする課題

0004

本発明の課題は,最初にあげた種類の方法及び装置を更に発展させて,その利点及び可能性即ち締めるべきねじ又はナツトの正確な絶対検出を維持しながら,公知のすべてのねじ込み方法過程監視を行い,更に次の利点即ち簡単な構造,安易かつ迅速な取扱い,及びねじ込み個所の周囲における場所的条件に関係のない万能な使用の可能性が得られるようにすることである。

課題を解決するための手段

0005

この課題を解決するため本発明によれば,方法に関して,絶対測定を行う少なくとも1つの回転率センサの使用により角度検出器の基準を定め,回転率センサにより,旋回軸線の周りの絶対回転角に関係する角度,又は積分として旋回軸線の周りの絶対回転角に関係する単純積分可能な回転速度,又は二重積分として旋回軸線の周りの絶対回転角に関係する二重積分可能な角加速度を選択的に測定する。

0006

またこの方法を実施する装置に関して,絶対回転角を少なくとも間接に検出する回転角測定装置が回転率センサを持ち,この回転率センサが,浮動的に支持されてコンパスのように作用しかつ旋回軸線に対して少なくとも部分的に平行なねじ回し軸に交差してジヤイロ軸線を設けられかつねじ回し軸に対して平行なジヤイロ旋回軸線の周りに旋回可能な機械的ジヤイロとして構成されるか,又は旋回軸線の周りにおけるねじ回し軸の回転の際検出可能でかつねじ回し軸の回転頻度に対応可能でしかも単純積分可能な信号を発生する回転センサとして構成されるか,又はねじ回し軸の回転加速度に対応可能でかつ二重積分可能な回転加速度信号を発生する加速度センサとして構成されている。

0007

ねじ結合器のねじ込み軸線に対して平行なねじ回し軸の絶対回転角を求めることにより,ハウジング又は旋回軸線に対して平行なねじ回し軸に付属しかつ空間に固定した仮想固定点を上位概念の固定点の代りに用いる慣性回転センサを利用して,回転角を監視される例えばトルクレンチ又は動力ねじ回しのようなねじ込み工具即ちねじ回しにおいて,簡単な構造,安易かつ迅速な取扱いの可能性,及び万能な使用の可能性が得られる。同じ回転率センサにより,良好な回転角検出のために,駆動軸により駆動されかつ増分検出器により回転角を監視される古い動力ねじ回しも,簡単に改造することができる。これを行うため,回転率センサによりねじ回し軸従つてねじ結合器のねじ込み軸線の周りにおけるハウジングの偏向が検出され,増分検出器により検出される駆動軸又はねじ回し軸の回転数に正しい符号で加算され,それによりねじ回し軸の周りにおけるハウジングの偏向の際誤差を伴つて検出される回転角を補正することができる。

0008

本発明の有利な構成は従属請求項から明らかであり,図示されている実施例に基いて以下に説明される。

0009

図1及び2に側面図及び平面図で示されるねじ回し1は,手で案内されかつ動力で駆動される角形ねじ回しとして構成されている。ねじ回し1の手持ち片として構成されるハウジング2に,トルク測定装置8及び回転角測定装置13が設けられている。ここでトルク測定装置8及び回転角測定装置13とは,電動機電流(間接トルク測定)及び回転位置(間接回転角測定)を介してねじ込み過程を制御又は評価するような装置も意味する。トルク測定装置8により,ねじ回し軸3へ与えられるトルクが検出される。ねじ結合器のために必要とされるねじ締め力を供給するねじ回し1の駆動軸のうち,同時に差込み挿入片(スプロケツト)の軸線でもあるねじ結合器の回転軸線と一致する部分が,ねじ回し軸3と称される。ねじ回し1の頭部9に設けられるねじ回し軸3が基準として役立つねじ回し1のハウジング2に対して進んだ回転角が,従来の構造の角度測定装置5例えば増分検出器により検出される。

0010

ねじ回し軸3の周りにおけるねじ回し1のハウジング2の偏向の際,それにより生ずるハウジング2の偏向角6が,ねじ回し1のハウジング2に対するねじ回し軸3の今まで検出された回転角に重畳される。所定のトルクにおいてねじ回し軸3の角度位置により規定されることが好ましい固定点4に対するねじ回し軸3の絶対回転角を検出可能にするため,ねじ回し1はハウジング偏向角測定装置7を持ち,このハウジング偏向角測定装置7が固定点の周りにおけるねじ回し1のハウジング2の偏向角6を検出する。この場合固定点は,ねじ回し軸3と一致するねじ結合器の回転軸線により工作物側で規定されている。この実施例においてねじ回し軸3の相対回転角とハウジング2の偏向角6とを別々に検出することにより偏向角6を原理的に直接に又は回転頻度を介して間接に又は偏向運動の回転加速度を介して間接に測定量として検出することができるハウジング偏向角測定装置7の特別な構成について,図2ないし7を参照して説明する。

0011

固定点4に対するねじ回し軸3の絶対回転角を求めるため,角度測定装置5及びハウジング偏向角測定装置7により検出されかつ場合によつては処理される回転角測定装置13のデータが,同様に回転角測定装置13に付属する減算装置40へ与えられる。この減算装置40において,角度測定装置5により検出されるねじ回し軸3とハウジング2との相対回転角,及びハウジング偏向角測定装置7により検出されてハウジング2の偏向角6となるように処理される測定量が,正しい符号で互いに論理結合される。

0012

ハウジング偏向角測定装置7を保護するために,このハウジング偏向角測定装置7をねじ回し1のハウジング2内に設けるのがよい。しかし古いねじ回しを簡単に改造することができるので,ハウジング偏向角測定装置7をねじ回し1のハウジング2の外側に設けるのも有利である。

0013

図3及び4に側面図及び平面図で示されているねじ回し1のハウジング偏向角測定装置7は,機械的ジヤイロ10として構成されている。このジヤイロ10はコンパスのように構成されて,浮動的に支持されている。機械的ジヤイロ10のジヤイロ軸線11はねじ回し軸3に交差して設けられている。ねじ回し1のハウジング2内で機械的ジヤイロ10は,旋回支持装置14により,ねじ回し軸3に対して平行な旋回軸線15の周りに旋回可能なので,ハウジング2の偏向の際空間に静止したままである。そのときハウジング2の偏向角6は,ジヤイロ軸線11と空間におけるハウジング2の偏向位置とのなす角度から直接得られる。この場合測定量として偏向角6が直接測定されて,この機械的ジヤイロ10に付属する回転角測定装置13の減算装置40へ与えられ,工作物側の固定点4に対するねじ回し軸3の絶対回転角が求められる。

0014

図5及び6に側面図及び平面図で示されているねじ回し1のハウジング偏向角測定装置7は,光学的ジヤイロ20として構成されている。光学的ジヤイロ20は,1つの面内で対称軸の周りに巻かれるガラスフアイバー21を持ち,このガラスフアイバー21が光学的ジヤイロ20の光路を形成している。ハウジング2の偏向の回転頻度Ωを測定するため,光学的ジヤイロ20の光路により規定される面がねじ回し軸3に対して直角であり,このねじ回し軸3の周りにねじ回し1の偏向が行われる。即ち光路を形成するガラスフアイバー21の巻線の対称軸は,ねじ回し軸3に対して平行,この場合同軸的である。ハウジング2の偏向の回転頻度は,分割されかつ光学的ジヤイロ10のガラスフアイバー21を通つて逆向きに導かれる光波に偏向運動の際生ずる伝搬時間差に比例している。伝搬時間差から得られる回転頻度Ωは積分され,計算により求められる偏向角6が,光学的ジヤイロ20に付属する回転角測定装置23の減算装置40へ与えられ,工作物側の固定点4に対するねじ回し軸3の絶対回転角が求められる。

0015

図5及び6に示される光学的ジヤイロ20の代りに,もつと安価で現在の要求を完全に満たす圧電ジヤイロも使用でき,このような圧電ジヤイロは,MURATAMFG.CO.,LTDの社報の題目″GYROSTAR breaksthe precision barrier−a hundred times the precision for a tenth of theconventionals″印刷番号1991.3.3KTD558から公知である。

0016

図7に平面図で示されるねじ回し1のハウジング偏向角測定装置7は加速度センサ30として構成されている。固定点4を通るねじ回し軸3に対して所定の間隔をおいて取付けられる加速度センサ30は,偏向の角加速度を検出する。このようにして検出される測定量は,偏向角6を求めるため2回積分される。計算により求められる偏向角6は,加速度センサ30に付属する回転角測定装置33の減算装置40へ与えられ,工作物側の固定点4に対するねじ回し軸3の絶対回転角が求められる。

0017

動力ねじ回しを新しく製造する際,回転率センサをねじ回し軸3に直接設けるのがよく,それによりねじ回し軸3を介して絶対回転角が求められ,ねじ回し側の費用が著しく少なくなる。ねじ回し軸3と回転率センサとをこのようにまとめることについて,以下のトルクレンチの実施例を参照して説明するが,その原理は駆動されるねじ回し軸3を持つ動力ねじ回しにも転用することができる。

0018

図8及び9に側面図及び平面図で示されるトルクレンチの形式のねじ回し100は,トルク測定装置108及び回転角測定装置113を持つている。ねじ回し100の手持ちレバーとして構成されるハウジング102に固定的に付属する回転角測定装置113は,固定点104に対するねじ回し軸103の絶対回転角を検出するために設けられる回転率センサ105を持つている。ねじ回し軸103の僅かないし無視できるねじれでは,回転角は固定点104の周りにおけるねじ回し100のハウジング102又は手持ちレバーの偏向角106にほぼ等しい。固定点104は,工作物側でねじ回し100の旋回軸線107に対して同軸的なねじ結合器の回転軸線により規定され,これら両方の軸線も同様にねじ回し軸103に対して同軸的である。固定点104に属する角度位置は,所定のトルクに対応するねじ回し軸103又はハウジング102の積分位置から有利に得られる。ねじ回し軸103の回転角を求めるためハウジング102の偏向角106を検出する際,ねじ回し軸103にねじれが存在すると,回転角測定装置113に減算装置140を設け,この減算装置140において,ハウジング102の検出される偏向角106からねじ回し軸103のねじれ角を差引くのがよい。

0019

このため減算装置140が電子データ記憶装置141を持ち,このデータ記憶装置が,零角度位置に対応する所定のトルクにおけるねじれ角を含んでいるか,又はねじ回し軸103へ与えられるトルクの関数としてねじれ角を含んでいると有利である。ねじ回し軸103の回転角又はハウジング102の偏向角106を原理的に直接に又は回転又は偏向運動の回転速度を介して間接に又は回転加速度を介して間接に測定量として検出することができる回転率センサ105の特別な構成は,図10ないし13により説明される。

0020

回転率センサ105を保護するために,トルクレンチとして構成されるねじ回し100のハウジング102内に回転率セシサ105を設けるのが有利である。しかし古いトルクレンチの簡単な改造を可能にするため,ねじ回し100のハウジング102の外側に回転率センサ105を設けるのも有利である。

0021

ねじ回し軸103の回転によりねじ結合器を締めるか又はゆるめる際入つて来る回転角の測定誤差を少なくするため,回転率センサ105を直接ねじ回し軸103に設けるのが有利である。

0022

図10及び11に側面図及び平面図で示されかつ図8及び9と構造が一致するねじ回し100の回転率センサ105は,機械的ジヤイロ110として構成されている。機械的ジヤイロ110のジヤイロ軸線111はねじ回し軸103に交差して設けられている。ねじ回し100のハウジング102において機械的ジヤイロ110は,ジヤイロ旋回支持装置114により,ねじ回し軸103に対して平行なジヤイロ旋回軸線115の周りに旋回可能なので,機械的ジヤイロ110は,回転運動量の維持により,ハウジング102の偏向の際空間に静止したままである。ハウジング102の偏向角106は,零位置に相当するジヤイロ軸線111の角度位置と空間におけるハウジング102の偏向位置とのなす角から直接得られ,旋回軸線107の周りにおける完全な旋回の際,360゜がそれに加算される。機械的ジヤイロ110がねじ回し100のハウジング102内又はその外側に設けられる場合,測定量として偏向角106が直接測定される。ねじ回し軸103のねじれ角に応じて,偏向角106を工作物側の固定点104に対するねじ回し軸103の絶対回転角とみなすことができるか,又は図8及び9について既に述べたように適当なねじれ角でこの偏向角106を補正せねばならない。

0023

この場合もねじれにより生ずる誤差を避けるため,力が生ずる際ねじ回し軸103を大幅にねじれなしに構成するか,又は機械的ジヤイロ110を直接ねじ回し軸103に設けるのがよい。

0024

図12には,図8によりトルクレンチとして構成されるねじ回し100と構造が大幅に一致するトルクレンチが示されている。このねじ回し100の回転に反応する回転率センサ105は光学的ジヤイロ120として構成されて,回転速度を検出する。この光学的ジヤイロ120は巻かれたガラスフアイバー121を持ち,このガラスフアイバーが光学的ジヤイロ120の光路を形成している。例えばらせん状に巻かれる光導波路集積光技術で小さいガラス板埋込むことも考えられる。測定装置の角度分解度を特に高くしなくてもよい。ハウジング102又は手持ちレバーの偏向の際回転速度を測定するため,光学的ジヤイロ120の光路により規定されるこのジヤイロ120の面がねじ回し軸103又は旋回軸線107に対して直角であり,この旋回軸線107の周りにねじ回し100の偏向が行われる。ハウジング102の偏向のため光学的ジヤイロ120により検出可能な回転速度は,分割されかつ分割後光学的ジヤイロ120のガラスフアイバー121を逆向きに導かれる光波が偏向運動の際生ずる伝搬時間差に比例している。この伝搬時間差から得られる回転速度が積分され,計算により求められる偏向角106が,光学的ジヤイロ120に付属する回転角測定装置113の減算装置140へ与えられる。評価装置としての機能を持つこの減算装置140において,ねじ回し軸103のねじれ角の補正によつて,空間的に固定した固定点104に対するねじ回し軸103の絶対回転角が求められる。

0025

図12に示される光学的ジヤイロ120の代りに,特に現在の要求を満たす圧電ジヤイロ(図示せず)を使用することができ,この圧電ジヤイロは光学的ジヤイロ120より著しく安価である。可能な圧電ジヤイロは,MURATAMFG.CO.,LTDの社報の題目″GYROSTAR breaks theprecision barrier−a hundred times the precision for a tenth of the conventionals″印刷番号1991.3.3KTD558から公知である。

0026

図13に示されるトルクレンチの回転率センサ105は加速度センサ130として構成されている。固定点104を通る旋回軸線107に対して所定の間隔をおいて取付けられる加速度センサ130は,偏向の角加速度を検出する。このように検出される測定量は,偏向角106を求めるため積分される。計算により求められる偏向角106は,加速度センサ130に付属する回転角測定装置113の減算装置140へ与えられ,工作物側固定点104に対するねじ回し軸103の絶対回転角が前述したように求められる。

0027

注意すべきことは,普通の加速度センサを使用すると,重力加速度の影響により,求めるべき加速度のベクトルが重力方向に交差しているか否か,又はそれに対して正又は負に平行であるか否か,又はそれに対して傾斜しているか否かに応じて,異なる大きさの測定誤差が生ずることである。このような誤差を除去するため,まず回転加速度と重力加速度との和である全加速度が,三次元的に反応する加速度センサにより検出され,それから重力加速度の一定なベクトルがベクトル的に差引かれるが,これは現在利用可能なデータ処理技術では問題を生じない。

0028

動力ねじ回し及びトルクレンチのすべての実施例において,特定の予め規定可能な開始トルク以上ではじめて回転角の検出が行われる。零角度位置として,この開始トルクが得られる旋回軸線103又はハウジング102の角度位置が使用される。回転率センサから生じかつ回転角に対応する測定データは,ハウジング2,102内にまとめられかつトルク測定装置8,108又は回転角測定装置13,23,33,113に付属する評価装置へ与えられ,この評価装置において評価され,求められるトルク又は対応する回転角が特に表示装置に表示される。

0029

加速度測定の原理に基く回転率センサに関連して,念のため公知のシリコン加速度センサをあげておくが,その質量−ばね系として役立つ舌片が,集積回路を保持するシリコンウエーハからエツチングにより形成される。この舌片の根元範囲に格子集積されて,加速度により生ずる舌片の偏向の大きさ及び方向に応じて異なる強さに変形する。この変形が集積回路において適当に検出されて,電気信号に変換され,この信号が同様にシリコンウエーハに集積される小さい前置増幅器増幅され,外部へ伝送される。

0030

回転角測定装置13,23,33,113又はトルク測定装置8,108がエネルギ供給装置を集積される別の場合によつては一時的なデータ記憶装置141を持ち,それにより少なくとも1つの先行するねじ結合のデータが記憶可能であると有利である。

0031

更に表示装置が付加的になるべくケーブルなしの伝送装置例えば赤外線伝送装置を持ち,求められるねじ結合のデータがこの伝送装置を介して外部のデータ処理装置及び記憶装置へ供給されるようにすることができる。

0032

チエツトを持つトルクレンチでは,順次に続く複数のねじ締め運動の累積される回転角を求めるため,所望の回転方向,一般にねじ締め方向の信号のみが回転率センサ105により検出され,これらの個々のデータが加算される。最後に作用する最大のねじ締めトルク超過後進んた回転角のみを考慮して加算するのも有利である。

0033

更に所定のトルク,所定の回転角,降伏点又は他の所定の遮断限界に達するとねじ結合器の付加的な手動回転を阻止するか又は遮断値へ達したことを折れ曲りにより作業者に知らせる係合解除装置をトルクレンチに設けると,有利なことがわかつた。例えば別の所定の遮断限界の例は,ねじ締め過程のトルク−回転角特性曲線の特定の勾配,又は同じねじ締め過程内で順次に使用される種々の監視量組合わせである。これに関して組合わせ勾配法があげられる。

図面の簡単な説明

0034

図1手で案内される角形ねじ回しの構造のねじ回しの側面図である。
図2図1によるねじ回しの平面図である。
図3ねじ回しのハウジングの偏向角を検出するためこのハウジング内に機械的ジヤイロを設けられる図1のねじ回しの側面図である。
図4図3によるねじ回しの平面図である。
図5ねじ回しのハウジングの回転頻度を検出するためこのハウジング内に光学的ジヤイロを設けられる図1のねじ回しの側面図である。
図6図5によるねじ回しの平面図である。
図7ねじ回しのハウジングの回転加速度を検出するためこのハウジング内に加速度センサを設けられる図1のねじ回しの平面図である。
図8トルクレンチのように構成されるねじ結合器の側面図である。
図9図8によるトルクレンチの平面図である。
図10回転率センサとして機械的ジヤイロを持つ別のトルクレンチの側面図である。
図11図10によるトルクレンチの平面図である。
図12回転率センサとしての光学的ジヤイロを持つトルクレンチの側面図である。
図13回転率センサとしての加速度センサを持つトルクレンチの平面図である。

--

0035

1,100ねじ回し
2,102ハウジング
3,103 ねじ回し軸
4,104固定点
5角度測定装置
6,106偏向角
10,110 ジヤイロ
11,111 ジヤイロ軸線
15,115 ジヤイロ軸線
30,130加速度センサ
105回転率センサ
107 旋回軸線

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 三菱電機株式会社の「 荷重検出器」が 公開されました。( 2019/07/25)

    【課題・解決手段】荷重検出器5は、荷重を支持する軸を保持する内輪部10、この内輪部10を囲って設けられ周方向に間隔をおいて複数形成された据付穴11a1、11a2を通じて締結部材により据付部材に締結され... 詳細

  • 東日本電信電話株式会社の「 二軸自在工具」が 公開されました。( 2019/07/22)

    【課題】一軸の工具と同程度の作業性を備え、かつ、締め付け強度を備える工具を提供する。【解決手段】モンキーレンチは、工具のヘッド部とハンドル部を連結する連結部1と、連結部1と可動可能に接続された第1の接... 詳細

  • 東日本電信電話株式会社の「 強力角度自在工具」が 公開されました。( 2019/07/22)

    【課題】狭い場所での作業性を備え、かつ、締め付け強度を備える工具を提供する。【解決手段】モンキーレンチは、第1の接合面10を備えるヘッド部1と、第2の接合面20を備えるハンドル部2と、を備え、第1の接... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ