JP2591563B2 - トルク印加装置及びトルク印加装置用の行過ぎ量補償回路 - Google Patents
トルク印加装置及びトルク印加装置用の行過ぎ量補償回路Info
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- B25B23/1425—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters by electrical means
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、トルク印加装置、特に
電池により給電され、印加するトルクを電気的に検知す
るトルク検出回路及び出力表示手段を有する型式の電子
トルクレンチに関する。
電池により給電され、印加するトルクを電気的に検知す
るトルク検出回路及び出力表示手段を有する型式の電子
トルクレンチに関する。
【０００２】
【従来の技術】標準的な電子トルクレンチは堅牢な細長
い本体を含み、この本体は所定トルクが印加される部品
に固定され共に回転するようにされた工具端、及びハン
ドル端を有する。この工具端とこの本体との間に接続さ
れたひずみ計を含むトランスジューサは、この工具端と
共に回転するよう連結された部品に対してレンチによっ
て印加される実際のトルクに相当する電気的トルク信号
を発生する。典型的に、出力回路は、印加されるこの実
際トルク値の表示及び／又はこの印加トルクが所定トル
クレベルに等しいことを示す信号を使用者に供給する。
い本体を含み、この本体は所定トルクが印加される部品
に固定され共に回転するようにされた工具端、及びハン
ドル端を有する。この工具端とこの本体との間に接続さ
れたひずみ計を含むトランスジューサは、この工具端と
共に回転するよう連結された部品に対してレンチによっ
て印加される実際のトルクに相当する電気的トルク信号
を発生する。典型的に、出力回路は、印加されるこの実
際トルク値の表示及び／又はこの印加トルクが所定トル
クレベルに等しいことを示す信号を使用者に供給する。
【０００３】このようなトルクレンチは、使用に際し不
正確になりやすい。印加される実際のトルクが出力表示
される際に、その使用者は、不注意から所望トルクを超
えたトルクが印加されるのを回避するために、注意深く
この表示を見守らなければならない。この使用者は、ま
た、その出力表示が、所定トルク値に到達したことを表
示する信号であるかどうか、大きな注意を払わなければ
ならない。さもなければ、使用者は通常そのレンチのハ
ンドルに相当な力を印加してるので、所定トルク値に達
したことを示す信号の後に、所定トルクレベルを超える
のを回避すべく彼が充分な速さでこの力を解放する必要
があるが、それは、彼の反応時間から見て不可能であろ
う。
正確になりやすい。印加される実際のトルクが出力表示
される際に、その使用者は、不注意から所望トルクを超
えたトルクが印加されるのを回避するために、注意深く
この表示を見守らなければならない。この使用者は、ま
た、その出力表示が、所定トルク値に到達したことを表
示する信号であるかどうか、大きな注意を払わなければ
ならない。さもなければ、使用者は通常そのレンチのハ
ンドルに相当な力を印加してるので、所定トルク値に達
したことを示す信号の後に、所定トルクレベルを超える
のを回避すべく彼が充分な速さでこの力を解放する必要
があるが、それは、彼の反応時間から見て不可能であろ
う。
【０００４】所定トルクレベルに到達する前にこの印加
トルクを低下させるに必要時間を使用者に与えるため
に、印加トルクがこの所定レベルより低い或る固定しき
いレベルに到達すると警報表示を与えるようにすること
は周知である。しかし、様々な使用者、様々な応用の間
で、トルクが印加される速度はかなり変動することがあ
り、また、或るトルクに対して妥当な警報を与えるのに
適したしきいレベルは、トルク印加速度がより速い場合
には不適当である。
トルクを低下させるに必要時間を使用者に与えるため
に、印加トルクがこの所定レベルより低い或る固定しき
いレベルに到達すると警報表示を与えるようにすること
は周知である。しかし、様々な使用者、様々な応用の間
で、トルクが印加される速度はかなり変動することがあ
り、また、或るトルクに対して妥当な警報を与えるのに
適したしきいレベルは、トルク印加速度がより速い場合
には不適当である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
先行技術のレンチの欠点を回避すると共に別の構造的及
び動作的利点を持たらす改善された電子トルクレンチを
提供することにある。
先行技術のレンチの欠点を回避すると共に別の構造的及
び動作的利点を持たらす改善された電子トルクレンチを
提供することにある。
【０００６】本発明の重要な特徴は、時間と共にレベル
が変化するトルク（入力）信号が所定レベルに到達する
時刻より前の所定時刻に警報信号を供給するよう可変的
な補償を行いうる行過ぎ量補償回路を提供することにあ
る。
が変化するトルク（入力）信号が所定レベルに到達する
時刻より前の所定時刻に警報信号を供給するよう可変的
な補償を行いうる行過ぎ量補償回路を提供することにあ
る。
【０００７】上述の特徴に関連して、本発明の他の特徴
は、警報信号を発生すべき信号レベルを入力信号レベル
の変化率の関数として変動させる補償回路を提供するこ
とにある。
は、警報信号を発生すべき信号レベルを入力信号レベル
の変化率の関数として変動させる補償回路を提供するこ
とにある。
【０００８】上述の特徴に関連して、本発明の他の特徴
は、警報信号を発生すべき信号レベルを入力信号レベル
の変化率に正比例させる補償回路を提供することにあ
る。
は、警報信号を発生すべき信号レベルを入力信号レベル
の変化率に正比例させる補償回路を提供することにあ
る。
【０００９】本発明のさらに他の特徴は、所定トルクレ
ベルに到達する時刻より前の所定先行時刻に警報信号を
与える、補償回路を組み込んだトルクレンチを提供する
ことにある。
ベルに到達する時刻より前の所定先行時刻に警報信号を
与える、補償回路を組み込んだトルクレンチを提供する
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によればこれらの
特徴は、印加されるトルクに比例し時間と共にレベルが
変化するトルク信号が所定レベルに到達する前に出力信
号を供給するトルク印加装置用の行過ぎ量補償回路であ
って、前記所定レベルに相当する基準信号を発生する基
準信号発生手段と、前記トルク信号に応答して前記トル
ク信号のレベルの変化率の関数である補償信号を発生す
る補償信号発生手段と、前記トルク信号と前記基準信号
との間の差信号と、前記補償信号とに応答して、前記ト
ルク信号が前記所定レベルに到達する時刻より所定時間
だけ前の時刻に出力信号を発生する出力信号発生手段と
を含む行過ぎ補償回路により達成される。
特徴は、印加されるトルクに比例し時間と共にレベルが
変化するトルク信号が所定レベルに到達する前に出力信
号を供給するトルク印加装置用の行過ぎ量補償回路であ
って、前記所定レベルに相当する基準信号を発生する基
準信号発生手段と、前記トルク信号に応答して前記トル
ク信号のレベルの変化率の関数である補償信号を発生す
る補償信号発生手段と、前記トルク信号と前記基準信号
との間の差信号と、前記補償信号とに応答して、前記ト
ルク信号が前記所定レベルに到達する時刻より所定時間
だけ前の時刻に出力信号を発生する出力信号発生手段と
を含む行過ぎ補償回路により達成される。
【００１１】本発明は、以下に添付図面を参照して説明
されるが、本発明の特徴はこれら実施例に限定されず特
許請求の範囲において本発明の精神から逸脱することな
く、又は本発明の利点を犠牲にすることなく、種々の変
更が可能である。
されるが、本発明の特徴はこれら実施例に限定されず特
許請求の範囲において本発明の精神から逸脱することな
く、又は本発明の利点を犠牲にすることなく、種々の変
更が可能である。
【００１２】
【実施例】本発明の理解を容易にする目的のために、本
発明の好適実施例が付図に示されており、これにより本
発明の構成、作用、及び利点が容易に理解されかつ認識
される。
発明の好適実施例が付図に示されており、これにより本
発明の構成、作用、及び利点が容易に理解されかつ認識
される。
【００１３】図１を参照すると、全体的に電子トルクレ
ンチ１０が示されており、これは米国特許第４，９５
８，５４１号に開示された型式のものであり、したがっ
て、本発明の理解に必要な程度にその構成についてここ
に説明する。
ンチ１０が示されており、これは米国特許第４，９５
８，５４１号に開示された型式のものであり、したがっ
て、本発明の理解に必要な程度にその構成についてここ
に説明する。
【００１４】トルクレンチ１０は細長い振れビーム１１
の形をしたたわみ部材を含み、このビームは横断面が実
質的に方形である。振れビーム１１はその一端にヨーク
１２を備え、このヨークはピボットピン１３によってラ
チェットヘッド１５の舌片１４にピボット可能に結合さ
れている。ラチェットヘッド１５は、標準構造のもので
あって、その前側から突起する回転可能な部品の締付け
部（図には示されていない）を有する。ラチェット状の
締付部が示されているけれども、この代りに、レンチ１
０は、固定四角形状の締付部を有するヘッドを備えるこ
ともできる。
の形をしたたわみ部材を含み、このビームは横断面が実
質的に方形である。振れビーム１１はその一端にヨーク
１２を備え、このヨークはピボットピン１３によってラ
チェットヘッド１５の舌片１４にピボット可能に結合さ
れている。ラチェットヘッド１５は、標準構造のもので
あって、その前側から突起する回転可能な部品の締付け
部（図には示されていない）を有する。ラチェット状の
締付部が示されているけれども、この代りに、レンチ１
０は、固定四角形状の締付部を有するヘッドを備えるこ
ともできる。
【００１５】振れビーム１１上に取り付けられたトルク
検出組立て体１７は、所定の配置で振れビーム１１に固
定的に取り付けられた複数のひずみ計１８を含む。トル
クレンチ１０は、また、ハンドル組立て体２０を有し、
この組立て体は横断面が実質的に方形の細長い中空管２
１を含む。振れビーム１１の一端は中空管２１の一端に
受けられ、かつ、好適には、取り付けブロック又は保持
器２２に固定的に取り付けされ、保持器２２はプラスチ
ックで形成されており、かつ適当な手段によって管２１
に固定的に取り付けられる。管２１は、保持器２２の後
方に中空空洞２３を画定し、かつ空洞２３の後端を閉じ
る取り外し可能キャップ２４を備える。
検出組立て体１７は、所定の配置で振れビーム１１に固
定的に取り付けられた複数のひずみ計１８を含む。トル
クレンチ１０は、また、ハンドル組立て体２０を有し、
この組立て体は横断面が実質的に方形の細長い中空管２
１を含む。振れビーム１１の一端は中空管２１の一端に
受けられ、かつ、好適には、取り付けブロック又は保持
器２２に固定的に取り付けされ、保持器２２はプラスチ
ックで形成されており、かつ適当な手段によって管２１
に固定的に取り付けられる。管２１は、保持器２２の後
方に中空空洞２３を画定し、かつ空洞２３の後端を閉じ
る取り外し可能キャップ２４を備える。
【００１６】空洞２３内に配置される触覚で感知しうる
指示を発生する触覚指示発生器２５は全体的にコップ形
の保持器２６を含み、保持器２６はプラスチックのよう
な適当な材料で作られ、かつ管２１の内面に適当な手段
によって固定的に取り付けられる。保持器２６の開放端
内に収容された電動機２７の出力軸は保持器２６内の閉
鎖端に向けて突出され、かつこの軸に固定的に取り付け
られたブロック２８を有する。ブロック２８は、ゴム製
のものでよくかつこの電動機の出力軸に偏心して配置さ
れる。電動機２７は、直流電動機であり、マブチモータ
株式会社から型式番号２８０５として発売されている１
８Ｖの電動機である。ブロック２８はこのように偏心し
て取付けられているため、この電動機の軸上で不安定と
なっており、したがって、電動機２７の軸の回転に従っ
て電動機を振動させ、また、これによって、保持器２６
及び管２１をもこの電動機の軸の回転に従い振動させ
る。これにより使用者は振動を感知してトルク印加を止
め、所定レベル以上のトルクの印加を防止できる。
指示を発生する触覚指示発生器２５は全体的にコップ形
の保持器２６を含み、保持器２６はプラスチックのよう
な適当な材料で作られ、かつ管２１の内面に適当な手段
によって固定的に取り付けられる。保持器２６の開放端
内に収容された電動機２７の出力軸は保持器２６内の閉
鎖端に向けて突出され、かつこの軸に固定的に取り付け
られたブロック２８を有する。ブロック２８は、ゴム製
のものでよくかつこの電動機の出力軸に偏心して配置さ
れる。電動機２７は、直流電動機であり、マブチモータ
株式会社から型式番号２８０５として発売されている１
８Ｖの電動機である。ブロック２８はこのように偏心し
て取付けられているため、この電動機の軸上で不安定と
なっており、したがって、電動機２７の軸の回転に従っ
て電動機を振動させ、また、これによって、保持器２６
及び管２１をもこの電動機の軸の回転に従い振動させ
る。これにより使用者は振動を感知してトルク印加を止
め、所定レベル以上のトルクの印加を防止できる。
【００１７】空洞２３内において保持器２６の後方に適
当な電池２９又は適当な電池パックが、配置される。空
洞２３内において保持器２６の前方に配置される回路盤
３０は、トルクレンチ１０の電子回路要素を担持する。
この電子回路要素は、実際のトルク測定値及び／又は基
準トルクレベルを可視表示するための周知の適当な可視
読取り手段を含むことができる。充分に示されていない
が、適当な電気接続が、電池２９、電動機２７、回路盤
３０、及びトルク検出組立て体１７の間に形成される。
当な電池２９又は適当な電池パックが、配置される。空
洞２３内において保持器２６の前方に配置される回路盤
３０は、トルクレンチ１０の電子回路要素を担持する。
この電子回路要素は、実際のトルク測定値及び／又は基
準トルクレベルを可視表示するための周知の適当な可視
読取り手段を含むことができる。充分に示されていない
が、適当な電気接続が、電池２９、電動機２７、回路盤
３０、及びトルク検出組立て体１７の間に形成される。
【００１８】図２を参照すると、制御回路３１が示さ
れ、この回路は回路盤３０上に取り付けられ、電動機２
７の動作の制御に用いられる。制御回路３１は入力端子
３２を有し、この端子はトルク検出組立て体１７の出力
に接続されて、組立て体１７に より検出されたレンチ１
０によって部品に印加されるトルクレベルに比例するア
ナログ信号（トルク信号）を受信する。この入力（トル
ク）信号は、減算回路３５に印加され、この減算回路は
集積回路演算増幅器３３及び関連する抵抗器３４及び３
６〜３８を含む。入力端子３２は、抵抗器３４を通して
演算増幅器３３の非反転入力端子に接続され、この非反
転入力端子は、また、抵抗器３６を通して接地される。
抵抗器３７は、演算増幅器３３の出力端子と反転入力端
子との間に接続され、この反転入力端子は、また、抵抗
器３８を通してポテンショメータ３９の可動接点に接続
され、ポテンショメータ３９は＋Ｖ電源電圧と接地との
間に接続される。
れ、この回路は回路盤３０上に取り付けられ、電動機２
７の動作の制御に用いられる。制御回路３１は入力端子
３２を有し、この端子はトルク検出組立て体１７の出力
に接続されて、組立て体１７に より検出されたレンチ１
０によって部品に印加されるトルクレベルに比例するア
ナログ信号（トルク信号）を受信する。この入力（トル
ク）信号は、減算回路３５に印加され、この減算回路は
集積回路演算増幅器３３及び関連する抵抗器３４及び３
６〜３８を含む。入力端子３２は、抵抗器３４を通して
演算増幅器３３の非反転入力端子に接続され、この非反
転入力端子は、また、抵抗器３６を通して接地される。
抵抗器３７は、演算増幅器３３の出力端子と反転入力端
子との間に接続され、この反転入力端子は、また、抵抗
器３８を通してポテンショメータ３９の可動接点に接続
され、ポテンショメータ３９は＋Ｖ電源電圧と接地との
間に接続される。
【００１９】入力端子３２は、また、微分回路４０に接
続され、この微分回路は集積回路演算増幅器４１、抵抗
器４２、及びコンデンサ４３を含む。入力端子３２は、
コンデンサ４３を通して演算増幅器４１の反転入力端子
に接続され、この反転入力端子は、また、抵抗器４２を
通して演算増幅器４１の出力端子に接続される。演算増
幅器４１の非反転入力端子は、接地される。
続され、この微分回路は集積回路演算増幅器４１、抵抗
器４２、及びコンデンサ４３を含む。入力端子３２は、
コンデンサ４３を通して演算増幅器４１の反転入力端子
に接続され、この反転入力端子は、また、抵抗器４２を
通して演算増幅器４１の出力端子に接続される。演算増
幅器４１の非反転入力端子は、接地される。
【００２０】演算増幅器３３及び４１の出力端子は、そ
れぞれ、集積回路演算増幅器４５の非反転入力端子及び
反転入力端子に接続され、演算増幅器４５の出力端子は
集積回路演算増幅器４６の非反転入力端子に接続され、
演算増幅器４６の反転入力端子は接地される。演算増幅
器４６の出力端子は、電界効果トランジスタ（以下、Ｆ
ＥＴと称する）４７のベースに接続され、ＦＥＴ４７は
そのソースを接地され、かつそのドレインを電動機２７
の１つ端子に接続され、電動機２７の他の端子は＋Ｖ電
源電圧に接続される。
れぞれ、集積回路演算増幅器４５の非反転入力端子及び
反転入力端子に接続され、演算増幅器４５の出力端子は
集積回路演算増幅器４６の非反転入力端子に接続され、
演算増幅器４６の反転入力端子は接地される。演算増幅
器４６の出力端子は、電界効果トランジスタ（以下、Ｆ
ＥＴと称する）４７のベースに接続され、ＦＥＴ４７は
そのソースを接地され、かつそのドレインを電動機２７
の１つ端子に接続され、電動機２７の他の端子は＋Ｖ電
源電圧に接続される。
【００２１】図３を参照すると、ここには、制御回路３
１に対する電源回路５０が示されている。電源回路５０
は、集積回路電圧変換器５１及びコンデンサ５２，５３
を含む。電圧変換回路５１は、電池２９の端子間に挿入
され、電池２９の正端子は＋Ｖ電源電圧を供給する。電
圧変換器５１は、制御回路３１の集積回路演算増幅器３
３による使用に供するため、この電池電圧を反対極性の
−Ｖ出力電圧に変換するように動作する。
１に対する電源回路５０が示されている。電源回路５０
は、集積回路電圧変換器５１及びコンデンサ５２，５３
を含む。電圧変換回路５１は、電池２９の端子間に挿入
され、電池２９の正端子は＋Ｖ電源電圧を供給する。電
圧変換器５１は、制御回路３１の集積回路演算増幅器３
３による使用に供するため、この電池電圧を反対極性の
−Ｖ出力電圧に変換するように動作する。
【００２２】図４を参照して、制御回路３１の動作を説
明する。通常、トルクレンチ１０の使用者は、その印加
トルクレベルがプリセット又は基準レベルに到達すると
トルク印加を止めるように用心するであろう。しかしな
がら、印加される実際のピークトルクは、印加されるト
ルクの変化率に依存し、操作者がピークトルクに反応し
て動作する間に時間を要するためにプリセットトルクを
超える恐れがある。本発明はこの行過ぎトルク状態を修
正するように働く。
明する。通常、トルクレンチ１０の使用者は、その印加
トルクレベルがプリセット又は基準レベルに到達すると
トルク印加を止めるように用心するであろう。しかしな
がら、印加される実際のピークトルクは、印加されるト
ルクの変化率に依存し、操作者がピークトルクに反応し
て動作する間に時間を要するためにプリセットトルクを
超える恐れがある。本発明はこの行過ぎトルク状態を修
正するように働く。
【００２３】トルク検出組立て体１７からのトルク信号
は、減算回路３５に、さらに、特に演算増幅器３３の非
反転入力端子に印加される。ポテンショメータ３９を通
して、その使用者は、レンチ１０によって印加される所
望トルクであるプリセットトルクレベルを指定すること
ができる。プリセット又は基準信号は、ポテンショメー
タ３９の可動接点において発生され、減算回路３５の演
算増幅器の反転入力端子に印加される。減算回路３５
は、その入力（トルク）信号からこのプリセット又は基
準信号を減算し、演算増幅器３３の出力に差信号を発生
するように働く。図４に、簡単な場合の電圧と時間の関
係を示すグラフが示されており、ここでは、レンチ１０
によって印加されるトルクの変化率が一定である。した
がって、その入力（トルク）信号は一定直線５５であ
り、その値は線５５の傾斜によって規定される一定速度
で時間と共に増大する。そのプリセット又は基準信号レ
ベルは、線５６によって表示される。この印加トルクは
時刻ｔ２においてプリセット又は基準レベルに到達する
ことが判る。演算増幅器３３の出力における差信号は、
入力信号５５とプリセット又は基準信号５６との間の差
であって、線５７によって表わされ、差信号５７は入力
信号５５がプリセット又は基準信号５６に到達する時刻
ｔ２においてゼロになる。本発明による補償回路がなけ
れば、この時刻に指示信号が発生される。
は、減算回路３５に、さらに、特に演算増幅器３３の非
反転入力端子に印加される。ポテンショメータ３９を通
して、その使用者は、レンチ１０によって印加される所
望トルクであるプリセットトルクレベルを指定すること
ができる。プリセット又は基準信号は、ポテンショメー
タ３９の可動接点において発生され、減算回路３５の演
算増幅器の反転入力端子に印加される。減算回路３５
は、その入力（トルク）信号からこのプリセット又は基
準信号を減算し、演算増幅器３３の出力に差信号を発生
するように働く。図４に、簡単な場合の電圧と時間の関
係を示すグラフが示されており、ここでは、レンチ１０
によって印加されるトルクの変化率が一定である。した
がって、その入力（トルク）信号は一定直線５５であ
り、その値は線５５の傾斜によって規定される一定速度
で時間と共に増大する。そのプリセット又は基準信号レ
ベルは、線５６によって表示される。この印加トルクは
時刻ｔ２においてプリセット又は基準レベルに到達する
ことが判る。演算増幅器３３の出力における差信号は、
入力信号５５とプリセット又は基準信号５６との間の差
であって、線５７によって表わされ、差信号５７は入力
信号５５がプリセット又は基準信号５６に到達する時刻
ｔ２においてゼロになる。本発明による補償回路がなけ
れば、この時刻に指示信号が発生される。
【００２４】入力（トルク）信号５５は、また、微分回
路４０に印加され、この微分回路はこの入力（トルク）
信号を微分して演算増幅器４１の出力に補償信号を発生
し、この補償信号は入力（トルク）信号５５の変化率に
正比例する。好ましくは、抵抗器４２及びコンデンサ４
３の値は、この補償信号が０．１ｓに単位ｍ・ｋｇｆ／
ｓ（＝ｆｔ・１ｂ／ｓ×１／０．１３５）で表される入
力トルク信号変化率の０．１３５倍を乗じたものに実質
的に等しくなるような値であり、このような補償係数は
典型的な操作者の反応時間に基づいている。この補償信
号は、図４に線５８によって示される。明らかに判るよ
うに、この補償信号レベルを、抵抗器４２及びコンデン
サ４３の値の適当な変化によって、変化させることがで
きる。
路４０に印加され、この微分回路はこの入力（トルク）
信号を微分して演算増幅器４１の出力に補償信号を発生
し、この補償信号は入力（トルク）信号５５の変化率に
正比例する。好ましくは、抵抗器４２及びコンデンサ４
３の値は、この補償信号が０．１ｓに単位ｍ・ｋｇｆ／
ｓ（＝ｆｔ・１ｂ／ｓ×１／０．１３５）で表される入
力トルク信号変化率の０．１３５倍を乗じたものに実質
的に等しくなるような値であり、このような補償係数は
典型的な操作者の反応時間に基づいている。この補償信
号は、図４に線５８によって示される。明らかに判るよ
うに、この補償信号レベルを、抵抗器４２及びコンデン
サ４３の値の適当な変化によって、変化させることがで
きる。
【００２５】差信号５７及び補償信号５８は、演算増幅
器４５の非反転入力端子及び反転入力端子に、それぞ
れ、印加される。もし演算増幅器４５の反転端子が接地
電位にあったとしたならば、演算増幅器３３の出力が正
に移行した瞬間、すなわち、その入力トルク信号がその
プリセット又は基準信号５６を超えた瞬間、すなわち、
時刻ｔ２において、演算増幅器４５の出力は正に移行す
るであろう。しかしながら、微分回路４０の出力が演算
増幅器４５の反転入力端子に接続されていることで、演
算増幅器４５の出力は、減算回路３５の出力における差
信号５７が微分回路４０の出力における補償信号５８を
超えるとき、すなわち、時刻ｔ２より前の時刻ｔ１にお
いて、正に移行する。
器４５の非反転入力端子及び反転入力端子に、それぞ
れ、印加される。もし演算増幅器４５の反転端子が接地
電位にあったとしたならば、演算増幅器３３の出力が正
に移行した瞬間、すなわち、その入力トルク信号がその
プリセット又は基準信号５６を超えた瞬間、すなわち、
時刻ｔ２において、演算増幅器４５の出力は正に移行す
るであろう。しかしながら、微分回路４０の出力が演算
増幅器４５の反転入力端子に接続されていることで、演
算増幅器４５の出力は、減算回路３５の出力における差
信号５７が微分回路４０の出力における補償信号５８を
超えるとき、すなわち、時刻ｔ２より前の時刻ｔ１にお
いて、正に移行する。
【００２６】演算増幅器４５の出力が正に移行すると、
この正出力は増幅器４６の非反転入力端子に印加され、
演算増幅器４６の出力をＦＥＴ４７のゲートへ印加し
て、電動機２７を起動する結果、レンチ１０の使用者に
対して振動による指示を発生させる。したがって、この
使用者がレンチ１０に対してトルク印加力を解放しプリ
セット又は基準トルクレベルを超えないようにすべく、
その印加トルクがプリセット又は基準レベルに到達する
時間より、使用者の反応時間に対して充分な所定時間だ
け前に、この使用者に警報信号を発する。
この正出力は増幅器４６の非反転入力端子に印加され、
演算増幅器４６の出力をＦＥＴ４７のゲートへ印加し
て、電動機２７を起動する結果、レンチ１０の使用者に
対して振動による指示を発生させる。したがって、この
使用者がレンチ１０に対してトルク印加力を解放しプリ
セット又は基準トルクレベルを超えないようにすべく、
その印加トルクがプリセット又は基準レベルに到達する
時間より、使用者の反応時間に対して充分な所定時間だ
け前に、この使用者に警報信号を発する。
【００２７】明らかなように、この補償信号は、常に、
その入力（トルク）信号の変化率の所定倍（好適には、
０．１×０．１３５）であるから、所定トルクレベルと
その変動表示がトリガされる際のトルクレベル、すなわ
ち、補償トルクレベルとの間の差は、その入力（トル
ク）信号の変化率に正比例し、その結果、印加されるト
ルクの変化率が大きい程、警報信号がトリガされるトル
クレベルは低くなる。したがって、図４を参照すると、
線５５′で示されたような入力（トルク）信号に対して
は、その差信号は鎖線５７′、かつその場合の補償トル
クレベルに対応する補償信号は、補償信号５８の絶対値
より大きい絶対値を有する鎖線５８′となる。補償信号
の線５８と５８′との間の差は、入力信号の線５５の傾
斜と線５５′の傾斜との間の差に正比例することが判
る。
その入力（トルク）信号の変化率の所定倍（好適には、
０．１×０．１３５）であるから、所定トルクレベルと
その変動表示がトリガされる際のトルクレベル、すなわ
ち、補償トルクレベルとの間の差は、その入力（トル
ク）信号の変化率に正比例し、その結果、印加されるト
ルクの変化率が大きい程、警報信号がトリガされるトル
クレベルは低くなる。したがって、図４を参照すると、
線５５′で示されたような入力（トルク）信号に対して
は、その差信号は鎖線５７′、かつその場合の補償トル
クレベルに対応する補償信号は、補償信号５８の絶対値
より大きい絶対値を有する鎖線５８′となる。補償信号
の線５８と５８′との間の差は、入力信号の線５５の傾
斜と線５５′の傾斜との間の差に正比例することが判
る。
【００２８】しかしながら、所定の警報即ち警報信号を
先行出力させる時間（先行時間）、すなわち、時刻ｔ１
とｔ２との間の差は、入力（トルク）信号の変化率に無
関係で、一定のままであることが判る。上に説明された
例においては、先行時間は０．１ｓである。したがっ
て、図４を参照して判るように、入力トルク信号５５′
は時刻ｔ２′にプリセット又は基準レベルに到達する
が、差信号５７′は時刻ｔ１′に補償信号５８′を超え
る。ここに、ｔ１′からｔ２′の期間はｔ１からｔ２ の
期間と同じ長さであるようになっている。
先行出力させる時間（先行時間）、すなわち、時刻ｔ１
とｔ２との間の差は、入力（トルク）信号の変化率に無
関係で、一定のままであることが判る。上に説明された
例においては、先行時間は０．１ｓである。したがっ
て、図４を参照して判るように、入力トルク信号５５′
は時刻ｔ２′にプリセット又は基準レベルに到達する
が、差信号５７′は時刻ｔ１′に補償信号５８′を超え
る。ここに、ｔ１′からｔ２′の期間はｔ１からｔ２ の
期間と同じ長さであるようになっている。
【００２９】本発明における実際の構成部品は、演算増
幅器３３，４１，４５，及び４６は、全て、ＬＭ１２４
Ａのようなマルチセクション演算増幅器集積回路のセク
ションであり、ＦＥＴ４７はＩＲＦＤ１１３であり、集
積回路電圧変換器５１は、インターシル（Ｉｎｔｅｒｓ
ｉｌ）社によって製造されたＩＣＬ７６６０である。
幅器３３，４１，４５，及び４６は、全て、ＬＭ１２４
Ａのようなマルチセクション演算増幅器集積回路のセク
ションであり、ＦＥＴ４７はＩＲＦＤ１１３であり、集
積回路電圧変換器５１は、インターシル（Ｉｎｔｅｒｓ
ｉｌ）社によって製造されたＩＣＬ７６６０である。
【００３０】
【発明の効果】上述の説明から、判るように、本発明に
よって、改善された電子トルクレンチ及びそのための行
過ぎ量補償回路が提供され、これらは、この電子トルク
レンチの行過ぎ量を防止するように、印加トルクレベル
がそのプリセット又は基準トルクレベルに到達する前に
その使用者に効果的に警報を提供することができる。
よって、改善された電子トルクレンチ及びそのための行
過ぎ量補償回路が提供され、これらは、この電子トルク
レンチの行過ぎ量を防止するように、印加トルクレベル
がそのプリセット又は基準トルクレベルに到達する前に
その使用者に効果的に警報を提供することができる。
【図１】本発明の実施例による行過ぎ量補償回路を組み
込んだ電子トルクレンチの部分断面平面図。
込んだ電子トルクレンチの部分断面平面図。
【図２】図１のトルクレンチに組まれた本発明の実施例
の行過ぎ量補償回路の概略回路図。
の行過ぎ量補償回路の概略回路図。
【図３】図２の本発明の実施例の行過ぎ量補償回路に対
する電源回路の概略回路図。
する電源回路の概略回路図。
【図４】本発明による行過ぎ量補償回路の動作を説明す
るための、図２の実施例の補償回路において発生された
種々の信号についての電圧対時間特性を示す図。
るための、図２の実施例の補償回路において発生された
種々の信号についての電圧対時間特性を示す図。
１０ トルクレンチ １５ ラチェットヘッド １７ トルク検出組立て体 １８ ひずみ計 ２５ 触覚指示発生器 ２７ 電動機 ２８ 偏心ブロック ２９ 電池 ３０ 回路盤 ３１ 制御回路 ３２ 入力端子 ３３ 集積回路演算増幅器 ３５ 減算回路 ４０ 微分回路 ４１，４５，４６ 集積回路演算増幅器 ４７ ＦＥＴ ５０ 電源回路 ５１ 電圧変換器 ５５，５５′ 入力（トルク）信号 ５６ 基準信号 ５７，５７′ 差信号 ５８，５８′ 補償信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド ティー．ストロベル アメリカ合衆国ウィスコンシン州サウス ミルウォーキー，エルム アベニュー 621
Claims (6)
- 【請求項１】 印加されるトルクに比例し時間と共にレ
ベルが変化するトルク信号が所定レベルに到達する前に
出力信号を供給するトルク印加装置用の行過ぎ量補償回
路であって、前記所定レベルに相当する基準信号を発生
する基準信号発生手段と、前記トルク信号に応答して前
記トルク信号のレベルの変化率の関数である補償信号を
発生する補償信号発生手段と、前記トルク信号と前記基
準信号との間の差信号と、前記補償信号とに応答して、
前記トルク信号が前記所定レベルに到達する時刻より所
定時間だけ前の時刻に出力信号を発生する出力信号発生
手段とを含む行過ぎ補償回路。 - 【請求項２】 請求項１の行過ぎ量補償回路において、
前記補償信号発生手段は前記トルク信号の値を微分する
微分回路を含む行過ぎ量補償回路。 - 【請求項３】 請求項１の行過ぎ量補償回路において、
前記基準信号発生手段は前記基準信号の値を選択的に変
動する手段を含む行過ぎ量補償回路。 - 【請求項４】 印加されるトルクに比例し時間と共にレ
ベルが変化するトルク信号を発生する検出手段と、指示
を行う指示手段とを備えたトルク印加装置であって、 所定のトルクレベルに相当する基準値を有する基準信号
を発生する基準信号発生手段と、前記トルク信号に応答
して前記トルク信号のレベルの変化率の関数である補償
信号を発生する補償信号発生手段と、前記トルク信号か
ら前記基準信号を差し引いて差信号を発生する手段と、
前記差信号と前記補償信号を比較して出力信号を発生し
前記トルク信号が前記所定レベルに到達する時刻より所
定時間だけ前の時刻に前記指示手段を動作する比較手段
と、を含むトルク印加装置。 - 【請求項５】 請求項４のトルク印加装置において、前
記比較手段は前記差信号と前記補償信号の絶対値を比較
する手段を有するトルク印加装置。 - 【請求項６】 請求項４のトルク印加装置において、前
記指示手段は触覚で感知しうる指示を発生する手段を含
むトルク印加装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US664117 | 1991-03-04 | ||
| US07/664,117 US5130700A (en) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | Electronic torque wrench and overshoot compensation circuit therefor |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05131376A JPH05131376A (ja) | 1993-05-28 |
| JP2591563B2 true JP2591563B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=24664599
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4097492A Expired - Fee Related JP2591563B2 (ja) | 1991-03-04 | 1992-03-04 | トルク印加装置及びトルク印加装置用の行過ぎ量補償回路 |
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| EP (1) | EP0502451B1 (ja) |
| JP (1) | JP2591563B2 (ja) |
| KR (1) | KR970003496B1 (ja) |
| AU (1) | AU642621B2 (ja) |
| CA (1) | CA2062215A1 (ja) |
| DE (1) | DE69204496D1 (ja) |
| MX (1) | MX9200905A (ja) |
| MY (1) | MY108040A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US5402688A (en) * | 1993-03-17 | 1995-04-04 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method and apparatus for determining the tightened condition of a pipe joint |
| US6345436B1 (en) | 1999-06-22 | 2002-02-12 | Ernest Richardson Codrington | Combination torque tool and method of adjusting valves and injectors |
| WO2003041914A2 (en) * | 2001-11-14 | 2003-05-22 | Snap-On Technologies, Inc. | Electronic torque wrench |
| US6745611B2 (en) * | 2002-02-19 | 2004-06-08 | Fci Americas Technology, Inc. | Battery powered hydraulic tool |
| US6796190B2 (en) * | 2003-02-19 | 2004-09-28 | Snap-On Incorporated | Electronic torque wrench with flexible head |
| JP4671965B2 (ja) * | 2003-10-03 | 2011-04-20 | スナップ − オン インコーポレイテッド | 人間工学に基づく電子トルク・レンチ、及びその組み立て方法 |
| IL159027A (en) * | 2003-11-24 | 2008-03-20 | Hanoch Guy | Torque indicating wrench |
| JP2006346795A (ja) * | 2005-06-15 | 2006-12-28 | Shinano Seisakusho:Kk | トルクレンチ |
| DE102008062216B4 (de) * | 2008-12-13 | 2010-09-23 | Diehl Ako Stiftung & Co. Kg | Bedienvorrichtung mit wenigstens einem Druckschalter |
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| US8714057B2 (en) | 2010-01-04 | 2014-05-06 | Apex Brands, Inc. | Ratcheting device for an electronic torque wrench |
| JP5570947B2 (ja) * | 2010-11-02 | 2014-08-13 | 京都機械工具株式会社 | 歯科インプラント用の締め付け装置 |
| US8726743B2 (en) | 2011-06-22 | 2014-05-20 | Weatherford/Lamb, Inc. | Shoulder yielding detection during tubular makeup |
| TWM431047U (en) * | 2012-02-03 | 2012-06-11 | Sunheng Technology Co Ltd | Electronic torque wrench |
| WO2018088443A1 (ja) * | 2016-11-10 | 2018-05-17 | 日東工器株式会社 | 電動工具並びにその制御装置及び制御回路 |
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| US11296541B2 (en) | 2017-09-13 | 2022-04-05 | Snap-On Incorporated | Power supply continuity system |
| US10844675B2 (en) | 2018-12-21 | 2020-11-24 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Autonomous connection makeup and evaluation |
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| WO2024000557A1 (en) * | 2022-07-01 | 2024-01-04 | Apex Brands, Inc. | Electronic torque wrench with torque overshoot compensation |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4125016A (en) * | 1976-07-06 | 1978-11-14 | Gse, Inc. | Battery operated torque wrench with digital display |
| US4400785A (en) * | 1980-09-02 | 1983-08-23 | Chicago Pneumatic Tool Company | Microprocessor monitoring system for fastener tightening |
| US4516116A (en) * | 1981-12-16 | 1985-05-07 | Safety Devices (Engineering) Limited | Apparatus for visually displaying the load-moment, axle-load, or payload of a vehicle |
| DE3324333C2 (de) * | 1983-07-06 | 1987-11-12 | Deutsche Gardner-Denver GmbH, 7084 Westhausen | Verfahren zur Überwachung eines elektronisch gesteuerten Schraubers |
| DE3422522A1 (de) * | 1984-06-16 | 1985-12-19 | Deutsche Gardner-Denver GmbH, 7084 Westhausen | Streckgrenzgesteuertes anziehverfahren fuer verschraubungen |
| FR2568010B1 (fr) * | 1984-07-23 | 1987-05-15 | Stephanoises Forges | Cle dynamometrique electronique |
| FR2568009B1 (fr) * | 1984-07-23 | 1986-12-26 | Stephanoises Forges | Structure de cle dynamometrique electronique |
| SE461451B (sv) * | 1987-01-27 | 1990-02-19 | Atlas Copco Ab | Maskinverktyg foer tvaastegsdragning av skruvfoerband |
| DE3710512A1 (de) * | 1987-03-30 | 1988-10-20 | Bosch Gmbh Robert | Schraubverfahren und schrauber zum automatischen anziehen von schrauben und/oder muttern |
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| US4947341A (en) * | 1988-03-15 | 1990-08-07 | Digital Equipment Corporation | Method of predicting fatigue lifetimes of metallic structures |
| SE464622B (sv) * | 1989-09-22 | 1991-05-27 | Atlas Copco Tools Ab | Metod och anordning foer styrd aatdragning av gaengade foerband |
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-
1992
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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