JPH06210574A - 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方法及び装置 - Google Patents

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方法及び装置

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JPH06210574A JP5351362A JP35136293A JPH06210574A JP H06210574 A JPH06210574 A JP H06210574A JP 5351362 A JP5351362 A JP 5351362A JP 35136293 A JP35136293 A JP 35136293A JP H06210574 A JPH06210574 A JP H06210574A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 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。 【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。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，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に
関して動いた絶対回転角を測定する，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。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許出願公開第３２２
１６５８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３１２７
７５３号明細書から，例えは自動車の組立てに使用され
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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】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の
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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】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
用いる慣性回転率センサを利用して，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】
【実施例】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１
０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，ＭＵ
ＲＡＴＡ ＭＦＧ．ＣＯ．，ＬＴＤの社報の題目″ＧＹ
ＲＯＳＴＡＲ ｂｒｅａｋｓｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｉｏ
ｎ ｂａｒｒｉｅｒ−ａ ｈｕｎｄｒｅｄ ｔｉｍｅｓ
ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｆｏｒ ａ ｔｅｎｔ
ｈ 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１０
０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１
００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
する零角度位置は，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１０
３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１
０３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１１
１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
を集積光技術で小さいガラス板へ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１
０７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１２
０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，ＭＵＲＡＴＡ ＭＦＧ．ＣＯ．，ＬＴＤの社報
の題目″ＧＹＲＯＳＴＡＲ ｂｒｅａｋｓ ｔｈｅｐｒ
ｅｃｉｓｉｏｎ ｂａｒｒｉｅｒ−ａ ｈｕｎｄｒｅｄ
ｔｉｍｅｓ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｆｏｒ
ａ ｔｅｎｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ
ａｌｓ″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８，１０
８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が集積されて，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で増
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１
４１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】ラ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
ルクの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の組合わせである。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】
【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。
【符号の説明】 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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トルステン・シユミツト ドイツ連邦共和国オーベルコーヘン・レン ツハルデ14 (72)発明者 エドガール・フオン・ヒニユーベル ドイツ連邦共和国ドウートヴアイレル・カ ルコーフエンシユトラーセ25

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 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（１
    ０５）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（１
    ０７）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
    回しにより回転角を監視されてねじ結合器を締めるか又
    はゆるめる方法。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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（２
    ３，１１３）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。
  5. 【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。
  6. 【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（１０
    ３）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。
  7. 【請求項７】 回転センサが光学的ジヤイロ（１０，１
    １０）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。
  8. 【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
  9. 【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。
  10. 【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）のねじれ角の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。
  11. 【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。
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