(57)【要約】【課題】ナットによる調整ネジ締結後の入出力回路特性を正確に目標特性に調整できる入出力回路特性調整装置を提供する。【解決手段】入出力回路特性調整装置は、入出力回路に螺入された調整ネジを回転する調整ネジ回転機構と、調整ネジを締結するナットを回転するナット回転機構と、両者を制御する駆動系制御部とを有する。また入出力回路の特性を測定する特性測定部と、調整ネジの高さを計測する調整ネジ高さ計測部と、特性測定結果と調整ネジ高さ測定結果とに基づいて駆動系制御部を制御する制御部とを有する。さらに制御部は、ナットの締結による特性のずれを補正する締結補正角を算出する締結補正角算出部を有する。締結補正角算出部は調整ネジ高さ計測部が計測した、ナットの締結を解除した時の調整ネジの高さとナットを所定トルクで締結した時の調整ネジの高さとの差に基づいて、締結補正角を算出する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入出力回路に螺入されその回転角によって前記入出力回路の特性を調整する調整ネジを回転する調整ネジ回転機構と、
前記調整ネジを前記入出力回路に締結するナットを回転するナット回転機構と、
前記調整ネジ回転機構と、ナット回転機構とを制御する駆動系制御部と、
前記入出力回路の前記特性を測定する特性測定部と、
前記調整ネジの高さを計測する調整ネジ高さ計測部と、
前記特性測定部の測定する前記特性に基づいて、前記駆動系制御部を制御して前記調整ネジの回転角を制御し、前記ナットの締結を制御する制御部と
を有し、
前記制御部は、
前記ナットの締結を解除した第１の状態における前記調整ネジの高さと前記特性とを取得し、同じ前記回転角で前記ナットを締結した第２の状態における前記調整ネジの高さと前記特性とを取得し、前記第１の状態における前記調整ネジの高さと前記第２の状態における前記調整ネジの高さとの差に基づいて、前記ナットの締結による前記特性の変動を補正する前記回転角についての締結補正角を算出する締結補正角算出部を有する
ことを特徴とする入出力回路特性調整装置。
【請求項２】
前記締結補正角算出部が、
前記ナットの締結を解除した時の前記調整ネジの高さを記憶する締結解除時ネジ高さ記憶部と、
前記ナットを締結した時の前記調整ネジの高さを記憶する締結時ネジ高さ記憶部と、
前記調整ネジのピッチを記憶する調整ネジピッチ記憶部と
を有することを特徴とする請求項１に記載の入出力回路特性調整装置。
【請求項３】
前記ナットの締結を解除した状態で前記特性が第１の目標特性になるように前記回転角を第１の回転角に調整する締結解除特性調整部と、前記第１の回転角に前記締結補正角を加算した第２の回転角に前記回転角を調整する締結前回転角補正部と
を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の入出力回路特性調整装置。
【請求項４】
入出力回路に螺入されその回転角によって前記入出力回路の特性を調整する調整ネジを回転し、
前記調整ネジを前記入出力回路に締結するナットを回転し、
前記入出力回路の前記特性を測定し、
前記調整ネジの高さを計測し、
前記特性に基づいて、前記調整ネジを回転して前記回転角を制御し、前記ナットを回転して前記ナットの締結を制御し、
前記ナットの締結を解除した第１の状態における前記調整ネジの高さと前記特性とを取得し、
同じ前記回転角で前記ナットを締結した第２の状態における前記調整ネジの高さと前記特性とを取得し、
前記第１の状態における前記調整ネジの高さと前記第２の状態における前記調整ネジの高さとの差に基づいて、前記ナットの締結による前記特性の変動を補正する前記回転角についての締結補正角を算出する
ことを特徴とする入出力回路特性調整方法。
【請求項５】
前記第１の状態における前記調整ネジの高さを締結解除時ネジ高さとして記憶し、
前記第２の状態における前記調整ネジの高さを締結時ネジ高さとして記憶し、
前記調整ネジのピッチを記憶し、
前記締結解除時ネジ高さと前記締結時ネジ高さと前記ピッチとに基づいて前記締結補正角を算出する
ことを特徴とする請求項４に記載の入出力回路特性調整方法。
【請求項６】
前記ナットの締結を解除した状態で、前記入出力回路の前記特性を目標特性に調整し、
前記締結補正角だけ前記調整ネジを正回転し、
前記ナットを所定トルクで締結する
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の入出力回路特性調整方法。
【請求項７】
前記入出力回路が、同じ仕様の複数のネジ穴と、前記ネジ穴に螺入される同じ仕様の複数の調整ネジと、それぞれの前記調整ネジを締結する同じ仕様の複数のナットとを有する場合に、
複数の前記調整ネジの中から選択した第１の調整ネジについて請求項４乃至請求項６いずれか一項に記載の入出力回路の調整方法を用いて第１の締結補正角を算出し、前記第１の補正角を用いて他の前記調整ネジの調整を行う
ことを特徴とする入出力回路の特性調整方法。
【請求項８】
入出力回路に螺入されその回転角によって前記入出力回路の特性を調整する調整ネジを回転するステップと、
前記調整ネジを前記入出力回路に締結するナットを回転するステップと、
前記入出力回路の前記特性を測定するステップと、
前記調整ネジの高さを計測するステップと、
前記特性に基づいて、前記調整ネジを回転して前記回転角を制御し、前記ナットを回転して前記ナットの締結を制御するステップと、
前記ナットの締結を解除した第１の状態における前記調整ネジの高さと前記特性とを取得するステップと、
同じ前記回転角で前記ナットを締結した第２の状態における前記調整ネジの高さと前記特性とを取得するステップと、
前記第１の状態における前記調整ネジの高さと前記第２の状態における前記調整ネジの高さとの差に基づいて、前記ナットの締結による前記特性の変動を補正する前記回転角についての締結補正角を算出するステップと
を有することを特徴とする入出力回路特性調整プログラム。
【請求項９】
前記ナットの締結を解除した時の前記調整ネジの高さを締結解除時ネジ高さとして記憶するステップと、
前記ナットを締結した時の前記調整ネジの高さを締結時ネジ高さとして記憶するステップと、
前記調整ネジのピッチを記憶するステップと、
前記締結解除時ネジ高さと前記締結時ネジ高さと前記ピッチとに基づいて前記締結補正角を算出するステップと
を有することを特徴とする請求項８に記載の入出力回路特性調整プログラム。
【請求項１０】
前記ナットの締結を解除した状態で、前記入出力回路の前記特性を目標特性に調整するステップと、
前記締結補正角だけ前記調整ネジを正回転するステップと、
前記ナットを所定トルクで締結するステップと
を有することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の入出力回路特性調整プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入出力回路特性調整装置および入出力回路特性調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
入出力回路には、その入出力特性を目的の仕様とするために、回路の形状や構造、または、抵抗やインダクタなどの素子の値を、調整ネジにより可変として調整を行うものがある。この形態の回路においては、特許文献１や特許文献２に開示されているように、調整完了後の特性の変動を防止するため、ナットを締結して調整ネジを固定する構造が一般的に用いられている。このような構造では、ナットの締結を解除した状態で最適な特性を実現するための調整ネジの回転量調整を行い、ナットを締結するのが通常である。
【０００３】
しかしながら、上記の手順では、ナットの締結によってネジを固定すると、ネジにかかる応力等に起因して特性値が変動し、最適な特性からはずれてしまうという問題点がある。このため、ナットを締結することによる特性値の変動を小さくしようとする試みがなされている。
【０００４】
例えば、特許文献３には、入出力回路本体とナットとの間にバネ座金を挟むことにより、雌ネジと雄ネジの間の隙間を潰しておきながら、ナットを締結する技術が開示されている。これにより、ナット締結による調整ネジの位置ずれを抑制し、特性変化を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２２９６１３号公報
【特許文献２】特開２００２−７６７０９号公報
【特許文献３】特開平７−４２７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献３の技術では、ナット締結による特性のずれを完全には解消できないという問題がある。これは、バネ座金の弾性力が、ナット締め時のトルクよりも小さく、ナットの締結によって、調整ネジの入出力回路への挿入量が変化するためである。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ナットによる調整ネジ締結後の入出力回路特性を正確に目標特性に調整できる入出力回路特性調整装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、入出力回路特性調整装置は、入出力回路に螺入された調整ネジを回転する調整ネジ回転機構と、調整ネジを締結するナットを回転するナット回転機構と、両者を制御する駆動系制御部とを有する。また入出力回路の特性を測定する特性測定部と、調整ネジの高さを計測する調整ネジ高さ計測部と、特性測定結果と調整ネジ高さ測定結果とに基づいて駆動系制御部を制御する制御部とを有する。さらに制御部は、ナットの締結による特性のずれを補正する締結補正角を算出する締結補正角算出部を有する。締結補正角算出部は調整ネジ高さ計測部が計測した、ナットの締結を解除した時の調整ネジの高さとナットを所定トルクで締結した時の調整ネジの高さとの差に基づいて、締結補正角を算出する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の効果は、ナットによる調整ネジ締結後の入出力回路特性を正確に目標特性に調整できる入出力回路特性調整装置を提供できることである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】第２の実施形態を示すブロック図である。
【図３】第２の実施形態のナットの締結と調整ネジの高さとの関係を示す断面図である。
【図４】第２の実施形態の動作の一部を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施形態の動作の別の一部を示すフローチャートである。
【図６】第３の実施形態を適用する入出力回路を示す斜視図である。
【図７】第３の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお各図面の同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する場合がある。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の入出力回路特性調整装置１を示すブロック図である。入出力回路特性調整装置１は、調整ネジ回転角機構１０と、ナット回転機構２０と、駆動系制御部３０と、特性測定部４０と、調整ネジ高さ計測部５０と、制御部６０とを有している。そして制御部６０は、締結補正角算出部６１を有している。
【００１３】
調整ネジ回転機構１０は、駆動系制御部３０の制御に応じて調整ネジの回転角を制御する。調整ネジは、入出力回路に螺入され、その回転角で入出力回路の特性を調整するものである。調整ネジの回転角は、調整ネジの入出力回路への挿入長に対応する。
【００１４】
ナット回転機構２０は、駆動系制御部３０の制御に応じて、調整ネジを入出力回路に対して締結するナットを回転し、ナットの締結を制御する。
【００１５】
特性測定部４０は、入出力回路の特性を測定する。
【００１６】
調整ネジ高さ計測部５０は、調整ネジが螺入された入出力回路の表面を基準としたときの調整ネジの高さを計測する。調整ネジのどの部分を計測点とするかは任意であるが、例えば、調整ネジの頭の尖端とすることができる。調整ネジの長さは一定なので、頭の高さを計測することは、入出力回路に対する調整ネジの挿入長を間接的に計測していることになる。
【００１７】
制御部６０は特性測定部４０と調整ネジ高さ計測部５０からデータを受信し、これらのデータに基づいて駆動系制御部３０を制御する。すなわち駆動系制御部３０を介して、調整ネジ回転機構１０およびナット回転機構２０を制御する。
【００１８】
ナットを締結すると、調整ネジは入出力回路から引き抜かれる方向にわずかに移動する。これに伴い、入出力回路の特性にずれが生じる。締結補正角は、この特性のずれを補正するための回転角の補正値である。締結補正角算出部６１は、調整ネジの回転角を固定して、ナットの締結を解除した時の調整ネジの高さと、ナットを所定トルクで締結した時の調整ネジの高さの差に基づいて、締結補正角を算出する。締結補正角が求まると、入出力回路の特性を容易に目標特性に調整することができる。手順は次の通りである。まずナットの締結を解除した状態で、入出力回路の特性を目標特性に調整する。次いで、そこから締結補正角分だけ、回転角を調整ネジの挿入長が増加する方向にシフトさせる。ここでナットを所定トルクで締結する。その結果、ナットの締結による特性ずれが相殺されて、ナット締結後の特性を目標特性に調整することができる。
【００１９】
以上説明したように、本実施形態によれば、ナット締結後の入出力回路の特性を目標特性に調整することができる。
【００２０】
（第２の実施形態）
本実施形態では、入出力回路特性調整装置の具体的な構成例と動作について説明する。図２は、第２の実施形態の入出力回路特性調整装置の例を示すブロック図である。本実施形態の入出力回路特性調整装置は、特性測定器１００と、コントローラ２００と、駆動系制御部３００と、ネジ高さセンサ４００とを有している。駆動系制御部３００は、調整ネジ回転機構３１０と、ナット回転機構３２０とを制御する。調整ネジ回転機構３１０は、入出力回路５００の調整ネジ５１０を回転する。ナット回転機構３２０は調整ネジ５１０を入出力回路５００に締結するナット５２０を回転することで、締結および締結解除の制御を行う。ナット回転機構３２０は、トルク制御部３２１を備え、ナットの締結トルクを制御する。
【００２１】
特性測定器１００は、入出力回路５００の特性を測定する。そして測定した特性値データを、コントローラ２００に送信する。コントローラ２００は受信したデータに基づいて演算を行い、駆動系制御部３００を制御する。
【００２２】
駆動系制御部３００はコントローラ２００によって制御される。そして調整ネジ回転機構３１０は調整ネジ５１０を回転してその回転角を調整する。ナット回転機構３２０は調整ネジ５１０を入出力回路５００に対して締結するナット５２０を回転し、調整ネジ５１０の締結および締結の解除を行う。この締結トルクは、トルク制御部３２１が制御する。
【００２３】
コントローラ２００は、締結解除特性調整部２１０と、締結補正角算出部２２０と、締結解除時ネジ高さ記憶部２２１と、締結時ネジ高さ記憶部２２２と、締結前回転角補正部２３０とを有している。これに加えて、調整ネジピッチ記憶部２２３を有していても良い。
【００２４】
締結解除特性調整部２１０は、ナットの締結を解除した状態で、入出力回路の特性が任意の第１の目標特性になるように、調整ネジ５１０の回転角を調整する。
【００２５】
ネジ高さセンサ４００は、調整ネジの高さを計測する。ここで、調整ネジの高さとは、入出力回路５００の調整ネジ５１０取り付け面から調整ネジ５１０の特定部分までの距離である。この特定部分を調整ネジ５１０のどことするかは任意であるが、ネジ高さセンサ４００が高さを精度良く測定できる部分とするのが望ましい。ネジ高さセンサ４００としては、例えば光学式センサ、接触式センサ、渦電流センサなどを用いることができる。
【００２６】
締結解除時ネジ高さ記憶部２２１は、調整ネジの回転角を任意の第１の回転角に固定した時に、ナット５２０の締結を解除した状態での調整ネジの高さを記憶する。締結時ネジ高さ記憶部２２２は、回転角が上記の第１の回転角であり、ナット５２０を締結した時の調整ネジ５１０の高さを記憶する。調整ネジピッチ記憶部２２３は、調整ネジ５１０のピッチを記憶する。ピッチは隣接するネジ山間の間隔で、ネジが１回転した時にネジが進む距離に等しい。
【００２７】
締結補正角算出部２２０は、締結解除時ネジ高さ記憶部２２１に記憶された締結解除時ネジ高さと、締結時ネジ高さ記憶部２２２に記憶された締結時ネジ高さとに基づいて、締結補正角を算出する。ここで締結補正角とは、ナットを締結した時の特性変化を補正するための回転角の補正角である。
【００２８】
締結前回転角補正部２３０は、ナットの締結を解除した状態で、調整ネジの入出力回路５００への挿入長が増える方向に、第１の回転角から締結補正角分だけ回転角をシフトさせる回転角補正を行う。
【００２９】
ここで、調整ネジ５１０の高さと特性および補正角の算出方法について説明する。図３は、調整ネジ５１０をナット５２０に挿通し、入出力回路５００の取り付け面５００ａに螺入した状態を示す断面図である。調整ネジ５１０の高さはネジ頭先端で測定するものとしている。なお、ここでは、調整ネジ５１０の頭の方向を上、ネジ先の方向を下として説明する。また入出力回路５００に対する調整ネジ５１０の挿入長が増加する方向の調整ネジの回転を正回転、逆を負回転とする。
【００３０】
図３（ａ）は、ナット５２０の締結を解除した状態、図３（ｂ）はナット５２０を締結した状態を示している。図３（ａ）のナット５２０の締結を解除した状態では、調整ネジ５１０のネジ山とナット５２０のネジ山との隙間はランダムであり、ナット５２０から調整ネジ５１０に対して特定方向の力は働かない。この時の調整ネジ５１０のネジ頭先端の高さをｈ０とする。一方、ナット５２０を締結すると、ナットのネジ山の上面が調整ネジのネジ山の下面を押し上げる力が働く。この力により調整ネジ５１０は、入出力回路５００から引き抜かれる方向に動く。この時の調整ネジ５１０のネジ頭先端の高さをｈ１とする。すなわち、ナット５２０の締結により、調整ネジ５１０はΔｈ＝ｈ１−ｈ０だけ、入出力回路５００から引き抜かれる方向に動く。そして、これに応じた量だけ特性が変化する。Δｈの大きさは、調整ネジ５１０、ナット５２０、入出力回路５００のネジ穴、締結トルクが同じであれば、一定と考えられる。
【００３１】
本実施形態では、まずΔｈを求め、次にΔｈに相当する回転角の締結補正角Δθを算出する。いまピッチがｐとして、角度の単位をラジアンとすると、Δｈ／ｐ＝Δθ／２πであるから、Δθ＝２π・Δｈ／ｐとなる。なお、締結補正角Δθの計算式は、ナットの締結を解除した状態で調整ネジを回転した時、回転角と高さとの関係を実測して求めても良い。
【００３２】
図４は、上記の補正角算出動作を示すフローチャートである。まずナット５２０の締結を解除する（Ｓ１）。次に調整ネジ５１０の回転角を任意の第１の回転角に調整する（Ｓ２）。次にこの時の調整ネジ５１０の高さｈ０を計測し記憶する（Ｓ３）。次に、回転角を固定したまま、所定トルクでナット５２０を締結する（Ｓ４）。そして、この時の調整ネジの高さｈ１を計測し記憶する（Ｓ５）。次に、締結前後の調整ネジの高さｈ０、ｈ１およびピッチの値を用いて締結補正角Δθを算出する。
【００３３】
次に特性調整の動作について説明する。図５はこの動作を示すフローチャートである。まず締結補正角を算出する（Ｓ１０１）。この定義済み処理は、図４の動作である。次にナット５２０の締結を解除する（Ｓ１０２）。締結を解除した状態で、調整ネジを回転し入出力回路５００の特性を目標特性に調整する（Ｓ１０３）。次に求めた締結補正角Δθだけ調整ネジ５１０を正方向に回転させる（Ｓ１０４）。そして、所定トルクでナット５２０を締結する（Ｓ１０５）。以上により、ナット締結後の入出力回路の特性を、目標特性に調整することができる。
【００３４】
以上、説明したように、本実施形態によれば、ナット締結後の特性を正確に目標特性に調整することができる。
【００３５】
（第３の実施形態）
一般的に、入出力回路には、仕様の同じ複数の調整ネジ、ナットを有するものが多くある。図６はこのような入出力回路の一例を示す斜視図である。入出力回路５００は、入力端子５０１と出力端子５０２を有している。そして、仕様が同じ複数の調整ネジ５１０ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆと、それぞれの調整ネジ５１０を締結する同じ仕様の複数のナット５２０ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆを有している。このような入出力回路５００の特性調整においては、複数の調整ネジ５１０に対して、共通の締結補正角を用いることも可能である。
【００３６】
図７は、共通の締結補正角を用いる調整の動作を示すフローチャートである。最初に、１つの調整ネジを選択し、締結補正角を算出する（Ｓ２０１）。この定義済み処理は図４に示した処理である。次に調整するネジを選択する（Ｓ２０２）。そしてナット５２０の締結を解除する（Ｓ２０３）。締結を解除した状態で特性を目標特性に調整する（Ｓ２０４）。次に締結補正角だけ調整ネジを正回転させる（Ｓ２０５）。次に所定トルクでナット５２０を締結する（Ｓ２０６）。次に、未調整の調整ネジがあるか判定する（Ｓ２０７）。未調整のネジがあれば（Ｓ２０７＿Ｙｅｓ）、Ｓ２０２に戻り、調整ネジを選択して調整を行う。一方、全ての調整が完了し、未調整の調整ネジがなければ（Ｓ２０７＿Ｎｏ）、終了する。
【００３７】
以上のようにして、本実施形態によれば、容易かつ正確に、複数の調整ネジの調整を行うことができる。なお、補正の精度を高めるため、締結補正角の算出をすべての調整ネジを対象に行ってもさしつかえない。
【００３８】
上述した第１乃至第３の実施形態の処理をコンピュータに実行させるプログラムおよび該プログラムを格納した記録媒体も本発明の範囲に含む。記録媒体としては、例えば、磁気ディスク、磁気テープ、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ、などを用いることができる。
【００３９】
以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０    調整ネジ回転機構
２０    ナット回転機構
３０    駆動系制御部
４０    特性測定部
５０    調整ネジ高さ計測部
６０    制御部
６１、２２０    締結補正角算出部
１００    特性測定器
２００    コントローラ
２１０    締結解除特性調整部
２２０    締結補正角算出部
２２１    締結解除時ネジ高さ記憶部
２２２    締結時ネジ高さ記憶部
２２３    調整ネジピッチ記憶部
３００    駆動系制御部
３１０    調整ネジ回転機構
３２０    ナット回転機構
３２１    トルク制御部
４００    ネジ高さセンサ
５００    入出力回路
５１０    調整ネジ
５２０    ナット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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