JP2010142886A - ネジの締付管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】航空機の組立工程において、作業者一人でも信頼性の高いネジの締付作業を実現して航空機の組立コストの低廉化を図ると共に、ネジの締付作業の効率化を図る。
【解決手段】ネジの締付管理システム１であって、航空機の構成部品２に付された識別コード３毎に対応したネジの設定トルク値のデータが格納された管理装置４と、識別コード３を読取って管理装置４に無線送信してデータの中から対応した設定トルク値を取込む携帯情報端末５と、取込まれた設定トルク値でネジを締付ける手動式トルクレンチ６とを備える。手動式トルクレンチ６はネジに作用するトルク情報を検知して管理装置４に無線送信するトルク検知手段６ａを有する。管理装置４はトルク情報に基づいて設定トルク値までネジが締付けられた否かを判断し、締付けられたと判断したときに締付完了情報を携帯情報端末５に無線送信してネジの締付完了を報知する判断手段４ｂを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、航空機の組立工程で、航空機の構成部品のネジの締め付け状態を管理するネジの締付管理システムに関する。

航空機の組立工程では、例えば、特許文献１に開示されているようなプリセット型の手動式トルクレンチを使用して、航空機の各構成部品をネジによって締め付けるネジの締付作業が組立工程の大部分を占める。そして、当該ネジの締付作業は、作業者と指揮監督者の二人一組で行われるのが通例とされている。

そして、航空機の組立工程では、自動車の組立工程のように作業者が一人でネジの締付作業を行わずに、作業者と指揮監督者との二人一組でネジの締付作業を行うのは、次のような理由による。すなわち、自動車の組立工程では、自動車を流れ作業により組み立てていくため、作業者がネジの締付作業を行う範囲は極狭い範囲に限られている。そのため、ネジの締付作業には、狭い範囲での使用が想定されている電動式トルクレンチが使用される。この電動式トルクレンチは、天井に吊り下げられた状態で昇降可能に保持されており、有線で電力が供給されて自動でネジを締め付けるようになっている。その結果、作業者一人でも比較的簡単にネジの締付作業を適正に行うことができる。これに対し、航空機の組立工程では、大型の航空機を流れ作業で組み立てることが実質的に不可能であるため、予め決められた場所で最初から最後まで組立作業が行われる。そのため、一人の作業者がネジの締付作業を行う範囲は、自動車の組立工程の場合に比べて、遥かに広範囲に亘ることになる。また、航空機の組立工程は、天井が非常に高い場所で行われるのが通例である。したがって、航空機の組立工程においては、電動式トルクレンチを天井から吊り下げることが困難となるばかりでなく、仮に天井から吊り下げたとしても使用可能範囲が極狭い範囲に限られる電動式トルクレンチではネジの締付作業を効率的に行うことができない。そこで、航空機の組立工程では、上述の自動車の組立工程とは全く状況が異なることに鑑み、作業範囲が制限されない手動式トルクレンチを使用し、作業者と指揮監督者との二人一組で同一の作業を二重に確認することで、ネジの締め付け不足による緩みや、締め過ぎを防止して、ネジの締付作業の信頼性を確保するようにしている。

具体的には、当該ネジの締付作業では、指揮監督者は、作業マニュアルで航空機の各構成部品を照合して、その作業マニュアルに記載されているネジの設定トルク値を作業者に伝えるとともに、作業者によるネジの締付作業を監視する。一方、作業者は、指揮監督者から伝えられた設定トルク値にトルクレンチの目標トルク値を設定するとともに、そのトルクレンチでネジを締め付ける。
特開２０００−２４６６６１号公報

しかしながら、航空機は、ネジによる締付作業を要する構成部品が多数存在することから、指揮監督者が作業マニュアルから正しいネジの設定トルク値を見付け出すまでに時間を要し、作業効率が非常に悪い。

また、多数の構成物品のネジの締付作業を行うためには、実際にネジの締付作業を行う作業者を多く必要とするため、作業者と指揮監督者とが二人一組で作業を行う場合には、作業者の作業を監督する指揮監督者もそれだけ多く必要となる。その結果、作業者が一人で作業を行う場合に比して、人件費が倍増して航空機の組立コストが高騰するという問題がある。

以上の実情に鑑み、本発明は、航空機の組立工程において、作業者一人でも信頼性の高いネジの締付作業を実現して航空機の組立コストの低廉化を図ると共に、ネジの締付作業の効率化を図ることを技術的課題とする。

上記課題を解決するために創案された本発明は、航空機の組立工程で航空機の構成部品のネジの締め付け状態を管理するネジの締付管理システムであって、前記構成部品に付された識別情報と、該識別情報毎に対応したネジの設定トルク値のデータが格納された管理装置と、前記識別情報を読み取って前記管理装置に無線送信して前記データの中から前記識別情報に対応した前記設定トルク値を取り込む携帯情報端末と、該携帯情報端末に取り込まれた前記設定トルク値に目標トルク値を設定してネジを締め付ける手動式トルクレンチとを備え、前記手動式トルクレンチが、ネジに作用するトルク情報を検知し且つその検知した前記トルク情報を前記管理装置に無線送信するトルク検知手段を有し、前記管理装置が、前記手動式トルクレンチの前記トルク検知手段から無線送信される前記トルク情報に基づいて前記設定トルク値までネジが締め付けられた否かを判断し且つネジが締め付けられたと判断したときに締付完了情報を前記携帯情報端末に無線送信してネジの締め付け完了を報知する判断手段を有していることに特徴づけられる。なお、ここでいう航空機の組立工程には、航空機の製造時の組立工程のみならず、製造された航空機を点検する際の組立工程も含まれる。また、構成部品に付された識別情報には、組み付け前の構成物品の包装に識別情報を付している場合や、構成部品の一つであるネジ自体に識別情報が付されている場合をも含む。更に、ネジに作用するトルク情報とは、トルク値と一定の関係があるものであれば、トルク値そのものを示すものでなくてもよい。

このような構成によれば、携帯情報端末で航空機の構成部品に付された識別情報を読み取れば、携帯情報端末は、その識別情報を管理装置に無線送信し、管理装置に格納されたデータの中から識別情報に対応したネジの設定トルク値を取り込むことができる。そのため、作業者一人でも、構成部品に付された識別情報からネジの正確な設定トルク値を短時間で取得して、適正な設定トルク値に手動式トルクレンチの目標トルク値を設定することができる。したがって、作業者などが作業マニュアルから直接設定トルク値を読み取る場合に比して、適正な設定トルク値を短時間で取得することができるので、効率的なネジの締付作業の実現に寄与し得る。

また、手動式トルクレンチによりネジを締め付ける過程でネジに実際に作用するトルク情報は、手動式トルクレンチのトルク検知手段により検知され、管理装置に無線送信される。管理装置の判断手段は、手動式トルクレンチから無線送信されたトルク情報に基づいて設定トルク値までネジが締め付けられた否かを判断するとともに、締め付けられたと判断したときに締付完了情報を携帯情報端末に無線送信してネジの締め付け完了を報知する。したがって、作業者一人でも、ネジが設定トルク値まで締め付けられたことを容易且つ確実に確認することが可能となるので、ネジの締め付け不足による緩みや、締め過ぎを確実に防止することができる。すなわち、ネジの締め付け不足などを防止して、ネジの締付作業の信頼性を確実に確保することが可能となる。

上記の構成において、前記識別情報が、識別コードで構成されていることが好ましい。なお、識別コードとしては、例えば、バーコードなどの一次元コードや、ＱＲコードなどの二次元コードが挙げられる。

このようにすれば、情報がコード化されることにより情報量が多くなるので、多数の航空機の構成物品を識別する際に有利となる。なお、このような観点からは、識別コードは、二次元コードであることが好ましい。これは、横方向にしか情報を持たない一次元コードを用いた場合よりも、横方向と縦方向に情報を持つ二次元コードの方が多くの情報をコード化できるからである。

以上のように本発明によれば、航空機の組立工程において、作業者一人だけでネジの締付作業を行ってもネジの締付作業の信頼性を確保して航空機の組立コストの低廉化を図るとともに、ネジの締付作業の効率化を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るネジの締付管理システムの概略構成を示す図である。同図に示すように、このネジの締付管理システム１は、飛行機やヘリコプターなどの航空機の構成部品２に付された識別情報としての識別コード３と、管理装置４と、携帯情報端末（ＰＤＡ）５と、手動式トルクレンチ６とを主たる構成として備えている。

識別コード３は、ネジの締付作業が必要となる航空機の構成部品２毎に付されている。この識別コード３としては、例えば、ＱＲコードなどの二次元コードが好適である。なお、各々の識別コード３にコード化された情報は、同種の構成部品２では同一のものとしてもよいし、構成部品２毎に全て異なるものとしてもよい。また、識別コード３は、構成部品２にレーザなどにより直接刻設するようにしてもよい。

管理装置４は、各構成部品２に付された識別コード３に対応したネジの設定トルク値のデータが格納されたデータベース４ａと、ネジの設定トルク値まで締め付けられたか否かを判断する判断手段４ｂとを備えている。

携帯情報端末５は、ネジの締付作業を行う作業者が手動式トルクレンチ６とともに所持するものであって、構成部品２に付された識別コード３を読み取る読取手段としてのカメラ５ａと、所定の情報を表示する表示部５ｂとを備えている。携帯情報端末５は、カメラ５ａで構成部品２に付された識別コード３を読み取ると、管理装置４に対してその読み取った識別コード３の信号Ｓ１を無線送信するようになっている。一方、管理装置４は、携帯情報端末５から無線送信された識別コード３の信号Ｓ１を受信すると、その識別コード３に対応した設定トルク値をデータベース４ａの中から呼び出して、その呼び出した設定トルク値の信号Ｓ２を携帯情報端末５に無線送信し、携帯情報端末５の表示部５ｂに設定トルク値を表示させるようになっている。なお、このとき、携帯情報端末５の表示部５ｂに、ネジの締付作業の対象となる航空機の構成部品２の写真や、締付作業の手順を表示するようにしてもよい。また、携帯情報端末５の表示部５ｂへの表示に代えて、或いはこれと併用して、携帯情報端末５から設定トルク値や締付作業の手順を作業者に音声で案内するようにしてもよい。

手動式トルクレンチ６は、目標トルク値が設定可能なプリセット型のトルクレンチであって、作業者により上述のように携帯情報端末５の表示部５ｂに表示された設定トルク値に目標トルク値が設定されるようになっている。また、手動式トルクレンチ６は、ネジの締め付け過程でネジに作用するトルク情報を検知し、その検知したトルク情報の信号Ｓ３を管理装置４に無線送信するトルク検知手段６ａを備えている。一方、管理装置４は、手動式トルクレンチ６のトルク検知手段６ａから無線送信されたトルク情報の信号Ｓ３を受信すると、判断手段４ｂでそのトルク情報に基づいて設定トルク値までネジが締め付けられた否かを判断するようになっている。そして、判断手段４ｂは、ネジが設定トルク値まで締め付けられたと判断した段階で、締付完了情報を示す信号Ｓ４を携帯情報端末５に無線送信して、作業者にネジの締め付けが完了したことを報知するようになっている。なお、この実施形態では、締付完了情報を示す信号Ｓ４を受信した携帯情報端末５は、その表示部５ｂに所定の締付完了情報を表示して、作業者に締付作業の完了を報知するようになっているが、締付完了情報を作業者に報知する方法はこれに限られるものではない。例えば、表示部５ｂに表示するなどの視覚的に認識できる報知方法に代えて、或いはこれと併用して、携帯情報端末５から音を発して聴覚的に認識できる報知方法を採用してもよい。

次に、以上のように構成されたネジの締付管理システムを利用した航空機の組立工程における航空機の構成部品２のネジの締付作業の管理方法を、図２に示すヘリコプター７の組立工程に適用した場合を例にとって説明する。

当該組立工程では、複数の作業者８によりネジの締付作業が並行して行われる。各作業者８は、手動式トルクレンチ６と、携帯情報端末５とを携帯している。また、当該組立工程の現場は、上下２階に分離されており、高所で作業を行う作業者８は２階に、低所で作業を行う作業者８は１階にそれぞれ振り分けられている。一方、管理装置４は、組立工程の現場近傍（図示例では２階）に設けられた管理室９の内部に収容されており、各作業者８が携帯する手動式トルクレンチ６との間、及び携帯情報端末５との間で電波を用いて通信するようになっている。

そして、当該組立工程に適用されるネジの締付作業の管理方法は、各構成部品２に対応した設定トルク値を手動式トルクレンチ６の目標トルク値に設定するトルク値設定工程と、ネジの締め付け状態を管理する締付管理工程とに大別される。

トルク値設定工程では、まず、携帯情報端末５のカメラ５ａで、航空機の構成部品２に付された識別コード３を読み取る。次に、読み取った識別コード３の信号Ｓ１を携帯情報端末５から管理装置４に無線送信し、この識別コード３の信号Ｓ１を受信した管理装置４で識別コード３に対応した設定トルク値をデータベース４ａから呼び出し、この設定トルク値の信号Ｓ２を管理装置４から携帯情報端末５に無線送信する。そして、設定トルク値の信号Ｓ２を受信した携帯情報端末５の表示部５ｂには設定トルク値が表示され、作業者８がその表示された設定トルク値に手動式トルクレンチ６の目標トルク値を設定する。このようにすれば、作業者８一人でも、構成部品２に付された識別コード３からネジの正確な設定トルク値を短時間で取得して、適正な設定トルク値に手動式トルクレンチ６の目標トルク値を設定することができる。したがって、作業者８などが作業マニュアルから直接設定トルク値を読み取る場合に比して、効率的なネジの締付作業を実現し得る。

一方、締付管理工程では、まず、作業者８によりネジを手動式トルクレンチ６で実際に締め付ける。このとき、手動式トルクレンチ６のトルク検知手段６ａがネジに作用するトルク情報を検知し、トルク情報の信号Ｓ３を管理装置４に逐次無線送信する。トルク情報の信号Ｓ３を受信した管理装置４は、判断手段４ｂでトルク情報に基づいてネジが設定トルク値まで締め付けられたか否かを判断する。そして、管理装置４の判断手段４ｂは、ネジが設定トルク値まで締め付けられたと判断した段階で、携帯情報端末５に締付完了を報知する信号Ｓ４を無線送信する。そして、締付完了を報知する信号Ｓ４を受信した携帯情報端末５の表示部５ｂに所定の情報が表示され、作業者８にネジの締付作業が完了したことが報知される。このようにすれば、作業者８一人でも、ネジが設定トルク値まで締め付けられたことを容易且つ確実に確認することができるので、ネジの締め付け不足による緩みや、締め過ぎを確実に防止することが可能となる。すなわち、指揮監督者がいなくとも作業者８一人でネジの締め付け不足などを確実に防止して、ネジの締付作業の信頼性を確保することが可能となる。そのため、人件費を削減してヘリコプター７などの航空機の組立コストの低廉化を図ることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の形態で実施することができる。例えば、作業者や、作業者が使用する手動式トルクレンチ６にも識別コードを付し、これらの識別コードを携帯情報端末５で読み取って管理装置４で管理するようにしてもよい。前者のようにすれば、個々の作業者によるネジの締付作業を他の作業者と区別して管理することができるので、ネジの締付作業の更なる信頼性の向上が期待できる。また、後者のようにすれば、ネジの設定トルク値の大きさに応じた適正な種類の手動式トルクレンチ６でネジの締付作業が行われたか否かを判断することができるので、この場合にもネジの締付作業の信頼性をより向上させることができる。

更に、管理装置４は、携帯情報端末５からの信号を受信する受信部と、手動式トルクレンチ６からの信号を受信する受信部とをそれぞれ別々に有していてもよい。このようにすれば、携帯情報端末５からの信号と、手動式トルクレンチ６からの信号がそれぞれ混信するという事態を好適に防止できる。更に、この場合には、管理装置４は、複数の携帯情報端末５毎や、或いは、複数の手動式トルクレンチ６毎に専用の受信部を有していてもよい。

本発明の一実施形態に係るネジの締付管理システムの概略構成を示す図である。 本実施形態に係るネジの締付管理システムを適用した航空機の組立工程を説明するための図である。

符号の説明

１ 締付管理システム
２ 航空機の構成部品
３ 識別コード
４ 管理装置
４ａ データベース
４ｂ 判断手段
５ 携帯情報端末
５ａ カメラ
５ｂ 表示部
６ トルクレンチ
６ａ トルク検知手段
７ ヘリコプター（航空機）
８ 作業者

Claims (2)

1. 航空機の組立工程で航空機の構成部品のネジの締め付け状態を管理するネジの締付管理システムであって、
   前記構成部品に付された識別情報と、該識別情報毎に対応したネジの設定トルク値のデータが格納された管理装置と、前記識別情報を読み取って前記管理装置に無線送信して前記データの中から前記識別情報に対応した前記設定トルク値を取り込む携帯情報端末と、該携帯情報端末に取り込まれた前記設定トルク値に目標トルク値を設定してネジを締め付ける手動式トルクレンチとを備え、
   前記手動式トルクレンチが、ネジに作用するトルク情報を検知し且つその検知した前記トルク情報を前記管理装置に無線送信するトルク検知手段を有し、前記管理装置が、前記トルクレンチの前記トルク検知手段から無線送信される前記トルク情報に基づいて前記設定トルク値までネジが締め付けられた否かを判断し且つネジが締め付けられたと判断したときに締付完了情報を前記携帯情報端末に無線送信してネジの締め付け完了を報知する判断手段を有していることを特徴とするネジの締付管理システム。
2. 前記識別情報が、識別コードで構成されている請求項１又は２に記載のネジの締付管理システム。

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