JP2012508117A - ネジ継手緊締時の不具合を補正するための位置ロック型動力工具の動作方法及び装置 - Google Patents

Abstract

少なくとも１つの緊締パラメータ用の検知手段を備え、許容できない緊締されたネジ継手（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ；２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）或いは対象物（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ；２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）の位置に動力レンチ（１５；２５）の動作をロックする方法及び装置であって、位置検知システム（１５、１９、２０；３５、３６、３７；２４）が、緊締動作中動力レンチ（１５；２５）の位置を継続的に指示するために設けられ、また制御ユニット（１６；２６）は、得られ緊締パラメータ値を予定の制限値と比較して、各ネジ継手について制限値を超えたか否かに応じてＯＫ或いはＮＯＫ信号を発生する手段と、許容できない緊締ネジ継手が注視されそしてＮＯＫ信号が解消されるまで、ＮＯＫ信号を発生させているネジ継手或いは対象物の位置に動力レンチをロックするロック手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、次のネジ継手或いは対象物に移動する前に、ネジ継手緊締時の不具合の補正を保証するため、所定のネジ継手或いは組立てられた対象物にトルクを伝達する動力工具の位置をロック（固定又は停止）する方法及び制御装置に関わるものである。

特に、本発明は、ネジ継手緊締動力工具のための方法及び制御装置に関わるものであり、本発明によって、許容できない緊締結果が示されているまさにその対象物或いは対象物の位置に動力工具の動作をロックして、緊締されたネジ継手の不具合の補正が放置されることがないよう保証するものである。

組立ラインで発生する問題点は、ネジ継手緊締時、緊締されたネジ継手が許容できず、そして時折補正されない状態のまま放置されることにある。作業者のストレス及び／又は注意力の欠如を原因として、動力レンチシステムがＮＯＫ（不具合）を示していたにも関わらず、許容できるように緊締されたとしてネジ継手を放置しているかもしれない。このようなエラー指示は、ネジ継手或いは動力レンチに幾つかの欠陥を生じていることや、目標緊締レベルが達成されていないこと、さらには得られた緊締結果が許容できる角度及び／又は時間制限の範囲内にないことを意味している。許容可能に緊締されなかったネジ継手は、将来の使用時において有害な結果、例えば自動車の安全で重要な部品に機能停止を伴う脆弱な組立てを引き起こすかもしれない。ＮＯＫ（不具合）指示は、損傷した部品としてネジ継手をチェックすること、及び／又は誤作動として動力レンチをチェックすることを含んで実行され、且つ損傷したネジ継手部品の交換、及び／又は正確に機能する動力レンチへのシフト、さらには許容できる結果までネジ継手を再度緊締することを伴う補正処理によって対応されるべきである。

本発明の目的は、次のネジ継手或いは対象物に移る前に、作業者が誤って緊締されたネジ継手に注意を払うよう強制されることによってネジ継手で組立てられた対象物の品質を向上させ、それによって許容できずに緊締されたネジ継手が注意を払われずに放置されないこと、さらには組立てられた対象物が適切な品質を得ることを保証する装置を提供することにある。

本発明のさらなる目的及び利点は、以下の明細書の記載及び特許請求の範囲から明らかになる。

本発明の好ましい実施形態は添付図面を参照して以下に詳細に説明される。

非接触型の位置表示手段を備えた動力レンチで緊締されることになるネジ継手を備えた対象物を運ぶ組立ラインの概略図。 機械的な支持及び位置表示手段を備えた動力レンチを示す図１と同様な概略図。

図１に示された設備は、移動する対象物キャリア１０を備えた組立ラインを有し、キャリア１０で支持された３つの同一対象物１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、それぞれ対象物１２ａ、１２ｂ、１２ｃ上の異なる位置に配置された３つのネジ継手１３ａ、１３ｂ、１３ｃを備え、動力レンチ１５によって緊締されるようにされている。図示された動力レンチ１５は、持ち運び可能なバッテリー駆動型の動力工具であり、据置型動作制御ユニット１６と無線波を介して通信するＲ−Ｆトランシーバーを備えている。動力レンチ１５は、各緊締動作の実際のパラメータ値を制御ユニット１６に帰還するための少なくとも１つの緊締パラメータ検知装置、例えばトルク変換器或いは角度エンコーダーを備えている。

動力レンチ１５は、無線自動識別装置（ＲＦＩＤ）タグ１８の形態の識別実行手段を備えている。無線自動識別装置タグ１８は、２つの据置型位置スキャン装置１９、２０で認識され、 無線自動識別装置タグ１８及び位置スキャン装置１９、２０は位置検知システムを形成している。スキャンユニットすなわちスキャン装置１９、２０は、制御ユニット１６に接続され、そして動力レンチ１５の実際の三次元位置を示す信号を伝送するよう構成されている。制御ユニット１６は、組立ラインでの動作中、動力レンチ１５の位置を継続的に表示するように構成されている。組立ラインは、移動する対象物キャリア１０で構成されているため、制御ユニット１６はその動きを補償するようにプログラミングされている。

制御ユニット１６は、それぞれのネジ継手１３ａ、１３ｂ、１３ｃの緊締角度及び／又は経過時間に対する制限値と共に、ネジ継手１３ａ、１３ｂ、１３ｃの１つ１つに目標トルクレベルがプログラミングされている。このことは、各緊締動作の間、制御ユニット１６が、各ネジ継手１３ａ、１３ｂ、１３ｃの緊締結果が許容できるかできないか、すなわち、最終トルクレベルが目標レベルに達していて、角度及び時間指示が制限値の範囲内にあるかどうかを表すＯＫ（良好）或いはＮＯＫ（不具合）指示を行うことを意味している。ネジ継手の不良或いは動力レンチ１５の誤作動は、ＮＯＫ（不具合）指示の原因となり得る。

動力レンチ１５が次のネジ継手或いは次の対象物に移動する前に、許容できない緊締結果が指示され、さらにはネジ継手の欠陥或いは動力レンチの誤作動が注視されることは重要である。従って、制御ユニット１６は、ＮＯＫ（不具合）緊締が指示されているネジ継手及び対象物について表示された位置に動力レンチの動作をロック（固定又は止め）させる手段を備えている。制御ユニット１６は、ＮＯＫ（不具合）信号が発生している特定のネジ継手における動作について動力レンチ１５をロックさせるようにプログラミングすることができる。このロック作用は、不良を引き起こすエラーが解消されて、ＯＫ（良好）信号が発せられるまで維持される。代わりに、制御ユニット１６は、ＮＯＫ（不具合）が指示されたネジ継手と同じ対象物上の他のネジ継手における動力レンチの動作を可能にし、しかも他の対象物上の動作に対しては動力レンチをロックするようにプログラミングすることができる。これによって、次のネジ継手或いは次の対象物に移動する前に、作業者が欠陥ネジ継手或いは誤作動動力レンチに注意を向けるようにさせる。ＮＯＫ（不具合）が指示されたネジ継手或いは対象物に動力レンチの位置をロックすることは、誤って組立てられた対象物が注意を払われずに放置されるのを防止して、組立ラインから離れる対象物の改善された品質を保証する。

図２には、本発明の代わりの実施形態が示されている。動力レンチ２５は、電源及び信号の伝送用ケーブル２７を介して動作制御ユニット２６に接続されている。上述の実施形態の場合と同様に、３つの対象物２２ａ、２２ｂ、２２ｃには、３つのネジ継手２３ａ、２３ｂ、２３ｃが異なる位置に配置されており、各対象物２２ａ、２２ｂ、２２ｃは移動する組立ラインキャリア２８上に支持されている。

図１に示された設備とは違って、動力レンチ２５は、据置型支柱３０と、２つの回動可能に接続されたリンク部３１、３２を備える機械的なアームによって支持されている。内方のリンク部３１は支柱３０に接続され、外方のリンク部３２は動力レンチ２５に接続されている。２つのリンク部３１、３２の間、内方のリンク部３１及び支柱３０の間、並びに外方のリンク部３２及び動力レンチ２５の間の回動点には、角度検知装置３５、３６、３７が設けられ、これらの角度検知装置３５、３６、３７は、リンク部３１、３２及び動力レンチ２５の実際の角度位置に応じて信号を発生する。

角度検知装置３５、３６、３７は、ケーブルを介して信号処理ユニット２４に接続され、信号処理ユニット２４は動作制御装置２６に接続されている。動力レンチ２５の個々の多次元位置は、連続して指示され、そして特定のネジ継手位置でＮＯＫ（不具合）信号が発生した場合には、動作制御装置２６はまさにその位置を記憶して、まさにそのネジ継手の位置すなわちＮＯＫ（不具合）位置が指示された対象物の位置で動力レンチ動作を止める。上述の本発明の実施形態の場合のように、動力レンチの位置をロックすることは、許容できずにネジ継手が緊締され或いはそのようなネジ継手を含んだ対象物が注意されずに組立ラインを通過するのを防止する役目を果たしている。

先行技術の観点から本発明による方法及び装置によってもたらされる重要な利点は、動力レンチの位置が継続的に指示され、特定のネジ継手位置でＮＯＫ（不具合）信号が発せられ、その特定位置が記憶された時にのみ、動力レンチがロックされることにある。従って、ネジ継手の事前プログラミング操作は必要でない。

本発明の実施形態は、上述の例に制限されるものではなく、特許請求の範囲内で自由に変更できるものである。例えば、動力レンチと制御ユニットとの間でワイヤレスで信号を伝送する上述の方法は、あらゆる有効な通信システムによって実行することができる。さらに、位置スキャン装置と動力レンチ識別装置との間の通信は、無線自動識別装置タグの使用に限定するものではなく、今日有効なあらゆる適切なシステムによって実行することができる。幾つかの応用例では、制御ユニットは動力レンチ自体に内蔵されてもよく、それによって、無線周波数もしくは据置型機材を伴うケーブルを介した信号通信もはや必要としない。

１０ 組立ラインキャリア
１２ａ、ｂ、ｃ 対象物
１３ａ、ｂ、ｃ ネジ継手
１５ 動力レンチ
１６ 制御ユニット
１８ 無線自動識別装置タグ
１９ スキャンユニット
２０ スキャンユニット
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ 対象物
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ ネジ継手
２５ 動力レンチ
２６ 制御ユニット
２７ ケーブル
２８ 組立ラインキャリア
３１、３２ リンク部（アーム）
３５、３６、３７ 角度検知装置

Claims (9)

1. 動力レンチ（１５；２５）が少なくとも１つの動作パラメータ指示手段を備え、組立てられた対象物（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ；２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）上に１つ以上の許容できずに緊締されたネジ継手（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ；２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）の不具合を防止するよう構成された動力レンチ（１５；２５）の制御装置において、
   ・位置検知システム（１８、１９、２０；３５、３６、３７；２４）が、組立てられることになる対象物（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ；２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）上のネジ継手（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ；２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）の緊締中に、動力レンチ（１５；２５）の実際の多次元位置を継続的に指示するように設けられ、
   ・制御ユニット（１６；２６）が、各緊締動作における少なくとも１つの前記動作パラメータ指示手段で指示された得られた動作パラメータ値を予定の動作パラメータ制限値と比較し、そして各ネジ継手に対して前記制限値を超えるか否かによってＯＫ（良好）或いはＮＯＫ（不具合）信号を発するように設けられ、
   ・前記制御ユニット（１６；２６）は、ＮＯＫ（不具合）指示のネジ継手緊締結果が指示されている場合にその対象物位置に動力レンチ動作をロックし、また前記ＮＯＫ（不具合）指示が解消された際にのみ、前記ＮＯＫ（不具合）位置が指示されている対象物以外の対象物において動力レンチの緊締動作を可能にするように構成されていることを特徴とする制御装置。
2. 前記位置検知システムが、動力レンチ（１５）に配置された識別実行手段（１８）及び１つ以上の据置型位置スキャン装置（１９、２０）から成り、据置型位置スキャン装置（１９、２０）が制御ユニット（１６）に接続され、またワイヤレス伝送を介して前記識別実行手段（１８）と通信するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記識別実行手段（１８）が、無線自動識別装置タグで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
4. 前記制御装置（１６；２６）が、ＮＯＫ（不具合）指示が解消されるまで、ＮＯＫ（不具合）結果が指示されたネジ継手位置或いは複数の位置で動力レンチ動作を止めるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
5. 対象物が組立ラインの移動するキャリア（１０；２８）上に支持され、制御ユニット（１６；２６）が前記キャリア（１０；２８）の動きを補償するように構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の制御装置。
6. 前記位置検知手段が、一端を据置型構造物（３０）にまた他端を動力レンチに接続された可動アーム（３１、３２）で構成され、前記可動アーム（３１、３２）が、角度検知装置（３５、３６、３７）を備えた移動可能な各連結部で相互接続された１つ以上のリンク部（３１、３２）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
7. 少なくとも１つの動作パラメータ指示手段を備える動力レンチ（１５；２５）と、動力レンチ（１５；２５）の実際の位置を指示する位置検知システム（１８、１９、２０；３５、３６、３７；２４）とを利用することによって、組立てられることになる対象物（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ；２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）上で発生する許容できない緊締ネジ継手（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ；２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）の不具合補正を確実にする方法において、
   ・組立てられることになる対象物（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ；２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）におけるネジ継手（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ；２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）緊締中に、動力レンチ（１５；２５）の位置を継続的に指示するステップと、
   ・予定の緊締パラメータ制限値に対して各ネジ継手についてＯＫ（良好）及びＮＯＫ（不具合）でパラメータ指示手段で指示されるような緊締結果を表示するステップと、
   ・１つ以上のネジ継手についてＮＯＫ（不具合）指示を受けたその対象物において動力レンチ動作を止めるステップと、
   ・対象物上の１つ以上のネジ継手についてＮＯＫ（不具合）指示が解消された時にのみ動力レンチが他の対象物に対して動作させるステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
8. ＮＯＫ（不具合）指示を受けている対象物上のネジ継手の位置或いは複数位置に動力レンチ動作を止めることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 動力レンチ（１５）に装着された無線自動識別装置タグ（１８）と、少なくとも２つの据置型スキャン装置（１９、２０）との間で無線通信を介して位置を指示することを特徴とする請求項７又は８に記載の方法。

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