可搬型締付工具の制御システム
【課題】可搬型締付工具による締付工程において、ボルト等のネジ部品が斜めに締め込まれることを防止して、歩留まりを高める。
【解決手段】インパクトレンチ１に、ネジ穴７の軸心Ｌ２（基準線）に対するインパクトレンチ１（可搬型締付工具）の回転軸２の軸心Ｌ２の傾斜角度θを検知するジャイロセンサ１０（角度検知部）を取り付け、傾斜角度θが所定範囲内である場合はインパクトレンチ１を駆動可能とし、傾斜角度θが所定範囲を超えた場合はインパクトレンチ１を駆動不可能とする。
【解決手段】インパクトレンチ１に、ネジ穴７の軸心Ｌ２（基準線）に対するインパクトレンチ１（可搬型締付工具）の回転軸２の軸心Ｌ２の傾斜角度θを検知するジャイロセンサ１０（角度検知部）を取り付け、傾斜角度θが所定範囲内である場合はインパクトレンチ１を駆動可能とし、傾斜角度θが所定範囲を超えた場合はインパクトレンチ１を駆動不可能とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルトやナット等のネジ部品を締め付ける可搬型締付工具の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の生産ラインでは、作業者が可搬型締付工具（インパクトレンチ等）を用いてナットやボルトの締付を行う場合がある（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−５０９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば自動車のエンジンＥに部品Ｗを取り付けるにあたり、インパクトレンチによるボルトの締め付けは、以下のように行われる。まず、図２に示すように、インパクトレンチ１の回転軸２に取り付けられたソケット３の内周に、ボルト４をマグネット５で吸着する。次に、図３に示すように、ソケット３に装着したボルト４の先端をエンジンＥのネジ穴７の開口部に押し付け、この状態でインパクトレンチ１のトリガー８を引いて、ボルト４をネジ穴７に締め付ける。
【０００５】
上記のような締付工程において、ボルト４の先端をエンジンＥのネジ穴７の開口部に押し付ける際に、図４に示すように、インパクトレンチ１の姿勢が傾いて回転軸２の軸心Ｌ１がネジ穴７の軸心Ｌ２に対して傾斜する場合がある。この状態のままボルト４をネジ穴７に締め付けると、ボルト４がネジ穴７に対して傾斜した状態で締め込まれてしまう。ボルトが斜めに締め込まれた製品（エンジンＥ）は締結不良品として廃棄されるため、歩留まりの低下を招く。
【０００６】
従って、ボルトの締め付け作業は、ボルトとネジ穴とが同軸上に配された状態で行う必要がある。現状では、作業者の感覚でインパクトレンチの姿勢を調整している。例えば、ネジ穴が鉛直方向に延びる平面に形成されている場合は、ボルト及びインパクトレンチを水平方向に配すればよいため、感覚的にボルトとネジ穴との軸心を一致させやすい。しかし、ネジ穴が傾斜した平面や曲面に形成される場合は、ボルト及びインパクトレンチを傾斜した平面や曲面に対して直交する方向に配する必要がある。このような作業を、作業者の感覚のみで正確に行うことは非常に困難である。
【０００７】
本発明の解決すべき課題は、可搬型締付工具による締付工程において、ボルト等のネジ部品がネジ穴に対して斜めに締め込まれることを防止して、歩留まりを高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するためになされた本発明は、可搬型締付工具と、可搬型締付工具に取り付けられ、基準線に対する可搬型締付工具の傾斜角度を検知する角度検知部と、角度検知部で検知された可搬型締付工具の傾斜角度が、所定範囲内である場合は可搬型締付工具を駆動可能とし、所定範囲を超えた場合は駆動不可能とする駆動制御部とを備えた可搬型締付工具の制御システムである。
【０００９】
このように、本発明に係る可搬型締結工具（以下、単に締付工具と言う。）の制御システムでは、基準線（例えばネジ穴の軸心）に対する締付工具の傾斜角度が所定範囲内である場合にのみ、締付工具を駆動可能としている。これにより、締付工具の傾斜角度が所定範囲を超えた状態、すなわち、締結工具に装着されたネジ部品（例えばボルト）の軸心と、ワークに設けられた取付部（例えばネジ穴）の軸心との間の角度が許容範囲を超えた状態では、締結工具は駆動されないため、ネジ部品がワークの取付部に対して斜めに締め込まれる事態を確実に防止できる。
【００１０】
上記の締付工具の制御システムにおいて、締付工具の傾斜角度が所定範囲を超えて駆動不可能な状態となった場合、作業者により締結工具の角度を修正する必要がある。しかし、締結工具がどの方向にどの程度ずれているのかは分からないと、作業者の感覚により締付工具の角度を修正するしかなく、修正に手間取る恐れがある。そこで、上記の制御システムに、基準線に対する可搬型締付工具の傾斜角度及び傾斜方向を表示する表示部を設ければ、表示部に表示された傾斜角度及び傾斜方向を見ながら作業者が締付工具の姿勢を修正できるため、効率よく作業することができる。
【００１１】
例えば、締付工具を移動させる際に、締付工具の傾斜角度が所定範囲内となったら、誤って締付工具が駆動されてしまう恐れがある。そこで、上記の角度検知部でさらに締付工具の角速度を検知し、駆動制御部で、角速度が所定範囲内である場合にのみ締付工具を駆動可能とし、角速度が所定範囲を超えたら締付工具を駆動不可能とすれば、締付工具が移動中に駆動される恐れを確実に回避することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の締付工具の駆動管理システムによれば、締付工具によりボルト等のネジ部品が斜めに締め込まれることを防止することができるため、不良品の発生を抑えて歩留まりを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る締結工具の制御システムを含む生産ラインの平面図である。
【図２】インパクトレンチでボルトをネジ穴に締め付ける様子を示す断面図である。
【図３】インパクトレンチでボルトをネジ穴に締め付ける様子を示す断面図である。
【図４】インパクトレンチの回転軸の軸心が、ネジ穴の軸心に対して傾斜した様子を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
本発明の一実施形態に係る締結工具の制御システム１００は、例えば図１に示すように、コンベアＣで搬送される自動車のエンジンＥに対して、所定の部品Ｗ（エキゾーストマニホールドなど）をボルトで取り付ける生産ラインに適用される。この制御システム１００は、締結工具としてのインパクトレンチ１と、インパクトレンチ１に固定された角度検知部としてのジャイロセンサ１０と、ジャイロセンサ１０に接続されたジャイロセンサコントローラ２０と、ジャイロセンサコントローラ２０に接続され、インパクトレンチ１の駆動を制御する駆動制御部３０と、ジャイロセンサコントローラ２０に接続された表示部４０とを備える。尚、インパクトレンチ１は、上述した図２〜４に示すものと同様であるため、構成及び使用方法の重複説明は省略する。
【００１６】
ジャイロセンサ１０は、インパクトレンチ１の基準線に対する傾斜角度を検知する。本実施形態では、図４に示すように、ジャイロセンサは、エンジンＥに設けられたネジ穴７の軸心Ｌ２を基準線として、この基準線に対するインパクトレンチ１の回転軸２の軸心Ｌ１の傾斜角度θ（図４参照）及び傾斜方向を検知する。ジャイロセンサ１０は、さらに、インパクトレンチ１の角速度を検知する。ジャイロセンサ１０で検知されたインパクトレンチ１の傾斜角度θ、傾斜方向、及び角速度の信号が、ジャイロセンサコントローラ２０に伝達される。
【００１７】
ジャイロセンサコントローラ２０は、インパクトレンチ１０の傾斜角度θが所定範囲内（例えば５°以内）であるか否かを判別し、その判別結果に基づいて駆動制御部３０に指令を出す。具体的には、傾斜角度θが所定範囲内であれば、駆動制御部３０に対してインパクトレンチ１に電源を供給するように指令して、インパクトレンチ１を駆動可能な状態とする。一方、傾斜角度θが所定範囲を超えている場合は、駆動制御部３０に対してインパクトレンチ１への電源の供給を遮断するように指令し、インパクトレンチ１のトリガー８を引いても駆動不可能な状態とする。これにより、ボルト４がネジ穴７に対して斜めに締め込まれる事態を回避できる。
【００１８】
また、ジャイロセンサコントローラ２０は、インパクトレンチ１の角速度が所定値以下であるか否かを判別し、その判別結果に基づいて駆動制御部３０に指令を出す。具体的には、インパクトレンチ１の角速度が所定値以下であれば、駆動制御部３０に対してインパクトレンチ１に電源を供給するように指令し、インパクトレンチ１を駆動可能な状態とする。一方、インパクトレンチ１の角速度が所定値を超えている場合は、駆動制御部３０に対してインパクトレンチ１への電源の供給を遮断するように指令し、インパクトレンチ１を駆動不可能な状態とする。これにより、インパクトレンチ１の移動中に誤ってトリガー８を引いた場合でも、インパクトレンチ１が駆動されることを防止できる。
【００１９】
表示部４０は、ジャイロセンサコントローラ２０と接続され、インパクトレンチ１の姿勢に関する情報が表示される。具体的には、インパクトレンチ１の傾斜角度θ及び傾斜方向が表示される。傾斜角度θが所定範囲を超えてインパクトレンチ１が駆動不可能な状態となったら、作業者は、表示部４０に表示された傾斜角度θ及び傾斜方向を見ながらインパクトレンチ１の姿勢を修正することができるため、効率よく作業することができる。図示例では、表示部４０がジャイロセンサコントローラ２０から独立して設けられ、これにより表示部４０を作業者から見やすい位置に自由に配置することができる。
【符号の説明】
【００２０】
１ インパクトレンチ（可搬型締付工具）
２ 回転軸
３ ソケット
４ ボルト
５ マグネット
７ ネジ穴
８ トリガー
１０ ジャイロセンサ（角度検知部）
２０ ジャイロセンサコントローラ
３０ 駆動制御部
４０ 表示部
１００ 制御システム
Ｅ エンジン
Ｗ エンジンに取り付けられる部品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルトやナット等のネジ部品を締め付ける可搬型締付工具の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の生産ラインでは、作業者が可搬型締付工具（インパクトレンチ等）を用いてナットやボルトの締付を行う場合がある（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−５０９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば自動車のエンジンＥに部品Ｗを取り付けるにあたり、インパクトレンチによるボルトの締め付けは、以下のように行われる。まず、図２に示すように、インパクトレンチ１の回転軸２に取り付けられたソケット３の内周に、ボルト４をマグネット５で吸着する。次に、図３に示すように、ソケット３に装着したボルト４の先端をエンジンＥのネジ穴７の開口部に押し付け、この状態でインパクトレンチ１のトリガー８を引いて、ボルト４をネジ穴７に締め付ける。
【０００５】
上記のような締付工程において、ボルト４の先端をエンジンＥのネジ穴７の開口部に押し付ける際に、図４に示すように、インパクトレンチ１の姿勢が傾いて回転軸２の軸心Ｌ１がネジ穴７の軸心Ｌ２に対して傾斜する場合がある。この状態のままボルト４をネジ穴７に締め付けると、ボルト４がネジ穴７に対して傾斜した状態で締め込まれてしまう。ボルトが斜めに締め込まれた製品（エンジンＥ）は締結不良品として廃棄されるため、歩留まりの低下を招く。
【０００６】
従って、ボルトの締め付け作業は、ボルトとネジ穴とが同軸上に配された状態で行う必要がある。現状では、作業者の感覚でインパクトレンチの姿勢を調整している。例えば、ネジ穴が鉛直方向に延びる平面に形成されている場合は、ボルト及びインパクトレンチを水平方向に配すればよいため、感覚的にボルトとネジ穴との軸心を一致させやすい。しかし、ネジ穴が傾斜した平面や曲面に形成される場合は、ボルト及びインパクトレンチを傾斜した平面や曲面に対して直交する方向に配する必要がある。このような作業を、作業者の感覚のみで正確に行うことは非常に困難である。
【０００７】
本発明の解決すべき課題は、可搬型締付工具による締付工程において、ボルト等のネジ部品がネジ穴に対して斜めに締め込まれることを防止して、歩留まりを高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するためになされた本発明は、可搬型締付工具と、可搬型締付工具に取り付けられ、基準線に対する可搬型締付工具の傾斜角度を検知する角度検知部と、角度検知部で検知された可搬型締付工具の傾斜角度が、所定範囲内である場合は可搬型締付工具を駆動可能とし、所定範囲を超えた場合は駆動不可能とする駆動制御部とを備えた可搬型締付工具の制御システムである。
【０００９】
このように、本発明に係る可搬型締結工具（以下、単に締付工具と言う。）の制御システムでは、基準線（例えばネジ穴の軸心）に対する締付工具の傾斜角度が所定範囲内である場合にのみ、締付工具を駆動可能としている。これにより、締付工具の傾斜角度が所定範囲を超えた状態、すなわち、締結工具に装着されたネジ部品（例えばボルト）の軸心と、ワークに設けられた取付部（例えばネジ穴）の軸心との間の角度が許容範囲を超えた状態では、締結工具は駆動されないため、ネジ部品がワークの取付部に対して斜めに締め込まれる事態を確実に防止できる。
【００１０】
上記の締付工具の制御システムにおいて、締付工具の傾斜角度が所定範囲を超えて駆動不可能な状態となった場合、作業者により締結工具の角度を修正する必要がある。しかし、締結工具がどの方向にどの程度ずれているのかは分からないと、作業者の感覚により締付工具の角度を修正するしかなく、修正に手間取る恐れがある。そこで、上記の制御システムに、基準線に対する可搬型締付工具の傾斜角度及び傾斜方向を表示する表示部を設ければ、表示部に表示された傾斜角度及び傾斜方向を見ながら作業者が締付工具の姿勢を修正できるため、効率よく作業することができる。
【００１１】
例えば、締付工具を移動させる際に、締付工具の傾斜角度が所定範囲内となったら、誤って締付工具が駆動されてしまう恐れがある。そこで、上記の角度検知部でさらに締付工具の角速度を検知し、駆動制御部で、角速度が所定範囲内である場合にのみ締付工具を駆動可能とし、角速度が所定範囲を超えたら締付工具を駆動不可能とすれば、締付工具が移動中に駆動される恐れを確実に回避することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の締付工具の駆動管理システムによれば、締付工具によりボルト等のネジ部品が斜めに締め込まれることを防止することができるため、不良品の発生を抑えて歩留まりを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る締結工具の制御システムを含む生産ラインの平面図である。
【図２】インパクトレンチでボルトをネジ穴に締め付ける様子を示す断面図である。
【図３】インパクトレンチでボルトをネジ穴に締め付ける様子を示す断面図である。
【図４】インパクトレンチの回転軸の軸心が、ネジ穴の軸心に対して傾斜した様子を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
本発明の一実施形態に係る締結工具の制御システム１００は、例えば図１に示すように、コンベアＣで搬送される自動車のエンジンＥに対して、所定の部品Ｗ（エキゾーストマニホールドなど）をボルトで取り付ける生産ラインに適用される。この制御システム１００は、締結工具としてのインパクトレンチ１と、インパクトレンチ１に固定された角度検知部としてのジャイロセンサ１０と、ジャイロセンサ１０に接続されたジャイロセンサコントローラ２０と、ジャイロセンサコントローラ２０に接続され、インパクトレンチ１の駆動を制御する駆動制御部３０と、ジャイロセンサコントローラ２０に接続された表示部４０とを備える。尚、インパクトレンチ１は、上述した図２〜４に示すものと同様であるため、構成及び使用方法の重複説明は省略する。
【００１６】
ジャイロセンサ１０は、インパクトレンチ１の基準線に対する傾斜角度を検知する。本実施形態では、図４に示すように、ジャイロセンサは、エンジンＥに設けられたネジ穴７の軸心Ｌ２を基準線として、この基準線に対するインパクトレンチ１の回転軸２の軸心Ｌ１の傾斜角度θ（図４参照）及び傾斜方向を検知する。ジャイロセンサ１０は、さらに、インパクトレンチ１の角速度を検知する。ジャイロセンサ１０で検知されたインパクトレンチ１の傾斜角度θ、傾斜方向、及び角速度の信号が、ジャイロセンサコントローラ２０に伝達される。
【００１７】
ジャイロセンサコントローラ２０は、インパクトレンチ１０の傾斜角度θが所定範囲内（例えば５°以内）であるか否かを判別し、その判別結果に基づいて駆動制御部３０に指令を出す。具体的には、傾斜角度θが所定範囲内であれば、駆動制御部３０に対してインパクトレンチ１に電源を供給するように指令して、インパクトレンチ１を駆動可能な状態とする。一方、傾斜角度θが所定範囲を超えている場合は、駆動制御部３０に対してインパクトレンチ１への電源の供給を遮断するように指令し、インパクトレンチ１のトリガー８を引いても駆動不可能な状態とする。これにより、ボルト４がネジ穴７に対して斜めに締め込まれる事態を回避できる。
【００１８】
また、ジャイロセンサコントローラ２０は、インパクトレンチ１の角速度が所定値以下であるか否かを判別し、その判別結果に基づいて駆動制御部３０に指令を出す。具体的には、インパクトレンチ１の角速度が所定値以下であれば、駆動制御部３０に対してインパクトレンチ１に電源を供給するように指令し、インパクトレンチ１を駆動可能な状態とする。一方、インパクトレンチ１の角速度が所定値を超えている場合は、駆動制御部３０に対してインパクトレンチ１への電源の供給を遮断するように指令し、インパクトレンチ１を駆動不可能な状態とする。これにより、インパクトレンチ１の移動中に誤ってトリガー８を引いた場合でも、インパクトレンチ１が駆動されることを防止できる。
【００１９】
表示部４０は、ジャイロセンサコントローラ２０と接続され、インパクトレンチ１の姿勢に関する情報が表示される。具体的には、インパクトレンチ１の傾斜角度θ及び傾斜方向が表示される。傾斜角度θが所定範囲を超えてインパクトレンチ１が駆動不可能な状態となったら、作業者は、表示部４０に表示された傾斜角度θ及び傾斜方向を見ながらインパクトレンチ１の姿勢を修正することができるため、効率よく作業することができる。図示例では、表示部４０がジャイロセンサコントローラ２０から独立して設けられ、これにより表示部４０を作業者から見やすい位置に自由に配置することができる。
【符号の説明】
【００２０】
１ インパクトレンチ（可搬型締付工具）
２ 回転軸
３ ソケット
４ ボルト
５ マグネット
７ ネジ穴
８ トリガー
１０ ジャイロセンサ（角度検知部）
２０ ジャイロセンサコントローラ
３０ 駆動制御部
４０ 表示部
１００ 制御システム
Ｅ エンジン
Ｗ エンジンに取り付けられる部品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可搬型締付工具と、可搬型締付工具に取り付けられ、基準線に対する可搬型締付工具の傾斜角度を検知する角度検知部と、角度検知部で検知された可搬型締付工具の傾斜角度が、所定範囲内である場合は可搬型締付工具を駆動可能とし、所定範囲を超えた場合は駆動不可能とする駆動制御部とを備えた可搬型締付工具の制御システム。
【請求項２】
基準線に対する可搬型締付工具の傾斜角度及び傾斜方向を表示する表示部を設けた請求項１の可搬型締付工具の制御システム。
【請求項３】
角度検知部が、さらに可搬型締付工具の角速度を検知し、駆動制御部が、角度検知部で検知された角速度が所定範囲内である場合は可搬型締付工具を駆動可能とし、角度検知部で検知された角速度が所定範囲を超えた場合は可搬型締付工具を駆動不可能とする請求項１又は２の可搬型締付工具の制御システム。
【請求項１】
可搬型締付工具と、可搬型締付工具に取り付けられ、基準線に対する可搬型締付工具の傾斜角度を検知する角度検知部と、角度検知部で検知された可搬型締付工具の傾斜角度が、所定範囲内である場合は可搬型締付工具を駆動可能とし、所定範囲を超えた場合は駆動不可能とする駆動制御部とを備えた可搬型締付工具の制御システム。
【請求項２】
基準線に対する可搬型締付工具の傾斜角度及び傾斜方向を表示する表示部を設けた請求項１の可搬型締付工具の制御システム。
【請求項３】
角度検知部が、さらに可搬型締付工具の角速度を検知し、駆動制御部が、角度検知部で検知された角速度が所定範囲内である場合は可搬型締付工具を駆動可能とし、角度検知部で検知された角速度が所定範囲を超えた場合は可搬型締付工具を駆動不可能とする請求項１又は２の可搬型締付工具の制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１１５９４１（Ｐ２０１２−１１５９４１Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６７１７０（Ｐ２０１０−２６７１７０）
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Ｆターム（参考）】
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