(57)【要約】【課題】知的特性を有するねじ付きファスナと、ねじ付きファスナを使用して互いに締結される構造の取り付け及び追跡モニタリングに今までになかった利点をもたらす。【解決手段】ヘッドと、構造部材とねじ係合するための雄ねじ付きシャンクとを有するインテリジェントファスナを提供する。ヘッドは、その上面に、ファスナの識別符号、指定トルク値及びその他の情報などのファスナ固有の情報を含むメモリを有するＲＦＩＤタグと、ＲＦＩＤタグリーダとの双方向通信を可能にするためのアンテナと、ファスナ取付ツールがファスナに印加するトルクを測定するためのトルク値センサとを装着するための陥凹部が形成される。取り付けた時点で、ＲＦＩＤタグリーダを使用して一群のファスナ上の既存のトルクを測定し、各ファスナのメモリに記憶された情報をスキャンする。【選択図】      図１
2014225075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インテリジェントファスナであって、
ヘッド部と、該ヘッド部から延びる雄ねじ付きシャンク部とを有する本体部材を備え、
前記ヘッド部は、下面、上面、及び該ヘッド部を貫いて形成された貫通孔を有し、
前記上面には陥凹部が形成され、前記インテリジェントファスナは、
前記陥凹部内に装着されたＲＦＩＤタグと、
前記陥凹部内に装着され、前記ＲＦＩＤタグに結合されたアンテナと、
前記陥凹部内に装着された本体部を有し、前記ＲＦＩＤタグに結合されたセンサと、
をさらに備え、前記センサは、前記センサ本体部から離れて延び端部において終端するアーム部を有し、前記アーム部は、前記貫通孔内に摺動自在に受け入れられ、前記アーム部の前記端部は、前記ファスナが開口部付きワークピースの開口部に挿入された際に前記ワークピースの表面に接触できるように前記下面よりも下方に延びる、
ことを特徴とするインテリジェントファスナ。
【請求項２】
前記ＲＦＩＤタグは、前記ファスナ固有の情報を記憶するためのメモリを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のインテリジェントファスナ。
【請求項３】
前記情報の少なくとも一部は、前記メモリの読取可能な部分に記憶される、
ことを特徴とする請求項２に記載のインテリジェントファスナ。
【請求項４】
前記情報は、前記ファスナの一意の識別符号を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載のインテリジェントファスナ。
【請求項５】
前記情報は、前記ファスナの指定されたトルク値を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載のインテリジェントファスナ。
【請求項６】
前記情報は、前記ファスナの取付日を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載のインテリジェントファスナ。
【請求項７】
前記情報は、前記ファスナを取り付けた場所を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のインテリジェントファスナ。
【請求項８】
前記情報は、前記ファスナの検査日を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のインテリジェントファスナ。
【請求項９】
前記センサは、２状態マイクロスイッチを備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のインテリジェントファスナ。
【請求項１０】
ファスナ取り付け及び検査システムであって、
ヘッド部と、該ヘッド部から延びる雄ねじ付きシャンク部とを含む本体部材を有するファスナを備え、
前記ヘッド部は、下面、上面、及び該ヘッド部を貫いて形成された貫通孔を有し、
前記上面には陥凹部が形成され、前記システムは、
前記陥凹部内に装着された、前記ファスナ固有の情報を記憶するメモリを有するＲＦＩＤタグと、
前記陥凹部内に装着され、前記ＲＦＩＤタグに結合されたアンテナと、
前記陥凹部内に装着された本体部を有し、前記ＲＦＩＤタグに結合されたセンサと、
をさらに備え、前記センサは、前記センサ本体部から離れて延び端部において終端するアーム部を有し、前記アーム部は、前記貫通孔内に摺動自在に受け入れられ、前記アーム部の前記端部は、前記ファスナが開口部付きワークピースの開口部に挿入された際に前記ワークピースの表面に接触できるように前記下面よりも下方に延び、
前記ＲＦＩＤタグを呼び出すとともに、該ＲＦＩＤタグから前記情報を受け取るためのＲＦＩＤタグリーダがさらに備わる、
ことを特徴とするファスナ取り付け及び検査システム。
【請求項１１】
前記情報は、前記ファスナの一意の識別符号を含む、
ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記情報は、前記ファスナの指定されたトルク値を含む、
ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記情報は、前記ファスナの取付日を含む、
ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記情報は、前記ファスナを取り付けた場所を含む、
ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
前記情報は、前記ファスナの検査日を含む、
ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１６】
前記センサは、２状態マイクロスイッチを備える、
請求項１０に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ＲＦＩＤタグリーダは、前記ＲＦＩＤタグの前記メモリに情報を記憶するための送信機を含む、
ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ＲＦＩＤタグリーダは、前記ＲＦＩＤタグの前記メモリに記憶された前記情報を更新するための送信機を含む、
ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ファスナをねじ付き開口部に指定のトルク値までねじ込むためのファスナ取付ツールをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項２０】
前記情報は、前記ファスナの指定されたトルク値を含み、前記ファスナ取付ツールは、前記ファスナ取付ツールが前記ファスナに印加するトルクを前記トルク値に制限するための、前記ＲＦＩＤタグリーダに結合されたトルク制御ユニットを含む、
ことを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ付きファスナに関する。より具体的には、本発明は、知的特性を有する工業用ねじ付きファスナに関する。
【背景技術】
【０００２】
無数の種類の機械部品を互いに締結するために、長期にわたってねじ付きファスナが使用されている。ねじ付きファスナによって互いに締結される異なるタイプの機械部品のいくつかの例には、橋桁、建物内の支持梁、及び航空機の構造部材などの構造部材がある。通常、取り付け時には、各ねじ付きファスナを捕捉対象部品の開口部に挿入し、この嵌合部品に固定されたナット又はこの嵌合部品に形成されたねじ付き開口部などの、嵌合部品の指定部分に螺入する。多くの用途では、各ファスナを狭い指定許容値範囲内の特定のトルク量までねじによって締め付けなければならない。通常、この指定許容値は、所定のプロジェクトのために作成される仕様書の一部であり、書類形式で、又は現場に持ち運ぶことができるポータブルコンピュータで使用できるように（フラッシュドライブ又はその他のコンピュータ可読メモリなどに記憶して）電子形式で提供される。通常、ファスナを指定トルク範囲内の値まで締め付けるには、手動トルクレンチ及び電動トルクツールの両方が使用される。通常、取付者は、正しい許容トルク値の範囲を判断するために仕様書を参照してからファスナを締め付けなければならない。取付者は、各取り付けたファスナの記録を取付場所及びトルク値ごとに手作業で作成し、プロジェクトデータを維持管理する責任がある検査官又はその他の人物又は事務所にこのような記録を提出することが理想的である。しかしながら、これが常に行われるとは限らない。
【０００３】
多くのプロジェクトでは、構造組立品全体の安全性を保障するために、取り付けられたファスナが正しいトルク値であるかどうかを、取り付け直後、及びその後にも定期的にチェックする必要がある。この検査及びチェックは、正式仕様書の認証されたコピーを有する有資格者（通常は訓練を受けた検査官）が行わなければならず、通常は、検査官が各取り付けられたファスナにトルクレンチ、電動トルクツール又はトルク測定装置を適用して手作業で行う。また、通常、検査官は、いずれかのファスナが欠落していないかどうかを判断するために視覚的な調査を行う。これらの検査及びチェックの結果は、将来的な参考のために、検査記録を維持管理する指定人物又は事務所に報告しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０２２２５８３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この検査工程は、各個々のファスナに対して手作業でしかも視覚的に行わなければならないので非常に時間が掛かり、しかも１又はそれ以上のファスナに正しいトルク仕様値を正確に印加し損ねたり、所与のファスナに対するトルクを正確に測定し損ねたり、又は指定されたファスナの場所にファスナが存在しないことを知らせ損ねたりなどのヒューマンエラーを起こしやすい。また、上述したように、最初のファスナの取り付け記録が常に作成されるとは限らず、締結構造の完全性及び安全性を維持管理する責任者に迷惑が及ぶ。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ファスナの取り付け及び追跡チェックを容易にする知的特性を有するねじ付きファスナと、ねじ付きファスナを使用して互いに締結される構造の取り付け及び追跡モニタリングに今までになかった利点をもたらすインテリジェントファスナシステム及び方法とを含む。
【０００７】
個々の装置の観点から見れば、本発明は、インテリジェントファスナを含み、このインテリジェントファスナは、ヘッド部と、このヘッド部から延びる雄ねじ付きシャンク部とを有する本体部材を備え、ヘッド部は、下面、上面、及びヘッド部を貫いて形成された貫通孔を有し、上面には陥凹部が形成され、インテリジェントファスナは、陥凹部内に装着されたＲＦＩＤタグと、陥凹部内に装着され、ＲＦＩＤタグに結合されたアンテナと、陥凹部内に装着された本体部を有し、ＲＦＩＤタグに結合されたセンサとをさらに備え、センサは、センサ本体部から離れて延び端部において終端するアーム部を有し、このアーム部は、貫通孔内に摺動自在に受け入れられ、アーム部の端部は、ファスナが開口部付きワークピースの開口部に挿入された際にワークピースの表面に接触できるように下面よりも下方に延びる。
【０００８】
ＲＦＩＤタグは、一意の識別符号、ファスナの指定されたトルク値、取付日、ファスナを取り付けた場所、最初の取付日、及びファスナの直近の検査日などの、ファスナ固有の情報を記憶するメモリを有する。
【０００９】
好適な実施形態では、センサは、２進トルク状態信号を供給する２状態マイクロスイッチを備える。
【００１０】
システムの観点から見れば、本発明は、ファスナ取り付け及び検査システムであり、このシステムは、
ヘッド部と、このヘッド部から延びる雄ねじ付きシャンク部とを含む本体部材を有するファスナを備え、ヘッド部は、下面、上面、及びヘッド部を貫いて形成された貫通孔を有し、上面には陥凹部が形成され、このファスナ取り付け及び検査システムは、陥凹部内に装着された、ファスナ固有の情報を記憶するメモリを有するＲＦＩＤタグと、陥凹部内に装着され、ＲＦＩＤタグに結合されたアンテナと、陥凹部内に装着された本体部を有し、ＲＦＩＤタグに結合されたセンサとをさらに備え、センサは、センサ本体部から離れて延び端部において終端するアーム部を有し、このアーム部は、貫通孔内に摺動自在に受け入れられ、アーム部の端部は、ファスナが開口部付きワークピースの開口部に挿入された際にワークピースの表面に接触できるように下面よりも下方に延び、
ＲＦＩＤタグを呼び出すとともに、このＲＦＩＤタグから情報を受け取るためのＲＦＩＤタグリーダがさらに備わる。
【００１１】
ＲＦＩＤタグメモリに記憶される情報は、ファスナの一意の識別符号、ファスナの指定されたトルク値、ファスナの最初の取付日、ファスナを取り付けた場所、及びファスナの最後の検査日を含む。ＲＦＩＤタグメモリに記憶された情報は、ＲＦＩＤタグリーダを使用して適当な時に更新し、この更新された情報をＲＦＩＤタグに送信することができる。
【００１２】
センサは、ファスナのトルク状態を感知するための２状態マイクロスイッチを備えることが好ましい。
【００１３】
このシステムは、ファスナをねじ付き開口部に特定のトルク値までねじ込むためのファスナ取付ツールをさらに含む。この目的のために、ファスナ取付ツールは、ファスナ取付ツールによってファスナに印加されるトルクを制限するための、ＲＦＩＤタグリーダに結合されたトルク制御ユニットを備える。
【００１４】
本発明に従って製造されたファスナは、既知のねじ付きファスナに勝るいくつかの利点をもたらす。まず、取付者がファスナを取り付ける準備ができた時に、ファスナのＲＦＩＤタグ内に正しいトルク情報を取付ツールによって抽出できる形で提供することにより、ファスナを最初に正しいトルク仕様に取り付けることが非常に容易になる。また、この取付ツールにより、ファスナを正しいトルク値に自動的に駆動することができ、ファスナを取り付けた後に即座にトルク値をチェックしてファスナが正しく取り付けられることを確実にすることができる。さらに、スキャン検査技術を使用して、一群のファスナの取り付けの完全性をいつでも素早くチェックすることができ、取付ツールを使用して、あらゆる必要な是正措置を講じることができる。さらに、このスキャン検査技術では、各取り付けられたファスナの現在値を手動でチェックする必要性がなく、検査工程を行うのに必要な時間が大幅に減少する。また、ファスナの識別符号、種類、指定トルク値、取付場所、取付日及び検査日の情報を、関連するタグリーダによって読取可能な形でファスナ内に提供することにより、将来的な維持管理のためにファスナ取付プロジェクトの完全な履歴をホストコンピュータに集めて記憶できるようになる。最後に、これらの利点は全て、比較的低いファスナ当たりの追加コストでもたらされる。
【００１５】
本発明の本質及び利点をより完全に理解できるように、添付図面とともに以下の詳細な説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】知的特性を有するとともに本発明を組み入れたねじ付きファスナの好ましい実施形態の斜視図である。
【図２】図１のファスナの、知的構成部品の配向を示す上面図である。
【図３】図１のファスナの知的構成部品を示す概略図である。
【図４】捕捉構造部材の開口部にねじ付き軸を挿通し、このねじ付き軸を別の構造部材の嵌合ねじ部上に螺入した、図１のファスナを部分的に断面化した側面図である。
【図５】ファスナの取り付け及びトルク調整において使用する電動式ファスナ取付ツールの概略図である。
【図６】図１のファスナの最初の取付工程を示すブロック図である。
【図７】複数の取り付け済みファスナ及びスキャン検査工程を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
ここで図面を参照すると、図１及び図２に、本発明による単一のファスナを示している。これらの図から分かるように、参照番号１０で大まかに示すファスナが、ヘッド１２、及び自由端１４で終端するねじ付きシャンク１３を有する。ファスナヘッド１２は、陥凹上面１５及び境界壁１６によって定められる中央凹部を有し、境界壁１６は、ＲＦＩＤチップ１７、アンテナ１８及びマイクロスイッチ２０の上体部１９を収容するのに十分な深さ及び境界寸法を有する。要素１７、１８及び１９は、全てヘッド１２の陥凹上面１５により支持される。マイクロスイッチ２０の残り部分は、ヘッド１２内に形成された貫通孔２３を通って下方に延び自由端２３で終端するスイッチ起動アーム２２を含む。スイッチ起動アーム２２の自由端２３は、後述する目的のために、ヘッド１２の下面２４（図４に図示）よりも所定のレベルだけ下方で終端する。貫通孔２３とスイッチ起動アーム２２の相対的直径寸法は、スイッチ起動アーム２２が貫通孔２３内で摺動自在に往復運動できるように選択される。
【００１８】
図３を参照すると、ファスナ１０の知的特性を提供する構成部品が、マイクロスイッチ２０、ＲＦＩＤチップ１７、及びアンテナ１８を含む。ＲＦＩＤチップ１７は、当業で一般にＲＦＩＤタグと呼ばれている従来のＲＦＩＤチップであり、カリフォルニア州サンホセのＡｔｍｅｌ社から市販されている、アンテナ１８を介して関連するＲＦＩＤタグリーダとの間で双方向通信を可能にするのに必要な通常の構成部品を組み込んだＡｔｍｅｌタイプＡＴＡ５５７０集積回路であることが好ましい。ＲＦＩＤチップ１７は、ファスナ１０に関するいくつかの情報を記憶するとともに関連するＲＦＩＤタグリーダによる呼び出しに応答してこの情報を検索できるようにする読み取り／書き込みメモリ部をさらに含む。この種の情報については、以下でより詳細に説明する。また、ＲＦＩＤチップ１７は、関連するＲＦＩＤタグリーダからアンテナ１８を介して受け取った電磁呼び出し信号から集積回路部品に電力を供給するのに必要な電力伝達回路部品を組み込んでいる。このような構成部品は周知であるため、冗長にならないようにこれらについてのさらなる説明は行わない。
【００１９】
マイクロスイッチ２０は、ＲＦＩＤチップ１７のデータ入力部に結合された２つの導体２６、２７（図２及び図３に図示）を有する。これにより、ＲＦＩＤチップが、マイクロスイッチ２０の２進状態、即ち閉鎖又は開放のいずれかをモニタすることが可能になる。好ましい実施形態では、マイクロスイッチ２０が、ファスナ１０が正しいトルク値に締め付けられているかどうかを感知するための２進トルク値センサとして機能する。
【００２０】
図４に、本発明を組み入れた、２つの構造部材に部分的に取り付けられたファスナを示す。この図では、要素１７、１８及び２０を疑似線で示している。この図から分かるように、ねじ付き軸１３を、捕捉対象の第１の構造部材３０の開口部３１に挿入するとともに、別の構造部材３４のねじ部３３にも螺合した形で示している。十分な厚みの構造部材３４では、構造部材３４のねじ部３３が、図示のような構造部材３４内に形成されたねじ付き開口部を有することができ、或いは構造部材３４の反対面に（溶接などにより）恒久的に固定された別個のねじ付きナットを有することができる。いずれにせよ、ねじ部３３は、ファスナ１０を十分に深くねじ込んだ際に、第１の構造部材３０と追加の構造部材３４との間に適切な大きさの締め付け力を与えることを目的とする。
【００２１】
上述したように、ファスナ１０は、通常はプロジェクトの仕様書によって定められる狭い範囲内のトルク値まで締め付けられていなければならない。このファスナ１０の状態は、マイクロスイッチ２０のアーム２２の自由端２３が構造部材３０の上面３５に係合して図４の上方の較正位置に駆動された場合のマイクロスイッチ２０の状態変化（回路パラメータによる閉鎖又は開放）によって表される。この状態変化をＲＦＩＤチップ１７により検出して、後で使用できるようにメモリに記憶することができる。ファスナのトルク値は、ファスナ１０の取り付け後に、関連するＲＦＩＤタグリーダでＲＦＩＤタグ１７を呼び出すことによってチェックすることができる。トルクが、仕様書に定められる下限値を下回っている場合、マイクロスイッチアーム２２の軸方向位置を、マイクロスイッチ２０の状態がトルク範囲から外れた状態に戻るように十分に変更する。このスイッチ状態の変化をＲＦＩＤタグ１７が検出し、これをメモリに記憶して、呼び出し時に関連するＲＦＩＤタグリーダに送信することができる。
【００２２】
図５は、ファスナ１０を最初に取り付ける際、及びファスナ１０を後から正しいトルクに調整する際に使用する、参照番号４０で示す電動式ファスナ取付ツールの概略図である。この図から分かるように、ツール４０は、リアルタイムな取付情報を提供するためのリアルタイムクロック４１と、取り付け対象のファスナのＲＦＩＤタグ１７から情報を読み取るためのＲＦＩＤタグリーダ４２と、ファスナ１０の締め付けに使用するドライバビット４４に駆動力を与えるための駆動体ユニット４３と、ファスナ１０を指定のトルク値に締め付けるように駆動体ユニット４３を制御するためのトルク制御ユニット４５とを含むことが好ましい。取付ツール４０は、電源入力部と、ホストコンピュータ４７及びポータブルコンピュータ４８への接続を可能にするデータ通信導体とを有する。リアルタイムクロック４１は、リアルタイムな情報を提供するための従来の回路である。ＲＦＩＤタグリーダ４２は、特定のＲＦＩＤタグに対する呼び出し信号を生成し、応答するＲＦＩＤタグ１７から情報を受け取って処理できる従来の装置である。駆動体ユニット４３は、ドライバビット４４に回転駆動力を与えるために使用される従来の電気機械装置である。ドライバビット４４は、ファスナ１０のヘッド１２（例えば、六角形ヘッド）の形状に適合する構成を有する従来のドライバビットである。トルク制御ユニット４５は、駆動体ユニット４３により生成される最大トルク量を制御できる従来のユニットである。
【００２３】
図６は、ファスナ１０の取り付け及びトルク設定の調整におけるツール４０の使用を示すブロック図である。この図から分かるように、ＲＦＩＤタグリーダ４２は、ファスナ１０の近傍であってその受信範囲内に配置される。その後、ＲＦＩＤタグリーダ４２は、ファスナ１０に送る呼び出し信号を生成するように動作する。ファスナ１０のＲＦＩＤタグ１７は、この呼び出し信号を受け取ると、求められる情報をＲＦＩＤタグリーダ４２に送信することによって応答する。次に、ＲＦＩＤタグリーダ４２は、ファスナ１０の一意の識別符号及びこのファスナ１０の望ましいトルク値を含む受け取った情報を調べる。次に、ＲＦＩＤタグリーダ４２は、この望ましいトルク値をトルク制御ユニット４５に供給する。トルク制御ユニット４５は、トルク値を受け取ると、このトルク値を使用して駆動体ユニット４３の動作を制御する。ドライバビット４４がファスナ１０のヘッド１２上に動かされ、駆動体ユニット４３が起動する。駆動体ユニット４３によってドライバビット４４が回転すると、ファスナ１０が構造部材３４（図４）のねじ付き開口部３３にねじ込まれ、ファスナ１０に作用するトルクが特定値に達したことをトルク制御ユニット４５が感知するまで構造部材３０、３４を互いに引き寄せる。その後、このトルク制御ユニット４５によって駆動体ユニット４３の動作が終了する。その後、ＲＦＩＤタグリーダ４２は、ファスナ１０のＲＦＩＤタグ１７を呼び出し、リアルタイムクロック４１からの取付日情報をＲＦＩＤタグ１７に送信して、ＲＦＩＤタグがこの情報をメモリに記憶する。
【００２４】
最初の取り付け後、ファスナ１０のＲＦＩＤタグ１７を呼び出すようにＲＦＩＤタグリーダ４２を動作させることにより、現在取り付けられているファスナ１０の実際のトルク値をチェックすることができる。ＲＦＩＤタグリーダ４２が応答を受け取った時には、この受け取った情報は、ファスナ１０の一意の識別符号、このファスナの望ましいトルク値、及びマイクロスイッチ２０の状態を含む。マイクロスイッチ２０の状態が、トルク値が正しくない旨を示す場合、このトルク値が正しくなるまで最初の取付工程を繰り返すことができる。１回又はそれ以上の試行後に最初の取付工程が失敗に終わった場合、取付者は、ファスナを調べて不具合が見つかった場合にはこれを交換すること、構造部材３４のねじ付き開口部３３を調べて損傷しているかどうかを判断すること、などの選択措置を講じて失敗の原因を特定することができる。
【００２５】
取付工程が正常に終了した後、現在取り付けられているファスナ１０のＲＦＩＤタグ１７からＲＦＩＤタグリーダ４２が受け取った情報を、さらなる処理のため及び／又は後から取り出せるように記憶するためにホストコンピュータ４７に送信することができる。通常、この情報は、ファスナ１０の一意の識別符号、望ましいトルク値、このファスナのトルク値が仕様値内に収まっているかどうか、取付日及び（任意に）時刻並びにファスナの取付場所を含む。ＲＦＩＤタグリーダ４２が受け取った情報は、取付工程のあらゆる段階において、さらなる処理のため及び／又は後から取り出せるように記憶するためにホストコンピュータ４７に送信される。同様に、ホストコンピュータ４７は、ＲＦＩＤタグ１７内のデータを更新するための、ＲＦＩＤタグ１７からの特定のデータの検索動作を行うための、又は異なるファスナ１０内に存在する一群のＲＦＩＤタグ１７のスキャンなどのその他の措置を講じるためのデータ及び命令をＲＦＩＤタグリーダ４２に送ることができる。
【００２６】
一群のファスナ１０が正常に取り付けられると、図７に示すスキャン検査技術を使用して、この取り付けの完全性をいつでも素早くチェックすることができる。通常、このスキャン検査工程は、ファスナ取付者よりもさらに専門的な訓練を受けた取付者によって行われる。また、通常、最初のスキャン検査は、取り付け全体が完了した直後又は所定の一連のファスナの取り付けが完了した直後に行われる。図７に、各々が構造パネル３０に沿って異なる場所に取り付けられた１２個のファスナ１０ａａ、１０ａｂ、・・・、１０ｃｄのアレイを示す。個々のファスナ１０ａａ、１０ａｂ、・・・、１０ｃｄに支持された個々のＲＦＩＤタグ１７を呼び出すことができるポータブルＲＦＩＤタグリーダ５０を、アレイ全体にわたって所望の方向（図７では左から右）に手動でスキャンする。ＲＦＩＤタグリーダ５０は、同時に複数（図７の実施形態では３つ）のファスナをスキャンできるように、複数のファスナ１０ａａ、１０ａｂ、・・・、１０ｃｄを取り囲む送信／受信エリアを定めるアンテナを有することが好ましい。各応答するファスナ１０ａａ、１０ａｂ、・・・、１０ｃｄは、求められる情報をＲＦＩＤタグリーダ５０に供給し、ＲＦＩＤタグリーダ５０に内蔵された専用ディスプレイ又はポータブルコンピュータのモニタを使用して、この情報を検査官に表示することができる。
【００２７】
通常、この求められる情報は、ＲＦＩＤタグリーダ５０により生成された呼び出し信号に応答する各ファスナの一意の識別符号、パネル３０上の各応答するファスナの物理的位置、トルクマイクロスイッチ２０の状態、及び最初の取付日を含む。所与のファスナ１０ａａ、１０ａｂ、・・・、１０ｃｄの呼び出しに対する応答が受け取られない場合、これは、あるファスナが現在欠落していること、又は知的回路部品が動作不能であることを意味する。いずれの状態も、欠落した又は動作不能のファスナ１０ａａ、１０ａｂ、・・・、１０ｃｄを単純に交換することにより、直ちに又はその後の予定日に修正することができる。応答するファスナ１０ａａ、１０ａｂ、・・・、１０ｃｄから受け取った情報が、トルクが仕様値から外れている旨を示す場合、検査官は、図５に関連して上述した取付ツール４０を使用してこの問題を修正しようと試みることができる。ＲＦＩＤタグリーダ５０が受け取った情報は、全てホストコンピュータ４７と共有して、維持管理、履歴及びその他の適当な目的に使用することができる。ＲＦＩＤタグリーダ５０は、各正常に呼び出されたＲＦＩＤタグ１７に検査日及び取付場所を送信し、これらのＲＦＩＤタグは、この情報をメモリに記憶する。
【００２８】
ファスナ１０のＲＦＩＤタグ１７に記憶できる基本的な種類の情報は、特定のファスナの識別符号を含み、この識別符号は、一連の番号又は一群の文字内の異なる文字の組み合わせの形のシリアル番号、ファスナのタイプ指示、そのファスナの指定トルク値、ファスナの取付場所、最初の取付日、及び直近の検査日とすることができる。当業者には明らかなように、所与の用途の要件に応じて、ＲＦＩＤタグ１７に他の種類の情報を記憶することもできる。
【００２９】
なお、各ファスナ１０のマイクロスイッチ２０には、３つの可能な状態が存在する。状態「１」は、ファスナトルクが仕様値内にあることを意味することができ、状態「０」は、ファスナトルクが仕様値内にないことを意味することができる。呼び出し中に、ＲＦＩＤタグリーダ５０がマイクロスイッチの値を受け取らなかった場合、ファスナ１０が欠落しているものとして解釈され、これは視覚的検査によって検証することができ、或いはマイクロスイッチが動作不能であると解釈され、この場合には交換品として新たなファスナ１０を取り付けることができる。
【００３０】
以上から明らかなように、上述した本発明を組み入れた知的構成部品を有するねじ付きファスナは、既知のねじ付きファスナに勝るいくつかの利点をもたらす。まず、取付者がファスナを取り付ける準備ができた時に、ファスナのＲＦＩＤタグ内に正しいトルク情報を取付ツールによって抽出できる形で提供することにより、ファスナを最初に正しいトルク仕様に取り付けることが非常に容易になる。また、この取付ツールにより、ファスナを正しいトルク値に自動的に駆動することができ、ファスナを取り付けた後に即座にトルク値をチェックしてファスナが正しく取り付けられることを確実にすることができる。さらに、スキャン検査技術を使用して、一群のファスナの取り付けの完全性をいつでも素早くチェックすることができ、取付ツールを使用して、あらゆる必要な是正措置を講じることができる。さらに、このスキャン検査技術では、各取り付けられたファスナの現在値を手動でチェックする必要性がなく、検査工程を行うのに必要な時間が大幅に減少する。また、ファスナの識別符号、種類、指定トルク値、取付場所、取付日及び検査日の情報を、関連するタグリーダによって読取可能な形でファスナ内に提供することにより、将来的な維持管理のためにファスナ取付プロジェクトの完全な履歴をホストコンピュータに集めて記憶できるようになる。最後に、これらの利点は全て、比較的低いファスナ当たりの追加コストでもたらされる。
【００３１】
以上、本発明の好ましい実施形態を十分かつ完全に開示したが、当業者には様々な修正例、代替構造及び同等物が思い浮かぶであろう。例えば、特定のＲＦＩＤタグ１７を参照しながら本発明を説明したが、特定の用途の要件に従って他のＦＲＩＤタグを使用することもできる。また、トルク値センサを、２つの動作状態を有する単純なマイクロスイッチ、即ち２進装置として説明したが、必要に応じて、可変抵抗又は可変容量などの可変値の測定を行う他の種類のトルクセンサを採用することもできる。このようなセンサを、米国特許出願公開第２００７／０２２２５８３号Ａ１に記載される信号処理技術などの相補的可変信号処理技術を使用することによってファスナ１０に組み込むこともでき、この特許出願の開示は引用により本明細書に組み入れられる。従って、上記の内容を、本発明を限定するものとして解釈すべきではなく、本発明は、添付の特許請求の範囲により定義される。
【図１】
2014225075.tif 000003
【図２】
2014225075.tif 000004
【図３】
2014225075.tif 000005
【図４】
2014225075.tif 000006
【図５】
2014225075.tif 000007
【図６】
2014225075.tif 000008
【図７】
2014225075.tif 000009
【外国語明細書】
2014225075000001.pdf