(57)【要約】  本発明は、パルス機構（８）を備えた締付工具（１）を使用して締結具が事前に締め付けられているかどうかを検出する方法に関し、本方法は、締付工具（１）を締結具上に載置するステップ（Ｓ０１）と、締付工具（１）の回転部分（１０、１１）を加速するステップ（Ｓ０２）と、初期締付段階（ＩＴＰ）の間に、回転部分の回転速度を毎分回転数の第１の回転閾値（Ｒ１）に制限するステップ（Ｓ０３）であって、第１の回転閾値は、締結具に対する目標締結値（Ｔ２）を提供するために２次締付段階において必要とされる毎分回転数の第２の回転閾値（Ｒ２）の２０％から８０％の範囲にあるように選ばれているステップ（Ｓ０３）と、初期締付段階の間にパルス（Ｐ１’、Ｐ１）が生じたかどうかを検出するステップ（Ｓ０４）であって、初期締付段階は、回転部分が加速された瞬間から測定されるステップ（Ｓ０４）と、を備える。【選択図】図２ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス機構（８）を備えた締付工具（１）を使用して、締結具が事前に締め付けられているかどうかを検出する方法であって、
前記締付工具（１）を前記締結具上に載置するステップ（Ｓ０１）と、
前記締付工具（１）の回転部分（１０、１１）を加速するステップ（Ｓ０２）と、
初期締付段階（ＩＴＰ）の間に、前記回転部分の回転速度を毎分回転数の第１の回転閾値Ｒ１に制限するステップ（Ｓ０３）であって、前記第１の回転閾値は、前記締結具に対する目標締結値（Ｔ２）を提供するために２次締付段階において必要とされる毎分回転数の第２の回転閾値（Ｒ２）の２０％から８０％の範囲にあるように選ばれるステップ（Ｓ０３）と、
前記初期締付段階の間に、パルス（Ｐ１’、Ｐ１”）が生じたかどうかを検出するステップ（Ｓ０４）であって、前記初期締付段階は、前記回転部分が加速された瞬間から測定される、ステップ（Ｓ０４）と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記パルスが生じた場合に、前記パルス（Ｐ１’、Ｐ１”）のトルク値を決定するステップ（Ｓ０５、Ｓ０６）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記トルク値が所定のトルク閾値（Ｔ１）に対応する（Ｓ０８）か又はこれを上回る場合に、前記締め付けを中止するステップ（Ｓ０９）を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
パルスが検出されない場合に、前記締付工具（１）の前記回転部分（１０、１１）を前記第２の回転閾値（Ｒ２）まで加速するステップ（Ｓ０５、Ｓ０７）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記トルク値が前記所定のトルク閾値（Ｔ１）を下回る場合に、前記締付工具（１）の前記回転部分（１０、１１）を前記第２の回転閾値（Ｒ２）まで加速するステップ（Ｓ０７、Ｓ０８）を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記初期締付段階（ＩＴＰ）は時間単位で測定され、１００ｍｓから２００ｍｓの範囲、好ましくは１２０ｍｓから１８０ｍｓの範囲、より好ましくは１２５ｍｓから１６０ｍｓの範囲にある、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記初期締付段階（ＩＴＰ）は角度単位で測定され、１８０°から１０８０°、好ましくは３６０°から７２０°、より好ましくは４３０°から６５０°の範囲にある、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記目標締結値（Ｔ２）は目標トルク値（Ｔ２）であり、前記所定のトルク閾値（Ｔ１）は、７Ｎｍから１２Ｎｍ、好ましくは８から１１Ｎｍ、より好ましくは８．５Ｎｍの範囲にある、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の回転閾値（Ｒ１）は、毎分回転数が８００から１２００、好ましくは毎分回転数が約９００から１１００の範囲にある、請求項１から８の何れかに記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の回転閾値（Ｒ２）は、毎分回転数が２０００から４０００、好ましくは毎分回転数が約２５００から３５００、より好ましくは毎分回転数が約２８００から３２００の範囲にある、請求項１から９の何れかに記載の方法。
【請求項１１】
前記目標締結値（Ｔ２、Ｒ２）は、目標トルク値又は目標角度値である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記締付工具（１）は、電子式締付工具、空気圧式締付工具又は油圧式締付工具である、請求項１から１１の何れかに記載の方法。
【請求項１３】
前記締結具が事前に締め付けられていることを作業者に信号で知らせるステップ（Ｓ１０）を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１４】
締付工具（１）であって、パルス機構（８）、モータ（１１）、駆動部材（１０）、測定ユニット（６）及び処理ユニット（７）を備え、
前記モータが前記駆動部材を駆動するように構成され、
前記パルス機構が前記駆動部材と共に回転するように構成され、
前記測定ユニットが角度、加えられたトルク及びパルス及び／又は時間を測定するように構成され、
前記測定ユニットが前記モータ及び前記パルス機構にそれぞれ接続され、前記処理ユニットが前記測定ユニットに接続されている、締付工具において、
前記処理ユニットは、請求項１から１３の何れかに記載のステップ（Ｓ０１からＳ１０）を実行するように構成されている、ことを特徴とする、締付工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス機構を有する締付工具の分野に関し、特に、ナット、ボルト又はねじのような締結具が事前に締め付けられていたかどうかを検出し、このような締め付けられたボルトが所定のトルク限度又は角度回転限度を超えて更に締め付けられることを回避する方法に関する。本方法は、初期締付段階の間の毎分回転数の第１の回転閾値を、締結具に対する目標締結値を提供するために２次締付段階において必要な毎分回転数の第２の回転閾値の２０％から４０％の範囲に制限するステップと、締付工具の回転部品が加速された瞬間から測定される初期締付段階の間にパルスが生じたかどうかを検出するステップと、を含む。
【背景技術】
【０００２】
製造業（例えば自動車製造業）などの産業用途では、ボルト、ナット及び／又はねじなどの締結具は、少なくとも２つの要素をまとめて継手を形成するのに使用される。これらの要素は、他の部品に接続することが必要な部品、板金に接続することが必要な部品、又は２つの板金とすることができる。これらの締結具は、電子式締付工具、空気圧式締付工具又は油圧式締付工具などの締付工具を使用して締め付けられ、これらの工具は、継手の品質を確保するため一定の所定トルクを提供するパルス機構を備える。
【０００３】
製造工場において、今日のペースが極めて速く、作業者は、生産ラインを円滑に且つ稼働状態に保つために、速度の実行及び維持しなければならないという多くのプレッシャーに晒されている。これは、例えば締付工具が作業者によって手動で案内されて操作されるときに、生産ラインが人的ミスに晒される可能性があるということである。発生し得る問題の１つは、締結具が事前に締め付けられているときに、少なくとも最初に再度締め付けられることである。このような「再打撃」は、パルス機構は締付段階の始めから機能し始め、締付工具及びパルス機構の第１の打撃はそれぞれ、比較的高いエネルギ及びひいてはトルクレベルを含むので、特定の継手に当初計画したトルクよりも高いトルクをもたらす可能性がある。「再打撃」により、指定よりも強く締め付けられる締結具をもたらす可能性がある。
【０００４】
「再打撃」はまた、車のホイールの締結を参照することにより説明することができる。車のホイールが５つの締結具によって車のハブに締結されると仮定すると、「再打撃」が生じるのは、締結具１から５が電気式締付工具のような自動締付工具を使用して締め付けられており、作業者が、事前に締め付けられている締結具１から５の何れか１つに締付工具を再度接続して、自動締め付けプロセスをもう一度開始する場合である。その結果、締付工具が少なくとも１回脈動し、それによって、締結具を車のモデルに応じて通常は約９０から１８０Ｎｍである指定トルクを上回って締め付けられることになる。
【０００５】
産業用用途では、角度制御式締付工具又はトルク制御式締付工具が使用されている。
【０００６】
角度制御式締付工具は、例えば、一貫した剛性及び可変摩擦を有する結合部又は継手を締め付ける必要があるときに使用され、他方、一貫した摩擦及び可変剛性を有する結合部又は継手は、トルク制御式締付工具が好ましい。角度制御式締付工具は、結合部又は継手が締め付けられたとみなされるまで、ねじを何回回転する（角度を付ける）必要があるかを事前に決定することによって機能する。出力シャフトは、目標角度に達するとすぐに、締付工具の駆動手段又は回転部分から切り離される。前述したように、継手の剛性は、結果に影響を及ぼすことがあるが、摩擦は影響を及ぼさない。
【０００７】
角度制御式締付工具とは対照的に、トルク制御式締付工具は、締結具に加わるトルクを測定し、所定又は目標トルクに達するとすぐに、出力シャフトの駆動手段又は回転部分を切り離す。前述したように、摩擦は結果に影響を与えることがあるが、剛性は影響しない。
【０００８】
締付工具が角度制御式装置であるときには、「再打撃」が発生したとき、ひいては締結具Ａが事前に締め付けられた後でも、締付工具が締結具Ａに２回装着されたときには、締結具がその限界を上回って締め付けられるリスクが特に高くなる。これは、例えば、締結具ＡからＦのような一定数の締結具が締め付けられ、次いで作業者が締結具Ｆの後に注意がそれて、締付工具を再度締結具Ａ上に載置するときに生じる可能性がある。角度制御に起因して、締付工具は、締付段階の始めから締結具に高エネルギを加えることになるが、これは、締付工具のソフトウェアは、締結具が未だ締め付けられておらず、目標角度を適用することが必要であるとみなされるためであり、すなわち、締付工具が目標角度に設定され、締結具は未だ締め付けられていないとみなされるので、締付工具が遅い回転速度で又は制限されたエネルギで進める理由がない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
トルク制御式締付工具が使用されるときには、締結具が所定のトルク限度を上回って締め付けられるリスクは低くなるが、加えられるエネルギがまた、締付段階の極めて始めから非常に高い可能性があり、トルクは締付工具が締結具に接続された瞬間から測定されるので、リスクは依然として存在する。
【００１０】
従って、自動締付工具が上述のような産業環境で動作するときに特定の問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、締め付け過ぎた継手を製作するリスクを低減する締付工具を制御するための方法を提供することである。
【００１２】
本発明の更なる目的は、信頼性があり、品質管理に合格しない継手又は締結具を提供するリスクを低減する締付工具を制御するための方法を提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、効率的且つ経済的な締付工具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の発明者は、以下の方法、すなわち初期締付段階の間に、締結具が既に特定通りに締め付けられたかどうかを検出し、締付工具を締結具に再度適用した場合に、その締め付けた締結具が指定締め付け限界を上回ってそれ以上は締め付けられないことを回避できる方法を提供可能であることを実現した。この方法は、プロセス中の実質的な時間損失を発生させることなく実行できることを発見した。発明者は、締付工具が角度制御されているか又はトルク制御されているかにかかわらず、実施可能であることを更に発見した。
【００１５】
本明細書では、パルス機構を備えた締付工具を使用して、締結具が事前に締め付けられていたかどうかを検出する方法が開示されており、本方法は、
締付工具を締結具上に載置するステップと、
締付工具の回転部分を加速するステップと、
初期締付段階の間に、回転部分の回転速度を毎分回転数の第１の回転閾値に制限するステップであって、第１の回転閾値は、締結具に対する目標締結値（Ｔ２）を提供するために２次締付段階において必要とされる毎分回転数の第２の回転閾値（Ｒ２）の２０％から４０％、又は２０％から８０％、又は３０％から８０％、又は４０％から８０％の範囲にあるように選ばれるステップと、
初期締付段階の間にパルスが生じたかどうかを検出するステップであって、初期締付段階は、回転部分が加速された瞬間から測定されるステップと、を含む。
【００１６】
上記方法によれば、締め付けの最初の段階の間に締結具が事前に締め付けられていたかどうかを決定することが可能になり、従って、事前に締め付けられた締結具が更に締め付けされるのが回避される。初期締付段階の間のパルスの有無は、締結具が締め付けられたかどうかを決定するのに十分とすることができる。パルスが存在する場合、締結具が締め付けられたこと、及び「再打撃」が存在することを理論的に決定することができる。パルスが存在しない場合、締結具は事前に締め付けられておらず、「再打撃」が存在しないと決定することができる。
【００１７】
初期締付段階は、締付工具の回転部分が回転し又は加速し始めるとすぐに測定される。
【００１８】
上記締結具に対する目標締結値を提供するために２次締付段階において必要とされる毎分回転数の第２の回転閾値のそれぞれ２０％から８０％及び３０％から８０％及び４０％から８０％の範囲は、初期回転速度が検出可能なパルスを発生した場合に提供するように選ばれ、このようなパルスは、締付工具の最低目標トルクよりも低いトルク値を生成する。例示の工具において、この値は、毎分回転数が約１０００あるが、この値は、当然のことながら、モデル、タイプ及びサイズに応じて他の締付工具に適用することができる。
【００１９】
上記第２の回転閾値は、実際の締付段階を指し、押し下げ段階を指していない点に留意されたい。押し下げ段階、すなわち、継手が密着するまで締結具がねじ込まれる段階は、実際の締付段階の前に行われる。実際の押し下げ段階は、作業者によって選ばれた回転速度で行うことができるが、継手をできるだけ速く締め付けるために、押し下げ段階の間の回転速度は、比較的速く、例えば第１の回転閾値と少なくとも同じか又はそれよりも速くなるように選ぶことができる。
【００２０】
２次締付段階は、上記押し下げ段階と実際の締付段階を備えることができる。２次締付段階において必要とされる毎分回転数の第２の回転閾値の２０％から８０％及び３０％から８０％及び４０％から８０％の範囲は、２次締付段階の終わりに起こる実際の締付段階を指す。
【００２１】
一実施形態では、本方法は、パルスが生じた場合、パルスのトルク値を決定するステップ（Ｓ０５、Ｓ０６）を備えることができる。
【００２２】
パルスが生じた場合、パルスのトルク値を決定することにより、継手の状態に関する更なる情報を提供することができる。
【００２３】
パルスのトルク値を決定した後、パルスが生じた場合、本方法は、トルク値が所定のトルク閾値に対応するか又はこれを上回る場合に締め付けを中止するステップを備えることができる。
【００２４】
このステップによれば、締結具が指定制限を上回る値まで締め付けられるのを防ぐことができる。
【００２５】
代替として、パルスが検出されない場合、本方法は、締付工具の回転部分を第２の回転閾値まで加速するステップを含むことができる。
【００２６】
上記のことは、初期締付段階から２次締付段階への移行を示すことができ、この２次締付段階では、締結具が指定トルク又は角度の値まで締め付けられる。
【００２７】
締付工具の回転部分を第２の回転閾値まで加速することは、トルク値が所定のトルク閾値を下回る場合にも実行することができる。
【００２８】
詳細には、高摩擦継手が存在するときに、締結具が実際に締め付けられていなくても、初期締付段階の間にパルス発生する可能性があるが、このようなパルスは比較的弱いものとすることができる。
【００２９】
パルスが検出されない場合、締結具は事前に締め付けられなかったとみなしても間違いなく、従って、締め付けは２次締付段階に進み、指定された締結具の締め付けに必要とされるエネルギ、特に回転エネルギを加えることができる。
【００３０】
従って、上述の「パルスなし」及び「所定のトルク閾値を下回るトルク値」という状況は、締め付けを初期締付段階から２次締付段階に移行させることができる。
【００３１】
初期締付段階の長さは、時間単位で測定することができ、１００ｍｓから２００ｍｓの範囲、好ましくは１２０ｍｓから１８０ｍｓの範囲、より好ましくは１２５ｍｓから１６０ｍｓの範囲にあることができる。
【００３２】
これらの比較的短い時間制限は、締結具が事前に締め付けられていたかどうかにかかわらず、検出の時間損失を低減するのに役立つことができる。
【００３３】
或いは、初期締付段階は角度単位で測定することができ、１８０°から１０８０°、好ましくは３６０°から７２０°、より好ましくは４３０°から６５０°の範囲にあることができる。
【００３４】
上述した初期締付段階の測定は、使用されるのが角度制御式であるか又はトルク制御式締付工具であるかに依存することができる。
【００３５】
時間及び／又は角度単位で測定した初期締付段階に対する上述した値は、初期締付段階の間に、締結具が事前に締め付けられた場合に検出可能なパルスが生じる確率が高くなるように選ばれる。実際の時間又は角度は、パルス機構の機能、回転速度、及びモータの加速方法に左右される。時間を節約するために、時間及び／又は角度をできるだけ低く保つことが望ましい。
【００３６】
一実施形態では、目標締結値は、目標トルク値とすることができ、所定のトルク閾値は、７Ｎｍから１２Ｎｍ、好ましくは８から１１Ｎｍ、より好ましくは８．５Ｎｍの範囲にあることができる。
【００３７】
上述したトルク閾値の範囲によれば、締結具が締め付けられたか否かをかなり良好に判断できるようになる。検出されたトルク値が、所定の閾値トルク値に対応するか又はそれを上回る場合、締結具は締め付けられており、そうでない場合には、締結具は締め付けられていないとみなすことができる。
【００３８】
第１の回転閾値は、毎分回転数が８００から１２００、好ましくは毎分回転数が約９００から１１００の範囲にあることができる。
【００３９】
上記回転閾値は、初期締付段階の間に、十分なエネルギを提供して、十分に強いパルスを提供することができる。
【００４０】
一実施形態では、第２の回転閾値は、毎分回転数が２０００から４０００、好ましくは毎分回転数が約２５００から３５００、より好ましくは毎分回転数が約２８００から３２００の範囲にあることができる。
【００４１】
上記第２回転閾値は、２次的な締付段階の間に適用し又は使用されて、十分な回転エネルギを提供することができ、結果として締結具が実際に指定通りに締め付けることができる。
【００４２】
目標締結値は、締付工具が角度制御されているか又はトルク制御されているかに応じて、目標トルク値又は目標角度値とすることができる。
【００４３】
締付工具は、電子式締付工具、空気圧式締付工具又は油圧式締付工具とすることができる。
【００４４】
一実施形態では、本方法は、締結具が事前に締め付けられたことを作業者に信号で知らせるステップを含むことができる。
【００４５】
これは、例えば、光によって視覚的に、振動によって触覚的に、又は音響信号を介して音響的に行うことができる。
【００４６】
本明細書には、締付工具も開示され、該締付工具は、パルス機構、モータ、駆動部材、測定ユニット及び処理ユニットを備え、モータは駆動部材を駆動するように構成され、パルス機構は駆動部材と共に回転するように構成され、測定ユニットは、角度、加えられたトルク及びパルス及び／又は時間を測定するように構成され、測定ユニットは、モータ及びパルス機構にそれぞれ接続され、処理ユニットは測定ユニットに接続され、処理ユニットは、上述したステップの何れかを実行するように構成することができる。
【００４７】
上記の所与の絶対値は、締付工具の特定の用途の場合であり、本発明を限定するものではない。これらの値は、締め付けられることになる継手のサイズ、要件、環境などに応じて異なる場合がある。従って、これらの値は、上記で与えられたものより大きい又は小さい場合がある。これらの値は、家庭用電化製品と重工業機械それぞれの組立品において同じではないことは明らかである。
【００４８】
ここで、本発明を、例示の目的で、実施形態を用いて添付図面を参照しながらより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態による締付工具を示す概略図である。
【図２ａ】既知の方法による、経時的な回転速度の変化を図表で示す概略図である。
【図２ｂ】発明による方法を使用した、経時的な回転速度の変化を図表で示す概略図である。
【図２ｃ】発明による方法を使用した、図２ｂとは異なる環境下における経時的な回転速度の変化を図表で示す概略図である。
【図２ｄ】発明による方法を使用した、図２ｂ及び図２ｃとは異なる環境下における経時的な回転速度の変化を図表で示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態による方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１は、ハウジング２と、ハウジング２に接続された電力ケーブル３とを備えた自動締付工具１を概略的に示している。ハウジング２は、作業者が締付工具１を容易に保持できるようにハンドル４を備えることができる。ハウジング２内には、電力ケーブル３に接続された変圧器ユニット５が設けられる。変圧器ユニット５は、処理ユニット７に接続された測定ユニット６に接続されている。処理ユニット７は、モータ１１に接続されて、モータ１１を制御及び給電する。モータ１１は駆動部材１０を含み、該駆動部材１０は、同様にパルス機構８を備え、パルス機構８は、駆動部材１０と共に回転するように構成されている。
【００５１】
自動締付工具１は、電力ケーブル３を有して示されているが、本発明は、バッテリ駆動式自動締付工具、又は圧縮空気によって動力が供給される自動締付工具にも適する。
【００５２】
駆動部材１０及びモータ１１の回転部分は、締付工具１０の回転部分である。
【００５３】
パルス機構８は、出力シャフト９に接続され、この出力シャフト９は、アダプタ（図示しない）などに接続されるように構成され、結果として締結具（図示しない）は、アダプタ及び出力シャフト９にそれぞれ結合できるようになる。
【００５４】
出力シャフト９は、締結具を締め付けるために回転するように構成されているが、本明細書では回転部分の一部とはみなさない。
【００５５】
処理ユニット７は、締付工具１を使用して締結具を締めている間、モータを制御するように構成及びプログラムされている。測定ユニット６は、出力シャフト９を介して加えられるトルクと、出力シャフト９及び回転部分１０、１１それぞれの回転角度とを測定するように構成されている。締結具及び出力シャフトの締付段階及び状態に応じて、処理ユニット７は、締結具が所定のトルク閾値に対応するトルク値又はこれを上回るトルク値で事前に締め付けられたと検出された場合に締め付けを中止し、或いは、トルク値が所定のトルク閾値を下回っている場合に、回転部分を加速して指定通りに締結具を締め付けるように構成されている。トルク値は、測定ユニット６を介して監視及び測定される。
【００５６】
パルス機構８が機能して所定のトルクのパルスを出力シャフト９に実際に加えるために、モータ１１及び駆動部材１０のそれぞれの特定の回転速度が必要である。言い換えれば、回転部分１０、１１の回転速度は、出力シャフト９を介して締結具に加えることができるトルク又は角度の大きさを定める。
【００５７】
変圧器ユニット５、測定ユニット６、処理ユニット７、モータ１１、駆動部材１０及びパルス機構８は、ハウジング２に埋め込まれて直接には見えないので、図１では破線で示されている。これらのユニットは、例示の目的で示されている。
【００５８】
ここで、本発明による締結具の締め付け及び方法をよりよく理解するために、図２ａから図２ｄを参照する。
【００５９】
図２ａから図２ｄは、締結具又はボルトを締め付ける間の経時的な回転速度の変化を示している。回転速度（ＲＰＭ）は左側のｙ軸に示され、ｘ軸は、通常は数ミリ秒単位の経過時間を示している。
【００６０】
図２ａから図２ｄは、締結具の締付の際に発生し得る様々な状況を示しており、図２ａは、従来技術による既知の技術を示す。回転速度は、モータ１１の駆動軸上で直接、又はパルス機構８内で測定することができる。駆動軸上で又はパルス機構８内で測定される回転速度は、出力シャフト９の回転速度に対応する必要はないことに留意されたい。
【００６１】
図２ａは、従来の既知の方法を使用した自動締付工具における回転部分の経時的な回転速度の変化を示している。図２ａは、目標締結値Ｔ２まで事前に締め付けられていない締結具が締め付けられたとき、回転速度が経時的にどのように変化するかを示している。継手を締め付けるため、回転部分１０、１１が加速され、締結具にトルク又は角度運動／回転が加えられる。締め付けの間に抵抗が発生すると、回転部分の速度が急激に低下し、パルス機構８は、通常は目標締結値Ｔ２を下回る特定の締結値（図２ａに破線で示す）を有するパルスＰ１を開始することになる。第１のパルスＰ１の後、回転部分は再び加速され、第１のパルスＰ１よりも高いが目標締結値Ｔ２を下回る締結値を有する第２のパルスＰ２を生成し、以下同様である。
【００６２】
締結値のピーク又はトルク値のピークが、図２ａから図２ｄにおいて例示の目的で破線で示されている。これらは、パルス（Ｐ１、Ｐ２）が発生して、回転速度がゼロに又は少なくともゼロの近くに低下したときに生じる。目標締結値Ｔ２に達した後、締め付けが終了し停止する。
【００６３】
図２ａには、初期締付段階ＩＴＰが示されているが、これは、図２ｂから図２ｄを図２ａと適切に比較する目的でのみ示されている。図２ａにおいて、初期締付段階は重要ではない。図２ａによる方法では、回転部分の回転は、第２の回転閾値Ｒ２まで加速され、これは、仕様に従って及び目標締結値Ｔ２によって締結具を締め付けるのに必要とされる。図２ａは、事前に締め付けられていない締結具を締め付けられる通常の場合を示している。回転部分を第２回転閾値Ｒ２まで直ちに加速することによって、事前に締め付けられた締結具が、図２ａによる既知の方法を使用して再度締め付けられるときには、第１のパルス（図示せず）又は何らかの後続のパルスにより、上記締結具に対する目標締結値Ｔ２を上回る締結値又はトルクが発生して、指定よりも高い値／トルクで締め付けられるので、認めることのできない締め付けられた締結具が生じることになる。
【００６４】
上述したように、図２ａに示したのと同じ手順又は既知の方法が、事前に締め付けられた締結具に適用される場合、このような事前に締め付けられた締結具が目標締結値Ｔ２を上回って締め付けられるリスクが高くなり、これは、処理ユニット７が、目標締結値Ｔ２を加えるために必要な第２の回転閾値Ｒ２まで直接且つほぼ直ちにモータ１１及び駆動部材１０を加速することに起因する。これを考慮して、所定のトルク閾値Ｔ１に対応する第１の回転閾値Ｒ１（図２ｂから図２ｄ）が導入される。
【００６５】
図２ｂは、締め付けられていない締結具が発明による方法を使用して締め付けられたときの、回転部分、従ってモータ及び駆動部材１０の回転速度の変化を示す。図２ｂでは、第１の回転閾値Ｒ１が導入され、上記第１の回転閾値Ｒ１は、初期締付段階ＩＴＰでパルスが生じる間に加えられるトルクを制限するために使用されることが明らかである。図２ｂから分かるように、初期締付段階ＩＴＰの間にパルスは発生しておらず、従って、初期締付段階の後に、回転部分が第２の回転閾値Ｒ２まで加速され、締め付けは、目標締結値Ｔ２に達するまで図２ａを参照して上述したように続行する。図２ｂは、本発明による方法を使用した通常の場合を示している。
【００６６】
図２ｃは、締結具は事前に締め付けられていないが、初期締付段階ＩＴＰの間にパルスＰ１’が何らかの方法で発生したときの、締結具の締め付けを示している。これは、ねじ山に汚れがあるとき又は継手が様々な剛性の部品を有するときに発生する可能性がある。パルスＰ１’は少なくとも検出可能であることが必要である点に留意されたい。次いで、測定ユニット６は、ＩＴＰの間に発生したパルスＰ１’のトルク値を決定する。パルスＰ１’のトルク値（第１のパルスＰ１’の破線）が所定のトルク閾値Ｔ１を下回る場合、締結具は事前に締め付けられていないとみなされる。図２ｃでは、パルスＰ１’のトルク値は、比較的弱く、所定のトルク閾値Ｔ１を下回っており、従って、締付工具１及び処理ユニット７はそれぞれ、回転速度を第２の回転閾値限界Ｒ２まで上昇させ、これにより締結具が指定された締結値Ｔ２まで締め付けられ、図２ａを参照して説明したように締結具が締め付けられる。或いは、締結具は、回転部分を第１の回転閾値Ｒ１に保つことによって目標締結値Ｔ２まで締め付けることができるが、これは図２ｃには示されていない。所定のトルク閾値Ｔ１の値は、単に理解を目的として例示され、図面では回転速度対時間のみが示されている点に留意されたい。
【００６７】
図２ｄは、実際の「再打撃」が発生したとき、すなわち、事前に締め付けられた締結具が自動締付工具に接続され、再度締め付けられようとしている状況を示している。図２ｄから分かるように、初期締付段階ＩＴＰの間にパルスＰ１”が発生し、このパルスＰ１”の値又はトルク値は、測定ユニット６によって決定される。このパルスＰ１”のトルクの値は、所定のトルク閾値Ｔ１を上回る（又はこのことに対応する）ように示されている。これは、所定のトルク閾値Ｔ１に対応するか又はこれを上回るトルクを発生する、強力なパルスＰ１”の発生に起因して、締結具が事前に締め付けられていたという結論に至る。従って、締め付けは中止され停止することになる。これはユーザーに信号で知らせることができる。
【００６８】
図３は、発明の実施形態による方法のステップを示している。本方法は、
締付工具１を締結具上に載置するステップＳ０１と、
締付工具１の回転部分１０、１１を加速するステップＳ０２と、
初期締付段階ＩＴＰの間に、回転部分１０、１１の回転速度を毎分回転数の第１回転閾値Ｒ１に制限するステップＳ０３であって、第１の回転閾値Ｒ１が、締結具に対する目標締結値Ｔ２を提供するために２次締付段階において必要とされる毎分回転数の第２の閾値Ｒ２の２０％から４０％、又は２０％から８０％、又は３０％から８０％又は４０％から８０％の範囲にあるように選択されるステップＳ０３と、
初期締付段階ＩＴＰの間にパルスＰ１、Ｐ２、Ｐ１’、Ｐ１”が生じたかどうかを検出するステップＳ０４であって、初期締付段階ＩＴＰは、回転部分１０、１１が加速された瞬間から時間単位で測定された特定の長さまで測定されるステップＳ０４と、を含む。
【００６９】
上記ステップＳ０１からＳ０４により、締結具が事前に締め付けられていたかどうか理論的には既に決定することができる。パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ１’、Ｐ１”の存在に基づいて、締結具が事前に締め付けられており、従って、パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ１’、Ｐ１”が検出されたことＳ０４、又は締結具が事前に締め付けられておらず、従ってパルスＰ１、Ｐ２、Ｐ１’、Ｐ１”は検出されなかったことを決定することができる。
【００７０】
詳細には、一貫した摩擦及び可変剛性を有する継手が締め付けられる場合、パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ１’、Ｐ１”が存在することは、継手が事前に締め付けられたと決定／仮定するのに十分とすることができる。
【００７１】
ステップＳ０５でパルスＰ１、Ｐ２、Ｐ１’、Ｐ１”が検出されない場合、回転部分１０、１１は、目標締結値Ｔ２に対応する第２の回転閾値Ｒ２まで加速され、目標締結値Ｔ２まで締結具を締め付けるＳ０７。
【００７２】
ステップＳ０５の間に、初期締付段階ＩＴＰにおいてパルスＰ１、Ｐ１’が検出された場合には、パルスＰ１、Ｐ１’のトルク値が決定されＳ０６、トルク値が所定のトルク閾値Ｔ１に対応し又はこれを上回る場合には、締め付けは中止されるＳ０９。パルスＰ１、Ｐ１’のトルク値が所定のトルク閾値Ｔ１を下回る場合には、回転部１０、１１は、上述したように目標締結値Ｔ２を提供するために、第２の回転閾値Ｒ２にまで加速することができるＳ０７。第２の回転閾値Ｒ２まで更に加速することはまた、初期締付段階ＩＴＰに続く２次締付段階の始まりを示す。２次締付段階は、パルスが存在しない場合、又は所定のトルク閾値Ｔ１を下回るトルク値を有するパルスが存在する場合にのみ発生する。締め付けの停止又は中止Ｓ０９は、作業者に信号で知らせることができＳ１０、これは、視覚的、触覚的又は音声信号を通じて行うことができる。
【００７３】
以下において、様々な閾値ついての幾つかの例示的な値が与えられる。
【００７４】
初期締付段階ＩＴＰは時間期間として測定され、１００ｍｓから２００ｍｓの範囲、好ましくは１２０ｍｓから１８０ｍｓの範囲、より好ましくは１２５ｍｓから１６０ｍｓの範囲とすることができ、ｍｓはミリ秒である。初期締付段階ＩＴＰは、回転部分１０、１１の加速が始まる瞬間から第１の回転閾値Ｒ１が始まるまで測定される。
【００７５】
以上のことに代えて、初期締付段階ＩＴＰは、回転部分の回転角度単位で測定され、１８０°から１０８０°、好ましくは３６０°から７２０°、より好ましくは４３０°から６５０°の範囲である。
【００７６】
上記のことに対応して、目標締結値Ｔ２は、目標トルク値Ｔ２とすることができ、所定のトルク閾値Ｔ１は、通常は、７Ｎｍから１２Ｎｍ、好ましくは８Ｎから１１Ｎｍ、より好ましくは８．５Ｎｍから１０Ｎｍの範囲にあり、Ｎｍはニュートンメートルである。しかしながら、当業者であれば、これらの値が絶対的ではないことは明らかである。様々な用途及び継手では、より高い又はより低いトルク値が必要になることがある。
【００７７】
所定のトルク閾値Ｔ１は、典型的には、目標締結値／目標トルク値Ｔ２の１０％から５０％、好ましくは目標締結値／目標トルク値Ｔ２の１５％から２５％の範囲にある。
【００７８】
上記のことに代えて、目標締結値Ｔ２は、仕様に応じて継手及び締結具それぞれを締め付ける角度である。これは、角度制御式機器が使用される場合とすることができる。
【００７９】
第１の回転閾値Ｔ１は、毎分回転数が８００から１２００の範囲にあり、好ましくは毎分回転数が約９００から１１００の範囲にある。
【００８０】
第２の回転閾値は、毎分回転数が２０００から４０００、好ましくは毎分回転数が約２５００から３５００であり、より好ましくは毎分回転数が約２８００から３２００の範囲にある。
【００８１】
上述したように、上記の所定の値は、約２０Ｎｍから５５Ｎｍのトルク環境での実施例である。しかしながら、本方法は、所与の実施例より高い又はより低い他のトルク環境に適用及びスケール調整することができる。従って、本方法は、特定のトルク環境に限定されない。
【符号の説明】
【００８２】
１  締付工具
５  変圧器ユニット
６  測定ユニット
７  処理ユニット
８  パルス機構
１０  駆動部材
１１  モータ
ＩＴＰ  初期締付段階
Ｐ１  パルス
Ｐ２  パルス
Ｔ２  目標締結値
Ｒ１  第１の回転閾値
Ｒ２  第２の回転閾値
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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