JP2008307671A - トレーサビリティの取れる無線式トルク工具装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボルトの締付けがどのトルク工具によって行なわれたかが確実に特定可能なトルク工具装置を提供することを目的とする。さらに、トルク工具からトルクの標準までのトレーサビリティがとれるトルク工具装置を提供することを目的とする。
【解決手段】トルクレンチ１はボルトの締付けを行うと、トルクレンチ１の製造番号と測定トルク値などの締付けデータをセットで処理端末２０に送信する。処理端末２０は製造番号と締付けデータを外部接続機器３０に送信し、外部接続機器において締付けデータや締め付けたボルト等のデータが製造番号ごとに記録される。これにより、締め付けられたボルトからトルクレンチ１を特定し、トレーサビリティを保持できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボルトの測定トルク値等の締付けデータを、トルクレンチ等のトルク工具の製造番号と共に無線通信で処理端末に送信することにより、締付けデータや締め付けたボルトを特定するデータをトルク工具の製造番号ごとに管理可能とし、トルク工具からトルク標準までのトレーサビリティをとることを可能とするものである。

従来、トルクレンチを用いて、連続して多数のボルトを締め付けることが行われているが、このような場合に、適正なトルク値で締め付けられていないボルトが存在したり、締め忘れが生じたりしてしまうことがある。

このような問題を解決するためには、ボルトの締付に応じて測定される測定トルク値やボルトの締付け本数などのデータを収集し、ボルトの締付けデータを管理する必要がある。

関連する先行技術としては、特許文献１に記載のデータ転送装置がある。特許文献１には、ボルトの締付け時の測定トルク値、ボルトの締付け本数などのデータを蓄積可能な処理回路およびこれらのデータを無線で送信可能な発信機とを備えたトルクレンチと、トルクレンチから送信された当該データを受信し、受信データを表示可能なインターフェースと、インターフェースと接続して受信データを記録し、データ処理・管理を行うパソコンとからなる、データ転送装置に関する発明が記載されている。

これによれば、測定トルク値などのデータを収集し管理することができ、記録された測定トルク値から締付けが適正に行われたか、あるいは、締め付け本数から締め忘れが無いかなどの確認ができる。
特開平８−１１８２５１

上記データ転送装置によれば、測定トルク値やボルトの締め付け本数などのデータを管理することができるが、工場などのラインでトルクレンチを多数使用し、連続して多数のボルトを締付ける場合には、データ管理の便利のためにトルクレンチ各々の締付けデータを一か所またはいくつかの管理用パソコン等にまとめる必要が生じる。そして、複数のトルクレンチの締付けデータが一箇所に記録される場合には、その締付けデータがどのトルクレンチによるものなのかを特定する必要がある。

例えば、締め付けられたボルトの検査を行い、あるボルトが適正トルク値で締め付けられていなかった場合、管理用パソコンに記録されたデータからどのトルクレンチによって締付けが行われたか確認し、該当するトルクレンチの点検等を行う必要がある。

しかし、締付けデータがトルクレンチごと区別されていない場合には、トルクレンチを特定することができない。また、トルクレンチに任意の識別番号を付している場合には、締付けデータがその識別番号と共に記録されれば、データからトルクレンチを特定することができるが、この場合にも、例えば、同じ識別番号のトルクレンチが存在してしまったり、識別番号が途中で変更されてしまっていたりすると、その締付けデータがどのトルクレンチによるものであるのかを特定することが困難になってしまうという問題がある。

また、上記のように締付けが適正に行われない原因には、トルクレンチを操作する作業者の操作方法に問題がある場合や、トルクレンチ自体に何らかの故障や不具合が生じている場合、またはそのトルクレンチの校正装置であるトルクレンチテスタ等に問題がある場合などが考えられる。トルクレンチに不具合がある場合には、トルクレンチを特定してトルクレンチテスタ等で検査を行い、トルクレンチに不具合が無いか検査する必要があるし、校正装置のトルクレンチテスタ等に問題がある場合には、そのトルクレンチがどのトルクレンチテスタで校正が行われていたかを特定できる必要がある。

ここで、現在、トルクレンチ等のトルク工具により実現されるトルクの精度を保証して、その信頼性を確保するために、図６に示すようなトレーサビリティ体系が提案されている。このトルクのトレーサビリティ体系は、我が国のトルク機器全ての標準となる国家標準機関を頂点とし、この国家標準機関において校正された下の階層に位置する長さ基準器や参照用のトルクレンチ（検定レバ）からなる長さの精度を保証する図６左側の流れと、質量基準器である分銅や、その分銅によって精度が保証される天秤および分銅からなる質量の精度を保証する図６右側の流れ、そして、長さと質量の両方の標準器によって校正されたトルクレンチテスタ、このトルクレンチテスタによって検査・校正が行なわれる末端のトルクレンチ等トルク工具からなるものである。

この体系によれば、末端のトルクレンチがどのトルクレンチテスタやトルクレンチチェッカにより検査され、そのトルクレンチテスタやチェッカはどの基準器または参照用のトルクレンチで校正されたのかが、国家標準機関までトレーサブルとなり、この体系の中で検査・校正されているトルクレンチであれば、トルクレンチの締付けによって実現されるトルクについて一定の精度が保証される。

しかし、上記のように締付けデータがどのトルクレンチによるものなのかを確実に特定できなければ、ひとつ上の階層のトルクレンチテスタを用いた検査の時点で本来行うべきトルクレンチの検査ができなかったり、トルクレンチがどのトルクレンチテスタによって校正されていたかが特定できかったりする等の理由で、トレーサビリティを確保できず、提案されているトレーサビリティ体系を有効に保つことができなくなってしまう。

そこで、本願発明は、トルクレンチによって締付けが行なわれた際の測定データを、どのトルクレンチによって測定されたデータであるのかを確実に特定できるような情報を、情報管理用の端末に送信することで、末端のトルクレンチからトルクの国家標準に至るトレーサビリティ体系を構築可能なトルクレンチ等のトルク工具を含むトルク工具装置を提供することを目的とする。

本願発明は、ボルト等を締め付けると少なくともトルク工具の製造番号と締付け完了を示す信号を含む情報を送信可能な第１の無線通信手段を有するトルク工具と、第１の無線通信手段との間で情報を送受信可能な第２の無線通信手段を有する情報処理端末と、で構成されるトルク工具装置であって、情報処理端末は、第１の無線通信手段により送信された製造番号と締付け完了を示す信号を含む情報を第２の無線通信手段を介して受信すると、情報処理端末に接続された情報管理用のパソコンに当該情報を転送することを特徴とするトルク工具装置である。

本願発明に係るトルク工具装置によれば、各トルクレンチに固有の製造番号をトルクレンチから情報処理端末に送信することにより、情報管理用のパソコンにおいて、製造番号と対応させて測定トルク値等の締付けデータが記録されるため、締め付けデータがどのトルクレンチによるものなのかを確実に特定することができる。また、締め付けられたボルトが、どのトルクレンチによって締め付けられたのかを特定できるようにすることによって、締め付けられたボルトからトルクの国家標準機関までのトレーサビリティ体系を構築することが可能となる。

本発明に係るトレーサビリティのとれるトルク工具装置の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態にかかるトルク工具装置の概略図であり、トルク工具であるトルクレンチ１と締付情報処理端末（以下、処理端末とする）２０とで構成される、トレーサビリティの取れるトルク工具装置の概略図である。図２はトルクレンチ１の回路図、図３は処理端末２０の回路図である。

図１に示す本実施形態に係るトルク工具装置において、トルクレンチ１によりボルトやナット等の締結部材の締付けが行なわれると、トルクレンチ１の製造番号とトルク測定手段（歪みゲージ１２、ＣＰＵ９等）により測定された測定トルク値などの締付けデータ（以下、締付けデータとする）が、トルクレンチ１の無線通信手段（アンテナ５、無線モジュール８など）を介して、使用する周波数として例えば、２．４ＧＨｚの周波数帯の電波により処理端末２０に対して送信される。処理端末２０は、無線通信手段（アンテナ２２、無線モジュール２４）を介して受信した、トルクレンチ１の製造番号と締付けデータとを、パソコン（ＰＣ）やプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）などにより構成される情報管理用の外部接続機器３０に転送し、外部接続機器３０は製造番号と締付けデータとを、その締付けを行ったボルトの情報（例えば、ボルトを特定できる番号や締付けされる位置の情報など。以下、ボルト情報とする。）と対応させて記録する。これにより、複数のトルクレンチの情報がひとつの外部接続機器３０に管理されても、トルクレンチの製造番号ごとに、締付けデータや対応するボルト情報等を記録することができ、データ管理が容易になるとともに、締め付けられたボルトからトルクレンチ１を特定可能となる。

なお、上記処理において処理端末２０のＣＰＵ２５は、測定されたトルク値が設定値メモリ２６に記憶された設定トルク値であるか否かの合否判定を行うことも可能であり、合否判定を行う場合には、その合否結果とともに上記締付けデータおよび製造番号を外部接続機器３０に出力して記録する。さらに、その合否判定結果を無線通信手段を介してトルクレンチ１に送信し、トルクレンチ１側において、受信した合否判定結果を、ケース２に配置された報知手段６により作業者に報知することができる。これによって、作業者は締付け終了時にその締付けが設定トルク値どおりに正確に行われたか否かを判断できる。

また、トルクレンチ１が歪みゲージ１２等を備えず、ボルトを締め付けた際にトルクの測定も行わない場合には、記録される締付けデータはそのボルトの締付を行った事実を示すデータのみとなる。具体的には、ボルトを締め付けると、トルクレンチ１が製造番号と締付完了を示す信号のみを処理端末２０に送信し、処理端末２０が受信後、外部接続機器３０に製造番号と締付けた事実を示すデータ（例えば、締付た日付、時刻など）が記録される。

以上のトルクレンチ１から処理端末２０へのデータの送受信、および処理端末２０から外部出力機器へのデータの送信、記録の流れを図４に示すタイミングチャートに基づいて説明する。

（Ｔ１）トルクレンチで締付けを開始するとトルクレンチ１が作動し、ボルトを締め付けるトルク値が測定される。
（Ｔ２）Ｔ１にて測定されたトルク値をトルクレンチ１の製造番号と共に処理端末２０に送信する。
（Ｔ３）・（Ｔ４）処理端末２０はデータを受信すると、測定トルク値が予め設定された設定トルク値であるか否かの合否判定等を行う。
（Ｔ５）合否判定の結果をトルクレンチ１に送信する。
（Ｔ６）製造番号と測定トルク値などを含む締付けデータと合否結果を外部接続機器３０に出力する。
（Ｔ７）外部接続機器３０はＴ６で送信された上記データを受信し、（Ｔ８）データを記録する。この際、上述のようにトルクレンチ１がどのボルトの締付けを行なったか特定できるように、トルクレンチ１が締め付けるボルトを予め決めておくなどして、そのボルト情報と製造番号および締付けデータを対応させて記録する。
（Ｔ９）・（Ｔ１０）トルクレンチ1は受信した合否判定結果に応じて、トルクレンチ１の合否判定結果報知手段であるＬＥＤ６の点灯を行う。

なお、上記Ｔ４において合否判定を行っているが、必要ない場合には省略可能であり、トルクレンチ１への合否結果の送信、Ｔ１０での合否結果の報知、およびＴ８における外部接続機器３０への合否結果の記録は行われない。さらに、上述のように、トルクレンチ１において、締付けの際にトルクの測定も行わない場合には、測定トルク値の代わりにボルトの締付け完了信号を送信し、外部接続機器３０には締付けた事実に関するデータ（日付、時刻など）のみが記録される。

以上のような構成により、例えば、自動車を組み立てる工場でのラインにおける流れ作業などにおいて、製造番号ＡＢＣＤのトルクレンチに、自動車の座席を固定するＮｏ．００Ｘのボルトの締付けが割り振られている場合に、外部接続機器３０にそのボルト情報を登録しておいて、処理端末２０から製造番号ＡＢＣＤのトルクレンチの当該製造番号と締付けデータを受信すると、その締付けデータをボルト情報とセットで記録するようにする。これによって、後からでもこのＮｏ.００Ｘのボルトはどのトルクレンチで締め付けられたのか、即ち、Ｎｏ．００Ｘのボルトが製造番号ＡＢＣＤのトルクレンチで締め付けられていたことを確実に特定できる。

また、本実施形態のトルクレンチ１は、上述のように、各トルクレンチ１に固有の製造番号を、締付けデータと共に、処理端末２０に送信し、外部接続機器３０に記録している。製造番号は、必ずトルクレンチ一台につき一つの番号が付されるものであるから、他のトルクレンチと番号が重複することもないし、他の番号に変更されたり偽装されたりするおそれも無く、確実に一つのトルクレンチ１を特定することができる。これに対し、任意に設定される番号を各トルクレンチに付している場合には、その番号とトルクレンチとの対応関係は必ずしも確実であると保証されない。

次に、本実施形態のトルクレンチ１が、上位階層に位置するどの試験器・校正機器によってテスト・校正されているのかについての、トレーサビリティを保つための管理方法を図５に示すフローチャートに基づいて説明する。

まず、新しいトルクレンチ１を選定し、製造番号ＡＢＣＤのトルクレンチを入荷する（ＳＴ１０１、ＳＴ１０２）。次にＳＴ１０３において受入検査を行い、製造番号ＡＢＣＤのトルクレンチが正常に動作するものであり、受け入れることができると判断された場合には、データ管理用の外部出力機器３０、あるいは、トルクレンチ１を管理するための端末等がある場合にはその工具管理用端末のデータベース等に製造番号と上記検査結果情報を登録する（ＳＴ１０４）。一方、ＳＴ１０３において、入荷したトルクレンチ１が品質の低いものである等の理由で受け入れられないとされた場合には、トルクレンチ１をメーカーへ返却し、正常なものと交換または修理し、ＳＴ１０４にて上記と同様に製造番号等を登録する。

製造番号をデータ管理用の外部出力機器３０または工具管理用のデータベース等に登録したら、締付け作業を行い、図４に示す処理のながれに従って、登録された製造番号ごとに締付けデータをデータ管理用の外部出力機器３０に記録する（ＳＴ１０５）。締付け作業終了後、日常点検として、簡便な試験器であるトルクレンチチェッカを用いて、トルクレンチ１が適正なトルクで締付けできるか否かを点検する（ＳＴ１０６）。日常点検にてトルクレンチ１が適正なトルクを示している場合（ＯＫ）は、締付け作業に再び使用する。一方、点検にて適正でない（ＮＧ）と認定された場合には、修理、調整、校正などを行う（ＳＴ１０７）。

修理、調整等によって、適正なトルクで締付けできると認定された場合には、そのトルクレンチ１の製造番号とともに、ＮＧと判定された際のトルクチェッカ等の情報や、修理・調整に関する情報を外部出力機器３０または工具管理用のデータベース等に記録する（ＳＴ１０４）。また、修理・調整等によっても適正な締付けが行えない状態が解消できない場合には、そのトルクレンチ１は廃棄し（ＳＴ１０９）、廃棄事実をトルクレンチ１の製造番号のデータに登録する（ＳＴ１０４）。

また、ＳＴ１０６での日常点検の代わりに、例えば年に一回の間隔でトルクレンチテスタによってトルクレンチ１の定期校正を行うようにする（ＳＴ１０８）。トルクレンチテスタはトルクレンチチェッカよりも、正確にトルクレンチの精度を測定できるものである。このトルクレンチテスタの校正結果も、上記トルクレンチチェッカの点検結果と同様に処理され、製造番号ごとのデータに、どのトルクレンチテスタで校正が行なわれたかやその校正結果情報が登録される。

これによって、製造番号で特定されるあるトルクレンチ１がどのトルクレンチチェッカまたはテスタで点検、校正が行われているかが特定でき、トルクレンチ１が、図６に示すトルク機器全ての標準となる国家標準機関を頂点とするトレーサビリティ体系により、精度が保証されている機器によって、調整・校正されていることが保証される。従って、トルクレンチ１によれば、そのトルクレンチを用いて締め付けたボルトが、トレーサビリティ体系によって校正された適正なトルクレンチで締付けが行われていることを常に立証することが可能となる。

また、本実施形態のトルクレンチ１と処理端末２０とは、測定トルク値などの締付けデータや製造番号などの情報の送受信について、例えば、世界各国で共通して利用できる周波数帯であるＩＳＭバンドの一つである、２．４ＧＨｚ帯の周波数を使用すると述べたが、これによってトルクレンチ１と処理端末２０間における高速通信が可能となる。従って、測定トルク値に加え、製造番号などの識別情報を送信するために、トルクレンチ１から処理端末２０に送信する情報量が増大しても、通信時間が長くなることはない。特に、処理端末において、合否判定を行ってその結果をトルクレンチ１において報知する場合にも、２．４ＧＨｚ帯の周波数を利用して情報を送受信しているため、合否結果を報知するまでの時間が遅くなることは無い。そのため、作業者にとっては即座に合否結果を得ることができるとともに、その締付けデータの管理においては締付けデータと対応するトルクレンチとを、確実に特定できるという効果が得られる。もっとも、本実施形態のトルクレンチ１と処理端末２０との情報の送受信に用いる電波の周波数はこれに限られず、迅速な作業を妨げない程度の通信速度を実現できる周波数帯であればよい。

以上より、本実施形態のトルク工具装置によれば、トルクレンチ１は自器に固有の製造番号をトルクレンチから処理端末２０に送信しているため、情報管理用の外部接続機器３０において、製造番号と対応させて測定トルク値等の締付けデータが記録され、締め付けデータがどのトルクレンチによるものなのかを確実に特定することができる。また、本実施形態のトルク工具装置によれば、締め付けられたボルトがどのトルクレンチによって締め付けられたのかを特定できるようにすることによって、締め付けられたボルトからトルク機器全ての標準となる国家標準機関までのトレーサビリティ体系を構築することが可能となる。

本実施形態のトルク工具装置の概略図。 図１に示すトルク工具の構成を示す回路図。 図１に示す処理端末の構成を示す回路図。 図１に示すトルク工具装置に動作を示すタイミングチャート。 図１に示すトルク工具装置の管理方法を示すフローチャート。 本実施形態のトルクレンチによって実現可能なトレーサビリティ体系図。

符号の説明

１ トルクレンチ
２ ケース
３ トルクレンチ本体
４ 液晶表示部
５ アンテナ
６ ＬＥＤ
８ 無線モジュール
９ ＣＰＵ
２０ 情報処理端末
２１ ＬＥＤ
２２ アンテナ
２４ 無線モジュール
２５ ＣＰＵ
２６ 設定値メモリ
３０ 外部接続機器

Claims (4)

1. ボルト等を締め付けると少なくともトルク工具の製造番号と締付け完了を示す信号を含む情報を送信可能な第１の無線通信手段を有するトルク工具と、
   前記第１の無線通信手段との間で情報を送受信可能な第２の無線通信手段を有する情報処理端末と、で構成されるトルク工具装置であって、
   前記情報処理端末は、前記第１の無線通信手段により送信された前記製造番号と締付け完了を示す信号を含む情報を前記第２の無線通信手段を介して受信すると、前記情報処理端末に接続された情報管理用のパソコンに当該情報を転送することを特徴とするトルク工具装置。
2. 前記トルク工具によって締付けを行うボルトが特定されていることにより、前記情報管理用のパソコンにおいて、前記情報はボルトに関する情報と対応していることを特徴とする請求項1に記載のトルク工具装置。
3. 前記トルク工具は、ボルトの締付に応じたトルク値を測定するトルク測定手段を有しており、
   前記情報は少なくとも前記製造番号と測定トルク値を含む情報であって、
   前記情報処理端末は、前記第１の無線通信手段により送信された前記情報を前記第２の無線通信手段を介して受信すると、前記情報管理用のパソコンに前記情報を転送することを特徴とする請求項１または２に記載のトルク工具装置。
4. 前記トルク工具は、前記情報を送信可能であって、少なくとも報知情報を受信可能な第１の無線通信手段と、前記報知情報に応じた報知を行う報知手段とを有し、
   前記情報処理端末は、受信した測定トルク値が設定トルク値であるか否かの合否判定を行う情報処理手段を有しており、
   前記第２の無線通信手段が前記情報に含まれる測定トルク値を受信すると、前記情報処理手段において、前記測定トルク値が予め設定された設定トルク値であるか否かの合否判定処理を行い、該合否判定処理の結果を前記第１の無線通信手段に送信し、
   前記報知手段は、前記第１の無線通信手段を介して前記情報処理端末から送信された前記合否判定処理の結果の報知を行なうことを特徴とする請求項３に記載のトルク工具装置。