JP6862083B2

JP6862083B2 - 締め忘れ防止システム

Info

Publication number: JP6862083B2
Application number: JP2015184880A
Authority: JP
Inventors: 潤一中井; 晃羽田; 哲志山中
Original assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2021-04-21
Anticipated expiration: 2035-09-18
Also published as: JP2017056532A

Description

本発明は、締付具の締め忘れを防止する技術に関する。

供用中の滑走路などの地盤改良工事においては、舗装版に直径２００ｍｍ程度の多数の孔を１ｍ程度の間隔で削孔し、この孔から薬液などを注入する。地盤改良の施工途中に滑走路を一時解放する場合に備えて、防護キャップが孔に設置される。防護キャップは、孔壁に接する筒形の本体と、本体の上部を覆う蓋と、蓋を本体に固定するためのボルトとナットからなる締付具とを備える。滑走路の供用中に蓋が外れると、重大な事故につながるおそれがあるため、締付具の締め付けにはトルクレンチが用いられる。しかし、防護キャップの数が数百箇所にも及ぶ場合があり、また、締付作業を短時間で完了する必要があるため、締め忘れの発生が懸念される。

トルクレンチで締め付けられた締付具のトルク管理に関する技術が、以下の特許文献で開示されている。特許文献１に記載された締付データ管理システムは、締付データ管理装置のモニタに、トルクレンチから受信したトルク計測値をリアルタイムで一覧表示させてゆくことにより、トルクレンチで締付作業を終えたボルトの締め付け状態を作業者に確認させるように構成されている。特許文献２に記載された技術では、フランジ部の接合番号（バーコード）をバーコードリーダで読み取り、無線ユニットを介して作業者管理端末に入力し、１つのボルトの締め付け完了時に工具ＩＤコード及び締付完了信号をトルクレンチから発信して作業者管理端末に入力する。作業者管理端末はこれらの信号をデータエントリー端末に出力する。作業所管理コンピュータは、データエントリー端末に出力された作業データについて締付完了信号の入力毎に入力した回数をカウントし、このカウント値がフランジ部のボルトの総数になったか否かを工具毎に判断し、このカウント値がボルトの総数になったことが判断されると、その作業位置の全作業が完了したことになる。

特開２００６−３２０９８４号公報特開平７−１０５４６９号公報

ところが、特許文献１の技術では、トルクレンチで締め付けたボルトを作業員が識別する必要があるから、識別の間違いが生じるおそれがある。特許文献２の技術では、作業員がバーコードリーダでバーコードを読み取る作業が発生する。
そこで、本発明は、トルクレンチで締め付ける締付具を識別するための作業を行わなくても締付具を識別することのできる技術を提供する。

本発明は、作業員が、互いに間隔を空けて配置された複数の対象物の各々の位置に順次移動し、移動した位置の対象物に対し締付具による締め付けを行う締付作業における締め忘れを防止するための締め忘れ防止システムであって、前記作業員が対象物に対する締め付けに用いるトルクレンチと、表示装置とを備え、前記トルクレンチは、締付具を締め付けたときのトルクが規定値に達したことを検知する規定トルク検知手段と、ＧＮＳＳの航法衛星から信号を受信し、当該信号に基づいて自装置の位置を計算することにより位置情報を取得する取得手段と、前記取得手段が位置情報を取得すると当該位置情報を前記表示装置に送信し、前記トルクが前記規定値に達したことを前記規定トルク検知手段が検知すると検知信号を前記表示装置に送信する送信手段とを有し、前記表示装置は、前記締付作業を開始した後に前記トルクレンチから送信される位置情報と検知信号を受信する受信手段と、互いに異なる位置にある複数の対象物の各々について、当該対象物を締め付けるための締付具の位置情報を記憶する記憶手段と、前記受信手段が受信した前記トルクレンチの位置情報と、前記記憶手段が記憶している締付具の位置情報とに基づいて、前記トルクレンチとの距離が決められた範囲内にある締付具を識別する識別手段と、前記受信手段が受信した第１の位置情報に基づき前記識別手段が識別した締付具と、前記第１の位置情報の所定時間後に前記受信手段が受信した第２の位置情報に基づき前記識別手段が識別した締付具とが同一であり、かつ、対象物を締め付けるための締付具の数と同数の検知信号を受信済と判定した場合に、当該対象物の締付作業が完了したことを表示する表示手段とを有する締め忘れ防止システムを提供する。

本発明によれば、トルクレンチで締め付ける締付具を識別するための作業を行わなくても締付具を識別することができる。

実施形態に係る管理システムを示す図。トルクレンチ１の外観を示す図。トルクレンチ１の電気的構成を示す図。タブレットＰＣ３の電気的構成を示す図。作業ＤＢを示す図。メニュー画面を示す図。タブレットＰＣ３の動作を示す流れ図。画面の例を示す図。画面の例を示す図。画面の例を示す図。作業結果の表示例を示す図。変形例の流れ図。

本発明を実施するための形態の一例について説明する。
＜構成＞
図１は、実施形態に係る管理システムを示す図である。この管理システムは、トルクレンチ１、タブレットＰＣ（パーソナルコンピュータ）３、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ５、ＰＣ６を備える。タブレットＰＣ３は、本発明に係る表示装置の一例である。

図２は、トルクレンチ１の外観を示す図である。（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、側面図である。トルクレンチ１は、締付具を締め付けるための工具である。締付具は、例えば、滑走路に設けられた防護キャップの蓋を本体に締め付けるためのボルト又はナットである。トルクレンチ１は、把持部１１、軸１２、ヘッド１３、無線通信部１４、位置情報取得部１５、データ処理部２０を備える。軸１２の一端に把持部１１が設けられ、軸１２の他端にヘッド１３が設けられている。軸１２の中央部には、データ処理部２０と無線通信部１４が設けられている。ヘッド１３には、位置情報取得部１５が設けられている。

図３は、トルクレンチ１の電気的構成を示す図である。データ処理部２０は、制御部２１、記憶部２２、表示部２３、操作部２４を備える。制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置とを備える。ＲＯＭには、ハードウェアやＯＳ（Operating System）の起動の手順を記述したファームウェアが記憶されている。ＲＡＭは、ＣＰＵが演算を実行する際のデータの記憶に用いられる。記憶部２２は、例えば半導体メモリを備え、ＯＳやアプリケーションプログラムなどが記憶されている。表示部２３は、例えば液晶表示装置を備え、トルクの規定値や計測値などを表示する。操作部２４は、例えばキーパッドを備え、規定値の設定やリセットなどの操作を受け付けて、操作に応じた情報を制御部２１に出力する。

無線通信部１４は、例えばBluetooth（登録商標）のプロトコルに従ってタブレットＰＣ３と通信するための通信Ｉ／Ｆ（Interface）を備える。位置情報取得部１５は、例えばＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）の航法衛星から送信された信号を決められた時間間隔（例えば、１秒間隔）で受信し、受信した信号に基づいてトルクレンチ１の位置を計算することによりトルクレンチ１の位置情報を取得する（取得手段の一例）。位置情報取得部１５は、取得した位置情報を無線通信部１４を介してタブレットＰＣ３に送信する（位置情報送信手段の一例）。つまり、本実施形態では、１秒間隔でトルクレンチ１の位置情報がタブレットＰＣ３に送信される。トルク測定部１６は、締付具を締め付けたときのトルクを測定するトルクセンサを備え、測定値を制御部２１に出力する。記憶部２２には、トルクの規定値が記憶されている。規定値は、変更可能である。制御部２１は、測定値を規定値と比較し、測定値が規定値に達したことを検知する（規定トルク検知手段の一例）。制御部２１は、測定値が規定値に達したことを検知すると、無線通信部１４を介して検知信号をタブレットＰＣ３に送信する（送信手段の一例）。

図４は、タブレットＰＣ３の電気的構成を示す図である。制御部３１は、ＣＰＵなどの演算装置と、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶装置とを備える。ＲＯＭには、ハードウェアやＯＳの起動の手順を記述したファームウェアが記憶されている。ＲＡＭは、ＣＰＵが演算を実行する際のデータの記憶に用いられる。記憶部３２は、例えば半導体メモリを備え、ＯＳやアプリケーションプログラムなどが記憶されている。

表示部３３は、例えば液晶表示装置を備え、ユーザがタブレットＰＣを操作するためのＧＵＩ（Graphic User Interface）の画面などを表示する。操作部３４は、例えばタッチパネルやキーパッドを備え、ユーザが行った操作を受け付けて、操作に応じた情報を制御部３１に出力する。タッチパネル上では、タップやフリックなどの操作が可能である。無線通信部３５は、例えばBluetoothのプロトコルに従ってトルクレンチの無線通信部と通信するための通信Ｉ／Ｆを備える。外部Ｉ／Ｆ部３６は、例えばＵＳＢメモリ５を装着するためのコネクタである。

図５は、作業ＤＢ（Data Base）を示す図である。作業ＤＢは、「識別情報」と「位置情報」と「作業結果」と「完了日時」とを関連付けたデータベースである。「識別情報」は、締付具を識別する情報であり、この例では、複数桁の番号で表されている。「位置情報」は、締付具の位置を表す情報であり、この例では、緯度と経度で表されている。「作業結果」は、トルクレンチ１による締付具の締付作業の結果を表し、初期値として「ＮＧ」が設定されており、トルクレンチ１から検知信号を受信すると「ＯＫ」に書き換えられる。「完了日時」は、締付作業が完了した日時であり、例えば、「作業結果」が「ＯＫ」に書き換えられた日時である。

＜動作＞
作業員は、予めマスターデータを作成する。マスターデータとは、締付具の識別情報と位置情報とを対応付けたデータである。作業員は、例えばＣＳＶ形式のマスターデータをＰＣ６で作成し、作成したマスターデータをＵＳＢメモリ５に記憶させる。タブレットＰＣ３には、予め管理システムのアプリケーションがインストールされている。作業員は、タブレットＰＣ３に電源を投入し、管理システムのアプリケーションを起動する。すると、タブレットＰＣ３の制御部３１は、メニュー画面を表示部３３に表示させる。

図６は、メニュー画面を示す図である。メニュー画面には、「締付作業」、「マスターデータ読込」、「作業結果出力」、「作業結果表示」の各ボタンが表示される。作業員が「マスターデータ読込」ボタンを操作（例えば、タップ）すると、制御部３１は、例えば、「ＵＳＢメモリを装着してください。」というメッセージを表示させる（図示省略）。作業員がＵＳＢメモリ５をタブレットＰＣ３の外部Ｉ／Ｆ部３６に装着すると、制御部３１が、ＵＳＢメモリ５からのマスターデータの読み込みを開始し、読み込んだマスターデータを作業ＤＢに書き込む（図５の「識別情報」、「位置情報」参照）。この時点では、「作業結果」はすべて「ＮＧ」が設定されており、「完了日時」は空欄である。マスターデータの読み込みが完了すると、制御部３１は、例えば、「マスターデータの読み込みが完了しました。」というメッセージと「ＯＫ」ボタンを表示させる（図示省略）。「ＯＫ」ボタンが操作されると、メニュー画面の表示に戻る。作業員は、アプリケーションを終了させ、タブレットＰＣ３の電源を切る。

作業員は、タブレットＰＣ３とトルクレンチ１を作業場所に持ち込む。作業場所に到着したならば、作業員は、タブレットＰＣ３とトルクレンチ１に電源を投入し、管理システムのアプリケーションを起動する。すると、タブレットＰＣ３の制御部３１は、メニュー画面を表示させる。作業員は、タブレットＰＣ３の無線通信部３５とトルクレンチ１の無線通信部１４とをペアリングしてBluetoothによる無線通信を接続する。

図７は、タブレットＰＣ３の動作を示す流れ図である。メニュー画面の「締付作業」ボタンが操作されると、制御部３１が以下の処理を実行する。
＜ステップＳ０１＞
作業員が「締付作業」ボタンを操作すると、制御部３１は、図８に示す画面を表示させ、締付作業を開始するか否かを判定する。この画面には、「締付作業を開始しますか？」というメッセージと「開始」ボタンと「戻る」ボタンが表示される。「戻る」ボタンが操作されると、制御部３１は、処理を中止してメニュー画面の表示に戻る。締付作業を開始する場合、作業員は、締付作業を行う防護キャップの位置に移動し、図８に示す画面上で「開始」ボタンを操作する。「開始」ボタンが操作されると（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、制御部３１の処理はステップＳ０２に進む。

＜ステップＳ０２＞
制御部３１は、図９に示す画面を表示させ、位置情報を受信する（位置情報受信手段の一例）。この画面には、「締付作業を行ってください。」というメッセージと「中止」ボタンが表示される。「中止」ボタンが操作されると、制御部３１は、処理を中止してメニュー画面の表示に戻る。締付作業を行う場合、作業員は、締付具にトルクレンチ１のヘッド１３を嵌め込み、締付を行う。前述のとおり、１秒間隔でトルクレンチ１の位置情報がタブレットＰＣ３に送信される。位置情報を受信したならば、制御部３１の処理はステップＳ０３に進む。なお、前述のとおり、トルクが規定値に達するとトルクレンチ１からタブレットＰＣ３に検知信号が送信されるが、位置情報を送信するタイミングと検知信号を送信するタイミングとは無関係である。制御部３１は、検知信号を受信したならば（受信手段の一例）、検知信号の受信を表すフラグをＲＡＭに保持する。なお、防護キャップ１箇所当たり複数の締付具が設けられている場合、締付具毎に検知信号が送信されるから、防護キャップ１箇所当たりの締付具の数と同数のフラグがＲＡＭに保持される。

＜ステップＳ０３＞
制御部３１は、トルクレンチとの距離が決められた範囲内にある締付具を識別する（識別手段の一例）。具体的には、制御部３１は、受信した位置情報が示す位置と作業ＤＢに記録されている各締付具の位置情報が示す位置との距離を計算し、計算した距離が決められた範囲内（例えば、１ｍ以内）である締付具を抽出する。制御部３１は、抽出した締付具の識別情報をＲＡＭに保持する。

＜ステップＳ０４＞
制御部３１は、位置情報を受信する。この位置情報は、ステップＳ０２で受信した位置情報の１０秒後に送信された位置情報である。位置情報を受信したならば、制御部３１の処理はステップＳ０５に進む。

＜ステップＳ０５＞
制御部３１は、ステップＳ０３と同様に、トルクレンチとの距離が決められた範囲内にある締付具を識別する。

＜ステップＳ０６＞
制御部３１は、ステップＳ０３で識別した締付具と、ステップＳ０５で識別した締付具とが同一の締付具であるか否かを、識別情報によって判定する。具体的には、少なくとも１０秒間、トルクレンチが同一の締付具から１ｍ以内に位置していたならば、両者が同一であると判定する。両者が同一である場合（ステップＳ０６：ＹＥＳ）には、制御部３１の処理はステップＳ０７に進み、同一でない場合（ステップＳ０６：ＮＯ）には、制御部３１の処理はステップＳ０４に戻る。

＜ステップＳ０７＞
制御部３１は、検知信号が受信済か否かを判定する。具体的には、検知信号の受信を表すフラグがＲＡＭに保持されている場合には検知信号が受信済であると判定し（ステップＳ０７：ＹＥＳ）、制御部３１の処理はステップＳ０８に進む。フラグがＲＡＭに保持されていない場合には検知信号が受信済でないと判定し（ステップＳ０７：ＮＯ）、ステップＳ０７の判定を繰り返す。なお、防護キャップ１箇所当たり複数の締付具が設けられている場合、防護キャップ１箇所当たりの締付具の数と同数のフラグがＲＡＭに保持されているならば、検知信号が受信済であると判定し、フラグの数が締付具の数に満たないならば、検知信号が受信済でないと判定する。

＜ステップＳ０８＞
制御部３１は、作業結果を作業ＤＢに記録する（記録手段の一例）。具体的には、制御部３１は、ステップＳ０５で識別した締付具の識別情報に対応する「作業結果」を「ＯＫ」に書き換え、この時点の日時を「完了日時」に書き込む。そして、制御部３１は、図１０に示す画面を表示させる。この画面には、「防護キャップｘ締付完了」（ｘは、識別情報）というメッセージと「次へ」ボタンが表示される。「次へ」ボタンが操作されると、制御部３１の処理はステップＳ０１に戻る。次の防護キャップの締付作業を開始する場合、作業員は、締付作業を行う防護キャップの位置に移動し、図８に示す画面上で「開始」ボタンを操作する。これ以降の処理は、前述のとおりである。一方、作業を終了する場合、作業員は、「戻る」ボタンを操作してメニュー画面に戻る。なお、防護キャップ１箇所当たり複数の締付具が設けられている場合、締付具毎の作業結果を作業ＤＢに記録してもよい。また、検知信号を受信する度に、例えば「ｎ個目の締付完了」（ｎ＝１、２、・・・）というメッセージを表示してもよい。

図１１は、作業結果の表示例を示す図である。この画面は、メニュー画面の「作業結果表示」ボタンを操作した場合に表示される。画面には、締付具の識別情報を示すアイコンが並べて表示され、作業ＤＢの「作業結果」が「ＯＫ」の識別情報に対応するアイコンが青色、「ＮＧ」の識別情報に対応するアイコンが黄色というように、色を異ならせて表示される（表示手段の一例）。

本実施形態によれば、トルクレンチで締め付ける締付具を識別するための作業を行わなくても締付具を識別することができる。また、トルクレンチと締付具との距離が決められた範囲内にある状態が決められた期間以上継続したことを確認するように構成されているから、決められた期間以上継続したことを確認しない構成と比べて、締付具の識別の確実性を高めることができる。

＜変形例＞
上記の実施形態を次のように変形してもよい。
＜変形例１＞
上記の実施形態では、トルクレンチ１の位置情報を取得してトルクレンチ１との距離が決められた範囲内にある締付具を識別する例を示したが、他の構成によって締付具を識別してもよい。例えば、締付具の識別情報を記憶させたＲＦＩＤタグを防護キャップに取り付けておき、トルクレンチ１のヘッド１３に取り付けたタグリーダによってＲＦＩＤタグから識別情報を読み取ることによって締付具を識別するようにしてもよい。この場合、ＲＦＩＤタグとタグリーダとの通信可能範囲が例えば１ｍとなるように、タグリーダの電波の強度を調整する。この構成によれば、トルクレンチ１との距離が決められた範囲内（１ｍ以内）にある締付具が識別される。なお、パッシブタグの場合は、通信可能範囲が数センチメートル程度であるから、トルクレンチと締付具との距離の判定は不要となる。

＜変形例２＞
図１２は、変形例の流れ図である。この例は、実施形態の流れ図（図７参照）のステップＳ０７とステップＳ０８の間にステップＳ１１乃至Ｓ１３を追加したものである。
ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３の内容は、それぞれステップＳ０４、Ｓ０５、Ｓ０６と同じである。具体的には、検知信号が受信済であると判定した場合（ステップＳ０７：ＹＥＳ）に、再度、位置情報を受信して締付具を識別し（ステップＳ１１、Ｓ１２）、この締付具がステップＳ０５で識別した締付具と同一である場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）に、作業結果を作業ＤＢに記録する（ステップＳ０８）。つまり、この構成では、トルクレンチと締付具との距離が決められた範囲内にある状態が決められた期間以上継続し、且つ、当該期間内に受信手段によって検知信号を受信した場合に、この締付具を示す識別情報と検知信号が示す結果とを関連付けて表示する（表示手段の一例）。この構成によれば、検知信号が受信済であると判定した後、締付具が同一であることを確認しない構成と比べて、締付具の識別の確実性を高めることができる。

＜変形例３＞
実施形態の流れ図（図７参照）のステップＳ０４乃至Ｓ０６を省略してもよい。つまり、この構成では、送信手段によって送信された検知信号を受信し（受信手段の一例）、トルクレンチとの距離が決められた範囲内にある締付具を識別し（識別手段の一例）、識別手段が識別した締付具を示す識別情報と、受信手段により受信した検知信号が示す結果と、を関連付けて表示する（表示手段の一例）。

＜変形例４＞
上記の実施形態では、表示装置の一例としてタブレットＰＣを例示したが、表示装置はノートＰＣやスマートフォンなどでもよい。
上記の管理システムのアプリケーションプログラムを、光記録媒体、半導体メモリ等、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供し、この記録媒体からプログラムを読み取って情報収集装置にインストールするようにしてもよい。また、このプログラムを電気通信回線で提供してもよい。

１トルクレンチ、１１把持部、１２軸、１３ヘッド、１４無線通信部、１５位置情報取得部、１６トルク測定部、２０データ処理部、２１制御部、２２記憶部、２３表示部、２４操作部、３タブレットＰＣ、３１制御部、３２記憶部、３３表示部、３４操作部、３５無線通信部、３６外部Ｉ／Ｆ部、５ＵＳＢメモリ、６ＰＣ

Claims

作業員が、互いに間隔を空けて配置された複数の対象物の各々の位置に順次移動し、移動した位置の対象物に対し締付具による締め付けを行う締付作業における締め忘れを防止するための締め忘れ防止システムであって、
前記作業員が対象物に対する締め付けに用いるトルクレンチと、表示装置とを備え、
前記トルクレンチは、
締付具を締め付けたときのトルクが規定値に達したことを検知する規定トルク検知手段と、
ＧＮＳＳの航法衛星から信号を受信し、当該信号に基づいて自装置の位置を計算することにより位置情報を取得する取得手段と、
前記取得手段が位置情報を取得すると当該位置情報を前記表示装置に送信し、前記トルクが前記規定値に達したことを前記規定トルク検知手段が検知すると検知信号を前記表示装置に送信する送信手段と
を有し、
前記表示装置は、
前記締付作業を開始した後に前記トルクレンチから送信される位置情報と検知信号を受信する受信手段と、
互いに異なる位置にある複数の対象物の各々について、当該対象物を締め付けるための締付具の位置情報を記憶する記憶手段と、
前記受信手段が受信した前記トルクレンチの位置情報と、前記記憶手段が記憶している締付具の位置情報とに基づいて、前記トルクレンチとの距離が決められた範囲内にある締付具を識別する識別手段と、
前記受信手段が受信した第１の位置情報に基づき前記識別手段が識別した締付具と、前記第１の位置情報の所定時間後に前記受信手段が受信した第２の位置情報に基づき前記識別手段が識別した締付具とが同一であり、かつ、対象物を締め付けるための締付具の数と同数の検知信号を受信済と判定した場合に、当該対象物の締付作業が完了したことを表示する表示手段と
を有する
締め忘れ防止システム。