JP7125731B2 - センサ付き隙間ゲージおよびこれを用いた締め付け確認用システム - Google Patents

Description

この発明は、おねじ部材とめねじ部材を相対回転して締結する継手の締め付け確認用のセンサ付き隙間ゲージおよびこれを用いた締め付け確認用システム関する。

互いに連通する流体通路を有している第１および第２の管状継手部材を備えている管継手において、継手部材同士は、適宜なねじ手段で締め付けられるが、このねじ手段として、第１および第２の継手部材のいずれか一方におねじ部が形成され、継手部材のおねじ部にねじ合わされた袋ナットによって、両継手部材が結合されるものや、第１および第２の継手部材がいずれもおねじ部が形成されていないスリーブとされ、別体とされたおねじ部材と袋ナットとによって、両継手部材が結合されるものが知られている（特許文献１）。

このような管継手は、配管を多く有する装置やプラントにおいては、非常に多く使用されており、管継手を適切に締め付ける作業は、設備製造やプラント現場で通常なされる。

管継手を適切に締め付ける作業は定められた仕様に基づいて行われ、作業者当人、あるいは別の作業者が適切に締め付けられているかを確認する必要がある。

特開２０１０－９６３２９号公報

適切に締め付けられているかを確認する作業については、数多くの管継手に対して一点ずつ行うことになり、労力を要するとともに、確認漏れが発生する可能性がある。

この発明の目的は、数多くの管継手の締め付けが適切に行われていることの確認を漏れなく容易に行うことができるセンサ付き隙間ゲージおよびこれを用いた継手の締め付け確認用システムを提供することである。

本発明（１）は、おねじ部材とめねじ部材を相対回転して締結する継手の締め付け確認用の隙間ゲージであって、先端に凹部を有するゲージ本体と、前記凹部の開口縁部の少なくとも一方に設けられた第１センサと、前記凹部の基端部に設けられた第２センサと、を有し、前記凹部の開口幅は、前記おねじ部材のおねじ部の直径よりも大きく、前記ゲージ本体の厚みは、前記おねじ部材と対向する前記めねじ部材の間の許容される最大の距離より小さくなっているセンサ付き隙間ゲージである。

継手を締結するためのおねじ部材とめねじ部材を相対回転すると、おねじ部材と対向するめねじ部材の間の距離は狭まり、ある一定値以下になると必要な締め付けが行われたと判定される。

センサ付き隙間ゲージの厚みを、適切な締め付けが行われたと判定されるある上限の厚みにしておくことで、締め付けが不十分な場合には、おねじ部材と対向するめねじ部材の間に隙間ゲージが入って、凹部の基端部に設けられた第２センサが反応する。

締め付けが十分な場合には、おねじ部材と対向するめねじ部材の間に隙間ゲージを挿入することができず、凹部の開口縁部の片方および／又は両方に設けられた第１センサが反応する。

隙間ゲージに備えられたいずれのセンサが反応したかによって、継手の締め付けが適切に行われたか否かの判定を簡便に行うことができる。

本発明（２）は、前記凹部の左右縁部のいずれか一方に突出部を有し、前記突出部の厚みは、前記おねじ部材と対向する前記めねじ部材の間の許容される最小の距離より大きくなっていることを特徴とする本発明（１）に記載のセンサ付き隙間ゲージである。

本発明（２）の突出部の厚みは、前記おねじ部材と対向する前記めねじ部材の間の許容される最小の距離より大きくなっていることにより、この突出部が止まりゲージの役割を果たすので、第１センサは反応せず、継手の締め付けが締め過ぎであることがわかる。

本発明（３）は、前記突出部の先端部に第３センサが設けられていることを特徴とする本発明（２）に記載のセンサ付き隙間ゲージである。

継手を締め過ぎると、おねじ部材と対向するめねじ部材の間の距離が一定以下に小さくなり、その上限値に突出部の厚みを設定することによって、締め過ぎの場合に第３センサが反応して継手が締め過ぎであることを検知することができる。

本発明（４）は、前記センサが、ひずみゲージまたは圧力センサであることを特徴とする本発明（１）～（３）に記載のセンサ付き隙間ゲージである。

センサ付き隙間ゲージをひずみゲージまたは圧力センサとすることによって、隙間ゲージを継手に押し当てた時に発生するひずみまたは圧力を信号として容易に取り出すことが可能となる。

本発明（５）は、本発明（１）～本発明（４）のセンサ付き隙間ゲージを有する継手の締め付け確認用システムであって、前記センサからの信号を受信する受信部と、前記センサから受信した信号により合否を判定する判定部と、前記判定部で判定された結果を記憶する記憶部と、を有することを特徴とする締め付け確認用システムである。

センサ付き隙間ゲージのセンサ信号をシステムの受信部が受信し、締め付け合格か否かは、受信された信号がどのセンサから送られてきたかを識別することによって容易に判別することができる。

判別された判定結果を記憶部に記憶させ、設備やプラント全体の継手と照合することによって容易に漏れなく点検することができる。

本発明（６）は、継手情報を有する電子タグが前記継手に備えられ、前記電子タグからの信号を、前記受信部が受信することを特徴とする本発明（５）に記載の締め付け確認用システムである。

設備やプラント等に備えられている個々の継手にその継手を特定するための番号、仕様、製造日等、その継手の情報を付与した電子タグをつけておけば、センサからの信号および電子タグからの継手の情報を同時に、受信部が取り込むことができるので、設備やプラント全体の継手との照合を自動で行うことができる。

本発明（７）は、前記電子タグがＲＦＩＤであることを特徴とする本発明（６）に記載の締め付け確認用システムである。

ＲＦＩＤを用いることによって、ＲＦＩＤに埋め込まれた継手の情報を、無線通信を利用して通信部が簡便に受信することができる。

本発明（８）は、継手の締め付けが不合格である場合、または締め付け確認漏れがある場合に警告を行うことを特徴とする本発明（５）～（７）に記載の締め付け確認用システムである。

継手の締め付けが不合格である場合とは、第２センサまたは第３センサが反応して通信部がその信号を検知した場合である。

本発明（８）のシステムは、合否信号をＲＦＩＤ等の電子タグからの情報と紐づけし、どの継手の締め付けが不十分であるとの警告や、どの継手の締め付け確認が行われていない等の警告を容易に行うことができる。

この発明のセンサ付き隙間ゲージによると、目視によらず継手の締め付けが適切に行われたかどうかの確認を容易にすることができる。

図１は、この発明によるセンサ付き隙間ゲージの実施例１を示す斜視図である。 図２は、この発明によるセンサ付き隙間ゲージの実施例２を示す斜視図である。 図３は、一般的な管継手の締め付け前の斜視図である。 図４は、図３の管継手を締め付けた後の管継手の斜視図である。 図５Ａは、締め付けが不十分な場合の管継手を実施例１のセンサ付きゲージで検査している模式図であり、図５Ｂは、締め付けが適正な場合の管継手を実施例１のセンサ付きゲージで検査している模式図であり、図５Ｃは、締め付けが締め過ぎの場合の管継手を実施例２のセンサ付きゲージで検査している模式図である。 図６は、この発明による締め付け確認用システムの１実施形態を示す模式図である。 図７は、実施例１のセンサ付き隙間ゲージを用いて、締め付け合格か否かを判断する際のフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等および各種製造条件は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。また、便宜的に図面上での方向によって部材等の方向を上下左右と指称することがあるが、これらは本発明の実施あるいは使用の際の部材等の方向を限定するものではない。

図１に示すように、実施例１によるセンサ付き隙間ゲージ1は、ゲージ本体10の先端に略半円形の切欠かれた凹部があり、その凹部面13の基端のほぼ中央に第２センサ22が埋め込まれ、第２センサはわずかに凹部面13より突出している。

凹部の開口縁部の右上部と左上部に第１センサ21が埋め込まれ、右側の第１センサ21は、わずかに右正面11より突出し、左側の第１センサ21は、わずかに左正面12より突出している。

この実施例１では、凹部は略半円形で切り欠かれているが、矩形形状等で切り欠かれていてもよい。

第２センサ22はゲージ本体10の内部に貫通した信号線通路（図示せず）を通る中央信号線26とつながり、中央信号線26は、ゲージ本体10の背面（図示せず）から出ている。

右側の第１センサ21はゲージ本体10の内部に貫通した信号線通路（図示せず）を通る右信号線24とつながり、右信号線24は、ゲージ本体10の右側面（図示せず）から出ている。

左側の第１センサ21はゲージ本体10の内部に貫通した信号線通路（図示せず）を通る左信号線25とつながり、左信号線25は、ゲージ本体10の左側面から出ている。

中央信号線26、右信号線24および左信号線25が信号線束27となって送受信機30とつながっている。

図２に示すように、実施例２によるセンサ付き隙間ゲージ1は、ゲージ本体10の先端に略半円形の切欠かれた凹部があり、その凹部面13の基端のほぼ中央に第２センサ22が埋め込まれ、第２センサは凹部面13よりもわずかに突出している。

凹部の開口縁部の右上側に第１センサ21が埋め込まれ、第１センサ21は、右正面11よりもわずかに突出している。

凹部の左縁部に突出部29を有し、突出部29の先端部に第３センサ23が埋め込まれ、第３センサ23は、左正面12よりもわずかに突出している。

第１センサ21、第２センサ22および第３センサ23から送受信機30へ信号を送る信号線に関しては、実施例１と同様なので説明を省略する。

センサを埋め込む方法は、センサを取り付けるゲージ本体10に凹所を設け、その中にセンサを設置して接着剤等を用いて埋め込む方法、凹所にセンサを圧入嵌合する方法、ロウ付けによる方法、粉末冶金焼結による方法などの種々の方法によっておこなうことができるが、それらに限定されることはない。

ゲージ本体10に埋め込まれた第１センサ21、第２センサ22および第３センサ23は有線で送受信機30とつながっているが、有線で信号を送信するものに限定されるものではなく、これらのセンサから直接に無線で送受信機30に送信されてもよい。

図３は、継手の実施例の一つである、管継手4の締め付け前の斜視図であり、管継手4は、第1継手部材41と、第２継手部材42と、おねじ44とめねじ45を有している。

図３では、まだ締め付けが行われていないので、おねじ44のおねじ部44aが露出し見える状態である。

おねじ44とめねじ45を相対回転させて締め付けた後の状態の斜視図が図４である。

おねじ部材44とめねじ部材45の対向面間の距離は、図３に比べて図４では狭くなっている。

図５は、締め付け前の管継手4（図５Ａ）および締め付け後の管継手4（図５Ｂ）に実施例１のセンサ付き隙間ゲージ1を用いて点検をしている模式図並びに締め過ぎた管継手4（図５Ｃ)に実施例２のセンサ付き隙間ゲージ1を用いて点検をしている模式図を示している。

図５Ａでは、締め付けが不十分であるので、おねじ部材44とめねじ部材45の対向面間隔がゲージ本体10の厚みよりも大きいため、センサ付き隙間ゲージ1の第２センサ22とおねじ部材44とが接触して、第２センサ22が反応する。

図５Ｂでは、締め付けが適正であるので、ねじ部材44とめねじ部材45の対向面間隔がゲージ本体10の厚みよりも小さくなるため、センサ付き隙間ゲージ1の第１センサ21とおねじ部材44とが接触して、第１センサ21が反応する。

図５Ｃでは、締め付けが締め過ぎであるので、ねじ部材44とめねじ部材45の対向面間隔が突出部29の厚みよりも小さくなるため、センサ付き隙間ゲージ1の第３センサ23とおねじ部材44とが接触して、第３センサ23が反応する。

図６は、センサ付き隙間ゲージ1を用いた締め付け確認用システムの１実施例を示す模式図である。

設備やプラントに備え付けられる数多くの管継手のうちの１つを図示しているが、図示した管継手には、その識別番号が書き込まれた電子タグの一つであるＲＦＩＤ28が取り付けられている。

このＲＦＩＤは電池を内蔵したアクティブタイプでもよく、電池を内蔵していないパッシブタイプでも良い。ＲＦＩＤがパッシブタイプの場合は、送受信機30から電波でＲＦＩＤに電源供給を行ってＲＦＩＤの電力とすることができる。

ＲＦＩＤ28から無線で送受信機30に向けて管継手4の識別番号が送られ、その識別番号は受信部32の受信アンテナ31で受信され、判定部33に一旦格納される。

次に、センサ付き隙間ゲージ1のセンサからの信号が信号線束27を経由して受信部32に入って、判定部33に送られる。

判定部33では、センサ付き隙間ゲージ1からの信号が、合格信号なのか不合格信号なのか判定して、識別番号と対になって記憶部34に保存される。

この対となった情報は、送受信機30の表示部（図示せず）に表示させて確認することができる。

さらに、締め付け確認用システムは、この対となった情報を発信部35に送り、発信アンテナ36からインターネットネットワーク37に電波発信して、集中管理サーバ38に送ることができる。

集中管理サーバ38は、設備やプラントの全継手の識別管理が行われており、点検漏れや締め付けが適切でない継手を即座に発見して、警告を発することができる。

図７は、実施例１のセンサ付き隙間ゲージで継手を締め付ける際の適切な締め付けを判断する検査のフローチャートである。

まず、継手のおねじ部材とめねじ部材間の隙間に実施例１のセンサ付き隙間ゲージが押し当てられる。（Ｓ１）
隙間ゲージが押し当てられたとき、第１センサが規定時間（例えば１～２秒）反応し第２センサが反応しない、第１センサが反応後第２センサが反応する、第１センサが反応せず第２センサが反応する、の３通りの結果が検出される。なお、第１センサが反応し、規定時間（例えば１～２秒）経過せずに反応がなくなった場合は検査が行われたと認められない。（Ｓ２）
第１センサが規定時間（例えば１～２秒）反応し第２センサが反応しない場合は合格と判断され、第１センサが反応後第２センサが反応する、あるいは第１センサが反応せず第２センサが反応する場合は不合格と判断される。（Ｓ３）
その後、継手の締め付けが合格か不合格かを、電子タグで識別される継手情報と対にして記録がなされる。（Ｓ４）。

１ :センサ付き隙間ゲージ
４ ：管継手
１０：ゲージ本体
１１：右正面
１２：左正面
１３：凹部面
２１：第１センサ
２２：第２センサ
２３：第３センサ
２４：右信号線
２５：左信号線
２６：中央信号線
２７：信号線束
３０：送受信機
３１：受信アンテナ
３２：受信部
３３：判定部
３４：記憶部
３５：発信部
３６：発信アンテナ
３７：インターネットネットワーク
３８：集中管理サーバ
４１：第１継手部材
４２：第２継手部材
４４：おねじ部材
４４ａ：おねじ部
４５：めねじ部材

Claims (8)

1. おねじ部材とめねじ部材を相対回転して締結する継手の締め付け確認用の隙間ゲージであって、
   先端に凹部を有するゲージ本体と、
   前記凹部の開口縁部の少なくとも一方に設けられた第１センサと、
   前記凹部の基端部に設けられた第２センサと、
   を有し、
   前記凹部の開口幅は、前記おねじ部材のおねじ部の直径よりも大きく、
   前記ゲージ本体の厚みは、前記おねじ部材と対向する前記めねじ部材の間の許容される最大の距離より小さくなっているセンサ付き隙間ゲージ。
2. 前記凹部の左右縁部のいずれか一方に突出部を有し、
   前記突出部の厚みは、前記おねじ部材と対向する前記めねじ部材の間の許容される最小の距離より大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載のセンサ付き隙間ゲージ。
3. 前記突出部の先端部に第３のセンサが設けられていることを特徴とする請求項２に記載のセンサ付き隙間ゲージ。
4. 前記センサは、ひずみゲージまたは圧力センサであることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のセンサ付き隙間ゲージ。
5. 請求項１～４のいずれか一項に記載のセンサ付き隙間ゲージを有する継手の締め付け確認用システムであって、
   前記センサからの信号を受信する受信部と、
   前記センサから受信した信号より合否を判定する判定部と、
   前記判定部で判定された結果を記憶する記憶部と、
   を有することを特徴とする締め付け確認用システム。
6. 継手情報を有する電子タグが前記継手に備えられ、前記電子タグからの信号を、前記受信部が受信することを特徴とする請求項５に記載の締め付け確認用システム。
7. 前記電子タグがＲＦＩＤであることを特徴とする請求項６に記載の締め付け確認用システム。
8. 継手の締め付けが不合格である場合、または締め付け確認漏れがある場合に警告を行うことを特徴とする請求項５～７のいずれか一項に記載の締め付け確認用システム。

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