(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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
。
【発明の効果】
【0007】
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。
【発明を実施するための形態】
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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)。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
<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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
<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。
【0021】
<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。
【0022】
<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。
【0023】
<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。
【0024】
<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。
【0025】
<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。
【0026】
<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。
【0027】
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)。
【0028】
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。
【0029】
<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。
【0030】
<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。
【0031】
<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)。
【0032】
<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。