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

 図1は本発明の実施形態にかかる、トレー サビリティのとれるトルク工具装置の概略図 である。本実施形態のトルク工具装置は、ボ ルトやナット等の締結部材(以下、ボルトを� �にして説明する。)の締付けを行うトルク工� ��であるトルクレンチ1と、トルクレンチ1と� �間でボルトの締付け完了を示す信号などの� �報を無線通信で送受信する締付情報処理端� �(以下、処理端末とする)20とで構成される。� ��2はトルクレンチ1の有するトルクレンチ回� �部の回路図であり、図3は処理端末20の回路� �である。

 本実施形態のトルク工具装置は、トルク� ��ンチ1によりボルトを締付けると、締付け完 了を示す信号と、トルクレンチ1に固有の製� �番号と、を含む信号を処理端末20に送信する ことにより、ボルトの締付け完了信号をトル クレンチに固有の製造番号と共に記録するこ とができるようにしたトルク工具装置である 。処理端末20からコンピュータなどに出力さ� ��た締付け完了信号は、トルクレンチ1に固有 の番号である製造番号と共に記録することが 可能となるので、記録された締付け完了信号 が、どのトルクレンチ1の締付けを示すデー� �なのかを確実に特定することができる。こ� �によって、締付けたボルトのデータからト� �クレンチ1が特定され、さらにトルクレンチ1 からトルクの国家標準までトレーサビリティ を確保することができるようになる。

 また、トルクレンチ1と処理端末20との間� ��無線通信の信号にトルクレンチに固有の製� ��番号が含まれるので、製造番号がトルクレ� ��チと処理端末間で送受信される電波の識別� ��号となり、混信を防ぐことができる。

 ここで、トルクレンチ1が製造番号ととも に送信する締付け完了信号は、トルクレンチ 1によりボルトの締付けが行われたことを示� �信号であれば何でもよい。例えば、トルク� �ンチ1により締付けを開始した後に、締付け� ��解除を検知して出力するようにした信号で� ��よい。また、ボルトを締付けるトルクを電� ��的に測定し、その測定したトルク値を記録� ��るために処理端末に送信するようなトルク� ��ンチの場合には、その測定したトルク値の� ��号を締付け完了信号としてもよい。本実施� ��態においては、トルクレンチ1に取付けた歪 ゲージ12を用いてボルトを締付けるトルクを� ��定し、締付けを解除するまでに測定した最� ��のトルク値(以下、測定トルク値とする)を� �処理端末20に締付け完了信号として送信する 場合について説明する。

 次に、図2に示すトルクレンチ1のトルク� �ンチ回路部の構成について説明する。トル� �レンチ回路部は、この回路全体を制御するCP U9と、アンテナ5と無線モジュール8(およびCPU9 )からなる第1の無線通信手段とを有している� ��さらに、トルクレンチ回路部は、締付け完� ��信号の識別番号として送受信する製造番号� ��記憶する識別番号メモリ10を有している。

 また、本実施形態のトルクレンチ1は、歪 ゲージ12とCPU9とで構成されるトルク測定手段 と、測定したトルク値を表示する液晶表示部 4と、測定トルク値が予め設定した設定トル� �値の範囲内であったか否かを点灯表示する� �否LED6とを有している。

 トルク測定手段は、歪ゲージ12がボルト� �締付けの際にトルクレンチ1に生じる歪みを� ��圧の変化で検知し、その電圧の変化をCPU9が トルク値に変換することによりトルクの測定 を行う。

 合否LED6は、上述のように、後述する処理 端末20に送信した測定トルク値が、処理端末2 0が合格と判定するよう予め設定されたトル� �値(以下、設定トルク値とする)の範囲内であ るか否かの合否判定を行い、その結果をトル クレンチ1に送信する処理を行う場合に、結� �を点灯表示する手段である。つまり、処理� �末20から合否判定結果をトルクレンチ1が受� �した場合には、その合否判定結果に応じて� �否LED6を点灯する。例えば、合否LED6を緑色LED と赤色LEDとで構成すれば、作業者は緑色LEDが 点灯すれば合格、赤色LEDが点灯すれば不合格 というように、視覚的に締付け作業の合否判 定結果を確認できる。

 なお、CPU9は電源電池の電圧(動作範囲2.0~3 .0V)を電圧検出器により検出しており、前記� �源電池の電圧を昇圧回路により昇圧(5V)してC PU9および無線モジュール8に給電し、電源制� �器により制御された電圧を各増幅回路およ� �歪ゲージ12に給電している。なお、歪ゲージ 12で検出した信号は、前記増幅回路にて増幅� ��れてCPU9に入力される。電源電池は、充電ジ ャックに接続する電源により充電することが できる。

 次に、図3に示す処理端末20の構成を説明� ��る。処理端末20は、トルクレンチ1からボル� ��の締付けに関する信号を受信するアンテナ2 2と無線モジュール24(およびCPU25)からなる第2� ��無線通信手段と、各構成機器の制御や受信� ��たトルク値の合否判定処理を行うCPU25と、� �ルクレンチ1の製造番号や合格と判定する設� ��トルク値(の範囲)を記憶するメモリ26とを有 している。

 CPU25は、第2の無線通信手段を介してトル� ��レンチ1から締付け完了信号としての測定ト ルク値と製造番号を含む信号を受信すると、 受信した製造番号とメモリ26に記憶された製� ��番号とが一致しているか否かを判別する。� ��致している場合には、測定トルク値などを� ��録するために接続された外部接続機器30に� �受信した情報を送信する処理や、必要な場� �には受信した測定トルク値の合否判定など� �行う。一方、製造番号が一致しない場合に� �、受信した信号に対して処理を行わない。

 処理端末20は、コンピュータ等の外部接� �機器30とドライバ28を介して接続され、トル� ��レンチ1から受信した測定トルク値および製 造番号などの受信情報を、外部接続機器30に� ��力することができる。また、処理端末20の� �源としては、ACアダプタ29を使用している。

 以上の本実施形態に係るトルク工具装置� ��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、識 別番号メモリ10から読み出されたトルクレン� ��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が、� ��ルクレンチ1の無線通信手段(アンテナ5、無� ��モジュール8など)を介して処理端末20に対し て送信される。このとき、使用する周波数と しては、例えば、2.4GHzの周波数帯の電波を使 用することができる。処理端末20は、無線通� ��手段(アンテナ22、無線モジュール24)を介し� ��測定トルク値とその製造番号を受信すると� ��製造番号とメモリ26に記録した製造番号と� �一致した場合には、測定トルク値を、パソ� �ン(PC)やプログラマブルコントローラ(PLC)な� �により構成される情報管理用の外部接続機� �30に転送する。外部接続機器30は製造番号と� ��定トルク値とを、その締付けを行ったボル� ��等の締結部材の情報(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� �する。これにより、複数のトルクレンチの� �報がひとつの外部接続機器30により管理され ても、トルクレンチの製造番号ごとに、測定 トルク値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。そし て、締付けられたボルトからトルクレンチ1� �特定することが可能となる。

 さらに、処理端末20が受信した測定トル� �値について上述の合否判定を行う場合には� �CPU25はメモリ26から設定トルク値を読み出し� ��、測定トルク値がその設定トルク値の範囲� ��であるか否かの判定を行う。ここで、設定� ��ルク値は、対象のボルトを締付けるために� ��求されるトルク値の範囲であり、CPU25は、� �定トルク値が設定トルク値の範囲内である� �判断した場合には合格と判定する。このよ� �に、処理端末20において合否判定を行う場合 には、その合否判定結果を測定トルク値およ び製造番号と共に外部接続機器30に出力して� ��録する。さらに、その合否判定結果を無線� ��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� �果を、ケース2に配置された合否LED6のいずれ かを点灯して作業者に報知する。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。なお、合否判定を行ってト ルクレンチ1の合否LED6を点灯する場合には、� ��理端末20は合否判定結果をトルクレンチ1に� ��信するが、その際にも合否判定結果ととも� ��トルクレンチ1の製造番号を送信する。トル クレンチ1のCPU9は識別番号メモリ10から自機� �製造番号を読み出して、受信した製造番号� �一致するか判別する。製造番号が一致する� �合には、合否判定結果に応じて合否LED6を点� ��する。一致しない場合には合否LED6の点灯は 行わない。

 なお、上述のように、本実施形態におい� ��は、締付け完了信号として締め付けが解除� ��れるまでに測定された測定トルク値を送信� ��ているが、ボルトを締め付ける際にトルク� ��測定を行わない場合には、記録される締付� ��に関するデータはそのボルトの締付完了を� ��すデータのみとなる。つまり、トルク測定� ��行わない場合には、ボルトを締付けると、� ��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に送信する。そして、処� ��端末20が信号を受信した後、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� �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� ��ータの送受信、および処理端末20から外部� �力機器へのデータの送信、記録の流れを図4� ��示すタイミングチャートに基づいて説明す� ��。

(時刻T1)トルクレンチ1を用いてボルトを締付� ��ると、ボルトを締付けるトルク値が測定さ� ��る。
(時刻T2)時刻T1にて測定された測定トルク値を 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。
(時刻T3)・(時刻T4)処理端末20はデータを受信� �ると、測定トルク値が予め設定された設定� �ルク値の範囲内であるか否かの合否判定等� �行う。
(時刻T5)合否判定の結果をトルクレンチ1に送� ��する。
(時刻T6)製造番号と測定トルク値などを含む� �付けに関するデータと合否結果を外部接続� �器30に出力する。
(時刻T7)外部接続機器30は時刻T6で送信された� ��記データを受信し、(時刻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� �のボルトの締付けを行なったか特定できる� �うに、トルクレンチ1が締付けるボルトを予� ��決めておくなどした上で、そのボルト情報� ��製造番号および締付けに関するデータを対� ��させて記録する。
(時刻T9)・(時刻T10)トルクレンチ1は受信した� �否判定結果に応じて、トルクレンチ1の合否� ��定結果報知手段であるLED6の点灯を行う。

 なお、上記時刻T4において合否判定を行� �ているが、合否判定が必要ない場合には省� �することが可能である。その場合トルクレ� �チ1への合否結果の送信、時刻T10での合否結� ��の報知、および時刻T8における外部接続機� �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、� �付けの際にトルクの測定も行わない場合に� �、測定トルク値を処理端末20に送信する代わ りに、一回のボルトの締付けが完了したらボ ルトの締付け完了信号を送信するようにする 。そして、外部接続機器30には締付けた事実� ��関するデータ(日付、時刻など)のみが記録� �れる。

 以上のような構成によれば、例えば、自� ��車を組み立てる工場でのラインにおける流� ��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 トの締付けが割り当てられているとする。そ の場合に、外部接続機器30にその割り当てに� ��いてのボルト情報(製造番号ABCDのトルクレ� �チがNo.00Xのボルトを締結する旨)を登録して� ��いて、処理端末20から製造番号ABCDのトルク� ��ンチの当該製造番号と締付け完了信号ある� ��は測定トルク値などの締付けデータを受信� ��ると、その締付けデータをボルト情報とセ� ��トで記録するようにする。これによって、� ��からでもこのNo.00Xのボルトはどのトルクレ� ��チで締付けられたのか確認することができ� ��。そして、No.00Xのボルトが製造番号ABCDのト ルクレンチで締付けられ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� �号を測定トルク値又は締付け完了信号と共� �処理端末20に送信し、外部接続機器30に記録� ��ている。製造番号は、必ずトルクレンチ一� ��につき一つの番号が付されるものであるか� ��、他のトルクレンチと番号が重複すること� ��ないし、他の番号に変更されたり偽装され� ��りするおそれも無い。そのため、製造番号� ��ら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、ト レーサビリティ体系の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� �ートに基づいて説明する。

 まず、新しいトルクレンチ1の選定を行い 、選定された製造番号ABCDのトルクレンチを� �場等に入荷する(ST101、ST102)。

 次にST103において受入検査を行い、製造� �号ABCDのトルクレンチが正常に動作するもの� ��あり、受け入れることができるとの検査結� ��が得られると(Good)、データ管理用の外部出� ��機器30、あるいは、トルクレンチ1等の工具� ��管理するための端末等がある場合にはその� ��具管理用端末のデータベース等に、トルク� ��ンチ1の製造番号と上記受け入れ検査の検査 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� �チ1が、品質の低いものである等の理由で受� ��入れられないとの検査結果がなされた場合� ��は、トルクレンチ1をメーカーへ返却し、正 常な別のトルクレンチと交換するか、返却さ れたトルクレンチ1を修理して、ST104にて上記 と同様に製造番号等を登録する。

 トルクレンチ1は、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� ��の製造番号の登録完了により、以後締付け� ��業に用いられる。そして、締付け作業を行� ��と、図4に示す処理の流れに従って、登録さ れた製造番号ごとに測定トルク値又は締付け 完了信号をデータ管理用の外部出力機器30に� ��録する(ST105)。締付け作業終了後、日常点検 として、トレーサビリティ体系においてトル クレンチ1の一つ上の階層に位置する簡便な� �ルクレンチ検査機を用いて、トルクレンチ1� ��適正なトルクで締付けできるか否かを点検� ��る(ST106)。日常点検にてトルクレンチ1が適� �なトルクを示していることが確認された場� �(Good)は、締付け作業に再び使用する。一方� �点検にて適正に測定ができない(NG)と認定さ� ��た場合には、トルクレンチ1の修理、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� ��付けできると認定された場合(Good)には、そ� ��トルクレンチ1の製造番号とともに、NGと判� ��された際のトルク検査機等の情報や、修理� ��調整に関する情報を外部出力機器30または� �具管理用のデータベース等に記録する(ST104)� ��また、修理・調整等を行っても適正な締付� ��が行えない状態が解消できない場合(NG)には 、そのトルクレンチ1は廃棄し(ST109)、廃棄事� ��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� �ば年に一回の間隔でトルクレンチ校正機で� �るトルクレンチテスタによってトルクレン� �1の定期校正を行うようにする(ST108)。トルク レンチテスタは日常点検で使用するトルクレ ンチ検査機よりも、正確にトルクレンチの精 度を測定でき、必要に応じてトルクレンチの 校正を行うことができるものである。このト ルクレンチテスタの校正結果も、上記日常点 検の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 行なわれたかの情報やその校正結果の情報が 登録される。

 これによって、製造番号で特定されるあ� ��トルクレンチ1が、どのトルクレンチ検査機 またはトルクレンチテスタで点検、校正が行 われたかが特定できる。これによって、トル クレンチ1が、図6に示すトルク機器全ての標� ��となる国家標準機関を頂点とするトレーサ� ��リティ体系により、精度が保証されている� ��器によって、調整・校正されていることが� ��証される。従って、本実施形態のトルクレ� ��チ1によれば、そのトルクレンチを用いて締 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、上述したように、本実施形態のト� ��クレンチ1と処理端末20とは、測定トルク値� ��どの締付けに関するデータや製造番号など� ��情報の送受信の際に、例えば、世界各国で� ��通して利用できる周波数帯であるISMバンド� ��一つである、2.4GHz帯の周波数を使用するこ� ��ができる。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。� ��って、測定トルク値に加え、製造番号など� ��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� ��、通信時間が長くなることはない。特に、� ��理端末20において、合否判定を行ってその� �果をトルクレンチ1において報知する場合に� ��、2.4GHz帯の周波数を利用して情報を送受信� ��ているため、合否結果を報知するまでの時� ��が遅くなることは無い。そのため、作業者� ��とっては即座に合否結果を得ることができ� ��。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� ��波数はこれに限られず、迅速な作業を妨げ� ��い程度の通信速度を実現できる周波数帯で� ��ればよい。

 以上より、本実施形態のトルク工具装置� ��よれば、トルクレンチ1は自機に固有の製造 番号を処理端末20に送信しているため、情報� ��理用の外部接続機器30において、製造番号� �対応させて測定トルク値等の締付けデータ� �記録することができる。これにより、締め� �けデータがどのトルクレンチによって締付� �された際に記録されたデータなのかを確実� �特定することができる。また、本実施形態� �トルク工具装置によれば、締付けられたボ� �トがどのトルクレンチによって締付けられ� �のかを特定できるようにしておけば、締付� �られたボルトからトルク機器全ての標準と� �る国家標準機関までのトレーサビリティ体� �を構築することが可能となる。従って、ボ� �トの締付けに問題があった場合に、ボルト� �トルクレンチの製造番号とが対応して記録� �れているデータから、そのボルトを締付け� �トルクレンチを確実に特定できる。