(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
締結部材を回転させることが可能なトルクレンチであって、
前記締付部材を回転させる場合、その締結部材を締結するためのソケットの内部に位置すると共に、前記締結部材に組み込まれているＩＣタグを検出するＩＣタグ検出部と、
前記ソケットが有しているソケット穴に挿入され、前記ソケットを回転させる角ドライブ部とを有し、
前記ＩＣタグ検出部は、前記角ドライブ部に取り付けられている、
ことを特徴とするトルクレンチ。
【請求項２】
請求項１に記載のトルクレンチであって、
前記ＩＣタグ検出部は、
前記ＩＣタグを検出するためのアンテナを有し、前記アンテナが前記角ドライブ部の回転軸上に位置するように構成されていることを特徴とするトルクレンチ。
【請求項３】
請求項２に記載のトルクレンチであって、
前記角ドライブ部の外側面には突起部が設けられていて、
前記突起部は、前記ソケットが有しているソケット穴に前記角ドライブ部が挿入された際に、嵌合によって前記ソケットを取り付けるための部分であり、
前記ソケットにはＩＣタグが設けられており、前記突起部により前記ソケットが前記角ドライブ部に固定された状態となると、前記ＩＣタグ検出部が有するアンテナと前記ソケットに設けられたＩＣタグとの間で相互誘導での電磁結合関係が生じない位置関係になるか、電磁結合関係が生じても前記ソケットのＩＣタグから情報を読み取ることができない程度の感度となる位置関係となり、
その状態で前記ソケットと前記締結部材とを嵌合させると、前記ＩＣタグ検出部のアンテナと前記締結部材に設けられたＩＣタグとの相互誘導での電磁結合関係が生じて、前記締付部材のＩＣタグのみから情報を読み取ることができるように構成されている、
ことを特徴とするトルクレンチ。
【請求項４】
請求項３に記載のトルクレンチであって、
前記角ドライブ部には、前記ＩＣタグ検出部を電気的に接続するためのケーブルを挿通させるための挿通孔が当該角ドライブ部を貫通するように設けられていて、
前記挿通孔のうち前記ＩＣタグ検出部が取り付けられている側の端部には、当該ＩＣタグ検出部が入り込む凹部が設けられていると共に、
前記ＩＣタグ検出部は、バネを介して前記角ドライブ部に取り付けられることで、前記凹部から突出する向きの付勢力が与えられている、
ことを特徴とするトルクレンチ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のトルクレンチであって、
前記ＩＣタグ検出部と接続され、前記ソケットおよび前記締結部材の各識別情報を取得するリーダライタ部と、
前記リーダライタ部で取得した前記ソケットおよび前記締結部材の各識別情報を情報管理サーバへと送信する通信部と、
前記情報管理サーバから送信されてきた情報を表示する表示部と、
を有していることを特徴とするトルクレンチ。
【請求項６】
請求項５に記載のトルクレンチと、
前記トルクレンチの通信部から送信されてきた前記ソケットおよびボルトの各識別情報を受信する受信部と、前記受信部で受信した各識別情報に基づいて所定の作業判定を行う作業判定部と、前記作業判定部の判定結果情報を前記トルクレンチの通信部へと送信する送信部とを有する情報管理サーバと、を有し、
前記情報管理サーバから送信されてきた判定結果が前記表示部に表示されることを特徴とする自動認識システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクレンチおよび自動認識システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、作業記録や検査記録等についての高度なトレーサビリティが求められるようになっている。そのため、たとえば、ボルトにＩＣタグを埋め込み、そのＩＣタグに締結の際のトルク値等を記録させておき、締付不良が発生した場合であっても迅速にトルク値等のデータを取り出して検証できる技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、現場端末でＩＣタグ付ボルトやＩＣタグが組み込まれたトルクレンチから読み取った識別情報を作業データ管理サーバへと送信すると、この作業データ管理サーバが送信情報に基づいた作業手順を提示して、作業支援を行ったり、作業報告書類の作成支援などを行うことが可能となる技術が知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８５３１４号公報
【特許文献２】特許第５０６５８５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示されたトルクレンチは、トルクレンチのヘッド部内へ歪センサーのストレーンゲージを組み込んで、このストレーンゲージとトルクレンチとを信号ケーブル接続した装置であり、ＩＣタグにアクセスするためのリーダライタ装置（特許文献１におけるＩＣタグ読み出し装置９）は、トルクレンチ本体とは別体として構成されている。そのため、トルクレンチでの締結作業とリーダライタによる読み出し作業は、作業者がそれぞれの装置へ持ち替えて行う必要がある。そのため、作業者が装置を持ち替える際の目視移動による目視ミス、各装置による操作ミス等のヒューマンエラーを引き起こしてしまう虞がある。
【０００６】
また、特許文献２に開示された締付け工具は、アンテナが締付け工具のヘッドの外部に配置されているため、ヘッド直下にあるボルトやガスケットのＲＦＩＣタグだけでなく、これ以外のＲＦＩＣタグ（特許文献２におけるＲＦＩＣタグ１０１Ａ，１０１Ｂ、１０１Ｃ）がアンテナの感度領域に入ると誤読する虞がある。
【０００７】
本発明は上記の事情のいずれかにもとづきなされたもので、その目的とするところは、ヒューマンエラーを低減させると共に、目的のＩＣタグの検出をより確実に行うことができるトルクレンチおよび自動認識システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点は、締結部材を回転させることが可能なトルクレンチであって、締付部材を回転させる場合、その締結部材を締結するためのソケットの内部に位置すると共に、締結部材に組み込まれているＩＣタグを検出するＩＣタグ検出部と、を有していることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の側面は、上述の発明において、締結部材の種類に応じたソケットを取り付け可能なトルクレンチであり、ソケットが有しているソケット穴に挿入され、ソケットを回転させる角ドライブ部を有し、ＩＣタグ検出部は、角ドライブ部に取り付けられていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の他の側面は、上述の発明において、ＩＣタグ検出部は、ＩＣタグを検出するためのアンテナを有し、アンテナが角ドライブ部の回転軸上に位置するように構成されていることが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明の他の側面は、上述の発明において、角ドライブ部の外側面には突起部が設けられていて、突起部は、ソケットが有しているソケット穴に角ドライブ部が挿入された際に、嵌合によってソケットを取り付けるための部分であり、ソケットにはＩＣタグが設けられており、突起部によりソケットが角ドライブ部に固定された状態となると、ＩＣタグ検出部が有するアンテナとソケットに設けられたＩＣタグとの間で相互誘導での電磁結合関係が生じない位置関係になるか、電磁結合関係が生じてもソケットのＩＣタグから情報を読み取ることができない程度の感度となる位置関係となり、その状態でソケットと締結部材とを嵌合させると、ＩＣタグ検出部のアンテナと締結部材に設けられたＩＣタグとの相互誘導での電磁結合関係が生じて、締付部材のＩＣタグのみから情報を読み取ることができるように構成されている、ことが好ましい。
【００１２】
また、本発明の他の側面は、上述の発明において、角ドライブ部には、ＩＣタグ検出部を電気的に接続するためのケーブルを挿通させるための挿通孔が当該角ドライブ部を貫通するように設けられていて、挿通孔のうちＩＣタグ検出部が取り付けられている側の端部には、当該ＩＣタグ検出部が入り込む凹部が設けられていると共に、ＩＣタグ検出部は、バネを介して角ドライブ部に取り付けられることで、凹部から突出する向きの付勢力が与えられている、ことが好ましい。
【００１３】
また、本発明の他の側面は、上述の発明において、ＩＣタグ検出部と接続され、ソケットおよび締結部材の各識別情報を取得するリーダライタ部と、リーダライタ部で取得したソケットおよび締結部材の各識別情報を情報管理サーバへと送信する通信部と、情報管理サーバから送信されてきた情報を表示する表示部と、を有することが好ましい。
【００１４】
また、本発明の他の観点は、自動認識システムに関する発明である。すなわち、本発明の自動認識システムは、トルクレンチの通信部から送信されてきたソケットおよびボルトの各識別情報を受信する受信部と、受信部で受信した各識別情報に基づいて所定の作業判定を行う作業判定部と、作業判定部の判定結果情報をトルクレンチの通信部へと送信する送信部とを有する情報管理サーバと、を有し、情報管理サーバから送信されてきた判定結果が表示部に表示されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、ヒューマンエラーを低減させると共に、目的のＩＣタグの検出をより確実に行うことができるトルクレンチおよび自動認識システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態に係る自動認識システム１Ａの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示すトルクレンチ２の外観の一例を示す斜視図である。
【図３】図３は、トルクレンチ２の構成の詳細を示す断面図である。
【図４】図４は、図１に示すＩＣタグ付ボルト４の一例のＩＣタグ付ボルト５１を示す図である。
【図５】図５は、図１に示すＩＣタグ付ボルト４の一例のＩＣタグ付ボルト５２を示す図である。
【図６】図６は、ＩＣタグ検出部１７Ａの検出アンテナ８１と、ソケット３のＩＣタグ３Ａが有するアンテナコイル８２のコイル面Ｃ１と、ＩＣタグ付ボルト４のＩＣタグ４Ａのアンテナコイル８３のコイル面Ｃ２との相互誘導関係について説明するための図である。
【図７】図７は、ＩＣタグ検出部１７Ａのアンテナコイル面と各ＩＣタグ内部のアンテナコイル面との関係に応じた検出感度について説明するための図である。
【図８】図８は、本発明の他の実施の形態に係る自動認識システム１Ｂの構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、図８に示すトルクレンチ２Ｂの外観の一例を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、図８および図９に示すソケット３０ＡにおけるＩＣタグ３Ａの好ましい位置関係について説明するための図である。
【図１１】図１１は、ソケット３０Ａとは異なるタイプのソケット３０ＢにおけるＩＣタグ３Ａの好ましい位置について説明するための図である。
【図１２】図１２は、図１０および図１１のソケット３とトルクレンチ２の操作の状態に応じた電磁相互誘導の関係について説明するための図である。
【図１３】図１３は、異なる複数のソケット９１，９２，９３，９４を一括で検出する概念を示す図である。
【図１４】図１４は、図１３に示す複数のソケット９１，９２，９３，９４を一括で検出する放射電波を説明するための図である。
【図１５】図１５は、他の実施形態を示す自動認識システム１Ｃの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態に係る自動認識システム１Ａおよびトルクレンチ２について、図面に基づいて説明する。しかしながら、本発明の自動認識システムおよびトルクレンチは、以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１８】
＜自動認識システム１Ａの構成について＞
図１は、本発明の一実施の形態に係る自動認識システム１Ａの構成を示すブロック図である。図２は、図１に示すトルクレンチ２の外観の一例を示す斜視図である。
【００１９】
自動認識システム１Ａは、トルクレンチ２と、トルクレンチ２との間でネットワーク５を介して情報の送受信が可能な情報管理サーバ６とを少なくとも有している。そして、これらに加えて、ソケット３と、ＩＣタグ付ボルト４とを自動認識システム１Ａの構成要件としても良い。なお、ソケット３にはこのソケット３を一意に識別する識別情報が記録されたＩＣタグ３Ａが組み込まれており、ＩＣタグ付ボルト４の頭部にはＩＣタグ付ボルト４を一意に識別する識別情報が記録されたＩＣタグ４Ａが組み込まれている。
【００２０】
トルクレンチ２は、ＩＣタグ３Ａ，４Ａに対して情報を読み取ったり書き込んだりするリーダ／ライタ機能、情報管理サーバ６との間で情報の送受信を行う通信機能を備えている。なお、トルクレンチ２の構成の詳細については後述する。
【００２１】
ソケット３は、ＩＣタグ付ボルト４を被締付対象物に固定する際にトルクレンチ２の締付力をＩＣタグ付ボルト４に伝達する際に用いられるものである。なお、このソケット３に組み込まれているＩＣタグ３Ａの位置については後述する。
【００２２】
ソケット３としては、種々のタイプを用いることが可能である。たとえば、ソケット３を貫くように設けられているソケット穴３１（差込角ともいう）の平面形状は、四角形のスクエアタイプ、六角形のヘキサゴンタイプ等、種々のタイプがある。また、ボルトを挿入する口径部３２の平面形状も、六角形となるタイプや、１２角となるタイプ等、種々のタイプがある。さらに、ソケット３の長さによる種々のタイプも存在している。
【００２３】
図２に示すように、ＩＣタグ付ボルト４は、頭部にＩＣタグ４Ａが埋設されている。このＩＣタグ４Ａには、ボルト自体の識別情報が記録されており、トルクレンチ２によって、識別情報が書き込まれたり、読み取ることができる。またＩＣタグ付ボルト４は、ソケット３と嵌合された状態で、金属面を有する被締結対象物（不図示）に固定される。なお、図１において、ソケット３は一つのみ示しているが、ソケット穴３１と、口径部３２のサイズと、口径部３２の形状等のうちの少なくとも１つが異なるものが複数存在している。そして、ＩＣタグ付ボルト４のサイズや形状等に応じて、作業者はソケット３を適宜交換することができる。また、図１のＩＣタグ付ボルト４は、六角ボルトを例としているが、これ以外の形状のボルトとしてもよい。
【００２４】
情報管理サーバ６は、トルクレンチ２の第１通信部１８あるいは第２通信部２０（後述）から供給された情報と、トルクレンチ２、ソケット３、ＩＣタグ付ボルト４それぞれの識別情報とを比較する。そして、情報管理サーバ６は、所定の作業を行う際に正しいトルクレンチ２であるか否か、作業対象であるＩＣタグ付ボルト４であるか否か、トルクレンチ２とソケット３とが正しい組み合わせであるか否かといった判定処理を行って、これらの判定結果を示す情報についてトルクレンチ２の第２通信部２０に対して送信する。
【００２５】
以上のような構成を有する自動認識システム１Ａでは、トルクレンチ２がＩＣタグ付ボルト４およびソケット３を識別し、情報管理サーバ６に問い合わせることにより、ＩＣタグ付ボルト４の種類に応じたソケット３であるか否かを確認し、どのような作業を行うべきかを作業者に対して提示したり、どの程度のトルク値で締結すればよいかなどを提示することが可能となっている。以下、各部について更に詳細に説明する。
【００２６】
＜トルクレンチ２の構成の詳細について＞
次に、トルクレンチ２の構成の詳細について説明する。図１および図２に示すように、トルクレンチ２は、トルクレンチ本体１１と、ヘッド１２とを備えている。なお、トルクレンチ本体１１は、リーダライタ部１７と、第１通信部１８と、表示部１９と、第２通信部２０とを有している。
【００２７】
図３は、トルクレンチ２の構成の詳細を示す断面図である。図３に示すように、トルクレンチ２は、ヘッドピン１２ａを支点として回動するヘッド１２と、トグル１３と、スラスタ１４と、バネ受け１５と、メインスプリング１６と、図示を省略するバネ調整機構と、を備えている。ヘッド１２には、スプリング１２１ａおよびラチェット爪を備えるラチェット回転体１２１ｂを備えるラチェット機構１２１が設けられていて、右回りと左回りのいずれかの方向のみ締付けを可能として迅速に締付けを行うための周知の機構である。なお、ラチェット回転体１２１ｂには、ソケット穴３１に差し込まれる柱状の角ドライブ部１２１ｃが一体的に設けられている。すなわち、角ドライブ部１２１ｃには、筒状のソケット３が装着される。
【００２８】
また、ヘッド１２には、アーム状のヘッドアーム１２２が設けられていて、そのヘッドアーム１２２のラチェット機構１２１側の位置で、上述したヘッドピン１２ａを支点に回動可能に設けられている。また、ヘッドアーム１２２の後端部１２３には、トグル１３が連結されている。
【００２９】
トグル１３は、リンク状の部材であり、その一端側がヘッド１２の後端部１２３に連結されていると共に、その他端側はスラスタ１４に連結されている。スラスタ１４は、メインスプリング１６によってトグル１３を介して後端部１２３を押さえ、トルクレンチ２による締付けトルクが所定トルクに達するまで後端部１２３のトルクレンチ本体１１に対する相対的な回動を規制する。スラスタ１４のトグル１３に対する取付位置は、後端部１２３とはトルクレンチ２の幅方向において異なっている。バネ受け１５は、メインスプリング１６の押圧力を受け止めると共に、スラスタ１４を押圧する部材である。
【００３０】
メインスプリング１６は、不図示のバネ調整機構での調整によって変形量が調整され、スラスタ１４を押す力が変化し、それによってトグル１３が回動するトルクが変化する。
【００３１】
かかるトルクレンチ２を用いてＩＣタグ付ボルト４を締め付ける際の動作について、簡単に説明する。ユーザがトルクレンチ本体１１を把持して、ＩＣタグ付ボルト４の締付けが開始されると、後端部１２３がスラスタ１４を後方に押し戻すように回動しようとする力が作用する。そして、メインスプリング１６の力に逆らって、後端部１２３がスラスタ１４を後方に押し返そうとする力が、スラスタ１４がメインスプリング１６の力により後端部１２３を押さえる力を超えた場合に、トグル１３が回動する。その回動により、後端部１２３は、図３において上側に向かって移動し、ハウジングの内壁を叩くクリック音を発生させる。それにより、ユーザは、ＩＣタグ付ボルト４の締付けトルクが所定の設定トルク値に達したことを認識することができる。なお、ケーブル１２Ｂは、信号を伝送する高周波ケーブルで、一般によく使用される、例えばツイストペア線、同軸線、あるいはこれらの組み合わせとすることが出来る。
【００３２】
リーダライタ部１７は、トルクレンチ本体１１内部またはヘッド１２を覆うハウジングに組み込まれており、ヘッド１２のＩＣタグ検出部１２Ａとケーブル１２Ｂにより接続されている。リーダライタ部１７は、不図示のリーダライタ制御部を有し、このリーダライタ制御部がＩＣタグ検出部１２Ａで検出した信号をケーブル１２Ｂを介して取得し、その信号に基づいてＩＣタグ３ＡおよびＩＣタグ４Ａからそれぞれの識別情報を取得することができる。
【００３３】
第１通信部１８は、不図示のリーダライタ制御部が、後述する情報管理サーバ６と情報のやりとりをするための通信インタフェースである。第１通信部１８は、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)モジュール、Ｗｉｆｉモジュール、その他の無線通信モジュールなどである。なお、第１通信部１８は、必ずしも情報管理サーバ６と直接通信可能でなくてもよく、たとえば、ＵＳＢインタフェースなどであってもよく、その場合、情報管理サーバ６と直接通信した装置とこのＵＳＢインタフェースを接続して情報を送受信するようにしてもよい。
【００３４】
表示部１９は、不図示のトルク制御部が、後述する情報管理サーバ６から送信された情報を表示させる。なお、表示部１９は、リーダライタ部１７がソケット３のＩＣタグ３ＡやＩＣタグ付ボルト４のＩＣタグ４Ａから読み取った識別情報、あるいは識別情報から判明した情報を表示させるように構成されてもよい。
【００３５】
第２通信部２０は、不図示のトルク制御部が、後述する情報管理サーバ６と情報のやりとりをするための通信インタフェースである。第２通信部２０は、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)モジュール、Ｗｉｆｉモジュール、その他の無線通信モジュールなどである。なお、第２通信部２０は必ずしも情報管理サーバ６と直接通信可能でなくてもよく、たとえば、ＵＳＢインタフェースなどであってもよく、その場合、情報管理サーバ６と直接通信した装置とこのＵＳＢインタフェースを接続して情報を送受信するようにしてもよい。なお、第１通信部１８と第２通信部２０とは別々に構成しているが、これらを一つの通信部で構成するようにしてもよい。また、不図示のリーダライタ制御部とトルク制御部を統括して、トルクレンチ２の動作全体を制御する統括制御部を設けてもよい。
【００３６】
また、図１に示すように、角ドライブ部１２１ｃは、ソケット３のソケット穴と嵌合する部分であり、その内部側には、ケーブル１２Ｂを挿通させるための挿通孔１２４が設けられている。角ドライブ部１２１ｃのうち、挿通孔１２４の端部側には、凹部１２５が挿通孔１２４と連通するように設けられている。そして、凹部１２５には、ＩＣタグ検出部１２Ａが出入可能に設けられている。
【００３７】
ＩＣタグ検出部１２Ａは、たとえばアンテナコイルを備えた検出部位であり、ケーブル１２Ｂに電気的に接続されている。ＩＣタグ検出部１２Ａのアンテナコイルは角ドライブ部１２１ｃの回転軸Ｌの中心に配置される。また、ケーブル１２ＢのうちＩＣタグ検出部１２Ａ側の外周にはバネ１２Ｃが配置されており、設置領域３３に対してＩＣタグ検出部１７Ａを押し当てる役割を果たしている。また、詳細は後述するが、ＩＣタグ検出部１２Ａはソケット３自体が有するＩＣタグ３Ａと、ＩＣタグ付ボルト４が有するＩＣタグ４Ａの両方を、トルクレンチ２での一連の動作の中で検出することができるように構成されている。
【００３８】
続いて、情報管理サーバ６の構成について説明する。図１に示すように、情報管理サーバ６は、制御部２１と、通信部２２と、記憶部２３を有している。制御部２１は、サーバ全体の動作を制御している。具体的には、制御部２１は、トルクレンチ２から供給されたソケット３に組み込まれているＩＣタグ３Ａの識別情報からソケット３の正誤判定を行ったり、ＩＣタグ付ボルト４に組み込まれているＩＣタグ４Ａの識別情報からＩＣタグ付ボルト４の正誤判定を行ったり、これらの正誤判定に基づいて所定のトルク値の指示をトルクレンチ２に対して行うことができる。記憶部２３には、トルクレンチ２、ソケット３、ＩＣタグ付ボルト４それぞれの識別情報を登録している登録ＩＤ台帳２３Ａと、情報管理サーバ６が受信した情報を記録した時間情報とこれらの識別情報とを関連付けて記録する記録台帳２３Ｂと、所定の作業に関する情報（たとえば、作業に用いられる工具情報、工具のトルク値情報など）が登録されている登録作業台帳２３Ｃが格納されている。
【００３９】
＜ソケット３の外観＞
図２に示すように、ソケット３は、トルクレンチ２の角ドライブ部１２１ｃが挿入される側に設けられているソケット穴３１と、ＩＣタグ付ボルト４の頭部と嵌合される側に設けられている口径部３２とから構成される。ソケット穴３１と口径部３２と間には、ＩＣタグ３Ａの設置領域３３が設けられている。
【００４０】
＜ＩＣタグ付ボルト４の外観＞
図４および図５は、図１に示すＩＣタグ付ボルト４の他の一例のＩＣタグ付ボルト５１，５２を示す図である。なお、ＩＣタグ付ボルト５１，５２では、金属表面にＵＨＦ帯域の高周波電磁波を当てたときに、渦電流とは異なる定在波などの高周波電流がＩＣタグ付ボルト５１，５２の金属表面上に流れるように構成しても良いが、ＩＣタグ検出部１２Ａが十分にＩＣタグ５１Ａに近接するためにそのような高周波電流が流れる構成でなくても良い。
【００４１】
図４に示すＩＣタグ付ボルト５１は、ボルトの頭部にＩＣタグ５１Ａが埋め込まれているタイプの締付部材である。図４の（ａ）に示すように、ＩＣタグ付ボルト５１は、頭部６１とアンカーボルト６２とから構成される。また、ＩＣタグ付ボルト５１は、頭部６１の頂点部に形成された凹部に対し頭部６１の両端まで切られている溝を少なくとも一つ有する十字形状の第１の凹部６１Ａと、この第１の凹部６１Ａの十字形状の中央部分の溝の底面に第１の凹部６１Ａより更に凹んで形成される第２の凹部６１Ｂとから構成されている。また、このアンカーボルト６２の頭部６１に形成されている第１の凹部６１Ａ，第２の凹部６１Ｂには、ＩＣタグフォルダ６３を嵌合することで、ＩＣタグ付ボルト５１となる。
【００４２】
ＩＣタグフォルダ６３は、図４の（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、頭部６１に嵌合することができる円形状の蓋部６２Ａと、この円形状の蓋部６２Ａから隆起して形成され、頭部６１の凹部６１Ａ，６１Ｂの形状に対応した凸部６４，６５とから構成され、ＩＣタグフォルダ６３の内部には、頭部６１の両端まで切られている溝に対して必ず直交する配置となるようにＩＣタグ５１Ａが固定されている。
【００４３】
図５に示すタイプのＩＣタグ付ボルト５２は、ネジ部の貫通孔にＩＣタグ５２Ａが埋め込まれているタイプのものである。図５の（ａ）に示すＩＣタグ付ボルト５２は、ナット７１を取り付けた状態を示している。ＩＣタグ付ボルト５２は、ネジ部材７２と、ＩＣタグフォルダ７３とを有している。ネジ部材７２は、通常のネジと同様に、頭部７４と、ネジ部７５とを有している。そのうち、頭部７４は、ネジ部７５よりも大径に設けられている部分であり、ネジ山およびネジ谷が形成されていない部分である。また、ネジ部７５は、ネジ山およびネジ谷が形成されている部分であり、ナット７１が捻じ込まれる部分である。ＩＣタグ付ボルト５２では、その幅方向が中心線となるように貫通孔７６が形成されていて、さらに頂面７７から貫通孔７６に向かい、その貫通孔７６と連なるようにスリット７８とが設けられている。そのため、磁力線は、ＩＣタグフォルダ７３のうちナット７１で覆われていない端面からＩＣタグフォルダ７３の内部に入り込むことを可能としていると共に、スリット７８を通過可能としている。
【００４４】
なお、これらのＩＣタグ付ボルト５１、５２は、平面視したときの形状が六角形状の頭部６１,７４が図示されている。しかしながら、平面視したときの頭部６１,７４の形状は、たとえば三角形状や矩形状といった多角形状、円形状や楕円形状といった曲線を有する形状、その他の規則的または不規則な輪郭を有する形状等、種々の形状を採用可能である。また、これらのＩＣタグ付ボルト５１、５２は、市販のリーダライタ装置によって上空からでも検出することができるように構成されているため、図１のＩＣタグ付ボルト４のＩＣタグ３Ａとは異なる構成となっているが、このようなＩＣタグ付ボルト５１、５２であっても検出することが可能である。また、ＩＣタグ付ボルト５１の表面の十字溝は、頭部６１の両端まで切られている溝としたが、ＩＣタグ５１Ａ内のコイルアンテナに２次電流を発生させることでき、低い感度であっても動作可能であれば必ずしも両端まで切られている溝でなくてもよい。
【００４５】
＜トルクレンチ２の操作手順について＞
以上で説明したトルクレンチ２、ソケット３およびＩＣタグ付ボルト５１，５２から構成される自動認識システム１Ａでは、たとえば以下のステップによって作業者がトルクレンチ２を用いて一連の作業を実行することができる。
【００４６】
たとえば作業者が作業指示書等にしたがって、トルクレンチ２を用いて一連の作業を開始する。作業者が一連の作業を開始する際、トルクレンチ２は、第１通信部１８により、情報管理サーバ６の通信部２２との間で通信を行って、トルクレンチ２の識別処理、作業の識別処理、トルクレンチ２に装着されるソケット３の識別処理、ＩＣタグ付ボルト４の識別処理を実行する。たとえば、トルクレンチ２から、トルクレンチ２の識別情報、ソケット３の識別情報、作業担当者のユーザ情報、作業場所を示す情報、作業を特定する識別情報などを情報管理サーバ６へと送信する。
【００４７】
情報管理サーバ６側では、トルクレンチ２から送信されてきた各情報に基づいて記憶部２３に記憶されている登録ＩＤ台帳２３Ａ、記録台帳２３Ｂ、登録作業台帳２３Ｃの情報を参照して作業者が行おうとしている作業を特定する。そして、情報管理サーバ６において、作業者の作業が特定された場合、引き続き、ソケット３の判定およびＩＣタグ付ボルト４の判定作業に移行する。そして、情報管理サーバ６よりソケット３の判定結果を示す情報がトルクレンチ２に送信されると、トルクレンチ２の表示部１９に判定結果が表示される。また、情報管理サーバ６は、ソケット３の判定結果が正しい場合には、トルクレンチ２でのトルク値を示す情報を送信し、トルクレンチ２の表示部１９には指示されたトルク値が表示される。
【００４８】
＜動作原理について＞
続いて、トルクレンチ２でのＩＣタグ３Ａ，４Ａを検出する動作原理について説明する。図６は、ＩＣタグ検出部１７Ａの検出アンテナ８１と、ソケット３のＩＣタグ３Ａが有するアンテナコイル８２のコイル面Ｃ１と、ＩＣタグ付ボルト４のＩＣタグ４Ａのアンテナコイル８３のコイル面Ｃ２との相互誘導関係について説明するための図である。なお、図６において、金属の構造体は説明の便宜上省略している。
【００４９】
図６において、検出アンテナ８１をトランスの１次コイルに例えると、これと相互誘導関係を形成する２次コイルがソケット３内部のＩＣタグ３Ａのアンテナコイル８２となり、３次コイルがＩＣタグ付ボルト４に組み込まれたＩＣタグ４Ａのアンテナコイル８３となる。なお、図５では、１つのＩＣタグの検出アンテナ８１が２つのアンテナコイル８２，８３と相互誘導関係にある磁力線ループΦ１で結合している様子を説明しているが、ソケット３が交換可能なものではなく、当初からソケット３がトルクレンチ２に固定されるタイプの場合には、ソケット３自体の識別が不要となる。この場合、ソケット３へ組み込むＩＣタグ３Ａは、省略されてもよい。図６において検出アンテナ８１は、１回巻きのコイルが示されているが、相互誘導の能率を最良に調整する場合などは、２回巻きや３回巻きであってもよく１回巻きに限定されない。
【００５０】
＜検出感度について＞
続いて、検出感度について説明する。図７は、ＩＣタグ検出部１２Ａのアンテナコイル面と各ＩＣタグ内部のアンテナコイル面との関係に応じた検出感度について説明するための図である。図７において、ＩＣタグ検出部１２Ａのアンテナコイルのコイル面とＩＣタグ３Ａ内部のアンテナコイルの面とは平行になっていることが好ましい。しかしながら、磁力線Φ１の共有部分を有する範囲であれば、これらのコイル面間のなす角度θが平行（θ＝０°または１８０°）から直交（θ＝９０°）の間での角度となる位置関係であってもよい。図７に示す例では、ＩＣタグ検出部１７Ａのアンテナコイル面と、ソケット３のＩＣタグ３Ａのアンテナコイル面の角度θ１は、回転軸線Ｌに対して４５°傾いている。一方、ＩＣタグ付ボルト４のＩＣタグのアンテナコイル面の角θ２は回転軸線Ｌと直交している。なお、コイル面間のなす角度θが、平行の場合は非共有部分の磁力線Φ２が最小となり、密の相互誘導を生じる。一方、コイル面間のなす角度θが、直交（θ＝９０°）の場合は、共有部分の磁力線Φ１が最小となり、粗の相互誘導関係となり、検出感度が低くなる。
【００５１】
以上、本実施の形態のトルクレンチ２は、ＩＣタグ付ボルト４（締付部材）の種類に応じたソケット３を取り付け可能であり、ソケット３のソケット穴に挿入され、ソケット３を回転させる角ドライブ部１２１ｃと、その角ドライブ部１２１ｃに取り付けられたＩＣタグ検出部１２Ａ，１７Ａとを有するように構成されている。このような構成により、ＩＣタグ検出部１２Ａ，１７Ａがトルクレンチと一体化されていることにより、１回のレンチ操作でＩＣタグの情報を認識することができ、従来のようにリーダライタ装置とトルクレンチとを持ち替えるという手間が省けるだけでなく、持ち替える必要が無いので、目線移動による目視ミスが低減でき、さらに各装置の操作ミスをなどのヒューマンエラーを低減させることができる。
【００５２】
また、本実施の形態のＩＣタグ検出部１２Ａ，１７Ａは、ＩＣタグ３Ａ，４Ａを検出するためのアンテナを有し、アンテナが角ドライブ部１２１ｃの回転軸上に位置するように構成されている。これにより、ＩＣタグ検出部１２ＡがＩＣタグ付ボルト４に取り付けられているＩＣタグ４Ａが読み取りやすい位置になると共に、確実に目的のＩＣタグボルト４に取り付けられているＩＣタグ４Ａを検出することができる。
【００５３】
さらに、本実施の形態では、角ドライブ部１２１ｃとＩＣタグ検出部１２Ａ，１７Ａのアンテナとの間にバネ１２Ｃ（弾性部材）が設けられている。これにより、確実にソケット３の底面にＩＣタグ検出部１２Ａ，１７Ａが固定されると共に、ＩＣタグ検出部１２Ａ，１７Ａのアンテナコイルは工具の角ドライブ部１２１ｃの回転軸Ｌの中心に配置されるため、ソケット３のＩＣタグ３ＡおよびＩＣタグ付ボルト４のＩＣタグ４Ａの検出状態を良好に保つことができる。
【００５４】
さらに、本実施の形態では、ＩＣタグ検出部１２Ａ，１７Ａと接続され、ソケット３およびＩＣタグ付ボルト４の各識別情報を取得するリーダライタ部１７と、リーダライタ部１７で取得したソケット３およびＩＣタグ付ボルト４の各識別情報を情報管理サーバ６へと送信する第１通信部１８と、情報管理サーバ６から送信されてきた情報を表示する表示部１９と、とを有している。これにより、作業者は、正しいソケット３であるか否か、正しいＩＣタグ付ボルト４であるか否か、これらの組み合わせが正しいか否か、トルク値はどのくらいかといったことをトルクレンチ２の表示部１９を確認しながら作業を行うことができるため、効率的に一連の作業が行えると共に、ヒューマンエラーを低減させることが可能となる。
【００５５】
なお、本実施の形態の自動認識システム１Ａは、トルクレンチ２の第１通信部１８から送信されてきたソケット３およびＩＣタグ付ボルト４のＩＣタグ３Ａ，４Ａの各識別情報を受信する通信部２２（受信部）と、通信部２２で受信した各識別情報に基づいて所定の作業判定を行い、その判定結果情報をトルクレンチ２の第２通信部２０へと送信する制御部２１（判定部）を有する情報管理サーバ６と、を有し、トルクレンチ２は、情報管理サーバ６から送信されてきた判定結果を表示部１９に表示させることができる。これにより、この自動認識システム１Ａでは、作業者が正しいソケット３であるか否か、正しいＩＣタグ付ボルト４であるか否か、これらの組み合わせが正しいか否か、トルク値はどのくらいかといったことを確認しながら作業を行うことができるため、効率的に一連の作業が行えると共に、ヒューマンエラーを低減させることが可能となる。
【００５６】
＜その他の変形例について＞
以上、本発明の一実施の形態としてトルクレンチ２および自動認識システム１Ａを説明したが、種々の変形が可能である。たとえば、１つのＩＣタグ検出部１２Ａのアンテナコイルが複数のＩＣタグと相互誘導関係にある場合と、１つのＩＣタグ検出部１２Ａのアンテナコイルが単一のＩＣタグと相互誘導関係にある場合とを比較した場合、単一の相互誘導関係にある電磁結合の方が強いことが知られている。そこで、ソケット３において単一の相互誘導関係となるように構成してもよい。以下、単一の相互誘導関係となる変形例について説明する。
【００５７】
図８は、本発明の他の実施の形態に係る自動認識システム１Ｂの構成を示すブロック図である。図９は、図８に示すトルクレンチ２とソケット３０Ａの外観の一例を示す斜視図である。図１０は、図８および図９に示すソケット３０ＡにおけるＩＣタグ３Ａの好ましい位置関係について説明するための図である。また、図１１は、ソケット３０Ａとは異なるタイプのソケット３０ＢにおけるＩＣタグ３Ａの好ましい位置について説明するための図である。なお、図１に示す自動認識システム１Ａと同様の機能については同一の符号を付して、その説明を省略する。図８に示す自動認識システム１Ｂでは、ソケット３０Ａの構成が図１に示すソケット３と異なるため、以下のソケット３０Ａについて説明する。
【００５８】
＜ソケット３０ＡにおけるＩＣタグの好ましい位置関係について＞
図１０の（ａ）に示すように、ソケット３０Ａの外縁に切欠部３４を設け、その切欠部３４の内部にＩＣタグ３Ａを配置する。なお、ソケット穴３１に隣接して強度維持部３１Ａが設けられていて、この強度維持部３１Ａを挟んだ部位に切欠部３４が設けられている。上述した回転軸線Ｌに沿う方向であって、切欠部３４を切断するようにＡ−Ａ線断面を取る場合、切欠部３４は、Ａ−Ａ断面が三角形状となるように設けられる。このとき、切欠部３４には、誘電部材である絶縁樹脂４１でＩＣタグ３Ａが覆われたＩＣタグユニット４０が配置される。また、図１０の（ｂ）,（ｃ），（ｄ）で示すように、ＩＣタグ３Ａの傾斜角度θは、設置面Ｔ１を基準とした場合に９０度となるように配置している。
【００５９】
また、アンテナコイル８２（図６等参照；図１０においては図示省略）を有するＩＣタグ３Ａの表面と裏面のそれぞれは、誘電部材である絶縁樹脂４１の異なる位置における外表面に対して平行または傾斜した配置に設けられている。たとえば、図１０に示す構成では、ＩＣタグユニット４０のうちソケット３０Ａの端面側と同一面に設けられる端面４０ａと、ＩＣタグユニット４０の湾曲した外周面４０ｂとは、ＩＣタグ３Ａの表面と裏面に対して、それぞれ傾斜した配置となっている。それにより、磁力線は金属のソケット３０Ａによって遮られることがない状態で、閉ループを形成することができる。
【００６０】
また、図１１の（ａ）に示すように、ソケット３０Ａのうち外周面からソケット穴３１に向かって突っ切るように切欠部３４を設け、その切欠部３４の内部にＩＣタグ３Ａを有するＩＣタグユニット４０を配置するようにしてもよい。上述した回転軸線Ｌに沿う方向であって、切欠部３４を切断するようにＢ−Ｂ線断面を取る場合、切欠部３４は、図１１（ａ）に示すＢ−Ｂ断面が四角形状となるように設けられている。なお、図１１に示す構成では、ＩＣタグユニット４０は、そのＢ−Ｂ線断面が矩形となるように設けられていて、回転軸線Ｌに対してＩＣタグ３Ａが平行となるような配置となっている。このとき、切欠部３４の底面をＩＣタグユニット４０の設置面とした場合、図１１の（ｂ）,（ｃ），（ｄ）で示すように、ＩＣタグ３Ａの傾斜角度θは、設置面Ｔ２を基準とした場合に９０度となるように配置している。
【００６１】
図１２は、図１０および図１１のソケット３０Ａ，３０Ｂとトルクレンチ２の操作の状態に応じた電磁相互誘導の関係について説明するための図である。図１２の（ａ）には、図１１に示すタイプの切欠部３４に埋め込まれているＩＣタグユニット４０が備えるＩＣタグ３Ａが示されている。また、図１２の（ｂ）は、図１０に示すタイプの切欠部３４に埋め込まれているＩＣタグユニット４０のＩＣタグ３Ａが示されている。なお、図１２の（ａ）や（ｂ）の位置関係となるためには、例えば作業者がトルクレンチ２の角ドライブ部１２１ｃをソケット３０Ａ，３０Ｂのソケット穴３１の付近に近づけることでＩＣタグ検出部１２ＡとＩＣタグ３Ａとの位置関係となるように操作する必要がある。
【００６２】
図１２の（ｃ）に示す図は、トルクレンチ２の角ドライブ部１２１ｃにソケット３０Ａ，３０Ｂが完全に挿入され、ストッパー１２６（突起部）で固定し、トルクレンチ２がいつでも動作可能な状態となっている。この状態のとき、ソケット３０Ａ，３０ＢのＩＣタグ３Ａは、ＩＣタグ検出部１２Ａから相互誘導の関係とはならない程度に離れた位置関係にある。なお、ＩＣタグ検出部１２Ａの直径が４ｍｍ程度で、１ｍＷを０ｄＢとして、電力の大きさをｄＢで表したものをｄＢｍとすると、ＵＨＦ（９２０ＭＨｚ）の３０ｄＢｍでは、相互誘導の関係とはならない程度に離れた位置とは５ｍｍ以上となることが実験で確かめられている。更に、図１２の（ｄ）では、トルクレンチ２をＩＣタグ付ボルト４にあてて押し込むと、ＩＣタグ検出部１２ＡはＩＣタグ付ボルト４のＩＣタグ４Ａを検出することになる。このとき、単一の相互誘導である。つまり、図１１の（ａ）、（ｂ）、（ｄ）に示す場合、単一の相互誘導状態となり、高い感度の条件で検出することが可能となっている。
【００６３】
なお、図１０および図１１に示すタイプのソケット３０Ａ，３０Ｂの場合、リーダライタ装置の、遠くまで届く放射電波で一括して検出する際に特に有効である。図１３は、図１に示すような平面形状が四角形のソケット穴３１を有すると共に、口径部３２のサイズの異なる複数のソケット９１〜９４をリーダライタ装置９５により一括で検出する概念を示す図である。なお、それぞれのソケット９１〜９４には、ＩＣタグユニット４０１〜４０４がそれぞれ取り付けられている。
【００６４】
図１４は、図１３に示す複数のソケット９１〜９４をリーダライタ装置９５により一括で検出する処理を説明するための図である。なお、図１４では、ソケット９３を例として説明するが、他のソケット９１，９２，９４であっても同様である。
【００６５】
図１４は、放射電波の電磁界成分の中の磁界成分Φを抜き出して示し、リーダライタ装置９５から照射され、ＩＣタグユニット４０１のＩＣタグ３Ａのアンテナコイル面を貫通し、コイルに誘導電流を流し、アンテナコイルにつながる不図示のＩＣチップを起動させる。ＩＣチップはタグ情報をアンテナコイルの誘導電流とそれが空間につくる磁界を介し、照射を受けたときとは逆のコースをたどりリーダライタ装置９５に応答することでＩＣタグとの通信を成立させる。なお、図１４に示す図は放射電波の伝搬の概念を示しているものであって、金属面の形状や媒質定数などを考慮した精密な電磁気解析による磁界分布図ではない。
【００６６】
なお、ソケット９１〜９４のそれぞれの外縁部に組み込まれているＩＣタグユニット４０１〜４０４におけるＩＣタグ３Ａの組み込み角度θは、図１０や図１１で説明したように、設置面を基準とした場合に９０°であることが好ましく、その場合には、通信の飛距離が大きくなり、それぞれのＩＣタグユニット４０１〜４０４のＩＣタグ３Ａはリーダライタ装置の放射電波で一括検出することができる。たとえばソケット９１〜９４が工具箱内に収められている場合などであっても、複数のソケット９１〜９４に対して一括して確認を行う工具チェック作業の際に有効なものである。
【００６７】
以上の実施の形態では、角ドライブ部１２１ｃの外側面にストッパー１２６（突起部）を有し、このストッパー１２６は、ソケット３のソケット穴３１（ソケット穴）に角ドライブ部１２１ｃが挿入された際に、その角ドライブ部１２１ｃを固定するためのものであり、角ドライブ部１２１ｃがソケット穴３１に挿入され、ストッパー１２６により固定された状態となると、図１２の（ｃ）で説明したように、ＩＣタグ検出部１２Ａが有するアンテナとソケット３に設けられたＩＣタグ３Ａとの間で電磁結合関係が生じない位置関係となっている。
【００６８】
そして、その状態でソケット３０Ａ，３０Ｂ，ソケット９１〜９４とＩＣタグ付ボルト４とを嵌合させると、ＩＣタグ検出部１２Ａのアンテナと、ＩＣタグ付ボルト４に設けられたＩＣタグ４Ａとの相互誘導での電磁結合関係が生じて、ＩＣタグ付ボルト４のＩＣタグ４Ａのみから情報を読み取ることができる。これにより、トルクレンチ２のアンテナが誤って異なるＩＣタグ３Ａ，４Ａから情報を読み取ることがないように構成されている。なお、上述の例では、電磁結合関係が生じない位置関係としているが、仮に相互誘導での電磁結合関係が仮に生じてもソケット３０Ａ，３０Ｂ，ソケット９１〜９４のＩＣタグ３Ａから情報を読み取ることができない程度の感度となる位置関係であってもよい。
【００６９】
上述したトルクレンチ２では、リーダライタ部１７が一体化されていたが、それ以外にも従来のリーダライタ部１７の検出機能のみがトルクレンチ２と一体化され、その他の機能（リーダ装置および電源）は別の装置とケーブルを介して接続されるものであってもよい。図１５は、他の実施形態を示す自動認識システム１Ｃの構成を示すブロック図である。なお、図１に示す自動認識システム１Ａと同様の機能については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７０】
自動認識システム１Ｃのトルクレンチ２Ａでは、リーダライタ部１７および第１通信部１８がトルクレンチ本体１１に内蔵されておらず、外部のリーダライタ装置１１０の内部にあり、ケーブル１２Ｂで接続している構成である。このようなトルクレンチ２Ａとすることで、リーダライタ装置１１０分の重量およびリーダライタ装置１１０の電源コンセント１１１から電力を確保することができるため、これらの容量の分だけ、トルクレンチ２と比較して軽量かつ小型化を図ることができる。
【００７１】
また、上述の実施の形態では、トルクレンチ２として、シグナル式のトルクレンチを例に説明している。なお、シグナル式のトルクレンチは、プリセット形、単能形、プリロック形他、いずれのタイプであっても良い。しかしながら、トルクレンチは、シグナル式のものには限られなく、たとえば負荷されているトルクを目盛にて読み取るタイプの直読式トルクレンチであっても良い。直読式のトルクレンチとしては、プレート形、ダイヤル形、デジタル形他、いずれのタイプであっても良い。また、トルクレンチ２はソケット３が交換できるタイプのものを例として説明しているが、ソケット３を交換できないタイプのものであってもよい。
【００７２】
また、上述の実施の形態のＩＣタグ検出部１２Ａ，１７Ａのアンテナ、ＩＣタグ３Ａ，４Ａ，５１Ａ，５２Ａとしては、たとえば９２０ＭＨｚといったＵＨＦ帯の電磁波に対応しているものが挙げられる。しかしながら、本実施の形態のＩＣタグ３Ａ，４Ａ，５１Ａ，５２Ａとしてはそれ以外の周波数に対応していてもよい。それ以外の周波数としては、たとえばＬＦ帯（１２５／１３５ｋＨｚ）の周波数、１３．５６ＭＨｚといったＨＦ帯域の周波数、２．４５ＧＨｚといったマイクロ波帯域の電磁波に対応していてもよい。
【００７３】
なお、上述の実施の形態におけるＩＣタグの取付構造は、ソケット３０Ａ，３０Ｂ，ソケット９１〜９４を例として挙げたが、その他の金属製の工具に適用してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…自動認識システム、２，２Ａ，２Ｂ…トルクレンチ、３，３０Ａ，３０Ｂ，９１〜９４…ソケット、３Ａ，４Ａ，５１Ａ，５２Ａ…ＩＣタグ、４，５１，５２…ＩＣタグ付ボルト、６…情報管理サーバ、１２Ａ，１７Ａ…ＩＣタグ検出部、１２Ｃ…バネ、１７…リーダライタ部、１８…第１通信部、１９…表示部、２０…第２通信部、３１…ソケット穴、３４…切欠部、４０，４０１…ＩＣタグユニット、４０ａ…端面、４０ｂ…外周面、４１…絶縁樹脂、７５…ネジ部、７６…貫通孔、１２１ｃ…角ドライブ部、１２６…ストッパー（突起部の一例）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図４】
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【図５】
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【図９】
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【図１０】
0005950982.tif 000014
【図１１】
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【図１３】
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