(57)【要約】ガスケット（１２）を挟んだフランジ（１０−１、１０−２）に複数の締付け箇所が設定され、各締付け箇所にボルト（６）およびナット（８）を備えて締付けるシール施工管理方法であって、第１の締付けトルク値（Ｔ１）が設定された締付け工具（１４）で前記ボルトおよび前記ナットを締付ける工程と、前記ボルトの軸力を検出する工程と、検出した前記軸力を利用して前記ボルトのトルク係数（ｋ２）の算出または選定を行う工程と、前記ボルトの締付け箇所毎に、前記トルク係数を利用して算出し、または選定した第２の締付けトルク値（Ｔ２）を前記締付け工具に設定する工程により、締付け精度の高いフランジ接続が実現できる。
2019189291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスケットを挟んだフランジに複数の締付け箇所が設定され、各締付け箇所にボルトおよびナットを備えて締付けるシール施工管理方法であって、
第１の締付けトルク値が設定された締付け工具で前記ボルトおよび前記ナットを締付ける工程と、
前記ボルトの軸力を検出する工程と、
検出した前記軸力を利用して前記ボルトのトルク係数の算出または選定を行う工程と、
前記ボルトの締付け箇所毎に、前記トルク係数を利用して算出しまたは選定した第２の締付けトルク値を前記締付け工具に設定する工程と、
を含むことを特徴とするシール施工管理方法。
【請求項２】
検出した前記ボルトの前記軸力と、目標軸力、設定軸力または所定の閾値とを対比し、この対比結果に基づいて前記トルク係数の算出または選定を行う工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のシール施工管理方法。
【請求項３】
さらに、前記締付け工具の巡回数または前記締付け箇所のいずれか、または両方を検出する工程と、
巡回数または締付け箇所に応じて段階的または連続的に前記締付け工具に設定する設定軸力または締付けトルク値を変動させる工程と、
を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のシール施工管理方法。
【請求項４】
さらに、締付け工程毎に設定される設定軸力と、予め選定されたトルク係数を利用して、前記第１の締付けトルク値の算出または選定を行う工程を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のシール施工管理方法。
【請求項５】
ガスケットを挟んだフランジに複数の締付け箇所が設定され、各締付け箇所にボルトおよびナットを備えて締付けるシール施工管理装置であって、
前記締付け箇所や締付けの巡回数、締付けトルク値を締付け工具に設定する設定手段と、
前記ボルトの軸力を取得する取得手段と、
第１の締付けトルク値が設定された前記締付け工具によって締付けられる前記ボルトの軸力を取得し、該軸力を利用して前記ボルトのトルク係数を算出または選定し、前記ボルトの前記締付け箇所毎に、前記トルク係数を利用して算出または選定した第２の締付けトルク値を前記締付け工具に設定させる制御手段と、
を備えることを特徴とするシール施工管理装置。
【請求項６】
前記制御手段は、検出した前記ボルトの前記軸力と、目標軸力、設定軸力または所定の閾値とを対比し、この対比結果に基づいて、前記トルク係数を算出し、または選定することを特徴とする請求項５に記載のシール施工管理装置。
【請求項７】
さらに、前記締付け工具の巡回数または前記締付け箇所のいずれか、または両方を検出する検出手段を備え、
前記制御手段は、巡回数または前記締付け箇所に応じて段階的または連続的に前記締付け工具に設定する設定軸力または締付けトルク値を変動させることを特徴とする請求項５または６に記載のシール施工管理装置。
【請求項８】
コンピュータで実現させるためのシール施工管理プログラムであって、
ガスケットを挟んだフランジの締付け箇所に取付けられるボルトおよびナットを締付ける締付け工具に第１の締付けトルク値を設定する機能と、
前記締付け工具で締付けられる前記ボルトの軸力の検出結果を取得する機能と、
検出された前記軸力を利用して前記ボルトのトルク係数の算出または選定を行う機能と、
前記ボルトの前記締付け箇所毎に、前記トルク係数を利用して算出し、または選定した第２の締付けトルク値を前記締付け工具に設定する機能と、
を前記コンピュータで実現させることを特徴とするシール施工管理プログラム。
【請求項９】
ガスケットを挟んだフランジに複数の締付け箇所が設定され、各締付け箇所にボルトおよびナットを備えて締付けるシール施工管理システムであって、
前記ボルトまたは前記ナットに加えるトルク値を制御可能な締付け工具と、
前記ボルトの軸力を検出するセンサーと、
第１の締付けトルク値を締付け工具に設定し、前記センサーで検出した前記軸力を利用して前記ボルトのトルク係数を算出または選定し、前記ボルトの締付け箇所毎に、前記トルク係数を利用して算出または選定した第２の締付けトルク値を前記締付け工具に設定するコントローラーと、
を備えることを特徴とするシール施工管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管、弁、ポンプなどを連結するフランジ締付けに用いられるシール施工の管理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
配管連結や配管に対するポンプなどの接続には、ガスケットを挟み込んだフランジが用いられる。このフランジは、周縁側の複数箇所に設定された締付箇所でボルトとナットの締付けにより締結される。ボルトとナットの締付けには、トルクレンチなどの手動の締付け工具や、電動式のネジ締付け工具などが用いられる。
このようなフランジに対するボルトおよびナットの締付けでは、全ての締付け箇所において所定のトルク値で締付け処理を行い、ボルトに作用する軸力にばらつきを生じさせずに締付けることが必要である。そのため、締付け工具によるボルトおよびナットの締付け状態の管理が重要となる。【０００３】
締付け管理方法には、たとえばボルトに付加する締付けトルクを管理するトルク法、ボルトの伸びを超音波軸力計で測定して軸力を管理する方法、目標とする軸力までボルトを引張り、ナットを着座させて締付けを行うことで、軸力を管理しながらボルトの締付けを行うボルトテンショナー（引張法）などの方法がある。【０００４】
このようなフランジの締付け管理に関し、ボルトの出力軸の回転速度やトルクを検出器で電気的に検出し、この検出値を締付け経過時間に対する刻々の回転速度とトルク値に分解して微小時間毎の動力値を算出することや、動力レンチの回転速度相当量を締付け変動負荷の状態に応じて瞬間的に増減制御することで、微小時間毎の出力軸動力を出力トルクに近似させるものが知られている（たとえば、特許文献１）。また、螺合部材の締め付け完了時の軸力と完了時から所定時間経過後の軸力の比を、締め付けに要した時間の関数として表した関係式を利用して、予測軸力を算出するものが知られている（たとえば、特許文献２）。フランジを締付けるボルトの軸力検出センサーを備え、ボルトの軸力が設定値よりも小さい場合に、締め付け動作を実行させるものが知られている（たとえば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭５３−０４７９５９号公報
【特許文献２】特許第５７２４５９５号公報
【特許文献３】特開昭６１−１４２０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ガスケットを挟み込んだフランジ接続は、全てのボルトおよびナットの締め付け軸力を均等化することでフランジ同士を平行に維持させることが必要である。複数のボルトおよびナットを締付けるフランジ接続では、ボルトに作用する軸力にばらつきが生じると、フランジ間に傾きが生じる。いわゆる片締めの状態となる。このような片締めの状態では、フランジによって連結される管路に隙間の発生や、フランジ間のガスケットによる封止機能の低下などを招くという課題がある。
また、トルク法による締付け管理は、ボルトおよびナットの締付けで付与する締付けトルクを管理するものであるが、締付けトルクとボルトに作用する軸力との比例係数であるトルク係数がフランジやナットに対する摩擦などの影響を受け、ボルト毎の軸力にばらつきがある。そのため、締付けに必要な締付け力に基づいて算出した締付けトルクで締付けを行っても、トルク係数の違いによりフランジの締付け位置毎にボルトに作用する軸力のばらつきが生じるという課題がある。【０００７】
超音波軸力計を用いた締付け管理では、ボルトの締付けを行った後に軸力を測定し、軸力を均一化するように増し締めまたは締め直しを行うため作業工数や作業時間の増加を招くという課題がある。フランジに対するボルトの締付け作業では１つのボルトに対して締付けトルクの値を変えながら複数回で締付けるため、毎回目標軸力となるように締付けトルク値を調整するのでは作業工数が膨大となる。また、ボルトの増し締めまたは締め直しは、弾性相互作用の影響で、他のボルトの締付けに緩みが生じるなどの影響を受けるため、締付け後の軸力調整は作業負荷の増大を招く。
ボルトテンショナーによる締付け管理では、専用の工具が必要となり費用や作業時間がかかることやボルトを引っ張るためボルトの余長が必要となるという課題がある。さらに、油圧にてボルトに軸力を与え、ナットをボルトなどの被締結体に着座させ、油圧を取り除いて締付けが完了するが、油圧を取り除いた際にナット座面が被締結体表面に沈み込むように変形することで油圧にて与えた軸力より低下する。これを補うため、初期軸力を高く設定するが、締結体の強度が不足する場合、破損の危険が生じることや、低下する軸力の推定が難しいといった課題もある。【０００８】
ガスケットを挟んだフランジのシール施工では、このような締付け管理のいずれかを採用し、締付け工具に設定したトルク値による締付けまたは締付け後の調整などを行っているが、締付けられたボルトの軸力を均一化させるためには、多大な時間や作業労力またはコストを要している。本出願の発明者は、これらの締付け管理の手法による軸力のばらつきは、ボルト毎の状態の相違が影響するとの知見に基づき、締付けトルク値の算出に利用するトルク係数を調整して締付け管理を行う点を発明の課題とした。
斯かる課題について、特許文献１〜３には開示も示唆もなく、これらの文献に開示された構成では斯かる課題を解決することができない。【０００９】
そこで、本発明の目的は上記課題に鑑み、少ない作業工数および作業時間でボルトおよびナットの締付けを可能にするとともに、締付け精度の高いフランジ接続を実現することにある。
また、本発明の他の目的は、ボルトおよびナット毎の状態に応じた締付けトルクを付加することで、フランジに対する締付け状態の安定化および必要な軸力での締付けを実現することにある。
斯かる課題の開示や示唆はなく、特許文献１ないし特許文献３に開示された構成では斯かる課題を解決することができない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明のシール施工管理方法の一側面は、ガスケットを挟んだフランジに複数の締付け箇所が設定され、各締付け箇所にボルトおよびナットを備えて締付けるシール施工管理方法であって、第１の締付けトルク値が設定された締付け工具で前記ボルトおよび前記ナットを締付ける工程と、前記ボルトの軸力を検出する工程と、検出した前記軸力を利用して前記ボルトのトルク係数の算出または選定を行う工程と、前記ボルトの締付け箇所毎に、前記トルク係数を利用して算出しまたは選定した第２の締付けトルク値を前記締付け工具に設定する工程とを含む。【００１１】
上記シール施工管理方法において、検出した前記ボルトの前記軸力と、目標軸力、設定軸力または所定の閾値とを対比し、この対比結果に基づいて前記トルク係数の算出または選定を行う工程を含んでよい。【００１２】
上記シール施工管理方法において、さらに、前記締付け工具の巡回数または前記締付け箇所のいずれか、または両方を検出する工程と、巡回数または締付け箇所に応じて段階的または連続的に前記締付け工具に設定する設定軸力または締付けトルク値を変動させる工程とを含んでよい。【００１３】
上記シール施工管理方法において、さらに、締付け工程毎に設定される設定軸力と、予め選定されたトルク係数を利用して、前記第１の締付けトルク値の算出または選定を行う工程を含んでよい。【００１４】
上記目的を達成するため、本発明のシール施工管理装置の一側面は、ガスケットを挟んだフランジに複数の締付け箇所が設定され、各締付け箇所にボルトおよびナットを備えて締付けるシール施工管理装置であって、前記締付け箇所や締付けの巡回数、締付けトルク値を締付け工具に設定する設定手段と、前記ボルトの軸力を取得する取得手段と、第１の締付けトルク値が設定された前記締付け工具によって締付けられる前記ボルトの軸力を取得し、該軸力を利用して前記ボルトのトルク係数を算出または選定し、前記ボルトの前記締付け箇所毎に、前記トルク係数を利用して算出または選定した第２の締付けトルク値を前記締付け工具に設定させる制御手段とを備える。【００１５】
上記シール施工管理装置において、前記制御手段は、検出した前記ボルトの前記軸力と、目標軸力、設定軸力または所定の閾値とを対比し、この対比結果に基づいて、前記トルク係数を算出し、または選定してよい。【００１６】
上記シール施工管理装置において、さらに、前記締付け工具の巡回数または前記締付け箇所のいずれか、または両方を検出する検出手段を備え、前記制御手段は、巡回数または前記締付け箇所に応じて段階的または連続的に前記締付け工具に設定する設定軸力または締付けトルク値を変動させてよい。【００１７】
上記目的を達成するため、本発明のシール施工管理プログラムの一側面は、コンピュータで実現させるためのシール施工管理プログラムであって、ガスケットを挟んだフランジの締付け箇所に取付けられるボルトおよびナットを締付ける締付け工具に第１の締付けトルク値を設定する機能と、前記締付け工具で締付けられる前記ボルトの軸力の検出結果を取得する機能と、検出された前記軸力を利用して前記ボルトのトルク係数の算出または選定を行う機能と、前記ボルトの前記締付け箇所毎に、前記トルク係数を利用して算出し、または選定した第２の締付けトルク値を前記締付け工具に設定する機能とを前記コンピュータで実現させる。【００１８】
上記目的を達成するため、本発明のシール施工管理システムの一側面は、ガスケットを挟んだフランジに複数の締付け箇所が設定され、各締付け箇所にボルトおよびナットを備えて締付けるシール施工管理システムであって、前記ボルトまたは前記ナットに加えるトルク値を制御可能な締付け工具と、前記ボルトの軸力を検出するセンサーと、第１の締付けトルク値を締付け工具に設定し、前記センサーで検出した前記軸力を利用して前記ボルトのトルク係数を算出または選定し、前記ボルトの締付け箇所毎に、前記トルク係数を利用して算出または選定した第２の締付けトルク値を前記締付け工具に設定するコントローラーとを備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、次のいずれかの効果が得られる。【００２０】
(1) 締付け工程においてボルト毎のトルク係数を算出し、補正した締付けトルクでの締付けを行うことで、締付け後の締め直しなどの軸力調整による作業負荷を無くし、または軽減できる。
(2) ボルト毎のトルク係数を補正しながらナットの締付けを行うことで、段階的な締付け処理において、締付け力が不足または過剰なボルトによる他のボルトへの影響が抑えられる。
(3) ボルト毎のトルク係数を割り出し、締付け箇所の状態に応じた締付けトルク値で締付けを行うことで、ボルト間の軸力のばらつきが抑えられる。【００２１】
そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施の形態に係るシール施工管理装置の構成例を示す図である。
【図２】フランジ締付け時にボルトに作用する力の状態例を示す図である。
【図３】Ａはトルク係数補正前の締付け工程中の検出軸力の一例を示す図であり、Ｂはトルク係数補正後の締付け工程中の検出軸力の一例を示す図である。
【図４】シール施工管理処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施の形態に係るシール施工管理装置の構成例を示す図である。
【図６】締付け手順の一例を示す図である。
【図７】締付け指示情報テーブルの一例を示す図である。
【図８】軸力検出結果の一例を示す図である。
【図９】トルク係数の算出結果の一例を示す図である。
【図１０】シール施工管理処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】第３の実施の形態に係るシール施工管理システムの構成例を示す図である。
【図１２】Ａは締付け工具の構成例を示す図、Ｂは軸力センサーの一例を示す図である。
【図１３】Ａはコントローラーの構成例を示す図であり、Ｂは記憶部の構成例を示す図である。
【図１４】サーバーの内部構成例を示す図である。
【図１５】締付け結果の表示例を表す図である。
【図１６】シール施工管理の一例を表すシーケンス図である。
【図１７】第４の実施の形態に係るシール施工管理装置の構成例を示す図である。
【図１８】比較例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
〔第１の実施の形態〕
図１は、第１の実施の形態に係るシール施工管理装置の構成例を示している。図１に示す構成は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されない。
＜シール施工管理装置２＞
このシール施工管理装置２は、複数の管路同士や配管と弁、配管とポンプなどを連結するシール施工部４の複数のボルト６およびナット８の締め付け処理およびその締め付け管理を行う。シール施工部４は、たとえば図１に示すように、締付け対象の一例として、連結手段であるフランジ１０−１、１０−２間にガスケット１２が挟み込まれ、フランジ１０−１、１０−２の周縁側に設定された複数の締付け箇所にそれぞれボルト６およびナット８が配置される。このフランジ１０−１、１０−２には、たとえば締付け箇所が８箇所設定されている。つまり、このフランジ１０−１、１０−２には、たとえば等間隔に角度θ＝４５〔°〕の間隔で８本のボルト６とナット８が締付けられる。ガスケット１２は、剛性のある樹脂材料で構成されており、少なくともフランジ１０−１、１０−２の対向面に接触するとともに、配管などのフランジ以外の被連結物に形成される流路に重ならない形状に形成されている。そしてガスケット１２は、ボルト６およびナット８の締付けによりフランジ１０−１、１０−２に圧着状態となることで、被連結物の連結部分の周囲から流体などの流出を阻止するシール手段の一例である。
シール施工管理装置２は、シール施工管理として、ボルト６およびナット８の締付けを管理することで、フランジ１０−１、１０−２との間にあるガスケット１２を均一またはそれに近い状態で押圧状態にする。
【００２４】
シール施工管理装置２は、たとえば締付け工具１４および制御手段１６を有する。締付け工具１４は、ボルト６またはナット８に付与する出力トルクＴの付与手段の一例であり、たとえば出力トルク（締付けトルクＴ）の設定や調整が可能な機能を備える、ナットランナーや電動工具が含まれる。この締付け工具１４は、たとえば締付け処理を行う作業者の操作によって持ち運ばれ、また締付け時のＯＮ／ＯＦＦ操作などが可能なものや、図示しない製品組立て装置のアームなどに設置または把持されるものもある。
締付け工具１４は、たとえば装置本体２０の保持および所定位置へ移動を可能にするグリップ２２、締付け対象であるナット８に嵌合させて締付けトルクを付加するソケット２４、締付け工程においてソケット２４を通じて締付けトルクＴをＯＮ／ＯＦＦさせるトリガースイッチ２６を有する。ボルト６およびナット８の締付け工程では、作業者の指または図示しないマニピュレータ、その他、スイッチ回路などを利用してトリガースイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦを切替える。
また、締付け工程では、たとえば作業者や組立て装置などが、シール施工部４に設定された締付け箇所、すなわちボルト６およびナット８が設置された位置に対し、設定された順序で締付け工具１４を配置させ、トリガースイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦ操作を行う。
【００２５】
制御手段１６は、締付け工具１４の動作指示を出力するとともに、ボルト６およびナット８の締付け状態から締付け工具１４に設定する締付けトルク値Ｔ１の調整処理を行う手段の一例である。この制御手段１６は、たとえばコンピュータで構成されており、締付け工具１４と一体に構成されてもよく、または独立した機器であって、締付け工具１４と有線または無線によって接続されてもよい。また、制御手段１６は、軸力センサー１８−１、１８−２、・・・、１８−ｎ（ｎは自然数）と接続されており、締付けによる軸力の値または締付けによる軸力の変化などを取得する。
【００２６】
軸力センサー１８−１、１８−２、１８−３、・・・・、１８−ｎは、ボルト６またはナット８に作用する軸力を検出する手段の一例であり、全ての締付け箇所に設置されたボルト６またはナット８のいずれかに設置される。また、軸力センサー１８−１、１８−２、１８−３、・・・、１８−ｎは、たとえば軸力測定時に設置されてもよい。
【００２７】
＜制御手段１６の機能＞
このような構成を備えたシール施工管理装置２の制御手段１６は、たとえば、以下のような機能を有する。
ａ．設定されたトルク係数ｋ１および締付け箇所の巡回数Ｓに応じて、ボルト６またはナット８に付与する締付けトルク値Ｔ１を算出または選定する機能。
ｂ．締付け工具１４に締付けトルク値Ｔ１を設定する機能。
ｃ．巡回数Ｓ（ＳＴＥＰ）に応じて段階的または連続的に締付け工具１４の締付けトルク値Ｔ１を変更する機能。この巡回数Ｓは、ボルト６およびナット８の締付け箇所である位置Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎを周回する単位数である。
ｄ．締付けによりボルト６またはナット８に作用する軸力の検出結果を取得して、締付け箇所Ｐに応じた補正トルク係数ｋ２を算出する機能。
ｅ．算出した補正トルク係数ｋ２を利用して、補正した締付けトルク値Ｔ２を算出または選定する機能。
【００２８】
機能ａの締付けトルク値Ｔ１は、たとえば目標軸力の値を利用して算出した締付けトルク値である。この締付けトルク値Ｔ１は、ガスケット１２を含む締付け条件により、目標とする軸力Ｆに到達させるのに必要なレベル値として算出される。締付けトルク値Ｔの算出では、以下の式が用いられる。
Ｔ＝ｋＦｄ／ｎ                              ・・・(1)
ここで、ｄは締付けられるボルト６の外径であり、ｎはシール施工部４に設置されるボルト６またはナット８の数である。また、ｋは、締付けトルクＴと締付け力（軸力Ｆ）の比例係数を表すトルク係数である。
ボルト６およびナット８の軸力Ｆは、たとえば図２に示すように、締付け工具１４から付加される締付けトルクＴに対し、フランジ１０−１や１０−２とボルト６またはナット８の座面との摩擦力Ｎ１、ねじ面の摩擦力Ｎ２などの影響を受ける。また、この締付けの軸力Ｆは、ねじの表面粗さなどの影響を受ける。つまり、締付け箇所により、同じ締付けトルク値Ｔ１で締付けてもボルト６およびナット８に作用する軸力Ｆが異なってくる。このような影響を考慮して設定されるトルク係数ｋは、ボルト６やナット８毎の締付け箇所Ｐに応じて異なる値となる。シール施工開始時の締付けトルク値Ｔ１の算出では、たとえば全ての締付け箇所Ｐに対するトルク係数ｋ１を一定の値として、０．２に設定する。
【００２９】
機能ｂでは、制御手段１６から締付け工具１４に対する制御情報として、算出したトルク値Ｔ１が締付け工具１４に設定される。
【００３０】
機能ｃでは、制御手段１６は、締付けの巡回数Ｓに応じて、締付け工具１４による締付けトルク値Ｔ１を段階的または連続的に変更させて、締付けを行う。これにより、各締付け箇所Ｐのボルト６またはナット８の軸力を目標軸力Ｆに到達させていく。
【００３１】
機能ｄでは、制御手段１６は、たとえば締付け箇所Ｐに対応する軸力センサー１８−１、１８−２、・・・、１８−ｎから検出した軸力Ｆを取得する。検出した軸力Ｆは、締付けを行ったときに毎回取得してもよく、または所定の巡回数Ｓの締付けを行ったときに取得してもよい。そして、制御手段１６は、たとえば式（１）を利用して、ボルト６またはナット８毎の補正トルク係数ｋ２を算出する。補正トルク係数ｋ２の算出では、設定したトルク値Ｔ１と検出した軸力Ｆを利用する。
【００３２】
機能ｅでは、制御手段１６は、補正トルク係数ｋ２と目標軸力とを利用し、式（１）に基づいて補正した締付けトルク値Ｔ２を算出し、締付け工具１４に設定する。
【００３３】
＜シール施工管理の結果＞
図３は、締付け工程中の検出軸力の一例を示している。
制御手段１６は、たとえば締付け箇所Ｐで検出した軸力を管理するとともに、図示しない表示手段により、締付けを行う作業者や作業管理者に対して管理結果を通知する。
図３のＡは、たとえばトルク係数を一定の値ｋ１＝０．２に設定して締付けを行った場合の軸力検出結果の一例である。この締付け結果Ｆαは、たとえば締付け箇所［１］〜［５］、［８］の検出軸力が同等な値となっているのに対し、締付け箇所［７］における締付け結果Ｆα１の値が小さくなり、また締付け箇所［６］における締付結果Ｆα２の値が他の締付け箇所よりも大きな値となっている。つまり同じ締付けトルク値Ｔ１で締付けを行っても、締付け箇所［７］と［６］の状態に対してトルク係数ｋ１が適当な値でないことが明確である。
また、図３のＢは、締付け箇所毎に対応した補正トルク係数ｋ２を設定して締付けを行った場合の軸力検出結果の一例である。この締付け結果Ｆβでは、締付け箇所［７］、［６］の締付け結果Ｆβ１、Ｆβ２の値が他の締付け箇所の検出軸力の値と同等になっている。これによりフランジ１０−１、１０−２の全体に作用する軸力のばらつきが抑えられる。
【００３４】
＜シール施工管理処理＞
図４は、シール施工管理処理例を示している。図４に示す処理手順、処理内容は、本発明のシール施工管理方法またはシール施工管理プログラムの一例であり、本発明が斯かる内容に限定されない。
【００３５】
制御手段１６は、シール施工管理処理として、目標軸力または設定軸力と第１のトルク係数ｋ１とを利用して、第１の締付けトルク値Ｔ１の算出または選定を行い（Ｓ１）、この第１の締付けトルク値Ｔ１を締付け工具１４に設定する（Ｓ２）。目標軸力は、締付け完了時にボルト６またはナット８に作用する軸力Ｆの目標値である。設定軸力は、巡回数Ｓに応じてボルト６およびナット８に対する締付けトルク値Ｔ１を段階的に変化させる場合に、締付けトルク値Ｔ１の算出時に設定される軸力Ｆの値であり、たとえば巡回数Ｓに応じて目標軸力のｘ［％］などが設定される。また、締付けトルク値Ｔ１は、たとえば予めデータベースなどに記憶された値を選定して設定してもよい。
制御手段１６は、軸力センサー１８−１、１８−２、・・・、１８−ｎから軸力の検出結果を取得し（Ｓ３）、検出結果を目標軸力または設定軸力と比較する（Ｓ４）。この軸力の比較は、締付け箇所毎に行う。そして検出結果が目標軸力または設定軸力と差分がある場合（Ｓ５のＹＥＳ）、検出した軸力Ｆの値を利用して第２のトルク係数である補正トルク値ｋ２を算出する（Ｓ６）。また、検出結果が目標軸力または設定軸力と差分がない場合（Ｓ５のＮＯ）、締付け箇所の状態に対応したトルク係数ｋ１が設定されていると判断して、第１のトルク係数ｋ１を維持する（Ｓ７）。
制御手段１６は、締付け箇所毎にそれぞれのトルク係数を利用して締付けトルク値Ｔ１、Ｔ２を算出して締付け工具１４に設定し（Ｓ８）、次の締付け順序に移行する。
【００３６】
なお、このシール施工管理処理では、検出した軸力と目標軸力または設定軸力とを対比し、その値に差分がある場合にトルク係数の補正を行う場合を示したがこれに限らない。全ての締付け箇所で検出した軸力に基づいて、第２のトルク係数ｋ２を算出してもよい。
また、検出した軸力の対比処理では、たとえば目標軸力や設定軸力に限られず、予め設定された所定の閾値と比較してもよい。
【００３７】
＜第１の実施の形態の効果＞
斯かる構成によれば、次の効果が得られる。
(1) ボルト６およびナット８の締付けによる検出結果と、締付け工具１４に設定した締付けトルク値との関係から、締付け箇所毎の状態に応じたトルク係数を割り出すことで、シール施工中に締付けトルク値の補正処理を容易に行うことができる。
(2) トルク係数の割り出しによる締付けトルク値の補正により、目標軸力または設定軸力に対してボルト６またはナット８に作用する軸力Ｆのずれが抑えられ、締め直しなどの作業負荷の軽減および作業時間の短縮化が図れる。
【００３８】
(3) 締付け工程中にトルク係数を割り出して締付けトルク値の修正を行うことで、フランジ１０−１、１０−２およびガスケット１２の接触面に作用する軸力のばらつきが無くなり、これらの接触面の一部に皺や歪みなどが発生する可能性が低減され、ガスケットの密着性や接続される配管などの密閉性が高められる。
(4) フランジ１０−１、１０−２を固定支持する複数のボルト６およびナット８間で締付けの軸力のばらつきが抑えられることで、締付けの緩みの発生の可能性を低減でき、フランジ１０−１、１０−２の接続性やガスケット１２の封止性の信頼性が高められる。
(5) 締付けの結果に基づいて締付け箇所毎の状態を自動で判断し、その状態に合せた締付けトルク値を算出することで、作業者の経験や勘によらずにフランジ１０−１、１０−２、ガスケット１２、ボルト６、ナット８の状態に合せたシール施工管理が行える。
【００３９】
〔第２の実施の形態〕
【００４０】
図５は、第２の実施の形態に係るシール施工管理装置の構成例を示している。図５に示す構成は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されない。
＜シール施工管理装置３０＞
このシール施工管理装置３０は、たとえば図５に示すように、締付け工具１４、制御手段１６および締付け条件設定部３２を備える。制御手段１６は、たとえばボルト６またはナット８のいずれか一方または両方に設置された軸力センサー１８−１、１８−２、・・・、１８−ｎの検出結果を取り込む取得手段３４を備える。この取得手段３４は、たとえば軸力センサー１８−１、１８−２、・・・、１８−ｎと無線で接続する通信手段や有線で接続する接続インターフェースなどを含むとともに、検出結果の算出処理や表示処理を可能にする処理機能を有してもよい。
締付け条件設定部３２は、たとえば制御手段１６で設定した締付けトルク値Ｔ１、Ｔ２を締付け工具１４に設定する機能のほか、たとえば締付け作業において締付け箇所や巡回数を把握し、その指示表示や報知をすることで作業者に対するシール施工管理機能を有する。
この締付け条件設定部３２は、たとえば制御手段１６と一体で構成されてもよく、または有線または無線などで接続された別体であってもよい。
また、締付け条件設定部３２は、たとえば締付けトルク値Ｔ１、Ｔ２の算出処理機能を備えてもよい。
締付け工具１４やシール施工部４は、第１の実施の形態と同様の構成を有していればよく、その説明を省略する。
【００４１】
＜締付け手順および巡回数＞
図６は、ボルトおよびナットの締付け手順の一例を示している。
ボルト６およびナット８の締付け作業では、たとえば図６のＡの矢印ａに示すように、位置Ｐ１、Ｐ２・・・、Ｐｎを順番に巡回してもよいし、図６のＢの矢印ｂに示すように、位置Ｐ１、Ｐ２・・・、Ｐｎをフランジ１０−１、１０−２の直径方向に締付け箇所を変更する、いわゆる「対角締め」締付け手順で巡回させて締め付けを行えばよい。つまり、位置Ｐ１、Ｐ２・・・、Ｐｎを番号順に連続して締付けてもよいし、締付け箇所を所定数だけ規則的にスキップして巡回してもよい。したがって、巡回数Ｓは、位置Ｐ１、Ｐ２・・・、Ｐｎを順番に連続した巡回の計数値に限定されず、所定位置をスキップした巡回を単位として計数した計数値でもよい。
この実施の形態のシール施工管理では、たとえば日本工業規格（ＪＩＳ）のフランジ継手締付け方法（ＪＩＳ  Ｂ  ２２５１）に準拠した締付け手順を採用している。また、この実施の形態では、たとえばフランジ１０−１、１０−２に設置されるボルト６の数がｎ＝８〔本〕の場合を示している。そこで、この締付け処理では、締め初めから所定の巡回数（Ｓ）になるまでのいわゆる「仮締め」段階では位置Ｐ１、Ｐ２・・・、Ｐｎをフランジ１０−１、１０−２の直径方向に締付け箇所を変更する、いわゆる、「対角締め」（図６のＢ）による締め付けを行う。さらに締付け処理では、「仮締め」の巡回数（Ｓ）が完了した後にいわゆる「本締め」の段階として、Ｐ２〜Ｐｎを順番に巡回して（図６のＡ）締付けを行う。
なお、「仮締め」や「本締め」の巡回数（ＳＴＥＰ）や締付けの手順は、フランジ１０−１、１０−２に設置するボルト６の本数に応じて異なる値が設定されてもよい。
【００４２】
＜締付け指示情報テーブル４０＞
図７は、締付け指示情報テーブルの一例を示している。
この締付け指示情報テーブル４０は、シール施工管理の処理内容が記憶されたテーブルの一例であり、たとえば制御手段１６に記憶される。この締付け指示情報テーブル４０には、たとえば巡回数を表す「ＳＴＥＰ」毎の「実施内容」の情報や締付けの「手順」の情報などが格納されている。図７に示す締付け指示情報テーブル４０の「ＳＴＥＰ」は、締付けを行うボルト６の数によって決まり、たとえば巡回数Ｓ＝１０〔回〕、すなわち、８〔本〕のボルト６およびナット８に対して所定の手順で１０〔回〕に分けて締付けていく。この締付け指示では、たとえば、ＳＴＥＰ３とＳＴＥＰ７においてトルク係数を算出して、締付け箇所の状態に応じたトルク係数の補正を行う。
「実施内容」の情報には、たとえば締付けトルク値やトルク係数の値が記憶されるほか、検出された軸力の取込み指示およびトルク係数の算出指示などが含まれる。
「手順」の情報には、ボルト６およびナット８を締付ける手法が格納されている。
【００４３】
＜軸力の検出結果＞
図８は、軸力の検出結果の一例を示している。
制御手段１６には、軸力センサー１８−１、１８−２、・・・、１８−ｎから取得した各締付け箇所の軸力Ｆの値を含む情報テーブルを備える。図８に示す情報テーブルは、たとえばトルク係数ｋの補正値を算出する巡回数（Ｓ）における軸力の検出および締付けトルク値やトルク係数の算出結果であり、締付け工具１４に設定した締付けトルク値Ｔ１、ボルト６またはナット８に作用させる設定軸力Ｆｘ、検出軸力Ｆ、補正前のトルク係数ｋ１、補正トルク係数ｋ２、補正トルク値Ｔ’などが記憶される。
締付けトルク値Ｔ１は、この巡回数で設定される設定軸力Ｆｘ、トルク係数ｋ１を利用し、既述の式（１）に基づいて算出された値である。制御手段１６は、たとえばシール施工管理処理として、設定軸力Ｆｘと、締付けトルク値Ｔ１で締付けられたときの軸力Ｆとを比較して、これらの値が一致もしくは設定軸力Ｆｘに対して所定の範囲にない場合には、補正トルク係数ｋ２を算出する。
そして、制御手段１６は、軸力の比較結果に対し、次の巡回数において締付け工具１４に設定する補正トルク値Ｔ’を設定する。
なお、情報テーブルは、たとえば締付け巡回数毎に作成されてもよく、またはトルク係数の補正を行う巡回数（Ｓ）のときにのみ作成されてもよい。
【００４４】
＜トルク係数の算出結果＞
図９は、トルク係数の算出結果の一例を示している。
制御手段１６は、たとえば図９に示すように、トルク係数の算出処理を契機に締付け箇所に関連付けたトルク係数表示画面を生成する。このトルク係数表示画面は、たとえば図示しない制御手段１６の表示部に表示してもよく、または通信または外部メモリなどを利用して、管理者用の端末装置に表示してもよい。
斯かるトルク係数表示画面を生成することで、作業者や作業管理者が締付け箇所毎のトルク係数のばらつき状態を容易に把握することができる。
【００４５】
＜シール施工管理処理＞
図１０は、シール施工管理処理例を示している。図１０に示す処理手順、処理内容は、本発明のシール施工管理方法またはシール施工管理プログラムの一例であり、本発明が斯かる内容に限定されない。
シール施工管理処理では、制御手段１６の初期設定を行い（Ｓ１１）、締付け工具１４の設定を行う（Ｓ１２）。これら設定ステップでは、設定されたトルク係数ｋ１や設定軸力Ｆｘによって巡回数毎の締付けトルク値Ｔ１の算出や締付け条件設定部３２を通じて締付け工具１４への入力処理などを含む。
制御手段１６は、各軸力センサー１８−１、１８−２、・・・、１８−ｎが検出した軸力の検出結果Ｆを取得し（Ｓ１３）、締付け箇所Ｐおよび巡回数（Ｓ）を確認する（Ｓ１４）。確認処理では、たとえば締付け箇所Ｐ１〜Ｐ８の８箇所にある８本のボルト６の番号と検出軸力の変化で各締付け箇所Ｐを特定する。巡回数（Ｓ）は、たとえば８箇所のボルト６の締付けを単位とし、同一のボルト６の締付けが一巡する回数で特定される。
【００４６】
制御手段１６は、巡回数（Ｓ）がトルク係数の算出ステップになったかを判断し（Ｓ１５）、算出ステップの場合（Ｓ１５のＹＥＳ）、検出軸力Ｆと設定軸力Ｆｘとの対比、およびボルト６毎の補正トルク係数ｋ２の算出を行う（Ｓ１６）。また、制御手段１６は、算出した補正トルク係数ｋ２をボルト６毎に関連づけして（Ｓ１７）、次回の締付けトルク値Ｔの算出において、関連付けたボルト係数ｋ２を利用する。
制御手段１６は、巡回数（Ｓ）がトルク係数の算出ステップでないと判断した場合（Ｓ１５のＮＯ）、Ｓ１２に戻り、巡回数（Ｓ）をカウントアップして巡回数（Ｓ）に応じた軸力Ｆまたは締付けトルク値を設定して締付け処理を行う。
【００４７】
＜第２の実施の形態の効果＞
斯かる構成によれば、次の効果が得られる。
(1) 巡回数（Ｓ）に応じた締付けトルク値を設定し、検出した軸力Ｆによって締付け状態を監視し、締付けトルク値を補正することで、締付け箇所毎の締付け状態のばらつきを防止できる。
(2) 巡回数（Ｓ）や締付け箇所に応じて連続的または段階的に変更する締付けトルクに対し、トルク係数ｋを補正することでボルト６の軸力Ｆを目標軸力Ｆｘに合せることが可能となり、信頼性のあるシール施工を実現できる。
(3) 締付け箇所の巡回はボルト番号順だけでなくボルト番号をスキップした種々の形態での締付けを行うことができ、いずれの締付け巡回を用いても適正なシール施工を迅速に行うことができる。
【００４８】
〔第３の実施の形態〕
【００４９】
図１１は、第３の実施の形態に係るシール施工管理システムの構成例を示している。図１１に示す構成は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されない。図１１において、図１および図５と同一の構成には、同一符号を付している。
このシール施工管理システム５０は、締付け工具１４、コントローラー５２、サーバー５４を有する。締付け工具１４は既述した構成と同様であるので、その説明を割愛する。
コントローラー５２は、締付け工具１４とケーブル５５を以て接続されている。またコントローラー５２と締付け工具１４はたとえばＷｉ−Ｆｉや赤外線通信などで接続されてもよい。コントローラー５２は、たとえば締付け工具１４に対して締付けトルク値Ｔなどを設定するとともに、締付け状態を管理する制御手段や締付け条件設定部の機能を備えたコンピュータであり、単独またはサーバー５４と連係して動作する。このコントローラー５２には、たとえば前面パネル部５６に複数の入力操作部５８や表示部６０を有する。
【００５０】
このコントローラー５２は、コンピュータ処理により、以下のような機能や効果を実現する。
ａ．締付け箇所の巡回数（Ｓ）または締付け箇所Ｐに応じてボルト６またはナット８に付与するトルク値Ｔを算出または選定
ｂ．締付け工具１４にトルク値Ｔの設定
ｃ．巡回数（Ｓ）または締付け箇所Ｐに応じて段階的または連続的に締付け工具１４の出力トルクＴの変更
ｄ．サーバー５４から締付け管理情報の取得
ｅ．フランジ１０−１、１０−２のフランジ情報の取得
ｆ．ガスケット１２のガスケット情報の取得
ｇ．ガスケット情報の照合
ｈ．締付け条件情報から締付け条件の選定、締付け工具１４への入力
ｉ．軸力センサー１８−１、１８−２、・・・、１８−ｎから締付け結果の取得
ｊ．締付け結果情報の提示
ｋ．締付け結果に基づいてトルク係数および締付けトルク値の補正
ｌ．締付け結果の評価情報の提示
【００５１】
このコントローラー５２は破線で示す通信媒体６２として有線または無線でサーバー５４と連係する。サーバー５４は、コントローラー５２の情報処理を支援し、またはその情報処理を管理するコンピュータであり、たとえば、パーソナルコンピューターを用いればよい。このサーバー５４は、たとえば処理部６４、入力操作部６６およびモニター６８を有する。
【００５２】
＜締付け工具１４＞
図１２のＡは、締付け工具１４の構成例を示している。
この締付け工具１４は、たとえば制御部７０、モーター７２、トルクセンサー７４を有する。
制御部７０にはコンピュータおよびモーター駆動部が備えられ、コントローラー５２から締付けトルク値Ｔ１、Ｔ２などの制御情報が提供される。モーター７２は、締付けトルク値Ｔ１、Ｔ２などの制御情報に応じて駆動し、トリガースイッチ２６の導通時、駆動電流がモーター７２に供給される。モーター７２の回転が回転軸７６に取り付けられたソケット２４に伝達され、このソケット２４に嵌合させたナット８に締付けトルク値Ｔが加えられる。回転軸７６にギア機構を備え、モーター７２の回転力を所望のギア比でソケット２４に伝達させてよい。
トルクセンサー７４は、モーター７２または回転軸７６から締付けトルク値Ｔを検出し、その検出したトルク値が制御部７０に取り込まれる。このトルクセンサー７４は、ボルト６およびナット８の締付けトルクを検出すればよく、締付け工具１４の外部に有しても良い。
【００５３】
図１２のＢは、軸力センサー１８を備えたボルト６の一例を示している。各ボルト６に軸力センサー１８を備え、各ボルト６に加えられる軸力Ｆを検出すれば、締付け工具１４の締付けトルク値、その増加または減少を測定することができる。軸力センサー１８は、たとえば、歪みセンサーを用いればよい。
【００５４】
＜コントローラー５２＞
図１３のＡは、コントローラー５２の構成例を示している。
コントローラー５２は、締付け工具１４の制御手段であるとともに、シール締付けのシール施工管理装置の一例である。
このコントローラー５２は、たとえばコンピュータで構成されており、プロセッサ８０、記憶部８２、入出力部（Ｉ／Ｏ）８４、入力操作部５８、通信部８６および表示部６０を有する。
プロセッサ８０は処理手段の一例であって、記憶部８２にあるＯＳ（Operating System）やシール施工管理プログラムなどの情報処理を行う。この情報処理には、サーバー５４から締付け条件情報の取得、締付け工具１４への締付けトルク値Ｔを含む締付け条件の入力、締付け工具１４から締付けトルク値の検出結果の取得、締付け状態の監視および評価、評価結果の表示、締付け結果情報の出力などの制御が含まれる。
記憶部８２はＯＳ、シール施工管理プログラム、締付け条件情報、検出情報などの記憶に用いられ、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）が備えられる。この記憶部８２には記憶内容を保持可能な記憶素子を用いればよい。
【００５５】
Ｉ／Ｏ８４はプロセッサ８０により制御されて制御情報の入出力に用いられる。このＩ／Ｏ８４には外部機器としてたとえば、バーコードリーダー８８や着脱可能な外部メモリ９０が接続されてもよい。バーコードリーダー８８は情報取得部の一例である。外部メモリ９０はログ情報の取出しメモリであり、たとえば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリを用いればよい。
入力操作部５８はキースイッチやタッチセンサーなどを備え、入力情報の入力契機、出力情報の取出し契機、モード切替えなどに用いられる。
通信部８６はプロセッサ８０により制御され、サーバー５４などの外部機器との無線接続やインターネット接続に用いられる。
表示部６０は、プロセッサ８０により制御され、入力情報や出力情報の提示手段の一例である。この表示部６０には状態情報の表示手段としてたとえば、グリーンランプ９２−１、レッドランプ９２−２などを備えてもよく、正常時にグリーンランプ９２−１を点灯させ、異常時にレッドランプ９２−２を点灯させればよい。
【００５６】
図１３のＢは、記憶部８２の記憶内容の一例を示している。
この記憶部８２には一時記憶領域９４−１、記憶領域９４−２を有する。一時記憶領域９４−１には、たとえば施工対象であるフランジ情報１００、ガスケット情報１０２、作業者情報１０４、締付け工具１４から取得した締付け結果情報１０６などが一時的に格納される。
記憶領域９４−２には、たとえば締付け指示情報テーブル４０などのデータベースが構築される。
【００５７】
＜サーバー５４＞
図１４は、サーバー５４の構成例を示している。
サーバー５４は、コントローラー５２の支援装置であるとともに、ログ情報の提示手段の一例である。サーバー５４には、たとえば処理部１１０として、プロセッサ１１２、記憶部１１４、入出力部（Ｉ／Ｏ）１１６、通信部１１８を備えており、既述の入力操作部６６およびモニター６８が接続される。
プロセッサ１１２は、記憶部１１４にあるＯＳやシール施工管理プログラムなどの情報処理を行う。この情報処理には、コントローラー５２に対して締付け条件情報の提供、コントローラー５２から締付け結果を表す情報の取得、その締付け結果情報の提示などの処理が含まれる。
【００５８】
記憶部１１４はＯＳ、シール施工管理プログラム、締付け条件情報、ログ情報などの記憶に用いられ、ＲＯＭおよびＲＡＭを有する。この記憶部１１４には記憶内容を保持可能なハードディスクや半導体メモリなどの記憶装置を用いればよい。
Ｉ／Ｏ１１６はプロセッサ１１２により制御されて制御情報の入出力に用いられる。このＩ／Ｏ１１６には外部機器としてたとえば、外部メモリ１２２が接続される。通信部１１８はたとえば、無線によるコントローラー５２などとの接続に用いられる。
通信部１１８はプロセッサ１１２により制御されており、サーバー５４と締付け工具１４、コントローラー５２などの外部機器との無線接続や、インターネット接続に用いられる。
入力操作部６６は入力情報の入力操作に用いられるほか、入力操作により出力情報の取出し契機、モード切替え操作などに用いられる。
モニター６８は情報提示部、表示部の一例であり、たとえば、締付け指示情報テーブル４０や締付け結果などの表示に用いられる。このモニター６８の画面表示部にはタッチパネル１２０を備え、入力操作部６６に代え、表示情報に対応した入力情報を行うようにしてもよい。
【００５９】
＜締付け結果＞
図１５は、締付け結果の一例を示している。
コントローラー５２の表示部６０やサーバー５４のモニター６８には、たとえば図１５のＡに示すように、シール施工部４の締付け箇所Ｐ１、Ｐ２・・・、Ｐｎを模した締付け結果の画面が表示される。この締付け結果の画面は、コントローラー５２やサーバー５４のいずれかまたは両方が軸力センサー１８−１、１８−２、・・・、１８−ｎから取得した検出結果（図１５のＢ）の情報、および締付け工具１４による締付け箇所や巡回数（Ｓ）の情報などが組み合せて生成されている。
締付け結果の画面には、たとえばそれぞれの締付け箇所に対し、締付けの目標軸力と巡回数（Ｓ）毎の締付け力が表示されている。つまりこの締付け結果の画面には、締付け箇所同士の軸力のばらつきとともに、巡回数（Ｓ）毎の締付け力の推移が表される。
また、コントローラー５２の一時記憶部９４−１やサーバー５４の記憶部１１４には、たとえば図１５のＢに示すように、検出結果としてＳＴＥＰ毎、すなわち巡回数（Ｓ）毎のボルト６の軸力Ｆを含む検出データが格納される。
この検出結果は、たとえばＳＴＥＰ１〜６までの締付け結果を示しており、さらに締付けの工程が進むことで検出データが増加していく。また、このシール施工管理では、たとえば第２の実施の形態と同様に、ＳＴＥＰ３の検出結果に基づいてトルク係数の補正処理を実行する。そして、このトルク係数の補正後に、締付けの巡回数（Ｓ）が進むとＳＴＥＰ６の段階における各ボルトの軸力の検出結果がほぼ同等な値となる。これによりフランジ１０−１、１０−２面に対してばらつきのない軸力によるシール施工が行われていることが示されている。
【００６０】
＜シール施工管理の処理シーケンス＞
図１６は、シール施工管理システム５０によるシール施工管理の処理シーケンスを示している。
シール施工処理では、締付け工具１４が初期設定を行うとともに（Ｓ３１）、コントローラー５２が初期設定を行う（Ｓ３２）。この初期設定の後、コントローラー５２とサーバー５４を連係させ、コントローラー５２は、サーバー５４から提供されるトルク係数ｋ１などを含む締付け条件情報を取り込む（Ｓ３３）。コントローラー５２は、締付け指示情報テーブル４０の取得により締付け条件情報を取込む。
この締付け条件情報を取得したコントローラー５２は、予め選定されているフランジ１０−１、１０−２およびガスケット１２に対応する締付け条件を選定する（Ｓ３４）。また、コントローラー５２は、巡回数Ｓや締付け位置Ｐの設定（Ｓ３５）や、トルク係数ｋ１や設定軸力Ｆｘを利用した締付けトルク値Ｔ１の算出（Ｓ３６）を行う。予め締付けトルク値Ｔ１の候補が格納されている場合には、この格納された締付けトルク値Ｔ１の１つを選定すればよい。
締付けの準備処理を経て、コントローラー５２は、締付け工具１４に対して締付けトルク値Ｔ１を設定する（Ｓ３７）。
【００６１】
そして、施工者が締付け工具１４により、締付け箇所のボルト６またはナット８に締付けトルクを付与し、締付けを行う（Ｓ３８）。各軸力センサー１８−１、１８−２、・・・、１８−ｎは各締付け箇所Ｐのボルト６の軸力の検出を行い（Ｓ３９）、それらの検出軸力Ｆがコントローラー５２に取り込まれる（Ｓ４０）。
【００６２】
コントローラー５２は、各検出軸力を用いて締付け箇所Ｐの巡回数Ｓまたは締付け箇所Ｐの情報から締付け作業が完了したかを判断する（Ｓ４１）。つまり、コントローラー５２は、たとえば、締付け箇所Ｐ＝８の場合、８本のボルト６の番号と軸力の変化から締付け箇所Ｐ１〜Ｐ８のいずれであるかを特定する。コントローラー５２は、締付け箇所Ｐ１〜Ｐ８から選択される複数のボルト６の締付けを単位とし、選択されたボルトを一巡する回数を巡回数Ｓ＝１とする。そして、巡回数Ｓは、Ｓ＝０ないしｎを特定することができることは既述した通りである。
【００６３】
コントローラー５２は、締付け作業が完了していないと判断した場合（Ｓ４１のＮＯ）、トルク係数ｋの算出ステップ（巡回数）かを判断する（Ｓ４２）。算出ステップである場合（Ｓ４２のＹＥＳ）、コントローラー５２は検出軸力と設定軸力が相違するかを判断する（Ｓ４３）。
トルク係数ｋの算出ステップでない場合（Ｓ４２のＮＯ）、検出軸力と設定軸力に相違が無い場合（Ｓ４３のＮＯ）、Ｓ３５に戻って締付け作業を継続する。
このとき、コントローラー５２では、たとえば巡回数（Ｓ）をカウントアップして、次の巡回数に対応した締付けトルク値Ｔを算出する。これにより締付け箇所Ｐや巡回数Ｓに応じて出力トルクＴを段階的または連続的に変更、設定する。
【００６４】
コントローラー５２は、検出軸力と設定軸力が相違すると判断した場合（Ｓ４３のＹＥＳ）、締付けトルク値の補正処理として、軸力の検出結果を利用した補正トルク係数ｋ２を算出する（Ｓ４４）。そして、コントローラー５２は、補正トルク係数ｋ２を含む新たな締付け条件を設定し（Ｓ４５）、Ｓ３５に戻って締付け処理を継続する。
【００６５】
コントローラー５２は、巡回数Ｓのカウント値に基づいて締付け完了と判断した場合（Ｓ４１のＹＥＳ）、締付け終了となり（Ｓ４６）、締付け工具１４に締付け完了指示を入力して締付けを完了する。この締付け完了は、たとえばモニター６８を用いて提示すればよい。コントローラー５２は締付け結果情報をサーバー５４に通知する。そしてサーバー５４には、締付け結果情報の表示が行われる（Ｓ４７）。
【００６６】
なお、コントローラー５２は、締付け完了か否かの判断として巡回数（Ｓ）のカウント数を判断したがこれに限らない。コントローラー５２は、たとえば軸力センサー１８−１、１８−２、・・・、１８−ｎから取得した検出結果に対し、軸力のばらつきや目標軸力に達していないもしくは所定の範囲内にないと判断した場合には、さらに増し締め処理を繰り返してもよい。
【００６７】
＜第３の実施の形態の効果＞
斯かる構成によれば、次の効果が得られる。
(1) トルク係数ｋや締付けトルク値Ｔなどの締付け条件が自動的に選択されるので、作業者に締付け条件の管理を強いる必要がなく、締付け条件設定から作業者の負担を軽減できる。作業者の経験や勘に頼る締付け条件の設定を回避して設定ミスや締付けミスを防止できる。
(2) この締付け条件をサーバー５４から個別的具体的にコントローラー５２に提供できるので、精緻な締付け結果を実現できる。軸力の検出結果に基づいてトルク係数ｋの補正や締付けトルク値の設定などの精度の高いシール施工管理を行うことができる。
(3) 締付け管理が可能な締付け工具と、コンピュータを用いた情報処理によりシール施工の自動化、高精度化、簡略化、高効率化を実現でき、作業者の経験や勘に依存しない信頼性の高いシール施工ができる。
【００６８】
〔第４の実施の形態〕
【００６９】
図１７は、第４の実施の形態に係るシール施工管理装置の一例を示している。
このシール施工管理装置１３０は、締付け工具１３２と制御手段１３４を有する。締付け工具１３２は、たとえばトルクレンチやハンドナットランナーなどであり、設定した締付けトルク値を生成するギアユニット１３６を備える。
このギアユニット１３６には、たとえばナット８に結合するソケット１３８が設置される。また、ギアユニット１３６は、ボルト６やナット８の識別情報および締付け箇所情報を取得する情報取得ユニット１４０を有する。この情報取得ユニット１４０は、たとえば受信アンテナ、受信部、信号変換部、送信部および送信アンテナなどで構成される。そして情報取得ユニット１４０は、ボルト６やナット８などに設置された図示しないタグ情報を受信し、このタグ情報からＩＤ（Identification）などの識別情報を取得する。そしてこの識別情報を信号変換部で送信信号に変換し、送信部を通じて制御手段１３４側に送信する。この送信信号の送信には、たとえば近距離無線通信が利用される。
【００７０】
制御手段１３４は、たとえば通信部１４２、処理部１４４、記憶部１４６、情報提示部１４８を有する。
通信部１４２は、締付け工具１３２に設置された情報取得ユニット１４０と通信し、ボルト６やナット８の識別情報を受信する。
処理部１４４は、通信部１４２を通じて情報取得ユニット１４０との間で識別情報などの送受信を行うほか、締付けトルク値の設定処理、トルク係数の算出処理などを行う。
記憶部１４６は、たとえばボルト６やナット８の識別情報、締付け位置情報が格納されるほか、締付け手順や締付けトルク値の算出情報、トルク係数の算出情報のほか、図示しない締付け箇所毎に設置された軸力センサー１８−１、１８−２、・・・１８−ｎ（図１）から受信した軸力情報などを格納する。
情報提示部１４８は、締付け工具１３２に設定する締付けトルク値情報やトルク係数情報、補正したトルク係数情報、検出した軸力情報などを表示するほか、締付け工程において、締付け位置の指示情報などを表示する手段の一例である。
【００７１】
締付け工程における軸力の検出処理、トルク係数の算出処理、締付けトルク値の補正処理については、既述の実施の形態で示した通りであり、説明を省略する。
【００７２】
＜第４の実施の形態の効果＞
斯かる構成によれば、次のような効果が期待できる。
(1) 締付け箇所毎に対応した締付けトルク値での締付けが行えるとともに、ボルト６やナット８の識別情報を利用して、締付け箇所の管理が容易に行える。
(2) ボルト６やナット８の識別情報による締付け箇所の管理により、作業手順などのミスが発生した場合でも、情報提示部１４８を通じてガイド表示を行うことで作業者を適切な作業に誘導することができるので、シール施工管理の信頼性を高めることができる。
〔比較例〕
【００７３】
図１８は、フランジのシール施工処理の比較例を示している。
図１８に示すシール施工管理処理では、たとえば上記第２の実施の形態および第３の実施の形態と同様に、フランジ１０−１、１０−２に対して８本のボルト６とナット８を締付ける処理を行っている。この締付け処理は、締付け工具１４に設定する締付けトルク値Ｔの算出処理において、予め設定されたトルク係数ｋとして、０．２の値を維持した場合である。そして、締付けトルク値Ｔは、巡回数に応じて、段階的に増加させている。
この締付け処理の結果は、図１８のＡに示すように、締付け位置Ｐ６の軸力が他の締付け位置よりも常に大きな軸力Ｆが作用していることが分る。そして巡回数であるＳＴＥＰ６において、締付け位置Ｐ６のみが目標軸力に達したのに対し、他の締付け箇所は目標軸力に達していない。
軸力センサー１８−１、１８−２、・・・１８−８で検出した軸力は、図１８のＢに示すように、ＳＴＥＰ６の段階で、各ボルト６間で大きくばらつく結果となった。これらの軸力値を比較すると、ばらつきの最大値は約２８〔％〕となり、平均で１４〔％〕もの値となった。このようなばらつきが生じた場合、フランジ１０−１、１０−２間には均等に力が作用していないことから、一部の締付け位置のみが作用するいわゆる片締めが発生したり、他のボルト６およびナット８に緩みが生じるおそれがある。そのため、締付け処理では、たとえば全てのボルト６の軸力を監視しつつ、締め直しや締め増しを行うことになる。フランジ１０−１、１０−２に対するボルト６およびナット８の締付けでは、発明の課題で述べたように、弾性相互作用の影響で、他のボルトの締付けに緩みが生じるなどの影響を受けるため、締付け後の軸力調整は作業負荷の増大を招くことなる。
【００７４】
これに対し、本発明のように、締付け工程中に締付け箇所に対応したトルク係数の補正処理を行うことで、ボルト６間の締付け状態のばらつきによる影響が発生せず、またはその影響が抑えられるので、効率的かつ作業負荷の少なくなるとともに、締付け状態が安定したシール施工管理を行うことが可能となる。
【００７５】
〔他の実施の形態〕
【００７６】
(1) 上記実施の形態では、締付け工具１４として、プロセッサなどを備えたハンドナットランナーを用いる場合を示したがこれに限らない。締付け工具１４は、たとえば手動で締付けトルクを設定可能なトルクレンチを用いてもよい。また、締付け工具１４は、大型の組立て装置であり、かつボルトの締付けを行う締付けアームを有し、製品に対する締付け箇所の把握や締付けによる軸力を検出可能なものであればよい。
【００７７】
(2) 上記実施の形態では、締付け箇所に作用する軸力を検出する手段として、ボルト自体に軸力センサーが設置されたものを示したがこれに限らない。シール施工管理処理では、たとえば締付けたボルト６に対して超音波センサーなどの検出機器を利用して軸力を検出し、この検出結果を利用してトルク係数を算出してもよい。
【００７８】
(3) コントローラー５２は、たとえばスマートフォンなどの携帯情報端末を用いてもよい。
【００７９】
(4) 上記実施の形態では、ひとつの締付け工具１４にコントローラー５２およびサーバー５４を連係した例を示したが、これに限らない。複数の締付け工具１４にコントローラー５２およびサーバー５４を連係してもよく、複数のコントローラー５２に単一のサーバー５４を備えてもよい。
【００８０】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態や実施例について説明した。本発明は上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態または実施例に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明のシール施工管理方法、シール施工管理装置、シール施工管理プログラム、シール施工管理システムは、締付け管理が可能な締付け工具を用いてコンピュータを用いた情報処理により、締付け工程で検出した軸力を利用してトルク係数の補正処理を行うことで、締付け箇所の状態に応じた締付けトルク値が設定でき、フランジに対する締付け状態の安定化および必要な軸力での締付け処理が行え、有益である。
【符号の説明】
【００８２】
２、３０、１３０  シール施工管理装置
４  シール施工部
６  ボルト
８  ナット
１０−１、１０−２  フランジ
１２  ガスケット
１４、１３２  締付け工具
１６、１３４  制御手段
１８、１８−１、１８−２、・・・、１８−ｎ  軸力センサー
２０  装置本体
２２  グリップ
２４  ソケット
２６  トリガースイッチ
３２  締付け条件設定部
３４  取得手段
４０  締付け指示情報テーブル
５０  シール施工管理システム
５２  コントローラー
５４  サーバー
５５  ケーブル
５６  前面パネル部
５８  入力操作部
６０  表示部
６２  通信媒体
６４、１１０  処理部
６６  入力操作部
６８  モニター
７０  制御部
７２  モーター
７４  トルクセンサー
７６  回転軸
８０、１１２  プロセッサ
８２、１１４  記憶部
８４、１１６  入出力部（Ｉ／Ｏ）
８６、１１８  通信部
８８  バーコードリーダー
９０  外部メモリ
９２−１  グリーンランプ
９２−２  レッドランプ
９４−１  一時記憶領域
９４−２  記憶領域
１００  フランジ情報
１０２  ガスケット情報
１０４  作業者情報
１０６  締付け結果情報
１２０  タッチパネル
１２２  外部メモリ
１３６  ギアユニット
１３８  ソケット
１４０  情報取得ユニット
１４２  通信部
１４４  処理部
１４６  記憶部
１４８  情報提示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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