JP2000227372A - ボルト軸力の測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シングルナット、又は反転防止用にダブルナッ
トとしたボルトのいずれであっても、透過パルスの計測
により簡易且つ正確にボルトの軸力測定ができる。 【解決手段】基筒１内のセンサー取付筒８に、探触子２
１を設けた３対の測定腕１３の基端部１４を取付ける。
測定腕２１は先端部１６に内方に向けた膨出部１７を有
し、膨出部１７の開口１８内に、出没可能に探触子２１
が遊嵌されている。基筒１の外側に測定腕１３を囲うケ
ース筒２８を摺動可能に配置して、ボルト軸力の測定装
置３５とする。測定腕１３の先端部１６は、ケース筒２
８の摺動により先端部１６が近づき、高分子化合物で被
覆した測定面２２がナット４７に当接密着できる。測定
腕１３の中間部１５間に障害物収容スペース４４にナッ
ト４８を収容する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ボルトの締め付
けの良否を判定する為の超音波を利用したボルト軸力の
測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来ボルト軸力の測定方法は、トルク法
や回転角法を用いられることが多いが、主としてトルク
係数が正確に定まらないため、正確な軸力が導入されな
い場合がある。また、ボルトの保守点検時にトルクレン
チを用いて、ボルトが回転し始めるときのトルク値か
ら、ボルト軸力を測定する方法は、前述した理由から正
確でないことが多い。

【０００３】そこで、ボルトの軸方向の超音波の伝搬時
間の変化を求めボルトの軸力及び伸びを求めたり、ボル
トの軸方向の超音波の縦波と横波の音速比より軸力を求
めたり、磁気音弾性法により軸力を非破壊的に求める方
法が実現されている（図１７（ａ）。

【０００４】しかし、それらの方法では、ボルトの端面
の精密仕上・ボルト頭部のマーク削除・精密な音速測定
が必要があり、現場での測定は不可能に近い。

【０００５】そこで、従来の方法に代わり、ナット対向
面の超音波の透過パルスの大きさからボルトの軸力を求
めることを試み、実用的で信頼性のある方法であること
を確認してきた（図１７（ｂ））。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鉄塔に
適用する場合、測定するナット部に緩み止めのナットが
ついたりイタリングという緩み止めがついたりすること
がある。このため、センサーがナット部に挿入できず軸
力を測定するために緩み止めを外す必要があった。

【０００７】また、一般に、探触子の接触媒質としてグ
リセリンが必要であり、これを供給する装置が別途必要
となっていた。また、測定後にナットからグリセリンを
除去しなければボルトナットの腐食の原因となってい
た。

【０００８】また、ナット面と探触子の距離が一定にな
らず、測定誤差が生じるおそれもあった。とりわけ、塗
装膜の厚いナットでは、顕著であった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】然るにこの発明では、測
定腕の先端部に探触子を設けると共にケース筒で測定腕
を可動させて測定装置を構成したので、前記問題点を解
決した。

【００１０】即ちこの発明は、基筒の先端部に、先端に
探触子を設けた少なくとも１対の測定腕の基端部を取付
け、該測定腕を囲うように円筒状のケースを、前記基筒
に沿って摺動可能に配置してなり、前記測定腕は、対向
する先端部内面に、高分子化合物からなる皮膜を形成し
た探触子の測定面を形成し、前記ケースの先端部内側
に、ケースの摺動により前記一対の測定腕の測定面が近
づくような可動を案内できる案内手段を形成したことを
特徴とするボルト軸力の測定装置である。

【００１１】また、前記において、測定腕は、基端部と
先端部との間に中間部を有し、対向する測定腕の中間部
間にに、障害物収容スペースを形成することが望まし
い。また、基筒の先端に取付鍔を形成し、障害物収容ス
ペース内に配置される補助リングを着脱容易に、取り付
けることが望ましい。また、測定腕は、先端部に内側に
膨出する膨出部を有し、該膨出部に開口を形成し、該開
口に出没する探触子を取りつけ、該探触子は内面に測定
面を形成し、外面にケース内面の案内手段に対応したロ
ーラーを取付けることが望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】基筒１内にセンサー取付筒８を回
動摺動自在に取付ける。基筒１内のセンサー取付筒８の
先端部１０に、探触子２１を設けた３対の測定腕１３の
基端部１４を取付ける。測定腕２１は先端部１６に内方
に向けた膨出部１７を有し、膨出部１７の開口１８内
に、出没可能に探触子２１が遊嵌されている。探触子２
１の内面には高分子化合物で被覆された測定面２２が形
成されている。また、１対の測定腕１３、１３は、先端
部１６が離接するように開閉自在に取り付けられてい
る。

【００１３】基筒１の外側に測定腕１３、１３を囲うよ
うに円筒状のケース筒２８を、基筒１に沿って摺動可能
に配置する。測定腕１３の先端部１６は、ケース筒２８
の摺動により測定面２２が近づくように案内される。

【００１４】基筒１内で、測定腕１３、１３の中間部１
５、１５間に障害物収容スペース４４を形成し、基筒１
の先端に取付鍔４を有し、障害物収容スペース４４内に
配置される補助リング３７を取付鍔４に着脱自在に固定
できる。

【００１５】以上のようにして、構成されるボルト軸力
の測定装置３５は、ボルト４５に反転防止用のナット４
８が螺合された場合であっても、障害物収容スペース４
４内にナット４８を収容して、ナット４７に測定面２２
を押しあて軸力測定ができる。また、反転防止用のナッ
ト４８が無いボルト４５では、補助リング３７を取付て
同様に軸力測定ができる。

【００１６】

【実施例１】図面に基づきこの発明の実施例を説明す
る。

【００１７】円筒状の基筒１の基端部２側に把持部を形
成し、先端側に前記基筒１の外径より内径が大きい円筒
状のセンサー取付筒８を、ボールベアリング１２を介し
て、回動自在に取り付ける。

【００１８】前記センサー取付筒８の基端部９内側に、
３対の測定腕１３、１３の基端部１４を基筒１の軸に対
して、直径対称に取付ける（図３（ａ））。前記測定腕
１３は、基端部１４の軸１１により、対応する両測定腕
１３、１３の先端部１６、１６が離接するように回動可
能となっている。また、前記センサー取付筒８と測定腕
１３との間に介装されたバネ７により、対応する両測定
腕１３、１３の先端部１６、１６が離れる方向に付勢さ
れている。

【００１９】前記測定腕１３は、先端部１６に内側に向
けた膨出部１７を形成し、該膨出部１７に基筒１の直径
方向の開口１８を形成する。前記各測定腕１３の開口１
８内に、測定面２２が対向するように探触子（センサ
ー）２１を遊嵌する。前記探触子２１は、一面（測定腕
の膨出側）に密着性を高めた高分子材料（例えば、シリ
コンゴム）を貼り付けた測定面２２を形成し、対向他面
２３に支持片２４、２４を並列して突設し、該支持片２
４、２４間にローラー２５を架設する（図４（ａ）
（ｂ））。

【００２０】前記探触子２１は、前記開口１８から外側
に脱落しないように、前記膨出部１７の外面に、平面コ
字状の制御板（弾性を有する材料からなる）１９を取り
付ける。前記制御板１９の開口（切欠）２０から両支持
片２４、２４が突出し、前記探触子２１の他面（上面）
２３と制御板１９の中央部が固定されている。前記制御
板１９の両端部と膨出部１７の他面との距離Ｌ₁ は、ば
ね２６を嵌装したねじ２７、２７で調節できるようにな
っている（図４）。また、探触子２１は、ばね２６によ
り放射方向（外側。図４（ｂ）矢示５２方向）に付勢さ
れている。

【００２１】また、前記基筒１の先端３には取付鍔４が
形成され、該取付鍔４には、補助筒固定用の溝５、ビス
孔（螺孔）６、６が形成されている（図３）。

【００２２】また、前記基筒１の外側にケース筒２８
を、軸方向に摺動自在に嵌装する。前記ケース筒２８の
基端側は、前記基筒１の基端部２に沿うよう細径部２９
を形成し、先端側が測定腕１３、１３の外側を覆うよう
に大径部３０が形成されている。また、ケース筒２８は
基筒１との間にバネ３１が介装され、ケース筒２８を基
筒１の基端部２側に（測定腕１３の先端部が露出するよ
うに）付勢されている。また、ケース筒２８の大径部３
０の先端側内面はテーパー３２が形成され、測定腕１
３、１３を中心側への押圧する際の案内となる。

【００２３】以上のようにして、ボルト軸力測定装置３
５を構成する（図１）。前記において、測定腕１３の膨
出部１７、１７内面間の距離Ｄ₂ が測定できるナット径
に対応している。また、前記において、基筒１の先端３
より先であって、測定腕１４の膨出部１７までの間（測
定腕１３の中間部１５。距離Ｌ₃ ）が障害物収容スペー
ス４４を構成し、取付鍔４の外径Ｄ₁ 程度の外径の障害
物（ダブルナット、イタリングなど）を回避できる（図
１、図３（ａ））。

【００２４】また、障害物収容スペース４４に配置でき
る補助リング３７を組合わせる。補助リング３７は、一
面３８が基筒１の取付鍔４に密着できる形状であり、溝
５に対応した突条４０が形成され、他面３９は、溝４１
を有し取付鍔４と同一に形成されている。また、取付鍔
４の螺孔６に連通する透孔４２、４２が穿設され、透孔
４２の他面３９側には作業用のドライバー類を挿通でき
る大径部４３を形成してある（図５）。

【００２５】この補助リングは、障害物が距離Ｌ₃ より
小さい場合に、障害物収容スペース４４を埋める為のも
のであり、例えば、厚さＤ₂ は、８ｍｍ、１２ｍｍ、１
４ｍｍの３種類を用意し、単独又は複数を組み合わせて
使用する。

【００２６】次に、前記実施例に基づくこの発明のボル
ト軸力測定装置３５の使用について説明する。

【００２７】使用しない時には、ケース筒２８はバネ３
１に付勢され、測定腕１３、１３の膨出部１７は、ケー
ス筒２８の先端３３から突出している（図２）。また、
測定腕１３、１３はバネ７により、開いた状態になって
いる。

【００２８】ボルトの軸４６にナット４７が螺合締結さ
れた軸力を測定する。廻り防止用の補助ナット４８が螺
合されている。補助ナット４８の厚さが障害物収容スペ
ースと同等であれば、補助リング３７は使用しない。

【００２９】ナット４７の外側に測定腕１３の膨出部が
位置するように、測定装置３５を嵌装する。この際、補
助ナット４８が基筒１の取付鍔４に当設する（図２）。

【００３０】続いて、ケース筒２８を矢視４９方向に摺
動させ（図２）、テーパー３２を測定腕１３のローラー
２５に当設する（図４（ｂ））。更に、ケース筒２８を
摺動させると、テーパー３２に沿って、膨出部１７はバ
ネ７に抗して矢視５０方向に移動し（図４（ｃ））、更
に探触子２１は、バネ２６、制御板１９に抗して、開口
１８内を矢示５０方向に摺動して（図４（ｃ））、測定
面２２は膨出部１７の内面１７ａから突出して、ナット
４７の表面に密着押圧される（図１、図４（ｃ））。こ
れにより、正確なボルト軸力の測定が可能である。１対
の測定腕１７の一方の探触子２１から超音波を発信して
他方の探触子で受信して、透過パルスの大きさを測定し
て、予め比較しておいたひずみ測定の軸力などに対応さ
せて、ボルト軸力を求める。

【００３１】また、補助ナット４８が取り付けられてい
ないボルトの場合には、取付鍔４に補助リング３７ａ、
３７ｂを重ね、透孔４２、４２に細いビスを挿通して、
取付鍔４の螺孔６に螺合する（図６）。前記補助ナット
４８のある場合と同様に、測定腕１３、１３をナット４
７に嵌装する。この状態で、ナット４７と補助リング３
７ｂの他面３９とが密着している。続いて、ケース筒２
８を摺動させ、同様にナット４７に探触子２１の測定面
２２を密着押圧させて測定する。

【００３２】

【比較例】前記実施例に基づくボルト軸力測定装置３５
の有効性をボルトに貼り付けたひずみゲージで測定した
軸力と比較することによって確認した。

【００３３】１．実験方法

【００３４】１−１ 試験片及び試験体 （1）ナット形対比試験片（材質：ＳＭ５７Ｑ、ナット
形状に切削、表面状態：２５Ｓ、サイズ：Ｍ２４） （2）ボルト試験体 図７に示す試験体を３組（１組に
ひずみゲージを貼り付けたＭ２４のダブルナットボルト
を４本取付け）

【００３５】１−２ 使用装置等 （1）トルクレンチ （2）ＰＴレンチ （3）超音波ボルト軸力計：自社製 ＭＯＤＥＬ ＢＣ
−０１ （4）ボルト軸力計用探触子（新型）：日本超音波試験
（株）製 新型Ｍ２４用 ボルト軸力計用探触子（旧型）：クラウトクレーマーブ
ランソン製コンポジット探触子 （5）水スプレー （6）パソコン （7）ひずみゲージ：東京測器製 ＦＬＫ−６−１１ （8）ひずみ測定器：東京測器製 ＴＤＳ−３０２

【００３６】１−３ 実験方法 （1）試験治具にひずみゲージを貼り付けたボルト４
５、４５を４本挿入し、ナット４７及び緩み止めのナッ
ト４８を手で締め付ける。このとき、ひずみ測定器の０
点調整を行い、超音波ボルト軸力計のデータを読み取
る。センサーをナットに挿入際はナット面に水スプレー
で水滴を付着させる。 （2）緩み止めのナット４８を外し、トルクレンチによ
って、１５００ kgf・cmトルクで縮め付け、緩み止めナ
ット４８を取りつけ、ひずみ測定器及び超音波ボルト軸
力計のデータを読み取る。 （3）緩み止めのナット４８を外し、トルクレンチによ
って３０００ kgf・cmのトルクで締め付け、緩み止めナ
ット４８を取りつけ、ひずみ測定器及び超音波ボルト軸
力計のデータを読み取る。 （4）緩み止めのナット４８を外し、ＰＴレンチ設定に
よって軸力８ｔとし、緩み止めナット４８を取りつけ、
ひずみ測定器及び超音波ボルト軸力計のデータを読み取
る。 （5）緩み止めのナット４８を外し、ＰＴレンチ設定に
よって軸力１４ｔとし、緩み止めのナットを手で取りつ
ける。このとき、ひずみ測定器及び超音波ボルト軸力計
のデータを読み取る。 （6）以上の測定を３組の試験体について行う。

【００３７】２．実験結果

【００３８】（1）超音波ボルト軸力計の測定結果 超音波ボルト軸力計による測定結果を表１−１、１−２
に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】表１−１、１−２において、 記号CTOO1O−01〜CTOO1O−12 ：軸力０ｔ 記号CTOO11−01〜CTOO11−12 ：トルクレンチでのトル
ク設定値が１５００ kgf・cm 記号CTOO12−01〜CTOO12−12 ：トルクレンチでのトル
ク設定値が３０００ kgf・cm 記号CTOO13−01〜CTOO13−12 ：ＰＴレンチの軸力設定
８ｔ 記号CTOO14−01〜CTOO14−12 ：ＰＴレンチの軸力設定
１４ｔ の場合を夫々表わす。

【００４２】また、CH1 〜CH3 は１から３チャンネルの
透過パルスの測定値、平均値は超音波ボルト軸力計のCH
1 〜CH3 の測定値の平均値（小数点以下切り捨て）を示
す。

【００４３】測定に要した時間は、ボルト締付けや段取
り替えも含み１２本×５条件＝６０回の測定に１３０分
であった。

【００４４】ひずみ測定による軸力値とその時に測定さ
れた超音波軸力計の透過パルスの大きさの関係を図９に
示す。透過パルスの大きさから軸力を求める近似式を求
めたグラフを図１０に示す。

【００４５】また、ひずみ測定による軸力値と近似式を
ボルト軸力計に内蔵できる近似式 Ｙ＝−１．６８Ｘ＋６３．８ とし、透過パルスの大きさから求めた軸力の関係を図１
１に示す。

【００４６】ひずみ測定による軸力と透過パルスの大き
さ（六角形の試験片の透過パルスの大きさを基準とした
dB差）の関係はほぼ直線的な関係となり、その相関性
は、 Ｒ² ＝0．8953 とかなり強い相関関係となった。

【００４７】さらに、ひずみ測定による軸力を真値とし
た場合の超音波ボルト軸力計の誤差を表２−１、２−２
に示す。

【００４８】

【表３】

【００４９】

【表４】

【００５０】（2）各種レンチの測定結果 各種レンチの設定値とひずみ測定による軸力測定結果を
表３−１、３−２に示す。

【００５１】

【表５】

【００５２】

【表６】

【００５３】トルクレンチの場合は、トルクから軸力
を、計算式、 Ｎ＝Ｔ／（ｄ・ｋ） より求めた。ただし、軸力Ｎ（ｔ）、トルクＴ（kgf ・
cm）、ボルト径ｄ（mm）、トルク係数 ｋ＝０．３ と
した。トルク係数ｋを０．３としたのはボルト締結に際
してなたね油を使用しなかったためで、通常の０．１１
〜０．１５の値より大きな値とした。

【００５４】また、ＰＴレンチについては、設定したボ
ルト軸力を与える油圧で動作が停止するようにし、その
設定軸力をＰＴレンチの軸力とした。

【００５５】ひずみ測定による軸力と各種レンチの設定
値の関係は、図１２に示すように、ほぼ直線的な関係と
なり、その相関性は、 Ｒ² ＝0．9276 と超音波ボルト軸力計の測定軸力より強い相関関係とな
った。ただし、近似曲線はトルクレンチとＰＴレンチの
側定値を合わせたデータによって作成したが、グラフに
示すようにトルクレンチとＰＴレンチでは傾向がやや異
なった。

【００５６】３．実験結果の考察

【００５７】（1）超音波ボルト軸力計の判定結果 新型のセンサーと旧型センサーを比較した場合、軸力０
ｔ以外ではほぼ同様の透過パルスの大きさとなったが、
軸力０ｔの場合新型センサーの透過パルスの大きさが４
０dB程度、旧型センサーの透過パルスの大きさが５０dB
と、新型センサーの軸力０ｔの場合の透過パルスの大き
さはかなり大きくなった。

【００５８】これは、図１３、図１４に示すように、新
型センサーの振動子（コンポジット振動子）を変更した
ため、やや波数が多く最短距離以外の透過パルスの大き
さが大きくなったことが原因と考えられる。

【００５９】しかしながら、軸力０ｔとひずみ測定によ
る軸力５ｔ以上では明確な差があり確実に判別できる。

【００６０】測定に要した時間は、ボルト締付けや段取
り替えも含め１３０分であったが、各ボルトの測定のみ
の時間は３本で１分程度であり、旧型センサーと同様に
２０秒程度で１本の測定が行えた。このことから、新型
センサーでも従来のセンサーと同様の時間で測定が行え
ると考えられる。

【００６１】透過パルスの大きさから軸力を求める近似
式 Ｙ＝−１．６３Ｘ＋６３．８ は従来の近似式とやや異なるが、これは軸力０ｔの場合
の透過パルスの大きさが旧型センサーに比較して新型セ
ンサーが１０dB程度大きいためと考えられる。

【００６２】この近似式から求めた軸力のひずみ測定に
よる軸力を真値とした場合の誤差を図１５、図１６に示
す。標準偏差は、 トルク１５００ kgf・cm で、１．３０５ｔ トルク３０００ kgf・cm で、２．２８４ｔ ＰＴレンチ軸力８ｔで、１．７５０ｔ ＰＴレンチ軸力１４ｔで、２．０３０ｔ であり、各種レンチの設定と比較すると２倍程度になる
が超音波ボルト軸力計の絶対値はほぼひずみ測定による
測定値に近かった。これは、トルクレンチにおけるトル
ク係数の変動やＰＴレンチにおける油圧と軸力の関係の
変動が超音波ボルト軸力計では無関係であるためと考え
られる。

【００６３】（2）各種レンチの測定結果 ひずみ測定による軸力と各種レンチの設定値の関係はほ
ぼ直線的な関係であり、その相関性は、 Ｒ² ＝0．9276 と超音波ボルト軸力計の測定軸力より強い相関関係とな
ったが、これは絶対的なボルト軸力の正確さよりも、相
対的なバラツキが小さかったためと考えられる。

【００６４】また、図１２に示すようにトルクレンチと
ＰＴレンチでは傾向がやや異なったのは、トルクレンチ
とＰＴレンチではボルトに軸力を与える原理が異なるた
めと考えられる。

【００６５】さらに、図１４、図１５に示すように、各
種レンチと超音波ボルト軸力計の誤差の比較を行う各種
レンチのバラツキは小さい。そのため、標準偏差は、 トルク１５００ kgf・cm で、０．７２４ｔ トルク３０００ kgf・cm で、１．０８３ｔ ＰＴレンチ軸力８ｔで、０．７９７ｔ ＰＴレンチ軸力１４ｔで、１．０３８ｔ であり、超音波ボルト軸力計の半分程度になった。しか
しながら、設定軸力の絶対値は、ひずみ測定の軸力とか
なり差があり、超音波ボルト軸力計より軸力の測定精度
は低下する。

【００６６】４．まとめ ナット部の超音波の透過量からボルト軸力を求める超音
波軸力計について実験を継続してきたが、今回、鉄塔に
適用する場合問題となるダブルナットやイタリングを障
害としない新型センサーを製作し実験を行った結果、必
要な精度を確保でき、実用的であることが明らかになっ
た。

【００６７】以下に明らかになったことを記す。

【００６８】（1）新型センサーで旧型センサーと同様
に、透過パルスの大きさから近似式でボルト軸力を求め
ることができた。 （2）新型センサーの近似式は、 Ｙ＝−１．６３Ｘ＋６３．８ となり、旧型センサーの近似式と比べやや異なったが、
これは軸力０ｔの場合の透過パルスの大きさが異なった
ことによる。 （3）新型センサーの超音波ボルト軸力計で軸力０ｔと
ひずみ測定による軸力５ｔ以上では明確な差があり確実
に判別できる。 （4）測定時間は旧型センサーでも新型センサーでも変
わりはなかった。 （5）メーカーが異なった場合やボルトとナットの間が
腐食している場合やナットが腐食して表面が著しく粗い
場合同様の実験結果が得られるかどうか確認する必要が
ある。 （6）超音波ボルト軸力計はトルクレンチやＰＴレンチ
と比較すると２倍程度のバラツキとなったが、測定軸力
の絶対値は超音波ボルト軸力計の方が精度は高かった。 （7）各種レンチではトルク係数の変動や油圧と軸力の
関係の変動で正しい軸力を導入できない場合があるもの
と考えられる。 （8）ボルトの保守点検ではトルク係数が不明なためト
ルクレンチでの軸力測定は不可能に近い。 また、現状では超音波ボルト軸力計の透過パルスの平均
値は少数点以下を切り捨てているが、透過パルスの平均
値を少数点以下１位まで求めると全般的に標準偏差小さ
くなり精度は向上した。

【００６９】

【発明の効果】測定腕の先端部に探触子を設けると共に
ケース筒で測定腕を可動させたので、測定腕の中間部付
近に、障害物収容スペースを構成でき、補助ナットを使
用したダブルナットボルトやイタリングを使用したボル
トであっても、探触子は補助ナット等を飛び越えて、締
め付けたナットに密着でき有効な軸力の測定ができる効
果がある。

【００７０】また、筒状のケースの案内手段により一対
の測定腕の測定面が近づくような可動を案内できるの
で、測定腕に高剛性の材料を使用しなくとも、測定腕の
変形を防止して、探触子をナットに密着させることがで
きる。従って、ナット表面に多少のゴミや錆の付着、厚
い塗装膜、部分的な塗装の剥げが生じていても十分な超
音波の送受が可能であり、測定対象のボルトの巾を広げ
る効果がある。

【００７１】また、測定面に高分子材料からなる皮膜を
形成したので、グリセリンなどの接触媒質を不要とし、
ボルトの腐食を防止できる。

【００７２】よって、総じて、超音波を利用したボルト
軸力測定を簡易かつ正確に実施できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の軸力測定装置の縦断面図
で、測定前を表す。

【図２】同じく軸力測定装置の縦断面図で、測定中を表
す。

【図３】（ａ）は図１のＡ−Ａ線における断面図、
（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線における断面図である。

【図４】（ａ）はこの発明の軸力測定装置に使用する測
定腕の拡大正面図で、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線におけ
る断面図で測定前を表し、（ｂ）は同じく測定中を表
す。

【図５】（ａ）はこの発明の実施例に使用する補助リン
グの正面図で、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線における断面
図である。

【図６】この発明の実施例で、補助リングを使用した実
施例の軸力測定装置の縦断面図である。

【図７】この発明の比較例で、ナット対比試験片を表
し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図を表す。

【図８】同じく比較例で、測定システムを表す概略した
構成図である。

【図９】同じく比較例で、軸力と透過パルスの関係を表
すグラフである。

【図１０】同じく比較例で、透過パルスから軸力を求め
る近似式のグラフである。

【図１１】同じく比較例で、ひずみ測定による軸力と近
似式による軸力を表すグラフである。

【図１２】同じく比較例で、ひずみ測定による軸力と近
似式による軸力を表すグラフである。

【図１３】同じく比較例で、新型センサーを使用した場
合の超音波波形（透過パルス）で、（ａ）は六角形試験
片、（ｂ）は軸力０ｔ、（ｃ）は締付けボルトを夫々表
す。

【図１４】同じく比較例で、旧型センサーを使用した場
合の超音波波形（透過パルス）で、（ａ）は六角形試験
片、（ｂ）は軸力０ｔ、（ｃ）は締付けボルトを夫々表
す。

【図１５】同じく比較例で、発明の実施例の超音波ボル
ト軸力計とトルクレンチの誤差を表すグラフで、（ａ）
は設定トルク１５００ kgf・cm 、（ｂ）は設定トルク
３０００ kgf・cmを夫々表す。

【図１６】同じく比較例で、発明の実施例の超音波ボル
ト軸力計とＰＴレンチの誤差を表すグラフで、（ａ）は
設定トルク１５００ kgf・cm 、（ｂ）は設定トルク３
０００ kgf ・cmを夫々表す。

【図１７】（ａ）は従来例の測定方法を説明する概念図
で、（ｂ）この発明の測定装置の測定原理を説明する概
念図である。

【符号の説明】

１ 基筒 ２ 基筒の基端部 ３ 基筒の先端部 ４ 取付鍔 ５ 溝（取付鍔） ６ 螺孔（取付鍔） ８ センサー取付筒 １３ 測定腕 １４ 測定腕の基端部 １５ 測定腕の中間部 １６ 測定腕の先端部 １７ 測定腕の膨出部 ２１ 探触子 ２２ 測定面 ２５ ローラー ２８ ケース筒 ３１ ばね ３２ ケース筒のテーパー ３３ ケース筒の先端 ３５ ボルト軸力測定装置 ３７ 補助リング ４４ 障害物収容スペース ４６ ボルトの軸 ４７ ナット ４８ 補助ナット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 進 愛知県名古屋市東区東大曽根町12−19 株 式会社ヒメノ内 Ｆターム(参考） 2F051 AA00 AB04 AC01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基筒の先端部に、先端に探触子を設けた
   少なくとも１対の測定腕の基端部を取付け、該測定腕を
   囲うように円筒状のケースを、前記基筒に沿って摺動可
   能に配置してなり、前記測定腕は、対向する先端部内面
   に、高分子化合物からなる皮膜を形成した探触子の測定
   面を形成し、前記ケースの先端部内側に、ケースの摺動
   により前記一対の測定腕の測定面が近づくような可動を
   案内できる案内手段を形成したことを特徴とするボルト
   軸力の測定装置。
2. 【請求項２】 測定腕は、基端部と先端部との間に中間
   部を有し、対向する測定腕の中間部間にに、障害物収容
   スペースを形成した請求項１記載のボルト軸力の測定装
   置。
3. 【請求項３】 基筒の先端に取付鍔を形成し、障害物収
   容スペース内に配置される補助リングを着脱容易に、取
   り付けたことを特徴とした請求項２記載のボルト軸力の
   測定装置。
4. 【請求項４】 測定腕は、先端部に内側に膨出する膨出
   部を有し、該膨出部に開口を形成し、該開口に出没する
   探触子を取りつけ、該探触子は内面に測定面を形成し、
   外面にケース内面の案内手段に対応したローラーを取付
   けたことを特徴とする請求項１記載のボルト軸力の測定
   装置。