JP2012103153A

JP2012103153A - 歪測定装置

Info

Publication number: JP2012103153A
Application number: JP2010252661A
Authority: JP
Inventors: Keiji Mori; 圭史森
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 2010-11-11
Filing date: 2010-11-11
Publication date: 2012-05-31
Anticipated expiration: 2030-11-11
Also published as: JP5496065B2

Abstract

【課題】外径が所要範囲にある限り外径が異なる種々のパイプ部材（１００）の表面に摩擦型歪ゲージ（６４）を充分迅速に且つ容易に押圧して、パイプ部材の表面の歪を測定することができる歪測定装置を提供する。
【解決手段】歪測定装置の支持ケース（２）に、支持ケースから延出し且つ磁石（８８）を所要方向に移動自在に保持する一対の保持手段（８６、２００、３００、４００）を付設し、かかる一対の保持手段の各々に保持された磁石を、歪を測定すべきパイプ部材の表面に吸着せしめるようになす。
【選択図】図３

Description

本発明は、構造部材の表面に接着する必要なく単に構造部材の表面に押圧することによって構造部材の表面の歪を測定することができる摩擦型歪ゲージを利用した歪測定装置に関する

化学プラントの如き種々の構造物に使用されている構造部材に生成されている歪を測定するゲージとして、近時においては、構造部材に接着して使用される歪ゲージに代えて、単に構造部材に所要押圧力で押圧せしめることによって構造部材の歪を測定することができる摩擦型歪ゲージが提案され、実用に供されている。摩擦型歪ゲージは歪を測定すべき構造部材に接着する必要がなく、それ故に摩擦型歪ゲージを利用した単一の歪測定装置を使用して多数の構造部材の歪を測定することができる。摩擦型歪ゲージの典型例としては、株式会社東京測器研究所から商品名「ＣＢＦ−６」として販売されている摩擦型歪ゲージを挙げることができる。また、摩擦型歪ゲージを利用した歪測定装置の典型例としては、同様に株式会社東京測器研究所から商品名「応力聴診器ＦＧＭＨ−１」として販売されている歪測定装置を挙げることができる。

而して、特に化学プラントの場合、種々の直径のパイプ部材が多数使用されているが、摩擦型歪ゲージを利用した従来の歪測定装置には、歪を測定すべき構造部材の表面が平坦な場合には、特に問題なく構造部材の表面に摩擦型歪ゲージを押圧して構造部材の表面の歪を測定することができるが、歪を測定すべき構造部材が円筒形状のパイプ部材の場合には摩擦型歪ゲージをパイプ部材の表面に適切に押圧することが不可能ではないにしても相当困難であり、パイプ部材の表面の歪を迅速且つ容易に測定することができないという問題がある。

本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、外径が所要範囲にある限り外径が異なる種々のパイプ部材の表面に摩擦型歪ゲージを充分迅速に且つ容易に押圧して、パイプ部材の表面の歪を測定することができる、新規且つ改良された歪測定装置を提供することである。

本発明者は、鋭意検討及び実験の結果、歪測定装置の支持ケースに、支持ケースから延出し且つ磁石を所要方向に移動自在に保持する一対の保持手段を付設し、かかる一対の保持手段の各々に保持された磁石を歪を測定すべきパイプ部材の表面に吸着せしめるようになすことによって、上記主たる技術的課題を達成することができることを見出した。

即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成する歪測定装置として、支持ケースと、該支持ケースに摺動自在に装着された押圧ロッド手段と、該押圧ロッド手段に摺動自在に組み合わされたゲージ装着手段と、該ゲージ装着手段に装着された摩擦型歪ゲージと、該支持ケースと該押圧ロッド手段との間に介在された弾性偏倚手段と、該押圧ロッド手段に接続され、該押圧ロッド手段が該摩擦型歪ゲージに作用しない非作用位置と該弾性偏倚手段の弾性偏倚力が該押圧ロッド手段を介して該摩擦型歪ゲージに加えられる作用位置とに選択的に該押圧ロッド手段を位置付けるための切り替え手段とを具備する歪測定装置において、
該支持ケースには該支持ケースから延出する一対の保持手段が付設されており、該保持手段の各々は該押圧ロッド手段に接近及び離隔する方向に移動自在に磁石を保持している、ことを特徴とする歪測定装置が提供される。

好適には、該保持手段の各々は板ばねを含んでいる。該板ばねは該押圧ロッド手段の延在方向に延びる基部と該基部に続いて該押圧ロッド手段から離隔する方向に傾斜して延出する傾斜延出部とを有し、該基部が該支持ケースに固定され、該傾斜延出部に該磁石が固定されているのが好都合である。該保持手段の各々は、該押圧ロッド手段の延在方向に対して直角な方向に延びる旋回軸線を中心として旋回自在に装着された旋回部材を含んでいる、或いは該支持ケースに対して該押圧ロッド手段の延在方向に位置調整自在に装着された調整部材を含んでいるのも好適である。

本発明の歪測定装置によれば、一対の保持手段の各々に保持されている磁石を周方向に離隔せしめてパイプ部材の表面に吸着せしめ、次いで切り替え手段を手動操作して押圧ロッド手段を非作用位置から作用位置に移動せしめると、弾性偏倚手段が押圧ロッド手段を介して摩擦型歪ゲージをパイプ部材の表面に押圧せしめ、かくしてパイプ部材の表面の歪を測定することができる。パイプ部材の外径の変動は、一対の保持部材の各々に保持されている磁石が押圧ロッド手段に接近及び離隔する方向に適宜に移動することによって補償される。

本発明に従って構成された歪測定装置の好適実施形態を示す斜面図。図１に示す歪測定装置の分解斜面図。図１に示す歪測定装置の正面図。保持手段の変形例を示す正面図。図４に図示する変形例の側面図。保持手段の他の変形例を示す正面図。保持手段の更に他の変形例を示す正面図。

発明実施するための形態

以下、本発明に従って構成された歪測定装置の好適実施形態を図示している添付図面を参照して更に詳細に説明する。

図１乃至図３、特に図２を参照して説明すると、図示の歪測定装置は、全体として縦長直方体形状である支持ケース２を含んでいる。この支持ケース２の下半部には前面から後面まで貫通し且つ下面が開放されている直方体形状の凹所４が形成されている。支持ケース２の上半部には凹所４の上面から支持ケース２の上面まで延びる貫通穴６が形成されている。この貫通穴６は比較的大径の下部６ａと比較的小径の上部６ｂとから構成されている。

支持ケース２の上方には補助ケース１０が配設されている。この補助ケース１０にはその下面から上面まで貫通して延在する雌ねじ孔１２が形成されている。又、この雌ねじ孔１２に対して直角に全面から雌ねじ孔１２までの延びる補助雌ねじ孔１４も形成されている。更に、補助ケース１０にはその後半部に片側面から他側面まで連続して延在する孔１６も形成されている。

図示の歪測定装置は比較的大径の丸ロッド部材２０、比較的小径の丸ロッド部材２２及び先端部材２４を含む押圧ロッド手段１８を含んでいる。丸ロッド部材２０の上端部外周面には雄ねじ２６が形成され、下端部外周面には雄ねじ２８が形成されている。更に、丸ロッド部材２０にはその下端面から上方に延びる盲雌ねじ孔（図示していない）が形成されている。丸ロッド部材２０は上記支持ケース２の凹所４及び貫通穴６を通して延在せしめられ、その上端部外周面に形成されている雄ねじ２６が上記補助ケース１０に形成されている雌ねじ孔１２に螺合せしめられる。上記補助ケース１０の補助雌ねじ孔１４には止めねじ３０が螺合され、これによって丸ロッド部材２０の雄ねじ２６と補助ケース１０の雌ねじ孔１２との螺合の緩みが阻止される。丸ロッド部材２０には、その下方から圧縮コイルばね３２とワッシャ３４が被嵌され、そして丸ロッド部材２０の下端部外周に形成されている雄ねじ２８にはナット部材３６が螺合される。弾性偏倚手段を構成する圧縮コイルばね３２の上端部は支持ケース２に形成されている貫通孔６の下部６ａ内に挿入され、圧縮コイルばね３２の上端は貫通孔６の下部６ａと上部６ｂとの境界に存在する環状肩面に当接され、圧縮コイルばね３２の下端はナット部材３６の上面に当接されて圧縮され、従って圧縮コイルばね３２は支持ケース２に対して丸ロッド部材２０を図１乃至図３において下方に弾性的に偏倚する。

丸ロッド部材２２は、その上端部に雄ねじ３８をその下端部に雄ねじ４０を有する。丸ロッド部材２２の雄ねじ３８を丸ロッド部材２０の上記盲雌ねじ孔に螺合せしめることによって、丸ロッド部材２０の下端に丸ロッド部材２２が連結される。先端部材２４にはその上端面から下方に延びる盲雌ねじ孔が形成されており、かかる盲雌ねじ孔を丸ロッド部材２２の雄ねじ４０に螺合せしめることによって、丸ロッド部材２２の下端に先端部材２４が連結される。

上述した押圧ロッド手段１８の丸ロッド部材２２及び先端部材２４には、ゲージ装着手段４２が摺動自在に組み合わされる。図示の実施形態においては、ケージ装着手段４２は、第一の部材４４と第二の部材４６とを含んでいる。第一の部材４４はチャンネル形状であり、上壁４８並びにこの上壁４８の前縁及び後縁から下方に垂下する前及び後壁５０を有する。上壁４８には貫通孔５２が形成されている。第二の部材４６もチャンネル形状であり、上壁５４並びにこの上壁５４の両側縁から垂下する両側壁５６を有する。上壁５４には貫通孔５８が形成されている。両側壁５６の下端内面には支持突条６０が形成されている。第二の部材４６の前後方向長さは第一の部材４４の前及び後壁５０間の間隔に対応せしめられており、第二の部材４６は第一の部材４４の前及び後壁５０間に収容される。第一の部材４４の上壁４８に形成されている貫通孔５２及び第二の部材４６の上壁５４に形成されている貫通孔５８には、丸ロッド部材２２が挿通せしめられる。丸ロッド部材２２は、更に、ワッシャ６１及び圧縮コイルばね６２にも挿通せしめられる。ワッシャ６１はゲージ装着手段４２の第二の部材４６における上壁５４の下方に位置する。圧縮コイルばね６２は先端部材２４の上端に形成されているフランジ６４とワッシャ６１との間で圧縮され、ワッシャ６１を介してゲージ装着手段４２の第二の部材４６及び第一の部材４４を上方に弾性的に偏倚して丸ロッド部材２０の下端部に装着されているナット部材３６に押圧する。圧縮コイルばね６２の弾性偏倚力は上記圧縮コイルばね３２の弾性偏倚力よりも充分小さい。

ゲージ装着手段４２の第二の部材４６には摩擦型歪ゲージ６４が着脱自在に装着されている。図示の摩擦型歪ゲージ６４は全体として長方形状の薄板形態であり、その両側面には係止溝６６が形成されている。かような摩擦型歪ゲージ６４は、その係止溝６６をゲージ装着手段４２における第二の部材４６の両側壁５６の内面に形成されている突条６０に係合せしることによって、第二の部材４６に着脱自在に装着される。摩擦型歪ゲージ６４自体は周知の形態のでよく、株式会社東京測器研究所から商品名「ＣＢＦ−６」として販売されている摩擦型歪ゲージを好都合に使用することができる。図３を参照することによって明確に理解される如く、第二の部材４６に装着された摩擦型歪ゲージ６４は、押圧ロッド手段１８の先端部材２４の下方に位置せしめられている。押圧ロッド手段１８と摩擦型歪ゲージ６４との関係については、後に更に言及する。

図１乃至３を参照して説明を続けると、歪測定装置には切り換え手段６８も配設されている。図示の実施形態における切り替え手段６８は、細長く延在する上壁７０とこの上壁７０の両側縁から垂下する両側壁７２を有する部材から構成されている。両側壁７２の前半部は比較的長く下方に垂下している。両側壁７２の前端部には孔７４が形成されている。かような切り替え手段６８は、両側壁７２間に上記補助ケース１０を収容して、片側壁７２に形成されている孔７４、補助ケース１０に形成されている孔１６及び他側壁７２に形成されている孔７４を通して止めねじ７６の軸を挿通し、止めねじ７６の軸の突出先端部にワッシャ７８を被嵌すると共にナット８０を螺着することによって、補助ケース１０に旋回自在に装着され、かくして押圧ロッド手段１８に接続される。切り替え手段６８は図１乃至図３に実線で示す非作用位置と図１に二点鎖線で示す作用位置とに選択的に位置せしめられる。切り替え手段６８が非作用位置に位置せしめられている時には、両側壁７２の直線縁８２が支持ケース２の上面に当接し、かかる状態においては押圧ロッド手段１８の先端部材２４の先端即ち下端は摩擦型歪ゲージ６４の上面よりも若干上方に位置する。切り替え手段６８が作用位置に切り替えられると、両側壁７２の直線縁８４が支持ケース２の上面に当接するようになり、押圧ロッド手段１８が幾分下降され、押圧ロッド手段１８の先端部材２４の先端即ち下端が摩擦型歪ゲージ６４の上面に当接され、圧縮コイルばね３２が押圧ロッド手段１８を介して摩擦型歪ゲージ６４を下方に弾性的に偏倚する。

本発明に従って構成された歪測定装置には、更に、上記支持ケース２から延出する一対の保持手段８６が付設されており（図２には一対の保持手段８６の片方のみを図示している）、かかる保持手段８６の各々には上記押圧ロッド手段１８に接近及び離隔する方向に移動自在に磁石８８が装着されていることが重要である。図示の実施形態においては、保持手段８６の各々は、押圧ロッド手段１８の延在方向、即ち図１乃至図３において上下方向に延びる基部９０とこの基部９０に続いて押圧ロッド手段１８から離隔する方向に傾斜して下方に延出する傾斜延出部９２とを有する板ばねから構成されている。保持手段８６の基部９０は、凹所４の両側に位置する壁部と締結片９３との間に挟持し止めねじ９４とナット（図示していない）によって締結することによって、支持ケース２に固定される。永久磁石でよい磁石８８は保持手段８６の傾斜延出部９２の下面側に止めねじ９６とナット９８とによって締結することによって固定される。磁石８８の下面には止めねじ９６の頭部を収容する凹部が形成されている。

上述したとおりの歪測定装置に使用様式を説明すると次のとおりである。図３に二点鎖線１００で示すパイプ部材の表面の歪を測定する場合には、一対の保持手段８６の各々に装着されている磁石８８をパイプ部材１００の表面に吸着せしめ、摩擦型歪ゲージ６４をパイプ部材１００の表面に接触乃至近接せしめる。この際には、図３に二点鎖線で示す如く、パイプ部材１００の外径に応じて板ばねから形成されている保持手段８６を適宜に撓ませて磁石８８を適宜に移動、即ち押圧ロッド手段１８から離隔乃至近接する方向に適宜の移動せしめて、パイプ部材１００の表面における磁石８８の吸着位置を適宜に調整して、パイプ部材１００に対する摩擦型歪ゲージ６４の位置を適宜に調整することができる。しかる後に、切り換え手段６８を手動操作して図１乃至図３に実線で示す非作用位置から図１に二点鎖線で示す作用位置に旋回せしめる。かくすると、図３に二点鎖線で示す如く、押圧ロッド手段１８が幾分下降せしめられて、先端部材２４の先端即ち下端が摩擦型歪ゲージ６４の上面に押圧され、圧縮コイルばね３２の弾性偏倚力が押圧ロッド手段１８を介して摩擦型歪ゲージ６４に加えられ、摩擦型歪ゲージ６４がパイプ部材１００の表面に所要圧力で押圧される。かくして、パイプ部材１００の表面に存在する歪に応じた電流が摩擦型歪ゲージ６４に生成され、かかる電流が適宜の配線１０２を介して測定器（図示していない）に送給される。

図４及び図５には保持手段の変形例が図示されている。一対の保持手段２００の各々は、調整部材２０２と旋回部材２０４とを含んでいる。調整部材２０２は図４及び図５において上下方向（従って、押圧ロッド手段１８の延在方向）に延びる基部２０６と、図５において左右方向に間隔をおいて基部２０６から延出する一対の支持部２０８とを有する。基部２０６には上下方向に延びる一対の細長い開口２１０が形成されており、かかる開口２１０を通して締結ボルト２１２を支持ケース２に締結することによって支持ケース２に固定されている。開口２１０が上下方向に延びる細長い形態である故に、調整部材２０２は上下方向、即ち押圧ロッド手段１８の延在方向位置を適宜に調整することができる。一対の支持部２０８には、図４において紙面に垂直な方向、図５に置いては左右方向（従って押圧ロッド手段１８の延在方向に対して直角な方向）、に延びる貫通孔が形成されている。旋回部材２０４は一対の支持部２０８間に収容される装着部２１６と平板形状の保持部２１８とを有する。装着部２１６には調整部材２０２の支持部２０８に形成されている上記貫通孔に整合して延在する貫通孔が形成されており、これらの貫通孔を通して延在する連結ピン２２２を固定することによって、旋回部材２０４がピン２２２を旋回軸として旋回自在に調整部材２０２に装着されている。旋回部材２０４の保持部２１８には、ボルトとナットによる締結或いは接着材による接合等の適宜の様式によって磁石８８が固定されている。かような保持手段２００においては、旋回部材２０４の旋回によって、そして又必要に応じて調整部材２０２の上下方向位置を調整することによって、表面の歪を測定すべきパイプ部材の外径の変動に拘らず、歪を測定すべきパイプ部材の表面に摩擦型歪ゲージ６４が所要とおりに位置せしめることができる。

図６は保持手段の他の変形例を図示している。一対の保持手段３００の各々は、板ばねから形成された撓み部材３０２と撓み部材３０２に旋回自在に装着された旋回部材３０４から構成されている。更に詳述すると、板ばねから構成された撓み部材３０２は、上下方向に延在する基部３０６、この基部３０６に対して実質上垂直に外方に延出する延出部３０８及び延出部３０８の前縁及び後縁から下方に垂下する一対の垂下部３１０を有する。撓み部材３０２の基部３０６は、ボルト及びナット（図示していない）による締結或いは接着剤による接合等の適宜の様式によって、支持ケース２における凹所４の両側に位置する壁部材の外面に固定される。旋回部材３０４は、連結ピン３１２を介して撓み部材３０２の一対の垂下部３１０間に旋回自在に連結された連結部３１４とこの連結部３１４に対して実質上垂直に連結部３１４の先端縁から延出する平板形状の延出部３１６を有する。連結ピン３１２は図６において紙面に垂直な方向、従って押圧ロッド手段１８に対して直角な方向に延在しており、旋回部材３０４は押圧ロッド手段１８に対して直角な方向に延在する旋回軸線を中心として旋回自在である。延出部３１６の下面側には、ボルト及びナットによる締結或いは接着剤による接合等の適宜の様式によって、磁石８８が固定されている。かような保持手段３００においては、表面の歪を測定すべきパイプ部材の外径に応じて、板ばねから構成された撓み部材３０２が適宜に撓み、そしてまた旋回部材３０４が適宜に旋回し、かくして歪を測定すべきパイプ部材の表面に摩擦型歪ゲージ６４が所要とおりに位置せしめられる。

図７は保持手段の更に他の変形例を図示している。一対の保持手段４００の各々は、固定部材４０２、連結部材４０４及び旋回部材４０６を含んでいる。固定部材４０２は、ボルトとナット（図示していない）による締結等の適宜の様式支持ケース２のおける凹所４の両側位置する壁部に固定されている基部４０８とこの基部４０８から突出する連結部４１０とを有する。連結部４１０に形成されている孔と連結部材４０４の片端部に形成されている孔を通して延在する連結ピン４１２によって、連結部材４０４の片端部が固定部材４０２の連結部に旋回自在に連結されている。図６に図示する旋回部材３０４と同様な形態でよい旋回部材４０６は連結部４１４と平板形状の延出部４１６とを有する。連結部４１４に形成されている孔と連結部材４０４の他端部に形成されている孔を通して延在する連結ピン４１８によって、連結部材４０４の他端部に保持部材４０６が旋回自在に連結されている。旋回部材４０６の延出部４１６の下面には、ボルト及びナットによる締結或いは接着剤による接合等の適宜の様式によって、磁石８８が固定されている。かような保持手段４００においては、図７において紙面に垂直な方向に延びる（従って、押圧ロッド手段１８の延在方向に対して直角な方向に延びる）連結ピン４１８を中心軸とした旋回部材４０６の旋回、そしてまた図７において紙面に垂直な方向に延びる連結ピン４１２を中心軸線とした連結部材４０４の旋回によって、表面の歪を測定すべきパイプ部材の外径の変動に拘らず、歪を測定すべきパイプ部材の表面に摩擦型歪ゲージ６４が所要とおりに位置せしめることができる。

２：支持ケース
１８：押圧ロッド手段
３２：圧縮コイルばね（弾性偏倚手段）
４２：ゲージ装着手段
６４：摩擦型歪ゲージ
６８：切り替え手段
８６：保持手段（板ばね）
８８：磁石
１００：パイプ部材
２００：保持手段
２０２：調整部材
２０４：旋回部材
３００：保持手段
３０２：撓み部材（板ばね）
３０４：旋回部材
４００：保持手段
４０２：固定部材
４０４：連結部材
４０６：旋回部材

Claims

支持ケースと、該支持ケースに摺動自在に装着された押圧ロッド手段と、該押圧ロッド手段に摺動自在に組み合わされたゲージ装着手段と、該ゲージ装着手段に装着された摩擦型歪ゲージと、該支持ケースと該押圧ロッド手段との間に介在された弾性偏倚手段と、該押圧ロッド手段に接続され、該押圧ロッド手段が該摩擦型歪ゲージに作用しない非作用位置と該弾性偏倚手段の弾性偏倚力が該押圧ロッド手段を介して該摩擦型歪ゲージに加えられる作用位置とに選択的に該押圧ロッド手段を位置付けるための切り替え手段とを具備する歪測定装置において、
該支持ケースには該支持ケースから延出する一対の保持手段が付設されており、該保持手段の各々は該押圧ロッド手段に接近及び離隔する方向に移動自在に磁石を保持している、ことを特徴とする歪測定装置。
該保持手段の各々は板ばねを含んでいる、請求項１記載の歪測定装置。
該板ばねは該押圧ロッド手段の延在方向に延びる基部と該基部に続いて該押圧ロッド手段から離隔する方向に傾斜して延出する傾斜延出部とを有し、該基部が該支持ケースに固定され、該傾斜延出部に該磁石が固定されている、請求項２記載の歪測定装置。
該保持手段の各々は該押圧ロッド手段の延在方向に対して直角な方向に延びる旋回軸線を中心として旋回自在に装着された旋回部材を含んでいる、請求項１記載の歪測定装置。
該保持手段の各々は該支持ケースに対して該押圧ロッド手段の延在方向に位置調整自在に装着された調整部材を含んでいる、請求項１記載の歪測定装置。