JP2015145806A - ねじ緩み検知装置およびねじ緩み監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】 既設の被固定部材およびねじ締結手段を取り外したり、追加工を施す必要がなく、被固定部材およびねじ締結手段に簡易に設置可能で且つ安定して保持され、ねじ緩み状態を正確に長期に亘って検知可能で、しかも低コストで製作可能なねじ緩み検知装置を提供する。
【解決手段】 回動部材２は、ボルトやナットと係合する六角形の穴２ａを有し、周縁近傍に磁石４が埋設されている。本体部材１は、回動部材２を回動可能に保持し、上記磁石４が回動する回動域に近接させて、リードスイッチ１４が配置されている。リードスイッチ１４は、磁石４が、接近したとき、または離間したとき、切換動作を行う。リードスイッチ１４の出力は、ケーブル１５を介して外部に導出される。上記構成からなるねじ緩み検知装置は、ボルトに係合させた状態で磁力吸着手段５によって、構造物に強固に固定される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、被固定部材を固定する雄ねじ部材と雌ねじ部材からなるねじ締結手段の緩み状態を検知するねじ緩み検知装置およびねじ緩み監視システムに関するものである。

桁橋、アーチ橋、吊橋などの橋梁や鉄道施設、トンネル構造物、フランジ継手やタンク等の配管構造物、各種エンジンの架台への支持構造、トンネル内の各種支持構造などの被固定部材が雄ねじ部材と雌ねじ部材からなるねじ締結手段によって締結固定されているが、ねじ締結手段の締結状態の監視、換言すれば、ねじ締結手段の緩み状態を監視することは大事故を未然に防ぐ上で、極めて重要である。
従来は、検査員が定期的に巡回して、例えば、被固定部材とねじ締結手段とにペンキ等により印を付けておき、目視検査によって両者間の印のズレから回転緩みを検出する方法や、ハンマでねじ締結手段を叩き、その打音によって、作業者が緩みを判断するハンマリング法等が行われている。
また、センサを使用して軸力を計測する方法としては、
１）ボルトやナットの下に荷重計を配置して締め込み荷重をモニタする方法、
２）ボルトを加工し、ひずみ検出素子を内蔵しボルトの軸力をモニタする方法、
３）ボルトに超音波等を当てて共振により軸力を測定する方法、等が知られている。
また、ボルトやナットの位置ずれを検出する先行技術として、
特許文献１（特開平７−２７９９３６号公報）、特許文献２（特開平７−２８０７６２号公報）および特許文献３（特開２０１０-２８１６９７号公報）が提案されている。

このうち、特許文献１に開示されたねじの緩み検知装置は、被固定部材を固定する雄ねじ体と雌ねじ体との緩み具合を検知するねじの緩み検知装置であって、互いに螺合して雌ねじ体より突出する雄ねじ体の突出部分にキャップを雌ねじ体から隙間を隔てた状態で固定するとともに、このキャップ側に設けられた導電性を有する部分と前記雌ねじ体側に設けられた導電性を有する部分とを前記隙間を隔てた状態で対向させて配置し、前記キャップ側の導電性部分と前記雌ねじ体側の導電性部分とに電気的に接続されて雄ねじ体と雌ねじ体とが緩んでこれらの導電性部分同士が接触して導通状態となったことを検知するセンサを設けた構成としている。
また、特許文献２に開示された緩み検知装置は、被固定部材を固定するボルトとナットとの緩み具合を検知する緩み検知装置であって、互いに螺合してナットより突出するボルトの突出端部に、螺合されたナットの外周に近接して配置されて、ボルトに対するナットの相対的な回転によりナットが当接する導電性の部分を有する接触検知用部材を固定し、前記接触検知用部材の導電性部分とナットとに電気的に接続されてこれらの導電性部分とナットとが接触して導通状態となったことを検知するセンサを設けた構成としている。

また、特許文献３に開示された位置ずれ検出具は、固定部材と、前記固定部材に対して相対移動可能な可動部材との相対的な位置ずれの検出に用いられる位置ずれ検出具であって、
前記固定部材に固定され、不導体により形成される第１部材と、
前記可動部材と一体となって前記固定部材に対して相対移動し、前記相対移動の移動方向に対して垂直な方向であって前記第１部材に対応する領域に配置され、不導体により形成される第２部材と、
を有し、
前記第１部材と前記第２部材とのいずれか一方が、外部機器と非接触通信可能な検出用ＩＣタグを備え、他方が、導体であって前記検出用ＩＣタグの通信を遮断する遮断材を備え、
前記第１部材と前記第２部材との相対的な位置が合わせられた初期状態から、前記第２部材が前記第１部材に対して規定量以上相対移動すると、前記相対移動の移動方向に対して垂直な方向から見て、前記検出用ＩＣタグが前記遮断材の領域内に位置する状態から前記遮断材の領域外に位置する状態へ、または、前記検出用ＩＣタグが前記遮断材の領域外に位置する状態から前記遮断材の領域内に位置する状態へ変化する構成としている。

特開平０７−２７９９３６号公報 特開平０７−２８０７６２号公報 特開２０１０−２８１６９７号公報

しかしながら、上述した従来技術においては、既設のボルトやナットにねじ緩み検知装置を適用する場合、当該ボルト、ナットを取り外す必要があったり、２つ以上の部品を組み合わせる必要がある。
例えば、上記１）、２）、３）のセンサを使用して軸力を計測する方法は、システムが大掛かりになり、コストが嵩む、という難点がある。
特許文献１および特許文献２の従来技術は、接触検出用部材により接触を検出する方式であるために水滴等に弱く、接触部の汚れおよび劣化による誤動作も予想されるため、屋外使用には、不向きであるといわざるを得ない。
また、特許文献３に係る位置ずれ検出具および位置ずれ検出システムは、設置面に固定するＩＣタグのために特殊な専用のボルトが必要であり、コストが嵩む上、同時に多点の緩み検知モニタが不可能である、という課題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、既設の被固定部材およびねじ締結手段を取り外したり、追加工を施す必要がなく、被固定部材およびねじ締結手段に簡易に設置可能で且つ安定して保持され、ねじ緩み状態を正確に長期に亘って検知可能で、しかも低コストで製作可能なねじ緩み検出装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載した発明に係るねじ緩み検知装置は、上述した目的を達成するために、被固定部材を固定する雄ねじ部材と雌ねじ部材からなるねじ締結手段の緩み状態を検知するねじ緩み検知装置において、
前記雄ねじ部材または前記雌ねじ部材に係合する係合部を有し、周辺近くの一部に磁石を配設してなる回動部材と、
前記回動部材を回動可能に支持すると共に、前記磁石の回動範囲に近接して磁気感応スイッチを配設してなり、前記被固定部材に磁力吸着部材により、吸着固定される本体部材と、からなり、
前記ねじ締結手段で被固定部材を締結固定した状態で前記係合部を前記雄ねじ部材または前記雌ねじ部材に係合させ、且つ
前記磁気感応スイッチと前記磁石とが対向する初期位置で前記本体部材を前記被固定部材に前記磁力吸着部材を介して配置固定した状態において、前記ねじ締結手段が緩んで前記回動部材が回動し、前記磁石が前記磁気感応スイッチに対し前記初期位置から、所定角度回動して磁気感応スイッチが切換動作することをもって、ねじの緩み状態を検知することを特徴としている。

請求項２に記載した発明に係るねじ緩み検知装置において、前記磁力吸着部材は、少なくとも１個のマグネットからなり、前記本体部材の裏面側に配設してなることを特徴としている。
請求項３に記載の発明に係るねじ緩み検知装置において、前記磁力吸着部材は、１個の円環状を呈するマグネットからなり、前記回動部材の外側を囲むように前記本体部材の裏側に配設してなることを特徴としている。
請求項４に記載した発明に係るねじ緩み検知装置において、前記磁力吸着部材は、２個の円弧状または矩形状を呈するマグネットからなり、前記回動部材の外側を囲むように前記本体部材の裏側に対称的に配設してなることを特徴としている。
請求項５に記載した発明に係るねじ緩み検知装置において、前記磁力吸着部材は、３個のマグネットからなり、前記本体部材の裏側に等角度間隔で配置されてなることを特徴としている。

請求項６に記載した発明に係るねじ緩み検知装置において、前記被固定部材に前記本体部材が吸着固定された状態から、前記本体部材を離脱させる離脱部材を、前記本体部材に設けたことを特徴としている。
請求項７に記載した発明に係るねじ緩み検知装置において、前記離脱部材は、前記本体部材の表面側から裏面側に貫通する雌ねじ穴に螺合するボルトであり、前記ボルトを前記本体部材の裏面側に突出させることで、前記本体部材を前記被固定部材から、離反させるように構成したことを特徴としている。
請求項８に記載した発明に係るねじ緩み検知装置において、前記離脱部材の前記雌ねじ穴に螺合する前記ボルトは、蝶ボルトであることを特徴としている。
請求項９に記載した発明に係るねじ緩み検知装置において、前記回動部材の係合部は、前記ねじ締結手段の雄ねじ部材としてのボルトの頭部または雌ねじ部材としてのナットに係合し共に回動し得る形状に形成してなることを特徴としている。
請求項１０に記載した発明に係るねじ緩み検知装置において、前記係合部は、前記ボルトの頭部またはナットが、多角形を呈するものに係合し得るように形成されてなることを特徴としている。

請求項１１に記載した発明に係るねじ緩み検知装置において、前記係合部は、ボルトの頭部またはナットが四角形若しくは六角形を呈するものに係合し得るように形成されてなることを特徴としている。
請求項１２に記載した発明に係るねじ緩み検知装置において、前記係合部は、多角穴付きボルトの当該多角穴に係合し得るように形成されてなることを特徴としている。
請求項１３に記載した発明に係るねじ緩み検知装置において、
前記係合部は、六角穴付きボルトまたは三角穴付きボルトの六角穴または三角穴に係合し得るように形成されてなることを特徴としている。
請求項１４に記載した発明に係るねじ緩み検知装置において、前記磁気感応スイッチは、リードスイッチであることを特徴としている。
請求項１５に記載した発明に係るねじ緩み検知装置において、前記リードスイッチは、共通端子と、一端が前記共通端子に接続された可動切片と、前記磁石が近接したとき接触する側の第１の接点と、前記磁石が離間したとき、前記可動切片が接触する第２の接点とを備えてなることを特徴としている。

請求項１６に記載した発明に係るねじ緩み検知装置において、前記リードスイッチと前記リードスイッチの出力を外部に導出するケーブルを保持するホルダユニットは、その基部が前記本体部材に水密部材を介して接合され、さらに前記ケーブルの基部と前記ケーブルホルダは、水密部材により防水構造となっていることを特徴としている。
請求項１７に記載した発明に係るねじ緩み監視システムにおいて、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のねじ緩み検知装置を複数個所のねじ締結手段にそれぞれ設置し、
前記ねじ緩み検出装置に含まれる前記磁気感応スイッチとして、
共通端子と、その共通端子に一端が接続された可動切片と、前記磁石が接近したとき前記可動切片が接触する第１の接点と、
前記第１の接点に一端が接続された一定の抵抗値を持つ抵抗体との直列回路からなる検知ラインと、
前記磁石が離間したとき前記可動切片が接触する第２の接点に接続された短絡ラインと、からなる磁気検知回路を備え、
前記複数の前記磁気検知回路の検知ライン同士と、短絡ライン同士を順に接続し、前記複数の磁気検知回路の終端同士を短絡し、前記磁気検知回路の基端において抵抗値の測定をすることにより、緩んだ状態にあるねじ締結手段を特定し得るように構成したことを特徴としている。

本発明によれば、被固定部材を固定する雄ねじ部材と雌ねじ部材からなるねじ締結手段の緩み状態を検知するねじ緩み検知装置において、
前記雄ねじ部材または前記雌ねじ部材に係合する係合部を有し、周辺近くの一部に磁石を配設してなる回動部材と、
前記回動部材を回動可能に支持すると共に、前記磁石の回動範囲に近接して磁気感応スイッチを配設してなり、前記被固定部材に磁力吸着部材により、吸着固定される本体部材と、からなり、
前記ねじ締結手段で被固定部材を締結固定した状態で前記係合部を前記雄ねじ部材または前記雌ねじ部材に係合させ、且つ
前記磁気感応スイッチと前記磁石とが対向する初期位置で前記本体部材を前記被固定部材に前記磁力吸着部材を介して配置固定した状態において、前記ねじ締結手段が緩んで前記回動部材が回動し、前記磁石が前記磁気感応スイッチに対し前記初期位置から、所定角度回動して磁気感応スイッチが切換動作することをもって、ねじの緩み状態を検知するように構成したので、
既設の被固定部材やねじ締結手段を取り外したり、追加の加工処理を施したりする必要が一切なく、現状を保存した状態で設置が可能であるため、設置工事は不要で、被固定部材に磁力吸着手段により簡易、迅速に且つ安定的に設置作業を行うことができ、また、ねじ締結手段の緩み状態を長期に亘って、安定的に検知可能であり、加工費並びに設置工事費が極めて低廉で行えると共に、構造上メンテナンスも不要であり、屋外使用にも耐える耐環境性に優れたねじ緩み検知装置を提供することができる。

また、本発明によれば、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のねじ緩み検知装置を複数個所のねじ締結手段にそれぞれ設置し、
前記ねじ緩み検知装置に含まれる前記磁気感応スイッチとして、
共通端子と、その共通端子に一端が接続された可動切片と、前記磁石が接近したとき前記可動切片が接触する第１の接点と、
前記第１の接点に一端が接続された一定の抵抗値を持つ抵抗体との直列回路からなる検知ラインと、
前記磁石が離間したとき前記可動切片が接触する第２の接点に接続された短絡ラインと、からなる磁気検知回路を備え、
前記複数の前記磁気検知回路の検知ライン同士と、短絡ライン同士を順に接続し、前記複数の磁気検知回路の終端同士を短絡し、前記磁気検知回路の基端において抵抗値の測定をすることにより、緩んだ状態にあるねじ締結手段を特定し得るように構成したので、本発明のねじ緩み検知装置のもたらす効果を享有することができ、延いては、低コストで同時多点の緩み検知が可能となり、特に、ねじの緩みを検知したいときだけに磁気検知回路に電気を供給することで、緩みを生じたねじ締結手段の個所を特定することができるため、節電効果に優れ、ねじ締結手段の緩みによる事故を未然に防止し得るねじ緩み監視システムを提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るねじ緩み検知装置の外観構成を示す背面図である。 図１に示すねじ緩み検知装置の断面構成を示す中央縦断面図である。 図１に示すねじ緩み検知装置を底面から見た底面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るねじ緩み検知装置を斜め上方から見た状態の斜視図である。 図４の斜視図に示すねじ緩み検知装置を分解して示す分解斜視図である。 本発明の一部を構成するリードスイッチと、そのリードスイッチの出力を導出するケーブル等を保持するホルダユニットの構成を示す断面図である。 本発明の一部を構成する磁力吸着部材であるマグネットの一例であるキャップ磁石の原理的構成を模式的に示す断面図である。 被固定部材としての構造物にねじ締結手段によって締結された状態を検知するために、本発明に係るねじ緩み検知装置を、ねじ締結手段である六角ボルトに係合する直前の状態を説明するための斜視図である。 本発明に係るねじ緩み検知装置が、構造物を締結したねじ締結手段に設置された状態を示す斜視図である。 図９のねじ緩み検知装置の設置状態の断面構成を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るねじ緩み検知装置であって、ねじ締結手段が六角穴付きボルトである場合に適用可能なるように構成したもので、（ａ）は、正面側から見た斜視図、（ｂ）は、背面側から見た斜視図である。 本発明の第３の実施の形態に係るねじ緩み検知装置であって、ねじ締結手段が、四角ナットまたは四角ボルトである場合に適用可能なように構成したねじ緩み検知装置を示すもので、（ａ）は、正面側から見た斜視図、（ｂ）は、背面側から見た斜視図である。 本発明の第４の実施の形態に係るねじ緩み検知装置であって、本体部材を細幅の四角形状に変形したもので、（ａ）は、正面側から見た斜視図、（ｂ）は、背面側から見た斜視図である。 図１１に示す第２の実施の形態に係るねじ緩み検知装置に組み込まれている回動部材の外観構成を示すもので、（ａ）は、上方から見た斜視図、（ｂ）は、下方から見た斜視図である。 本発明の第５の実施の形態に係るねじ緩み検知装置の磁気感応スイッチを用いた磁気検知回路の構成示す回路図である。 本発明の第６の実施の形態に係るねじ緩み監視システムの回路構成を示す回路図である。

以下、本発明の実施の形態に基づき図面を参照して本発明に係るねじ緩み検知装置およびそのねじ緩み検知装置を備えたねじ緩み監視システムを詳細に説明する。
図１〜図１０は、本発明の第１の実施の形態に係るねじ緩み検知装置に関するものである。
このうち、図１は、本発明の第１の実施の形態に係るねじ緩み検知装置の外観構成を示す背面図であり、図２は、図１のねじ緩み検知装置の断面構成を示す中央縦断面図であり、図３は、図１のねじ緩み検知装置の外観構成を示す底面図である。
図４は、本発明の第１の実施の形態に係るねじ緩み検知装置を正面側から見た状態の斜視図である。
図５は、図４の斜視図に示すねじ緩み検知装置を分解して示す分解斜視図である。
図６は、本発明の一部を構成するリードスイッチと、そのリードスイッチの出力を導出するケーブル等を保持するホルダユニットの構成を示す断面図である。
図７は、本発明の一部を構成する磁力吸着部材であるマグネットの一例であるキャップ磁石の原理的構成を模式的に示す断面図である。
図８は、被固定部材としての構造物にねじ締結手段によって締結された状態を検知するために、本発明に係るねじ緩み検知装置を、ねじ締結手段である六角ボルトに係合する直前の状態を説明するための斜視図である。

図９は、本発明に係るねじ緩み検知装置が、構造物を締結したねじ締結手段に設置された状態を示す斜視図である。
図１０は、図９のねじ緩み検知装置が設置された状態の断面構成を示す断面図である。
図１〜図１０において、１は、本体部材であり、外観形状は、ほぼ円板状を呈し底部（図１の下部）が、円弧状の部分が削成されてなり、平面状の削成部１ａに、後述するホルダユニットが結合される。本体部材１の中央部には、後述する回動部材が嵌合する、背面側から正面側に向かい途中に至る迄の大径の溝穴１ｂが形成され、その大径の溝穴１ｂより小径の貫通孔１ｃが形成されている。
また、本体部材１の外周近傍には、等間隔（１２０度角度間隔）で、後述する磁力吸着部材としてのマグネットを取り付けるための雌ねじ穴１ｄおよび凹陥部１ｅが形成されている。
また、背面側から正面側に貫通する雌ねじ穴１ｆが形成されている。
また、本体部材１の背面側には、上記大径の穴１ｂよりわずかに大径の凹陥溝１ｇが形成され、この凹陥溝１ｇは、後述する止め輪が嵌合するようになっている。
２は、上記本体部材１の溝穴１ｂに嵌合し、回動可能に保持される回動部材である。
この回動部材２の中心部には、背面側から正面側に貫通する六角形状穴２ａが形成されており、この六角形状穴２ａは、後述するねじ締結手段としての雄ねじ部材または雌ねじ部材、即ち、六角ボルトの頭部または六角ナットに係合し、これら六角ボルトや六角ナットと共に回動するものである。

この回動部材２は、図２に示すように、本体部材１の上記溝穴１ｂの底部まで嵌入し、背面側（図２の左側）から抜け止めのためのリング状の止め輪３を圧入または嵌入した状態で接着剤等で固定することにより溝穴１ｂ内で軽く回動可能に組み付けられる。
この回動部材２の周縁近傍に形成された凹陥部には、磁石４が埋め込まれ、接着剤により固定されている。
本体部材１の背面側（図２において左側）には、１２０°の等角度間隔位置に形成された３つの凹陥部１ｅに嵌合するように、３個の磁力吸着部材５としての磁石が止めねじ６を雌ねじ穴１ｄにねじ込むことにより固定されている。
また、本体部材１の上記磁力吸着部材５の近傍に正面側から背面側に貫通する雌ねじ穴１ｆに螺合する離脱部材としての蝶ボルト７が設けられている。この蝶ボルト７は、ねじ緩み検知装置が強力な磁力吸着部材５によって吸着保持されているため、簡単には離脱させることが困難であるため、取り外す場合には、蝶ボルト７を手指をもって回して、１つの磁力吸着部材５を、被固定部材１２としての構造物（図８〜図１０参照）から離間させ、その後、本体部材１を斜め方向に倒すようにして、他の磁力吸着部材５としての磁石から引き離すことにより、容易に取り外すことができる。

次に、図２〜図５を参照して、磁気感応スイッチとしてのリードスイッチ１４とそのリードスイッチ１４の出力を外部に導出するケーブル１５を保持するホルダユニット１３について説明する。
ホルダユニット１３は、図５および図６に詳しく示すように、ホルダ本体１６には、２つの貫通孔１６ａ、１６ａが形成されており、本体部材１の削成部１ａに形成された雌ねじ穴１ｈに２本の取付ねじ１７を、上記貫通孔１６ａを挿通して、ねじ込むことにより、ホルダ本体１６を本体部材１に装着する。
ホルダ本体１６には、基板１８と基板１８上にリードスイッチ１４が搭載されており、リードスイッチ１４の周囲を取り囲むように、スイッチカバー１９およびＯリング２０が設けられている。
このため、ホルダ本体１６と本体部材１の削成部１ａとの間にＯリング２０を介挿させた状態で２本の取付ねじ１７を、貫通孔１６ａを挿通し、削成部１ａの２つの雌ねじ穴１ｈにねじ込むことにより、ホルダ本体１６を本体部材１に対し、水密的に結合させることができ、リードスイッチ１４や基板１８等の電気部品は、湿気から保護され、従って、屋外における使用も可能としている。

また、ホルダ本体１６には、リードスイッチ１４の信号を導出するためのケーブル１５が基板１８の回路部品に電気的に接続された状態でモールド剤２２が充填固化されて、防水処理され、且つケーブル１５の基端側には、熱収縮性チューブ２３によって、ホルダ部材１６とケーブル１５との間の防水が図られている。
ここで、本発明に係る第１の実施の形態にねじ緩み検知装置に用いられている磁力吸着部材の一例として、図７に示すキャップ磁石の断面図を用いて説明する。
図７において、キャップ磁石８は、磁石本体９の三方を鉄１０で囲んでなり、上面を向いている磁石本体９の磁石面と、外周の鉄１０との間に磁力線が集中するため、ヨーク（鉄材）と接触させると、磁石単体の場合より吸着力が（同種・同サイズにおいて）３〜４倍になる。
従って、このキャップ磁石８を用いることにより、ねじ緩み検知装置を鉄材からなる構造物に強固に且つ長期に亘って安定に保持することができる。
次に、上記のような構成よりなるねじ緩み検知装置を、被固定部材１２、例えば、鉄橋などの構造物同士をボルトやナットなどのねじ締結手段１１によって締結されている現場において、図８に示すように、ねじ緩み検知装置の回動部材２の六角形状穴２ａを、ねじ締結手段１１の、例えばボルトの頭に図８に示す直前の状態から図９、図１０に示す状態に係合（嵌合）させる。

次に、回動部材２側に表示された指標２ｂに、固定部材１側に表示された指標１ｉを合わせて、本体部材１を磁力吸着部材５により固定し、設置を終える。ケーブルの配線作業は、後述する。
尚、ねじ締結手段１１の形状、大きさ、構成によって、それぞれ対応するように、複数の回動部材を用意しておくものとする。
例えば、図１１（ａ）、（ｂ）および図１４（ａ）、（ｂ）に示す第２の実施の形態のように、ねじ締結手段が六角穴付きボルトにも適用可能となるように、中心部に、六角柱形の係合突部２ｃを設けてなる回動部材２′を製作しておくことが望ましい。
また、ねじ締結手段１１として、四角形状のボルトまたはナットである場合には、図１２に第３の実施の形態として示すように、回動部材２′′に、四角形の形をした係合穴２ｄを設ければよい。
また、本体部材１として、第１〜第３の実施の形態においては、円板状のものとしたが、図１３の第４の実施の形態に示すように、細幅の四角板状に変更してもよい。
図１５は、本発明の第５の実施の形態に係るねじ緩み検知装置の磁気感応スイッチを用いた磁気検知回路の構成を示す回路図である。

図１６は、本発明の第６の実施の形態に係るねじ緩み監視システムの回路構成を示す回路図であり、本発明のねじ緩み検知装置に用いられる磁気感応スイッチは、例えば、リードスイッチ１４を用いることができる。
リードスイッチ１４は、強磁性体であるリードがある接点間隔を持って相対し、不活性ガスとしての窒素ガスと共にガラス管の中に封止されてなる。
このリードスイッチ１４にリードの軸方向に磁界を外部から加えると、リードが磁化され、相対した自由端が互いに吸引し合い、接触して回路を閉ざすことができる。また、磁界を消去すれば、リードの弾性により回路を開くことができるように構成されている。
図１５において、Ｒ、Ｗ、Ｂ、Ｇは、本来は配線の色である赤、白、青、緑を意味するものであるが、ここでは、Ｒは測定端子（＋）、Ｗは、測定端子（−）、Ｂは、短絡ラインの延長端子、Ｇは、検知ラインの延長端子とする。そして、図１５の中において、Ｃは、磁気感応スイッチとしてのリードスイッチ１４の共通端子、ＳＷは、リードスイッチ２４の可動切片、ＮＣは、リードスイッチ２４に磁石が接近したとき可動切片ＳＷが接触する第１の接点、ＮＯは、リードスイッチ２４から磁石が離間したとき可動切片ＳＷが接触する第２の接点、Ｒｃは、一定の抵抗値を持つ抵抗体である。

即ち、測定端子（＋）Ｒ→共通端子Ｃ→可動切片ＳＷ→第１の接点ＮＣ→固定抵抗体Ｒｃ→延長端子Ｇの経路を検知ラインと称することとする。
また、測定端子（−）Ｗ、→第２の接点ＮＯ→延長端子Ｂの経路を短絡ラインと称することとする。
そして、このように回路構成された回路を磁気検知回路２５と称することとする。
複数のねじ緩み検知装置を複数個（例えばｎ個）設置した場合には、複数の磁気検知回路２５_１、２５_２、・・・２５_ｎを順次にそれぞれの延長端子Ｇ、Ｂと測定端子Ｒ、Ｗを介して直列状に接続する。
複数の磁気検知ライン同士と、短絡ライン同士を順に接続し、複数の検知回路２５_１、２５_２〜２５_ｎの終端の延長端子Ｇ、Ｂ同士を短絡し、磁気検知回路２５_１の基端において、抵抗値の測定をすることにより、緩んだ状態にあるねじ締結手段を特定することができる。
例えば、各磁気検知回路２５に組み込まれる抵抗体Ｒｃの抵抗値を１ｋΩとしたとき、測定端子（＋）Ｒと測定端子（−）Ｗとの間の抵抗値が０Ωである場合は、第１の磁気検知回路２５_１における可動切片ＳＷが第２の接点ＮＯと接触したことになるので、第１の磁気検知回路２５_１を持つ第１番目のねじ締結手段が緩んでいることが特定される。

また、例えば、測定端子（＋）Ｒと測定端子（−）Ｗとの間の抵抗値が１ｋΩであったとすると、第２番目の検知回路２５_２の可動切片ＳＷが、第２の接点ＮＯに接触したこととなり、第２番目の検知回路を持つ２番目のねじ緩み検知装置によって、２番目のねじ締結手段が緩んだことが特定されることになる。
このことから、測定端子（＋）Ｒと、測定端子（−）Ｗとの間の抵抗値が、ＭｋΩだったとしたら、（Ｍ＋１）番目の磁気検知回路の可動切片ＳＷが、第２の接点ＮＯに接触したこととなり、結局（Ｍ＋１）番のねじ締結手段で緩んだことが判明する。
但し、複数の磁気検知回路が同時に緩み状態を検知した場合には、最も基端側に近いねじ緩み検知装置が緩みを判定したことになるので、当該個所を確認の上、その次に、基端から遠い個所のねじの緩みを順に確認すればよい。
以上詳しく説明したように、本発明によれば、既設の被固定部材１２やねじ締結手段１１を取り外したり、追加の加工処理を施したりする必要がなく、現状を維持した状態で設置が可能であるため、設置工事は不要で、被固定部材１２に磁力吸着手段５により、簡易、迅速に且つ安定的に設置作業を行うことができ、ねじ締結手段１１の緩み状態を長期に亘って安定的に検知可能であり、加工費、設置費用が極めて低廉に行えると共に、構造上、メンテナンスも不要であり、屋外使用にも耐える耐環境性に優れ、ボルトやナットなどのねじ締結手段の回転方向の緩みを確実に検出することで、大きな事故を未然に防止し得る効果は甚大である。

また、本発明によれば、ねじ緩み検知装置を複数個所のねじ締結手段１１にそれぞれ設置し、
前記ねじ緩み検出装置に含まれる前記磁気感応スイッチであるリードスイッチ２４として、
共通端子Ｃと、その共通端子Ｃに一端が接続された可動切片ＳＷと、前記磁石４が接近したとき前記可動切片ＳＷが接触する第１の接点ＮＣと、
前記第１の接点ＮＣに一端が接続された一定の抵抗値を持つ抵抗体Ｒｃとの直列回路からなる検知ラインと、
前記磁石４が離間したとき前記可動切片ＳＷが接触する第２の接点ＮＯに接続された短絡ラインと、からなる磁気検知回路２５を備え、
前記複数の前記検知回路２５_１、２５_２、・・・２５_ｎの検知ライン同士と、短絡ライン同士を順に接続し、前記複数の検知回路２５_ｎの終端同士を短絡し、前記磁気検知回路２５_１の基端において抵抗値を測定することにより、緩んだ状態にあるねじ締結手段１１を特定し得るように構成したので、本発明のねじ緩み検知装置のもたらす効果を享有することができ、延いては、低コストで同時多点の緩み検知が可能となり、特に、ねじの緩みを検知する時に限り前記磁気検知回路の基端に電気を供給することで、緩みを生じたねじ締結手段の個所を特定することができるため、節電効果に優れ、ねじ締結手段の緩みによる事故を未然に防止し得るねじ緩み監視システムを提供することができる。

尚、本発明は、上述し且つ図面に示した実施の形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施することができる。
例えば、磁力吸着部材として、３個のマグネットからなり、本体部材の裏面側に配設した実施の形態を示したが、１個の円環状（即ち、一定幅のリング状）を呈するマグネットであってもよく、この円環状のマグネットを回動部材の外側を囲む（囲繞する）ように本体部材の裏側に配設するようにしてもよい。
また、磁力吸着部材は、２個の円弧状または矩形状を呈するマグネットであってもよく、この２個の円弧状または矩形状のマグネットを回動部材の外側を囲むように、本体部材の裏側に対称的（１８０°間隔）に配設するようにしてもよい。

また、離脱部材は、本体部材の表面側から裏面側に貫通する雌ねじ穴に螺合する蝶ボルトの例を示したが、普通のボルトであってもよいし、吊ボルトのようなボルトであってもよい。
また、係合部は、上述したところでは、ボルトの頭部が六角形および四角形を呈するものに係合し得るように形成されてなるものにつき示したが、これら以外の多角形を呈するものにも当然に適用することができる。
また、係合部は、六角穴付きボルトの当該六角穴に係合し得るように形成してなるものにつき示したが、三角穴付きボルトに係合し得るものであってもよく、要は、多角穴付きボルトであれば、それに対応するような形状とすればよい。

１ 本体部材
１ａ 削成部
１ｂ 溝穴
１ｃ 貫通孔
１ｄ 雌ねじ穴
１ｆ 雌ねじ穴
１ｇ 凹陥部
１ｈ 雌ねじ穴
１ｉ 本体部１側の指標
２、２′、２″ 回動部材
２ａ 六角形状穴
２ｂ 回動部材２側の指標
２ｃ 六角柱形の係合突部
３ 止め輪
４ 磁石
５ 磁力吸着部材
６ 止めねじ
７ 蝶ボルト
８ キャップ磁石
１０ 鉄
１１ ねじ締結手段
１２ 被固定部材
１３ ホルダユニット
１４ リードスイッチ
１５ ケーブル
１６ ホルダ本体
１６ ホルダ部材
１６ａ 貫通孔
１７ 取付ねじ
１８ 基板
１９ スイッチカバー
２０ Ｏリング
２２ モールド剤
２３ 熱収縮性チューブ
２５ 磁気検知回路
２５_１〜２５_ｎ 第１〜第_ｎの磁気検知回路
ＳＷ 可動切片

しかしながら、上述した従来技術においては、既設のボルトやナットにねじ緩み検知装置を適用する場合、当該ボルト、ナットを取り外す必要があったり、２つ以上の部品を組み合わせる必要がある。
例えば、上記１）、２）、３）のセンサを使用して軸力を計測する方法は、システムが大掛かりになり、コストが嵩む、という難点がある。
特許文献１および特許文献２の従来技術は、接触検出用部材により接触を検出する方式であるために水滴等に弱く、接触部の汚れおよび劣化による誤動作も予想されるため、屋外使用には、不向きであるといわざるを得ない。
また、特許文献３に係る位置ずれ検出具および位置ずれ検出システムは、設置面に固定するＩＣタグのために特殊な専用のボルトが必要であり、コストが嵩む上、同時に多点の緩み検知モニタが不可能である、という課題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、既設の被固定部材およびねじ締結手段を取り外したり、追加工を施す必要がなく、被固定部材およびねじ締結手段に簡易に設置可能で且つ安定して保持され、ねじ緩み状態を正確に長期に亘って検知可能で、しかも低コストで製作可能なねじ緩み検知装置を提供することを目的としている。

請求項１６に記載した発明に係るねじ緩み検知装置において、前記リードスイッチと前記リードスイッチの出力を外部に導出するケーブルを保持するホルダユニットは、その基部が前記本体部材に水密部材を介して接合され、さらに前記ケーブルの基部と前記ケーブルホルダは、水密部材により防水構造となっていることを特徴としている。
請求項１７に記載した発明に係るねじ緩み監視システムにおいて、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のねじ緩み検知装置を複数個所のねじ締結手段にそれぞれ設置し、
前記ねじ緩み検知装置に含まれる前記磁気感応スイッチとして、
共通端子と、その共通端子に一端が接続された可動切片と、前記磁石が接近したとき前記可動切片が接触する第１の接点と、
前記第１の接点に一端が接続された一定の抵抗値を持つ抵抗体との直列回路からなる検知ラインと、
前記磁石が離間したとき前記可動切片が接触する第２の接点に接続された短絡ラインと、からなる磁気検知回路を備え、
前記複数の前記磁気検知回路の検知ライン同士と、短絡ライン同士を順に接続し、前記複数の磁気検知回路の終端同士を短絡し、前記磁気検知回路の基端において抵抗値の測定をすることにより、緩んだ状態にあるねじ締結手段を特定し得るように構成したことを特徴としている。

また、本発明によれば、ねじ緩み検知装置を複数個所のねじ締結手段１１にそれぞれ設置し、
前記ねじ緩み検知装置に含まれる前記磁気感応スイッチであるリードスイッチ２４として、
共通端子Ｃと、その共通端子Ｃに一端が接続された可動切片ＳＷと、前記磁石４が接近したとき前記可動切片ＳＷが接触する第１の接点ＮＣと、
前記第１の接点ＮＣに一端が接続された一定の抵抗値を持つ抵抗体Ｒｃとの直列回路からなる検知ラインと、
前記磁石４が離間したとき前記可動切片ＳＷが接触する第２の接点ＮＯに接続された短絡ラインと、からなる磁気検知回路２５を備え、
前記複数の前記検知回路２５_１、２５_２、・・・２５_ｎの検知ライン同士と、短絡ライン同士を順に接続し、前記複数の検知回路２５_ｎの終端同士を短絡し、前記磁気検知回路２５_１の基端において抵抗値を測定することにより、緩んだ状態にあるねじ締結手段１１を特定し得るように構成したので、本発明のねじ緩み検知装置のもたらす効果を享有することができ、延いては、低コストで同時多点の緩み検知が可能となり、特に、ねじの緩みを検知する時に限り前記磁気検知回路の基端に電気を供給することで、緩みを生じたねじ締結手段の個所を特定することができるため、節電効果に優れ、ねじ締結手段の緩みによる事故を未然に防止し得るねじ緩み監視システムを提供することができる。

Claims (17)

1. 被固定部材を固定する雄ねじ部材と雌ねじ部材からなるねじ締結手段の緩み状態を検知するねじ緩み検知装置において、
   前記雄ねじ部材または前記雌ねじ部材に係合する係合部を有し、周辺近くの一部に磁石を配設してなる回動部材と、
   前記回動部材を回動可能に支持すると共に、前記磁石の回動範囲に近接して磁気感応スイッチを配設してなり、前記被固定部材に磁力吸着部材により、吸着固定される本体部材と、からなり、
   前記ねじ締結手段で被固定部材を締結固定した状態で前記係合部を前記雄ねじ部材または前記雌ねじ部材に係合させ、且つ
   前記磁気感応スイッチと前記磁石とが対向する初期位置で前記本体部材を前記被固定部材に前記磁力吸着部材を介して配置固定した状態において、前記ねじ締結手段が緩んで前記回動部材が回動し、前記磁石が前記磁気感応スイッチに対し前記初期位置から、所定角度回動して磁気感応スイッチが切換動作することをもって、ねじの緩み状態を検知することを特徴とするねじ緩み検知装置。
2. 前記磁力吸着部材は、少なくとも１個以上のマグネットからなり、前記本体部材の裏面側に配設してなることを特徴とする請求項１に記載のねじ緩み検知装置。
3. 前記磁力吸着部材は、１個の円環状を呈するマグネットからなり、前記回動部材の外側を囲むように前記本体部材の裏側に配設してなることを特徴とする請求項１または２に記載のねじ緩み検知装置。
4. 前記磁力吸着部材は、２個の円弧状または矩形状を呈するマグネットからなり、前記回動部材の外側を囲むように前記本体部材の裏側に対称的に配設してなることを特徴とする請求項１または２に記載のねじ緩み検知装置。
5. 前記磁力吸着部材は、３個のマグネットからなり、前記本体部材の裏側に等角度間隔で配置されてなることを特徴とする請求項１または２に記載のねじ緩み検知装置。
6. 前記被固定部材に前記本体部材が吸着固定された状態から、前記本体部材を離脱させる離脱部材を、前記本体部材に設けたことを特徴とする請求項１に記載のねじ緩み検知装置。
7. 前記離脱部材は、前記本体部材の表面側から裏面側に貫通する雌ねじ穴に螺合するボルトであり、前記ボルトを前記本体部材の裏面側に突出させることで、前記本体部材を前記被固定部材から、離反させるように構成したことを特徴とする請求項１または６に記載のねじ緩み検知装置。
8. 前記離脱部材の前記雌ねじ穴に螺合する前記ボルトは、蝶ボルトであることを特徴とする請求項７に記載のねじ緩み検知装置。
9. 前記回動部材の係合部は、前記ねじ締結手段の雄ねじ部材としてのボルトの頭部または雌ねじ部材としてのナットに係合し共に回動し得る形状に形成してなることを特徴とする請求項１に記載のねじ緩み検知装置。
10. 前記係合部は、前記ボルトの頭部またはナットが、多角形を呈するものに係合し得るように形成されてなることを特徴とする請求項９に記載のねじ緩み検知装置。
11. 前記係合部は、ボルトの頭部またはナットが四角形若しくは六角形を呈するものに係合し得るように形成されてなることを特徴とする請求項９または１０に記載のねじ緩み検知装置。
12. 前記係合部は、多角穴付きボルトの当該多角穴に係合し得るように形成されてなることを特徴とする請求項５に記載のねじ緩み検知装置。
13. 前記係合部は、六角穴付きボルトまたは三角穴付きボルトの六角穴または三角穴に係合し得るように形成されてなることを特徴とする請求項１２に記載のねじ緩み検知装置。
14. 前記磁気感応スイッチは、リードスイッチであることを特徴とする請求項１に記載のねじ緩み検知装置。
15. 前記リードスイッチは、共通端子と、一端が前記共通端子に接続された可動切片と、前記磁石が近接したとき接触する側の第１の接点と、前記磁石が離間したとき、前記可動切片が接触する第２の接点とを備えてなることを特徴とする請求項１４に記載のねじ緩み検知装置。
16. 前記リードスイッチと前記リードスイッチの出力を外部に導出するケーブルを保持するホルダユニットは、その基部が前記本体部材に水密部材を介して接合され、さらに前記ケーブルの基部と前記ケーブルホルダは、水密部材により防水構造となっていることを特徴とする請求項１４または１５に記載のねじ緩み検知装置。
17. 請求項１〜１６のいずれか１項に記載のねじ緩み検知装置を複数個所のねじ締結手段にそれぞれ設置し、
    前記ねじ緩み検出装置に含まれる前記磁気感応スイッチとして、
    共通端子と、その共通端子に一端が接続された可動切片と、前記磁石が接近したとき前記可動切片が接触する第１の接点と、
    前記第１の接点に一端が接続された一定の抵抗値を持つ抵抗体との直列回路からなる検知ラインと、
    前記磁石が離間したとき前記可動切片が接触する第２の接点に接続された短絡ラインと、からなる磁気検知回路を備え、
    前記複数の前記磁気検知回路の検知ライン同士と、短絡ライン同士を順に接続し、前記複数の磁気検知回路の終端同士を短絡し、前記磁気検知回路の基端において抵抗値の測定をすることにより、緩んだ状態にあるねじ締結手段を特定し得るように構成したことを特徴とするねじ緩み監視システム。

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