JP2021095926A - Looseness detection screw - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ネジの緩みを検出可能なネジに関する。 The present invention relates to a screw capable of detecting looseness of the screw.
ネジの緩みを検出する技術の一例が特許文献1に開示されている。特許文献1に記載の締付固定部材の緩み検出装置は、感圧センサを含む。緩み検出装置は、被固定部材と共に、締付固定部材(ボルト及びナット)によって締付固定される。本構成の結果、特許文献1に記載の緩み検出装置は、感圧センサの出力(電気抵抗値)に基づいて、締付固定部材の緩みを検出する。 Patent Document 1 discloses an example of a technique for detecting looseness of a screw. The looseness detecting device for the tightening fixing member described in Patent Document 1 includes a pressure sensor. The looseness detection device is tightened and fixed by the tightening and fixing members (bolts and nuts) together with the fixed member. As a result of this configuration, the looseness detecting device described in Patent Document 1 detects looseness of the tightening fixing member based on the output (electrical resistance value) of the pressure-sensitive sensor.
ネジの緩みを検出する技術の別の一例が特許文献2に開示されている。特許文献2に記載のネジ部材の緩み検出装置は、メネジとオネジとの摺接部から発生する音を検出する検出手段を含む。緩み検出装置は、検出手段からの信号を解析することによって、メネジとオネジとの螺合状態の解除を検出する。本構成の結果、特許文献2に記載の緩み検出装置は、検出手段の出力に基づいて、緩み状態を検出する。 Another example of a technique for detecting looseness of a screw is disclosed in Patent Document 2. The looseness detecting device for a screw member described in Patent Document 2 includes a detecting means for detecting a sound generated from a sliding contact portion between a female screw and a male screw. The looseness detecting device detects the release of the screwed state between the female screw and the male screw by analyzing the signal from the detecting means. As a result of this configuration, the looseness detection device described in Patent Document 2 detects the looseness state based on the output of the detection means.
ネジの緩みを検出する技術の更に別の一例が特許文献3に開示されている。特許文献3に記載のセンサ付き締結具は、姿勢検出センサ(3軸加速度センサ及び3軸磁気センサを含む)を含む。本構成の結果、特許文献3に記載の緩み検出システムは、姿勢検出センサの出力の時系列変化に基づいて、センサ付き締結具の緩みの有無を判定する。 Yet another example of a technique for detecting looseness of a screw is disclosed in Patent Document 3. The sensor-equipped fastener described in Patent Document 3 includes a posture detection sensor (including a 3-axis acceleration sensor and a 3-axis magnetic sensor). As a result of this configuration, the looseness detection system described in Patent Document 3 determines whether or not the fastener with the sensor is loose based on the time-series change in the output of the posture detection sensor.
ネジの緩みを検出する技術の更に別の一例が特許文献4に開示されている。特許文献4に記載のネジ緩みの自動検出法では、ネジ止めされた2つの部材間に設けられた圧力センサー(圧電素子)が用いられる。本構成の結果、特許文献4に記載の自動検出法では、圧力センサーの出力に基づいて、ネジの緩みが検出される。
Yet another example of a technique for detecting looseness of a screw is disclosed in
特許文献1乃至4に記載の技術では、ネジの緩みを検出するために、各種センサを利用する。そのため、ネジの緩み検出を高精度化するためは、各種センサの高精度化が必要である。つまり、ネジの緩み検出を高精度化するためは、検出手段の複雑化、大型化、又は高コスト化等が必要である。特に、ネジの回転量を検出する場合には、各種センサの出力をネジの回転量に変換する必要があるが、そのような変換を高精度で行うためには、より一層の、検出手段の複雑化、大型化、又は高コスト化等が必要である。 In the techniques described in Patent Documents 1 to 4, various sensors are used to detect looseness of screws. Therefore, in order to improve the accuracy of screw loosening detection, it is necessary to improve the accuracy of various sensors. That is, in order to improve the accuracy of screw loosening detection, it is necessary to complicate, increase the size, or increase the cost of the detection means. In particular, when detecting the amount of rotation of a screw, it is necessary to convert the output of various sensors into the amount of rotation of the screw. It is necessary to increase the complexity, size, or cost.
従って、特許文献1乃至4に記載の技術では、ネジの緩み検出の高精度化と、ネジの緩み検出の容易化(単純化、小型化、又は低コスト化等)との両立が困難であるという問題があった。 Therefore, in the techniques described in Patent Documents 1 to 4, it is difficult to achieve both high accuracy of screw loosening detection and easy screw loosening detection (simplification, miniaturization, cost reduction, etc.). There was a problem.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、ネジの緩み検出の高精度化と、ネジの緩み検出の容易化とを両立することを主たる目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to achieve both high accuracy of screw loosening detection and easy screw loosening detection.
本発明の一態様において、緩み検出ネジは、螺合面の少なくとも一部に電気伝導体で形成された第1電極を含む雄ネジと、各々第1電極と螺接時に第1電極と導通し、互いに絶縁された、第2電極及び第3電極を含み、雄ネジとの螺合が十分な第1状態であるか雄ネジとの螺合が不十分な第2状態であるかによって、第2電極と第3電極の間の導通状態が変化する雌ネジとを備える。 In one aspect of the present invention, the loosening detection screw is electrically connected to a male screw including a first electrode formed of an electric conductor on at least a part of the screwed surface, and to the first electrode when screwed to the first electrode, respectively. A second state, which includes a second electrode and a third electrode, which are insulated from each other, and which is sufficiently screwed with a male screw in a first state or insufficiently screwed with a male screw. It is provided with a female screw that changes the conduction state between the two electrodes and the third electrode.
本発明によれば、ネジの緩み検出の高精度化と、ネジの緩み検出の容易化とを両立できるという効果がある。 According to the present invention, there is an effect that high accuracy of screw loosening detection and easy screw loosening detection can be achieved at the same time.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、すべての図面において、同等の構成要素には同じ符号を付し、適宜説明を省略する。
(第1実施形態)
本発明の各実施形態の基本である第1実施形態について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings, the same components are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
(First Embodiment)
The first embodiment which is the basis of each embodiment of the present invention will be described.
本実施形態における構成について説明する。 The configuration in this embodiment will be described.
図1は、本発明の第1実施形態における緩み検出ネジの構成の一例を示す模式図である。図1以降の図、及び以降の説明において、緩み検出ネジが設置される向きは一例であり、実際に緩み検出ネジが設置される向きは、任意の向きであってよい。図1以降の図、及び以降の説明において、ある方向から見て、緩み検出ネジの、幅(左右)方向を「X」で示し、奥行き(前後)方向を「Y」で示し、高さ(上下)方向を「Z」で示すこととする。即ち、X方向、Y方向、Z方向は互いに直交する方向である。X方向、Y方向、Z方向それぞれにおいて、右方向、奥方向、上方向を「正側」と称し、左方向、手前方向、下方向を「負側」と称することとする。又、以降の説明において、X方向における正側を「X+」側と、X方向における負側を「X−」側と、Y方向における正側を「Y+」側と、Y方向における負側を「Y−」側と、Z方向における正側を「Z+」側と、Z方向における負側を「Z−」側とも称することとする。又、図1以降の図、及び以降の説明において、緩み検出ネジが右ネジである例について説明しているが、緩み検出ネジが左ネジであってもよい。又、図1において、ネジ山の図示は省略されている。又、図1において、(A)の部分は第1状態(後述)を示し、(B)の部分は第2状態(後述)を示す。 FIG. 1 is a schematic view showing an example of the configuration of a loosening detection screw according to the first embodiment of the present invention. In the drawings after FIG. 1 and the following description, the direction in which the looseness detection screw is installed is an example, and the direction in which the looseness detection screw is actually installed may be any direction. In the drawings after FIG. 1 and the following description, when viewed from a certain direction, the width (left and right) direction of the loosening detection screw is indicated by "X", the depth (front and back) direction is indicated by "Y", and the height ( The vertical) direction is indicated by "Z". That is, the X direction, the Y direction, and the Z direction are orthogonal to each other. In each of the X, Y, and Z directions, the right, back, and up directions are referred to as the "positive side," and the left, front, and down directions are referred to as the "negative side." Further, in the following description, the positive side in the X direction is the "X +" side, the negative side in the X direction is the "X-" side, the positive side in the Y direction is the "Y +" side, and the negative side in the Y direction is the negative side. The "Y-" side, the positive side in the Z direction are also referred to as the "Z +" side, and the negative side in the Z direction is also referred to as the "Z-" side. Further, in the drawings after FIG. 1 and the following description, an example in which the looseness detection screw is a right-hand screw is described, but the looseness detection screw may be a left-hand screw. Further, in FIG. 1, the illustration of the screw thread is omitted. Further, in FIG. 1, the part (A) shows the first state (described later), and the part (B) shows the second state (described later).
本実施形態における緩み検出ネジ100は、雄ネジ200と、雌ネジ300とを含む。
The
雄ネジ200は、電極210(第1電極の一例)を含む。
The
電極210は、雄ネジ200の雌ネジ300との螺合面の少なくとも一部に電気伝導体で形成される。ここで、「螺合」とは、雄ネジと雌ネジとが嵌め合わされることである。
The
雌ネジ300は、電極320(第2電極の一例)と、電極330(第3電極の一例)とを含む。雄ネジ200と雌ネジ300とが第1状態であるか第2状態であるかによって、電極320と電極330の間の導通状態(導通の有無を含む)が変化するように、電極210、320、及び330が配置される。ここで、第1状態は、雄ネジ200と雌ネジ300との螺合が十分な状態である。又、第2状態は、雄ネジ200と雌ネジ300との螺合が不十分な状態である。又、導通状態の変化は、抵抗値の変化を含んでもよい。
The
電極320は、電極210と螺接時に電極210と導通する。ここで、「螺接」とは、雄ネジと雌ネジとが嵌め合わされた状態において、雄ネジと雌ネジとがネジ山の形成された面の少なくとも一部において接することである。又、上述した電極210、320、及び330の配置については、以降の実施形態の説明において例示する。
The
電極330は、電極210と螺接時に電極210と導通する。
The
電極320及び電極330は、互いに絶縁されている。図1では、電極320と電極330の間は、絶縁部310によって絶縁されている。絶縁部310は、絶縁体であってもよいし、空隙であってもよい。
The
再び図1を用いて、本実施形態における動作について説明する。 The operation in this embodiment will be described again with reference to FIG.
電極320と電極330の間の導通状態は、雌ネジ300が第1状態であるか第2状態であるかによって、変化する。例えば、図1では、雄ネジ200は、雌ネジ300と螺接可能な表面に、絶縁体で形成された絶縁部220を含む例を示している。雌ネジ300が第1状態であるか第2状態であるかによって、電極330と電極210との接触の状態(接触の有無を含む)が変化する。その結果、雌ネジ300が第1状態であるか第2状態であるかによって、電極330と電極210との導通の状態(導通の有無を含む)が変化する。
The conduction state between the
以上説明したように、本実施形態における緩み検出ネジ100では、電極320と電極330の間の導通状態は、雌ネジ300が第1状態であるか第2状態であるかによって、変化する。緩み検出ネジ100は、電極210、320、及び330を含むが、センサ類を含まない。そして、電極210、320、及び330の形状、又は、第1状態と第2状態とにおける、電極210、320、及び330の相対位置等を適切に設計することによって、ネジの緩みが検出されない範囲とネジの緩みが検出される範囲とを高精度に決定できる。従って、本実施形態における緩み検出ネジ100には、ネジの緩み検出の高精度化と、ネジの緩み検出の容易化とを両立できるという効果がある。
As described above, in the
尚、本実施形態における緩み検出ネジ100では、第1状態において、電極210は、電極320と電極330の間を導通させ、第2状態において、電極210は、電極320と電極330の間を導通させなくてもよい。
In the loosening
又、本実施形態における緩み検出ネジ100では、第1状態において、電極210は、電極320と電極330の間を導通させず、第2状態において、電極210は、電極320と電極330の間を導通させてもよい。
Further, in the
又、本実施形態における緩み検出ネジ100では、電極210は良導体で形成され、導通状態の変化は、電極320と電極330の間の導通の有無の変化であってもよい。
Further, in the loosening
又、本実施形態における緩み検出ネジ100では、電極210は抵抗体で形成され、導通状態の変化は、電極320と電極330の間の抵抗値の変化であってもよい。この場合には、第1状態と第2状態との中間の、雄ネジ200と雌ネジ300との螺合状態を検出できるという効果がある。ここで、「抵抗体」とは、可変抵抗器等に使用される比較的抵抗の大きな部材(金属厚膜、金属薄膜、酸化金属皮膜、炭素皮膜、接触面積を制限した前述の部材、絶縁体粒子を混合した前述の部材等)であることとする。そして、雄ネジ200と雌ネジ300との螺合状態の変化に伴い、例えば、電極210と、電極320又は330の間の接触面積が変化するように、電極210(可変抵抗器のスライダ/抵抗体に相当)、電極320、330(可変抵抗器の抵抗体/スライダに相当)が配置される。
Further, in the loosening
又、本実施形態における緩み検出ネジ100では、雄ネジ200は、雌ネジ300と螺接可能な表面に、絶縁体で形成された絶縁部220を含んでもよい。この場合には、電極210、320、及び330の、形状又は相対位置の設計がより容易になるという効果がある。
Further, in the loosening
又、本実施形態における緩み検出ネジ100では、電極320及び電極330は、雄ネジ200との接触を維持するように付勢されてもよい。この場合には、電極320及び電極330と、雄ネジ200との接触がより確実になるという効果がある。
(第2実施形態)
本発明の第1実施形態を基本とする第2実施形態について説明する。本実施形態では、第1状態と第2状態とにおける、雄ネジ201(第1実施形態の雄ネジ200)の雌ネジ300に対する回転が検出される。又、第1状態において、電極211(第1実施形態の電極210)は、電極320と電極330の間を導通させ、第2状態において、電極210は、電極320と電極330の間を導通させない。
Further, in the loosening
(Second Embodiment)
A second embodiment based on the first embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the rotation of the male screw 201 (
本実施形態における構成について説明する。 The configuration in this embodiment will be described.
図2は、本発明の第2実施形態における緩み検出ネジの構成の一例を示す模式図である。尚、図2において、(A)の部分は第1状態を示し、(B)の部分は第2状態を示す。又、図2において、ネジ山の図示は省略されている。 FIG. 2 is a schematic view showing an example of the configuration of the looseness detection screw according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the part (A) shows the first state, and the part (B) shows the second state. Further, in FIG. 2, the illustration of the screw thread is omitted.
本実施形態における緩み検出ネジ101は、雄ネジ201と、雌ネジ300とを含む。
The loosening
雄ネジ201は、絶縁部221を含む。
The
絶縁部221は、雄ネジ201の雌ネジ300と螺接可能な表面に、絶縁体で形成される。
The insulating
雄ネジ201は、電極211a及び211b(第4電極及び第5電極の一例)を含む。ここで、図1では、電極211a、211bはそれぞれ、1枚の電極板の両端の辺である。
The
電極211a及び211bは、雄ネジ201の雌ネジ300との螺合面の少なくとも一部に電気伝導体で形成される。
The
電極320は、電極211aと螺接時に電極211aと導通し、電極211bと螺接時に電極211bと導通する。
The
電極330は、電極211aと螺接時に電極211aと導通し、電極211bと螺接時に電極211bと導通する。
The
電極211a及び211bは、雌ネジ300との螺合時に電極211a又は211bと接触可能な表面において絶縁部221によって互いに分離されており、且つ互いに導通している。
The
第1状態において、電極211a及び211bはそれぞれ、電極320又は電極330の何れかに排他的に螺接する。
In the first state, the
第2状態において、電極211a及び211bは、電極320及び電極330の何れかに螺接しない。
In the second state, the
本実施形態における他の構成は、第1実施形態における構成と同じである。 Other configurations in this embodiment are the same as those in the first embodiment.
再び図2を用いて、本実施形態における動作について説明する。 The operation in this embodiment will be described again with reference to FIG.
第1状態において、電極211a及び211bは、電極320と電極330の間を導通させる。
In the first state, the
第2状態において、電極211a及び211bは、電極320と電極330の間を導通させない。
In the second state, the
即ち、緩み検出ネジ101では、第1状態において、電極211a及び211bは、電極320と電極330の間を導通させ、第2状態において、電極211a及び211bは、電極320と電極330の間を導通させない。
That is, in the loosening
本実施形態における他の動作は、第1実施形態における動作と同じである。 The other operations in this embodiment are the same as the operations in the first embodiment.
以上説明したように、本実施形態における緩み検出ネジ101では、雄ネジ201の1回転未満の回転(図2に図示した例では4分の1回転未満)に相当するネジの緩みを検出可能である。従って、本実施形態における緩み検出ネジ101には、第1実施形態における効果に加えて、ネジの緩み検出をより高精度化できるという効果がある。
(第1変形例)
本実施形態の第1変形例について説明する。
As described above, the
(First modification)
A first modification of the present embodiment will be described.
本変形例における構成について説明する。 The configuration in this modification will be described.
図3は、本発明の第2実施形態の第1変形例における緩み検出ネジの構成の一例を示す模式図である。尚、図3において、ネジ山の図示は省略されている。 FIG. 3 is a schematic view showing an example of the configuration of the loosening detection screw in the first modification of the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the screw thread is not shown.
本変形例の緩み検出ネジ1010は、雄ネジ2010と、雌ネジ3010と、コンピュータ3016とを含む。
The loosening
雄ネジ2010は、雄ネジ母材2211と、雄ネジ電極2111a及び雄ネジ電極2111b(第4電極及び第5電極の一例)とを含む。
The
雄ネジ母材2211は、雄ネジ2010を構成する母材であり、絶縁体から成る。
The male
雄ネジ電極2111a及び2111bはそれぞれ、雄ネジ2010に埋め込まれた電極である。雄ネジ電極2111a及び2111bは互いに雄ネジ2010の内部で繋がっている。
The
雌ネジ3010は、雌ネジ母材3101と、雌ネジ電極3201及び雌ネジ電極3301(第2電極及び第3電極の一例)とを含む。
The
雌ネジ母材3101は、雌ネジ3010を構成する母材であり、絶縁体から成る。
The female
雌ネジ電極3201及び3301はそれぞれ、雌ネジ3010に埋め込まれた電極である。
The
通信線3015は、緩み検出ネジ1010の緩みを、雌ネジ電極3201及び3301間の非導通として検出してコンピュータ3016へ伝えるための通信線である。
The
コンピュータ3016は、通信線3015を介して、緩み検出ネジ1010が検出した緩み情報(導通の有無等)を受け取り、処理を行う情報機器である。
The
本変形例における他の構成は、本実施形態における構成と同じである。 Other configurations in this modification are the same as the configurations in this embodiment.
図3及び4を参照して、本変形例における動作について説明する。 The operation in this modification will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
図4は、本発明の第2実施形態の第1変形例における緩み検出ネジの動作を説明する模式図である。尚、図4において、(C)の部分は第1状態を示し、(A)の部分は第2状態を示し、(B)の部分は第1状態と第2状態との中間状態を示す。 FIG. 4 is a schematic view illustrating the operation of the loosening detection screw in the first modification of the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the part (C) shows the first state, the part (A) shows the second state, and the part (B) shows the intermediate state between the first state and the second state.
(1)雄ネジ2010を雌ネジ3010へ挿入する(図3)。
(1) The
(2)雄ネジ電極2111aと雌ネジ電極3201、雄ネジ電極2111bと雌ネジ電極3301は、緩み検出ネジ1010を締め切ると対向する位置に予め配置されていることとする(図4(C))。
(2) It is assumed that the
(3)緩み検出ネジ1010を締め切った状態において、雄ネジ電極2111aと雌ネジ電極3201及び、雄ネジ電極2111bと雌ネジ電極3301が接続される(図4(C))。雄ネジ電極2111a及び2111bは、雄ネジ2010の内部で互いに接続されているので、雌ネジ電極3201と雌ネジ電極3301の間は、雄ネジ電極2111a及び2111bによって導通される。
(3) With the loosening
(4)緩み検出ネジ1010を締め切った後に、緩み検出ネジ1010の緩みの監視を開始する(図4(C))。緩み情報は、通信線3015を通じて、コンピュータ3016へ通知される。尚、緩み検出ネジ1010を締め切るまでの間には、監視は行われない。
(4) After the
(5)雌ネジ電極3201と雌ネジ電極3301の間に導通があると、コンピュータ3016は、緩み検出ネジ1010が緩んでいないと判断する(図4(C)及び(B))。
(5) If there is continuity between the
(6)緩み検出ネジ1010が緩み、雄ネジ電極2111aと雌ネジ電極3201の間、及び雄ネジ電極2111bと雌ネジ電極3301の間の接続が外れると、雌ネジ電極3201と雌ネジ電極3301の間の導通が失われる(図4(A))。そして、通信線3015を通じてコンピュータ3016へ雌ネジ電極3201と雌ネジ電極3301の間の導通が失われた旨の緩み情報が通知される。
(6) When the
ここで、検出される緩み幅は、雄ネジ電極2111a若しくは2111b、又は雌ネジ電極3201若しくは3301の大きさや配置等を変えることで調整可能である。
Here, the detected loosening width can be adjusted by changing the size and arrangement of the
本変形例における他の動作は、本実施形態における動作と同じである。 Other operations in this modification are the same as the operations in this embodiment.
以上説明したように、本変形例における緩み検出ネジ1010では、検出される緩み幅は、雄ネジ電極2111a若しくは2111b、又は雌ネジ電極3201若しくは3301の大きさや配置等を変えることで調整可能である。従って、本変形例における緩み検出ネジ1010には、本実施形態における効果に加えて、ネジの緩み検出の検出条件の実現が更に容易であるという効果がある。
(第2変形例)
本実施形態の第2変形例について説明する。
As described above, in the loosening
(Second modification)
A second modification of the present embodiment will be described.
図5は、本発明の第2実施形態の第2変形例における緩み検出ネジの構成の一例を示す模式図である。具体的には、図5は、雌ネジ電極の変形例を示す。 FIG. 5 is a schematic view showing an example of the configuration of the loosening detection screw in the second modification of the second embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 5 shows a modified example of the female screw electrode.
本変形例では、緩み検出ネジ1010は、2対以上の雌ネジ電極と、雌ネジ電極と同数の雄ネジ電極(不図示)とを有する。ここで、各雌ネジ電極同士は絶縁されている。又、各対の雌ネジ電極のそれぞれは、雌ネジの円周上の互いに対向する位置に設置される。雌ネジ電極の対の数と、各雌ネジ電極の円周上の幅とは、検出したい緩みの範囲や大きさに応じて決定される。各雄ネジ電極の円周上の幅は、隣接する雌ネジ電極間の間隙の円周上の幅より小さいこととする。そして、各対の雌ネジ電極間の導通状態が、個別に、又は複数対をまとめて、検出されることとする。
In this modification, the loosening
本変形例では、本変形例における効果に加えて、第1状態において何れか1対の雌ネジ電極間が導通していればよいので、第1状態における雄ネジと雌ネジの間の位置関係の設計や実現が更に容易であるという効果がある。
(第3実施形態)
本発明の第1実施形態を基本とする第3実施形態について説明する。本実施形態では、第1状態と第2状態とにおける、雄ネジ202(第1実施形態の雄ネジ200)の雌ネジ300に対する回転が検出される。又、第1状態において、電極212(第1実施形態の電極210)は、電極320と電極330の間を導通させず、第2状態において、電極210は、電極320と電極330の間を導通させる。本実施形態では、導通/非導通が逆転していることを除いて、第2実施形態と同じである。
In this modification, in addition to the effect in this modification, it is sufficient that any one pair of female screw electrodes are conducting in the first state, so that the positional relationship between the male screw and the female screw in the first state is sufficient. Has the effect of being easier to design and realize.
(Third Embodiment)
A third embodiment based on the first embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the rotation of the male screw 202 (
本実施形態における構成について説明する。 The configuration in this embodiment will be described.
図6は、本発明の第3実施形態における緩み検出ネジの構成の一例を示す模式図である。尚、図6において、(A)の部分は第1状態を示し、(B)の部分は第2状態を示す。又、図6において、ネジ山の図示は省略されている。 FIG. 6 is a schematic view showing an example of the configuration of the looseness detection screw according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 6, the part (A) shows the first state, and the part (B) shows the second state. Further, in FIG. 6, the illustration of the screw thread is omitted.
本実施形態における緩み検出ネジ102は、雄ネジ202と、雌ネジ300とを含む。
The loosening
雄ネジ202は、電極212(第1電極の一例)と、絶縁部222とを含む。
The
電極212は、雄ネジ202の、雌ネジ300と螺接可能な表面に、電気伝導体で形成される。
The
絶縁部222は、雄ネジ202の、雌ネジ300と螺接可能な表面に、絶縁体で形成される。
The insulating
第1状態において、電極212(第1電極の一例)は、電極320又は電極330に螺接しない。
In the first state, the electrode 212 (an example of the first electrode) does not screw into the
第2状態において、電極212は、電極320及び電極330に螺接する。
In the second state, the
本実施形態における他の構成は、第1実施形態における構成と同じである。 Other configurations in this embodiment are the same as those in the first embodiment.
再び図6を用いて、本実施形態における動作について説明する。 The operation in this embodiment will be described again with reference to FIG.
第1状態において、電極212は、電極320と電極330の間を導通させない。
In the first state, the
第2状態において、電極212は、電極320と電極330の間を導通させる。
In the second state, the
即ち、緩み検出ネジ102では、第1状態において、電極212は、電極320と電極330の間を導通させず、第2状態において、電極212は、電極320と電極330の間を導通させる。
That is, in the loosening
本実施形態における他の動作は、第1実施形態における動作と同じである。 The other operations in this embodiment are the same as the operations in the first embodiment.
以上説明したように、本実施形態における緩み検出ネジ102では、雄ネジ202の1回転未満の回転(図6に図示した例では4分の1回転未満)に相当するネジの緩みを検出可能である。従って、本実施形態における緩み検出ネジ102には、第1実施形態における効果に加えて、ネジの緩み検出をより高精度化できるという効果がある。
(変形例)
本実施形態の変形例について説明する。
As described above, the
(Modification example)
A modified example of this embodiment will be described.
本変形例における構成について説明する。 The configuration in this modification will be described.
図7は、本発明の第3実施形態の変形例における緩み検出ネジの構成の一例を示す模式図である。尚、図7において、(A)の部分は検出ネジのX−Z平面における正面図(断面図)を示し、(B)の部分は第1状態における一部の拡大図を示し、(C)の部分は第2状態における一部の拡大図を示す。 FIG. 7 is a schematic view showing an example of the configuration of the loosening detection screw in the modified example of the third embodiment of the present invention. In FIG. 7, the part (A) shows a front view (cross-sectional view) of the detection screw in the XZ plane, and the part (B) shows a partially enlarged view in the first state, (C). Part shows a partially enlarged view of the second state.
本変形例の緩み検出ネジ1020は、雄ネジ2020と、雌ネジ3020と、コンピュータ3016とを含む。
The loosening
雄ネジ2020は、雄ネジ母材2121(第1電極の一例)と、雄ネジ絶縁部2222(絶縁部の一例)とを含む。
The
雄ネジ母材2121は、雄ネジ2020を構成する母材であり、導電体から成る。
The male
雄ネジ絶縁部2222は、雄ネジ2020に埋め込まれた絶縁体である。
The male
雌ネジ3020は、雌ネジ母材3023と、雌ネジ電極3202及び雌ネジ電極3302(第2電極及び第3電極の一例)と、雌ネジ絶縁部3127と、バネ部3208とを含む。
The
雌ネジ母材3023は、雌ネジ3020を構成する母材であり、導電体ら成る。雌ネジ母材3023は、通常、グラウンドへ繋がっている。
The female
雌ネジ電極3202及び3302はそれぞれ、雌ネジ3020に埋め込まれた電極である。雌ネジ電極3302は、雌ネジ電極3202と同じ形状であってよい。但し、雌ネジ電極3302は、雌ネジ電極3202と雄ネジ母材2121の接続状態が変化する際に、雄ネジ母材2121と接続した状態を維持してもよい。
The
通信線3015は、緩み検出ネジ1020の緩みを、雌ネジ電極3202及び3302間の導通として検出してコンピュータ3016へ伝えるための通信線である。
The
コンピュータ3016は、通信線3015を介して、緩み検出ネジ1020が検出した緩み情報(導通の有無等)を受け取り、処理を行う情報機器である。
The
雌ネジ絶縁部3127は、雌ネジ電極3202が雌ネジ母材3023と接触することを防ぐ部材である。
The female
バネ部3208は、雌ネジ電極3202の雄ネジ2020に対する接触を確実にし、且つ雌ネジ電極3202の破損を防ぐためのバネ又は弾性体である。
The
本変形例における他の構成は、本実施形態における構成と同じである。 Other configurations in this modification are the same as the configurations in this embodiment.
本変形例における動作について説明する。 The operation in this modification will be described.
図8は、本発明の第3実施形態の変形例における緩み検出ネジの動作を説明する模式図である。尚、図8において、(A)の部分は第1状態を示し、(C)の部分は第2状態を示し、(B)の部分は第1状態と第2状態との中間状態を示す。 FIG. 8 is a schematic view illustrating the operation of the looseness detection screw in the modified example of the third embodiment of the present invention. In FIG. 8, the part (A) shows the first state, the part (C) shows the second state, and the part (B) shows the intermediate state between the first state and the second state.
(1)緩み検出ネジ1020を締め切ると、雌ネジ電極3202と雄ネジ絶縁部2222とが接触する(図8(A))。ここで、雄ネジ絶縁部2222の大きさや配置等を調整することで、検出される緩みの幅を調整可能である。
(1) When the loosening
(2)緩み検出ネジ1020を締め切った後に、緩み検出ネジ1020の緩みの監視を開始する(図8(A))。尚、緩み検出ネジ1020を締め切るまでの間には、監視は行われない。通常、雌ネジ電極3202の電位は、緩み検出ネジ1020の締め切りが完了した後に、グラウンドの電位とは異なる値へ設定される。
(2) After the
(3)緩み検出ネジ1020が緩むと、雌ネジ電極3202は雄ネジ絶縁部2222から外れ、バネ部3208により雌ネジ電極3202が押し出され、雄ネジ母材2121と接触する。
(3) When the loosening
(4)雄ネジ母材2121は、雌ネジ母材3023と他点(雌ネジ電極3302)で接触しているので、雄ネジ母材2121と雌ネジ母材3023とを経由して、雌ネジ電極3202がグラウンドへ短絡される。
(4) Since the male
(5)雌ネジ電極3202がグラウンドへ短絡されたことが、通信線3015を経由してコンピュータ3016へ送信され、緩み検出ネジ1020の緩みが発生したことが検出される(図8(C))。
(5) The fact that the
本変形例における他の動作は、本実施形態における動作と同じである。 Other operations in this modification are the same as the operations in this embodiment.
以上説明したように、本変形例における緩み検出ネジ1020では、第1状態において、雄ネジ絶縁部2222が雄ネジ2020と雌ネジ3020とを絶縁する。即ち、検出される緩み幅は、雄ネジ2020の回転方向(X−Y平面内)における、雄ネジ絶縁部2222の幅を変えることで調整可能である。従って、本変形例における緩み検出ネジ1020には、本実施形態における効果に加えて、ネジの緩み検出の検出条件の調節が更に容易であるという効果がある。
(第4実施形態)
本発明の第1実施形態を基本とする第4実施形態について説明する。本実施形態では、第1状態と第2状態とにおける、雄ネジ203(第1実施形態の雄ネジ200)の雌ネジ300に対する上下動が検出される。又、第1状態において、電極213(第1実施形態の電極210)は、電極320と電極330の間を導通させ、第2状態において、電極213は、電極320と電極330の間を導通させない。
As described above, in the loosening
(Fourth Embodiment)
A fourth embodiment based on the first embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the vertical movement of the male screw 203 (
本実施形態における構成について説明する。 The configuration in this embodiment will be described.
図9は、本発明の第4実施形態における緩み検出ネジの構成の一例を示す模式図である。尚、図9において、(A)の部分は第1状態を示し、(B)の部分は第2状態を示す。又、図9において、ネジ山の図示は省略されている。 FIG. 9 is a schematic view showing an example of the configuration of the looseness detection screw according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 9, the part (A) shows the first state, and the part (B) shows the second state. Further, in FIG. 9, the illustration of the screw thread is omitted.
本実施形態における緩み検出ネジ103は、雄ネジ203と、雌ネジ300とを含む。
The loosening
雄ネジ203は、電極213(第1電極の一例)を含む。
The
電極213は、雄ネジ203の雌ネジ300との螺合面の少なくとも一部(雄ネジ203の雌ネジ300に対する螺送方向における所定の位置;図9ではZ+側)に電気伝導体で形成される。
The
電極320及び電極330は、第1状態における、電極213の雌ネジ300に対する螺送方向における位置において電極213と螺接する。ここで、「螺送」とは、雄ネジと雌ネジとが嵌め合わされた状態において、ネジ送りすることである。
The
電極320又は電極330の少なくとも一方は、第2状態における、電極213の雌ネジ300に対する螺送方向における位置において電極213と螺接しない。
At least one of the
雄ネジ203は、雌ネジ300と螺接可能な表面に、絶縁体で形成された絶縁部223を含んでもよい。
The
本実施形態における他の構成は、第1実施形態における構成と同じである。 Other configurations in this embodiment are the same as those in the first embodiment.
再び図9を用いて、本実施形態における動作について説明する。 The operation in this embodiment will be described again with reference to FIG.
第1状態において、電極213は、電極320と電極330の間を導通させる。
In the first state, the
第2状態において、電極213は、電極320と電極330の間を導通させない。
In the second state, the
即ち、緩み検出ネジ103では、第1状態において、電極213は、電極320と電極330の間を導通させ、第2状態において、電極213は、電極320と電極330の間を導通させない。尚、本実施形態では、電極320と電極330の間の導通/非導通は逆転されてもよい。
That is, in the loosening
本実施形態における他の動作は、第1実施形態における動作と同じである。 The other operations in this embodiment are the same as the operations in the first embodiment.
以上説明したように、本実施形態における緩み検出ネジ103では、雄ネジ203の電極213は、螺送方向における所定の位置に形成される。従って、本実施形態における緩み検出ネジ103には、第1実施形態における効果に加えて、構造をより単純化できるという効果がある。
(変形例)
本実施形態の変形例について説明する。
As described above, in the loosening
(Modification example)
A modified example of this embodiment will be described.
本変形例における構成について説明する。 The configuration in this modification will be described.
図10は、本発明の第4実施形態の変形例における緩み検出ネジの構成の一例を示す模式図である。尚、図10において、(A)の部分は検出ネジのX−Z平面における正面図(断面図)を示し、(B)の部分はX−Y平面における上面図(断面図)を示す。 FIG. 10 is a schematic view showing an example of the configuration of the loosening detection screw in the modified example of the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 10, the part (A) shows the front view (cross-sectional view) of the detection screw in the XY plane, and the part (B) shows the top view (cross-sectional view) in the XY plane.
本変形例の緩み検出ネジ1030は、雄ネジ2030と、雌ネジ3030と、コンピュータ3016とを含む。
The loosening
雄ネジ2030は、雄ネジ母材2031(第1電極の一例)を含む。
The
雄ネジ母材2031は、雄ネジ2030を構成する母材であり、導電体(絶縁体)から成る。
The male
雌ネジ3030は、雌ネジ母材3032と、雌ネジ電極3203及び雌ネジ電極3303(第2電極及び第3電極の一例)と、雌ネジ絶縁部3133と、バネ部3307とを含む。
The
雌ネジ母材3032は、雌ネジ3030を構成する母材であり、導電体から成る。雌ネジ母材3032は、通常、グラウンドへ繋がっている。
The female
雌ネジ絶縁部3133は、雌ネジ3030に埋め込まれた絶縁部であり、雌ネジ電極3203及び3303と雌ネジ母材3032との導通を防ぐ。
The female
雌ネジ電極3203及び3303は、雌ネジ3030に埋め込まれた電極部である。
The
通信線3015は、緩み検出ネジ1030の緩みを、雌ネジ電極3203及び3303間の非導通として検出してコンピュータ3016へ伝えるための通信線である。
The
コンピュータ3016は、通信線3015を介して、緩み検出ネジ1030が検出した緩み情報(導通の有無等)を受け取り、処理を行う情報機器である。
The
バネ部3307は、雌ネジ電極3203及び3303の雄ネジ2030に対する接触を確実にし、且つ雌ネジ電極3203及び3303の破損を防ぐためのバネ又は弾性体である。
The
本変形例における他の構成は、本実施形態における構成と同じである。 Other configurations in this modification are the same as the configurations in this embodiment.
本変形例における動作について説明する。 The operation in this modification will be described.
図11は、本発明の第4実施形態の変形例における緩み検出ネジの動作を説明する模式図である。尚、図11において、(A)の部分は第1状態を示し、(C)の部分は第2状態を示し、(B)の部分は第1状態と第2状態との中間状態を示す。 FIG. 11 is a schematic view illustrating the operation of the loosening detection screw in the modified example of the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 11, the part (A) shows the first state, the part (C) shows the second state, and the part (B) shows the intermediate state between the first state and the second state.
(1)緩み検出ネジ1030を締め切った後に、雄ネジ2030のネジ山の、Z方向における緩みが許容できる最も高い位置(Z+側)に雌ネジ電極3203を設置する(図10(A))。
(1) After the
(2)通常、雌ネジ電極3203の電位は、緩み検出ネジ1030の締め切りが完了する前に、グラウンドの電位とは異なる値へ設定される。
(2) Normally, the potential of the
(3)緩み検出ネジ1030を締め切ると、雌ネジ電極3203と雄ネジ母材2031とが接触する。バネ部3307は、雌ネジ電極3203及び3303の破損を防ぐ。
(3) When the
(4)緩み検出ネジ1030を締め切った後に、緩み検出ネジ1030の緩みの監視を開始する(図11(A))。尚、緩み検出ネジ1030を締め切るまでの間には、監視は行われない。雌ネジ電極3203の電位は、緩み検出ネジ1030の締め切りが完了した時に、グラウンドの電位になる。
(4) After the
(5)緩み検出ネジ1030が緩むと、雌ネジ電極3203の雄ネジ母材2031に対する接触が外れ、雌ネジ電極3203の電位がグラウンドとは異なる電位になる。
(5) When the loosening
(6)雌ネジ電極の3203の雄ネジ母材2031に対する接触が外れたことが、通信線3015を経由してコンピュータ3016へ送信され、緩み検出ネジ1030の緩みが発生したことが検出される(図11(C))。
(6) The fact that the
本変形例における他の動作は、本実施形態における動作と同じである。 Other operations in this modification are the same as the operations in this embodiment.
以上説明したように、本変形例における緩み検出ネジ1030では、雄ネジ2030は伝導体から成る一般的なネジであってよい。従って、本変形例における緩み検出ネジ1030には、第4実施形態における効果に加えて、構造を更に単純化できるという効果がある。
As described above, in the loosening
以上、本発明を、上述した各実施形態およびその変形例によって例示的に説明した。しかしながら、本発明の技術的範囲は、上述した各実施形態およびその変形例に記載した範囲に限定されない。当業者には、係る実施形態に対して多様な変更又は改良を加えることが可能であることは明らかである。そのような場合、係る変更又は改良を加えた新たな実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれ得る。そしてこのことは、特許請求の範囲に記載した事項から明らかである。 The present invention has been exemplified above by way of each of the above-described embodiments and modifications thereof. However, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in each of the above-described embodiments and modifications thereof. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or improvements can be made to such embodiments. In such cases, new embodiments with such modifications or improvements may also be included in the technical scope of the invention. And this is clear from the matters stated in the claims.
本発明は、電気機器、建築物、鉄道設備、機械、又は移動体等における、ネジの緩みを検出する用途において利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in applications for detecting looseness of screws in electrical equipment, buildings, railway equipment, machines, moving objects, and the like.
100、101、102、103、1010、1020、1030 緩み検出ネジ
200、201、202、203、2010、2020、2030 雄ネジ
210、211、212、213 電極
220、221、222、223 絶縁部
300、3010、3011、3020、3030 雌ネジ
310 絶縁部
320、330 電極
2031、2121、2211 雄ネジ母材
2111 雄ネジ電極
2222 雄ネジ絶縁部
3015 通信線
3016 コンピュータ
3101、3023、3032 雌ネジ母材
3127、3133 雌ネジ絶縁部
3201、3202、3203、3301、3302、3303 雌ネジ電極
3208、3307 バネ部
100, 101, 102, 103, 1010, 1020, 1030
Claims (10)
各々前記第1電極と螺接時に前記第1電極と導通し、互いに絶縁された、第2電極及び第3電極を含み、
前記雄ネジとの螺合が十分な第1状態であるか前記雄ネジとの螺合が不十分な第2状態であるかによって、前記第2電極と前記第3電極の間の導通状態が変化する
雌ネジと
を備えた緩み検出ネジ。 A male screw containing a first electrode formed of an electric conductor on at least a part of the threaded surface,
Each includes a second electrode and a third electrode, which are electrically connected to the first electrode when screwed to the first electrode and are insulated from each other.
The conduction state between the second electrode and the third electrode depends on whether the screwing with the male screw is sufficient in the first state or the screwing with the male screw is insufficient in the second state. Loosening detection screw with variable female screw.
請求項1に記載の緩み検出ネジ。 The looseness detection screw according to claim 1, wherein the second electrode and the third electrode are urged to maintain contact with the male screw.
前記導通状態の変化は、前記第2電極と前記第3電極の間の導通の有無の変化である
請求項1又は2に記載の緩み検出ネジ。 The first electrode is made of a good conductor.
The looseness detection screw according to claim 1 or 2, wherein the change in the conduction state is a change in the presence or absence of continuity between the second electrode and the third electrode.
前記導通状態の変化は、前記第2電極と前記第3電極の間の抵抗値の変化を含む
請求項3に記載の緩み検出ネジ。 The first electrode is formed of a resistor and is formed of a resistor.
The looseness detection screw according to claim 3, wherein the change in the conduction state includes a change in the resistance value between the second electrode and the third electrode.
前記第2電極又は前記第3電極の少なくとも一方は、前記第2状態における、前記第1電極の前記雌ネジに対する螺送方向における位置において前記第1電極と螺接しない
請求項1乃至4の何れか1項に記載の緩み検出ネジ。 The second electrode and the third electrode are screwed to the first electrode at a position in the screwing direction of the first electrode with respect to the female screw in the first state, and the second electrode or the third electrode The looseness detection screw according to any one of claims 1 to 4, wherein at least one of the above is not screwed with the first electrode at the position of the first electrode in the screwing direction with respect to the female screw in the second state. ..
請求項1乃至4の何れか1項に記載の緩み検出ネジ。 The looseness detection screw according to any one of claims 1 to 4, wherein the male screw includes an insulating portion formed of an insulator on a surface that can be screwed with the female screw.
前記第2状態において、前記第1電極は、前記第2電極と前記第3電極の間を導通させない
請求項6に記載の緩み検出ネジ。 In the first state, the first electrode conducts between the second electrode and the third electrode.
The looseness detection screw according to claim 6, wherein in the second state, the first electrode does not conduct conduction between the second electrode and the third electrode.
前記第1状態において、前記第4電極及び前記第5電極はそれぞれ、前記第2電極又は前記第3電極の何れかに排他的に螺接し、
前記第2状態において、前記第4電極及び前記第5電極は、前記第2電極及び前記第3電極の何れかに螺接しない
請求項7に記載の緩み検出ネジ。 The first electrode includes a fourth electrode and a fifth electrode that are separated from each other by the insulating portion on a surface that can come into contact with the first electrode when screwed with the female screw and are conductive to each other. ,
In the first state, the fourth electrode and the fifth electrode are exclusively screwed to either the second electrode or the third electrode, respectively.
The looseness detection screw according to claim 7, wherein in the second state, the fourth electrode and the fifth electrode do not screw into either the second electrode or the third electrode.
前記第2状態において、前記第1電極は、前記第2電極と前記第3電極の間を導通させる
請求項6に記載の緩み検出ネジ。 In the first state, the first electrode does not conduct between the second electrode and the third electrode.
The looseness detection screw according to claim 6, wherein in the second state, the first electrode is conductive between the second electrode and the third electrode.
前記第2状態において、前記第1電極は、前記第2電極及び前記第3電極に螺接する
請求項9に記載の緩み検出ネジ。 In the first state, the first electrode does not screw into the second electrode or the third electrode.
The looseness detection screw according to claim 9, wherein in the second state, the first electrode is screwed into the second electrode and the third electrode.
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