JP2023167867A - Axial force detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被締結体に締結された締結体を引っ張り、軸力を検出する軸力検出装置に関する。 The present invention relates to an axial force detection device that detects axial force by pulling a fastened body fastened to a fastened body.
自動車などの機械、橋梁などの構造物の組立てには、ねじを用いた締結が行われる。ねじの締結体としての強度は、締め付け力に大きく依存する。一方、ボルト締結体における
締結力の管理は、トルクや回転角を測定して一般に締め付け時に行われるだけであり、締
め付け後にはほとんど行われていない。しかし、機械の作動中に予期しない外力の作用に
よってボルトが緩み、締め付け力が低下した場合には、疲労破壊の危険性が著しく増加する。したがって、ボルトの破断事故を防止し、ねじ締結体の信頼性を向上させるためには、締結後のボルトの締付け力の検出にも注意を払う必要がある。
BACKGROUND OF THE INVENTION Screws are used to assemble machines such as automobiles and structures such as bridges. The strength of a screw as a fastening body largely depends on the tightening force. On the other hand, management of the fastening force in a bolt fastened body is generally only performed at the time of tightening by measuring the torque and rotation angle, and is rarely performed after tightening. However, if the bolts loosen due to the action of an unexpected external force during machine operation and the tightening force decreases, the risk of fatigue failure increases significantly. Therefore, in order to prevent bolt breakage accidents and improve the reliability of the screw fastened body, it is necessary to pay attention to the detection of the tightening force of the bolt after fastening.
特許文献1には、被締結体の挿通孔にボルトを挿入し、挿通孔を貫通したボルトの雄ね
じ部にナットを螺合締結することにより、被締結体を狭圧するボルト・ナット締結体において、ナット上面に対して、該上面から突出するボルトの雄ねじ部を引張して、ボルトの
ばね定数の変移点を検出し、該変移点での引張力を締付け力とすることを特徴とするボル
ト・ナット締結体の締付け力検出方法が開示されている。
Patent Document 1 discloses a bolt/nut fastening body that compresses a fastened body by inserting a bolt into an insertion hole of the fastened body and screwing and fastening a nut to a male threaded portion of the bolt that passes through the insertion hole. A bolt characterized in that a male threaded portion of the bolt protruding from the upper surface of the nut is pulled against the upper surface of the nut, a transition point of the bolt's spring constant is detected, and the tensile force at the transition point is used as a tightening force. A method for detecting a tightening force of a nut fastening body is disclosed.
従来の軸力検出装置では、軸力検出後の除荷時に、締結体が緩むおそれがあった。 In conventional axial force detection devices, there is a risk that the fastening body may loosen when the load is unloaded after the axial force is detected.
上記課題を解決するために、本願発明に係る軸力検出装置は(1)被締結体に締結された締結体の軸力を検出する軸力検出装置であって、第1ネジ部及び第2ネジ部を有する接続部材と、第3ネジ部を備え、前記第2ネジ部を前記第3ネジ部に螺合させた状態で、上下方向に延びる回転軸周りの回転トルクを前記接続部材に付与することにより、前記接続部材を介して前記締結体を引っ張るテンションロッドと、前記接続部材の外周周りに配置され、前記テンションロッドによる引張時に前記被締結体から作用する反力を受けるテンション受部と、を有し、前記締結体又は前記締結体とともに締結に用いられる締結部品には、前記第1ネジ部に螺合する第4ネジ部が形成されており、前記第2ネジ部及び前記第1ネジ部をそれぞれ前記第3ネジ部及び前記第4ネジ部に螺合させて前記締結体を軸力検出のために引っ張り上げた後、除荷する際の前記接続部材及び前記テンションロッドの除荷トルクをTrl、前記被締結体に対する前記締結体の緩めトルクをTslと定義したとき、
式(1)により定義されるTrlは、式(2)により定義されるTslよりも小さく設定されていることを特徴とする軸力検出装置。
Trl=Ft/2×(d2t/cosαt×μst-Pt/π)・・・・・式(1)
ただし、Ft:締結体の引張力、d2t:接続部材の第2ネジ部の有効径、αt:接続部材の第2ネジ部のねじ山半角、μst:接続部材の第2ネジ部のネジ面の摩擦係数、Pt:接続部材の第2ネジ部の1回転あたりの送り量である。
Tsl=Fb/2×(d2b/cosαb×μsb-Pb/π)・・・・・式(2)
ただし、Fb:締結体の軸力、d2b:締結体のネジ軸部の有効径、αb:締結体のネジ軸部のねじ山半角、μsb:締結体のネジ軸部のネジ面の摩擦係数、Pb:締結体のネジ軸部の1回転当たりの送り量である。
In order to solve the above problems, the axial force detection device according to the present invention is (1) an axial force detection device that detects the axial force of a fastened body fastened to a fastened body, which A connecting member having a threaded portion, and a third threaded portion, wherein a rotational torque about a rotation axis extending in the vertical direction is applied to the connecting member in a state where the second threaded portion is screwed to the third threaded portion. A tension rod that pulls the fastened body through the connecting member; and a tension receiver that is arranged around the outer periphery of the connecting member and receives a reaction force acting from the fastened body when the tension rod pulls the fastened body. , the fastening body or a fastening component used for fastening together with the fastening body has a fourth threaded part that is threadedly engaged with the first threaded part, and the second threaded part and the first threaded part Unloading the connecting member and the tension rod when unloading after threading the threaded parts into the third threaded part and the fourth threaded part and pulling up the fastening body for axial force detection. When the torque is defined as Trl, and the loosening torque of the fastened body with respect to the fastened body is defined as Tsl,
An axial force detection device characterized in that Trl defined by equation (1) is set smaller than Tsl defined by equation (2).
Trl=Ft/2×(d2t/cosαt×μst-Pt/π)...Formula (1)
However, Ft: tensile force of the fastening body, d2t: effective diameter of the second threaded part of the connecting member, αt: half-angle of thread of the second threaded part of the connecting member, μst: thread surface of the second threaded part of the connecting member. Friction coefficient, Pt: is the amount of feed per rotation of the second threaded portion of the connecting member.
Tsl=Fb/2×(d2b/cosαb×μsb-Pb/π)...Formula (2)
However, Fb: axial force of the fastening body, d2b: effective diameter of the threaded shaft of the fastening body, αb: half angle of the thread of the threaded shaft of the fastening body, μsb: coefficient of friction of the threaded surface of the threaded shaft of the fastening body, Pb: Feed amount per rotation of the screw shaft portion of the fastening body.
(2)前記テンションロッドは、Trlが正の場合、除荷時に外力を付与することにより回転され、Trlが負の場合、除荷時に自動で回転することを特徴とする上記(1)に記載の軸力検出装置。 (2) The tension rod described in (1) above is characterized in that when Trl is positive, the tension rod is rotated by applying an external force during unloading, and when Trl is negative, the tension rod is automatically rotated when unloading. Axial force detection device.
(3)前記締結体は、ボルトであり、前記締結部品は、ナット又は座金であることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の軸力検出装置。 (3) The axial force detection device according to (1) or (2) above, wherein the fastening body is a bolt, and the fastening component is a nut or a washer.
(4)前記第4ネジ部が前記締結体に形成されている場合、前記第4ネジ部は、ボルト頭部の側面、ボルトのネジ軸部、ボルト頭部の天面から突出する突出部及びボルト頭部の凹部のいずれかに形成されていることを特徴とする上記(3)に記載の軸力検出装置。 (4) When the fourth threaded portion is formed on the fastening body, the fourth threaded portion includes a side surface of the bolt head, a threaded shaft portion of the bolt, a protruding portion protruding from the top surface of the bolt head, and The axial force detection device according to (3) above, wherein the axial force detection device is formed in any of the recesses of the bolt head.
(5)前記第4ネジ部が前記ナットに形成されている場合、前記第4ネジ部は、前記ナットの側面に形成されていることを特徴とする上記(3)に記載の軸力検出装置。 (5) When the fourth threaded portion is formed on the nut, the fourth threaded portion is formed on a side surface of the nut, the axial force detection device according to (3) above. .
(6)前記第4ネジ部が前記座金に形成されている場合、前記第4ネジ部は、前記座金の側面に形成されていることを特徴とする上記(3)に記載の軸力検出装置。 (6) When the fourth threaded portion is formed on the washer, the fourth threaded portion is formed on a side surface of the washer, the axial force detection device according to (3) above. .
(7)被締結体に締結された締結体の軸力を検出する軸力検出装置であって、第3ネジ部を備え、前記締結体又は前記締結体とともに締結に用いられる締結部品に形成された第2ネジ部に前記第3ネジ部を螺合させた状態で、上下方向に延びる回転軸周りのトルクを前記締結体に付与することにより、前記締結体を引っ張るテンションロッドを有し、前記第2ネジ部及び前記第3ネジ部を螺合させて前記締結体を軸力検出のために引っ張り上げた後、除荷する際の前記締結体及び前記テンションロッドの除荷トルクをTrl、前記被締結体に対する前記締結体の緩めトルクをTslと定義したとき、式(1)により定義されるTrlは、式(2)により定義されるTslよりも小さく設定されていることを特徴とする軸力検出装置。
Trl=Ft/2×(d2t/cosαt×μst-Pt/π)・・・・・式(1)
ただし、Ft:締結体の引張力、d2t:締結体又は締結部品の第2ネジ部の有効径、αt:締結体又は締結部品の第2ネジ部のねじ山半角、μst:締結体又は締結部品の第2ネジ部のネジ面の摩擦係数、Pt:締結体又は締結部品の第2ネジ部の1回転あたりの送り量である。
Tsl=Fb/2×(d2b/cosαb×μsb-Pb/π)・・・・・式(2)
ただし、Fb:締結体の軸力、d2b:締結体のネジ軸部の有効径、αb:締結体のネジ軸部のねじ山半角、μsb:締結体のネジ軸部のネジ面の摩擦係数、Pb:締結体のネジ軸部の1回転当たりの送り量である。
(7) An axial force detection device for detecting the axial force of a fastening body fastened to a fastened object, which includes a third threaded portion and is formed on the fastening body or a fastening component used for fastening together with the fastening body. a tension rod that pulls the fastening body by applying a torque around a rotation axis extending in the vertical direction to the fastening body in a state in which the third threaded part is screwed into the second threaded part; After the second threaded part and the third threaded part are screwed together and the fastened body is pulled up for axial force detection, the unloading torque of the fastened body and the tension rod when unloading is Trl, When the loosening torque of the fastened body with respect to the fastened body is defined as Tsl, Trl defined by equation (1) is set smaller than Tsl defined by equation (2). Force detection device.
Trl=Ft/2×(d2t/cosαt×μst-Pt/π)...Formula (1)
However, Ft: tensile force of the fastening body, d2t: effective diameter of the second threaded portion of the fastening body or fastening component, αt: thread half angle of the second threaded portion of the fastening body or fastening component, μst: fastening body or fastening component The coefficient of friction of the threaded surface of the second threaded portion of Pt is the feed amount per rotation of the second threaded portion of the fastening body or fastening component.
Tsl=Fb/2×(d2b/cosαb×μsb-Pb/π)...Formula (2)
However, Fb: axial force of the fastening body, d2b: effective diameter of the threaded shaft of the fastening body, αb: half angle of the thread of the threaded shaft of the fastening body, μsb: coefficient of friction of the threaded surface of the threaded shaft of the fastening body, Pb: Feed amount per rotation of the screw shaft portion of the fastening body.
(8)前記テンションロッドは、Trlが正の場合、除荷時に外力を付与することにより回転され、Trlが負の場合、除荷時に自動で回転することを特徴とする上記(7)に記載の軸力検出装置。 (8) The tension rod described in (7) above is characterized in that when Trl is positive, the tension rod is rotated by applying an external force during unloading, and when Trl is negative, the tension rod is automatically rotated when unloading. Axial force detection device.
(9)前記締結体は、ボルトであり、前記締結部品は、ナット又は座金であることを特徴とする上記(7)又は(8)に記載の軸力検出装置。 (9) The axial force detection device according to (7) or (8) above, wherein the fastening body is a bolt, and the fastening component is a nut or a washer.
(10)前記第2ネジ部が前記締結体に形成されている場合、前記第2ネジ部は、ボルト頭部の側面、ボルトのネジ軸部、ボルト頭部の天面から突出する突出部及びボルト頭部の凹部のいずれかに形成されていることを特徴とする上記(9)に記載の軸力検出装置。 (10) When the second threaded portion is formed on the fastening body, the second threaded portion includes a side surface of the bolt head, a threaded shaft portion of the bolt, a protrusion protruding from the top surface of the bolt head, and The axial force detection device according to (9) above, characterized in that the axial force detection device is formed in any of the recesses of the bolt head.
(11)前記第2ネジ部が前記ナットに形成されている場合、前記第2ネジ部は、前記ナットの側面に形成されていることを特徴とする上記(9)に記載の軸力検出装置。 (11) When the second threaded portion is formed on the nut, the second threaded portion is formed on a side surface of the nut, the axial force detection device according to (9) above. .
(12)前記第2ネジ部が前記座金に形成されている場合、前記第2ネジ部は、前記座金の側面に形成されていることを特徴とする上記(9)に記載の軸力検出装置。 (12) When the second threaded portion is formed on the washer, the second threaded portion is formed on a side surface of the washer, the axial force detection device according to (9) above. .
(13)前記接続部材及び前記テンション受け部は、回転防止機構を有し、前記回転防止機構は、前記テンションロッドの回転軸方向における前記接続部材の移動を許容するとともに、前記テンションロッドの回転軸周りにおける前記接続部材の回転を防止することを特徴とする上記(1)乃至(6)のうちいずれか一つに記載の軸力検出装置。 (13) The connecting member and the tension receiver have a rotation prevention mechanism, and the rotation prevention mechanism allows movement of the connection member in the direction of the rotation axis of the tension rod, and the rotation prevention mechanism allows movement of the connection member in the direction of the rotation axis of the tension rod. The axial force detection device according to any one of (1) to (6) above, characterized in that rotation of the connection member around the connection member is prevented.
(14)前記回転防止機構は、上下方向に延びるキー及び前記キーが係合するキー溝であり、前記キー及び前記キー溝のうち一方は、前記テンション受け部に形成されており、他方は、前記接続部材に形成されている、ことを特徴とする上記(13)に記載の軸力検出装置。 (14) The rotation prevention mechanism includes a key extending in the vertical direction and a key groove that the key engages with, one of the key and the key groove being formed in the tension receiving part, and the other The axial force detection device according to (13) above, characterized in that the axial force detection device is formed on the connection member.
(15)前記回転防止機構は、前記接続部材に形成された第1歯形部と、前記テンション受け部に形成され、前記テンションロッドの回転軸周り方向において前記第1歯形部と噛み合う第2歯形部と、からなることを特徴とする上記(13)に記載の軸力検出装置。 (15) The rotation prevention mechanism includes a first toothed portion formed on the connecting member, and a second toothed portion formed on the tension receiving portion and meshed with the first toothed portion in a direction around the rotation axis of the tension rod. The axial force detection device according to (13) above, characterized in that it consists of the following.
(16)前記締結体を引張り、軸力を検出する際に、前記テンションロッドによる回転トルクが、前記テンション受け部を回転させるトルクを超えないように、前記テンションロッドは設計されていることを特徴とする上記(13)乃至(15)のうちいずれか一つに記載の軸力検出装置。 (16) The tension rod is designed so that when the fastening body is pulled and the axial force is detected, the rotational torque by the tension rod does not exceed the torque that rotates the tension receiver. The axial force detection device according to any one of (13) to (15) above.
(17)前記テンション受け部の接地面には、摩擦力を高める高摩擦処理が施されていることを特徴とする上記(16)に記載の軸力検出装置。 (17) The axial force detection device according to (16) above, wherein the ground contact surface of the tension receiving portion is subjected to high friction treatment to increase frictional force.
(18)前記締結体を引張り、軸力を検出する際に、前記テンション受け部が回転しないように、前記テンションロッドの回転軸から前記テンション受け部までの距離を設定することを特徴とする上記(16)に記載の軸力検出装置。 (18) The above feature, characterized in that the distance from the rotation axis of the tension rod to the tension receiving part is set so that the tension receiving part does not rotate when the fastening body is pulled and the axial force is detected. The axial force detection device according to (16).
(19)被締結体に締結された締結体の軸力を検出する軸力検出装置であって、第1ネジ部及び第2ネジ部を有する接続部材と、第3ネジ部を備え、前記第2ネジ部を前記第3ネジ部に螺合させた状態で、上下方向に延びる回転軸周りの回転トルクを前記接続部材に付与することにより、前記接続部材を介して前記締結体を引っ張るテンションロッドと、前記接続部材の外周周りに配置され、前記テンションロッドによる引張時に前記被締結体から作用する反力を受けるテンション受部と、を有し、前記接続部材及び前記テンション受け部は、回転防止機構を有し、前記回転防止機構は、前記テンションロッドの回転軸方向における前記接続部材の移動を許容するとともに、前記テンションロッドの回転軸周りにおける前記接続部材の回転を防止することを特徴とする軸力検出装置。 (19) An axial force detection device that detects the axial force of a fastening body fastened to a fastened body, comprising a connecting member having a first threaded portion and a second threaded portion, and a third threaded portion, the a tension rod that pulls the fastening body through the connecting member by applying a rotational torque around a rotational axis extending in the vertical direction to the connecting member with the second screw portion screwed into the third screw portion; and a tension receiver disposed around the outer periphery of the connection member to receive a reaction force acting from the object to be fastened when the tension rod is pulled, the connection member and the tension receiver being configured to prevent rotation. The rotation prevention mechanism is characterized in that the rotation prevention mechanism allows movement of the connection member in the direction of the rotation axis of the tension rod and prevents rotation of the connection member around the rotation axis of the tension rod. Axial force detection device.
(20)前記回転防止機構は、上下方向に延びるキー及び前記キーが係合するキー溝であり、前記キー及び前記キー溝のうち一方は、前記テンション受け部に形成されており、他方は、前記接続部材に形成されている、ことを特徴とする上記(19)に記載の軸力検出装置。 (20) The rotation prevention mechanism includes a key that extends in the vertical direction and a keyway that the key engages with, one of the key and the keyway being formed in the tension receiving part, and the other including: The axial force detection device according to (19) above, characterized in that the axial force detection device is formed on the connection member.
(21)前記回転防止機構は、前記接続部材に形成された第1歯形部と、前記テンション受け部に形成され、前記テンションロッドの回転軸周り方向において前記第1歯形部と噛み合う第2歯形部と、からなることを特徴とする上記(19)に記載の軸力検出装置。 (21) The rotation prevention mechanism includes a first toothed portion formed on the connecting member, and a second toothed portion formed on the tension receiving portion and meshed with the first toothed portion in a direction around the rotation axis of the tension rod. The axial force detection device according to (19) above, characterized in that it consists of the following.
(22)前記締結体を引張り、軸力を検出する際に、前記テンションロッドによる回転トルクが、前記テンション受け部を回転させるトルクを超えないように、前記テンションロッドは設計されていることを特徴とする上記(19)乃至(21)のうちいずれか一つに記載の軸力検出装置。 (22) The tension rod is designed so that when the fastening body is pulled and the axial force is detected, the rotational torque by the tension rod does not exceed the torque that rotates the tension receiver. The axial force detection device according to any one of (19) to (21) above.
(23)前記テンション受け部の接地面には、摩擦力を高める高摩擦処理が施されていることを特徴とする上記(22)に記載の軸力検出装置。 (23) The axial force detection device according to (22) above, wherein the ground contact surface of the tension receiving portion is subjected to high friction treatment to increase frictional force.
(24)前記締結体を引っ張って、軸力を検出する際に、前記テンション受け部が回転しないように、前記テンションロッドの回転軸から前記テンション受け部までの距離を設定することを特徴とする上記(22)に記載の軸力検出装置。 (24) A distance from the rotational axis of the tension rod to the tension receiving part is set so that the tension receiving part does not rotate when the fastening body is pulled and the axial force is detected. The axial force detection device according to (22) above.
本発明によれば、軸力検出後の除荷時に、締結体が緩むことを防止できる。 According to the present invention, it is possible to prevent the fastening body from loosening during unloading after the axial force is detected.
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
本実施形態の軸力検出装置は、被締結体をボルトで締結するとともに、被締結体の上面を抑えながらボルト(締結体に相当する)を引っ張る装置であり、ボルトの軸力(言い換えると、ボルトの締結力)検出に用いられる。軸力検出の基本的な考え方は、特許第4028254号に記載された内容と同様である。
(First embodiment)
The axial force detection device of this embodiment is a device that fastens objects to be fastened with bolts and pulls the bolt (corresponding to the fastening object) while suppressing the upper surface of the object, and the axial force of the bolt (in other words, Used to detect bolt fastening force). The basic idea of axial force detection is the same as that described in Japanese Patent No. 4028254.
図1は本実施形態の軸力検出装置の概略図であり、ボルトを引っ張る動作を開始した直後の状態を示している。なお、軸力検出装置に含まれる複数の部材を互いに異なる種類のハッチングで表わすことにより、部材間の境界を明確にしている。軸力検出装置1は、接続部材2と、引張機構3と、テンション受部4と、ハンドル5とを含む。なお、一点鎖線で示すXは、上下方向に延びる軸力検出装置1の回転軸を示している。 FIG. 1 is a schematic diagram of the axial force detection device of this embodiment, showing the state immediately after starting the action of pulling the bolt. Note that by representing a plurality of members included in the axial force detection device with mutually different types of hatching, boundaries between the members are made clear. The axial force detection device 1 includes a connection member 2, a tension mechanism 3, a tension receiver 4, and a handle 5. In addition, X shown by a dashed-dotted line has shown the rotation axis of the axial force detection device 1 extended in the up-down direction.
接続部材2は、円柱部21及び円柱部21の上面に形成された凸部22を含む。円柱部21の下端部には、上下方向に延びる接続部材中空部21aが形成されている。接続部材中空部21aの周面には、回転軸X周りに延びる第1雌ネジ部21a1(請求項1の第1ネジ部に相当する)が形成されている。凸部22は、円柱部21よりも径が小さい円柱形状に形成されており、その外周面には回転軸X周りに延びる第2雄ネジ部22a(請求項1の第2ネジ部に相当する)が形成されている。 The connecting member 2 includes a cylindrical portion 21 and a convex portion 22 formed on the upper surface of the cylindrical portion 21 . A connection member hollow part 21a extending in the vertical direction is formed at the lower end of the columnar part 21. A first female screw portion 21a1 (corresponding to the first screw portion in claim 1) extending around the rotation axis X is formed on the peripheral surface of the connecting member hollow portion 21a. The convex portion 22 is formed in a cylindrical shape with a smaller diameter than the cylindrical portion 21, and has a second male screw portion 22a (corresponding to the second screw portion in claim 1) extending around the rotation axis X on its outer peripheral surface. ) is formed.
ここで、接続部材2の第2雄ネジ部22aのネジ1回転当たりの送り量(以下、「送り量」と略す)をPt、ボルト10のボルトネジ軸部11のネジ部の送り量をPbと定義したときに、送り量Pt>送り量Pbなる大小関係が成立するように、接続部材2は構成されている。これにより、除荷時にボルト10が緩むことを防止できるが、詳細については後述する。例えば、ボルト10のボルトネジ軸部11のネジ部を1条ネジ、接続部材2の第2雄ネジ部22aを多条ネジ(例えば、2条ネジ)、三角ネジ、台形ネジ、四角ネジによって構成することにより、送り量Ptを送り量Pbよりも大きくすることができる。
1条ネジの場合、図2に図示するように、ネジピッチが送り量に相当する。2条ネジの場合、図2に図示するように、ネジピッチの2倍が送り量に相当する。
接続部材2には、ボルト10よりも引張強度が高い材料を用いることができる。これにより、軸力検出の際に、接続部材2が塑性変形することを防止できる。
Here, the feed amount per screw rotation of the second male threaded portion 22a of the connecting member 2 (hereinafter abbreviated as “feed amount”) is Pt, and the feed amount of the threaded portion of the bolt screw shaft portion 11 of the bolt 10 is Pb. The connecting member 2 is configured such that, when defined, a magnitude relationship such as feed amount Pt>feed amount Pb is established. This can prevent the bolt 10 from loosening during unloading, but the details will be described later. For example, the threaded portion of the bolt shaft portion 11 of the bolt 10 may be a single thread, and the second male threaded portion 22a of the connecting member 2 may be a multi-thread thread (for example, a double thread thread), a triangular thread, a trapezoidal thread, or a square thread. By doing so, the feed amount Pt can be made larger than the feed amount Pb.
In the case of a single thread screw, the thread pitch corresponds to the feed amount, as shown in FIG. In the case of a double thread screw, twice the thread pitch corresponds to the feed amount, as shown in FIG.
For the connecting member 2, a material having higher tensile strength than the bolt 10 can be used. Thereby, it is possible to prevent the connecting member 2 from being plastically deformed when detecting the axial force.
引張機構3は、テンションロッド31と、軸受部32と、角ドライブ33と、レンチ34とを含む。テンションロッド31は、円柱状の小径ロッド部31aと円柱状の大径ロッド部31bとからなり、小径ロッド部31aの上端部及び大径ロッド部31bの下端部が互いに連接している。これらの小径ロッド部31a及び大径ロッド部31bは、一体的に形成されている。 The tension mechanism 3 includes a tension rod 31, a bearing portion 32, a square drive 33, and a wrench 34. The tension rod 31 is composed of a cylindrical small-diameter rod portion 31a and a cylindrical large-diameter rod portion 31b, and the upper end of the small-diameter rod portion 31a and the lower end of the large-diameter rod portion 31b are connected to each other. These small diameter rod portion 31a and large diameter rod portion 31b are integrally formed.
小径ロッド部31aの下端部には、テンションロッド中空部311が形成されており、このテンションロッド中空部311の内周面には、回転軸X周りに延びる第3雌ネジ部311a(請求項1の第3ネジ部)が形成されている。大径ロッド部31bの上端部には、取り付け開口部312が形成されている。 A tension rod hollow part 311 is formed at the lower end of the small diameter rod part 31a, and a third female screw part 311a (claim 1 A third threaded portion) is formed. An attachment opening 312 is formed at the upper end of the large diameter rod portion 31b.
軸受部32はスラスト軸受けであり、テンションロッド31の小径ロッド部31aを回転可能に支持している。軸受部32の上端面はテンションロッド31の大径ロッド部31bに接触しており、軸受部32の下端面はテンション受部4の上端面に接触している。つまり、軸受部32は、上下方向において、大径ロッド部31b及びテンション受部4により挟まれている。 The bearing portion 32 is a thrust bearing, and rotatably supports the small diameter rod portion 31a of the tension rod 31. The upper end surface of the bearing section 32 is in contact with the large diameter rod section 31b of the tension rod 31, and the lower end surface of the bearing section 32 is in contact with the upper end surface of the tension receiving section 4. That is, the bearing portion 32 is sandwiched between the large diameter rod portion 31b and the tension receiving portion 4 in the vertical direction.
角ドライブ33は、大径ロッド部31bの取り付け開口部312に着脱可能に装着されており、角ドライブ33を回転させることにより、テンションロッド31を回転軸X周りに回転させることができる。角ドライブ33は、ハンドル5及びレンチ34を用いて回転させることができる。本実施形態の構成では、レンチ34を用いてテンションロッド31を回転軸X周りに1回転させた時に、テンションロッド31の第3雌ネジ部311aのネジピッチ分だけ接続部材2が上動するように設計されている。なお、本実施形態では、角ドライブ33、ハンドル5及びレンチ34を用いてテンションロッド31を回転させたが、本発明はこれに限るものではなく、テンションロッド31を回転させる動力を発生させることが可能な他の駆動手段を用いることもできる。 The square drive 33 is detachably attached to the attachment opening 312 of the large diameter rod portion 31b, and by rotating the square drive 33, the tension rod 31 can be rotated around the rotation axis X. The angular drive 33 can be rotated using the handle 5 and the wrench 34. In the configuration of this embodiment, when the tension rod 31 is rotated once around the rotation axis X using the wrench 34, the connection member 2 moves upward by the thread pitch of the third female threaded portion 311a of the tension rod 31. Designed. In addition, in this embodiment, the tension rod 31 is rotated using the square drive 33, the handle 5, and the wrench 34, but the present invention is not limited to this, and the power to rotate the tension rod 31 can be generated. Other possible drive means may also be used.
レンチ34は、水平方向に長尺に形成されており、同一の力で回転させた時に、ハンドル5よりも大きなトルクを得ることができる。レンチ34には、図示しない角度センサ(例えば、ジャイロセンサ)が設けられている。角度センサによって、テンションロッド31の回転量を計測することができる。ただし、レンチ34ではなく、テンションロッド31に直接角度センサを取り付けてもよい。 The wrench 34 is formed to be elongated in the horizontal direction, and can obtain a larger torque than the handle 5 when rotated with the same force. The wrench 34 is provided with an angle sensor (for example, a gyro sensor) that is not shown. The amount of rotation of the tension rod 31 can be measured by the angle sensor. However, the angle sensor may be attached directly to the tension rod 31 instead of the wrench 34.
テンション受部4には、軸力を検出するための図示しない軸力検出部が設けられている。軸力検出部には、例えば歪ゲージを用いることができる。歪ゲージは、力が加わると変形し、その変形量に応じた電気信号を出力する。テンション受部4の下端部には、上下方向に延びるテンション中空部41が形成されている。テンション中空部41の内部には、接続部材2が収容されており、接続部材2の円柱部21はテンション中空部41の内周面に沿って配置されている。つまり、テンション受部4は、接続部材2を包囲するように配設されている。 The tension receiver 4 is provided with an axial force detection section (not shown) for detecting axial force. For example, a strain gauge can be used as the axial force detection section. A strain gauge deforms when force is applied to it, and outputs an electrical signal according to the amount of deformation. A tension hollow part 41 extending in the vertical direction is formed at the lower end of the tension receiving part 4. The connecting member 2 is housed inside the tension hollow part 41 , and the cylindrical part 21 of the connecting member 2 is arranged along the inner peripheral surface of the tension hollow part 41 . That is, the tension receiving portion 4 is arranged so as to surround the connecting member 2.
ここで、引張機構3の構成は上述の構成に限るものではなく、接続部材2及びボルト10を回転させずに上動させることができれば、他の構成であってもよい(他の実施形態及び変形例においても同様である)。例えば、円柱部21の上面に内周面に雌ネジを有する凹部を形成し、テンションロッド31の下端部(つまり、小径ロッド部31aの下端部)に外周面に雄ネジが形成された凸部を形成するとともに、この凸部を前記の雌ネジに螺合させることにより、接続部材2及びボルト10を引っ張る構成であってもよい。 Here, the configuration of the tensioning mechanism 3 is not limited to the above-mentioned configuration, and may have other configurations as long as the connecting member 2 and the bolt 10 can be moved upward without rotating (other embodiments and The same applies to modified examples). For example, a concave portion having a female thread on the inner peripheral surface is formed on the upper surface of the cylindrical portion 21, and a convex portion having a male thread on the outer peripheral surface is formed at the lower end of the tension rod 31 (that is, the lower end of the small diameter rod portion 31a). The connecting member 2 and the bolt 10 may be pulled by forming a convex portion and threading the convex portion into the female thread.
次に、ボルト及び被締結体について詳細に説明する。ボルト10は、六角ボルトであり、ボルトネジ軸部11及びボルト頭部12から構成されている。ボルトネジ軸部11には雄ネジ部が形成されている。上述した通り、この雄ネジ部の送り量Pbは、送り量Ptよりも小さい。 Next, the bolt and the object to be fastened will be explained in detail. The bolt 10 is a hexagonal bolt and is composed of a bolt threaded shaft portion 11 and a bolt head 12. The bolt threaded shaft portion 11 is formed with a male threaded portion. As described above, the feed amount Pb of this male screw portion is smaller than the feed amount Pt.
被締結体Hは、上下方向において重ね合わされた被締結体H1及びH2からなり、これらの被締結体H1及びH2には夫々ボルト孔H1a及びH2aが形成されている。ボルト孔H2aの周面には、ボルトネジ軸部11の雄ねじ部と螺合する雌ねじ部が形成されている。ボルト孔H1aに挿入されたボルト10がボルト穴H2aと螺合することによって、ボルト10が被締結体Hに締結される。 The to-be-fastened body H consists of to-be-fastened bodies H1 and H2 which are superimposed in the vertical direction, and bolt holes H1a and H2a are formed in these to-be-fastened bodies H1 and H2, respectively. A female threaded portion is formed on the circumferential surface of the bolt hole H2a to be screwed into the male threaded portion of the bolt screw shaft portion 11. The bolt 10 inserted into the bolt hole H1a is screwed into the bolt hole H2a, so that the bolt 10 is fastened to the object H to be fastened.
なお、ボルト孔H2aに雌ねじ部を形成せずに、ボルト10をボルト孔H1a,H2aに挿入し、被締結体H(H2)の端面から下方に突出したボルトネジ軸部11に不図示のナットを螺合させることにより、ボルト10を被締結体Hに締結してもよい。なお、ナットの種類は特に限定しないが、例えば、六角ナット、十二角ナット、四角ナットを用いることができる(他の実施形態及び変形例においても同様である)。 Note that without forming a female thread in the bolt hole H2a, the bolt 10 is inserted into the bolt hole H1a, H2a, and a nut (not shown) is inserted into the bolt screw shaft portion 11 that protrudes downward from the end surface of the object to be fastened H (H2). The bolt 10 may be fastened to the body H by screwing it together. Note that the type of nut is not particularly limited, but for example, a hexagonal nut, a dodecagonal nut, or a square nut can be used (the same applies to other embodiments and modifications).
ここで、図3(a)に図示するように、ボルト頭部12の側面には第4雄ネジ部12a(請求項1の第4ネジ部に相当する)が周方向に間欠的に形成されている。すなわち、個々の第4雄ネジ部12aは、ボルト頭部12の側面における曲げ形状部に形成されている。図示例では、ボルト頭部12の側面における上端から下端までの全体に亘って、第4雄ネジ部12aが形成されているが、本発明はこれに限るものではなく、図3(b)に図示するように、上端から下端までの一部に形成されていてもよい。 Here, as shown in FIG. 3(a), fourth male threaded portions 12a (corresponding to the fourth threaded portion in claim 1) are formed intermittently in the circumferential direction on the side surface of the bolt head 12. ing. That is, each fourth male threaded portion 12a is formed in a bent shape portion on the side surface of the bolt head 12. In the illustrated example, the fourth male threaded portion 12a is formed over the entire side surface of the bolt head 12 from the upper end to the lower end, but the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 3(b). As shown in the figure, it may be formed in a portion from the upper end to the lower end.
次に、軸力検出装置1の引張時及び除荷時における動作について説明する。初期状態において、ボルト10は被締結体Hに締結されているものとする。また、引張機構3、テンション受部4及びハンドル5は、予め組み立てられてユニット化されているものとする。 Next, the operation of the axial force detection device 1 during tension and unloading will be described. It is assumed that the bolt 10 is fastened to the object H in the initial state. Further, it is assumed that the tension mechanism 3, the tension receiver 4, and the handle 5 are assembled in advance into a unit.
最初に、ボルト頭部12の第4雄ネジ部12aを接続部材2の第1雌ネジ部21a1に螺合させて、接続部材2及びボルト10を連結する。すなわち、ボルト頭部12の上面が接続部材中空部21aの天面に当接する位置まで螺進させ、接続部材2及びボルト10を互いに螺合させる。 First, the fourth male threaded portion 12a of the bolt head 12 is screwed into the first female threaded portion 21a1 of the connecting member 2 to connect the connecting member 2 and the bolt 10. That is, the bolt head 12 is threaded until the upper surface contacts the top surface of the connecting member hollow portion 21a, and the connecting member 2 and the bolt 10 are screwed together.
第4雄ネジ部12a及び第1雌ネジ部21a1を螺合させて、引っ張りを開始するときに、所定の引張開始条件を満足させることが望ましい。所定の引張開始条件は、以下の条件(1)及び(2)からなる。
(条件1):ボルト頭部12の外周面1周以上の長さを有する第4雄ネジ部12aに第1雌ネジ部21a1が螺合すること
(条件2):接続部材2の下端部と被締結体H1との間にクリアランスが形成されていること
When the fourth male threaded portion 12a and the first female threaded portion 21a1 are screwed together and tensioning is started, it is desirable that predetermined tensioning start conditions be satisfied. The predetermined tension start conditions consist of the following conditions (1) and (2).
(Condition 1): The first female threaded portion 21a1 is screwed into the fourth male threaded portion 12a having a length of one circumference or more on the outer peripheral surface of the bolt head 12. (Condition 2): The lower end of the connecting member 2 A clearance is formed between the object to be fastened H1
条件1を満足しない場合、ボルト頭部12の周方向において引張力が付与されない領域(言い換えると、第1雌ネジ部21a1に当接しない領域)が発生するため、荷重が引張り方向(つまり、上下方向)とは異なる方向に働き、軸力検出の精度が低下するおそれがある。また、条件1を満足しない場合、引張時にネジ山が塑性変形して、軸力検出等の検出精度が低下するおそれがある。 If condition 1 is not satisfied, there will be an area in the circumferential direction of the bolt head 12 where no tensile force is applied (in other words, an area where the first female threaded part 21a1 is not in contact), so the load will be applied in the tensile direction (in other words, in the vertical direction). direction), which may reduce the accuracy of axial force detection. Furthermore, if Condition 1 is not satisfied, there is a risk that the screw threads will be plastically deformed during tension, resulting in a decrease in detection accuracy such as axial force detection.
条件2を満足しない場合、接続部材2の下端部が被締結体H1に圧接した状態で軸力検出が行われるため、検出誤差が大きくなる。 If condition 2 is not satisfied, the axial force is detected in a state where the lower end of the connecting member 2 is in pressure contact with the object to be fastened H1, resulting in a large detection error.
ここで、接続部材2及びボルト頭部12の連結時に、接続部材2を回転軸X周りに回転させて、第4雄ネジ部12a及び第1雌ネジ部21a1を螺合させると、接続部材2は下向きに螺進する。接続部材2を回転軸X周りに更に回転させると、接続部材中空部21aの天面にボルト頭部12が当接して、接続部材2が回転不能となる。本実施形態では、接続部材中空部21a及びボルト頭部12が当接した時(言い換えると、接続部材2が螺進不能となった時)に、条件1及び条件2を満足するように、接続部材中空部21aのサイズ設定を行っている。したがって、条件1及び条件2を容易に満足させることができる。 Here, when connecting the connecting member 2 and the bolt head 12, if the connecting member 2 is rotated around the rotation axis X and the fourth male threaded part 12a and the first female threaded part 21a1 are screwed together, the connecting member 2 spirals downward. When the connecting member 2 is further rotated around the rotation axis X, the bolt head 12 comes into contact with the top surface of the connecting member hollow portion 21a, and the connecting member 2 becomes unable to rotate. In this embodiment, the connection is made so that conditions 1 and 2 are satisfied when the connecting member hollow part 21a and the bolt head 12 come into contact (in other words, when the connecting member 2 cannot be screwed on). The size of the member hollow portion 21a is set. Therefore, conditions 1 and 2 can be easily satisfied.
次に、接続部材2の凸部22の先端にテンションロッド中空部311の下端部を位置決めする。この時、テンション受部4は被締結体H1の上方に位置している(言い換えると、テンション受部4及び被締結体H1は互いに非接触の状態である)。続いて、手動によりハンドル5を回転軸X周りに回転させ、第3雌ネジ部311a及び第2雄ネジ部22aを螺合させる。ハンドル5をさらに回転させると、テンションロッド31が軸受部32及びテンション受部4とともに下方に螺進して、テンション受部4が被締結体H1に着座する。 Next, the lower end of the tension rod hollow part 311 is positioned at the tip of the convex part 22 of the connecting member 2. At this time, the tension receiver 4 is located above the fastened body H1 (in other words, the tension receiver 4 and the fastened body H1 are in a non-contact state). Subsequently, the handle 5 is manually rotated around the rotation axis X, and the third female threaded portion 311a and the second male threaded portion 22a are screwed together. When the handle 5 is further rotated, the tension rod 31, together with the bearing portion 32 and the tension receiving portion 4, spirals downward, and the tension receiving portion 4 is seated on the fastened body H1.
図1は、テンション受部4が被締結体H1に当接した直後の状態を示しており、テンションロッド31の下端部と円柱部21の上端部との間には、クリアランスが形成されている。また、凸部22の先端とテンションロッド中空部311の上端部との間にも、クリアランスが形成されている。 FIG. 1 shows a state immediately after the tension receiving part 4 comes into contact with the object to be fastened H1, and a clearance is formed between the lower end of the tension rod 31 and the upper end of the cylindrical part 21. . Further, a clearance is also formed between the tip of the convex portion 22 and the upper end of the tension rod hollow portion 311.
テンション受部4が被締結体H1に着座すると、ハンドル5による手動操作ではトルクが小さいため、テンションロッド31をそれ以上回転させることができない。そこで、レンチ34による手動操作でテンションロッド31を回転させる。これにより、接続部材2を上動させることができる。なお、接続部材2は上動する際に回転しない。 When the tension receiving portion 4 is seated on the fastened body H1, the tension rod 31 cannot be rotated any further by manual operation using the handle 5 because the torque is small. Therefore, the tension rod 31 is rotated by manual operation using the wrench 34. Thereby, the connecting member 2 can be moved upward. Note that the connecting member 2 does not rotate when moving upward.
接続部材2が上動すると、図4に図示するように、ボルトネジ軸部11が伸びて、被締結体H1からボルト頭部12が離れるとともに、軸受部32を介して大径ロッド部31bからテンション受部4に対して押し下げ力が働く。この際、被締結体H1に着座しているテンション受部4は下方に移動することができないため、軸受部32及び被締結体H1によって狭圧され、被締結体H1からテンション受部4に対して反力が働く。この時、歪ゲージから電気信号(例えば、電圧)が出力され、この出力信号から軸力を算出することができる。なお、算出した軸力は、例えばレンチ34やテンション受部4の外周面に設けられた図示しない表示部に表示させることができる。 When the connecting member 2 moves upward, as shown in FIG. 4, the bolt screw shaft portion 11 extends, the bolt head 12 separates from the fastened object H1, and tension is released from the large diameter rod portion 31b via the bearing portion 32. A pushing force is applied to the receiving portion 4 . At this time, since the tension receiving part 4 seated on the fastened body H1 cannot move downward, it is compressed by the bearing part 32 and the fastened body H1, and the tension receiving part 4 is moved from the fastened body H1 to the fastened body H1. A reaction force acts. At this time, an electrical signal (for example, voltage) is output from the strain gauge, and the axial force can be calculated from this output signal. Note that the calculated axial force can be displayed, for example, on a display section (not shown) provided on the outer peripheral surface of the wrench 34 or the tension receiver 4.
ボルト10の軸力が目標軸力に達したら、接続部材2及びテンションロッド31を除荷する。除荷トルクをTrlと定義すると、Trlは以下の式(1)から算出することができる。除荷とは、ボルト10に対する引張荷重を解除する方向にテンションロッド31を回転させることである。
Trl=Ft/2×(d2t/cosαt×μst-Pt/π)・・・・・式(1)
ただし、Ft:ボルト10の引張力、d2t:接続部材2の第2雄ネジ部22aの有効径、αt:接続部材2の第2雄ネジ部22aのねじ山半角、μst:接続部材2の第2雄ネジ部22aのネジ面の摩擦係数、Pt:接続部材2の第2雄ネジ部22aの1回転あたりの送り量、である。
When the axial force of the bolt 10 reaches the target axial force, the connecting member 2 and the tension rod 31 are unloaded. When the unloading torque is defined as Trl, Trl can be calculated from the following equation (1). Unloading means rotating the tension rod 31 in a direction that releases the tensile load on the bolt 10.
Trl=Ft/2×(d2t/cosαt×μst-Pt/π)...Formula (1)
However, Ft: tensile force of the bolt 10, d2t: effective diameter of the second male threaded portion 22a of the connecting member 2, αt: half-angle thread of the second male threaded portion 22a of the connecting member 2, μst: the second male threaded portion 22a of the connecting member 2. The coefficient of friction of the threaded surface of the second male threaded portion 22a is Pt: the feed amount per rotation of the second male threaded portion 22a of the connecting member 2.
また、被締結体Hに対するボルト10の緩めトルクをTslと定義すると、Tslは以下の式(2)から算出することができる。
Tsl=Fb/2×(d2b/cosαb×μsb-Pb/π)・・・・・式(2)
ただし、Fb:ボルト10の軸力、d2b:ボルトネジ軸部11の有効径、αb:ボルトネジ軸部11のねじ山半角、μsb:ボルトネジ軸部11のネジ面の摩擦係数、Pb:ボルトネジ軸部11のネジの1回転当たりの送り量、である。
Moreover, if the loosening torque of the bolt 10 with respect to the object to be fastened H is defined as Tsl, Tsl can be calculated from the following equation (2).
Tsl=Fb/2×(d2b/cosαb×μsb-Pb/π)...Formula (2)
However, Fb: axial force of the bolt 10, d2b: effective diameter of the bolt threaded shaft 11, αb: thread half angle of the bolt threaded shaft 11, μsb: coefficient of friction of the threaded surface of the bolt threaded shaft 11, Pb: bolt threaded shaft 11 is the feed amount per screw rotation.
ここで、式(1)において、Trlがプラスの場合(つまり、d2t/cosαt×μst>Pt/πの場合)、テンションロッド31に外力を付与して、ボルト10に対する引張荷重を解除する方向にテンションロッド31を回転させることにより、除荷を行う。例えば、レンチ34を回転させることにより、テンションロッド31を回転させることができる。上述した通り、本実施形態では、送り量Pt>送り量Pbとなるように設計することにより、TslをTrlより大きくしている。これにより、除荷時に、ボルト10が緩むことを防止できる。 Here, in equation (1), when Trl is positive (that is, when d2t/cosαt×μst>Pt/π), an external force is applied to the tension rod 31 in the direction of releasing the tensile load on the bolt 10. Unloading is performed by rotating the tension rod 31. For example, by rotating the wrench 34, the tension rod 31 can be rotated. As described above, in this embodiment, Tsl is made larger than Trl by designing so that feed amount Pt>feed amount Pb. This can prevent the bolt 10 from loosening during unloading.
式(1)において、Trlがマイナスの場合(つまり、d2t/cosαt×μst<Pt/πの場合)、テンションロッド31はボルト10に対する引張荷重を解除する方向に自動的に回転する。この場合、ボルト10に緩めトルクが働くことはない。 In equation (1), when Trl is negative (that is, when d2t/cosαt×μst<Pt/π), the tension rod 31 automatically rotates in a direction that releases the tensile load on the bolt 10. In this case, no loosening torque is applied to the bolt 10.
本実施形態では、送り量Pt>送り量Pbを満足する設計を行うことにより、TslをTrlより大きくしているが、本発明はこれに限るものではない。例えば、式(1)及び式(2)に規定する送り量以外のパラメータを調整することにより、TslをTrlより大きくしてもよい。
ここで、接続部材2の第2雄ネジ部22aの有効径d2tを、ボルトネジ軸部11の有効径d2bより大きくしても、送り量Ptを送り量Pbより十分に大きくしておけば、TslをTrlより大きくすることができる。接続部材2の第2雄ネジ部22aの有効径d2tを大きくすることにより、接続部材2の破損などを効果的に抑制することができる(後述する他の実施形態及び変形例についても、同様である)。
なお、式(1)及び式(2)のFt及びFbは、略同一である。
In this embodiment, Tsl is made larger than Trl by performing a design that satisfies feed amount Pt>feed amount Pb, but the present invention is not limited to this. For example, Tsl may be made larger than Trl by adjusting parameters other than the feed amount specified in equations (1) and (2).
Here, even if the effective diameter d2t of the second male threaded portion 22a of the connecting member 2 is larger than the effective diameter d2b of the bolt threaded shaft portion 11, if the feed amount Pt is made sufficiently larger than the feed amount Pb, Tsl can be made larger than Trl. By increasing the effective diameter d2t of the second male screw portion 22a of the connecting member 2, damage to the connecting member 2 can be effectively suppressed (the same applies to other embodiments and modifications described later). be).
Note that Ft and Fb in equations (1) and (2) are substantially the same.
ここで、TslをTrlより大きくする方法として、接続部材2の第2雄ネジ部22aの有効径d2tを小さくする方法が考えられる。しかしながら、ボルト10の締付軸力は弾性限界付近の場合が多く、接続部材2は繰り返し使用する部材であるため、接続部材2の第2雄ネジ部22aの有効径d2tを小さくすると、第2雄ネジ部22aが破損するおそれがある。したがって、上述したように、送り量で調整することが望ましい。 Here, as a method of making Tsl larger than Trl, a method of reducing the effective diameter d2t of the second male threaded portion 22a of the connecting member 2 can be considered. However, the tightening axial force of the bolt 10 is often near the elastic limit, and the connecting member 2 is a member that is used repeatedly. There is a risk that the male threaded portion 22a may be damaged. Therefore, as described above, it is desirable to adjust the feed amount.
また、接続部材2の第2雄ネジ部22a及び/又はテンションロッド31の第3雌ネジ部311aに対して表面処理や潤滑剤を塗布して、摩擦係数を小さくすることにより、TslをTrlより大きくしてもよい。ただし、好適には、上述した送り量Pb及び送り量Ptを調整する方法が用いられる。その理由は、第2雄ネジ部22aの加工精度、表面性状、回転速度などで摩擦係数が変化するため、意図したトルクの大小関係が得られるなくなるおそれがあるからである。 In addition, by applying surface treatment or lubricant to the second male threaded portion 22a of the connecting member 2 and/or the third female threaded portion 311a of the tension rod 31 to reduce the coefficient of friction, Tsl can be made lower than Trl. You can make it bigger. However, preferably, the method of adjusting the feed amount Pb and the feed amount Pt described above is used. This is because the coefficient of friction changes depending on the machining accuracy, surface texture, rotational speed, etc. of the second male threaded portion 22a, so there is a risk that the intended torque magnitude relationship may not be obtained.
(第1実施形態の変形例1)
図5に示すように、ボルト10は、ボルト頭部に六角穴102aが形成された六角穴付きボルト100であってもよい。ボルトネジ軸部101には雄ネジ部が形成されている。
ボルト頭部102の側面には第4雄ネジ部102bが周方向に途切れることなく連続的に形成されている。軸力検出は、ボルト頭部102の第4雄ネジ部102bを接続部材2の第1雌ネジ部21a1に螺合させた状態で行うことができる。
(Modification 1 of the first embodiment)
As shown in FIG. 5, the bolt 10 may be a bolt 100 with a hexagonal socket in which a hexagonal socket 102a is formed in the bolt head. The bolt threaded shaft portion 101 has a male threaded portion formed therein.
A fourth male threaded portion 102b is continuously formed on the side surface of the bolt head 102 without interruption in the circumferential direction. Axial force detection can be performed in a state where the fourth male threaded portion 102b of the bolt head 102 is screwed into the first female threaded portion 21a1 of the connection member 2.
図示例では、ボルト頭部102の側面における上端から下端までの全体に亘って、第4雄ネジ部102bが形成されているが、本発明はこれに限るものではなく、第1実施形態の図3(b)に図示するように、上端から下端までの一部に形成されていてもよい。なお、本変形例のボルト10は、フランジボルトであってもよい。フランジボルトの詳細は、変形例3で述べる。 In the illustrated example, the fourth male threaded portion 102b is formed over the entire side surface of the bolt head 102 from the upper end to the lower end, but the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 3(b), it may be formed in a portion from the upper end to the lower end. Note that the bolt 10 of this modification may be a flange bolt. Details of the flange bolt will be described in Modification 3.
(第1実施形態の変形例2)
図6に示すように、ボルト10は、四角ボルトからなるボルト200であってもよい。
ボルトネジ軸部201には雄ネジ部が形成されている。ボルト頭部202の側面には第4雄ネジ部202aが周方向に間欠的に形成されている。すなわち、個々の第4雄ネジ部202aは、ボルト頭部202の側面における曲げ形状部に形成されている。軸力検出は、ボルト頭部202の第4雄ネジ部202aを接続部材2の第1雌ネジ部21a1に螺合させた状態で行うことができる。図示例では、ボルト頭部202の側面における上端から下端までの全体に亘って、第4雄ネジ部202aが形成されているが、本発明はこれに限るものではなく、第1実施形態の図3(b)に図示するように、上端から下端までの一部に形成されていてもよい。
(Modification 2 of the first embodiment)
As shown in FIG. 6, the bolt 10 may be a bolt 200 made of a square bolt.
The bolt threaded shaft portion 201 has a male threaded portion formed therein. Fourth male screw portions 202a are formed intermittently in the circumferential direction on the side surface of the bolt head 202. That is, each fourth male threaded portion 202a is formed in a bent shape on the side surface of the bolt head 202. Axial force detection can be performed in a state where the fourth male threaded portion 202a of the bolt head 202 is screwed into the first female threaded portion 21a1 of the connection member 2. In the illustrated example, the fourth male threaded portion 202a is formed over the entire side surface of the bolt head 202 from the upper end to the lower end, but the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 3(b), it may be formed in a portion from the upper end to the lower end.
(第1実施形態の変形例3)
図7(a)及び図8を参照しながら、第1実施形態の変形例3について説明する。本実施形態では、フランジボルトが用いられる。図7(a)はフランジボルトの斜視図である。図8は、軸力検出装置の概略図である。
(Variation 3 of the first embodiment)
Modification 3 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 7(a) and 8. In this embodiment, flange bolts are used. FIG. 7(a) is a perspective view of the flange bolt. FIG. 8 is a schematic diagram of the axial force detection device.
接続部材中空部21aは、大径中空部211a及び小径中空部212aからなる上下二段構成となっており、大径中空部211aの上端部及び小径中空部212aの下端部が連接されている。大径中空部211aの内周面には、雌ネジ部211a1(請求項1の第1ネジ部に相当する)が形成されており、小径中空部212aの内周面には、雌ネジ部212a1(請求項1の第1ネジ部に相当する)が形成されている。 The connecting member hollow part 21a has an upper and lower two-stage structure consisting of a large diameter hollow part 211a and a small diameter hollow part 212a, and the upper end of the large diameter hollow part 211a and the lower end of the small diameter hollow part 212a are connected. A female threaded portion 211a1 (corresponding to the first threaded portion in claim 1) is formed on the inner circumferential surface of the large diameter hollow portion 211a, and a female threaded portion 212a1 is formed on the inner circumferential surface of the small diameter hollow portion 212a. (corresponding to the first threaded portion in claim 1) is formed.
ボルト300は、フランジボルトの一例であるフランジ付き六角ボルトであり、ボルトネジ軸部301及びボルト頭部302から構成される。ボルトネジ軸部301には雄ネジ部が形成されている。ボルト孔H1aに挿入されたボルト300をボルト孔H2aに螺合させることによって、ボルト300を被締結体Hに締結することができる。 The bolt 300 is a hexagonal bolt with a flange, which is an example of a flange bolt, and is composed of a bolt threaded shaft portion 301 and a bolt head 302. The bolt threaded shaft portion 301 has a male threaded portion formed therein. The bolt 300 can be fastened to the object to be fastened H by threading the bolt 300 inserted into the bolt hole H1a into the bolt hole H2a.
ボルト頭部302は、頭部本体302a及びフランジ部302bから構成されている。頭部本体302a及びフランジ部302bは一体的に形成されており、フランジ部302bは、平板状に形成されており、頭部本体302aよりも径方向外側に張り出している。頭部本体302aの外周面には周方向に延びる第4雄ネジ部302a1(請求項1の第4ネジ部に相当する)が間欠的に形成されている。フランジ部302bの外周面には周方向に延びる第4雄ネジ部302b1(請求項1の第4ネジ部に相当する)が連続的に形成されている。なお、ボルト頭部302を、図5に図示するような六角穴付きボルトのボルト頭部に置換してもよい。 The bolt head 302 is composed of a head main body 302a and a flange portion 302b. The head body 302a and the flange portion 302b are integrally formed, and the flange portion 302b is formed in a flat plate shape and protrudes outward in the radial direction from the head body 302a. Fourth male threaded portions 302a1 (corresponding to the fourth threaded portion in claim 1) extending in the circumferential direction are intermittently formed on the outer peripheral surface of the head main body 302a. A fourth male screw portion 302b1 (corresponding to the fourth screw portion in claim 1) extending in the circumferential direction is continuously formed on the outer peripheral surface of the flange portion 302b. Note that the bolt head 302 may be replaced with a bolt head of a hexagon socket head bolt as shown in FIG.
軸力検出は、第4雄ネジ部302a1を雌ネジ部212a1に螺合させるとともに、第4雄ネジ部302b1を雌ネジ部211a1に螺合させた状態で行うことができる。第4雄ネジ部302a1及び302b1は、互いに同じピッチでなければならない。ピッチが異なると、第4雄ネジ部302a1及び302b1に接続部材2を螺合させることができない。 Axial force detection can be performed in a state where the fourth male threaded portion 302a1 is screwed into the female threaded portion 212a1, and the fourth male threaded portion 302b1 is screwed into the female threaded portion 211a1. The fourth male screw portions 302a1 and 302b1 must have the same pitch. If the pitches are different, the connecting member 2 cannot be screwed into the fourth male screw portions 302a1 and 302b1.
本変形例3では、頭部本体302a及びフランジ部302bの双方に雄ネジ部を形成したが、本発明はこれに限るものではなく、頭部本体302a及びフランジ部302bのいずれか一方に雄ネジ部を形成し、他方に雄ネジ部を形成しないフランジボルトを用いることもできる。図示例では、頭部本体302aの側面における上端から下端までの全体に亘って、第4雄ネジ部302a1が形成されているが、本発明はこれに限るものではなく、図3(b)に図示するように、上端から下端までの一部に形成されていてもよい。また、図示例では、フランジ部302bの側面における上端から下端までの全体に亘って、第4雄ネジ部302b1が形成されているが、本発明はこれに限るものではなく、第1実施形態の図3(b)に図示するように、上端から下端までの一部に形成されていてもよい。 In Modification 3, male threaded portions are formed on both the head main body 302a and the flange portion 302b, but the present invention is not limited to this. It is also possible to use a flange bolt in which one part is formed and the other part is not formed with a male thread part. In the illustrated example, the fourth male threaded portion 302a1 is formed over the entire side surface of the head main body 302a from the upper end to the lower end, but the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 3(b). As shown in the figure, it may be formed in a portion from the upper end to the lower end. Further, in the illustrated example, the fourth male threaded portion 302b1 is formed over the entire side surface of the flange portion 302b from the upper end to the lower end, but the present invention is not limited to this, and is similar to that of the first embodiment. As illustrated in FIG. 3(b), it may be formed in a portion from the upper end to the lower end.
本願発明は、フランジ付き六角ボルトよりも曲げ形状部の曲線が緩やかに形成されたフランジボルト(図7(b)参照)にも適用することができる。図7(b)の符号400、401、402、402a、402b、402a1、402b1は夫々、図7(a)の符号300、301、302、302a、302b、302a1、302b1に対応しているから、詳細な説明を省略する。 The present invention can also be applied to a flange bolt (see FIG. 7(b)) whose bent portion has a gentler curve than a flanged hexagonal bolt. Since the symbols 400, 401, 402, 402a, 402b, 402a1, and 402b1 in FIG. 7(b) correspond to the symbols 300, 301, 302, 302a, 302b, 302a1, and 302b1 in FIG. 7(a), respectively, Detailed explanation will be omitted.
図7(a)に図示する例では、ボルト頭部302のフランジ部302bを平板状に形成したが、本発明はこれに限るものではなく、曲面を有するもの、或いは円錐台形状であってもよい。また、フランジ部302bの曲面(フランジ部302bが円錐台形状である場合には、テーパ面)が大径中空部211aに当接した時に、接続部材2と被締結体H1との間にクリアランスが形成されてもよい。なお、当該曲面(又は当該テーパ面)には、これらの面に形成された凹部又は凸部が含まれる。すなわち、当該凹部又は凸部に当接したときに、接続部材2と被締結体H1との間にクリアランスが形成されるように構成してもよい。 In the example shown in FIG. 7(a), the flange portion 302b of the bolt head 302 is formed into a flat plate shape, but the present invention is not limited to this, and may have a curved surface or a truncated cone shape. good. Furthermore, when the curved surface of the flange portion 302b (or the tapered surface if the flange portion 302b has a truncated cone shape) comes into contact with the large-diameter hollow portion 211a, there is a clearance between the connecting member 2 and the object to be fastened H1. may be formed. Note that the curved surface (or the tapered surface) includes a concave portion or a convex portion formed on these surfaces. That is, a configuration may be adopted in which a clearance is formed between the connection member 2 and the object to be fastened H1 when the connection member 2 contacts the recess or projection.
(第1実施形態の変形例4)
図9(a)を参照しながら、第1実施形態の変形例4について説明する。図9(a)は、図1に対応しており、テンション受部4が被締結体H1に当接した直後の状態を示している。本実施形態では、ボルト頭部12と被締結体H1との間に、座金50を介在させている。座金50は、平板状に形成された通常の平座金であり、テンション中空部41の内径よりも径寸法が小さく設定されており、接続部材2の下端部と座金50との間には、微小なクリアランスが形成されている。接続部材2の下端部が座金50に圧接した状態で軸力検出を行うと、検出誤差が大きくなる。すなわち、接続部材2の下端部と座金50との間に微小なクリアランスを形成した状態で軸力検出を行うことにより、検出誤差を少なくすることができる。なお、図9(a)において、座金50の平面方向における寸法を拡大し、テンション受部4と被締結体H1との間に、座金50を介在させてもよい(この点については、他の実施形態及び他の変形例においても同様である。)。この場合、テンション受部4は、座金50を介して、ボルト引っ張り時の反力を受けることになる。
(Modification 4 of the first embodiment)
Modification 4 of the first embodiment will be described with reference to FIG. 9(a). FIG. 9A corresponds to FIG. 1 and shows a state immediately after the tension receiver 4 comes into contact with the object to be fastened H1. In this embodiment, a washer 50 is interposed between the bolt head 12 and the object to be fastened H1. The washer 50 is a normal flat washer formed into a flat plate shape, and its diameter is set smaller than the inner diameter of the tension hollow portion 41. A clear clearance is formed. If the axial force is detected with the lower end of the connecting member 2 in pressure contact with the washer 50, the detection error will increase. That is, by detecting the axial force with a small clearance formed between the lower end of the connecting member 2 and the washer 50, detection errors can be reduced. In addition, in FIG. 9(a), the dimension of the washer 50 in the plane direction may be enlarged, and the washer 50 may be interposed between the tension receiving part 4 and the object to be fastened H1. The same applies to the embodiment and other modified examples.) In this case, the tension receiving portion 4 receives a reaction force when the bolt is pulled through the washer 50.
本変形例4では、ボルト頭部12及び接続部材中空部21aが当接した時に、クリアランスが形成されるように構成したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、後述する図9(b)に図示するように接続部材中空部21aが大径中空部211a及び小径中空部212aから構成されている場合、座金50の上面及び大径中空部211aが互いに当接した時に、接続部材2と被締結体H1との間にクリアランスが形成される構成であってもよい。この場合、ボルト頭部12と小径中空部212aとの間に上下方向における隙間が形成された状態で軸力検出が行われる。なお、座金50の上面には、当該上面に形成された凹部又は凸部が含まれる。すなわち、当該凹部又は凸部に当接したときに、接続部材2と被締結体H1との間にクリアランスが形成されるように構成してもよい。 In the present modification 4, a clearance is formed when the bolt head 12 and the connection member hollow part 21a come into contact with each other, but the present invention is not limited to this. For example, when the connecting member hollow part 21a is composed of a large diameter hollow part 211a and a small diameter hollow part 212a as shown in FIG. A configuration may be adopted in which a clearance is formed between the connecting member 2 and the object to be fastened H1 when they come into contact with each other. In this case, the axial force is detected in a state where a gap is formed in the vertical direction between the bolt head 12 and the small diameter hollow part 212a. Note that the upper surface of the washer 50 includes a concave portion or a convex portion formed on the upper surface. That is, a configuration may be adopted in which a clearance is formed between the connection member 2 and the object to be fastened H1 when the connection member 2 contacts the recess or projection.
(第1実施形態の変形例5)
図9(b)は本変形例5の軸力検出装置の概略図であり、テンション受部4が被締結体H1に当接した直後の状態を示している。接続部材中空部21aは、大径中空部211a及び小径中空部212aからなる上下二段構成となっており、大径中空部211aの上端部及び小径中空部212aの下端部が連接されている。小径中空部212aの内周面には、雌ネジ部212a1が形成されている。
(Variation 5 of the first embodiment)
FIG. 9(b) is a schematic diagram of the axial force detection device of Modification 5, and shows the state immediately after the tension receiving portion 4 comes into contact with the fastened body H1. The connecting member hollow part 21a has an upper and lower two-stage structure consisting of a large diameter hollow part 211a and a small diameter hollow part 212a, and the upper end of the large diameter hollow part 211a and the lower end of the small diameter hollow part 212a are connected. A female screw portion 212a1 is formed on the inner peripheral surface of the small diameter hollow portion 212a.
座金51は、段付き座金であり、大径座金部51aと、大径座金部51aの上面に形成された小径座金部51bとから構成されている。大径座金部51aは、小径座金部51bと一体的に形成されており、小径座金部51bよりも径寸法が大きく設定されている。小径座金部51bは、ボルト頭部12よりも外径寸法が大きく設定されている。 The washer 51 is a stepped washer and includes a large diameter washer portion 51a and a small diameter washer portion 51b formed on the upper surface of the large diameter washer portion 51a. The large-diameter washer 51a is integrally formed with the small-diameter washer 51b, and has a larger diameter than the small-diameter washer 51b. The small diameter washer portion 51b is set to have a larger outer diameter than the bolt head 12.
ここで、接続部材2を回転軸X周りに回転させて、ボルト頭部12の第4雄ネジ部12a及び小径中空部212aの雌ネジ部212a1を螺合させると、接続部材2は下向きに螺進する。接続部材2を回転軸X周りに更に回転させると、小径座金部51bの上面が大径中空部211aに当接して、接続部材2が回転不能となる。本実施形態では、小径座金部51b及び大径中空部211aが当接した時(言い換えると、接続部材2が螺進不能となった時)に、接続部材2と被締結体H1との間にクリアランスが形成されるように構成されている。したがって、軸力検出のたびに、接続部材2の下端部と被締結体H1との間にクリアランスが形成されているかを目視確認等する必要がないため、簡易な方法で、正確な軸力検出を行うことができる。なお、小径座金部51bの上面には、当該上面に形成された凹部又は凸部が含まれる。すなわち、当該凹部又は凸部に当接したときに、接続部材2と被締結体H1との間にクリアランスが形成されるように構成してもよい。 Here, when the connecting member 2 is rotated around the rotational axis proceed. When the connecting member 2 is further rotated around the rotation axis X, the upper surface of the small diameter washer portion 51b comes into contact with the large diameter hollow portion 211a, and the connecting member 2 becomes unable to rotate. In this embodiment, when the small diameter washer part 51b and the large diameter hollow part 211a come into contact (in other words, when the connecting member 2 cannot be screwed on), there is a gap between the connecting member 2 and the object to be fastened H1. It is configured so that a clearance is formed. Therefore, it is not necessary to visually check whether a clearance is formed between the lower end of the connecting member 2 and the object to be fastened H1 each time the axial force is detected. It can be performed. Note that the upper surface of the small diameter washer portion 51b includes a concave portion or a convex portion formed on the upper surface. That is, a configuration may be adopted in which a clearance is formed between the connection member 2 and the object to be fastened H1 when the connection member 2 contacts the recess or projection.
ただし、段付きの座金51を用いる場合であっても、ボルト頭部12と接続部材中空部21aとが当接した時に、接続部材2と被締結体H1との間にクリアランスが形成されるように構成してもよい。また、大径座金部51aの上面と接続部材中空部21aとが当接した時に、接続部材2と被締結体H1との間にクリアランスが形成されるように構成してもよい。なお、大径座金部51aの上面には、当該上面に形成された凹部又は凸部が含まれる。すなわち、当該凹部又は凸部に当接したときに、接続部材2と被締結体H1との間にクリアランスが形成されるように構成してもよい。 However, even when using the stepped washer 51, a clearance is formed between the connecting member 2 and the object to be fastened H1 when the bolt head 12 and the connecting member hollow part 21a come into contact. It may be configured as follows. Alternatively, a clearance may be formed between the connecting member 2 and the object to be fastened H1 when the upper surface of the large diameter washer 51a and the connecting member hollow portion 21a abut. Note that the upper surface of the large-diameter washer portion 51a includes a recess or a convex portion formed on the upper surface. That is, a configuration may be adopted in which a clearance is formed between the connection member 2 and the object to be fastened H1 when the connection member 2 contacts the recess or projection.
(第1実施形態の変形例6)
上述の実施形態では、座金50を平板状に形成したが、本発明はこれに限るものでない。図9(c)は、本変形例の座金52の斜視図である。座金52は、ロゼットワッシャであり、下端平板部52aには、上方に向かってドーム状に延びる曲面部52bが形成されている。本変形例において、座金52の曲面部52bと大径中空部211aが当接した時に、接続部材2と被締結体H1との間にクリアランスが形成されるように構成してもよい。なお、曲面部52bに凹部又は凸部が形成されている場合、当該凹部又は凸部に当接したときに、接続部材2と被締結体H1との間にクリアランスが形成されるように構成してもよい。また、座金52は、円錐台形状であってもよい。この場合、座金52のテーパ面と大径中空部211aが当接した時に、接続部材2と被締結体H1との間にクリアランスが形成されるように構成してもよい。なお、当該テーパ面に凹部又は凸部が形成されている場合、当該凹部又は凸部に当接したときに、接続部材2と被締結体H1との間にクリアランスが形成されるように構成してもよい。
(Variation 6 of the first embodiment)
In the above-described embodiment, the washer 50 was formed into a flat plate shape, but the present invention is not limited to this. FIG. 9(c) is a perspective view of the washer 52 of this modification. The washer 52 is a rosette washer, and a curved surface portion 52b extending upward in a dome shape is formed on a lower end flat plate portion 52a. In this modification, when the curved surface portion 52b of the washer 52 and the large diameter hollow portion 211a abut, a clearance may be formed between the connecting member 2 and the object to be fastened H1. In addition, when a concave part or a convex part is formed in the curved surface part 52b, the configuration is such that a clearance is formed between the connecting member 2 and the object to be fastened H1 when the concave part or the convex part comes into contact with the concave part or the convex part. It's okay. Further, the washer 52 may have a truncated cone shape. In this case, it may be configured such that a clearance is formed between the connecting member 2 and the object to be fastened H1 when the tapered surface of the washer 52 and the large diameter hollow portion 211a abut. In addition, if a concave part or a convex part is formed on the tapered surface, the configuration is such that a clearance is formed between the connecting member 2 and the object to be fastened H1 when the concave part or the convex part comes into contact with the concave part or the convex part. It's okay.
(第1実施形態の変形例7)
図10を参照しながら、第1実施形態の変形例7について説明する。図10は、テンション受部4が保護プレート60に当接した直後の状態を示している。すなわち、ボルト頭部12及びテンション受部4と被締結体H1との間に、保護プレート60を介在させることができる。保護プレート60は、ボルトネジ軸部11を挿通させるための開口部を有しており、テンション受部4の外径よりも径寸法が大きく設定されている。そのため、ハンドル5を回転させてテンション受部4を下動させた時に、テンション受部4の当接する部材は被締結体H1ではなく保護プレート60となる。この場合、被締結体H1から加わる軸力検出時の反力は、保護プレート60を介してテンション受部4に伝達される。
(Modification 7 of the first embodiment)
Modification 7 of the first embodiment will be described with reference to FIG. 10. FIG. 10 shows the state immediately after the tension receiver 4 comes into contact with the protection plate 60. That is, the protection plate 60 can be interposed between the bolt head 12, the tension receiver 4, and the object to be fastened H1. The protection plate 60 has an opening through which the bolt screw shaft portion 11 is inserted, and its diameter is set larger than the outer diameter of the tension receiving portion 4 . Therefore, when the handle 5 is rotated to move the tension receiver 4 downward, the member that the tension receiver 4 comes into contact with becomes the protection plate 60 instead of the fastened body H1. In this case, the reaction force applied from the fastened body H1 when the axial force is detected is transmitted to the tension receiver 4 via the protection plate 60.
本実施形態の構成は、被締結体Hの剛性(EI)、弾性限界強度がテンション受部4よりも低い場合に、特に好適である。なお、Eはヤング率であり、Iは断面二次モーメントである。すなわち、テンション受部4を被締結体H1に当接させて軸力検出を行うと、被締結体H1の当接部分に荷重が集中する。そのため、被締結体H1の剛性等が低い場合には、被締結体H1が変形するおそれがある。そこで、本実施形態では、テンション受部4の外径よりも径寸法が大きい保護プレート60をテンション受部4と被締結体H1との間に介在させている。これにより、当接面積が増大して、荷重が分散されるため、被締結体Hに加わる負荷を軽減することができる。 The configuration of this embodiment is particularly suitable when the rigidity (EI) and elastic limit strength of the fastened body H are lower than that of the tension receiver 4. Note that E is Young's modulus and I is the moment of inertia of area. That is, when the tension receiving portion 4 is brought into contact with the object to be fastened H1 to detect the axial force, the load is concentrated on the abutting portion of the object to be fastened H1. Therefore, if the rigidity or the like of the object to be fastened H1 is low, there is a possibility that the object to be fastened H1 will deform. Therefore, in this embodiment, a protection plate 60 having a diameter larger than the outer diameter of the tension receiving part 4 is interposed between the tension receiving part 4 and the object to be fastened H1. As a result, the contact area increases and the load is distributed, so that the load applied to the object H to be fastened can be reduced.
保護プレート60には、被締結体Hよりも剛性(EI)、弾性限界強度が高い材料(例えば、熱処理した鉄鋼材)を用いることができる。剛性(EI)等の高い保護プレート60を介して反力を検出することにより、軸力検出の検出誤差を小さくすることができる。 For the protection plate 60, a material having higher rigidity (EI) and higher elastic limit strength than the objects H to be fastened (for example, heat-treated steel) can be used. By detecting the reaction force through the protection plate 60 having high rigidity (EI), it is possible to reduce the detection error in axial force detection.
図11は、保護プレートの変形例である。保護プレート61は、リング状に形成されており(ただし、リング状以外の形状であってもよい)、ボルト頭部12の直下を避けたテンション受部4と被締結体H1との間に介在している。保護プレート61のうち、内縁部61aはテンション受部4の内縁部に対応した位置に設けられており、外縁部61bはテンション受部4の外縁部から径方向に突出した位置に設けられている。
本例によれば、保護プレート61の径方向における肉厚を調整(言い換えると、被締結体H1及び保護プレート61の接触面積を調整)することにより、ボルト頭部12の直下における被締結体H1の変形量と、保護プレート61の直下における被締結体H1の変形量とを略同じにすることができる。すなわち、引張機構3による引張を開始する前における、ボルト頭部12直下の被締結体H1の変形量をS1、引張機構3により引張を開始した後における、保護プレート61の直下の被締結体H1の変形量をS2としたときに、これらの変形量S1及びS2が互いに略等しくなるように、被締結体H1に対する保護プレート61の接触面積を調整しておくことが望ましい。なお、変形量S1及びS2は、ボルト10の軸方向における変形量のことである。ただし、保護プレート61は、テンション受部4の一部として設けられていてもよい。この場合、被締結体H1に接触するテンション受部4の当接部(言い換えると、下端部)の接触面積が、上述の条件を満足するように、接触面積を調整しておくことが望ましい。適切な接触面積は、予め実験、或いはシミュレーションを行うことにより、求めることができる。
FIG. 11 shows a modification of the protection plate. The protection plate 61 is formed in a ring shape (however, it may have a shape other than the ring shape), and is interposed between the tension receiver 4 and the object to be fastened H1, avoiding the position directly under the bolt head 12. are doing. Of the protection plate 61, an inner edge 61a is provided at a position corresponding to the inner edge of the tension receiver 4, and an outer edge 61b is provided at a position protruding from the outer edge of the tension receiver 4 in the radial direction. .
According to this example, by adjusting the thickness of the protection plate 61 in the radial direction (in other words, adjusting the contact area between the fastened body H1 and the protection plate 61), the fastened body H1 directly below the bolt head 12 The amount of deformation of the fastened body H1 directly under the protection plate 61 can be made substantially the same. That is, S1 is the deformation amount of the fastened body H1 directly under the bolt head 12 before the tensioning mechanism 3 starts tensioning, and S1 is the deformation amount of the fastened body H1 directly under the protection plate 61 after the tensioning mechanism 3 starts tensioning. It is desirable to adjust the contact area of the protective plate 61 with respect to the object to be fastened H1 so that the amounts of deformation S1 and S2 are approximately equal to each other when the amount of deformation is S2. Note that the amounts of deformation S1 and S2 are amounts of deformation of the bolt 10 in the axial direction. However, the protection plate 61 may be provided as a part of the tension receiver 4. In this case, it is desirable to adjust the contact area of the contact part (in other words, the lower end part) of the tension receiving part 4 that contacts the object H1 to be fastened so that it satisfies the above-mentioned conditions. An appropriate contact area can be determined by conducting experiments or simulations in advance.
変形量を略同じにすることによるメリットは、以下の通りである。ボルト頭部12を引っ張ると、ボルト頭部12直下における被締結体H1の締め付け時の変形量が解放される(言い換えると、ボルト頭部12直下が無負荷に近い状態となる)。ボルト頭部12を引っ張ったときの変形状態を維持するために、保護プレート61(又はテンション受部4)により被締結体H1を締め付け時と同様に変形させておくことにより、軸力検出の精度を向上させることができる。 The advantages of having substantially the same amount of deformation are as follows. When the bolt head 12 is pulled, the amount of deformation during tightening of the fastened body H1 directly below the bolt head 12 is released (in other words, the area directly below the bolt head 12 becomes almost unloaded). In order to maintain the deformed state when the bolt head 12 is pulled, the protection plate 61 (or the tension receiver 4) deforms the fastened body H1 in the same way as when tightening, thereby improving the accuracy of axial force detection. can be improved.
実施形態1及びその各種変形例では、ボルト頭部の形状を六角又は四角としたが、本発明はこれに限るものではなく、例えば、十二角に置換してもよい。 In the first embodiment and its various modifications, the shape of the bolt head is hexagonal or square, but the present invention is not limited to this, and may be replaced with a dodecagonal shape, for example.
また、ボルトは、二重六角ボルトであってもよい。ここで二重六角ボルトとは、六角形の頭部を30度ずらして上下に二重に重ね合わせたボルトのことであり、各頭部に第1実施形態と同様の第4雄ネジ部を形成することができる。ただし、上下に重ね合わせた頭部のうち一方の頭部にのみ第4雄ネジ部を形成する構成であってもよい。 Further, the bolt may be a double hex bolt. Here, the double hexagon bolt is a bolt with hexagonal heads shifted 30 degrees and overlapped vertically, and each head has a fourth male screw part similar to the first embodiment. can be formed. However, the fourth male threaded portion may be formed only in one of the vertically stacked heads.
(第2実施形態)
本実施形態の軸力検出装置は、被締結体をボルト及び座金で締結するとともに、被締結体の上面を抑えながら座金(請求項1の締結部品に相当する)を介してボルトを引っ張り、軸力を検出する装置である。
(Second embodiment)
The axial force detection device of this embodiment fastens objects to be fastened with bolts and washers, and pulls the bolt through the washer (corresponding to the fastening component in claim 1) while holding down the upper surface of the object to axially It is a device that detects force.
図12(a)は本実施形態の軸力検出装置の概略構成図であり、図12(b)はボルト及び座金の斜視図である。軸力検出装置の基本的な構成は、第1実施形態と同様であるから、詳細に説明を省略する。
ボルト、座金及び被締結体について詳細に説明する。ボルト10は、六角ボルトであり、ボルトネジ軸部11及びボルト頭部12から構成されている。ただし、ボルト10は、例えば、十二角ボルト、四角ボルトなどであってもよい(本実施形態の他の変形例においても同様である)。ボルトネジ軸部11には雄ネジが形成されている。座金14は、平板状に形成されており、ボルト10よりも径寸法が大きく設定されている。座金14の外周面には、第4雄ネジ部14a(請求項1の第4ネジ部に相当する)が周方向に延びて形成されている。図示例では、座金14の外周面(側面)全体に第4雄ネジ部14aを形成しているが、本発明はこれに限るものではなく、当該外周面の一部であってもよい(他の実施形態及び変形例も同様である)。
FIG. 12(a) is a schematic configuration diagram of the axial force detection device of this embodiment, and FIG. 12(b) is a perspective view of a bolt and a washer. The basic configuration of the axial force detection device is the same as that in the first embodiment, so detailed explanation will be omitted.
The bolt, washer, and fastened object will be explained in detail. The bolt 10 is a hexagonal bolt and is composed of a bolt threaded shaft portion 11 and a bolt head 12. However, the bolt 10 may be, for example, a dodecagonal bolt or a square bolt (the same applies to other modifications of this embodiment). The bolt threaded shaft portion 11 is formed with a male thread. The washer 14 is formed into a flat plate shape, and has a diameter larger than that of the bolt 10. A fourth male threaded portion 14a (corresponding to the fourth threaded portion in claim 1) is formed on the outer peripheral surface of the washer 14 so as to extend in the circumferential direction. In the illustrated example, the fourth male threaded portion 14a is formed on the entire outer circumferential surface (side surface) of the washer 14, but the present invention is not limited to this, and may be formed on a part of the outer circumferential surface (other The same applies to the embodiments and modifications of .
座金14は、上下方向において、ボルト頭部12及び被締結体H1に狭圧されている。座金14を使用することにより、接触面積が大きくなるため、被締結体H1に対する接触面圧を下げることができる。したがって、被締結体H1が強度の低い材料(例えば、アルミニウム)で構成されている場合にも、本願発明は適用することができる。 The washer 14 is compressed by the bolt head 12 and the fastened body H1 in the vertical direction. By using the washer 14, the contact area becomes larger, so that the contact surface pressure on the object to be fastened H1 can be lowered. Therefore, the present invention can be applied even when the object to be fastened H1 is made of a material with low strength (for example, aluminum).
軸力検出は、座金14の第4雄ネジ部14aを接続部材2の第1雌ネジ部21a1に螺合させた状態で行うことができる。ここで、第4雄ネジ部14aは、ボルト頭部12よりも径方向外側に張り出した座金14の外周面に形成されているため、座金14及び接続部材2を螺合させたときのネジの周方向長さを十分に確保することができる。これにより、軸力検出時にネジ山が塑性変形して、軸力検出の検出精度が低下することを抑制できる。 Axial force detection can be performed in a state where the fourth male threaded portion 14a of the washer 14 is screwed into the first female threaded portion 21a1 of the connection member 2. Here, the fourth male threaded portion 14a is formed on the outer circumferential surface of the washer 14 that protrudes radially outward from the bolt head 12, so that when the washer 14 and the connecting member 2 are screwed together, A sufficient circumferential length can be ensured. This can suppress plastic deformation of the screw thread during axial force detection and a decrease in the detection accuracy of axial force detection.
本実施形態においても、第1実施形態と同様に、Tsl>Trlなる大小関係が得られるように送り量などが調整されている。Tsl及びTrlの定義は、第1実施形態で説明したから省略する。したがって、テンションロッド31の除荷時にボルト10が緩むことなどを防止できる。 In this embodiment, as in the first embodiment, the feed amount and the like are adjusted so as to obtain the magnitude relationship Tsl>Trl. The definitions of Tsl and Trl are omitted since they were explained in the first embodiment. Therefore, it is possible to prevent the bolt 10 from loosening when the tension rod 31 is unloaded.
(第2実施形態の変形例1)
図13を参照しながら、第2実施形態の変形例1について説明する。図13は、図1に対応しており、テンション受部4が被締結体H1に当接した直後の状態を示している。なお、第2実施形態と同様の構成については、詳細な説明を省略する。本実施形態のボルト10は、ボルト頭部12が被締結体H2の下面に接触し、ボルトネジ軸部11の先端が被締結体H1の上面から突出している。つまり、ボルトの向きが第2実施形態の逆向きとなっている。なお、ボルト孔H1a及びH2aには、ネジが切られていない。
(Modification 1 of the second embodiment)
Modification 1 of the second embodiment will be described with reference to FIG. 13. FIG. 13 corresponds to FIG. 1 and shows a state immediately after the tension receiver 4 comes into contact with the object to be fastened H1. Note that detailed descriptions of the same configurations as in the second embodiment will be omitted. In the bolt 10 of this embodiment, the bolt head 12 contacts the lower surface of the object to be fastened H2, and the tip of the bolt screw shaft portion 11 protrudes from the upper surface of the object to be fastened H1. That is, the direction of the bolt is opposite to that in the second embodiment. Note that the bolt holes H1a and H2a are not threaded.
ボルトネジ軸部11の突出部分には、座金14が挿通されており、この座金14の上からナット50が締結されている。つまり、座金14が被締結体H1及びナット50によって狭圧されている。座金14は、ナット50よりも外径寸法が大きく設定されている。なお、ナット50の種類は特に限定しないが、例えば、六角ナット、十二角ナット、四角ナットを用いることができる(本実施形態の他の変形例においても同様である)。 A washer 14 is inserted into the protruding portion of the bolt screw shaft portion 11, and a nut 50 is fastened onto the washer 14. In other words, the washer 14 is compressed by the fastened body H1 and the nut 50. The washer 14 is set to have a larger outer diameter than the nut 50. Note that the type of nut 50 is not particularly limited, but for example, a hexagonal nut, a dodecagonal nut, or a square nut can be used (the same applies to other modifications of this embodiment).
座金14の外周面に第4雄ネジ部14aが形成されている点は、第2実施形態と同様である。接続部材中空部21aは、大径中空部211a及び小径中空部212aからなる上限二段構成となっており、大径中空部211aの上端部及び小径中空部212aの下端部が連接されている。大径中空部211aには、軸力検出時に座金14の第4雄ネジ部14aに螺合する第1雌ネジ部21a1が形成されている。 Similar to the second embodiment, a fourth male threaded portion 14a is formed on the outer peripheral surface of the washer 14. The connecting member hollow part 21a has a two-stage upper limit structure consisting of a large diameter hollow part 211a and a small diameter hollow part 212a, and the upper end of the large diameter hollow part 211a and the lower end of the small diameter hollow part 212a are connected. A first female screw portion 21a1 is formed in the large diameter hollow portion 211a and is screwed into the fourth male screw portion 14a of the washer 14 when detecting the axial force.
ここで、大径中空部211a及び小径中空部212aの上下方向の寸法は、接続部材2を座金14に螺合させた時に、ボルトネジ軸部11が小径中空部212aの天面に当接する前に、ナット50の上面(ナット50の上面に凹部又は凸部が形成されている場合、当該凹部又は凸部が含まれる)が大径中空部211aの天面に当接するようにサイズ調整されている。 Here, the vertical dimensions of the large-diameter hollow part 211a and the small-diameter hollow part 212a are such that when the connecting member 2 is screwed onto the washer 14, the bolt screw shaft part 11 comes into contact with the top surface of the small-diameter hollow part 212a. , the size is adjusted so that the upper surface of the nut 50 (including the recess or projection when a recess or projection is formed on the upper surface of the nut 50) comes into contact with the top surface of the large diameter hollow part 211a. .
(第2実施形態の変形例2)
図14及び図15を参照しながら、第2実施形態の変形例2の軸力検出装置について説明する。図14は軸力検出装置の概略図であり、座金を引っ張る動作を開始した直後の状態を示している。なお、第2実施形態と同様の構成については、詳細な説明を省略する。図15はボルトの斜視図である。
(Modification 2 of the second embodiment)
An axial force detection device according to a second modification of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 14 and 15. FIG. 14 is a schematic diagram of the axial force detection device, showing the state immediately after the action of pulling the washer is started. Note that detailed descriptions of the same configurations as in the second embodiment will be omitted. FIG. 15 is a perspective view of the bolt.
円柱部21の下端部には、上下方向に延びる接続部材中空部21aが形成されている。接続部材中空部21aは、大径中空部211a及び小径中空部212aからなる上下二段構成となっており、大径中空部211aの上端部及び小径中空部212aの下端部が連接されている。大径中空部211aには、軸力検出時に座金14の第4雄ネジ部14aに螺合する第1雌ネジ部21a1が形成されている。 A connection member hollow part 21a extending in the vertical direction is formed at the lower end of the columnar part 21. The connecting member hollow part 21a has an upper and lower two-stage structure consisting of a large diameter hollow part 211a and a small diameter hollow part 212a, and the upper end of the large diameter hollow part 211a and the lower end of the small diameter hollow part 212a are connected. A first female screw portion 21a1 is formed in the large diameter hollow portion 211a and is screwed into the fourth male screw portion 14a of the washer 14 when detecting the axial force.
次に、ボルト、座金及び被締結体について詳細に説明する。ボルト13は、フランジ付き六角ボルトであり、ボルトネジ軸部13a、ボルト頭部13b及びボルトフランジ部13cから構成されている。ボルトネジ軸部13aには雄ネジが形成されている。ボルトフランジ部13cは、ボルト頭部13bの下端部から径方向に張り出すように形成されており、ボルト頭部13bと一体的に形成されている。ボルトフランジ部13cの外径は、小径中空部212aの内径よりも大きく、かつ、大径中空部211aの内径よりも小さい。 Next, the bolt, washer, and object to be fastened will be explained in detail. The bolt 13 is a hexagonal bolt with a flange, and includes a bolt threaded shaft portion 13a, a bolt head 13b, and a bolt flange portion 13c. A male screw is formed in the bolt screw shaft portion 13a. The bolt flange portion 13c is formed so as to protrude in the radial direction from the lower end portion of the bolt head 13b, and is formed integrally with the bolt head 13b. The outer diameter of the bolt flange portion 13c is larger than the inner diameter of the small diameter hollow portion 212a and smaller than the inner diameter of the large diameter hollow portion 211a.
座金14は、平板状に形成されており、ボルトフランジ部13cよりも径寸法が大きく設定されている。座金14の外周面には第4雄ネジ部14aが周方向に延びて形成されている。座金14は、上下方向において、ボルトフランジ部13c及び被締結体H1に狭圧されている。 The washer 14 is formed into a flat plate shape, and has a diameter larger than that of the bolt flange portion 13c. A fourth male threaded portion 14a is formed on the outer peripheral surface of the washer 14 and extends in the circumferential direction. The washer 14 is compressed by the bolt flange portion 13c and the fastened body H1 in the vertical direction.
軸力検出は、座金14の第4雄ネジ部14aを接続部材2の第1雌ネジ部21a1に螺合させた状態で行うことができる。ここで、第4雄ネジ部14aは、ボルトフランジ部13cよりも径方向外側に張り出した座金14の外周面に形成されているため、座金14及び接続部材2を螺合させたときのネジの周方向長さを十分に確保することができる。これにより、軸力検出時にネジ山が塑性変形して、軸力検出の検出精度が低下することを抑制できる。 Axial force detection can be performed in a state where the fourth male threaded portion 14a of the washer 14 is screwed into the first female threaded portion 21a1 of the connection member 2. Here, the fourth male threaded portion 14a is formed on the outer circumferential surface of the washer 14 that protrudes radially outward from the bolt flange portion 13c, so that when the washer 14 and the connecting member 2 are screwed together, A sufficient circumferential length can be ensured. This can suppress plastic deformation of the screw thread during axial force detection and a decrease in the detection accuracy of axial force detection.
第2実施形態の変形例2では、ボルトフランジ部13cを平板状に形成したが、第1実施形態で説明したように曲面(又はテーパ面)を有する形状であってもよい。 In the second modification of the second embodiment, the bolt flange portion 13c is formed into a flat plate shape, but it may have a shape having a curved surface (or a tapered surface) as described in the first embodiment.
(第2実施形態の変形例3)
図16は、本変形例3の座金の斜視図であり、図17(a)は軸力検出装置の概略図である。座金81は、段付き座金であり、大径座金部81aと、大径座金部81aの上面に形成された小径座金部81bとから構成されている。大径座金部81aは、小径座金部81bと一体的に形成されており、小径座金部81bよりも外径寸法が大きく設定されている。
(Variation 3 of the second embodiment)
FIG. 16 is a perspective view of the washer of Modification 3, and FIG. 17(a) is a schematic diagram of the axial force detection device. The washer 81 is a stepped washer and includes a large diameter washer portion 81a and a small diameter washer portion 81b formed on the upper surface of the large diameter washer portion 81a. The large diameter washer part 81a is integrally formed with the small diameter washer part 81b, and has an outer diameter larger than that of the small diameter washer part 81b.
ボルト82は、ボルト頭部82a及びボルトネジ軸部82bからなる六角ボルトである。ボルトネジ軸部82bには座金81が挿通されており、ボルト頭部82aと被締結体H1との間に座金81は挟まれている。小径座金部81bはボルト頭部82aに接触しており、大径座金部81aは、大径中空部211aの天面に接触している。大径座金部81aの外周面(側面)には、第4雄ネジ部810aが形成されている。ボルト頭部82aと小径中空部212aとの間には、隙間が形成されている。ボルトの引っ張りは、大径座金部81aの第4雄ネジ部810aを接続部材2の第1雌ネジ部21a1に螺合させた状態で行われる。 The bolt 82 is a hexagonal bolt consisting of a bolt head 82a and a bolt threaded shaft portion 82b. A washer 81 is inserted through the bolt screw shaft portion 82b, and the washer 81 is sandwiched between the bolt head 82a and the object to be fastened H1. The small diameter washer part 81b is in contact with the bolt head 82a, and the large diameter washer part 81a is in contact with the top surface of the large diameter hollow part 211a. A fourth male screw portion 810a is formed on the outer peripheral surface (side surface) of the large diameter washer portion 81a. A gap is formed between the bolt head 82a and the small diameter hollow portion 212a. The bolt is pulled while the fourth male threaded portion 810a of the large diameter washer 81a is screwed into the first female threaded portion 21a1 of the connecting member 2.
図17(b)を参照しながら、本変形例3の更なる変形例3-1について説明する。図17(b)は、図17(a)に対応しており、テンション受部4が被締結体H1に当接した直後の状態を示している。座金81は、小径座金部81bの外径寸法が本変形例3よりも大きく設定されている。 A further modification 3-1 of the present modification 3 will be described with reference to FIG. 17(b). FIG. 17(b) corresponds to FIG. 17(a), and shows a state immediately after the tension receiver 4 comes into contact with the object to be fastened H1. In the washer 81, the outer diameter of the small diameter washer portion 81b is set to be larger than that of the third modification.
上述の構成において、接続部材2を回転軸X周りに回転させて、第4雄ネジ部810a及び第1雌ネジ部21a1を螺合させると、接続部材2は下向きに螺進する。接続部材2を回転軸X周りに更に回転させると、小径座金部81bの上面(小径座金部81bの上面に凹部又は凸部が形成されている場合、当該凹部又は凸部が含まれる)が大径中空部211aに当接して、接続部材2が回転不能となる。この状態で、テンションロッド31を回転させることにより、ボルト82を接続部材2及び座金81を介して引っ張ることができる。 In the above configuration, when the connecting member 2 is rotated around the rotation axis X and the fourth male threaded portion 810a and the first female threaded portion 21a1 are screwed together, the connecting member 2 is screwed downward. When the connecting member 2 is further rotated around the rotation axis The connecting member 2 comes into contact with the radial hollow portion 211a and becomes unable to rotate. In this state, by rotating the tension rod 31, the bolt 82 can be pulled through the connecting member 2 and the washer 81.
図18を参照しながら、本変形例3の更なる変形例3-2について説明する。図18は本変形例3-2の座金の斜視図である。座金91は、ロゼットワッシャであり、下端平板部91aの外周面(側面)には、第4雄ネジ部910aが形成されている。下端平板部91aには、上方に向かってドーム状の延びる曲面部91bが形成されている。ただし、曲面部91bを、円錐台状に形成してもよい。 A further modification 3-2 of the present modification 3 will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a perspective view of the washer of Modification 3-2. The washer 91 is a rosette washer, and a fourth male threaded portion 910a is formed on the outer peripheral surface (side surface) of the lower end flat plate portion 91a. A curved surface portion 91b extending upward in a dome shape is formed on the lower end flat plate portion 91a. However, the curved surface portion 91b may be formed into a truncated cone shape.
図17(a)及び図18を参照して、本変形例3-2では、座金91の曲面部91b(円錐台の場合は、テーパ面)及び大径中空部211aが当接することにより、接続部材2が回転不能となる。この状態で、テンションロッド31を回転させることにより、ボルト82を接続部材2及び座金81を介して引っ張ることができる。 Referring to FIGS. 17(a) and 18, in this modification 3-2, the curved surface portion 91b (in the case of a truncated cone, the tapered surface) of the washer 91 and the large diameter hollow portion 211a are in contact with each other, so that the connection is achieved. Member 2 becomes unrotatable. In this state, by rotating the tension rod 31, the bolt 82 can be pulled through the connecting member 2 and the washer 81.
(第2実施形態の変形例4)
図19及び図20を参照しながら、本変形例4の軸力検出装置について説明する。図19は、テンション受部4が被締結体H1に当接した直後の状態を示している。図20は、本変形例4のナット95の斜視図である。
(Modification 4 of the second embodiment)
The axial force detection device of Modification 4 will be described with reference to FIGS. 19 and 20. FIG. 19 shows a state immediately after the tension receiver 4 comes into contact with the object to be fastened H1. FIG. 20 is a perspective view of the nut 95 of the fourth modification.
ナット95は、フランジ付きのナットであり、ナットフランジ部95aとナット本体95bとを含む。ナットフランジ部95aは、ナット本体95bの下端部から径方向外側に向かって張り出している。ナットフランジ部95aの外径は、座金14の外径よりも小さく設定されている。 The nut 95 is a flanged nut and includes a nut flange portion 95a and a nut body 95b. The nut flange portion 95a projects radially outward from the lower end portion of the nut body 95b. The outer diameter of the nut flange portion 95a is set smaller than the outer diameter of the washer 14.
ここで、接続部材2を回転軸X周りに回転させて、第4雄ネジ部14a及び第1雌ネジ部21a1を螺合させると、接続部材2は下向きに螺進する。接続部材2を回転軸X周りに更に回転させると、ナットフランジ部95aの上面(ナットフランジ部95aの上面に凹部又は凸部が形成されている場合、当該凹部又は凸部が含まれる)が大径中空部211aに当接して、接続部材2が回転不能となる。接続部材2が回転不能となる。この状態で、テンションロッド31を回転させることにより、ボルト82を接続部材2及び座金14を介して引っ張ることができる。 Here, when the connecting member 2 is rotated around the rotation axis X and the fourth male threaded portion 14a and the first female threaded portion 21a1 are screwed together, the connecting member 2 is screwed downward. When the connecting member 2 is further rotated around the rotation axis The connecting member 2 comes into contact with the radial hollow portion 211a and becomes unable to rotate. The connecting member 2 becomes unrotatable. In this state, by rotating the tension rod 31, the bolt 82 can be pulled through the connecting member 2 and the washer 14.
本変形例4では、図19に図示するように、ボルト82を六角ボルトとしたが、ボルト頭部を有しないスタッドボルトにすることもできる(後述する図21についても同様である)。なお、スタッドボルトは、両端にネジ部を有する。 In this modification 4, as shown in FIG. 19, the bolt 82 is a hexagonal bolt, but it can also be a stud bolt without a bolt head (the same applies to FIG. 21, which will be described later). Note that the stud bolt has threaded portions at both ends.
本変形例4では、ナットフランジ部95aを平板状に形成したが、本発明はこれに限るものではなく、ナット本体95bよりも径方向外側に拡径した、平板以外の形状であってもよい。ナットフランジ部95aは、例えば、図18に示す形状を模した曲面(又はテーパ面)を有する形状であってもよい。 In Modification 4, the nut flange portion 95a is formed into a flat plate shape, but the present invention is not limited to this, and may have a shape other than a flat plate with a diameter expanded radially outward from the nut body 95b. . The nut flange portion 95a may have a shape having a curved surface (or a tapered surface) imitating the shape shown in FIG. 18, for example.
(第2実施形態の変形例5)
図21を参照しながら、第2実施形態の変形例5の軸力検出装置について説明する。図21は、テンション受部4が被締結体H1に当接した直後の状態を示している。本変形例5のナット97は、フランジのないナットである。本変形例5の座金は、上述した座金81(図16参照)と同様である。また、本変形例5の接続部材2は、大径中空部211a及び小径中空部212aの間に中径中空部213aが形成されている。
(Variation 5 of the second embodiment)
Referring to FIG. 21, an axial force detection device according to modification 5 of the second embodiment will be described. FIG. 21 shows a state immediately after the tension receiver 4 comes into contact with the object to be fastened H1. The nut 97 of this modification 5 is a nut without a flange. The washer of this modification 5 is similar to the washer 81 described above (see FIG. 16). Furthermore, in the connecting member 2 of Modification 5, a medium diameter hollow part 213a is formed between the large diameter hollow part 211a and the small diameter hollow part 212a.
ここで、接続部材2を回転軸X周りに回転させて、第4雄ネジ部810a及び第1雌ネジ部21a1を螺合させると、接続部材2は下向きに螺進する。接続部材2を回転軸X周りに更に回転させると、大径座金部81aの上面(大径座金部81aの上面に凹部又は凸部が形成されている場合、当該凹部又は凸部が含まれる)が大径中空部211aに当接して、接続部材2が回転不能となる。この状態で、テンションロッド31を回転させることにより、ボルト82を接続部材2及び座金81を介して引っ張ることができる。 Here, when the connecting member 2 is rotated around the rotation axis X and the fourth male threaded portion 810a and the first female threaded portion 21a1 are screwed together, the connecting member 2 is screwed downward. When the connecting member 2 is further rotated around the rotational axis contacts the large-diameter hollow portion 211a, and the connecting member 2 becomes unable to rotate. In this state, by rotating the tension rod 31, the bolt 82 can be pulled through the connecting member 2 and the washer 81.
変形例5の更なる変形例5-1を説明する。図21において、大径中空部211aの高さを大きくして、小径座金部81bの上面(小径座金部81bの上面に凹部又は凸部が形成されている場合、当該凹部又は凸部が含まれる)及び中径中空部213aが当接して、接続部材2が螺進不能となるようにしてもよい。 A further modification 5-1 of modification 5 will be described. In FIG. 21, the height of the large-diameter hollow portion 211a is increased so that the upper surface of the small-diameter washer 81b (if a recess or a protrusion is formed on the upper surface of the small-diameter washer 81b, the recess or protrusion is included). ) and the medium-diameter hollow portion 213a may come into contact with each other, making it impossible for the connecting member 2 to screw forward.
(第2実施形態の変形例6)
図22を参照しながら、第2実施形態の変形例6について説明する。図22は、テンション受部4が保護プレート60に当接した直後の状態を示している。すなわち、座金14及びテンション受部4と被締結体H1との間に、保護プレート60を介在させることができる。保護プレート60は、リング状に形成されており、内縁部60aはボルトネジ軸部11に対応した位置に設けられており、外縁部60bはテンション受部4の外縁部から径方向に突出した位置に設けられている。そのため、ハンドル5を回転させてテンション受部4を下動させた時に、テンション受部4は被締結体H1ではなく保護プレート60に当接する。この場合、被締結体H1から加わる軸力検出時の反力は、保護プレート60を介してテンション受部4に伝達される。
(Variation 6 of the second embodiment)
Modification 6 of the second embodiment will be described with reference to FIG. 22. FIG. 22 shows the state immediately after the tension receiver 4 comes into contact with the protection plate 60. That is, the protection plate 60 can be interposed between the washer 14, the tension receiver 4, and the object to be fastened H1. The protection plate 60 is formed in a ring shape, and an inner edge 60a is provided at a position corresponding to the bolt screw shaft 11, and an outer edge 60b is provided at a position protruding from the outer edge of the tension receiver 4 in the radial direction. It is provided. Therefore, when the handle 5 is rotated to move the tension receiver 4 downward, the tension receiver 4 comes into contact with the protection plate 60 instead of the object to be fastened H1. In this case, the reaction force applied from the fastened body H1 when the axial force is detected is transmitted to the tension receiver 4 via the protection plate 60.
図23は、保護プレートの変形例である。保護プレート61は、リング状に形成されており(ただし、リング状以外の形状であってもよい)、座金14の直下を避けたテンション受部4と被締結体H1との間に介在している。保護プレート61のうち、内縁部61aはテンション受部4の内縁部に対応した位置に設けられており、外縁部61bはテンション受部4の外縁部から径方向に突出した位置に設けられている。 FIG. 23 shows a modification of the protection plate. The protection plate 61 is formed in a ring shape (however, it may have a shape other than the ring shape), and is interposed between the tension receiver 4 and the object to be fastened H1 so as not to be directly under the washer 14. There is. Of the protection plate 61, an inner edge 61a is provided at a position corresponding to the inner edge of the tension receiver 4, and an outer edge 61b is provided at a position protruding from the outer edge of the tension receiver 4 in the radial direction. .
(第3実施形態)
本実施形態の軸力検出装置は、被締結体の挿通孔にボルトを挿入し、挿通孔を貫通したボルトの雄ねじ部にナットを螺合締結することにより、被締結体を狭圧するボルト・ナット締結体を引っ張り、軸力を検出する装置である。
(Third embodiment)
The axial force detection device of this embodiment is a bolt/nut that compresses the object to be fastened by inserting a bolt into the insertion hole of the object to be fastened, and screwing and fastening a nut to the male threaded part of the bolt that has passed through the insertion hole. This is a device that pulls the fastener and detects the axial force.
図24(a)は軸力検出装置の概略図である。図24(b)はナットの斜視図である。
軸力検出装置の基本的な構成は、第1実施形態及び第2実施形態と同じであるから詳細な説明を省略する。
ボルト10は、六角ボルトであり、ボルトネジ軸部11及びボルト頭部12から構成されている。ただし、ボルト10は、例えば、十二角ボルト、四角ボルトなど第1実施形態で説明した様々なボルトを用いることができる。また、ボルト頭部を有しないスタッドボルトを用いることもできる。
FIG. 24(a) is a schematic diagram of the axial force detection device. FIG. 24(b) is a perspective view of the nut.
The basic configuration of the axial force detection device is the same as in the first embodiment and the second embodiment, so detailed explanation will be omitted.
The bolt 10 is a hexagonal bolt and is composed of a bolt threaded shaft portion 11 and a bolt head 12. However, as the bolt 10, various bolts described in the first embodiment, such as a dodecagonal bolt and a square bolt, can be used. Further, a stud bolt without a bolt head can also be used.
ボルトネジ軸部11は、被締結体Hの上面から突出しており、この突出部分にナット15が締結されている。すなわち、被締結体Hは、ボルト頭部12及びナット15によって狭圧されている。 The bolt screw shaft portion 11 protrudes from the upper surface of the object to be fastened H, and a nut 15 is fastened to this protruding portion. That is, the fastened body H is compressed by the bolt head 12 and the nut 15.
図24(b)に図示するように、ナット15の側面には第4雄ネジ部15a(請求項1の第4ネジ部に相当する)が周方向に間欠的に形成されている。すなわち、個々の第4雄ネジ部15aは、ナット15の側面における曲げ形状部に形成されている。第4雄ネジ部15aは、全ての曲げ形状部に略均等な長さで形成することが好ましい。例えば、一部の曲げ形状部に第4雄ネジ部15aが形成されていない場合、荷重が引張り方向(つまり、上下方向)とは異なる方向に働き、軸力検出の精度が低下するおそれがある。 As shown in FIG. 24(b), fourth male threaded portions 15a (corresponding to the fourth threaded portion in claim 1) are formed intermittently in the circumferential direction on the side surface of the nut 15. That is, each fourth male threaded portion 15a is formed in a bent shape portion on the side surface of the nut 15. It is preferable that the fourth male threaded portion 15a be formed with substantially equal length in all the bent portions. For example, if the fourth male threaded portion 15a is not formed in some bent portions, the load may act in a direction different from the tensile direction (that is, the vertical direction), and the accuracy of axial force detection may decrease. .
軸力検出は、接続部材2の第1雌ネジ部21a1をナット15の第4雄ネジ部15aに螺合させた状態で行うことができる。本実施形態では、ボルトネジ軸部11よりも径寸法が大きいナット15の外周面に第4雄ネジ部15aを形成しているため、第4雄ネジ部15a及び第1雌ネジ部21a1の螺合する面積を大きくすることができる。 Axial force detection can be performed in a state where the first female threaded portion 21a1 of the connecting member 2 is screwed into the fourth male threaded portion 15a of the nut 15. In this embodiment, since the fourth male threaded portion 15a is formed on the outer peripheral surface of the nut 15, which has a larger diameter than the bolt screw shaft portion 11, the fourth male threaded portion 15a and the first female threaded portion 21a1 are screwed together. The area covered can be increased.
本実施形態においても、第1実施形態と同様に、Tsl>Trlなる大小関係が得られるように送り量などが調整されている。Tsl及びTrlの定義は、第1実施形態で説明したから省略する。したがって、テンションロッド31の除荷時にボルト10が緩むことなどを防止できる。 In this embodiment, as in the first embodiment, the feed amount and the like are adjusted so as to obtain the magnitude relationship Tsl>Trl. The definitions of Tsl and Trl are omitted since they were explained in the first embodiment. Therefore, it is possible to prevent the bolt 10 from loosening when the tension rod 31 is unloaded.
(第3実施形態の変形例1)
図示例では、ナット15の側面における上端から下端までの全体に亘って、第4雄ネジ部15aが形成されているが、本発明はこれに限るものではなく、図24(c)に図示するように、上端から下端までの一部に形成されていてもよい。
(Modification 1 of the third embodiment)
In the illustrated example, the fourth male threaded portion 15a is formed over the entire side surface of the nut 15 from the upper end to the lower end, but the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 24(c). It may be formed in a part from the upper end to the lower end.
(第3実施形態の変形例2)
上述の実施形態では、ナット15の上面と接続部材第1中空部21aとが当接した時に、接続部材2の下端部と被締結体H1との間にクリアランスが形成されるように構成したが、本発明はこれに限るものではなく、図24(d)に図示するように、ボルトネジ軸部11の先端面と接続部材第2中空部21bの天面とが当接した時に、クリアランスが形成されるように構成してもよい。なお、ボルトネジ軸部11の先端面には、当該先端面に形成された凹部又は凸部も含まれる。
(Modification 2 of the third embodiment)
In the embodiment described above, when the upper surface of the nut 15 and the first hollow part 21a of the connecting member come into contact, a clearance is formed between the lower end of the connecting member 2 and the object to be fastened H1. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 24(d), a clearance is formed when the distal end surface of the bolt screw shaft portion 11 and the top surface of the second hollow portion 21b of the connecting member come into contact with each other. It may be configured so that Note that the distal end surface of the bolt screw shaft portion 11 also includes a recess or a convex portion formed on the distal end surface.
(第3実施形態の変形例3)
図25(a)及び図25(b)を参照しながら、本変形例3について説明する。図25(a)は本変形例3のナットの斜視図である。図25(b)は本変形例3の軸力検出装置の概略図である。本変形例3では、フランジナットが用いられる。
(Variation 3 of the third embodiment)
Modification 3 will be described with reference to FIGS. 25(a) and 25(b). FIG. 25(a) is a perspective view of the nut of Modification 3. FIG. 25(b) is a schematic diagram of an axial force detection device according to the third modification. In this modification 3, a flange nut is used.
ナット500は、フランジナットの一例であるフランジ付き六角ナットであり、六角形状のナット本体501及びリング形状のフランジ部502により構成されている。これらのナット本体501及びフランジ部502は、一体的に形成されている。フランジ部502は、ナット本体501よりも径方向外側に張り出している。ナット本体501の外周面には、周方向に延びる第4雄ネジ部501aが間欠的に形成されている。すなわち、第1実施形態と同様、ナット本体501の曲げ形状部に第4雄ネジ部501aが形成されている。 The nut 500 is a hexagonal nut with a flange, which is an example of a flange nut, and includes a hexagonal nut body 501 and a ring-shaped flange portion 502. These nut main body 501 and flange portion 502 are integrally formed. The flange portion 502 protrudes radially outward from the nut body 501. Fourth male screw portions 501a extending in the circumferential direction are intermittently formed on the outer peripheral surface of the nut body 501. That is, like the first embodiment, a fourth male threaded portion 501a is formed in the bent portion of the nut body 501.
接続部材2及びナット500の連結時に、接続部材2を回転軸X周りに回転させて、第4雄ネジ部501a及び第1雌ネジ部21a1を螺合させると、接続部材2は下向きに螺進する。接続部材2を回転軸X周りに更に回転させると、ナット本体501の上面が接続部材第1中空部21aの天面に当接して、接続部材2が回転不能となる。本変形例3では、ナット本体501及び接続部材第1中空部21aが当接した時(言い換えると、接続部材2が螺進不能となった時)に、クリアランスが形成される。なお、ナット本体501の上面には、当該上面に形成された凹部又は凸部が含まれる。
図25(b)に図示する構成において、フランジ部502を拡径し、テンション受部4と被締結体H1との間に、フランジ部502を介在させてもよい。この場合、テンション受部4は、座金500のフランジ部502を介して、ボルト引っ張り時の反力を受けることになる。
When connecting the connecting member 2 and the nut 500, when the connecting member 2 is rotated around the rotation axis X and the fourth male threaded part 501a and the first female threaded part 21a1 are screwed together, the connecting member 2 is screwed downward. do. When the connecting member 2 is further rotated around the rotation axis X, the upper surface of the nut body 501 comes into contact with the top surface of the first hollow portion 21a of the connecting member, and the connecting member 2 becomes unable to rotate. In the present modification example 3, a clearance is formed when the nut main body 501 and the connecting member first hollow portion 21a abut against each other (in other words, when the connecting member 2 cannot be screwed on). Note that the upper surface of the nut main body 501 includes a concave portion or a convex portion formed on the upper surface.
In the configuration shown in FIG. 25(b), the diameter of the flange portion 502 may be expanded and the flange portion 502 may be interposed between the tension receiving portion 4 and the object to be fastened H1. In this case, the tension receiving portion 4 receives a reaction force when the bolt is pulled through the flange portion 502 of the washer 500.
本変形例3の更なる変形例3-1について図25(c)を参照しながら説明する。図25(c)は本変形例の軸力検出装置の概略図であり、接続部材第3中空部21cが形成されている点で、図25(b)の軸力検出装置と相違する。接続部材第3中空部21cは、接続部材第1中空部21aの下端部に連接しており、接続部材第1中空部21aよりも径寸法が大きく設定されている。 A further modification 3-1 of the present modification 3 will be described with reference to FIG. 25(c). FIG. 25(c) is a schematic diagram of the axial force detecting device of this modification, which differs from the axial force detecting device of FIG. 25(b) in that a connecting member third hollow portion 21c is formed. The third hollow part 21c of the connecting member is connected to the lower end of the first hollow part 21a of the connecting member, and has a diameter larger than that of the first hollow part 21a of the connecting member.
本変形例3-1では、ナット500のフランジ部502の上面が接続部材第3中空部21cの天面に当接した時に、接続部材2の下端部と被締結体H1との間にクリアランスが形成される。なお、フランジ部502の上面には、当該上面に形成された凹部又は凸部も含まれる。ただし、図24(d)に図示するように、ボルトネジ軸部11の先端面(ボルトネジ軸部11の先端面に凹部又は凸部が形成されている場合、当該先端面に形成された凹部又は凸部を含む)と接続部材第2中空部21bの天面とが当接した時に、接続部材2の下端部と被締結体H1との間にクリアランスが形成されるようにしてもよい。 In this modification example 3-1, when the upper surface of the flange portion 502 of the nut 500 abuts the top surface of the third hollow portion 21c of the connecting member, there is a clearance between the lower end portion of the connecting member 2 and the object to be fastened H1. It is formed. Note that the upper surface of the flange portion 502 also includes a recess or a convex portion formed on the upper surface. However, as shown in FIG. 24(d), the distal end surface of the bolt screw shaft portion 11 (if a recess or convex portion is formed on the distal end surface of the bolt screw shaft portion 11, the recess or convex portion formed on the distal end surface) A clearance may be formed between the lower end of the connecting member 2 and the object to be fastened H1 when the top surface of the second hollow portion 21b of the connecting member 2 comes into contact with the top surface of the second hollow portion 21b of the connecting member 2.
(第3実施形態の変形例4)
図25(d)は本変形例のナットの斜視図である。図25(e)は、本変形例の軸力検出装置の概略図である。本変形例のナット500では、フランジ部502の外周面に周方向に延びる第4雄ネジ部502aが連続的に形成されている。
(Modification 4 of the third embodiment)
FIG. 25(d) is a perspective view of the nut of this modification. FIG. 25(e) is a schematic diagram of the axial force detection device of this modification. In the nut 500 of this modification, a fourth male screw portion 502a extending in the circumferential direction is continuously formed on the outer peripheral surface of the flange portion 502.
接続部材2及びナット500の連結時に、接続部材2を回転軸X周りに回転させて、第4雄ネジ部502a及び第1雌ネジ部21c1を螺合させると、接続部材2は下向きに螺進する。接続部材2を回転軸X周りに更に回転させると、フランジ部502の上面が接続部材第3中空部21cの天面に当接して、接続部材2が回転不能となる。本変形例4では、フランジ部502及び接続部材第3中空部21cが当接した時(言い換えると、接続部材2が螺進不能となった時)に、接続部材2の下端部と被締結体H1との間にクリアランスが形成される。なお、フランジ部502の上面には、当該上面に形成された凹部又は凸部も含まれる。ただし、ナット本体501の上面(ナット本体501の上面に凹部又は凸部が形成されている場合、これらの凹部又は凸部も含まれる)が接続部材第1中空部21aに当接した時、或いはボルトネジ軸部11の先端面(ボルトネジ軸部11の先端面に凹部又は凸部が形成されている場合、これらの凹部又は凸部も含まれる)が接続部材第2中空部21bに当接した時に、接続部材2の下端部と被締結体H1との間にクリアランスが形成されてもよい。 When the connecting member 2 and the nut 500 are connected, when the connecting member 2 is rotated around the rotation axis X and the fourth male threaded portion 502a and the first female threaded portion 21c1 are screwed together, the connecting member 2 is screwed downward. do. When the connecting member 2 is further rotated around the rotation axis X, the upper surface of the flange portion 502 comes into contact with the top surface of the third hollow portion 21c of the connecting member, and the connecting member 2 becomes unable to rotate. In this modification 4, when the flange portion 502 and the third hollow portion 21c of the connecting member come into contact with each other (in other words, when the connecting member 2 cannot be screwed), the lower end of the connecting member 2 and the object to be fastened. A clearance is formed between H1 and H1. Note that the upper surface of the flange portion 502 also includes a recess or a convex portion formed on the upper surface. However, when the top surface of the nut body 501 (including the concave portions or convex portions when the top surface of the nut body 501 is formed) comes into contact with the connecting member first hollow portion 21a, or When the distal end surface of the bolt screw shaft portion 11 (including the recessed portion or convex portion if a recessed portion or a convex portion is formed on the distal end surface of the bolt screw shaft portion 11) comes into contact with the connecting member second hollow portion 21b. , a clearance may be formed between the lower end of the connecting member 2 and the object to be fastened H1.
(第3実施形態の変形例5)
図25(f)は、本変形例5の軸力検出装置の概略図である。本変形例のナット500は、ナット本体501の外周面に第4雄ネジ部501aが形成されるとともに、フランジ部502の外周面に第4雄ネジ部502aが形成されている。これらの第4雄ネジ部501a及び502aは、互いに同じピッチでなければならない。ピッチが異なると、第4雄ネジ部501a及び502aに接続部材2を螺合させることができない。
(Variation 5 of the third embodiment)
FIG. 25(f) is a schematic diagram of an axial force detection device according to Modification Example 5. In the nut 500 of this modification, a fourth male threaded portion 501a is formed on the outer peripheral surface of the nut body 501, and a fourth male threaded portion 502a is formed on the outer peripheral surface of the flange portion 502. These fourth male screw portions 501a and 502a must have the same pitch. If the pitches are different, the connecting member 2 cannot be screwed into the fourth male threaded portions 501a and 502a.
ここで、接続部材2及びナット500の連結時に、接続部材2を回転軸X周りに回転させて、第4雄ネジ部501a及び第1雌ネジ部21a1を螺合せるとともに、第4雄ネジ部502a及び第1雌ネジ部21c1を螺合させると、接続部材2は下向きに螺進する。接続部材2を回転軸X周りに更に回転させると、ナット500のフランジ部502の上面(フランジ部502の上面に凹部又は凸部が形成されている場合、これらの凹部又は凸部も含まれる)が接続部材第3中空部21cの天面に当接して、接続部材2が回転不能となる。本変形例5では、フランジ部502及び接続部材第3中空部21cが当接した時(言い換えると、接続部材2が螺進不能となった時)に、接続部材2の下端部と被締結体H1との間にクリアランスが形成される。ただし、ナット本体501の上面(ナット本体501の上面に凹部又は凸部が形成されている場合、これらの凹部又は凸部も含まれる)が接続部材第1中空部21aに当接した時、或いはボルトネジ軸部11の先端面(ボルトネジ軸部11の先端面に凹部又は凸部が形成されている場合、これらの凹部又は凸部も含まれる)が接続部材第2中空部21bに当接した時に、接続部材2の下端部と被締結体H1との間にクリアランスが形成されてもよい。 Here, when connecting the connecting member 2 and the nut 500, the connecting member 2 is rotated around the rotation axis X to screw the fourth male threaded part 501a and the first female threaded part 21a1 together, and When the first female screw portion 21c1 is screwed together, the connecting member 2 is screwed downward. When the connecting member 2 is further rotated around the rotation axis comes into contact with the top surface of the third hollow portion 21c of the connecting member, and the connecting member 2 becomes unable to rotate. In this fifth modification, when the flange portion 502 and the third hollow portion 21c of the connecting member come into contact with each other (in other words, when the connecting member 2 cannot be screwed on), the lower end of the connecting member 2 and the object to be fastened. A clearance is formed between H1 and H1. However, when the top surface of the nut body 501 (including the concave portions or convex portions when the top surface of the nut body 501 is formed) comes into contact with the connecting member first hollow portion 21a, or When the distal end surface of the bolt screw shaft portion 11 (including the recessed portion or convex portion if a recessed portion or a convex portion is formed on the distal end surface of the bolt screw shaft portion 11) comes into contact with the connecting member second hollow portion 21b. , a clearance may be formed between the lower end of the connecting member 2 and the object to be fastened H1.
(第3実施形態の変形例6)
図25(g)は、本変形例のナットの斜視図である。同図を参照して、フランジ部502は、下端平板部503及び下端平板部503の上面外縁から上方に向かってドーム状に延びる曲面部504を含む。ただし、曲面部504は、円錐台状に形成してもよい。下端平板部503の外周面には、周方向に延びる第4雄ネジ部503aが形成されている。ただし、第4雄ネジ部は、ナット本体501に形成してもよい。また、ナット本体501及び下端平板部503の双方に第4雄ネジ部を形成してもよい。
(Variation 6 of the third embodiment)
FIG. 25(g) is a perspective view of the nut of this modification. Referring to the figure, the flange portion 502 includes a lower end flat plate portion 503 and a curved surface portion 504 extending upward from the outer edge of the upper surface of the lower end flat plate portion 503 in a dome shape. However, the curved surface portion 504 may be formed into a truncated cone shape. A fourth male screw portion 503a extending in the circumferential direction is formed on the outer peripheral surface of the lower end flat plate portion 503. However, the fourth male threaded portion may be formed on the nut main body 501. Further, a fourth male screw portion may be formed on both the nut main body 501 and the lower end flat plate portion 503.
ボルトネジ軸部11の先端面(ボルトネジ軸部11の先端面に凹部又は凸部が形成されている場合、これらの凹部又は凸部も含まれる)が接続部材第2中空部21bの天面に当接した時、ナット本体501の上面(ナット本体501の上面に凹部又は凸部が形成されている場合、これらの凹部又は凸部も含まれる)が接続部材第1中空部21aの天面に当接した時又は曲面部504(円錐台の場合は、テーパ面)が接続部材第3中空部21cの天面に当接した時に、接続部材2の下端部と被締結体H1との間にクリアランスが形成されてもよい。なお、曲面部504(又は当該テーパ面)に凹部又は凸部が形成されている場合、当該凹部又は凸部を当接部位としてもよい。 The distal end surface of the bolt screw shaft portion 11 (if a recess or convex portion is formed on the distal end surface of the bolt screw shaft portion 11, these recesses or convex portions are also included) is in contact with the top surface of the connecting member second hollow portion 21b. When in contact, the top surface of the nut body 501 (including the concave portions or convex portions if the top surface of the nut body 501 is formed) comes into contact with the top surface of the first hollow portion 21a of the connecting member. When the curved surface part 504 (in the case of a truncated cone, the tapered surface) contacts the top surface of the third hollow part 21c of the connecting member 2, there is a clearance between the lower end of the connecting member 2 and the object to be fastened H1. may be formed. In addition, when the curved surface part 504 (or the said taper surface) has a recessed part or a convex part formed, the said recessed part or convex part may be used as a contact site.
(第3実施形態の変形例7)
図26を参照しながら、本実施形態の変形例7について説明する。図26は、図1に対応しており、テンション受部4が被締結体H1に当接した直後の状態を示している。本変形例7では、ナット15と被締結体H1との間に、平板状の座金50を介在させている。座金50は、テンション中空部41の内径よりも径寸法が小さく設定されており、接続部材2の下端部と座金50との間には、微小なクリアランスが形成されている。
(Modification 7 of the third embodiment)
Modification 7 of this embodiment will be described with reference to FIG. 26. FIG. 26 corresponds to FIG. 1 and shows a state immediately after the tension receiver 4 contacts the fastened body H1. In this modification 7, a flat washer 50 is interposed between the nut 15 and the object to be fastened H1. The washer 50 has a diameter smaller than the inner diameter of the tension hollow portion 41, and a minute clearance is formed between the lower end of the connecting member 2 and the washer 50.
座金50は、ボルトネジ軸部11に挿通されており、この座金50の上からナット15が締結されている。座金50は、ナット15よりも外径寸法が大きく設定されている。ここで、座金50は、平板状に限るものではなく、図16に図示する段付き座金、図18に図示するロゼットワッシャ52であってもよい。 The washer 50 is inserted into the bolt screw shaft portion 11, and the nut 15 is fastened onto the washer 50. The washer 50 is set to have a larger outer diameter than the nut 15. Here, the washer 50 is not limited to a flat plate shape, and may be a stepped washer shown in FIG. 16 or a rosette washer 52 shown in FIG. 18.
ここで、接続部材2を座金50に螺合させた時に、ボルトネジ軸部11が接続部材第2中空部21bの天面に当接する前に、ナット15の上面が接続部材第1中空部21aの天面に当接するように、接続部材第1中空部21a及び接続部材第2中空部21bの上下方向の寸法はサイズ設定されている。 Here, when the connecting member 2 is screwed onto the washer 50, before the bolt screw shaft portion 11 comes into contact with the top surface of the connecting member second hollow portion 21b, the upper surface of the nut 15 is attached to the connecting member first hollow portion 21a. The dimensions in the vertical direction of the connecting member first hollow part 21a and the connecting member second hollow part 21b are set to be in contact with the top surface.
ただし、ボルトネジ軸部11の先端面(ボルトネジ軸部11の先端面に凹部又は凸部が形成されている場合、これらの凹部又は凸部も含まれる)が接続部材第2中空部21bの天面に当接した時に、接続部材2の下端部と被締結体H1との間にクリアランスが形成されてもよい。また、座金50の上面(座金50の上面に凹部又は凸部が形成されている場合、これらの凹部又は凸部も含まれる)が接続部材2に当接した時に、接続部材2の下端部と被締結体H1との間にクリアランスが形成されてもよい。
また、段付き座金の上面(段付き座金51の上面に凹部又は凸部が形成されている場合、これらの凹部又は凸部も含まれる)が接続部材2に当接した時に、接続部材2の下端部と被締結体H1との間にクリアランスが形成されてもよい。
さらに、ロゼットワッシャの曲面部(当該曲面部に凹部又は凸部が形成されている場合、当該凹部又は凸部を含む)を当接部位としてもよい。
However, the distal end surface of the bolt screw shaft portion 11 (if a recess or convex portion is formed on the distal end surface of the bolt screw shaft portion 11, these recesses or convex portions are also included) is the top surface of the connecting member second hollow portion 21b. A clearance may be formed between the lower end of the connection member 2 and the object to be fastened H1 when the connection member 2 comes into contact with the object H1. Furthermore, when the upper surface of the washer 50 (including the recesses or projections when the upper surface of the washer 50 is formed) contacts the connecting member 2, the lower end of the connecting member 2 A clearance may be formed between the fastened body H1 and the fastened body H1.
Further, when the top surface of the stepped washer (including the recesses or projections if the top surface of the stepped washer 51 is formed with these recesses or projections) comes into contact with the connection member 2, the connection member 2 A clearance may be formed between the lower end portion and the object to be fastened H1.
Furthermore, the curved surface portion of the rosette washer (if a concave portion or a convex portion is formed in the curved surface portion, the concave portion or convex portion is included) may be used as the abutment site.
(第3実施形態の変形例8)
図27を参照しながら、本実施形態の変形例8について説明する。図27は、テンション受部4が保護プレート60に当接した直後の状態を示している。すなわち、ナット15及びテンション受部4と被締結体H1との間に、保護プレート60を介在させることができる。接続部材2の下端部と保護プレート60との間には、微小なクリアランスが形成されている。保護プレート60は、ボルトネジ軸部11を挿通させるための開口部を有しており、テンション受部4の外径よりも径寸法が大きく設定されている。そのため、ハンドル5を回転させてテンション受部4を下動させた時に、テンション受部4の当接する部材は被締結体H1ではなく保護プレート60となる。この場合、被締結体H1から加わる軸力検出時の反力は、保護プレート60を介してテンション受部4に伝達される。保護プレート60の詳細は、第1実施形態で説明したから、説明を省略する。
(Modification 8 of the third embodiment)
Modification 8 of this embodiment will be described with reference to FIG. 27. FIG. 27 shows the state immediately after the tension receiver 4 comes into contact with the protection plate 60. That is, the protection plate 60 can be interposed between the nut 15, the tension receiving part 4, and the object to be fastened H1. A minute clearance is formed between the lower end of the connection member 2 and the protection plate 60. The protection plate 60 has an opening through which the bolt screw shaft portion 11 is inserted, and its diameter is set larger than the outer diameter of the tension receiving portion 4 . Therefore, when the handle 5 is rotated to move the tension receiver 4 downward, the member that the tension receiver 4 comes into contact with becomes the protection plate 60 instead of the fastened body H1. In this case, the reaction force applied from the fastened body H1 when the axial force is detected is transmitted to the tension receiver 4 via the protection plate 60. The details of the protection plate 60 have been explained in the first embodiment, so the explanation will be omitted.
本変形例8の保護部プレートは、図28に図示する形態にすることもできる。図28は、保護プレートの変形例である。これについては、図11を参照して説明する第1実施形態で詳細を述べたから、省略する。 The protection plate of Modification 8 can also have the form shown in FIG. 28. FIG. 28 shows a modification of the protection plate. Since this has been described in detail in the first embodiment described with reference to FIG. 11, it will be omitted.
(第3実施形態の変形例9)
上述の実施形態及び変形例では、ナットの種類を六角ナットとしたが、本発明はこれに限るものではなく、例えば、四角ナット、或いは十二角ナットに置換することもできる。なお、四角ナット、十二角ナットは、フランジを有していてもよいし、フランジを有していなくてもよい。
(Modification 9 of the third embodiment)
In the above-described embodiments and modifications, the type of nut is a hexagonal nut, but the present invention is not limited to this. For example, the nut may be replaced with a square nut or a dodecagonal nut. Note that the square nut and the dodecagonal nut may have a flange or may not have a flange.
(第4実施形態)
本実施形態の軸力検出装置は、接続部材2を省略し、ボルトなどをテンションロッド31で直接引っ張る装置である。図29は、本実施形態の軸力検出装置の概略図である。ボルト10は、六角ボルト凸ネジであり、ボルト頭部12の下方に向かって延びる第1ボルトネジ軸部11と、ボルト頭部12の上方に向かって延びる突出部120(請求項10の突出部に相当する)とを含む。ボルト10には、四角ボルト、六角ボルト、十二角ボルト、フランジボルトなどを用いることができる。
(Fourth embodiment)
The axial force detection device of this embodiment is a device in which the connecting member 2 is omitted and a bolt or the like is directly pulled by a tension rod 31. FIG. 29 is a schematic diagram of the axial force detection device of this embodiment. The bolt 10 is a hexagonal bolt convex screw, and includes a first bolt screw shaft portion 11 extending downward from the bolt head 12 and a protruding portion 120 extending upward from the bolt head 12 (the protruding portion according to claim 10). equivalent). The bolts 10 may be square bolts, hexagonal bolts, dodecagonal bolts, flange bolts, or the like.
突出部120は、ボルト頭部12に一体的に設けられている。ただし、内周面にネジ溝が切られた凹部をボルト頭部12に形成し、当該凹部に突出部120を着脱可能に締結してもよい。着脱式の場合、軸力検出後に、突出部120を取り外すことができる。第1ボルトネジ軸部11は、被締結体H1及びH2のボルト孔H1a及びH2aに締結される。突出部120には、第2雄ネジ部120a(請求項7の第2ネジ部に相当する)が形成されており、第2雄ネジ部120aをテンションロッド31の第3雌ネジ部311a(請求項7の第3ネジ部に相当する)に螺合させることにより、ボルト10を引っ張り、軸力検出などが行われる。 The protrusion 120 is integrally provided on the bolt head 12. However, a recess with a threaded groove cut on the inner peripheral surface may be formed in the bolt head 12, and the protrusion 120 may be removably fastened to the recess. In the case of a removable type, the protrusion 120 can be removed after the axial force is detected. The first bolt screw shaft portion 11 is fastened to the bolt holes H1a and H2a of the fastened bodies H1 and H2. A second male threaded portion 120a (corresponding to the second threaded portion in claim 7) is formed on the protruding portion 120, and the second male threaded portion 120a is connected to the third female threaded portion 311a of the tension rod 31 (corresponding to the second threaded portion in claim 7). (corresponding to the third threaded portion in item 7), the bolt 10 is pulled and axial force detection is performed.
ボルト10の軸力が目標軸力に達したら、ボルト10及びテンションロッド31を除荷する。除荷トルクをTrlと定義すると、Trlは以下の式(1)から算出することができる。除荷とは、ボルト10に対する引張荷重を解除する方向にテンションロッド31を回転させることである。
Trl=Ft/2×(d2t/cosαt×μst-Pt/π)・・・・・式(1)
ただし、Ft:ボルト10の引張力、d2t:突出部120の第2雄ネジ部120aの有効径、αt:突出部120の第2雄ネジ部120aのねじ山半角、μst:突出部120の第2雄ネジ部120aのネジ面の摩擦係数、Pt:突出部120の第2雄ネジ部120aの1回転あたりの送り量、である。
When the axial force of the bolt 10 reaches the target axial force, the bolt 10 and the tension rod 31 are unloaded. When the unloading torque is defined as Trl, Trl can be calculated from the following equation (1). Unloading means rotating the tension rod 31 in a direction that releases the tensile load on the bolt 10.
Trl=Ft/2×(d2t/cosαt×μst-Pt/π)...Formula (1)
However, Ft: tensile force of the bolt 10, d2t: effective diameter of the second male threaded portion 120a of the protrusion 120, αt: half angle of the thread of the second male threaded portion 120a of the protrusion 120, μst: the second male threaded portion 120a of the protrusion 120. The coefficient of friction of the threaded surface of the second male threaded portion 120a is Pt: the feed amount per rotation of the second male threaded portion 120a of the protrusion 120.
また、被締結体Hに対するボルト10の緩めトルクをTslと定義する。Tslの定義は、第1実施形態の式(2)で説明したから省略する。第1実施形態と同様に、TslがTrlより大きくなるように構成されている。この大小関係を実現するための方法は、例えば、第1ボルトネジ軸部11のネジ部を1条ネジ、突出部120の第2雄ネジ部120aを多条ネジ、三角ネジ、台形ネジ、四角ネジによって構成すればよい。詳細については、第1実施形態で説明したから、省略する。 Further, the loosening torque of the bolt 10 with respect to the object to be fastened H is defined as Tsl. The definition of Tsl is omitted because it was explained using equation (2) in the first embodiment. Similar to the first embodiment, Tsl is configured to be larger than Trl. A method for realizing this size relationship is, for example, when the threaded portion of the first bolt screw shaft portion 11 is a single-thread thread, and the second male threaded portion 120a of the protruding portion 120 is a multi-thread thread, a triangular thread, a trapezoidal thread, or a square thread. It can be configured by The details have been explained in the first embodiment, so they will be omitted.
ここで、式(1)において、Trlがプラスの場合(つまり、d2t/cosαt×μst>Pt/πの場合)、テンションロッド31に外力を付与して、ボルト10に対する引張荷重を解除する方向にテンションロッド31を回転させることにより、除荷する。例えば、レンチ34を回転させることにより、テンションロッド31を強制的に回転させることができる。上述した通り、本実施形態でも、例えば、送り量Pt>送り量Pbに設計することにより、TslをTrlより大きくすることができる。これにより、除荷時に、ボルト10が緩むことを防止できる。 Here, in equation (1), when Trl is positive (that is, when d2t/cosαt×μst>Pt/π), an external force is applied to the tension rod 31 in the direction of releasing the tensile load on the bolt 10. The load is released by rotating the tension rod 31. For example, by rotating the wrench 34, the tension rod 31 can be forcibly rotated. As described above, in this embodiment as well, by designing the feed amount Pt>feed amount Pb, for example, Tsl can be made larger than Trl. This can prevent the bolt 10 from loosening during unloading.
式(1)において、Trlがマイナスの場合(つまり、d2t/cosαt×μst<Pt/πの場合)、テンションロッド31はボルト10に対する引張荷重を解除する方向に自動的に回転する。この場合、ボルト10に緩めトルクが働くことはない。
ただし、本実施形態のボルト10は、接続部材2を有する軸力検出装置にも適用することができる。この場合、ボルト頭部12から突出する突出部120の第2雄ネジ部120aを、接続部材2の第1雌ネジ部21a1に螺合させ、第1実施形態等と同様に、接続部材2を介してボルト10を引っ張る。この場合の接続部材2に満たすべき条件は、第1実施形態などで説明したから省略する。
In equation (1), when Trl is negative (that is, when d2t/cosαt×μst<Pt/π), the tension rod 31 automatically rotates in a direction that releases the tensile load on the bolt 10. In this case, no loosening torque is applied to the bolt 10.
However, the bolt 10 of this embodiment can also be applied to an axial force detection device having the connecting member 2. In this case, the second male threaded part 120a of the protruding part 120 protruding from the bolt head 12 is screwed into the first female threaded part 21a1 of the connecting member 2, and the connecting member 2 is connected as in the first embodiment. Pull the bolt 10 through the screw. The conditions to be satisfied by the connecting member 2 in this case have been explained in the first embodiment and so on, so the description thereof will be omitted.
(第4実施形態の変形例1)
第1実施形態で説明した通り、ボルト頭部12と被締結体Hとの間に座金50を介在させたり(図9(a)参照)、段付きの座金51を介在させたり(図9(b)参照)、ロゼットワッシャからなる座金52を介在させたり(図9(c)参照)、保護プレート61を介在させてもよい(図10、図11参照)。
(Modification 1 of the fourth embodiment)
As explained in the first embodiment, the washer 50 is interposed between the bolt head 12 and the object to be fastened H (see FIG. 9(a)), or the stepped washer 51 is interposed (see FIG. 9(a)). b)), a washer 52 made of a rosette washer (see FIG. 9(c)), or a protective plate 61 may be provided (see FIGS. 10 and 11).
(第4実施形態の変形例2)
第1実施形態で説明したボルト頭部12の側面に第4雄ネジ部12a(請求項7の第2ネジ部に相当する)を有するボルト10を用いる場合には、第4雄ネジ部12aにテンションロッド31の第3雌ネジ部311aを螺合させて、ボルト10を引っ張るように構成してもよい。この場合、ボルト頭部12の第4雄ネジ部12aの送り量Ptが、ボルトネジ軸部11のネジ部の送り量Pbよりも大きくなるように調整することにより、除荷時にボルト10が緩むことなどを防止できる。なお、第1実施形態で説明した様々な変形例が、第4実施形態の変形例2に含まれることは言うまでもない。
(Modification 2 of the fourth embodiment)
When using the bolt 10 having the fourth male threaded portion 12a (corresponding to the second threaded portion in claim 7) on the side surface of the bolt head 12 described in the first embodiment, the fourth male threaded portion 12a is The third female threaded portion 311a of the tension rod 31 may be screwed together to pull the bolt 10. In this case, by adjusting the feed amount Pt of the fourth male threaded portion 12a of the bolt head 12 to be larger than the feed amount Pb of the threaded portion of the bolt screw shaft portion 11, the bolt 10 can be prevented from loosening during unloading. etc. can be prevented. It goes without saying that the various modifications described in the first embodiment are included in the second modification of the fourth embodiment.
(第4実施形態の変形例3)
第2実施形態で説明した第4雄ネジ部14a(請求項7の第2ネジ部に相当する)を有する座金14を用いる場合には、第4雄ネジ部14aにテンションロッド31の第3雌ネジ部311aを螺合させて、ボルト10を引っ張るように構成してもよい。この場合、座金14の第4雄ネジ部14aの送り量Ptが、ボルトネジ軸部11のネジ部の送り量Pbよりも大きくなるように調整することにより、除荷時にボルト10が緩むことなどを防止できる。なお、第2実施形態で説明した様々な変形例が、第4実施形態の変形例3に含まれることは言うまでもない。
(Variation 3 of the fourth embodiment)
When using the washer 14 having the fourth male threaded portion 14a (corresponding to the second threaded portion of claim 7) described in the second embodiment, the third female thread of the tension rod 31 is attached to the fourth male threaded portion 14a. The bolt 10 may be pulled by threading the threaded portion 311a. In this case, by adjusting the feed amount Pt of the fourth male threaded portion 14a of the washer 14 to be larger than the feed amount Pb of the threaded portion of the bolt screw shaft portion 11, loosening of the bolt 10 during unloading can be prevented. It can be prevented. It goes without saying that the various modifications described in the second embodiment are included in the third modification of the fourth embodiment.
(第4実施形態の変形例4)
第3実施形態で説明した第4雄ネジ部15a(請求項7の第2ネジ部に相当する)を有するナット15を用いる場合には、第4雄ネジ部15aにテンションロッド31の第3雌ネジ部311aを螺合させて、ボルト10を引っ張るように構成してもよい。この場合、ナット15の第4雄ネジ部14aの送り量Ptが、ボルトネジ軸部11のネジ部の送り量Pbよりも大きくなるように調整することにより、除荷時にボルト10が緩むことなどを防止できる。なお、第3実施形態で説明した様々な変形例が、第4実施形態の変形例4に含まれることは言うまでもない。
(Modification 4 of the fourth embodiment)
When using the nut 15 having the fourth male threaded portion 15a (corresponding to the second threaded portion of claim 7) described in the third embodiment, the third female thread of the tension rod 31 is attached to the fourth male threaded portion 15a. The bolt 10 may be pulled by threading the threaded portion 311a. In this case, by adjusting the feed amount Pt of the fourth male threaded portion 14a of the nut 15 to be larger than the feed amount Pb of the threaded portion of the bolt screw shaft portion 11, loosening of the bolt 10 during unloading can be prevented. It can be prevented. Note that it goes without saying that the various modifications described in the third embodiment are included in modification 4 of the fourth embodiment.
(第4実施形態の変形例5)
第2雄ネジ部120aが形成された突出部120をテンションロッド31の下端部に設け、内周面に雌ネジ部が切られた凹部をボルト頭部12に形成してもよい。この場合、テンションロッド31から延びる突出部120の第2雄ネジ部120aを、ボルト頭部12の凹部に螺合させることにより、軸力検出が行われる。
本変形例のボルトは、接続部材2を有する軸力検出装置にも適用することができる。この場合、接続部材2の下端部に雄ネジが外周面に切られた突出部を形成し、この突出部をボルト頭部12の凹部に螺合させることにより、軸力検出が行われる。
(Variation 5 of the fourth embodiment)
A protruding portion 120 having a second male threaded portion 120a may be provided at the lower end of the tension rod 31, and a recessed portion having a female threaded portion cut on the inner peripheral surface may be formed in the bolt head 12. In this case, the axial force is detected by screwing the second male threaded portion 120a of the protruding portion 120 extending from the tension rod 31 into the recessed portion of the bolt head 12.
The bolt of this modification can also be applied to an axial force detection device having the connecting member 2. In this case, the axial force is detected by forming a protrusion with a male thread cut on the outer peripheral surface at the lower end of the connecting member 2, and screwing this protrusion into the recess of the bolt head 12.
(第5実施形態)
上述の第1~第3実施形態では、ボルトの頭部、座金、ナットのうちいずれかを接続部材2を介してテンションロッド31で引っ張る構成について説明したが、本実施形態の軸力検出装置は、ボルトの軸部を、接続部材を介して引っ張る装置である。図30(a)は、本実施形態の軸力検出装置の概略図である。テンション受け部4の下端部には、回転軸Xに向かって延びる底面部42が設けられている。なお、この底面部42を有するテンション受け部4の構成は、他の実施形態及び変形例にも適用することができる。ボルト10は、ボルトネジ軸部11及びボルト頭部12を有する一般的なボルトである。一般的なボルトとは、ボルト頭部の側面にネジが形成されていないボルトのことである。ボルト10には、四角ボルト、六角ボルト、十二角ボルトなど第1実施形態で説明した様々なボルトを用いることができる。ボルト頭部12は、被締結体H2の下面に接触している。
(Fifth embodiment)
In the first to third embodiments described above, the structure in which one of the bolt head, washer, and nut is pulled by the tension rod 31 via the connection member 2 was described, but the axial force detection device of this embodiment is This is a device that pulls the shaft of a bolt through a connecting member. FIG. 30(a) is a schematic diagram of the axial force detection device of this embodiment. A bottom surface portion 42 extending toward the rotation axis X is provided at the lower end portion of the tension receiving portion 4 . Note that the configuration of the tension receiving section 4 having the bottom surface section 42 can be applied to other embodiments and modifications. The bolt 10 is a general bolt having a bolt threaded shaft portion 11 and a bolt head 12. A regular bolt is a bolt that does not have a thread formed on the side of the bolt head. Various bolts described in the first embodiment, such as square bolts, hexagonal bolts, and dodecagonal bolts, can be used as the bolts 10. The bolt head 12 is in contact with the lower surface of the object to be fastened H2.
ナット15は、一般的なナットである。一般的なナットとは、ナット側面にネジが形成されていないナットのことである。ナット15には、四角ナット、六角ナット、十二角ナット等第3実施形態で説明した様々なナットを用いることができる。ナット15は、ボルトネジ軸部11に締結されており、被締結体H1の上面に接触している。また、ナット15の上面には、テンション受け部4の底面部42が接触している。したがって、テンション受け部4は、ナット15を介して反力を受けることになる。なお、テンション受け部4の底面部42は省略してもよい。この場合、テンション受け部4はナット15ではなく被締結体Hと接触するため、被締結体Hから直接反力を受けることになる。 Nut 15 is a general nut. A general nut is a nut that does not have a thread formed on the side of the nut. Various nuts described in the third embodiment, such as a square nut, a hexagonal nut, and a dodecagonal nut, can be used as the nut 15. The nut 15 is fastened to the bolt screw shaft portion 11 and is in contact with the upper surface of the fastened body H1. Further, the bottom surface portion 42 of the tension receiving portion 4 is in contact with the top surface of the nut 15 . Therefore, the tension receiving portion 4 receives a reaction force via the nut 15. Note that the bottom surface portion 42 of the tension receiving portion 4 may be omitted. In this case, the tension receiving portion 4 comes into contact with the object H to be fastened instead of the nut 15, and therefore receives a reaction force directly from the object H.
上述した通り、ボルト10には様々なボルトが含まれるが、図30(b)に図示するように、ボルト頭部を有しないスタッドボルトも含まれる。スタッドボルト10の上側のネジ部には、ナット15が締結され、スタッドボルト10の下側のネジ部は、被締結体H2に締結される。これにより、スタッドボルト10は被締結体Hに固定される。図示例では、テンション受け部4の底面部42と被締結体Hとの間にナット15を介在させているため、テンション受け部4は、ナット15を介して反力を受ける。なお、テンション受け部4の底面部42は省略してもよい。この場合、テンション受け部4はナット15ではなく被締結体Hと接触するため、被締結体Hから直接反力を受けることになる。
ナット15は、平板状に限るものではなく、例えば、図20に図示するフランジ付きのナットであってもよい。この場合、ナットのフランジ部をテンション受け部4と被締結体Hとの間に介在させてもよい。ナットのフランジ部の形状は、例えば、図18に示す形状を模した曲面(又はテーパ面)を有する形状としてもよい。
As described above, the bolt 10 includes various bolts, but also includes a stud bolt without a bolt head, as shown in FIG. 30(b). A nut 15 is fastened to the upper threaded portion of the stud bolt 10, and a lower threaded portion of the stud bolt 10 is fastened to the object to be fastened H2. Thereby, the stud bolt 10 is fixed to the body H to be fastened. In the illustrated example, since the nut 15 is interposed between the bottom surface part 42 of the tension receiving part 4 and the object to be fastened H, the tension receiving part 4 receives a reaction force via the nut 15. Note that the bottom surface portion 42 of the tension receiving portion 4 may be omitted. In this case, the tension receiving portion 4 comes into contact with the object H to be fastened instead of the nut 15, and therefore receives a reaction force directly from the object H.
The nut 15 is not limited to a flat plate shape, and may be a flanged nut illustrated in FIG. 20, for example. In this case, the flange portion of the nut may be interposed between the tension receiving portion 4 and the body H to be fastened. The shape of the flange portion of the nut may be, for example, a shape having a curved surface (or tapered surface) imitating the shape shown in FIG. 18.
第1実施形態で説明したように、Tsl>Trlなる大小関係が得られるように送り量などを調整しておくことにより、除荷時にボルト10が緩むことなどを防止できる。 As described in the first embodiment, by adjusting the feed amount and the like so that the magnitude relationship Tsl>Trl is obtained, it is possible to prevent the bolt 10 from loosening during unloading.
(第5実施形態の変形例1)
ナット15と被締結体H1との間に座金を介在させてもよい。座金には、図9(a)に図示する通常の座金、図9(b)に図示する段付き座金51、図9(c)に図示するロゼットワッシャからなる座金52などを用いることができる。座金を拡径して、テンション受け部4と被締結体H1との間に介在させてもよい。この場合、テンション受部4は、座金を介して、ボルト引っ張り時の反力を受けることになる。
(Modification 1 of the fifth embodiment)
A washer may be interposed between the nut 15 and the object to be fastened H1. As the washer, a normal washer shown in FIG. 9(a), a stepped washer 51 shown in FIG. 9(b), a washer 52 made of a rosette washer shown in FIG. 9(c), etc. can be used. The diameter of the washer may be increased and the washer may be interposed between the tension receiving portion 4 and the object to be fastened H1. In this case, the tension receiving portion 4 receives a reaction force when the bolt is pulled through the washer.
(第5実施形態の変形例2)
本実施形態の変形例1のナット15に変えて、第1実施形態で説明した保護プレート60をボルト頭部12と被締結体Hとの間に介在させてもよい。この場合、テンション受部4は、保護プレート60を介して、ボルト引っ張り時の反力を受けることになる。
(Modification 2 of the fifth embodiment)
Instead of the nut 15 of Modification 1 of the present embodiment, the protection plate 60 described in the first embodiment may be interposed between the bolt head 12 and the body H to be fastened. In this case, the tension receiving portion 4 receives a reaction force when the bolt is pulled through the protection plate 60.
(第5実施形態の変形例3)
図30(a)において、接続部材2を省略して、ボルトネジ軸部11をテンションロッド31の第3雌ネジ部311aに直接螺合させてもよい(図30(c)参照)。この場合、ボルトネジ軸部11における、第3雌ネジ部311aに螺合する部分と、締結体Hに締結される部分との送り量などを調整しておくことにより、Tsl>Trlなる大小関係を得ることができる。なお、図30(c)において、テンション受け部4の底面部42は省略してもよい。この場合、テンション受け部4はナット15ではなく被締結体Hと接触するため、被締結体Hから直接反力を受けることになる。
また、図30(b)に図示するスタッドボルト10を用いる場合にも、接続部材2を省略して、スタッドボルト10の上側のネジ部をテンションロッド31の第3雌ネジ部311aに直接螺合させてもよい。この場合、スタッドボルト10における、第3雌ネジ部311aに螺合する部分と、締結体Hに締結される部分との送り量などを調整しておくことにより、Tsl>Trlなる大小関係を得ることができる。なお、上述した通り、テンション受け部4の底面部42は省略してもよい。この場合、テンション受け部4はナット15ではなく被締結体Hと接触するため、被締結体Hから直接反力を受けることになる。
図30(a)、図30(b)に図示する、底面部42を備えたテンション受け部4を用いる場合、テンション受け部4は、複数の部品に分割できる分割タイプとすることが望ましい。この場合、接続部材2をボルト10などに螺合させた後に、テンション受け部4を組み立てることにより、図30(a)、図30(b)に図示する軸力検出装置を完成させることができる。
(Variation 3 of the fifth embodiment)
In FIG. 30(a), the connecting member 2 may be omitted and the bolt threaded shaft portion 11 may be directly screwed into the third female threaded portion 311a of the tension rod 31 (see FIG. 30(c)). In this case, by adjusting the feed amount of the portion of the bolt screw shaft portion 11 that is screwed into the third female thread portion 311a and the portion that is fastened to the fastening body H, the size relationship of Tsl>Trl can be established. Obtainable. In addition, in FIG. 30(c), the bottom surface part 42 of the tension receiving part 4 may be omitted. In this case, the tension receiving portion 4 comes into contact with the object H to be fastened instead of the nut 15, and therefore receives a reaction force directly from the object H.
Also, when using the stud bolt 10 shown in FIG. 30(b), the connecting member 2 is omitted and the upper threaded part of the stud bolt 10 is directly screwed into the third female threaded part 311a of the tension rod 31. You may let them. In this case, by adjusting the feed amount of the portion of the stud bolt 10 that is screwed into the third female threaded portion 311a and the portion that is fastened to the fastening body H, a size relationship of Tsl>Trl is obtained. be able to. In addition, as mentioned above, the bottom surface part 42 of the tension receiving part 4 may be omitted. In this case, the tension receiving portion 4 comes into contact with the object H to be fastened instead of the nut 15, and therefore receives a reaction force directly from the object H.
When using the tension receiving part 4 shown in FIGS. 30(a) and 30(b) having the bottom surface part 42, it is desirable that the tension receiving part 4 be of a split type that can be divided into a plurality of parts. In this case, by assembling the tension receiver 4 after the connecting member 2 is screwed onto the bolt 10, etc., the axial force detecting device shown in FIGS. 30(a) and 30(b) can be completed. .
(第6実施形態)
本実施形態の軸力検出装置には、接続部材2の回転軸X方向における移動を許容するとともに、接続部材2が回転軸X周りに回転することを防止する回転防止機構が設けられている。図31は、本実施形態の軸力検出装置の概略図である。
第1実施形態と機能が共通する要素は、同一符号を付して、説明の詳細を省略するものとする。
(Sixth embodiment)
The axial force detection device of this embodiment is provided with a rotation prevention mechanism that allows movement of the connection member 2 in the direction of the rotation axis X and prevents the connection member 2 from rotating around the rotation axis X. FIG. 31 is a schematic diagram of the axial force detection device of this embodiment.
Elements whose functions are common to those of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
テンション受け部4の内側面には、上下方向に延びる複数のキー溝41aが形成されている。これらのキー溝41aは、等間隔に配設することが望ましい。キー溝41aの設置数は、特に限定しないが、例えば周方向8か所とすることができる。
接続部材2の側面には、キー溝41aに係合するキー25が設けられている。キー25は、キー溝41aの幅より若干小さく設定されている。
なお、キー溝41aは、1か所のみに形成してもよいが、複数としたほうが、接続部材2の取り付けの自由度が高まるため、望ましい。
A plurality of key grooves 41a extending in the vertical direction are formed on the inner surface of the tension receiving part 4. It is desirable that these keyways 41a are arranged at equal intervals. The number of key grooves 41a installed is not particularly limited, but may be, for example, eight in the circumferential direction.
A key 25 that engages with the key groove 41a is provided on the side surface of the connecting member 2. The key 25 is set slightly smaller than the width of the keyway 41a.
Note that although the keyway 41a may be formed in only one place, it is preferable to have a plurality of keyways 41a because the degree of freedom in attaching the connecting member 2 increases.
したがって、キー25がキー溝41aに係合した状態において、接続部材2は上下方向における移動が許容され、回転軸X周りにおける回転が禁止される。本実施形態では、接続部材2にキー25を形成し、テンション受け部4にキー溝41aを形成したが、本発明はこれに限るものではなく、接続部材2にキー溝、テンション受け部4にキーを形成してもよい。 Therefore, in the state in which the key 25 is engaged with the keyway 41a, the connecting member 2 is allowed to move in the vertical direction and is prohibited from rotating around the rotation axis X. In this embodiment, the key 25 is formed in the connecting member 2 and the key groove 41a is formed in the tension receiving part 4, but the present invention is not limited to this. A key may also be formed.
第1実施形態では、除荷時におけるボルト10の緩みを防止するために、ネジの送り量がPt>Pbとなるように調整したが、本実施形態では、かかる調整が必須ではない。したがって、Pt<Pbとしてもよい。 In the first embodiment, in order to prevent the bolt 10 from loosening during unloading, the screw feed amount was adjusted so that Pt>Pb, but in this embodiment, such adjustment is not essential. Therefore, it is also possible to set Pt<Pb.
第1実施形態などに記載したように、Pt>Pbなる条件を満足するようにネジの送り量を設定した場合、除荷時にボルト10が緩むことなどを防止できるが、例えば、接続部材2の第2雄ネジ部22a及びテンションロッド31の第3雌ネジ部311aの螺合領域において、潤滑不良が生じた場合には、上述の効果が発現されない可能性がある。したがって、キー25及びキー溝41aからなる回転防止機構を設けることにより、除荷時にボルト10が緩むことを確実に防止できる。 As described in the first embodiment, if the screw feed amount is set to satisfy the condition Pt>Pb, it is possible to prevent the bolt 10 from loosening during unloading, but for example, If poor lubrication occurs in the screwing region between the second male threaded portion 22a and the third female threaded portion 311a of the tension rod 31, the above-mentioned effects may not be achieved. Therefore, by providing the rotation prevention mechanism consisting of the key 25 and the keyway 41a, it is possible to reliably prevent the bolt 10 from loosening during unloading.
また、接続部材2を上動させてボルト10を引っ張る際に、ボルトネジ軸部11が伸びて、被締結体H1からボルト頭部12が離れると、ボルト頭部12と被締結体H1との間の摩擦力が無くなるため、テンションロッド31によるトルクが、ボルト10及び被締結体Hのトルクより大きくなると、接続部材2が回転して、ボルト10が更に締まってしまう。本実施形態では、回転防止機構により接続部材2の回転を防止しているため、かかる問題は起こらない。 Furthermore, when the connecting member 2 is moved upward to pull the bolt 10, the bolt screw shaft portion 11 is extended and the bolt head 12 is separated from the object H1 to be fastened. Since the frictional force is eliminated, when the torque by the tension rod 31 becomes larger than the torque of the bolt 10 and the object to be fastened H, the connecting member 2 rotates and the bolt 10 is further tightened. In this embodiment, since the rotation of the connection member 2 is prevented by the rotation prevention mechanism, such a problem does not occur.
本実施形態では、回転防止機構をキー25及びキー溝41aによって実現したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、回転防止機構を、接続部材2に形成された第1歯形部と、テンション受け部4に形成され、テンションロッド31の回転軸周り方向において第1歯形部と噛み合う第2歯形部と、によって実現してもよい。この場合、回転軸周り方向において第1歯形部及び第2歯形部は噛み合うため、接続部材2が回転することを防止できる。この第1歯形部及び第2歯形部からなる回転防止機構は、スプラインで実現してもよいし、セレーションによって実現してもよい。 In this embodiment, the rotation prevention mechanism is realized by the key 25 and the keyway 41a, but the present invention is not limited to this. For example, the rotation prevention mechanism is formed by a first toothed portion formed on the connecting member 2 and a second toothed portion formed on the tension receiving portion 4 and meshed with the first toothed portion in the direction around the rotation axis of the tension rod 31. It may be realized. In this case, since the first toothed portion and the second toothed portion mesh in the direction around the rotation axis, it is possible to prevent the connecting member 2 from rotating. The rotation prevention mechanism including the first toothed portion and the second toothed portion may be realized by a spline or by serrations.
テンションロッド31の回転軸周り方向における、回転防止機構のガタやねじれがあると、ボルト10が緩め方向に回転しやすくなる。したがって、回転防止機構のガタやねじれが少なくなるように設計することが望ましい。 If there is play or twist in the rotation prevention mechanism in the direction around the rotation axis of the tension rod 31, the bolt 10 will easily rotate in the loosening direction. Therefore, it is desirable to design the anti-rotation mechanism so that play and twisting are reduced.
回転防止機構を設けることにより、ボルト10の引っ張り時に、テンションロッド31の回転トルクが、接続部材2を介して、テンション受け部4に働き、テンション受け部4が回転してしまうおそれがある。したがって、テンション受け部4が回転しないように、テンション受け部4の接地面の摩擦係数を大きくしたり、テンション受け部4の径を大きく設計する(つまり、トルクを大きくしておく)などしておくことが望ましい。 By providing the rotation prevention mechanism, when the bolt 10 is pulled, the rotational torque of the tension rod 31 acts on the tension receiving part 4 via the connecting member 2, and there is a possibility that the tension receiving part 4 may rotate. Therefore, in order to prevent the tension receiving part 4 from rotating, the friction coefficient of the contact surface of the tension receiving part 4 is increased, the diameter of the tension receiving part 4 is designed to be large (that is, the torque is increased), etc. It is desirable to leave it there.
本実施形態の構成は、第1~第5実施形態の軸力検出装置、これらの実施形態で説明した変形例の軸力検出装置に適用できることはいうまでもない。
例えば、図31では、テンション受け部4が被締結体H1に接触しているが、テンション受け部4と被締結体H1との間に、ナット、保護プレートが介在していてもよい。
It goes without saying that the configuration of this embodiment can be applied to the axial force detection devices of the first to fifth embodiments and the modified axial force detection devices described in these embodiments.
For example, in FIG. 31, the tension receiving part 4 is in contact with the object to be fastened H1, but a nut or a protection plate may be interposed between the tension receiving part 4 and the object to be fastened H1.
1 軸力検出装置
2 接続部材
3 引張機構
4 テンション受部
5 ハンドル
10,100,200,300 ボルト
11 ボルトネジ軸部
12a,102b,202a,302a1,302b1 第1雄ネジ部
14 50 51 52 81 91 座金
15 95 97 500 ナット
21 円柱部
21a 接続部材中空部
21a1 第1雌ネジ部
22 凸部
22a 第2雄ネジ部
25 キー
31 テンションロッド
31a 小径ロッド部
31b 大径ロッド部
32 軸受部
33 角ドライブ
34 レンチ
41a キー溝
42 底面部
60 保護プレート
311 テンションロッド中空部
311a 第2雌ネジ部
H(H1,H2) 被締結体
1 Axial force detection device 2 Connection member 3 Tension mechanism 4 Tension receiver 5 Handle 10, 100, 200, 300 Bolt 11 Bolt threaded shaft portion 12a, 102b, 202a, 302a1, 302b1 First male screw portion 14 50 51 52 81 91 Washer 15 95 97 500 Nut 21 Cylindrical portion 21a Connection member hollow portion 21a1 First female threaded portion 22 Convex portion 22a Second male threaded portion 25 Key 31 Tension rod 31a Small diameter rod portion 31b Large diameter rod portion 32 Bearing portion 33 Square drive 34 Wrench 41a Keyway 42 Bottom part 60 Protective plate 311 Tension rod hollow part 311a Second female threaded part H (H1, H2) Fastened object
Claims (24)
第1ネジ部及び第2ネジ部を有する接続部材と、
第3ネジ部を備え、前記第2ネジ部を前記第3ネジ部に螺合させた状態で、上下方向に延びる回転軸周りの回転トルクを前記接続部材に付与することにより、前記接続部材を介して前記締結体を引っ張るテンションロッドと、
前記接続部材の外周周りに配置され、前記テンションロッドによる引張時に前記被締結体から作用する反力を受けるテンション受部と、
を有し、
前記締結体又は前記締結体とともに締結に用いられる締結部品には、前記第1ネジ部に螺合する第4ネジ部が形成されており、
前記第2ネジ部及び前記第1ネジ部をそれぞれ前記第3ネジ部及び前記第4ネジ部に螺合させて前記締結体を軸力検出のために引っ張り上げた後、除荷する際の前記接続部材及び前記テンションロッドの除荷トルクをTrl、前記被締結体に対する前記締結体の緩めトルクをTslと定義したとき、
式(1)により定義されるTrlは、式(2)により定義されるTslよりも小さく設定されていることを特徴とする軸力検出装置。
Trl=Ft/2×(d2t/cosαt×μst-Pt/π)・・・・・式(1)
ただし、Ft:締結体の引張力、d2t:接続部材の第2ネジ部の有効径、αt:接続部材の第2ネジ部のねじ山半角、μst:接続部材の第2ネジ部のネジ面の摩擦係数、Pt:接続部材の第2ネジ部の1回転あたりの送り量である。
Tsl=Fb/2×(d2b/cosαb×μsb-Pb/π)・・・・・式(2)
ただし、Fb:締結体の軸力、d2b:締結体のネジ軸部の有効径、αb:締結体のネジ軸部のねじ山半角、μsb:締結体のネジ軸部のネジ面の摩擦係数、Pb:締結体のネジ軸部の1回転当たりの送り量である。 An axial force detection device that detects the axial force of a fastened body fastened to a fastened body,
a connecting member having a first threaded portion and a second threaded portion;
The connecting member is provided with a third threaded portion, and the connecting member is rotated by applying a rotational torque around a rotation axis extending in the vertical direction while the second threaded portion is screwed to the third threaded portion. a tension rod that tensions the fastener through the tension rod;
a tension receiver disposed around the outer periphery of the connecting member and receiving a reaction force acting from the object to be fastened when the tension rod is pulled;
has
The fastening body or a fastening component used for fastening together with the fastening body is formed with a fourth threaded part that is threaded into the first threaded part,
The second threaded part and the first threaded part are screwed into the third threaded part and the fourth threaded part, respectively, and the fastening body is pulled up for axial force detection, and then the load is unloaded. When the unloading torque of the connecting member and the tension rod is defined as Trl, and the loosening torque of the fastened body with respect to the fastened body is defined as Tsl,
An axial force detection device characterized in that Trl defined by equation (1) is set smaller than Tsl defined by equation (2).
Trl=Ft/2×(d2t/cosαt×μst-Pt/π)...Formula (1)
However, Ft: tensile force of the fastening body, d2t: effective diameter of the second threaded part of the connecting member, αt: half-angle of thread of the second threaded part of the connecting member, μst: thread surface of the second threaded part of the connecting member. Friction coefficient, Pt: is the amount of feed per rotation of the second threaded portion of the connecting member.
Tsl=Fb/2×(d2b/cosαb×μsb-Pb/π)...Formula (2)
However, Fb: axial force of the fastening body, d2b: effective diameter of the threaded shaft of the fastening body, αb: half angle of the thread of the threaded shaft of the fastening body, μsb: coefficient of friction of the threaded surface of the threaded shaft of the fastening body, Pb: Feed amount per rotation of the screw shaft portion of the fastening body.
前記締結部品は、ナット又は座金であることを特徴とする請求項1又は2に記載の軸力検出装置。 The fastening body is a bolt,
The axial force detection device according to claim 1 or 2, wherein the fastening component is a nut or a washer.
第3ネジ部を備え、前記締結体又は前記締結体とともに締結に用いられる締結部品に形成された第2ネジ部に前記第3ネジ部を螺合させた状態で、上下方向に延びる回転軸周りのトルクを前記締結体に付与することにより、前記締結体を引っ張るテンションロッドを有し、
前記第2ネジ部及び前記第3ネジ部を螺合させて前記締結体を軸力検出のために引っ張り上げた後、除荷する際の前記締結体及び前記テンションロッドの除荷トルクをTrl、前記被締結体に対する前記締結体の緩めトルクをTslと定義したとき、
式(1)により定義されるTrlは、式(2)により定義されるTslよりも小さく設定されていることを特徴とする軸力検出装置。
Trl=Ft/2×(d2t/cosαt×μst-Pt/π)・・・・・式(1)
ただし、Ft:締結体の引張力、d2t:締結体又は締結部品の第2ネジ部の有効径、αt:締結体又は締結部品の第2ネジ部のねじ山半角、μst:締結体又は締結部品の第2ネジ部のネジ面の摩擦係数、Pt:締結体又は締結部品の第2ネジ部の1回転あたりの送り量である。
Tsl=Fb/2×(d2b/cosαb×μsb-Pb/π)・・・・・式(2)
ただし、Fb:締結体の軸力、d2b:締結体のネジ軸部の有効径、αb:締結体のネジ軸部のねじ山半角、μsb:締結体のネジ軸部のネジ面の摩擦係数、Pb:締結体のネジ軸部の1回転当たりの送り量である。 An axial force detection device that detects the axial force of a fastened body fastened to a fastened body,
The third threaded part is provided with a third threaded part, and the third threaded part is screwed into a second threaded part formed on the fastening body or a fastening component used for fastening together with the fastening body, and the third threaded part is arranged around a rotating shaft extending in the vertical direction. a tension rod that pulls the fastening body by applying a torque of
After the second threaded part and the third threaded part are screwed together and the fastened body is pulled up for axial force detection, the unloading torque of the fastened body and the tension rod when unloading is Trl, When the loosening torque of the fastened body with respect to the fastened body is defined as Tsl,
An axial force detection device characterized in that Trl defined by equation (1) is set smaller than Tsl defined by equation (2).
Trl=Ft/2×(d2t/cosαt×μst-Pt/π)...Formula (1)
However, Ft: tensile force of the fastening body, d2t: effective diameter of the second threaded portion of the fastening body or fastening component, αt: thread half angle of the second threaded portion of the fastening body or fastening component, μst: fastening body or fastening component The coefficient of friction of the threaded surface of the second threaded portion of Pt is the feed amount per rotation of the second threaded portion of the fastening body or fastening component.
Tsl=Fb/2×(d2b/cosαb×μsb-Pb/π)...Formula (2)
However, Fb: axial force of the fastening body, d2b: effective diameter of the threaded shaft of the fastening body, αb: half angle of the thread of the threaded shaft of the fastening body, μsb: coefficient of friction of the threaded surface of the threaded shaft of the fastening body, Pb: Feed amount per rotation of the screw shaft portion of the fastening body.
前記締結部品は、ナット又は座金であることを特徴とする請求項7又は8に記載の軸力検出装置。 The fastening body is a bolt,
The axial force detection device according to claim 7 or 8, wherein the fastening component is a nut or a washer.
前記第2ネジ部は、ボルト頭部の側面、ボルトのネジ軸部、ボルト頭部の天面から突出する突出部及びボルト頭部の凹部のいずれかに形成されていることを特徴とする請求項9に記載の軸力検出装置。 When the second threaded portion is formed on the fastening body,
A claim characterized in that the second threaded portion is formed on any one of a side surface of the bolt head, a threaded shaft portion of the bolt, a protrusion projecting from the top surface of the bolt head, and a recessed portion of the bolt head. The axial force detection device according to item 9.
前記回転防止機構は、前記テンションロッドの回転軸方向における前記接続部材の移動を許容するとともに、前記テンションロッドの回転軸周りにおける前記接続部材の回転を防止することを特徴とする請求項1又は2に記載の軸力検出装置。 The connecting member and the tension receiver have a rotation prevention mechanism,
3. The rotation prevention mechanism allows movement of the connection member in the direction of the rotation axis of the tension rod, and prevents rotation of the connection member around the rotation axis of the tension rod. The axial force detection device described in .
前記キー及び前記キー溝のうち一方は、前記テンション受け部に形成されており、他方は、前記接続部材に形成されている、ことを特徴とする請求項13に記載の軸力検出装置。 The rotation prevention mechanism is a key extending in the vertical direction and a key groove in which the key engages,
The axial force detection device according to claim 13, wherein one of the key and the keyway is formed in the tension receiving portion, and the other is formed in the connection member.
第1ネジ部及び第2ネジ部を有する接続部材と、
第3ネジ部を備え、前記第2ネジ部を前記第3ネジ部に螺合させた状態で、上下方向に延びる回転軸周りの回転トルクを前記接続部材に付与することにより、前記接続部材を介して前記締結体を引っ張るテンションロッドと、
前記接続部材の外周周りに配置され、前記テンションロッドによる引張時に前記被締結体から作用する反力を受けるテンション受部と、
を有し、
前記接続部材及び前記テンション受け部は、回転防止機構を有し、
前記回転防止機構は、前記テンションロッドの回転軸方向における前記接続部材の移動を許容するとともに、前記テンションロッドの回転軸周りにおける前記接続部材の回転を防止することを特徴とする軸力検出装置。 An axial force detection device that detects the axial force of a fastened body fastened to a fastened body,
a connecting member having a first threaded portion and a second threaded portion;
The connecting member is provided with a third threaded portion, and the connecting member is rotated by applying a rotational torque around a rotation axis extending in the vertical direction while the second threaded portion is screwed to the third threaded portion. a tension rod that tensions the fastener through the tension rod;
a tension receiver disposed around the outer periphery of the connecting member and receiving a reaction force acting from the object to be fastened when the tension rod is pulled;
has
The connecting member and the tension receiver have a rotation prevention mechanism,
The axial force detection device is characterized in that the rotation prevention mechanism allows movement of the connection member in the direction of the rotation axis of the tension rod and prevents rotation of the connection member around the rotation axis of the tension rod.
前記キー及び前記キー溝のうち一方は、前記テンション受け部に形成されており、他方は、前記接続部材に形成されている、ことを特徴とする請求項19に記載の軸力検出装置。 The rotation prevention mechanism is a key extending in the vertical direction and a key groove in which the key engages,
The axial force detection device according to claim 19, wherein one of the key and the keyway is formed in the tension receiving portion, and the other is formed in the connection member.
22. A distance from the rotation axis of the tension rod to the tension receiving part is set so that the tension receiving part does not rotate when the fastening body is pulled and the axial force is detected. The axial force detection device described in .
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