JP2515308Y2 - ボルト軸力測定装置 - Google Patents
ボルト軸力測定装置Info
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- JP2515308Y2 JP2515308Y2 JP1052790U JP1052790U JP2515308Y2 JP 2515308 Y2 JP2515308 Y2 JP 2515308Y2 JP 1052790 U JP1052790 U JP 1052790U JP 1052790 U JP1052790 U JP 1052790U JP 2515308 Y2 JP2515308 Y2 JP 2515308Y2
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- Japan
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- axial force
- square hole
- tightening
- probe
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、原子炉炉心構造物取付ボルトの軸力測定に
適用される測定プローブ及び六角穴付ボルトに関する。
適用される測定プローブ及び六角穴付ボルトに関する。
〔従来の技術〕 機械構造物を構成する取付部分にボルトが多く使用さ
れている。ボルトは時として締め付け過ぎ、締付不足等
が原因で使用中に折損、摩耗等の損傷を生じることがあ
る。これ等の不具合をなくすために、ボルトを適切な締
付力（以下軸力）を得るために超音波を用いて軸力を測
定、管理する方法がある。この方法は、締付前後のボル
トの長さ方向を伝播する超音波の伝播時間差を測定する
もので、ボルト形状、軸力の程度によって違いはあるも
のの、伝播時間差すなわち変化量Δｔは数nsec〜数百n
secと極く小さく、必然的に精密な測定を必要とする。
れている。ボルトは時として締め付け過ぎ、締付不足等
が原因で使用中に折損、摩耗等の損傷を生じることがあ
る。これ等の不具合をなくすために、ボルトを適切な締
付力（以下軸力）を得るために超音波を用いて軸力を測
定、管理する方法がある。この方法は、締付前後のボル
トの長さ方向を伝播する超音波の伝播時間差を測定する
もので、ボルト形状、軸力の程度によって違いはあるも
のの、伝播時間差すなわち変化量Δｔは数nsec〜数百n
secと極く小さく、必然的に精密な測定を必要とする。
第５図は、従来の方法として、六角頭付ボルト501を
対象とした軸力測定の一例を示すもので、ボルト頭部に
油等の伝播媒質502を介して超音波プローブ503を当てて
超音波を入射し、ボルト長手方向を伝播した後ボルト他
端からの反射してくる超音波504を同プローブ503で検出
し、入射してから反射波を検出するまでの時間を測定す
る。ここに超音波プローブは、その内部に圧電素子を内
蔵し、超音波測定装置（図示せず）により供給される電
気パルスを超音波に変換してボルトに伝え、ボルト他端
からの反射超音波を電気信号に変換し、別装置の時間測
定部に電気信号を供給するものである。伝播媒質は、超
音波を効率良く伝播させるために用いる。ボルトの超音
波伝播時間は、ボルト締付前と締付後に測定を行うこと
で、その時間差を求め、あらかじめ調べておいたボルト
の軸力と上記伝播時間差の関係から、軸力を得るもので
ある。
対象とした軸力測定の一例を示すもので、ボルト頭部に
油等の伝播媒質502を介して超音波プローブ503を当てて
超音波を入射し、ボルト長手方向を伝播した後ボルト他
端からの反射してくる超音波504を同プローブ503で検出
し、入射してから反射波を検出するまでの時間を測定す
る。ここに超音波プローブは、その内部に圧電素子を内
蔵し、超音波測定装置（図示せず）により供給される電
気パルスを超音波に変換してボルトに伝え、ボルト他端
からの反射超音波を電気信号に変換し、別装置の時間測
定部に電気信号を供給するものである。伝播媒質は、超
音波を効率良く伝播させるために用いる。ボルトの超音
波伝播時間は、ボルト締付前と締付後に測定を行うこと
で、その時間差を求め、あらかじめ調べておいたボルト
の軸力と上記伝播時間差の関係から、軸力を得るもので
ある。
他方、第６図はボルト締付工具601に押付バネ602を介
してプローブ603を装着して工具の一体化を図ったもの
であり、ボルト締付作業において、一定の伝播時間差に
達したところで締付操作を完了する、といった伝播時間
測定と締付操作を同時にできるよう工夫したものであ
る。
してプローブ603を装着して工具の一体化を図ったもの
であり、ボルト締付作業において、一定の伝播時間差に
達したところで締付操作を完了する、といった伝播時間
測定と締付操作を同時にできるよう工夫したものであ
る。
なお、第６図において、604は信号ケーブル、605は超
音波伝播媒質である。
音波伝播媒質である。
しかしながら、第５図に示す方法では、測定時毎にプ
ローブをボルト表面に当てる必要があり、油膜厚さを一
定に保つことが困難であり、測定値にバラツキを生じる
結果となる。ここに、油膜厚の変化の影響は、ボルト材
と油の超音波伝播速度の関係で膜厚変化が約４倍にも拡
大され大きな誤差を生じる。また、作業上締付と測定が
別操作となるばかりか、軸力値を一定の値に調整して締
付けるには、両作業を繰返し行うことになり、作業能率
を大幅に低下させる問題点がある。
ローブをボルト表面に当てる必要があり、油膜厚さを一
定に保つことが困難であり、測定値にバラツキを生じる
結果となる。ここに、油膜厚の変化の影響は、ボルト材
と油の超音波伝播速度の関係で膜厚変化が約４倍にも拡
大され大きな誤差を生じる。また、作業上締付と測定が
別操作となるばかりか、軸力値を一定の値に調整して締
付けるには、両作業を繰返し行うことになり、作業能率
を大幅に低下させる問題点がある。
一方、第６図に示す方法では、締付工具を一体化して
作業能率の向上を図っているが、締付過程において、締
付動作による工具のガタツキ、振動等がプローブに直接
伝わることになり、ボルトに対する接触状態が一定せ
ず、前述の油膜厚の変化が生じ、測定精度が低下するば
かりか時には測定不能に至る場合が生じ、目的のボルト
軸力測定、管理が達成できない等の問題点がある。
作業能率の向上を図っているが、締付過程において、締
付動作による工具のガタツキ、振動等がプローブに直接
伝わることになり、ボルトに対する接触状態が一定せ
ず、前述の油膜厚の変化が生じ、測定精度が低下するば
かりか時には測定不能に至る場合が生じ、目的のボルト
軸力測定、管理が達成できない等の問題点がある。
他方、第７図に示す六角穴付ボルトでは通常、その形
状に起因してボルト中心部の長手方向に超音波を伝播さ
せるための超音波入射面がなく（一般に六角穴付ボルト
の六角穴底部は、第７図（ｂ）の如く円錐701又は第７
図（ｃ）の如く球状702の凹みであるため）、上記説明
の超音波を用いた軸力測定方法が適用できない等問題点
があった。
状に起因してボルト中心部の長手方向に超音波を伝播さ
せるための超音波入射面がなく（一般に六角穴付ボルト
の六角穴底部は、第７図（ｂ）の如く円錐701又は第７
図（ｃ）の如く球状702の凹みであるため）、上記説明
の超音波を用いた軸力測定方法が適用できない等問題点
があった。
（１）六角穴付ボルトの六角穴底部に、平滑面を設ける
と共に、六角穴底附近に六角形の頂部が内接する径の溝
を設ける。
と共に、六角穴底附近に六角形の頂部が内接する径の溝
を設ける。
（２）センサ上面に信号電極を設け、センサを中心に自
在に回転する六角形状の板バネを設けたプローブを用い
る。
在に回転する六角形状の板バネを設けたプローブを用い
る。
（３）六角柱状の締付工具の内部に、電気的に絶縁され
たバネにより支持した信号電極を設けた締付工具を用い
る。
たバネにより支持した信号電極を設けた締付工具を用い
る。
六角穴付ボルトの軸力測定を行うに際し、ボルトの中
心軸に超音波プローブを確保できる。また、センサを中
央に設けた六角バネを六角穴に挿入すると、センサはボ
ルトの中心軸に位置することになる。かつ、センサを押
し付ける方向にバネをたわませた状態で、六角穴底の溝
内でバネを回転させることにより、バネの六角頂部が、
溝の六角穴辺部に重なり係合し、センサはバネの反力を
受け、ボルトに安定した状態で固定されることになる。
また、信号電極を内蔵した締付工具をボルト六角穴に挿
入すると、バネにより支持された信号電極は、センサ上
面の信号電極に接することになり、信号を伝達できるこ
とになる。センサと締付工具間の接触力は電気的な結合
を得る程度の接触であり、定位置に保持固定を必要とす
るボルトに対するセンサの押付力に影響を及ぼす程は必
要としないことから、締付動作時に工具のガタツキ、振
動が生じたとしてもプローブに影響を与えずに締付作業
ができることになる。
心軸に超音波プローブを確保できる。また、センサを中
央に設けた六角バネを六角穴に挿入すると、センサはボ
ルトの中心軸に位置することになる。かつ、センサを押
し付ける方向にバネをたわませた状態で、六角穴底の溝
内でバネを回転させることにより、バネの六角頂部が、
溝の六角穴辺部に重なり係合し、センサはバネの反力を
受け、ボルトに安定した状態で固定されることになる。
また、信号電極を内蔵した締付工具をボルト六角穴に挿
入すると、バネにより支持された信号電極は、センサ上
面の信号電極に接することになり、信号を伝達できるこ
とになる。センサと締付工具間の接触力は電気的な結合
を得る程度の接触であり、定位置に保持固定を必要とす
るボルトに対するセンサの押付力に影響を及ぼす程は必
要としないことから、締付動作時に工具のガタツキ、振
動が生じたとしてもプローブに影響を与えずに締付作業
ができることになる。
第１図乃至第４図において、１は六角穴付ボルト、２
は軸力測定用の超音波プローブ、４は超音波センサ、５
は角形バネ板、６は止め輪、７はアダプタ、11はボルト
１の六角穴底の接触面、12は接触面11の上方に設けた環
状溝、51は六角バネ５の中央穴、71はアダプタ７の本
体、72,73は信号電極、74,75はバネ、76は絶縁物、41は
センサ４の超音波放射面、42,43は信号電極、77は信号
ケーブル、200は締付工具である。
は軸力測定用の超音波プローブ、４は超音波センサ、５
は角形バネ板、６は止め輪、７はアダプタ、11はボルト
１の六角穴底の接触面、12は接触面11の上方に設けた環
状溝、51は六角バネ５の中央穴、71はアダプタ７の本
体、72,73は信号電極、74,75はバネ、76は絶縁物、41は
センサ４の超音波放射面、42,43は信号電極、77は信号
ケーブル、200は締付工具である。
第１図は六角穴付ボルト１の締付作業状態を示す軸線
方向の断面図であり、第２図は六角穴付ボルト１の頭部
の形状を示すもので六角穴の底を平滑にした接触面11及
び六角形の頂部が内接する径の環状溝12を設けたボルト
形状を示す。第３図は超音波プローブ２の構成を示すも
ので、センサ４、角形バネ板５、止め輪６からなる。角
形バネ板５は中央の穴51でセンサ４に脱落防止の止め輪
６と共に取り付けられる。なお、センサ４の超音波放射
面41側はフランジ形状とし角形バネ板５の脱落を防ぐ。
またセンサ４の上部には＋側信号電極42及び−側信号電
極43が同心円状に設けられている。
方向の断面図であり、第２図は六角穴付ボルト１の頭部
の形状を示すもので六角穴の底を平滑にした接触面11及
び六角形の頂部が内接する径の環状溝12を設けたボルト
形状を示す。第３図は超音波プローブ２の構成を示すも
ので、センサ４、角形バネ板５、止め輪６からなる。角
形バネ板５は中央の穴51でセンサ４に脱落防止の止め輪
６と共に取り付けられる。なお、センサ４の超音波放射
面41側はフランジ形状とし角形バネ板５の脱落を防ぐ。
またセンサ４の上部には＋側信号電極42及び−側信号電
極43が同心円状に設けられている。
第４図は六角柱状の締付用アダプタ７の断面図であ
り、本体71の内部に絶縁物76で本体71とは電気的に絶縁
されて、＋側信号電極72、−側信号電極73がそれぞれバ
ネ74,75で支持されている。信号電極72,73は信号ケーブ
ル77により超音波測定装置（図示せず）に接続される。
また本体71の中央部にはつば78が設けられ、六角穴挿入
時にプローブ２との干渉を防いでいる。
り、本体71の内部に絶縁物76で本体71とは電気的に絶縁
されて、＋側信号電極72、−側信号電極73がそれぞれバ
ネ74,75で支持されている。信号電極72,73は信号ケーブ
ル77により超音波測定装置（図示せず）に接続される。
また本体71の中央部にはつば78が設けられ、六角穴挿入
時にプローブ２との干渉を防いでいる。
第１図は、本考案の使用状態を示すもので、部材100
に六角穴付ボルト１を取付んとしている。六角穴付ボル
ト１には、プローブ２が取付けられ、六角柱状のアダプ
タ７を介して締付工具200にて部材100に締付けられる。
プローブ２の六角穴付ボルト１への取付けは、油等の超
音波伝播媒質８を介して、角形バネ板５をボルトの六角
穴に挿入した後、同角形バネ板５をたわませた状態で約
30°回転することにより、角形バネ板５の頂部52が六角
穴側面の環状溝12に止まり、センサ４の放射面41がボル
ト１の接触面11に押し付けられた状態で保持、固定され
ることになり、超音波の伝播に必要な接触状態が確保さ
れることになる。さらにその上からアダプタ７を装着す
る。アダプタ７は六角穴に装着した時、既に装着してい
るプローブ２と干渉しない長さにし、その側面にはスト
ツパーの役割をするつば78が設けられている。またアダ
プタ本体71に内蔵した電極72,73はバネ74,75を介して、
その先端がセンサ上面の電極42,43に接し、一方は信号
ケーブル77にて超音波測定装着（図示せず）に接続され
る。
に六角穴付ボルト１を取付んとしている。六角穴付ボル
ト１には、プローブ２が取付けられ、六角柱状のアダプ
タ７を介して締付工具200にて部材100に締付けられる。
プローブ２の六角穴付ボルト１への取付けは、油等の超
音波伝播媒質８を介して、角形バネ板５をボルトの六角
穴に挿入した後、同角形バネ板５をたわませた状態で約
30°回転することにより、角形バネ板５の頂部52が六角
穴側面の環状溝12に止まり、センサ４の放射面41がボル
ト１の接触面11に押し付けられた状態で保持、固定され
ることになり、超音波の伝播に必要な接触状態が確保さ
れることになる。さらにその上からアダプタ７を装着す
る。アダプタ７は六角穴に装着した時、既に装着してい
るプローブ２と干渉しない長さにし、その側面にはスト
ツパーの役割をするつば78が設けられている。またアダ
プタ本体71に内蔵した電極72,73はバネ74,75を介して、
その先端がセンサ上面の電極42,43に接し、一方は信号
ケーブル77にて超音波測定装着（図示せず）に接続され
る。
このように、センサ４は、角形バネ板５の反力により
ボルト１に対して常に一定の接触状態が確保でき、アダ
プタ７を使用することにより、締付作業過程におけるガ
タつき、振動等に対してアダプタ本体71と電極72,73間
に介したバネ74,75の伸縮作用で電極の接触が保たれ、
ガタつき、振動等の影響を受けることなく、締付作業と
同時に測定が可能となる。
ボルト１に対して常に一定の接触状態が確保でき、アダ
プタ７を使用することにより、締付作業過程におけるガ
タつき、振動等に対してアダプタ本体71と電極72,73間
に介したバネ74,75の伸縮作用で電極の接触が保たれ、
ガタつき、振動等の影響を受けることなく、締付作業と
同時に測定が可能となる。
本考案によるボルト軸力測定装置は、角穴付ボルトの
角穴底部を平坦な面とし同平坦面の上方に環状溝を設
け、上面に信号電極、下面に超音波放射面を有し周囲に
前記環状溝と係合する角形バネ板を装着した超音波セン
サよりなるプローブを前記角穴内に挿入し、前記角穴と
係合する角柱体状をなし内部に前記プローブの信号電極
と接続する信号電極を有し且つ同角穴内への挿入深さを
規制するつばを設けたアダプタを介して角穴付ボルトの
締付けとボルト軸力の測定を行うことにより、次の効果
を有する。
角穴底部を平坦な面とし同平坦面の上方に環状溝を設
け、上面に信号電極、下面に超音波放射面を有し周囲に
前記環状溝と係合する角形バネ板を装着した超音波セン
サよりなるプローブを前記角穴内に挿入し、前記角穴と
係合する角柱体状をなし内部に前記プローブの信号電極
と接続する信号電極を有し且つ同角穴内への挿入深さを
規制するつばを設けたアダプタを介して角穴付ボルトの
締付けとボルト軸力の測定を行うことにより、次の効果
を有する。
従来できなかった六角穴付ボルトの超音波による軸力
測定が可能になると共に、ボルトとセンサの安定した接
触状態が確保でき、締付作業と測定が同時に行なうこと
が可能となり、ボルトの軸力測定締付作業の能率が大幅
に向上する。
測定が可能になると共に、ボルトとセンサの安定した接
触状態が確保でき、締付作業と測定が同時に行なうこと
が可能となり、ボルトの軸力測定締付作業の能率が大幅
に向上する。
第１図は本考案の実施例のボルト締付状態を示すボルト
軸方向の断面図、第２図は本考案による角穴付ボルトの
角穴部分を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側断面図、
第３図は本考案による超音波プローブの斜視図、第４図
は本考案によるアダプタを示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は側断面図、第５図は従来の軸力測定状態を説明
する断面図、第６図は従来の他の軸力測定状態を説明す
る断面図、第７図は従来の六角穴付ボルトの形状を示
し、（ａ）はボルト頭部の平面図、（ｂ）は（ａ）の側
面図、（ｃ）は他のボルトにおける（ａ）の側面図であ
る。 １…六角穴付ボルト、２…プローブ ５…角形バネ板、７…アダプタ 12…環状溝、72…＋側信号電極 73…−側信号電極
軸方向の断面図、第２図は本考案による角穴付ボルトの
角穴部分を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側断面図、
第３図は本考案による超音波プローブの斜視図、第４図
は本考案によるアダプタを示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は側断面図、第５図は従来の軸力測定状態を説明
する断面図、第６図は従来の他の軸力測定状態を説明す
る断面図、第７図は従来の六角穴付ボルトの形状を示
し、（ａ）はボルト頭部の平面図、（ｂ）は（ａ）の側
面図、（ｃ）は他のボルトにおける（ａ）の側面図であ
る。 １…六角穴付ボルト、２…プローブ ５…角形バネ板、７…アダプタ 12…環状溝、72…＋側信号電極 73…−側信号電極
Claims (1)
- 【請求項１】角穴付ボルトの角穴底部を平坦な面とし同
平坦面の上方に環状溝を設け、上面に信号電極、下面に
超音波放射面を有し周囲に前記環状溝と係合する角形バ
ネ板を装着した超音波センサよりなるプローブを前記角
穴内に挿入し、前記角穴と係合する角柱体状をなし内部
に前記プローブの信号電極と接続する信号電極を有し且
つ同角穴内への挿入深さを規制するつばを設けたアダプ
タを介して角穴付ボルトの締付けとボルト軸力の測定を
行うことを特徴とするボルト軸力測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1052790U JP2515308Y2 (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | ボルト軸力測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1052790U JP2515308Y2 (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | ボルト軸力測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03104836U JPH03104836U (ja) | 1991-10-30 |
| JP2515308Y2 true JP2515308Y2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=31514089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1052790U Expired - Lifetime JP2515308Y2 (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | ボルト軸力測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2515308Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016133457A (ja) * | 2015-01-21 | 2016-07-25 | 三菱重工業株式会社 | 検出装置、ボルト部材、検出ユニット、及び検出方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4884729B2 (ja) * | 2005-03-18 | 2012-02-29 | 株式会社メイドー | 軸力測定ボルト及びその製造方法 |
| JP2010133877A (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Tokyo Sokki Kenkyusho Co Ltd | ボルトひずみ測定装置 |
-
1990
- 1990-02-07 JP JP1052790U patent/JP2515308Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016133457A (ja) * | 2015-01-21 | 2016-07-25 | 三菱重工業株式会社 | 検出装置、ボルト部材、検出ユニット、及び検出方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03104836U (ja) | 1991-10-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |