JP3144692U

JP3144692U - 締結部材ゆるみ試験機

Info

Publication number: JP3144692U
Application number: JP2008004637U
Authority: JP
Inventors: 邦夫佐藤
Original assignee: ケイエスティ株式会社
Priority date: 2008-06-10
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2018-06-10

Abstract

【課題】締結部材の締め付け力の経時変化を評価できる締結部材ゆるみ試験機を提供する。
【解決手段】貫通孔が形成され、固定設置された固定部材５と、座金が取り外し可能に設置される凹部が形成されるとともに、凹部の底面に貫通孔が形成され、ころ軸受１０を介して固定部材５上に設置された、水平方向に振動可能な可動部材９と、固定部材５を介して可動部材９と対向するように設置された挟持部材１１と、偏心軸を有し、偏心軸を回転させることにより可動部材９を振動させる偏心機構６と、固定部材５と挟持部材１１とによって扶持され、固定部材５及び挟持部材１１から掛かる荷重を測定するためのロードセル１３と、ロードセル１３により測定した値を表示する表示装置２１とを備え、可動部材９、固定部材５、及び挟持部材１１の各貫通孔内に試験対象の締結部材１２を通して、可動部材９、固定部材５、及び挟持部材１１を締結する。
【選択図】図１

Description

本考案は、締結部材のゆるみを評価するための試験機に関するものである。

従来、ネジ等の締結部材のゆるみを評価する試験機としては、ＮＡＳ式ねじゆるみ試験機が広く用いられてきた。この試験機は、上下方向に振動する加振台上に、長孔部が形成された取付治具が設置されている。この長孔部内には、振動バーレルを締め付けた締結部材が上下動可能に設置されている。そして、加振台を上下方向に振動させることで、振動バーレルを締め付けている締結部材に衝撃が加わり、締結部材のゆるみが発生する。
吉本勇編、「ねじ締結体設計のポイント」、改訂版、日本規格協会、２００６年５月１目第２刷発行、ｐ．２４５

考案が解決しようとする課題

しかしながら、上述したようなねじゆるみ試験機は、ネジのゆるみが発生したか否かのみを評価する試験機であって、ネジの締め付け力の経時変化を評価することは出来ないといった問題があった。

そこで、本考案は、締結部材の締め付け力の経時変化を評価することの出来る締結部材ゆるみ試験機を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

本考案に係る締結部材ゆるみ試験機は、上記課題を解決するためになされたものであり、締結部材のゆるみを試験するための試験機であって、貫通孔が形成され、固定設置された固定部材と、座金が取り外し可能に設置される凹部が形成されるとともに、前記凹部の底面に前記凹部と同心円状の貫通孔が形成され、前記凹部が前記固定部材と反対側を向くようにころ軸受を介して前記固定部材の一方面上に設置された、水平方向に振動可能な可動部材と、座金が取り外し可能に設置される凹部が形成されるとともに、前記凹部の底面に前記凹部と同心円状の貫通孔が形成され、前記固定部材を介して前記可動部材と対向するように設置された挟持部材と、偏心軸を有し、前記偏心軸を回転させることにより前記可動部材を振動させる偏心機構と、前記固定部材と挟持部材とによって挟持され、前記固定部材と挟持部材とによる挟持力を測定するロードセルと、前記ロードセルにより測定した値を表示する表示装置とを備え、前記可動部材、固定部材、及び挟持部材の各貫通孔内に試験対象の締結部材を通して、前記可動部材、固定部材、及び挟持部材を締結する。

以上のように構成された締結部材ゆるみ試験機は、偏心機構により可動部材を振動させることで、可動部材、固定部材、及び挟持部材を締結する締結部材が徐々にゆるみ始める。このようにゆるみ始めた締結部材による締め付け力（軸力）を、固定部材と扶持部材とによって挟持されたロードセルによって測定する。そして、このロードセルにより測定された締め付け力を表示装置に表示することで、締め付け力の経時変化を観察することができる。なお、この表示装置は、一般的にはデータ処理用のコンピュータを用いており、経過時間毎の締め付け力を記録している。

上記締結部材ゆるみ試験機は種々の構成をとることができるが、例えば、上記偏心機構と可動部材との間に介在し、偏心機構による振動のうち水平方向の振動のみを可動部材に伝えるリンク機構をさらに備えていることが好ましい。これにより、より正確に締結部材の試験を行うことが出来る。

また、上記挟持部材は、一端面が開口する有底円筒状であって、他端面に前記凹部及び貫通孔が形成され、一端側にフランジ部を有しており、ロードセルは、固定部材と前記挟持部材のフランジ部とに挟持されていることが好ましい。

また、固定部材の貫通孔は可動部材に近づくにしたがい縮径するように形成されており、挟持部材は、他端部が他端側に向かって縮径するような円錐台状に形成されて固定部材の貫通孔に収容されていることが好ましい。

考案の効果

本考案によれば、締結部材の締め付け力の経時変化を評価することのできる締結部材ゆるみ試験機を提供することができる。

以下、本考案に係る締結部材ゆるみ試験機の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は締結部材ゆるみ試験機の正面図、図２は締結部材の平面図、図３は図１の一部の部材を省略した締結部材ゆるみ試験機の正面一部断面図、図４は図２の一部の部材を省略した締結部材ゆるみ試験機の平面一部断面図、図５は図４のＡ−Ａ線断面図、図６は図４の締結部材取付部を拡大した拡大図である。

図１から図４に示すように、締結部材ゆるみ装置１は、基台２をベースとしており、この基台２の右側部には取付柱３及び連結部材４を介して固定部材５が設置されている。また、基台２の左側部には、振動を発生させるための偏心機構６が設置されており、この偏心機構６から右側にリンク機構７及び連結部材８を介して可動部材９が延びている。この可動部材９は、ころ軸受１０を介して固定部材５上に配置されており、これら可動部材９、固定部材５、及び固定部材５の下方に配置された挾持部材１１がボルト１２１及びナット１２２から構成された締結部材１２によって締結されている。また、固定部材５の下面にはロードセル１３が固定されており、このロードセル１３は、固定部材５と挟持部材１１とによって挟持されている。

上記締結部材ゆるみ試験機１を構成する各部材について説明する。図３に示すように基台２の右端部にコ字状の取付柱３が固定されており、この取付柱３の上面に平面視凸状の連結部材４が固定されている。この連結部材４の左端部の下面に固定部材５が固定されている。なお、連結部材４と固定部材５との固定は、ボルトによって固定するとともに、連結部材４の左端部の下面及び固定部材５の上面にキー溝を形成し、これら各キー溝と係合するようにキー１４を設置することによって連結部材４と固定部材５とが相対的に移勤しないように確実に固定している。固定部材５は、平面視が矩形状であるとともに、その縦断面は凹状となっており側端から上方に延びるガイド壁５１ａ、５１ｂが形成されている（図５参照）。また、固定部材５は、図６に詳紬を示すように、上方に行くに従って縮径する貫通孔５２が形成されている。

基台２の左側部には偏心機構６が設置されている。その詳紬な説明は省略するが、この偏心機構６は、隣接する駆動モータＭによって回転軸６１が回転し、この回転軸６１に取り付けられた偏心軸６２が回転することにより、振動を発生させるように構成されている。また、この偏心機構６の両側には、支持壁１８ａ、１８ｂが基台２から上方に延びるようにそれぞれ垂設されており、この各支持壁１８ａ、１８ｂから右側に延びる連結棒１９ａ、１９ｂが連結部材４に接続されている。この各支持壁１８ａ、１８ｂは偏心機構６の回転軸６１を軸受を介して支持するとともに、各支持壁１８ａ、１８ｂから延びる連結棒１９ａ、１９ｂが連結部材４に接続されることによって、取付柱３、連結部材４、固定部材５をより強固に基台２に固定している。

偏心機構６の右端部にはリンク機構７が連結されている。このリンク機構７は、図４に示すように、平面視が凸状の凸状部材７１及び凹状の凹状部材７２を有しており、この凸状部材７１と凹状部材７２とは回動ピン７３を介して連結されている。このリンク機構７によって、偏心機構６によって発生した振動のうち水平方向（図４の左右方向）の振動のみをリンク機構７より右側に接続された部材、すなわち、連結部材８と可動材９とに伝えるように構成されている。

図３に示すように、リンク機構７の右端部には連結部材８が連結されており、連結部材８の右側上面に固定された可動部材９は、連結部材８から右方に延びている。なお、この連結部材８と可動部材９との固定は、図３に示すように、ボルトによって固定するとともに、連結部材８の上面及び可動部材９の下面に形成されたキー溝に係合するようにキー１５を設置し、連結部材８と可動部材９とが相対的に移動しないよう確実に固定している。このように連結部材８から右方に延びた可動部材９は、上述した固定部材５のガイド壁５１ａ、５１ｂの間に収容されて、ころ軸受１０を介して固定部材５の上面に載置されるように位置している。このように配置された可動部材９は、平面視矩形状の板状に形成されており、図６に詳細を示すように、上面には平面視円形状の凹部９１が形成されており、この凹部９１内には座金１６が取り外し可能に収容されている。また、この凹部９１の底面には凹部９１と同心円の貫通孔９２が形成されている。

図６に示すように、固定部材５の下面側に設置される挟持部材１１は、上面が閉鎖されるとともに下面が開口する有底円筒状に形成されている。この挟持部材１１の上端部は、上方に行くにしたがって縮径するような円錐台状に形成されており、この円錐台状の上端部は固定部材５の貫通孔５２に適合するような形状となっている。そして、この挟持部材１１の空洞内の天井面には平面視円形状の凹部１１１が形成されており、この凹部１１１内には座金１７が取り外し可能に収容されている。また、この凹部１１１の底面には凹部１１１と同心円の貫通孔１１２が形成されている。また、挟持部材１１の下端部にはフランジ部１１３が形成されている。

固定部材５の下面には、ロードセル１３が設置されている。このロードセル１３は、中央に上下方向に延びる開口部１３１が形成されており、この開口部１３１内に上述した挟持部材１１が収容されている。そしてロードセル１３は、固定部材５と挟持部材１１のフランジ部１１３によって挟持されている。

このロードセル１３には、ロードセル１３からの出力信号を増幅させるためのロードアンプ２０が接続され、ロードアンプ２０にはデータ処理用のコンピュータ２１（表示装置）が接続されている（図１）。このデータ処理用コンピュータ２１によって、ロードセル１３で測定した締め付け力を経過時間毎に記録するとともにディスプレイなどに締め付け力の経時変化を表示させている。また、この締め付け力の経時変化を印刷するための印刷装置２２がデータ処理用のコンピュータ２１に接続されている。

次に上述したように構成された締結部材ゆるみ試験機１による試験方法について説明する。まず、評価対象のボルト１２１及びナット１２２を選び、このボル１２１に適合する挟持部材１１及び座金１６、１７を選択する。具体的に例を挙げると、呼び径がＭ１２のボルトを試験する場合は、挟持部材１１は貫通孔１１２が約１４ｍｍの直径を有するものを選び、座金１６、１７は直径が約１３ｍｍの開口を有するものを選ぶ。また、呼び径がＭ１０のボルトを試験する場合は、挟持部材１１は貫通孔１１２が約１２ｍｍの直径を有するものを選び、座金１６、１７は直径が約１１ｍｍの開口を有するものを選ぶ。さらには、呼び径がＭ８のボルトを試験する場合は、直径が約１０ｍｍの貫通孔１１２が形成された挟持部材１１を選び、座金１６、１７は直径が約９ｍｍの開口を有するものを選ぶ。

以上のように選択した座金１６を可動部材９の凹部９１に収容する。そして、もう一つの座金１７を挟持部材１１の凹部１１１内に収容し、この挾持部材１１をロードセル１３の開口部１３１内に挿入して上端部を固定部材５の貫通孔５２内に収容させる。

次に、ボルト１２１を、座金１７の開口、挟持部材１１の貫通孔１１２、可動部材９の貫通孔９２、及び座金１６の開口を通して、ナット１２２を締めることにより、挟持部材１１、固定部材５、及び可動部材９を締結する。これにより、ロードセル１３は、固定部材５と挟持部材１１のフランジ部１１３によって挟持され、締結部材１２の締め付け力がロードセル１３に加わる。

以上のように締結部材ゆるみ試験機１をセッティングした後、駆動モータＭを作動させて偏心機構６の回転軸６１を回転させることで偏心軸６２を回転させることにより振動を発生させる。この偏心機構６によって発生した振動はリンク機構７を介して水平方向の振動のみが可動部材９に伝わる。この振動は、駆動モータＭの回転数などによって変更可能であるが、好ましくは振動数を３．３Ｈｚとし、振動幅を±０．５ｍｍとする。このように可動部材９は水平方向に振動するが、この可動部材９の下方に設置された固定部材５は、間にころ軸受１０を介しているため、静止している。

以上のように可動部材９を振動させることによって、締結部材１２がゆるみはじめる。この締結部材１２の締め付け力（軸力）の変化をロードセル１３が検知し、データ処理用コンピュータ２１に信号を送信する。そしてデータ処理用コンピュータ２１で締め付け力の経時変化を確認することができる。また、この締め付け力の経時変化の結果を印刷装置２２により印刷することもできる。

以上、本実施形態によれば、締結部材１２に振動を与えたときの締め付け力の経時変化をロードセル１３によって検知し、この締め付け力の経時変化をデータ処理用コンピュータ２１によって表示することができる。

以上、本考案の実施形態について説明したが、本考案はこれらに限定されるものではなく、本考案の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、図７、図８に示すように、駆動モータＭを基台２の内部に収容し、偏心機構６の回転軸６１を上下方向に延びるように配置することもできる。この場合は、リンク機構７も回動ピン７３が上下方向に延びるような向きに変更する。

本考案に係る締結部材ゆるみ試験機の実施形態を示す正面図である。本考案に係る締結部材ゆるみ試験機の実施形態を示す平面図である。図１の一部部材を省略した正面一部断面図である。図２の一部部材を省略した平面一部断面図である。図４のＡ−Ａ線断面図である。締結部材による締結部分の詳紬を示す拡大断面図である。本考案に係る締結部材ゆるみ試験機の他の実施形態を示す正面図である。本考案に係る締結部材ゆるみ試験機の他の実施形態を示す平面図である。

符号の説明

１締結部材ゆるみ試験機
２基台
３取付柱
４連接部材（固定側）
５固定部材
５２貫通孔
６偏心機構
６２偏心軸
７リンク機構
８連接部材（駆動側）
９可動部材
９１凹部
９２貫通孔
１０ころ軸受
１１挟持部材
１１１凹部
１１２貫通孔
１１３フランジ部
１２締結部材
１３ロードセル
１３１開口部
１４、１５キー
１６、１７座金
１８偏心軸固定軸受
１９連結棒
２０ロードアンプ
２１データ処理用コンピュータ（表示装置）
２２印刷装置
６１駆動軸
７１、７２連結治具
７３回動ピン
Ｍ駆動モータ

Claims

締結部材のゆるみを試験するための試験機であって、貫通孔が形成され、固定設置された固定部材と、座金が取り外し可能に設置される凹部が形成されるとともに、前記凹部の底面に前記凹部と同心円状の貫通孔が形成され、前記凹部が前記固定部材と反対側を向くようにころ軸受を介して前記固定部材の一方面上に設置された、水平方向に振動可能な可動部材と、座金が取り外し可能に設置される凹部が形成されるとともに、前記凹部の底面に前記凹部と同心円状の貫通孔が形成され、前記固定部材を介して前記可動部材と対向するように設置された挟持部材と、偏心軸を有し、前記偏心軸を回転させることにより前記可動部材を振動させる偏心機構と、前記固定部材と挟持部材とによって挟持され、前記固定部材及び挟持部材から掛かる荷重を測定するためのロードセルと、前記ロードセルにより測定した値を表示する表示装置とを備え、前記可動部材、固定部材、及び挟持部材の各貫通孔内に試験対象の締結部材を通して、前記可動部材、固定部材、及び挟持部材を締結する、締結部材ゆるみ試験機。
前記偏心機構と前記可動部材との聞に介在し、前記偏心機構による振動のうち水平方向の振動のみを前記可動部材に伝えるリンク機構をさらに備えた、請求項１に記載の締結部材ゆるみ試験機。
前記挟持部材は、一端面が開口する有底円筒状であって、他端面に前記凹部及び貫通孔が形成され、前記一端側にフランジ部を有しており、前記ロードセルは、前記固定部材と前記挟持部材のフランジ部とに挟持されている、請求項１に記載の締結体ゆるみ試験機。
前記固定部材の貫通孔は可動部材に近づくにしたがい縮径するように形成されており、前記挟持部材は、他端部が他端側に向かって縮径するような円錐台状に形成されて、前記固定部材の貫通孔に収容されている、請求項３に記載の締結部材ゆるみ試験機。