JP3197435U - ネジ応力感知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】快速で被覆接続かつ着脱可能であり、使用が便利であるネジ応力感知装置を提供する。【解決手段】センサネジ１００と被覆接続部２００との接続によって、センサネジ１００に検知されたアナログ信号をディスプレイ３００に伝送し、ディスプレイ３００にリアルタイムで応力値を表示する。この被覆接続方式によって、快速着脱可能、位置決め可能と低コスト等のメリットを実現し、ネジの受けた応力に対してリアルタイムで監視する機能を実現することができる。【選択図】図１

Description

本考案は、ネジ締め構造に関し、特に、リアルタイムで応力値の検知に用いられるネジ応力感知装置に関する。

ネジは、２つのワークを互いに分離しないように締め付けるための汎用ツールである。現在、公共安全の考慮で、プレシジョンテクノロジー分野におけるネジの選用が非常に大切であり、使用者は、締め付けられた箇所のネジの受けた応力が標準に到達するかを定期的に検査する必要がある。例としては、飛行機、スペースシャトル、橋又は鉄骨建物の組立が、何れも応力が精確なネジにより締め付けられる必要があり、最初の操作後の締め付け応力テストで誤りがないであっても、後で客観的条件が変化（例えば、老化による錆、振動又は金属疲労等）した場合、心配なく安全的に使用されることが保証できない。

現在、上記の課題を解決するために、ネジを回転させて直接応力感知の目的を達成する電子トルクレンチが現れたが、操作が煩わしく（繰り返して回転させること）面倒であるため、定期的な点検に不便である。また、繰り返して回転させて検査する場合、累加した応力により、ネジ又はネジ穴が壊れて構造の強度が影響される。

しかしながら、前記課題を解決するために、慣用の応力感知装置が市販されている。この慣用の応力感知装置は、ネジに、センサー、演算器及びディスプレイが内蔵される。ただし、この慣用の応力感知装置は、センサー、演算器とディスプレイが内蔵されるため、単一のネジのコストが高すぎ、且つ応力を検知する場合、内蔵されたディスプレイの何れも固定されるように設計されるため、ある特別な操作角度で、操作者がディスプレイにおけるトルクデータを順調に読み込まなく、内蔵されたディスプレイの表示機能が大幅に低下する。また、同時に複数の部位を検査するなら、高価格のネジを複数配置する必要があり、且つこの応力感知装置が特殊な環境（例えば、飛行機の翼）に用いられる場合、環境による試練及び重量配置等に制限されることになる。

本考案は、上記の問題を解決するためであり、快速で被覆接続かつ着脱可能であり、使用が便利であるネジ応力感知装置を提供することにある。

本考案の一態様によれば、受けた応力を検知し、歪み信号を伝送するセンサネジと、被覆接続部と、ディスプレイと、を備え、被覆接続部とセンサネジとの被覆接続によって、歪み信号を被覆接続部に接続されたディスプレイに伝送し、ディスプレイにリアルタイム応力値が表示されるネジ応力感知装置を提出する。

この態様の構成によれば、センサネジと被覆接続部との嵌設接続によって、１つのディスプレイを用いて複数組のセンサネジから１つを選択して接続させてテストを行うことができる。このため、本考案の被覆接続部とセンサネジとの被覆接続技術では、確実に随時着脱可能、安定的位置決め、低コスト等のメリットを有し、ラインによる接続によってネジの受けた応力をリアルタイムで監視する機能を実現することができる。

前記態様の他の変形例は、以下の通りである。前記センサネジは、被覆接続部を被覆接続するためのベースを含んでもよい。ベースは、被覆接続する場合に被覆接続部と結合される少なくとも１つの第１の露出ピンを含む凸状又は凹状であってもよい。ディスプレイは、ディスプレイに必要な電力を供給する太陽光発電パネルを含んでもよい。

本考案の別の態様によれば、受けた応力を検知し、歪み信号を伝送するセンサネジと、無線トランシーバが設けられ、センサネジと被覆接続され、歪み信号を被覆接続部における無線トランシーバに伝送する被覆接続部と、ディスプレイに無線接続される無線トランシーバと、無線トランシーバからの歪み信号を受信し、リアルタイム応力値を表示するディスプレイと、を含むネジ応力感知装置を提出する。

この別の態様によれば、センサネジと被覆接続部との着脱可能、位置決め可能を実現するだけでなく１つのディスプレイに複数組のセンサネジを接続してコストを低下させる等のメリットを達成することができる。更に、被覆接続部とディスプレイとの無線接続によって、特別な操作角度と距離の条件において、ネジの受けた応力をリアルタイムで監視する機能を実現することもできる。

また、被覆接続部とディスプレイとの間の無線接続によって、ディスプレイに複数の被覆接続部を搭載することも実現できる。本考案の適用便利性及び配合柔軟性を効果的に向上させる。

前記別の態様の他の変形例は、以下の通りである。前記センサネジは、被覆接続部を被覆接続するためのベースを含んでもよい。ベースは、被覆接続する場合に被覆接続部と結合される少なくとも１つの第１の露出ピンを含む凸状又は凹状であってもよい。無線トランシーバとディスプレイとの無線接続の方式としては、赤外線、ブルートゥース（登録商標）又は近距離無線通信等によって無線接続されてもよい

本考案の一実施形態に係るネジ応力感知装置を示す斜視図である。 本考案の他の実施形態に係るネジ応力感知装置を示す斜視図である。 図１、図２に示した実施形態のベースが凹状となる状態を示す断面図である。 図３Ａに示した凹状のベースを被覆接続部内に被覆接続する状態を示す断面図である。 図１、図２に示した実施形態のベースが凸状である状態を示す断面図である。 図２に示した実施形態に係るネジ応力感知装置の操作状態を示す模式図である。

本考案の一実施形態に係るネジ応力感知装置を示す立体斜視図である図１を参照する。図１から分かるように、本実施形態のネジ応力感知装置は、センサネジ１００と、被覆接続部２００と、ディスプレイ３００と、を備える。

センサネジ１００は、ネジ頭部１１０と、ネジ山部１２０と、を含む。応力感知部材１２１は、ネジ山部１２０に設けられ、ネジ山部１２０の受けた応力を検知して、歪み信号を伝送する。ベース１１１は、ネジ頭部１１０に設けられ、複数の第１の露出ピン１１２が設けられる。

被覆接続部２００は、接続線３５０を介してディスプレイ３００と接続され、複数の第２の露出ピン２１０が設けられる。被覆接続部２００がセンサネジ１００と被覆接続する場合、ベース１１１に位置する第１の露出ピン１１２と被覆接続部２００に位置する第２の露出ピン２１０とが接触して接続し、応力感知部材１２１によって伝送された歪み信号を、接続線３５０を介してディスプレイ３００に伝送する。

ディスプレイ３００は、電源供給部材３１０、信号伝送部材３２０、比較分析部材３３０、表示部材３４０と太陽光発電パネル３６０を含む。信号伝送部材３２０は、受信された歪み信号を比較分析部材３３０に伝送し、比較分析部材３３０は、代表された応力値を表示部材３４０に伝送し、ディスプレイ３００における表示部材３４０に現われた数値がリアルタイム応力値である。太陽光発電パネル３６０は、光源の照射により電力を発生し、発生された電力を電源供給部材３１０に伝送し、電源供給部材３１０が接続線３５０を介してセンサネジ１００に位置する応力感知部材１２１に電力を供給する。

更に、本考案の他の実施形態に係る立体斜視図である図２を参照する。図２から分かるように、本実施形態では、センサネジ１００と、被覆接続部２００と、無線トランシーバ２２０と、ディスプレイ３００と、を備える。センサネジ１００は、ネジ頭部１１０と、ネジ山部１２０と、を含む。応力感知部材１２１は、ネジ山部１２０に設けられ、ネジ山部１２０の受けた応力を検知して、歪み信号を伝送する。ベース１１１は、ネジ頭部１１０に設けられ、少なくとも１つの第１の露出ピン１１２が設けられる。

被覆接続部２００に無線トランシーバ２２０及び複数の第２の露出ピン２１０が設けられる。被覆接続部２００がセンサネジ１００と被覆接続する場合、ベース１１１における第１の露出ピン１１２と被覆接続部２００における第２の露出ピン２１０とが接触して接続し、応力感知部材１２１によって伝送された歪み信号を、無線トランシーバ２２０によって歪み信号をディスプレイ３００に無線伝送する。無線トランシーバ２２０とディスプレイ３００との無線接続の方式としては、赤外線、ブルートゥース（登録商標）又は近距離無線通信（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ；ＮＦＣ）等によるものであってもよい。

ディスプレイ３００は、電源供給部材３１０、信号伝送部材３２０、比較分析部材３３０、表示部材３４０と太陽光発電パネル３６０を含む。信号伝送部材３２０は、受信された歪み信号を比較分析部材３３０に伝送し、比較分析部材３３０は、代表された応力値を表示部材３４０に伝送し、ディスプレイ３００における表示部材３４０に現われた数値がリアルタイム応力値である。太陽光発電パネル３６０は、光源の照射により電力を発生し、発生された電力を電源供給部材３１０に伝送し、電源供給部材３１０が無線トランシーバ２２０によってセンサネジ１００に位置する応力感知部材１２１に電力を供給する。

前記２つの実施形態のベース１１１が凹状となる様子を示す図３Ａを参照する。応力感知部材１２１がネジ山部１２０に設けられ、凹状のベース１１１がネジ頭部１１０に設けられる。上記の凹状のベース１１１に複数の第１の露出ピン１１２が設けられる。複数の第１の露出ピン１１２と応力感知部材１２１とは電気的に接続されて、この応力感知部材１２１がネジ山部１２０の受けた応力を検知する。

図３Ａの凹状のベース１１１と被覆接続部２００との嵌設接続を示す接続図である図３Ｂを参照する。被覆接続部２００がセンサネジ１００と被覆接続する場合、凹状のベース１１１における第１の露出ピン１１２と被覆接続部２００における第２の露出ピン２１０とは、接触して接続し、ディスプレイ３００に接続される接続線３５０を介して、応力感知部材１２１に検知された歪み信号を図１に示したディスプレイ３００に伝送する。

図３Ｃは、前記２つの実施形態のベース１１１が凸状となり、更に、凸状のベース１１１Ｃが形成される様子を示す。応力感知部材１２１がネジ山部１２０に設けられ、凸状のベース１１１Ｃがネジ頭部１１０から突出する。上記の凸状のベース１１１Ｃに複数の第１の露出ピン１１２が設けられる。複数の第１の露出ピン１１２と応力感知部材１２１とは電気的に接続されて、この応力感知部材１２１がネジ山部１２０の受けた応力を検知する。

前記実施形態の被覆接続部２００とディスプレイ３００との無線接続の実際操作模式図である図４を参照する。この図面では、ネジ応力感知装置が橋に用いられる。使用者は、予め被覆接続部２００を、応力値を検知しようとする橋の部分におけるセンサネジ１００に被覆接続し、検知必要な部分の付近に歩き、被覆接続部２００における無線トランシーバ２２０を介してディスプレイ３００に無線接続するだけで、ディスプレイ３００に当該部分のリアルタイム応力値が表示される。この操作方法では、１つのディスプレイ３００に複数の被覆接続部２００を組み合わせることで、その適用便利性及び配合柔軟性を向上させ、精密パーツの検査フローを大幅に簡略化することができる。

前記の応力感知部材１２１は、半導体構造であり、電界効果トランジスタ（ｍｅｔａｌ‐ｏｘｉｄｅ‐ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ‐ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＭＯＳＦＥＴ）の集積回路がよく使用され、半導体材料における伸張又は圧縮応力によって、電子又は正孔の移動度が補正されることがある。上記電界効果トランジスタは、グラフェン材料によってその特性を向上させることができる。前記の応力感知部材１２１は、ネジ山部１２０に設けられるシート状又は環状構造であってもよい。

前記被覆接続技術は、ベース１１１又はベース１１１Ｃによって、被覆接続部２００の軸方向と放射状を制限して、位置決めの効果を実現するものである。

要するに、本考案の被覆接続方式は、以下の利点を有する。一、快速着脱可能を実現でき、二、位置決め可能を実現でき、三、コスト低下を実現できる。また、ディスプレイ３００と被覆接続部２００との無線接続の技術によって、その適用便利性及び配合柔軟性を向上させ、精密パーツの検査フローを大幅に簡略化することができる。

本考案を実施形態で前述の通り開示したが、これは本考案を限定するためのものではなく、当業者であれば、本考案の精神と範囲から逸脱しない限り、各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の保護範囲は、実用新案登録請求の範囲で指定した内容を基準とするものである。

１００ センサネジ、
１１０ ネジ頭部、
１１１ ベース、
１１１Ｃ ベース、
１１２ 第１の露出ピン、
１２０ ネジ山部、
１２１ 応力感知部材、
２００ 被覆接続部、
２１０ 第２の露出ピン、
２２０ 無線トランシーバ、
３００ ディスプレイ、
３１０ 電源供給部材、
３２０ 信号伝送部材、
３３０ 比較分析部材、
３４０ 表示部材、
３５０ 接続線、
３６０ 太陽光発電パネル。

Claims (10)

1. 歪み信号を伝送するセンサネジと、
   前記センサネジを覆設する被覆接続部と、
   前記被覆接続部に接続されており、前記歪み信号を表示するディスプレイと、
   を備えることを特徴とするネジ応力感知装置。
2. 前記センサネジは、前記被覆接続部を嵌設結合するベースを含むことを特徴とする請求項１に記載のネジ応力感知装置。
3. 前記ベースは、凸状又は凹状であることを特徴とする請求項２に記載のネジ応力感知装置。
4. 前記ベースに少なくとも１つの第１の露出ピンが設けられており、前記被覆接続部に少なくとも１つの第２の露出ピンが設けられており、前記歪み信号を伝送するよう、前記第１の露出ピンが前記第２の露出ピンに接続されていることを特徴とする請求項２に記載のネジ応力感知装置。
5. 前記ディスプレイは、太陽光発電パネルを更に有することを特徴とする請求項１に記載のネジ応力感知装置。
6. 歪み信号を伝送するセンサネジと、
   前記センサネジを覆設する被覆接続部と、
   前記被覆接続部に設けられている無線トランシーバと、
   前記無線トランシーバに無線接続されており、前記歪み信号を表示するディスプレイと、
   を備えることを特徴とするネジ応力感知装置。
7. 前記センサネジは、前記被覆接続部を嵌設結合するベースを有することを特徴とする請求項６に記載のネジ応力感知装置。
8. 前記無線トランシーバは、赤外線、ブルートゥース（登録商標）又は近距離無線通信によって無線接続されていることを特徴とする請求項６に記載のネジ応力感知装置。
9. 前記ベースは、凸状又は凹状であることを特徴とする請求項７に記載のネジ応力感知装置。
10. 前記ベースに少なくとも１つの第１の露出ピンが設けられており、前記被覆接続部に少なくとも１つの第２の露出ピンが設けられており、前記歪み信号を伝送するよう、前記第１の露出ピンが前記第２の露出ピンに接続されていることを特徴とする請求項９に記載のネジ応力感知装置。

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