JP3719240B2 - ボルトの軸力測定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボルトの軸力を測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製品を実際に組み立てる際のボルトの軸力は、各ボルト又は製品にセンサを設けることが実際上不可能であるため、直接測定できない。他方、ボルトの締付トルクや締付角度等は、締付装置側にセンサを設けることで測定できる。よって、ボルトの回転に関わる特性（締付トルク、締付角度等）とボルト軸力との関係を予め求めておけば、それら締付トルクや締付角度等に基づいて、ボルトの軸力を推定することができる。そして、ボルトの軸力を測定する装置として、図７及び図８に示すものが知られている。
【０００３】
図７に示す装置Ｘは、被試験ボルトａに加わる軸力を油圧圧力に変換して検出するものである。すなわち、この装置ｘは、有底筒体状のシリンダｂと、その内部にスライド自在に装着されたピストンｃと、ピストンｃとシリンダｂとの相対回転を止めるピンｄと、ピストンｃとシリンダｂとで区画された圧力室ｅ内に充填されたオイルと、圧力室ｅに接続された圧力計ｆとを備え、被試験ボルトａをピストンｃ及びシリンダｂの穴を貫通させ、ボルト頭部ａ１をピストンｃの上面に着座させ、ボルト軸部ａ２に螺合させたナットｇをシリンダｂの下面に着座させ、被試験ボルトａを締め付けたときのボルト軸力が圧力室ｅに加わるようにしたものである。このボルト軸力は、圧力室ｅ内の受圧面積Ａに圧力計ｆの検出圧力Ｐを乗じて、算出される。
【０００４】
図８(a)に示す装置Ｙは、被試験ボルトａに加わる軸力によって円筒部材ｈに歪みを生じさせ、その歪量を歪ゲージｉで検出し、ボルト軸力を算出するものである。すなわち、この装置Ｙは、上下が蓋された円筒部材ｈと、円筒部材ｈの側面に貼付された歪ゲージｉとを備え、被試験ボルトａを上下の蓋ｈ１、ｈ２の穴を貫通させ、ボルト頭部ａ１を上蓋ｈ１の上面に着座させ、ボルト軸部ａ２に螺合させたナットｇを下蓋ｈ２の下面に着座させ、ボルト軸力によって円筒部材ｈの側面に歪みを生じさせるようにしたものである。このボルト軸力は、歪ゲージｉで検出された歪量に実負荷に基づいて求めた定数（Ｋ）を乗じて、算出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの装置Ｘ、Ｙでは、次のような問題が生じていた。
【０００６】
図７のタイプの装置Ｘでは、油圧作動油を使用するため、▲１▼油漏れに対する配慮が必要となる。▲２▼製造時に油圧系統へ作動油を封入し、エア抜き作業が必要となる。▲３▼油圧シールｋに比較的大きな摺動抵抗が発生するため、油圧への変換精度の低下が避けられない。▲４▼油圧のダンピングによって軸力応答速度が低くなるため、ボルト締付過程における過渡的軸力の検出は困難である。
【０００７】
また、図８(a)のタイプの装置Ｙでは、歪ゲージｉが貼付される円筒部材ｈの側面には、図８(b)に示すように、検出すべき軸方向の歪みｍのみならず、ボルト頭部ａ１の座面およびナットｇの座面によるネジリ歪みｎが同時に発生する。このため、歪ゲージｉの貼付方向および接続回路を工夫し、ネジリ歪ｎの圧縮成分ｎ１と引張成分ｎ２とをキャンセルし、軸方向の歪み成分ｍのみを検出している。しかし、かかる対策では、円筒部材ｈの不均一さや歪ゲージｉの貼付角度誤差に影響を受けやすく、精度向上に限界がある。
【０００８】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、高精度で再現性が良く応答性が高いボルトの軸力測定装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、所定間隔を隔てて配置された一対の挟持部材と、これら挟持部材の間に介在された圧縮型ロードセルとを備え、各挟持部材の挿通穴に挿通した被試験ボルトを締め付けて、そのボルト軸力を上記圧縮型ロードセルで測定するボルトの軸力測定装置であって、ボルト締付時における挟持部材同士の相対回動を防止すべく、いずれか一方の挟持部材に複数の廻止ピンを設けると共に、他方の挟持部材に各廻止ピンを夫々スライド自在に挿通する複数の廻止穴を設け、且つ、上記一対の挟持部材のうちの少なくとも一方と上記圧縮型ロードセルとの間に、スラスト方向の摩擦力を低減する低摩擦部材を介設したものである。
【００１０】
本発明によれば、被試験ボルトを締め付けたとき、挟持部材同士の相対回動が廻止ピンおよび廻止穴によって押さえられるので、挟持部材間に挟まれた圧縮型ロードセルのネジリ歪みが防止される。よって、圧縮型ロードセルには軸方向の歪みのみが生じ、ボルトの軸力を高精度で再現性良く測定できる。また、この装置は、ボルトの締め付けに対して剛性が高い構成となっているため、時定数の小さい即ち応答性が高い軸力測定ができ、ボルトの締付途中における軸力のリアルタイム測定が可能となる。
【００１１】
また、上記一対の挟持部材のうちの少なくとも一方と上記圧縮型ロードセルとの間に、スラスト方向の摩擦力を低減する低摩擦部材を介設することで、ボルトの締付時に、廻止ピンと廻止穴との隙間の範囲で各挟持部材が回動することで生じるスラスト力は、低摩擦部材によって逃がされるため、圧縮型ロードセルにネジリ歪みが生じることはなく、高精度となる。
【００１２】
また、上記複数の廻止ピンのうち一の廻止ピン以外の他の廻止ピンには、一の廻止ピンを中心とした仮想的な回動方向と直交方向にて、廻止穴との間に所定の隙間を生成する切欠部を設けてもよい。こうすれば、他の廻止ピンに設けられる切欠部は、一の廻止ピンを中心とした仮想的な回動方向と直交方向に位置されるので回動ガタとはならず、且つ各廻止ピンと各廻止穴との挿通を容易にする。
【００１３】
また、上記各挟持部材は、被試験ボルトの挿通穴を有する穴ブロックとそれ以外の本体ブロックとからなり、穴ブロックが本体ブロックに着脱可能に取り付けられていてもよい。こうすれば、穴ブロックの材質を実際にボルトが締結されるワークと同じ材質にすることにより、実製品に近いボルト締付の評価（締付トルクと軸力との関係等）ができる。
【００１４】
また、上記被試験ボルトの中間に引張型ロードセルを介設し、該引張型ロードセルの出力値に基づいて上記圧縮型ロードセルの出力値を較正するための演算部を設けてもよい。
【００１５】
こうすれば、被試験ボルトを締め付けると、直列に配置された圧縮型ロードセルと引張型ロードセルとには等しい軸力（圧縮軸力、引張軸力）が加わる。そして、一般に圧縮型ロードセルよりも引張型ロードセルの方が測定精度が高い。従って、演算部によって引張型ロードセルの出力値に基づいて圧縮型ロードセルの出力値を較正し、以降、その較正データを用いることで、圧縮型ロードセルを用いたボルト軸力の測定精度を、引張型ロードセルを用いたものと同程度に高めることができ、測定精度が向上する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１７】
図１は本実施形態に係るボルトの軸力測定装置の側断面図（図２のI-I線断面図）を示し、図２は上記装置の平面図を示し、図３は図１のIII-III線断面図を示す。
【００１８】
図１に示すように、このボルトの軸力測定装置１は、所定間隔を隔てて上下平行に配置された一対の挟持部材２、３と、これら挟持部材２、３の間に介在された圧縮型ロードセル４とを備え、上下の挟持部材２、３を被試験ボルト５で締め付けたときのボルト軸力を、圧縮型ロードセル４で測定するものである。
【００１９】
この装置１の特徴は、下側挟持部材３に２本の廻止ピン６ａ、６ｂを設けると共に、上側挟持部材２に各廻止ピン６ａ、６ｂを夫々スライド自在に挿通する２個の廻止穴７ａ、７ｂを設け、ボルト締付時における挟持部材２、３同士の相対回動を防止することで、圧縮型ロードセル４に生じ得るネジリ歪みを押さえるようにした点にある。
【００２０】
先ず、上側挟持部材２について説明する。上側挟持部材２は、図２にも示すように、被試験ボルト５の挿通穴８を有する穴ブロック９と、それ以外の部分を構成する本体ブロック１０とを備える。本体ブロック１０は、長方形状の第１プレート１１と、その中央部に開けられた穴に装着されてボルト１２で締結された円形状の第２プレート１３とを有する。第１プレート１１には、廻止穴７ａ、７ｂが設けられている。
【００２１】
これら廻止穴７ａ、７ｂは、図例では、穴ブロック９の被試験ボルト用の挿通穴８を挟んで左右対称に配置されているが、この穴配置・穴数に限られることはない。すなわち、廻止穴７ａ、７ｂは、そこに挿入される廻止ピン６ａ、６ｂと協働して、下側挟持部材３に対する上側挟持部材２の相対回動を押さえることを目的としているため、２個以上であればその穴配置は限定されない。
【００２２】
上記第２プレート１３の下面には、中央部に穴を有する中間プレート１４がボルト１５で締結されている。中間プレート１４の下面には、低摩擦部材としてのオイレスメタル１６がボルト１７で締結されている。オイレスメタル１６は、中央部に穴が開けられた円板からなり、その下面に固体潤滑剤（カーボン粉等）が充填された複数の凹部を有する。オイレスメタル１６の下面は、圧縮型ロードセル４の上面に接する。
【００２３】
また、第２プレート１３には、穴ブロック９を装着するための円穴１８が、形成されている。円穴１８の内周面には、円柱状の廻止部材１９が係合される凹部２０が円弧状に形成されている。穴ブロック９は、円板（円柱）からなり、その側面に廻止部材１９が係合される凹部２１が円弧状に形成され、中央部に被試験ボルト５の挿通穴８が形成されている。
【００２４】
穴ブロック９は、実際にボルトが締結されるワークと同じ材質および表面処理（表面粗さ）が施されており、被試験ボルト５の頭部５ａが着座したときに、同じ締付状態が模擬されるようになっている。この穴ブロック９は、本体ブロック１０の円穴１８に相互の凹部２０、２１の位置を合わせて装着され、凹部２０、２１に嵌め込んだ廻止部材１９をボルト２２で中間プレート１４に締結することで、本体ブロック１０に対する回転が防止される。
【００２５】
次に、下側挟持部材３について説明する。下側挟持部材３は、図１及び図３に示すように、被試験ボルト５の軸部５ｂが螺合されるネジ穴２３を有する穴ブロック２４（以下タップブロック２４という）と、それ以外の部分を構成する本体ブロック２５とからなる。本体ブロック２５は、長方形状の第１プレート２６と、その中央部に開けられた穴に装着されてボルト２７で締結された円形状の第２プレート２８とを有する。
【００２６】
第１プレート２６には、廻止ピン６ａ、６ｂが設けられている。各廻止ピン６ａ、６ｂの先端部は、上側挟持部材２に設けた廻止穴７ａ、７ｂに、スライド自在に挿通される。各廻止ピン６ａ、６ｂは、図例では、タップブロック２４に形成された被試験ボルト５のネジ穴２３を挟んで左右対称に配置されているが、上記廻止穴７ａ、７ｂと同様の理由によりこのピン配置・ピン数に限られることはない。
【００２７】
図１及び図２にて、左側の廻止ピン６ａの先端部と廻止穴７ａとは、円形ピンと円形穴とからなり、相互に軸方向にスライド可能な狭い隙間Ａが設定されている。他方、右側の廻止ピン６ｂの先端部と廻止穴７ｂとには、左側の廻止ピン６ａを中心とした仮想的な回動方向（ａ方向）には上記隙間Ａと同じ隙間Ａが設定され、その回動方向と直交方向には上記隙間Ａよりも広い所定の隙間Ｂが設定されている。
【００２８】
すなわち、右側の廻止ピン６ｂの先端部は、上記回動方向には廻止穴７ｂとの間に隙間Ａを生成するための円弧部２９を有すると共に、それと直交方向には廻止穴７ｂとの間に隙間Ｂを生成するための切欠部３０を有し、断面ダイヤ型のピンとなっている。また、右側の廻止穴７ｂは、左側と同様に円形穴からなる。
【００２９】
第１プレート２６の上面には、中央部に穴を有する中間プレート３１がボルト３２で締結されている。中間プレート３１の上面には、圧縮型ロードセル４がボルト３３で締結されている。圧縮型ロードセル４は、中央に被試験ボルト４の挿通穴３４を有し、その下面外周部が中間プレート３１に接し、上面内周部がオイレスメタル１６に接し、圧縮により生じた歪みを電気信号に変換するものである。
【００３０】
第２プレート２８には、タップブロック２４を装着するための円穴３５が、形成されている。円穴３５の内周面には、円柱状の廻止部材３６が係合される凹部３７が円弧状に形成されている。タップブロック２４は、円板（円柱）からなり、その側面に廻止部材３６が係合される凹部３８が円弧状に形成され、中央部に被試験ボルト５のネジ穴２３が形成されている。
【００３１】
タップブロック２４は、実際にボルトが締結されるワークと同じ材質からなり、ネジ穴２３に被試験ボルト５の軸部５ｂがねじ込まれたとき同じ締付状態が模擬されるようになっている。このタップブロック２４は、本体ブロック２５の円穴３５に相互の凹部３７、３８の位置を合わせて装着され、凹部３７、３８に嵌め込んだ廻止部材３６をボルト３９で中間プレート３１に締結することで、本体ブロック２５に対する回転が防止される。
【００３２】
第２プレート２８には、タップブロック２４の落下を押さえる金具４０が、ボルト４１によって締結されている。また、第１プレート２６は、支柱４２を介して基盤４３に固定されている。また、上側挟持部材２の第１プレート１１の左右には、ハンドル４４が設けられている。作業員は、このハンドル４４を掴んで、上側挟持部材２の廻止穴７ａ、７ｂを下側挟持部材３の廻止ピン６ａ、６ｂに挿通することになる。
【００３３】
本実施形態の作用を述べる。
【００３４】
本装置１を用いてボルト軸力を測定するときには、先ず、被試験ボルト５を上側挟持部材２の穴ブロック９の挿通穴８に挿通させて、ボルト軸部５ｂを下側挟持部材３のタップブロック２４のネジ穴２３にねじ込み、ボルト頭部５ａを上側挟持部材２の穴ブロック９の上面に着座させる。そして、ボルト頭部５ａを公知のナットランナー等によって回転角度・トルク等を検出しつつ回転させて軸部５ｂをねじ込んでいき、圧縮型ロードセル４に圧縮応力を加えていく。
【００３５】
このとき、上側挟持部材２の本体ブロック１０には、ボルト頭部５ａ、穴ブロック９および廻止部材１９を介して締付けの際のトルクが加わり、下側挟持部材３の本体ブロック２５には、ボルト軸部５ｂ、タップブロック２４および廻止部材３６を介して締付けの際のトルクが加わるため、上下の挟持部材２、３が相対回動しようとするが、かかる相対回動は各廻止ピン６ａ、６ｂおよび廻止穴７ａ、７ｂによって押さえられる。
【００３６】
すなわち、上側挟持部材２及び下側挟持部材３の各本体ブロック１０、２５に加わったトルクは、各廻止ピン６ａ、６ｂおよび廻止穴７ａ、７ｂによって吸収されるため、これら挟持部材２、３間に挟まれた圧縮型ロードセル４に伝達されない。よって、圧縮型ロードセル４には、ネジリ歪みが生じることはなく、軸方向の歪みのみが生じる。従って、ネジリ歪みの影響を受けることなく、ボルト５の軸力を高精度で、再現性良く測定できる。
【００３７】
ここで、厳密には、ボルト５の締付時に、廻止ピン６ａ、６ｂと廻止穴７ａ、７ｂとの隙間Ａの範囲で上側挟持部材２が下側挟持部材３に対して回動するため、これに伴って上側挟持部材２とロードセル４との間には極く小さなスラスト力が生じることになるが、このスラスト力はオイレスメタル１６がロードセル４の上面を滑ることにより、逃がされる（低減される）。よって、ロードセル４に隙間Ａに基づくネジリ歪みが生じることはなく、高精度が確保される。
【００３８】
また、図１及び図２に示すように、右側の廻止ピン６ｂの先端部には、左側の廻止ピン６ａを中心とした仮想的な回動方向に隙間Ａを生成するための円弧部２９が形成され、それと直交方向に隙間Ｂ（Ｂ＞Ａ）を生成するための切欠部３０が設けられているので、双方の廻止ピン６ａ、６ｂを中心とした相対的な回動ガタを隙間Ａ（上下方向のスライドに必要な最小限の隙間）に抑えつつ、隙間Ｂによって各廻止ピン６ａ、６ｂと各廻止穴７ａ、７ｂとの挿通作業（作業員がハンドル４４を掴んで行う）を容易にできる。
【００３９】
また、被試験ボルト５のボルト頭部５ａが着座される穴ブロック９と、ボルト軸部５ｂがねじ込まれるタップブロック２４とは、実際にボルト５が締結されるワークと同じ材質・穴径となっているので、実製品に近いボルト締付の評価（締付トルクと軸力との関係等）が可能となる。また、各種ボルトのサイズやワークに対する締結箇所に応じて、材質・穴径違いの穴ブロック９及びタップブロック２４に適宜交換することで、装置１の汎用性が高まる。
【００４０】
また、図１に示すタップブロック２４を上側挟持部材２に用いた穴ブロック９（ネジ穴２３の代わりにボルト挿通穴８が形成されたブロック）と同様のものに代え、その穴ブロック９のボルト挿通穴８を貫通した被試験ボルト５の軸部５ｂに図示しないナットを螺合させ、着座させてもよい。これにより、ボルト５をネジ締めするときの軸力を測定できるのみならず、ボルト５をナット締めするときの軸力も測定できる。
【００４１】
変形例を図４に示す。
【００４２】
図４(a)は、図１乃至図３に示す装置１の穴ブロック９とタップブロック２４とを取り外し、代わりに比較的小径で且つ全長の短いボルト５０の軸力を測定するためのアタッチメントを装着したものの部分断面図を示し、図４(b)は図４(a)の底面図を示す。
【００４３】
図１と図４とを比較すれば明らかなように、図１に示す上側挟持部材２の円穴１８から穴ブロック９が取り外され、代わりに図４に示すように薄い穴ブロック９ｘが装着されている。薄型穴ブロック９ｘは、図１のタイプと同様に、廻止部材１９をボルト２２で固定することで、回転不能に固定されている。
【００４４】
また、図１に示す下側挟持部材３の円穴３５からタップブロック２４が取り外され、代わりに図４に示すように薄いタップブロック２４ｘが装着されている。薄型タップブロック２４ｘは、円穴３５に挿入される円板部４５と、円板部４５にボルト４６で固定されたタップ部４７とからなる。円板部４５は、図１のタップブロック２４と同様に、廻止部材３６をボルト３９で締結することで、回転不能に固定されている。
【００４５】
タップ部４７は、円板部４５に形成された溝４８に係合する凸部４９を有し、円板部４５に対して回転不能となっている。タップ部４７の頂部には、被試験ボルト５０が螺合されるネジ穴５１が形成されている。被試験ボルト５０は、薄型穴ブロック９ｘのボルト挿通穴８０に挿通され、そのボルト頭部が薄型穴ブロック９ｘの上面に着座され、ボルト軸部が薄型タップブロック２４ｘのタップ部４７のネジ穴５１に螺合される。
【００４６】
タップ部４７の頂面と薄型穴ブロック９ｘの下面との間には、被試験ボルト５０の締込代となる所定の隙間が設定されている。この構成によれば、被試験ボルト５０を公知のナットランナー等でねじ込むことで、上記隙間の範囲で、上側挟持部材２が下側挟持部材３に近接し、それらの間に挟まれた圧縮型ロードセル４に圧縮歪みが生じる。よって、被試験ボルト５０の軸力を測定できる。
【００４７】
この際、上側挟持部材２の下側挟持部材３に対する相対回動が廻止ピン６ａ、６ｂ及び廻止穴７ａ、７ｂ（図１参照）によって押さえられるため、圧縮型ロードセル４のネジリ歪みが抑えられ、ネジリ歪みに基づくボルト軸力の測定誤差を小さくできる点は、前実施形態と同様である。また、その他の作用効果も、前実施形態と同様となる。
【００４８】
ところで、図１乃至図４に示す装置１に用いる圧縮型ロードセル４は、定期的に荷重−出力の関係をチェックし、信頼性を確保する必要がある。しかし、ボルト５の軸力値は、数トンに及ぶため、錘を載せる等のチェック方法は困難である。そこで、本発明者は、比較的経時変化が少なく精度が高い引張型ロードセルを直列に接合し、圧縮型ロードセル４の出力値を簡易に較正できる装置を創案した。
【００４９】
すなわち、本発明者は、一般に引張型ロードセルの方が圧縮型ロードセル４よりも測定誤差が小さいことに着目し、図１乃至図４に示す装置１に別のアタッチメントを取り付けることにより、圧縮型ロードセル４に引張型ロードセル６０を直列に配置して双方のロードセル４、６０に等しい軸力が掛かるようにし、圧縮型ロードセル４の出力値を引張型ロードセル６０の出力値に基づいて較正する装置１ａを創案した。
【００５０】
かかる装置１ａの概要を図５及び図６に示す。図中、図１乃至図４に示す部品と同一の部品については、同じ符合を付して説明を省略する。図５に示すように、上側挟持部材２の円穴１８には、穴ブロック９が取り外されて、代わりに下部プレート６１が装着されている。下部プレート６１の中央には、穴が形成されている。下部プレート６１には、柱部材６２を介して上部プレート６３が取り付けられている。上部プレート６３の中央には、穴が形成されている。
【００５１】
また、図５に示す下側挟持部材３の円穴３５には、図１に示すタップブロック２４が取り外されて、代わりに穴ブロック９が装着されている。この穴ブロック９は、図１に示す上側挟持部材２の穴ブロック９と同様のものが用いられ、ボルトの挿通穴８を有する。
【００５２】
これらの穴には、被試験ボルトとして、テンションロッド体６４がスライド自在に挿通される。テンションロッド体６４は、上部プレート６３と下部プレート６１との間に配置された引張型ロードセル６０と、引張型ロードセル６０の上部のネジ穴にねじ込まれてナット６５で固定された上部タイロッド６６と、引張型ロードセル６０の下部のネジ穴にねじ込まれてナット６７で固定された下部タイロッド６８とからなる。上部タイロッド６６と下部タイロッド６８とは、一直線上に配置されている。
【００５３】
上部タイロッド６６の上部に形成されたネジ部には、ナット６９が螺合されている。ナット６９と上部プレート６３の上面との間には、球面座金７０が介設されている。球面座金７０は、上部タイロッド６６が引っ張られたとき、各部品のアライメントの誤差に基づいて上部タイロッド６６に曲げが生じないように、上部タイロッド６６の首振りを許容するものである。
【００５４】
下部タイロッド６８の下部に形成されたネジ部には、ナット７１が螺合されている。ナット７１と下側挟持部材３の下面との間には、球面座金７２が介設されている。球面座金７２は、下部タイロッド６８が引っ張られたとき、各部品のアライメントの誤差に基づいて下部タイロッド６８に曲げが生じないように、下部タイロッド６８の首振りを許容するものである。
【００５５】
引張型ロードセル６０の上部には、ナット６９を締め付けたときの引張型ロードセル６０の回転を押さえるため、ガイドブロック７３が取り付けられている。ガイドブロック７３は、引張型ロードセル６０の上部に回転不能に被嵌されたキャップ部７４と、キャップ部７４の上部に設けられ図６に示すように上部プレート６３の両縁を挟むように延出された回転止部７５とを有する。なお、キャップ部７４の内面と引張型ロードセル６０の上部の外面とは、回転不能となるように断面多角形状に形成されている。
【００５６】
引張型ロードセル６０と圧縮型ロードセル４とには、引張型ロードセル６０の出力値に基づいて圧縮型ロードセル４の出力値を較正してそのデータを記憶・表示等する演算部７６（コンピュータ等）が接続されている。なお、圧縮型ロードセル４の出力値は、廻止ピン６ａ、６ｂ及び廻止穴７ａ、７ｂやオイレスメタル１６の作用により、ネジリ歪みの影響が排除される点は、図１乃至図３で説明した通りである。
【００５７】
以上の装置によれば、テンションロッド体６４の上部のナット６９を公知のナットランナー等で締め付けると、一直線上に直列に配置された圧縮型ロードセル４と引張型ロードセル６０とには等しい軸力（圧縮軸力、引張軸力）が加わる。
【００５８】
すなわち、引張型ロードセル６０には、テンションロッド体６４が上部プレート６３と下側挟持部材３とで引っ張られるため、引張軸力が加わる。他方、圧縮型ロードセル４には、上側挟持部材２が上部プレート６３と柱部材６２と下部プレート６１とを介して下方に押され、下側挟持部材３との間に挟まれることで、圧縮軸力が加わる。そして、圧縮型ロードセル４と引張型ロードセル６０とは、一直線上に配置されているので、等しい軸力が加わる。
【００５９】
そして、圧縮型ロードセル４よりも引張型ロードセル６０の方が一般的に測定精度が高い。よって、演算部７６によって引張型ロードセル６０の出力値に基づいて圧縮型ロードセル４の出力値を較正し、以降、図１乃至図４に示す装置１を使用する際に、その較正データを用いることで、圧縮型ロードセル４を用いたボルト軸力の測定精度を、引張型ロードセル６０を用いたものと同程度に高めることができ、測定精度が向上する。
【００６０】
この較正データは、図５及び図６に示すような簡易な装置１ａによって取得できるので、低コストで測定精度の向上が可能となる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るボルトの軸力測定装置によれば、高精度で再現性が良く応答性が高いボルトの軸力測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るボルトの軸力測定装置の側断面図（図２のI-I線断面図）である。
【図２】上記装置の平面図である。
【図３】図１のIII-III線断面図である。
【図４】図４(a)は図１の装置の変形例を示す部分側断面図であり、図４(b)は図４(a)の底面図である。
【図５】図１の装置に圧縮型ロードセルの出力値を簡易に較正できるアタッチメントを装着したものの側断面図である。
【図６】図５の平面図である。
【図７】従来例を示す説明図である。
【図８】別の従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ボルトの軸力測定装置
２ 上側挟持部材
３ 下側挟持部材
４ 圧縮型ロードセル
５ 被試験ボルト
６ａ 廻止ピン
６ｂ 廻止ピン
７ａ 廻止穴
７ｂ 廻止穴
８ 挿通穴
９ 穴ブロック
１０ 本体ブロック
１６ 低摩擦部材としてのオイレスメタル
２３ 挿通穴
２４ 穴ブロックとしてのタップブロック
２５ 本体ブロック
３０ 切欠部
３４ 挿通穴
６０ 引張型ロードセル
７６ 演算部

Claims (4)

1. 所定間隔を隔てて配置された一対の挟持部材と、これら挟持部材の間に介在された圧縮型ロードセルとを備え、各挟持部材の挿通穴に挿通した被試験ボルトを締め付けて、そのボルト軸力を上記圧縮型ロードセルで測定するボルトの軸力測定装置であって、ボルト締付時における挟持部材同士の相対回動を防止すべく、いずれか一方の挟持部材に複数の廻止ピンを設けると共に、他方の挟持部材に各廻止ピンを夫々スライド自在に挿通する複数の廻止穴を設け、且つ、上記一対の挟持部材のうちの少なくとも一方と上記圧縮型ロードセルとの間に、スラスト方向の摩擦力を低減する低摩擦部材を介設したことを特徴とするボルトの軸力測定装置。
2. 上記複数の廻止ピンのうち一の廻止ピン以外の他の廻止ピンには、一の廻止ピンを中心とした仮想的な回動方向と直交方向にて、廻止穴との間に所定の隙間を生成する切欠部を設けた請求項１記載のボルトの軸力測定装置。
3. 上記各挟持部材は、被試験ボルトの挿通穴を有する穴ブロックとそれ以外の本体ブロックとからなり、穴ブロックが本体ブロックに着脱可能に取り付けられている請求項１又は２記載のボルトの軸力測定装置。
4. 上記被試験ボルトの中間に引張型ロードセルを介設し、該引張型ロードセルの出力値に基づいて上記圧縮型ロードセルの出力値を較正するための演算部を設けた請求項１から３いずれかに記載のボルトの軸力測定装置。

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