JP4054898B2 - ボルト軸力の測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ボルトの締め付けの良否を判定する為の超音波を利用したボルト軸力の測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来ボルト軸力の測定方法は、トルク法や回転角法を用いられることが多いが、主としてトルク係数が正確に定まらないため、正確な軸力が導入されない場合がある。また、ボルトの保守点検時にトルクレンチを用いて、ボルトが回転し始めるときのトルク値から、ボルト軸力を測定する方法は、前述した理由から正確でないことが多い。
【０００３】
そこで、ボルトの軸方向の超音波の伝搬時間の変化を求めボルトの軸力及び伸びを求めたり、ボルトの軸方向の超音波の縦波と横波の音速比より軸力を求めたり、磁気音弾性法により軸力を非破壊的に求める方法が実現されている（図１７（ａ）。
【０００４】
しかし、それらの方法では、ボルトの端面の精密仕上・ボルト頭部のマーク削除・精密な音速測定が必要があり、現場での測定は不可能に近い。
【０００５】
そこで、従来の方法に代わり、ナット対向面の超音波の透過パルスの大きさからボルトの軸力を求めることを試み、実用的で信頼性のある方法であることを確認してきた（図１７（ｂ））。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、鉄塔に適用する場合、測定するナット部に緩み止めのナットがついたりイタリングという緩み止めがついたりすることがある。このため、センサーがナット部に挿入できず軸力を測定するために緩み止めを外す必要があった。
【０００７】
また、一般に、探触子の接触媒質としてグリセリンが必要であり、これを供給する装置が別途必要となっていた。また、測定後にナットからグリセリンを除去しなければボルトナットの腐食の原因となっていた。
【０００８】
また、ナット面と探触子の距離が一定にならず、測定誤差が生じるおそれもあった。とりわけ、塗装膜の厚いナットでは、顕著であった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
然るにこの発明では、測定腕の先端部に探触子を設けると共にケース筒で測定腕を可動させて測定装置を構成したので、前記問題点を解決した。
【００１０】
即ちこの発明は、基筒の先端部に、先端に探触子を設けた少なくとも１対の測定腕の基端部を取付け、該測定腕を囲うように円筒状のケースを、前記基筒に沿って摺動可能に配置してなり、前記測定腕は、対向する先端部内面に、高分子化合物からなる皮膜を形成した探触子の測定面を形成し、前記ケースの先端部内側に、ケースの摺動により前記一対の測定腕の測定面が近づくような可動を案内できる案内手段を形成したことを特徴とするボルト軸力の測定装置である。
【００１１】
また、前記において、測定腕は、基端部と先端部との間に中間部を有し、対向する測定腕の中間部間にに、障害物収容スペースを形成することが望ましい。また、基筒の先端に取付鍔を形成し、障害物収容スペース内に配置される補助リングを着脱容易に、取り付けることが望ましい。また、測定腕は、先端部に内側に膨出する膨出部を有し、該膨出部に開口を形成し、該開口に出没する探触子を取りつけ、該探触子は内面に測定面を形成し、外面にケース内面の案内手段に対応したローラーを取付けることが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
基筒１内にセンサー取付筒８を回動摺動自在に取付ける。基筒１内のセンサー取付筒８の先端部１０に、探触子２１を設けた３対の測定腕１３の基端部１４を取付ける。測定腕２１は先端部１６に内方に向けた膨出部１７を有し、膨出部１７の開口１８内に、出没可能に探触子２１が遊嵌されている。探触子２１の内面には高分子化合物で被覆された測定面２２が形成されている。また、１対の測定腕１３、１３は、先端部１６が離接するように開閉自在に取り付けられている。
【００１３】
基筒１の外側に測定腕１３、１３を囲うように円筒状のケース筒２８を、基筒１に沿って摺動可能に配置する。測定腕１３の先端部１６は、ケース筒２８の摺動により測定面２２が近づくように案内される。
【００１４】
基筒１内で、測定腕１３、１３の中間部１５、１５間に障害物収容スペース４４を形成し、基筒１の先端に取付鍔４を有し、障害物収容スペース４４内に配置される補助リング３７を取付鍔４に着脱自在に固定できる。
【００１５】
以上のようにして、構成されるボルト軸力の測定装置３５は、ボルト４５に反転防止用のナット４８が螺合された場合であっても、障害物収容スペース４４内にナット４８を収容して、ナット４７に測定面２２を押しあて軸力測定ができる。また、反転防止用のナット４８が無いボルト４５では、補助リング３７を取付て同様に軸力測定ができる。
【００１６】
【実施例１】
図面に基づきこの発明の実施例を説明する。
【００１７】
円筒状の基筒１の基端部２側に把持部を形成し、先端側に前記基筒１の外径より内径が大きい円筒状のセンサー取付筒８を、ボールベアリング１２を介して、回動自在に取り付ける。
【００１８】
前記センサー取付筒８の基端部９内側に、３対の測定腕１３、１３の基端部１４を基筒１の軸に対して、直径対称に取付ける（図３（ａ））。前記測定腕１３は、基端部１４の軸１１により、対応する両測定腕１３、１３の先端部１６、１６が離接するように回動可能となっている。また、前記センサー取付筒８と測定腕１３との間に介装されたバネ７により、対応する両測定腕１３、１３の先端部１６、１６が離れる方向に付勢されている。
【００１９】
前記測定腕１３は、先端部１６に内側に向けた膨出部１７を形成し、該膨出部１７に基筒１の直径方向の開口１８を形成する。前記各測定腕１３の開口１８内に、測定面２２が対向するように探触子（センサー）２１を遊嵌する。前記探触子２１は、一面（測定腕の膨出側）に密着性を高めた高分子材料（例えば、シリコンゴム）を貼り付けた測定面２２を形成し、対向他面２３に支持片２４、２４を並列して突設し、該支持片２４、２４間にローラー２５を架設する（図４（ａ）（ｂ））。
【００２０】
前記探触子２１は、前記開口１８から外側に脱落しないように、前記膨出部１７の外面に、平面コ字状の制御板（弾性を有する材料からなる）１９を取り付ける。前記制御板１９の開口（切欠）２０から両支持片２４、２４が突出し、前記探触子２１の他面（上面）２３と制御板１９の中央部が固定されている。前記制御板１９の両端部と膨出部１７の他面との距離Ｌ1 は、ばね２６を嵌装したねじ２７、２７で調節できるようになっている（図４）。また、探触子２１は、ばね２６により放射方向（外側。図４（ｂ）矢示５２方向）に付勢されている。
【００２１】
また、前記基筒１の先端３には取付鍔４が形成され、該取付鍔４には、補助筒固定用の溝５、ビス孔（螺孔）６、６が形成されている（図３）。
【００２２】
また、前記基筒１の外側にケース筒２８を、軸方向に摺動自在に嵌装する。前記ケース筒２８の基端側は、前記基筒１の基端部２に沿うよう細径部２９を形成し、先端側が測定腕１３、１３の外側を覆うように大径部３０が形成されている。また、ケース筒２８は基筒１との間にバネ３１が介装され、ケース筒２８を基筒１の基端部２側に（測定腕１３の先端部が露出するように）付勢されている。また、ケース筒２８の大径部３０の先端側内面はテーパー３２が形成され、測定腕１３、１３を中心側への押圧する際の案内となる。
【００２３】
以上のようにして、ボルト軸力測定装置３５を構成する（図１）。前記において、測定腕１３の膨出部１７、１７内面間の距離Ｄ2 が測定できるナット径に対応している。また、前記において、基筒１の先端３より先であって、測定腕１４の膨出部１７までの間（測定腕１３の中間部１５。距離Ｌ3 ）が障害物収容スペース４４を構成し、取付鍔４の外径Ｄ1 程度の外径の障害物（ダブルナット、イタリングなど）を回避できる（図１、図３（ａ））。
【００２４】
また、障害物収容スペース４４に配置できる補助リング３７を組合わせる。補助リング３７は、一面３８が基筒１の取付鍔４に密着できる形状であり、溝５に対応した突条４０が形成され、他面３９は、溝４１を有し取付鍔４と同一に形成されている。また、取付鍔４の螺孔６に連通する透孔４２、４２が穿設され、透孔４２の他面３９側には作業用のドライバー類を挿通できる大径部４３を形成してある（図５）。
【００２５】
この補助リングは、障害物が距離Ｌ3 より小さい場合に、障害物収容スペース４４を埋める為のものであり、例えば、厚さＤ2 は、８ｍｍ、１２ｍｍ、１４ｍｍの３種類を用意し、単独又は複数を組み合わせて使用する。
【００２６】
次に、前記実施例に基づくこの発明のボルト軸力測定装置３５の使用について説明する。
【００２７】
使用しない時には、ケース筒２８はバネ３１に付勢され、測定腕１３、１３の膨出部１７は、ケース筒２８の先端３３から突出している（図２）。また、測定腕１３、１３はバネ７により、開いた状態になっている。
【００２８】
ボルトの軸４６にナット４７が螺合締結された軸力を測定する。廻り防止用の補助ナット４８が螺合されている。補助ナット４８の厚さが障害物収容スペースと同等であれば、補助リング３７は使用しない。
【００２９】
ナット４７の外側に測定腕１３の膨出部が位置するように、測定装置３５を嵌装する。この際、補助ナット４８が基筒１の取付鍔４に当設する（図２）。
【００３０】
続いて、ケース筒２８を矢視４９方向に摺動させ（図２）、テーパー３２を測定腕１３のローラー２５に当設する（図４（ｂ））。更に、ケース筒２８を摺動させると、テーパー３２に沿って、膨出部１７はバネ７に抗して矢視５０方向に移動し（図４（ｃ））、更に探触子２１は、バネ２６、制御板１９に抗して、開口１８内を矢示５０方向に摺動して（図４（ｃ））、測定面２２は膨出部１７の内面１７ａから突出して、ナット４７の表面に密着押圧される（図１、図４（ｃ））。これにより、正確なボルト軸力の測定が可能である。１対の測定腕１７の一方の探触子２１から超音波を発信して他方の探触子で受信して、透過パルスの大きさを測定して、予め比較しておいたひずみ測定の軸力などに対応させて、ボルト軸力を求める。
【００３１】
また、補助ナット４８が取り付けられていないボルトの場合には、取付鍔４に補助リング３７ａ、３７ｂを重ね、透孔４２、４２に細いビスを挿通して、取付鍔４の螺孔６に螺合する（図６）。前記補助ナット４８のある場合と同様に、測定腕１３、１３をナット４７に嵌装する。この状態で、ナット４７と補助リング３７ｂの他面３９とが密着している。続いて、ケース筒２８を摺動させ、同様にナット４７に探触子２１の測定面２２を密着押圧させて測定する。
【００３２】
【比較例】
前記実施例に基づくボルト軸力測定装置３５の有効性をボルトに貼り付けたひずみゲージで測定した軸力と比較することによって確認した。
【００３３】
１．実験方法
【００３４】
１−１ 試験片及び試験体
（1）ナット形対比試験片（材質：ＳＭ５７Ｑ、ナット形状に切削、表面状態：２５Ｓ、サイズ：Ｍ２４）
（2）ボルト試験体 図７に示す試験体を３組（１組にひずみゲージを貼り付けたＭ２４のダブルナットボルトを４本取付け）
【００３５】
１−２ 使用装置等
【００３６】
１−３ 実験方法
（1）試験治具にひずみゲージを貼り付けたボルト４５、４５を４本挿入し、ナット４７及び緩み止めのナット４８を手で締め付ける。このとき、ひずみ測定器の０点調整を行い、超音波ボルト軸力計のデータを読み取る。センサーをナットに挿入際はナット面に水スプレーで水滴を付着させる。
（2）緩み止めのナット４８を外し、トルクレンチによって、１５００ kgf・cmトルクで縮め付け、緩み止めナット４８を取りつけ、ひずみ測定器及び超音波ボルト軸力計のデータを読み取る。
（3）緩み止めのナット４８を外し、トルクレンチによって３０００ kgf・cmのトルクで締め付け、緩み止めナット４８を取りつけ、ひずみ測定器及び超音波ボルト軸力計のデータを読み取る。
（4）緩み止めのナット４８を外し、ＰＴレンチ設定によって軸力８ｔとし、緩み止めナット４８を取りつけ、ひずみ測定器及び超音波ボルト軸力計のデータを読み取る。
（5）緩み止めのナット４８を外し、ＰＴレンチ設定によって軸力１４ｔとし、緩み止めのナットを手で取りつける。このとき、ひずみ測定器及び超音波ボルト軸力計のデータを読み取る。
（6）以上の測定を３組の試験体について行う。
【００３７】
２．実験結果
【００３８】
（1）超音波ボルト軸力計の測定結果
超音波ボルト軸力計による測定結果を表１−１、１−２に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】
表１−１、１−２において、
記号CTOO1O−01〜CTOO1O−12 ：軸力０ｔ
記号CTOO11−01〜CTOO11−12 ：
トルクレンチでのトルク設定値が１５００ kgf・cm
記号CTOO12−01〜CTOO12−12 ：
トルクレンチでのトルク設定値が３０００ kgf・cm
記号CTOO13−01〜CTOO13−12 ：
ＰＴレンチの軸力設定８ｔ
記号CTOO14−01〜CTOO14−12 ：
ＰＴレンチの軸力設定１４ｔ
の場合を夫々表わす。
【００４２】
また、CH1 〜CH3 は１から３チャンネルの透過パルスの測定値、平均値は超音波ボルト軸力計のCH1 〜CH3 の測定値の平均値（小数点以下切り捨て）を示す。
【００４３】
測定に要した時間は、ボルト締付けや段取り替えも含み１２本×５条件＝６０回の測定に１３０分であった。
【００４４】
ひずみ測定による軸力値とその時に測定された超音波軸力計の透過パルスの大きさの関係を図９に示す。透過パルスの大きさから軸力を求める近似式を求めたグラフを図１０に示す。
【００４５】
また、ひずみ測定による軸力値と近似式をボルト軸力計に内蔵できる近似式
Ｙ＝−１．６８Ｘ＋６３．８
とし、透過パルスの大きさから求めた軸力の関係を図１１に示す。
【００４６】
ひずみ測定による軸力と透過パルスの大きさ（六角形の試験片の透過パルスの大きさを基準としたdB差）の関係はほぼ直線的な関係となり、その相関性は、
Ｒ2 ＝0．8953
とかなり強い相関関係となった。
【００４７】
さらに、ひずみ測定による軸力を真値とした場合の超音波ボルト軸力計の誤差を表２−１、２−２に示す。
【００４８】
【表３】
【００４９】
【表４】
【００５０】
（2）各種レンチの測定結果
各種レンチの設定値とひずみ測定による軸力測定結果を表３−１、３−２に示す。
【００５１】
【表５】
【００５２】
【表６】
【００５３】
トルクレンチの場合は、トルクから軸力を、計算式、
Ｎ＝Ｔ／（ｄ・ｋ）
より求めた。ただし、軸力Ｎ（ｔ）、トルクＴ（kgf ・cm）、ボルト径ｄ（mm）、トルク係数 ｋ＝０．３ とした。トルク係数ｋを０．３としたのはボルト締結に際してなたね油を使用しなかったためで、通常の０．１１〜０．１５の値より大きな値とした。
【００５４】
また、ＰＴレンチについては、設定したボルト軸力を与える油圧で動作が停止するようにし、その設定軸力をＰＴレンチの軸力とした。
【００５５】
ひずみ測定による軸力と各種レンチの設定値の関係は、図１２に示すように、ほぼ直線的な関係となり、その相関性は、
Ｒ2 ＝0．9276
と超音波ボルト軸力計の測定軸力より強い相関関係となった。ただし、近似曲線はトルクレンチとＰＴレンチの側定値を合わせたデータによって作成したが、グラフに示すようにトルクレンチとＰＴレンチでは傾向がやや異なった。
【００５６】
３．実験結果の考察
【００５７】
（1）超音波ボルト軸力計の判定結果
新型のセンサーと旧型センサーを比較した場合、軸力０ｔ以外ではほぼ同様の透過パルスの大きさとなったが、軸力０ｔの場合新型センサーの透過パルスの大きさが４０dB程度、旧型センサーの透過パルスの大きさが５０dBと、新型センサーの軸力０ｔの場合の透過パルスの大きさはかなり大きくなった。
【００５８】
これは、図１３、図１４に示すように、新型センサーの振動子（コンポジット振動子）を変更したため、やや波数が多く最短距離以外の透過パルスの大きさが大きくなったことが原因と考えられる。
【００５９】
しかしながら、軸力０ｔとひずみ測定による軸力５ｔ以上では明確な差があり確実に判別できる。
【００６０】
測定に要した時間は、ボルト締付けや段取り替えも含め１３０分であったが、各ボルトの測定のみの時間は３本で１分程度であり、旧型センサーと同様に２０秒程度で１本の測定が行えた。このことから、新型センサーでも従来のセンサーと同様の時間で測定が行えると考えられる。
【００６１】
透過パルスの大きさから軸力を求める近似式
Ｙ＝−１．６３Ｘ＋６３．８
は従来の近似式とやや異なるが、これは軸力０ｔの場合の透過パルスの大きさが旧型センサーに比較して新型センサーが１０dB程度大きいためと考えられる。
【００６２】
この近似式から求めた軸力のひずみ測定による軸力を真値とした場合の誤差を図１５、図１６に示す。標準偏差は、
トルク１５００ kgf・cm で、１．３０５ｔ
トルク３０００ kgf・cm で、２．２８４ｔ
ＰＴレンチ軸力８ｔで、１．７５０ｔ
ＰＴレンチ軸力１４ｔで、２．０３０ｔ
であり、各種レンチの設定と比較すると２倍程度になるが超音波ボルト軸力計の絶対値はほぼひずみ測定による測定値に近かった。これは、トルクレンチにおけるトルク係数の変動やＰＴレンチにおける油圧と軸力の関係の変動が超音波ボルト軸力計では無関係であるためと考えられる。
【００６３】
（2）各種レンチの測定結果
ひずみ測定による軸力と各種レンチの設定値の関係はほぼ直線的な関係であり、その相関性は、
Ｒ2 ＝0．9276
と超音波ボルト軸力計の測定軸力より強い相関関係となったが、これは絶対的なボルト軸力の正確さよりも、相対的なバラツキが小さかったためと考えられる。
【００６４】
また、図１２に示すようにトルクレンチとＰＴレンチでは傾向がやや異なったのは、トルクレンチとＰＴレンチではボルトに軸力を与える原理が異なるためと考えられる。
【００６５】
さらに、図１４、図１５に示すように、各種レンチと超音波ボルト軸力計の誤差の比較を行う各種レンチのバラツキは小さい。そのため、標準偏差は、
トルク１５００ kgf・cm で、０．７２４ｔ
トルク３０００ kgf・cm で、１．０８３ｔ
ＰＴレンチ軸力８ｔで、０．７９７ｔ
ＰＴレンチ軸力１４ｔで、１．０３８ｔ
であり、超音波ボルト軸力計の半分程度になった。しかしながら、設定軸力の絶対値は、ひずみ測定の軸力とかなり差があり、超音波ボルト軸力計より軸力の測定精度は低下する。
【００６６】
４．まとめ
ナット部の超音波の透過量からボルト軸力を求める超音波軸力計について実験を継続してきたが、今回、鉄塔に適用する場合問題となるダブルナットやイタリングを障害としない新型センサーを製作し実験を行った結果、必要な精度を確保でき、実用的であることが明らかになった。
【００６７】
以下に明らかになったことを記す。
【００６８】
（1）新型センサーで旧型センサーと同様に、透過パルスの大きさから近似式でボルト軸力を求めることができた。
（2）新型センサーの近似式は、
Ｙ＝−１．６３Ｘ＋６３．８
となり、旧型センサーの近似式と比べやや異なったが、これは軸力０ｔの場合の透過パルスの大きさが異なったことによる。
（3）新型センサーの超音波ボルト軸力計で軸力０ｔとひずみ測定による軸力５ｔ以上では明確な差があり確実に判別できる。
（4）測定時間は旧型センサーでも新型センサーでも変わりはなかった。
（5）メーカーが異なった場合やボルトとナットの間が腐食している場合やナットが腐食して表面が著しく粗い場合同様の実験結果が得られるかどうか確認する必要がある。
（6）超音波ボルト軸力計はトルクレンチやＰＴレンチと比較すると２倍程度のバラツキとなったが、測定軸力の絶対値は超音波ボルト軸力計の方が精度は高かった。
（7）各種レンチではトルク係数の変動や油圧と軸力の関係の変動で正しい軸力を導入できない場合があるものと考えられる。
（8）ボルトの保守点検ではトルク係数が不明なためトルクレンチでの軸力測定は不可能に近い。
また、現状では超音波ボルト軸力計の透過パルスの平均値は少数点以下を切り捨てているが、透過パルスの平均値を少数点以下１位まで求めると全般的に標準偏差小さくなり精度は向上した。
【００６９】
【発明の効果】
測定腕の先端部に探触子を設けると共にケース筒で測定腕を可動させたので、測定腕の中間部付近に、障害物収容スペースを構成でき、補助ナットを使用したダブルナットボルトやイタリングを使用したボルトであっても、探触子は補助ナット等を飛び越えて、締め付けたナットに密着でき有効な軸力の測定ができる効果がある。
【００７０】
また、筒状のケースの案内手段により一対の測定腕の測定面が近づくような可動を案内できるので、測定腕に高剛性の材料を使用しなくとも、測定腕の変形を防止して、探触子をナットに密着させることができる。従って、ナット表面に多少のゴミや錆の付着、厚い塗装膜、部分的な塗装の剥げが生じていても十分な超音波の送受が可能であり、測定対象のボルトの巾を広げる効果がある。
【００７１】
また、測定面に高分子材料からなる皮膜を形成したので、グリセリンなどの接触媒質を不要とし、ボルトの腐食を防止できる。
【００７２】
よって、総じて、超音波を利用したボルト軸力測定を簡易かつ正確に実施できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の軸力測定装置の縦断面図で、測定前を表す。
【図２】同じく軸力測定装置の縦断面図で、測定中を表す。
【図３】（ａ）は図１のＡ−Ａ線における断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図４】（ａ）はこの発明の軸力測定装置に使用する測定腕の拡大正面図で、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図で測定前を表し、（ｂ）は同じく測定中を表す。
【図５】（ａ）はこの発明の実施例に使用する補助リングの正面図で、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線における断面図である。
【図６】この発明の実施例で、補助リングを使用した実施例の軸力測定装置の縦断面図である。
【図７】この発明の比較例で、ナット対比試験片を表し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図を表す。
【図８】同じく比較例で、測定システムを表す概略した構成図である。
【図９】同じく比較例で、軸力と透過パルスの関係を表すグラフである。
【図１０】同じく比較例で、透過パルスから軸力を求める近似式のグラフである。
【図１１】同じく比較例で、ひずみ測定による軸力と近似式による軸力を表すグラフである。
【図１２】同じく比較例で、ひずみ測定による軸力と近似式による軸力を表すグラフである。
【図１３】同じく比較例で、新型センサーを使用した場合の超音波波形（透過パルス）で、（ａ）は六角形試験片、（ｂ）は軸力０ｔ、（ｃ）は締付けボルトを夫々表す。
【図１４】同じく比較例で、旧型センサーを使用した場合の超音波波形（透過パルス）で、（ａ）は六角形試験片、（ｂ）は軸力０ｔ、（ｃ）は締付けボルトを夫々表す。
【図１５】同じく比較例で、発明の実施例の超音波ボルト軸力計とトルクレンチの誤差を表すグラフで、（ａ）は設定トルク１５００ kgf・cm 、（ｂ）は設定トルク３０００ kgf・cmを夫々表す。
【図１６】同じく比較例で、発明の実施例の超音波ボルト軸力計とＰＴレンチの誤差を表すグラフで、（ａ）は設定トルク１５００ kgf・cm 、（ｂ）は設定トルク３０００ kgf ・cmを夫々表す。
【図１７】（ａ）は従来例の測定方法を説明する概念図で、（ｂ）この発明の測定装置の測定原理を説明する概念図である。
【符号の説明】
１ 基筒
２ 基筒の基端部
３ 基筒の先端部
４ 取付鍔
５ 溝（取付鍔）
６ 螺孔（取付鍔）
８ センサー取付筒
１３ 測定腕
１４ 測定腕の基端部
１５ 測定腕の中間部
１６ 測定腕の先端部
１７ 測定腕の膨出部
２１ 探触子
２２ 測定面
２５ ローラー
２８ ケース筒
３１ ばね
３２ ケース筒のテーパー
３３ ケース筒の先端
３５ ボルト軸力測定装置
３７ 補助リング
４４ 障害物収容スペース
４６ ボルトの軸
４７ ナット
４８ 補助ナット
【発明の属する技術分野】
この発明は、ボルトの締め付けの良否を判定する為の超音波を利用したボルト軸力の測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来ボルト軸力の測定方法は、トルク法や回転角法を用いられることが多いが、主としてトルク係数が正確に定まらないため、正確な軸力が導入されない場合がある。また、ボルトの保守点検時にトルクレンチを用いて、ボルトが回転し始めるときのトルク値から、ボルト軸力を測定する方法は、前述した理由から正確でないことが多い。
【０００３】
そこで、ボルトの軸方向の超音波の伝搬時間の変化を求めボルトの軸力及び伸びを求めたり、ボルトの軸方向の超音波の縦波と横波の音速比より軸力を求めたり、磁気音弾性法により軸力を非破壊的に求める方法が実現されている（図１７（ａ）。
【０００４】
しかし、それらの方法では、ボルトの端面の精密仕上・ボルト頭部のマーク削除・精密な音速測定が必要があり、現場での測定は不可能に近い。
【０００５】
そこで、従来の方法に代わり、ナット対向面の超音波の透過パルスの大きさからボルトの軸力を求めることを試み、実用的で信頼性のある方法であることを確認してきた（図１７（ｂ））。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、鉄塔に適用する場合、測定するナット部に緩み止めのナットがついたりイタリングという緩み止めがついたりすることがある。このため、センサーがナット部に挿入できず軸力を測定するために緩み止めを外す必要があった。
【０００７】
また、一般に、探触子の接触媒質としてグリセリンが必要であり、これを供給する装置が別途必要となっていた。また、測定後にナットからグリセリンを除去しなければボルトナットの腐食の原因となっていた。
【０００８】
また、ナット面と探触子の距離が一定にならず、測定誤差が生じるおそれもあった。とりわけ、塗装膜の厚いナットでは、顕著であった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
然るにこの発明では、測定腕の先端部に探触子を設けると共にケース筒で測定腕を可動させて測定装置を構成したので、前記問題点を解決した。
【００１０】
即ちこの発明は、基筒の先端部に、先端に探触子を設けた少なくとも１対の測定腕の基端部を取付け、該測定腕を囲うように円筒状のケースを、前記基筒に沿って摺動可能に配置してなり、前記測定腕は、対向する先端部内面に、高分子化合物からなる皮膜を形成した探触子の測定面を形成し、前記ケースの先端部内側に、ケースの摺動により前記一対の測定腕の測定面が近づくような可動を案内できる案内手段を形成したことを特徴とするボルト軸力の測定装置である。
【００１１】
また、前記において、測定腕は、基端部と先端部との間に中間部を有し、対向する測定腕の中間部間にに、障害物収容スペースを形成することが望ましい。また、基筒の先端に取付鍔を形成し、障害物収容スペース内に配置される補助リングを着脱容易に、取り付けることが望ましい。また、測定腕は、先端部に内側に膨出する膨出部を有し、該膨出部に開口を形成し、該開口に出没する探触子を取りつけ、該探触子は内面に測定面を形成し、外面にケース内面の案内手段に対応したローラーを取付けることが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
基筒１内にセンサー取付筒８を回動摺動自在に取付ける。基筒１内のセンサー取付筒８の先端部１０に、探触子２１を設けた３対の測定腕１３の基端部１４を取付ける。測定腕２１は先端部１６に内方に向けた膨出部１７を有し、膨出部１７の開口１８内に、出没可能に探触子２１が遊嵌されている。探触子２１の内面には高分子化合物で被覆された測定面２２が形成されている。また、１対の測定腕１３、１３は、先端部１６が離接するように開閉自在に取り付けられている。
【００１３】
基筒１の外側に測定腕１３、１３を囲うように円筒状のケース筒２８を、基筒１に沿って摺動可能に配置する。測定腕１３の先端部１６は、ケース筒２８の摺動により測定面２２が近づくように案内される。
【００１４】
基筒１内で、測定腕１３、１３の中間部１５、１５間に障害物収容スペース４４を形成し、基筒１の先端に取付鍔４を有し、障害物収容スペース４４内に配置される補助リング３７を取付鍔４に着脱自在に固定できる。
【００１５】
以上のようにして、構成されるボルト軸力の測定装置３５は、ボルト４５に反転防止用のナット４８が螺合された場合であっても、障害物収容スペース４４内にナット４８を収容して、ナット４７に測定面２２を押しあて軸力測定ができる。また、反転防止用のナット４８が無いボルト４５では、補助リング３７を取付て同様に軸力測定ができる。
【００１６】
【実施例１】
図面に基づきこの発明の実施例を説明する。
【００１７】
円筒状の基筒１の基端部２側に把持部を形成し、先端側に前記基筒１の外径より内径が大きい円筒状のセンサー取付筒８を、ボールベアリング１２を介して、回動自在に取り付ける。
【００１８】
前記センサー取付筒８の基端部９内側に、３対の測定腕１３、１３の基端部１４を基筒１の軸に対して、直径対称に取付ける（図３（ａ））。前記測定腕１３は、基端部１４の軸１１により、対応する両測定腕１３、１３の先端部１６、１６が離接するように回動可能となっている。また、前記センサー取付筒８と測定腕１３との間に介装されたバネ７により、対応する両測定腕１３、１３の先端部１６、１６が離れる方向に付勢されている。
【００１９】
前記測定腕１３は、先端部１６に内側に向けた膨出部１７を形成し、該膨出部１７に基筒１の直径方向の開口１８を形成する。前記各測定腕１３の開口１８内に、測定面２２が対向するように探触子（センサー）２１を遊嵌する。前記探触子２１は、一面（測定腕の膨出側）に密着性を高めた高分子材料（例えば、シリコンゴム）を貼り付けた測定面２２を形成し、対向他面２３に支持片２４、２４を並列して突設し、該支持片２４、２４間にローラー２５を架設する（図４（ａ）（ｂ））。
【００２０】
前記探触子２１は、前記開口１８から外側に脱落しないように、前記膨出部１７の外面に、平面コ字状の制御板（弾性を有する材料からなる）１９を取り付ける。前記制御板１９の開口（切欠）２０から両支持片２４、２４が突出し、前記探触子２１の他面（上面）２３と制御板１９の中央部が固定されている。前記制御板１９の両端部と膨出部１７の他面との距離Ｌ1 は、ばね２６を嵌装したねじ２７、２７で調節できるようになっている（図４）。また、探触子２１は、ばね２６により放射方向（外側。図４（ｂ）矢示５２方向）に付勢されている。
【００２１】
また、前記基筒１の先端３には取付鍔４が形成され、該取付鍔４には、補助筒固定用の溝５、ビス孔（螺孔）６、６が形成されている（図３）。
【００２２】
また、前記基筒１の外側にケース筒２８を、軸方向に摺動自在に嵌装する。前記ケース筒２８の基端側は、前記基筒１の基端部２に沿うよう細径部２９を形成し、先端側が測定腕１３、１３の外側を覆うように大径部３０が形成されている。また、ケース筒２８は基筒１との間にバネ３１が介装され、ケース筒２８を基筒１の基端部２側に（測定腕１３の先端部が露出するように）付勢されている。また、ケース筒２８の大径部３０の先端側内面はテーパー３２が形成され、測定腕１３、１３を中心側への押圧する際の案内となる。
【００２３】
以上のようにして、ボルト軸力測定装置３５を構成する（図１）。前記において、測定腕１３の膨出部１７、１７内面間の距離Ｄ2 が測定できるナット径に対応している。また、前記において、基筒１の先端３より先であって、測定腕１４の膨出部１７までの間（測定腕１３の中間部１５。距離Ｌ3 ）が障害物収容スペース４４を構成し、取付鍔４の外径Ｄ1 程度の外径の障害物（ダブルナット、イタリングなど）を回避できる（図１、図３（ａ））。
【００２４】
また、障害物収容スペース４４に配置できる補助リング３７を組合わせる。補助リング３７は、一面３８が基筒１の取付鍔４に密着できる形状であり、溝５に対応した突条４０が形成され、他面３９は、溝４１を有し取付鍔４と同一に形成されている。また、取付鍔４の螺孔６に連通する透孔４２、４２が穿設され、透孔４２の他面３９側には作業用のドライバー類を挿通できる大径部４３を形成してある（図５）。
【００２５】
この補助リングは、障害物が距離Ｌ3 より小さい場合に、障害物収容スペース４４を埋める為のものであり、例えば、厚さＤ2 は、８ｍｍ、１２ｍｍ、１４ｍｍの３種類を用意し、単独又は複数を組み合わせて使用する。
【００２６】
次に、前記実施例に基づくこの発明のボルト軸力測定装置３５の使用について説明する。
【００２７】
使用しない時には、ケース筒２８はバネ３１に付勢され、測定腕１３、１３の膨出部１７は、ケース筒２８の先端３３から突出している（図２）。また、測定腕１３、１３はバネ７により、開いた状態になっている。
【００２８】
ボルトの軸４６にナット４７が螺合締結された軸力を測定する。廻り防止用の補助ナット４８が螺合されている。補助ナット４８の厚さが障害物収容スペースと同等であれば、補助リング３７は使用しない。
【００２９】
ナット４７の外側に測定腕１３の膨出部が位置するように、測定装置３５を嵌装する。この際、補助ナット４８が基筒１の取付鍔４に当設する（図２）。
【００３０】
続いて、ケース筒２８を矢視４９方向に摺動させ（図２）、テーパー３２を測定腕１３のローラー２５に当設する（図４（ｂ））。更に、ケース筒２８を摺動させると、テーパー３２に沿って、膨出部１７はバネ７に抗して矢視５０方向に移動し（図４（ｃ））、更に探触子２１は、バネ２６、制御板１９に抗して、開口１８内を矢示５０方向に摺動して（図４（ｃ））、測定面２２は膨出部１７の内面１７ａから突出して、ナット４７の表面に密着押圧される（図１、図４（ｃ））。これにより、正確なボルト軸力の測定が可能である。１対の測定腕１７の一方の探触子２１から超音波を発信して他方の探触子で受信して、透過パルスの大きさを測定して、予め比較しておいたひずみ測定の軸力などに対応させて、ボルト軸力を求める。
【００３１】
また、補助ナット４８が取り付けられていないボルトの場合には、取付鍔４に補助リング３７ａ、３７ｂを重ね、透孔４２、４２に細いビスを挿通して、取付鍔４の螺孔６に螺合する（図６）。前記補助ナット４８のある場合と同様に、測定腕１３、１３をナット４７に嵌装する。この状態で、ナット４７と補助リング３７ｂの他面３９とが密着している。続いて、ケース筒２８を摺動させ、同様にナット４７に探触子２１の測定面２２を密着押圧させて測定する。
【００３２】
【比較例】
前記実施例に基づくボルト軸力測定装置３５の有効性をボルトに貼り付けたひずみゲージで測定した軸力と比較することによって確認した。
【００３３】
１．実験方法
【００３４】
１−１ 試験片及び試験体
（1）ナット形対比試験片（材質：ＳＭ５７Ｑ、ナット形状に切削、表面状態：２５Ｓ、サイズ：Ｍ２４）
（2）ボルト試験体 図７に示す試験体を３組（１組にひずみゲージを貼り付けたＭ２４のダブルナットボルトを４本取付け）
【００３５】
１−２ 使用装置等
１−３ 実験方法
（1）試験治具にひずみゲージを貼り付けたボルト４５、４５を４本挿入し、ナット４７及び緩み止めのナット４８を手で締め付ける。このとき、ひずみ測定器の０点調整を行い、超音波ボルト軸力計のデータを読み取る。センサーをナットに挿入際はナット面に水スプレーで水滴を付着させる。
（2）緩み止めのナット４８を外し、トルクレンチによって、１５００ kgf・cmトルクで縮め付け、緩み止めナット４８を取りつけ、ひずみ測定器及び超音波ボルト軸力計のデータを読み取る。
（3）緩み止めのナット４８を外し、トルクレンチによって３０００ kgf・cmのトルクで締め付け、緩み止めナット４８を取りつけ、ひずみ測定器及び超音波ボルト軸力計のデータを読み取る。
（4）緩み止めのナット４８を外し、ＰＴレンチ設定によって軸力８ｔとし、緩み止めナット４８を取りつけ、ひずみ測定器及び超音波ボルト軸力計のデータを読み取る。
（5）緩み止めのナット４８を外し、ＰＴレンチ設定によって軸力１４ｔとし、緩み止めのナットを手で取りつける。このとき、ひずみ測定器及び超音波ボルト軸力計のデータを読み取る。
（6）以上の測定を３組の試験体について行う。
【００３７】
２．実験結果
【００３８】
（1）超音波ボルト軸力計の測定結果
超音波ボルト軸力計による測定結果を表１−１、１−２に示す。
【００３９】
【表１】
【表２】
表１−１、１−２において、
記号CTOO1O−01〜CTOO1O−12 ：軸力０ｔ
記号CTOO11−01〜CTOO11−12 ：
トルクレンチでのトルク設定値が１５００ kgf・cm
記号CTOO12−01〜CTOO12−12 ：
トルクレンチでのトルク設定値が３０００ kgf・cm
記号CTOO13−01〜CTOO13−12 ：
ＰＴレンチの軸力設定８ｔ
記号CTOO14−01〜CTOO14−12 ：
ＰＴレンチの軸力設定１４ｔ
の場合を夫々表わす。
【００４２】
また、CH1 〜CH3 は１から３チャンネルの透過パルスの測定値、平均値は超音波ボルト軸力計のCH1 〜CH3 の測定値の平均値（小数点以下切り捨て）を示す。
【００４３】
測定に要した時間は、ボルト締付けや段取り替えも含み１２本×５条件＝６０回の測定に１３０分であった。
【００４４】
ひずみ測定による軸力値とその時に測定された超音波軸力計の透過パルスの大きさの関係を図９に示す。透過パルスの大きさから軸力を求める近似式を求めたグラフを図１０に示す。
【００４５】
また、ひずみ測定による軸力値と近似式をボルト軸力計に内蔵できる近似式
Ｙ＝−１．６８Ｘ＋６３．８
とし、透過パルスの大きさから求めた軸力の関係を図１１に示す。
【００４６】
ひずみ測定による軸力と透過パルスの大きさ（六角形の試験片の透過パルスの大きさを基準としたdB差）の関係はほぼ直線的な関係となり、その相関性は、
Ｒ2 ＝0．8953
とかなり強い相関関係となった。
【００４７】
さらに、ひずみ測定による軸力を真値とした場合の超音波ボルト軸力計の誤差を表２−１、２−２に示す。
【００４８】
【表３】
【表４】
（2）各種レンチの測定結果
各種レンチの設定値とひずみ測定による軸力測定結果を表３−１、３−２に示す。
【００５１】
【表５】
【表６】
トルクレンチの場合は、トルクから軸力を、計算式、
Ｎ＝Ｔ／（ｄ・ｋ）
より求めた。ただし、軸力Ｎ（ｔ）、トルクＴ（kgf ・cm）、ボルト径ｄ（mm）、トルク係数 ｋ＝０．３ とした。トルク係数ｋを０．３としたのはボルト締結に際してなたね油を使用しなかったためで、通常の０．１１〜０．１５の値より大きな値とした。
【００５４】
また、ＰＴレンチについては、設定したボルト軸力を与える油圧で動作が停止するようにし、その設定軸力をＰＴレンチの軸力とした。
【００５５】
ひずみ測定による軸力と各種レンチの設定値の関係は、図１２に示すように、ほぼ直線的な関係となり、その相関性は、
Ｒ2 ＝0．9276
と超音波ボルト軸力計の測定軸力より強い相関関係となった。ただし、近似曲線はトルクレンチとＰＴレンチの側定値を合わせたデータによって作成したが、グラフに示すようにトルクレンチとＰＴレンチでは傾向がやや異なった。
【００５６】
３．実験結果の考察
【００５７】
（1）超音波ボルト軸力計の判定結果
新型のセンサーと旧型センサーを比較した場合、軸力０ｔ以外ではほぼ同様の透過パルスの大きさとなったが、軸力０ｔの場合新型センサーの透過パルスの大きさが４０dB程度、旧型センサーの透過パルスの大きさが５０dBと、新型センサーの軸力０ｔの場合の透過パルスの大きさはかなり大きくなった。
【００５８】
これは、図１３、図１４に示すように、新型センサーの振動子（コンポジット振動子）を変更したため、やや波数が多く最短距離以外の透過パルスの大きさが大きくなったことが原因と考えられる。
【００５９】
しかしながら、軸力０ｔとひずみ測定による軸力５ｔ以上では明確な差があり確実に判別できる。
【００６０】
測定に要した時間は、ボルト締付けや段取り替えも含め１３０分であったが、各ボルトの測定のみの時間は３本で１分程度であり、旧型センサーと同様に２０秒程度で１本の測定が行えた。このことから、新型センサーでも従来のセンサーと同様の時間で測定が行えると考えられる。
【００６１】
透過パルスの大きさから軸力を求める近似式
Ｙ＝−１．６３Ｘ＋６３．８
は従来の近似式とやや異なるが、これは軸力０ｔの場合の透過パルスの大きさが旧型センサーに比較して新型センサーが１０dB程度大きいためと考えられる。
【００６２】
この近似式から求めた軸力のひずみ測定による軸力を真値とした場合の誤差を図１５、図１６に示す。標準偏差は、
トルク１５００ kgf・cm で、１．３０５ｔ
トルク３０００ kgf・cm で、２．２８４ｔ
ＰＴレンチ軸力８ｔで、１．７５０ｔ
ＰＴレンチ軸力１４ｔで、２．０３０ｔ
であり、各種レンチの設定と比較すると２倍程度になるが超音波ボルト軸力計の絶対値はほぼひずみ測定による測定値に近かった。これは、トルクレンチにおけるトルク係数の変動やＰＴレンチにおける油圧と軸力の関係の変動が超音波ボルト軸力計では無関係であるためと考えられる。
【００６３】
（2）各種レンチの測定結果
ひずみ測定による軸力と各種レンチの設定値の関係はほぼ直線的な関係であり、その相関性は、
Ｒ2 ＝0．9276
と超音波ボルト軸力計の測定軸力より強い相関関係となったが、これは絶対的なボルト軸力の正確さよりも、相対的なバラツキが小さかったためと考えられる。
【００６４】
また、図１２に示すようにトルクレンチとＰＴレンチでは傾向がやや異なったのは、トルクレンチとＰＴレンチではボルトに軸力を与える原理が異なるためと考えられる。
【００６５】
さらに、図１４、図１５に示すように、各種レンチと超音波ボルト軸力計の誤差の比較を行う各種レンチのバラツキは小さい。そのため、標準偏差は、
トルク１５００ kgf・cm で、０．７２４ｔ
トルク３０００ kgf・cm で、１．０８３ｔ
ＰＴレンチ軸力８ｔで、０．７９７ｔ
ＰＴレンチ軸力１４ｔで、１．０３８ｔ
であり、超音波ボルト軸力計の半分程度になった。しかしながら、設定軸力の絶対値は、ひずみ測定の軸力とかなり差があり、超音波ボルト軸力計より軸力の測定精度は低下する。
【００６６】
４．まとめ
ナット部の超音波の透過量からボルト軸力を求める超音波軸力計について実験を継続してきたが、今回、鉄塔に適用する場合問題となるダブルナットやイタリングを障害としない新型センサーを製作し実験を行った結果、必要な精度を確保でき、実用的であることが明らかになった。
【００６７】
以下に明らかになったことを記す。
【００６８】
（1）新型センサーで旧型センサーと同様に、透過パルスの大きさから近似式でボルト軸力を求めることができた。
（2）新型センサーの近似式は、
Ｙ＝−１．６３Ｘ＋６３．８
となり、旧型センサーの近似式と比べやや異なったが、これは軸力０ｔの場合の透過パルスの大きさが異なったことによる。
（3）新型センサーの超音波ボルト軸力計で軸力０ｔとひずみ測定による軸力５ｔ以上では明確な差があり確実に判別できる。
（4）測定時間は旧型センサーでも新型センサーでも変わりはなかった。
（5）メーカーが異なった場合やボルトとナットの間が腐食している場合やナットが腐食して表面が著しく粗い場合同様の実験結果が得られるかどうか確認する必要がある。
（6）超音波ボルト軸力計はトルクレンチやＰＴレンチと比較すると２倍程度のバラツキとなったが、測定軸力の絶対値は超音波ボルト軸力計の方が精度は高かった。
（7）各種レンチではトルク係数の変動や油圧と軸力の関係の変動で正しい軸力を導入できない場合があるものと考えられる。
（8）ボルトの保守点検ではトルク係数が不明なためトルクレンチでの軸力測定は不可能に近い。
また、現状では超音波ボルト軸力計の透過パルスの平均値は少数点以下を切り捨てているが、透過パルスの平均値を少数点以下１位まで求めると全般的に標準偏差小さくなり精度は向上した。
【００６９】
【発明の効果】
測定腕の先端部に探触子を設けると共にケース筒で測定腕を可動させたので、測定腕の中間部付近に、障害物収容スペースを構成でき、補助ナットを使用したダブルナットボルトやイタリングを使用したボルトであっても、探触子は補助ナット等を飛び越えて、締め付けたナットに密着でき有効な軸力の測定ができる効果がある。
【００７０】
また、筒状のケースの案内手段により一対の測定腕の測定面が近づくような可動を案内できるので、測定腕に高剛性の材料を使用しなくとも、測定腕の変形を防止して、探触子をナットに密着させることができる。従って、ナット表面に多少のゴミや錆の付着、厚い塗装膜、部分的な塗装の剥げが生じていても十分な超音波の送受が可能であり、測定対象のボルトの巾を広げる効果がある。
【００７１】
また、測定面に高分子材料からなる皮膜を形成したので、グリセリンなどの接触媒質を不要とし、ボルトの腐食を防止できる。
【００７２】
よって、総じて、超音波を利用したボルト軸力測定を簡易かつ正確に実施できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の軸力測定装置の縦断面図で、測定前を表す。
【図２】同じく軸力測定装置の縦断面図で、測定中を表す。
【図３】（ａ）は図１のＡ−Ａ線における断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図４】（ａ）はこの発明の軸力測定装置に使用する測定腕の拡大正面図で、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図で測定前を表し、（ｂ）は同じく測定中を表す。
【図５】（ａ）はこの発明の実施例に使用する補助リングの正面図で、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線における断面図である。
【図６】この発明の実施例で、補助リングを使用した実施例の軸力測定装置の縦断面図である。
【図７】この発明の比較例で、ナット対比試験片を表し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図を表す。
【図８】同じく比較例で、測定システムを表す概略した構成図である。
【図９】同じく比較例で、軸力と透過パルスの関係を表すグラフである。
【図１０】同じく比較例で、透過パルスから軸力を求める近似式のグラフである。
【図１１】同じく比較例で、ひずみ測定による軸力と近似式による軸力を表すグラフである。
【図１２】同じく比較例で、ひずみ測定による軸力と近似式による軸力を表すグラフである。
【図１３】同じく比較例で、新型センサーを使用した場合の超音波波形（透過パルス）で、（ａ）は六角形試験片、（ｂ）は軸力０ｔ、（ｃ）は締付けボルトを夫々表す。
【図１４】同じく比較例で、旧型センサーを使用した場合の超音波波形（透過パルス）で、（ａ）は六角形試験片、（ｂ）は軸力０ｔ、（ｃ）は締付けボルトを夫々表す。
【図１５】同じく比較例で、発明の実施例の超音波ボルト軸力計とトルクレンチの誤差を表すグラフで、（ａ）は設定トルク１５００ kgf・cm 、（ｂ）は設定トルク３０００ kgf・cmを夫々表す。
【図１６】同じく比較例で、発明の実施例の超音波ボルト軸力計とＰＴレンチの誤差を表すグラフで、（ａ）は設定トルク１５００ kgf・cm 、（ｂ）は設定トルク３０００ kgf ・cmを夫々表す。
【図１７】（ａ）は従来例の測定方法を説明する概念図で、（ｂ）この発明の測定装置の測定原理を説明する概念図である。
【符号の説明】
１ 基筒
２ 基筒の基端部
３ 基筒の先端部
４ 取付鍔
５ 溝（取付鍔）
６ 螺孔（取付鍔）
８ センサー取付筒
１３ 測定腕
１４ 測定腕の基端部
１５ 測定腕の中間部
１６ 測定腕の先端部
１７ 測定腕の膨出部
２１ 探触子
２２ 測定面
２５ ローラー
２８ ケース筒
３１ ばね
３２ ケース筒のテーパー
３３ ケース筒の先端
３５ ボルト軸力測定装置
３７ 補助リング
４４ 障害物収容スペース
４６ ボルトの軸
４７ ナット
４８ 補助ナット
Claims (4)
- 基筒の先端部に、先端に探触子を設けた少なくとも１対の測定腕の基端部を取付け、該測定腕を囲うように円筒状のケースを、前記基筒に沿って摺動可能に配置してなり、前記測定腕は、対向する先端部内面に、高分子化合物からなる皮膜を形成した探触子の測定面を形成し、前記ケースの先端部内側に、ケースの摺動により前記一対の測定腕の測定面が近づくような可動を案内できる案内手段を形成したことを特徴とするボルト軸力の測定装置。
- 測定腕は、基端部と先端部との間に中間部を有し、対向する測定腕の中間部間にに、障害物収容スペースを形成した請求項１記載のボルト軸力の測定装置。
- 基筒の先端に取付鍔を形成し、障害物収容スペース内に配置される補助リングを着脱容易に、取り付けたことを特徴とした請求項２記載のボルト軸力の測定装置。
- 測定腕は、先端部に内側に膨出する膨出部を有し、該膨出部に開口を形成し、該開口に出没する探触子を取りつけ、該探触子は内面に測定面を形成し、外面にケース内面の案内手段に対応したローラーを取付けたことを特徴とする請求項１記載のボルト軸力の測定装置。
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1999
- 1999-02-04 JP JP02777799A patent/JP4054898B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| CN106595934A (zh) * | 2016-12-08 | 2017-04-26 | 西北工业大学 | 垂直气缸消振式离心飞重轴向力测量装置和方法 |
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