JPH06288847A - 鉄塔組立ボルト及びボルトの軸力測定法 - Google Patents
鉄塔組立ボルト及びボルトの軸力測定法Info
- Publication number
- JPH06288847A JPH06288847A JP5073490A JP7349093A JPH06288847A JP H06288847 A JPH06288847 A JP H06288847A JP 5073490 A JP5073490 A JP 5073490A JP 7349093 A JP7349093 A JP 7349093A JP H06288847 A JPH06288847 A JP H06288847A
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- JP
- Japan
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- bolt
- axial force
- load cell
- liquid crystal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】センサ取付の手間及び初期値入力の手間を要せ
ず、鉄塔組立ボルトに関し、簡易的に精度良く軸力を知
る手法を提供する。 【構成】基本構成は、ボルト本体１、液晶表示部２、太
陽電池３、押ボタンスイッチ４、とボルト内部に組み込
まれたロードセル、および発生ひずみをボルト固有の軸
力へ換算する演算処理部から成っている。動作は、まず
電源オフの状態であり、押ボタン４を押すことで軸力表
示機能が作動する。最初に演算処理部は、内蔵ＲＯＭか
らボルト製造時（軸力が作用していない状態）のロード
セルの初期ひずみデータを読み込み、次にロードセルに
より測定した現在のひずみ量を取り込み比較演算する。
次にこのデータを σ＝ε σ：応力、Ｅ：弾性係数、ε＝ひずみ に従い、ロードセルに作用している応力としてとらえ、
これに各々ボルトの補正値を加え、ボルトの軸力として
換算する。このデータは、電力消費を考慮した液晶（Ｌ
ＣＤ）表示計へ伝送され、現在の軸力を表示する。
ず、鉄塔組立ボルトに関し、簡易的に精度良く軸力を知
る手法を提供する。 【構成】基本構成は、ボルト本体１、液晶表示部２、太
陽電池３、押ボタンスイッチ４、とボルト内部に組み込
まれたロードセル、および発生ひずみをボルト固有の軸
力へ換算する演算処理部から成っている。動作は、まず
電源オフの状態であり、押ボタン４を押すことで軸力表
示機能が作動する。最初に演算処理部は、内蔵ＲＯＭか
らボルト製造時（軸力が作用していない状態）のロード
セルの初期ひずみデータを読み込み、次にロードセルに
より測定した現在のひずみ量を取り込み比較演算する。
次にこのデータを σ＝ε σ：応力、Ｅ：弾性係数、ε＝ひずみ に従い、ロードセルに作用している応力としてとらえ、
これに各々ボルトの補正値を加え、ボルトの軸力として
換算する。このデータは、電力消費を考慮した液晶（Ｌ
ＣＤ）表示計へ伝送され、現在の軸力を表示する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、架空送電線路を構成す
る鉄塔の組立ボルト、及び該ボルトの軸力（締まり具
合）測定法に関するものである。
る鉄塔の組立ボルト、及び該ボルトの軸力（締まり具
合）測定法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】架空送電線は一径間（鉄塔間の距離）が
４００〜５００ｍほどである。そのため、長距離送電と
もなると鉄塔数は数１０〜数１００基にも及び、使用さ
れる部材やボルトの総量は非常に多大なものである。鉄
塔の設備保全の面から、鉄塔部材の腐食など、目視点検
可能な（表層部に限るが）ものを除けば、特に、外観で
は管理困難な、部材と部材を接合しているボルトの締ま
り具合（軸力）を簡易的にしかも精度良く判定する事は
重要である。これらのボルトは、 i） 施工不良 鉄塔組立時、ボルトの締付け状態は締付工具のトルクで
管理する。実際には、ボルト頭やナットと部材の摩擦な
どの因子を含んだトルクであるため、ボルトにかかる軸
力は正確に得られていない。
４００〜５００ｍほどである。そのため、長距離送電と
もなると鉄塔数は数１０〜数１００基にも及び、使用さ
れる部材やボルトの総量は非常に多大なものである。鉄
塔の設備保全の面から、鉄塔部材の腐食など、目視点検
可能な（表層部に限るが）ものを除けば、特に、外観で
は管理困難な、部材と部材を接合しているボルトの締ま
り具合（軸力）を簡易的にしかも精度良く判定する事は
重要である。これらのボルトは、 i） 施工不良 鉄塔組立時、ボルトの締付け状態は締付工具のトルクで
管理する。実際には、ボルト頭やナットと部材の摩擦な
どの因子を含んだトルクであるため、ボルトにかかる軸
力は正確に得られていない。
【０００３】ii） 外部応力 鉄塔へ引きとめている電線への風加重や、着氷雪にとも
なう電線の激しい運動（ギャロッピング）などは、その
まま鉄塔全体にかかる、“くり返し応力”となって働
き、接合部ボルトをゆるめる。
なう電線の激しい運動（ギャロッピング）などは、その
まま鉄塔全体にかかる、“くり返し応力”となって働
き、接合部ボルトをゆるめる。
【０００４】上記 i）、ii）のような理由で、現存の鉄
塔組立ボルトは必ずしも規定値（十分な締付）を満足し
ていない場合があり、重大事故への危険性をはらんでい
る。
塔組立ボルトは必ずしも規定値（十分な締付）を満足し
ていない場合があり、重大事故への危険性をはらんでい
る。
【０００５】そこで、ボルトの締め具合の管理は重要な
わけであるが、前記したようにその本数は、莫大であり
現在考えられる軸力測定法としては下記、があるも
のの、鉄塔部材接合部への適用は、技術的に困難であ
る。
わけであるが、前記したようにその本数は、莫大であり
現在考えられる軸力測定法としては下記、があるも
のの、鉄塔部材接合部への適用は、技術的に困難であ
る。
【０００６】 伝達関数法 図２に示すようにボルトに軸力Ｆが発生すると、ボルト
に弾性的な伸び△１が発生すること、また、軸力により
ボルト内部を伝わる超音波の音速が遅くなることなどに
より超音波の伝達時間差から軸力を推定する。
に弾性的な伸び△１が発生すること、また、軸力により
ボルト内部を伝わる超音波の音速が遅くなることなどに
より超音波の伝達時間差から軸力を推定する。
【０００７】 振動モーダル解析法 ボルトを音響ハンマで叩き、ボルトの振動姿態が締付力
によって変化すること、あるいは固有振動数が変化する
ことなどから軸力を推定する。
によって変化すること、あるいは固有振動数が変化する
ことなどから軸力を推定する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来技術
に記した軸力測定法としての、の両者において最も
不便な点は次の２点である。
に記した軸力測定法としての、の両者において最も
不便な点は次の２点である。
【０００９】・測定器類の現地への搬入およびボルトへ
のセンサ取付の手間 ・測定器への初期値（基準値）の入力の手間、および、
その値の正確さ また、、のそれぞれに関しても下記の問題が生じて
いる。
のセンサ取付の手間 ・測定器への初期値（基準値）の入力の手間、および、
その値の正確さ また、、のそれぞれに関しても下記の問題が生じて
いる。
【００１０】 伝達関数法の問題点 例えば、アングル鋼接合部はフランジ継手部などとは異
なり、板状のものを、はさんでいるため、ボルトの軸力
が作用している部分が短い。そのため前述した伸び△１
などの効果は少なく十分な軸力分析能が得られない。ま
た、鉄塔の脚である主柱材継手部などは、大型化した鉄
塔の場合Ｍ４０といった大径のボルトが使用され、同様
に分解能に限界がある。
なり、板状のものを、はさんでいるため、ボルトの軸力
が作用している部分が短い。そのため前述した伸び△１
などの効果は少なく十分な軸力分析能が得られない。ま
た、鉄塔の脚である主柱材継手部などは、大型化した鉄
塔の場合Ｍ４０といった大径のボルトが使用され、同様
に分解能に限界がある。
【００１１】 振動モーダル解析法の問題点 本手法は、ボルトだけでなく、それにはさまれた部材も
含めた振動系で、基準振動に対する振動の姿態変化から
軸力を測定するものである。ところが実際の鉄塔の部材
接合部はアングル鋼とアングル鋼の接合、プレートとア
ングルの接合など、接合態形が種々雑多であり、各々
に、規定軸力を満足する基準を設定するのには難があ
る。
含めた振動系で、基準振動に対する振動の姿態変化から
軸力を測定するものである。ところが実際の鉄塔の部材
接合部はアングル鋼とアングル鋼の接合、プレートとア
ングルの接合など、接合態形が種々雑多であり、各々
に、規定軸力を満足する基準を設定するのには難があ
る。
【００１２】本発明の目的は、従来の問題点を解消し、
センサ取付の手間及び初期値入力の手間を要せず、鉄塔
組立ボルトに関し、簡易的に精度良く軸力を知る手法を
提供することにある。
センサ取付の手間及び初期値入力の手間を要せず、鉄塔
組立ボルトに関し、簡易的に精度良く軸力を知る手法を
提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明の要旨
は、ボルト内部へ、軸力を図るロードセル、演算処理
部、および軸力表示部、太陽電池及びスイッチを組み込
むことにより、スイッチを押すだけで、そのボルトの軸
力の把握を可能にしたことにある。
は、ボルト内部へ、軸力を図るロードセル、演算処理
部、および軸力表示部、太陽電池及びスイッチを組み込
むことにより、スイッチを押すだけで、そのボルトの軸
力の把握を可能にしたことにある。
【００１４】即ち、本発明の上記目的は、 (1) 架空送電塔の組立に用いる、大径のボルトにおい
て、ボルトのネジ内部に組込まれたロードセルと、ボル
トの頭部分に組込まれた液晶表示計、演算処理部、太陽
電池およびスイッチを内蔵することを特徴とする鉄塔組
立ボルト。
て、ボルトのネジ内部に組込まれたロードセルと、ボル
トの頭部分に組込まれた液晶表示計、演算処理部、太陽
電池およびスイッチを内蔵することを特徴とする鉄塔組
立ボルト。
【００１５】又は (2) ボルトの締付け状態を測定するボルトの軸力測定方
法において、ボルトのネジ内部に組込まれたロードセル
と、ボルトの頭部分に組込まれた液晶表示計、演算処理
部、太陽電池およびスイッチを内蔵するボルトを締付ボ
ルトとして使用して、前記スイッチにより回路を閉にし
て前記ロードセルにかかる軸力を液晶表示部に示された
数値より検知することを特徴とする、ボルトの軸力測定
法によって達成される。
法において、ボルトのネジ内部に組込まれたロードセル
と、ボルトの頭部分に組込まれた液晶表示計、演算処理
部、太陽電池およびスイッチを内蔵するボルトを締付ボ
ルトとして使用して、前記スイッチにより回路を閉にし
て前記ロードセルにかかる軸力を液晶表示部に示された
数値より検知することを特徴とする、ボルトの軸力測定
法によって達成される。
【００１６】
【実施例】実施例を図面に基づいて説明する。
【００１７】図１は、本発明による軸力表示機能を備え
たボルトであり、基本構成は、ボルト本体１、液晶表示
部２、太陽電池３、押ボタンスイッチ４、とボルト内部
に組み込まれたロードセル、および発生ひずみをボルト
固有の軸力へ換算する演算処理部から成っている。
たボルトであり、基本構成は、ボルト本体１、液晶表示
部２、太陽電池３、押ボタンスイッチ４、とボルト内部
に組み込まれたロードセル、および発生ひずみをボルト
固有の軸力へ換算する演算処理部から成っている。
【００１８】動作は、まず電源オフの状態であり、押ボ
タン４を押すことで軸力表示機能が作動する。最初に演
算処理部は、内蔵ＲＯＭからボルト製造時（軸力が作用
していない状態）のロードセルの初期ひずみデータを読
み込み、次にロードセルにより測定した現在のひずみ量
を取り込み比較演算する。次にこのデータを σ＝Ｅε σ＝応力、Ｅ：弾性係数、ε＝ひず
み に従い、ロードセルに作用している応力としてとらえ、
これに各々ボルトの補正値を加え、ボルトの軸力として
換算する。このデータは、電力消費を考慮した液晶（Ｌ
ＣＤ）表示計へ伝送され、現在の軸力を表示する。
タン４を押すことで軸力表示機能が作動する。最初に演
算処理部は、内蔵ＲＯＭからボルト製造時（軸力が作用
していない状態）のロードセルの初期ひずみデータを読
み込み、次にロードセルにより測定した現在のひずみ量
を取り込み比較演算する。次にこのデータを σ＝Ｅε σ＝応力、Ｅ：弾性係数、ε＝ひず
み に従い、ロードセルに作用している応力としてとらえ、
これに各々ボルトの補正値を加え、ボルトの軸力として
換算する。このデータは、電力消費を考慮した液晶（Ｌ
ＣＤ）表示計へ伝送され、現在の軸力を表示する。
【００１９】尚、表示は一定時間後に自動ＯＦＦとな
る。
る。
【００２０】また、表示機能の電源はすべて太陽電池に
よりまかなっており、ＲＯＭなどは内蔵電池によりバッ
クアップされている。
よりまかなっており、ＲＯＭなどは内蔵電池によりバッ
クアップされている。
【００２１】
【発明の効果】本発明の最大の特徴は“見ただけで解か
る”ことであり、従来のように測定器は必要ない。設備
保守管理の大幅な省力化が期待できる。
る”ことであり、従来のように測定器は必要ない。設備
保守管理の大幅な省力化が期待できる。
【００２２】本発明は、送電鉄塔や大型のタワーなど、
比較的大きな構造物で、その部材や、ボルト締部が露出
している場合にも最も有効である。
比較的大きな構造物で、その部材や、ボルト締部が露出
している場合にも最も有効である。
【図１】本発明の軸力表示計付ボルトである。
【図２】従来の伝達関数法による軸力測定原理図であ
る。
る。
１ ボルト ２ 液晶表示部 ３ 太陽電池 ４ 押ボタンスイッチ
Claims (2)
- 【請求項１】架空送電鉄塔の組立に用いる、大径のボル
トにおいて、ボルトのネジ内部に組込まれたロードセル
と、ボルトの頭部分に組込まれた液晶表示計、演算処理
部、太陽電池およびスイッチを内蔵することを特徴とす
る鉄塔組立ボルト。 - 【請求項２】ボルトの締付け状態を測定するボルトの軸
力測定法において、ボルトのネジ内部に組込まれたロー
ドセルと、ボルトの頭部分に組込まれた液晶表示計、演
算処理部、太陽電池及びスイッチを内蔵するボルトを締
付ボルトとして使用して、前記スイッチにより回路を閉
にして、前記ロードセルにかかる軸力を液晶表示部に示
された数値より検知することを特徴とする、鉄塔組立ボ
ルトの軸力測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5073490A JPH06288847A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 鉄塔組立ボルト及びボルトの軸力測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5073490A JPH06288847A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 鉄塔組立ボルト及びボルトの軸力測定法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06288847A true JPH06288847A (ja) | 1994-10-18 |
Family
ID=13519772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5073490A Pending JPH06288847A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 鉄塔組立ボルト及びボルトの軸力測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06288847A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6501211B1 (en) | 2001-07-13 | 2002-12-31 | Masoud Nasrollahzadeh | Ultra-sonic transducer assembly incorporated into a printed circuit board for determining tension forces in a bolt |
| US6892585B2 (en) * | 2000-03-22 | 2005-05-17 | Ronald C. Clarke | Variable amplification bolt load indicator apparatus and a method of making and using the apparatus |
| GB2465577A (en) * | 2008-11-21 | 2010-05-26 | Vestas Wind Sys As | Monitoring device for a wind turbine |
| CN102619846A (zh) * | 2012-03-31 | 2012-08-01 | 徐子玉 | 聪明螺母 |
| CN103956959A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-07-30 | 国家电网公司 | 高压线铁塔太阳能集能装置 |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP5073490A patent/JPH06288847A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6892585B2 (en) * | 2000-03-22 | 2005-05-17 | Ronald C. Clarke | Variable amplification bolt load indicator apparatus and a method of making and using the apparatus |
| US6501211B1 (en) | 2001-07-13 | 2002-12-31 | Masoud Nasrollahzadeh | Ultra-sonic transducer assembly incorporated into a printed circuit board for determining tension forces in a bolt |
| GB2465577A (en) * | 2008-11-21 | 2010-05-26 | Vestas Wind Sys As | Monitoring device for a wind turbine |
| CN102619846A (zh) * | 2012-03-31 | 2012-08-01 | 徐子玉 | 聪明螺母 |
| CN103956959A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-07-30 | 国家电网公司 | 高压线铁塔太阳能集能装置 |
| CN103956959B (zh) * | 2014-05-14 | 2016-02-10 | 国家电网公司 | 高压线铁塔太阳能集能装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |