JPS6361928A

JPS6361928A - 軸力測定装置

Info

Publication number: JPS6361928A
Application number: JP20613986A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Okada; 和明岡田; Masaki Ouchi; 勝紀大内; Hitoshi Inada; 均稲田
Original assignee: Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd
Priority date: 1986-09-02
Filing date: 1986-09-02
Publication date: 1988-03-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、段数のスクリュウを均一に締め付けろ際に
用いるスクリュウの軸力を測定ずろための軸力測定装置
に関するものである。

「従来の技術」一般に、スクリュウを均一に締め付ける必要のある場合
には、トルクレンチを用いて締め付はトルクを略一定と
している。

しかし、スクリュウの締め付けに要するトルクは、スク
リュウの軸線方向における締結力（以下、軸力という）
と正確に対応する乙のではなく、ｌ・ルクレンチを用い
たトルク設定だけでは、締付軸力を正確に一定に保つこ
とは困難であった。

そこで、スクリュウの締付軸力を直接測定できる軸力測
定センサが開発された。この軸力測定センサは、その先
端から５〜ｌＯＭＨｚ程度の超音波パルスを発信すると
ともに、その反射波を受信して電気信号に変換するもの
で、スクリュウの端面に対し軸方向に圧接して使用され
る。

このセンサの作動原理を説明する。スクリュウは締め付
けられると、その内部に引っ張り応力が発生し、弾性的
な伸びを生じる。超音波パルスかスクリュウの軸方向に
一端から他端までの間を往復するとき、その伝播速度は
、スクリュウ内の応力増加とともに遅くなる。また同時
に、スクリュウが伸びる分、超音波の伝播距離が延長さ
れるために、さらに超音波の回帰時間が遅れることにな
る。これら二つの作用によって、超音波パルスの回帰時
間は、スクリュウの軸力の増加につれて延長される。締
め付けていない状態のスクリュウでの回帰時間をＴＯと
し、締め付けた状態のスクリュウでの回帰時間をＴｐと
すれば、スクリュウの軸力Ｑは、次式を用いて算出でき
る。なお、式中にはスクリュウの各部寸法によって決ま
る定数であり、コンピュータに予めスクリュウの各サイ
ズをインプットしてＫを求めておく。

Ｑ＝Ｋ（Ｔｐ−Ｔｏ）／Ｔ。

従来、この種の軸力測定センサを用いて、スクリュウを
目標の軸力に締め付ける場合には、それぞれのスクリュ
ウに締付工具による締め付けと、軸力測定センサによる
軸力測定とを交互に行ない、徐々に締め付けていた。

「発明が解決しようとする問題点」ところで、上記のような軸力測定センサを用いて複数の
スクリュウを均一に目標の軸力に締め付ける場合には、
複数のスクリュウを一本ずつその軸力を測定しつつ締め
付けなければならず、これでは−本のスクリュウを締め
付けると他のスクリュウが緩んだり、締まりすぎたりし
て、どのスクリュウが目標の軸力に締め付けられていな
いかを判別しにくく、このため締め付は作業が困％ｔで
あるという問題があった。

「発明の目的」この発明は、上記問題点を解消するためになされたもの
であり、複数のスクリュウの軸力を容易に測定すること
ができ、よって複数のスクリュウを目標の軸力に締め付
ける作業を容易に行うことのできる軸力、１１１１定装
置を提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」この発明は、締め付けるべき複数のスクリュウの頭部に
脱着自在に取り付けられ、上記スクリュウの頭部に取り
付けられた際に上記スクリュウの頭部にその軸線方向に
圧接される他力測定センサが設けられた複数の測定子と
、これら測定子内に設けられた上記軸力測定センサから
の信号により上記スクリュウの他力を求める計測部とを
備えたものである。

「実施例」第１図ないし第６図はこの発明の実施例を示す図である
。第１図ないし第４図は第一実施例を示す図であり、こ
れらの図において符号１は軸力測定装置を示す。この軸
力測定装置１は、内部に軸力測定センサ２が設けられた
複数の測定子３と、上記軸力測定センサ２からの信号に
よりスクリュウ４の軸力を求めろ計測部５とにより構成
されている。

上記測定子３について説明すると、第２図に示すように
、円筒状の測定子本体６の内周部の上下端部には、それ
ぞれ雌ネジ７．８が形成されている。また測定子本体６
の下部内周面には、円筒状のスリーブ９が固定されてお
り、このスリーブ９内には、円柱状の軸力測定センサ２
が軸線方向に摺動可能に設けられている。この軸力測定
センサ２の上端面には、測定子本体６に対して摺動可能
に設けられたばね座１０が固定されており、その中央部
には、軸線方向に貫通する貫通孔１０ａが形成されてい
る。このばね座１０の」ニガには、スプリング１１か設
けられており、このスプリング１１は、上記雄ネジ７に
雄ネジＩ２をねじ込むことにより、圧縮されている。こ
のことによりばね座１０及び軸力測定センサ２は下方に
付勢されており、軸力測定センサ２は、上記雌ネジ８内
に若干突出している。また、上記雄ネジ１２の中央部に
は、軸線方向に貫通ずる貫通孔！２ａが形成されており
、上記軸力測定センサ２の出力コードＩ４は、ばね座り
の貫通孔ｌＯ及び雄ネジ１２の貫通孔１２ａを通って上
記計測部５に接続されている。

次に、上記計測部５について説明すると、この計測部５
は複数の測定子３の軸力測定センサ２から送られて来た
信号を切り換える切換部２０と、この切換部２０によっ
て進択された信号により」二記軸力測定センザ２から発
信された超音波の回１１市時間を測定する測定部２Ｉと
、この回帰時間により軸力を算出して表示するコンピュ
ータ部２２とにより構成されている。

また、軸力を測定すべきスクリュウ４であるが、その頭
部には、上方に突出する円柱状の凸部２５か設けられて
おり、その外周面には雄ネジ２６が形成されている。こ
の凸部２５は、上記測定子３の雌ネジ８を螺合さ什ろこ
とにより測定子３をスクリュウ４に取り付けると共に、
上記軸力測定センサ２を当接させて超音波をスクリュウ
４に入射するためのものである。

次に、上記構成の軸力測定装置ｌの使用方法を第１図及
び第４図を参照して説明する。

まず、円板状の吸体３０に、スクリュウ４を周方向に等
間隔で取り付け、これらスクリュウ・１の頭部に上記測
定子３を下記のようにして取り付ける。すなわち、第４
図に示すように、スクリュウ４の頭部に形成された凸部
２５の雄ネジ２６に、測定子３の雌ネジ８を螺合させ、
スプリングＩＩの付勢力によって、軸力測定センサ２を
凸部２５に圧接させる。

そして、スクリュウ４を締め付ける前の状態で、軸力測
定装置Ｉを作動さ仕て、超音波がそれぞれのスクリュウ
４の凸部２５の−１一端からスクリュウ４の下端までを
往復する回帰時間Ｔ。を測定部２１によりｉｉｌ＋ｌ定
し、この測定値をコンピュータ部２２に記憶させておく
。なお、予め全てのスクリュウ４の各サイズをコンピュ
ータ部２２に代入し、軸力を測定するうえて必要な上記
定数Ｉ（を求めておく。

次に、−本のスクリュウ４を、スパナ３５により締め付
けつつ、軸力測定装置ｌの測定部２１により超音波の回
帰時間Ｔｐを測定する。すると、この回帰時間′ｒｐと
、上記の回帰時間Ｔ。とにより軸力Ｑがコンピュータ部
２２て算出、表示され、この表示された軸力Ｑを確認し
ながらスクリュウ４を締め付けろ。そして、この締め付
は作業を全てのスクリュウ４に施しながら逐−全てのス
クリュウ４の軸力を確認して、軸力の低いスクリュウ４
を締め付けていく。このようにして徐々に全てのスクリ
ュウ４を目標の軸力となるまで締め付ける。

第５図はこの発明の第二実施例を示す図であり、第一実
施例と異なる点はスクリュウ４に測定子３を取り付ける
ための取付溝造である。ずなわち、１１１す末子本体６
の下端部内周面には、中央部に測定子本体６の径方向内
方に突出する突出部・１０を有する板ばね４１が取り付
けられている。また、スクリュウ４の頭部上端面には、
凸部４２が設けられており、この凸部４２の外周面には
、上記仮ばね４１の突出部４０と係合する係合部４３が
形成されている。そして、上記測定子３は、その下端部
内周面に取り付けられた板ばね４１の突出部４０をスク
リュウ４の凸部４２の係合部４３に係合することにより
、スクリュウ４に取り付けられている。なお、測定子３
がスクリュウ４に取り付けられると、凸部４２の先端面
が軸力測定センサ２を抑圧するようになっているのは勿
論である。

上記第二実施例によれば、第一実施例に比べて測定子３
をスクリュウ４に簡単に取り付けろことができる。

第６図はこの発明の第三実施例を示す図であり、第一実
施例と異なる点はスクリュウ４に測定子３を取り付ける
ための取付［（カ造である。すなわち、ａ＋＋定子末子
本体６端部外周面には、ボール・１１１の径より若干小
さい径の孔４５が形成されており、この孔４５には外側
からボール４４が装入されている。このボール４．１は
、一端部が測定子本体６に固定され、中央部に測定子本
体６の径方向外方に突出する突出部４６を打する阪ばね
・１７により、ｉ＋ｔ１＋定−【本体６の径方向内方に
付勢されている。また、スクリュウ４の頭部上端面には
、凸部４８が設けられており、この凸部、１８の外周面
には、」―足側末子本体６のボール４４と係合ずろ係合
部１１９が形成されている。そして、上記測定子３は、
その下端部に設けられたボール４４を、スクリュウ４の
凸部４８の係合部４９に係合することにより、スクリュ
ウ・１に取り付けられている。なお、測定子３がスクリ
ュウ１１に取り付けられると、凸部４８の先端面が軸力
測定センサ２を押圧するＪ−うになっているのは勿論で
ある。

」−記第三実施例によれば、第二実惟例と同様に、第一
実施例に比へて測定子３をスクリュウ４１に簡単に取り
付けることができる。

「発明の効果」この発明によれば、締め付けるべき複数のスクリュウの
頭部に脱着自在に取り付けられ、上記スクリュウの頭部
に取り付けられた際に上記スクリュウの頭部にその軸線
方向に圧接される軸力測定センサが設けられた複数の測
定子と、これらＮ１１１定子内に設けられた」二足軸力
測定センサからの信号により上記スクリュウの軸力を求
める計測部とを備え、上記測定子内の軸力測定センサ及
びこの軸力測定センサが接続された計測部によって複数
のスクリュウの軸力をｉＥ確かつ同時に測定することが
てきるのて、複数のスクリュウの全てを容易に目標の軸
力まて締め付けろことができるという効果か得られる。

さらに、軸力測定センサが、常にスクリュウの頭部に圧
接された状態に保ｆこれろので、両台の間に微少なゴミ
等が挟まって両者の位置関係が変化することがないため
、正確な軸力値を得ることができるという効果も得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はこの発明の実施例を示す図である
。第１図ないし第４図は第一実施例を示す図であり、第
１図は、軸力測定装置を示す概略図、第２図は、測定子
を示す縦断面図、第３図は、スクリュウを示す縦断面図
、第・１図は、測定子をスクリュウに取り付けた状態を
示す縦断面図、第５図は、第二実施例の軸力測定装置の
測定子をスクリュウに取り付けた状態を示す縦断面図、
第６図は、第三実施例の軸力測定装置ξの測定子をスク
リュウに取り付けた状態を示す縦断面図てある。ｌ・・・・・・軸力測定装置、２・・・・・軸力測定セ
ンサ、３・・・・・・測定子、４・・・・・・スクリュ
ウ、５・・・・計測部。

Claims

【特許請求の範囲】

締め付けるべき複数のスクリュウの頭部にそれぞれ脱着
自在に取り付けられ、上記スクリュウの頭部に取り付け
られた際に上記スクリュウの頭部にその軸線方向に圧接
される軸力測定センサが設けられた複数の測定子と、こ
れら測定子内に設けられた上記軸力測定センサからの信
号により各スクリュウの軸力を求める計測部とを備えた
ことを特徴とする軸力測定装置。