WO2022162898A1 - Ｕボルト、施工方法及び検出装置 - Google Patents

Ｕボルト、施工方法及び検出装置 Download PDF

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WO2022162898A1
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bolt
strain
pattern
image
observation image
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PCT/JP2021/003355
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大樹 小林
淳 荒武
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日本電信電話株式会社
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B35/00—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B31/00—Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts
    • F16B31/02—Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts for indicating the attainment of a particular tensile load or limiting tensile load
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16L3/08—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing
    • F16L3/10—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing divided, i.e. with two or more members engaging the pipe, cable or protective tubing
    • F16L3/1091—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing divided, i.e. with two or more members engaging the pipe, cable or protective tubing with two members, the two members being fixed to each other with fastening members on each side

Definitions

  • the present disclosure relates to U-bolts, construction methods, and detection devices.
  • U-bolts are used to fix fasteners such as piping to fastened objects such as frames and walls.
  • a U-bolt is a U-shaped bolt in which two linear shafts are connected by a bridge.
  • U-bolt When fixing an object to be fastened with a U-bolt, it is necessary to fix the U-bolt vertically to the object to be fastened.
  • U-bolts are often attached at an angle due to their structure. If the U-bolt is installed at an angle, it can cause damage due to overstress.
  • Non-Patent Document 1 describes a technique of providing a piezoelectric patch on a washer that is inserted into a bolt and measuring the fastening force of the bolt based on the pressure measured by the piezoelectric patch.
  • Non-Patent Document 2 describes a technique of embedding a piezoelectric sensor in the shaft of a bolt and measuring the fastening force of the bolt based on the strain of the shaft of the bolt measured by the piezoelectric sensor.
  • Non-Patent Documents 1 and 2 mentioned above are techniques for measuring the tightening force of a straight bolt, and the operator can use this technique to check the state of tightening of the shaft portion of the U-bolt by the nut. cannot be confirmed.
  • An object of the present disclosure which has been made in view of the above problems, is to provide a U-bolt, an installation method, and a detection device that enable an operator to check the state of tightening of the shank of the U-bolt by a nut. It is in.
  • the U-bolt includes a pair of shaft portions that are aligned in a first direction and extend in a second direction orthogonal to the first direction and are tightened by a pair of nuts. and a bridge portion connecting one end of each of the pair of shaft portions, wherein at least one shaft portion of the pair of shaft portions has a strain detection pattern on at least a portion thereof. .
  • the construction method uses a detection device to arrange a pair of nuts arranged in a first direction and extending in a second direction orthogonal to the first direction. a pair of shafts tightened by a pair of shafts; a bridge portion connecting one end of each of the pair of shafts; A method for fastening a U-bolt to an object to be fastened, wherein the strain detection pattern is applied by the detection device, and the pattern region is at least a part of the at least one shaft portion generating a first observation image by imaging the nut; generating a second observation image by imaging the pattern region after the tightening of the shaft by the nut is adjusted; a step of detecting strain in the pattern region based on the first observation image and the second observation image; and a step of outputting tightening information regarding tightening of the shaft portion by the nut based on the strain.
  • the strain detection pattern is applied by the detection device, and the pattern region is at least a part of the at least one shaft portion generating a first observation image by imaging the
  • the detection device includes a pair of shafts that are aligned in a first direction and extend in a second direction perpendicular to the first direction and are tightened by a pair of nuts. a bridge portion connecting one end of each of the pair of shaft portions; and a strain detection pattern on at least a portion of at least one shaft portion of the pair of shaft portions. and generating a first observation image by imaging the pattern region, which is the at least part of the at least one shaft portion, to which the strain detection pattern is applied.
  • an imaging unit configured to generate a second observation image by capturing an image of the pattern region after the first observation image is generated and tightening of the shaft portion by the nut is adjusted; a detection unit that detects strain in the pattern region based on the observed image and the second observed image; and an output unit that outputs tightening information regarding tightening of the shaft with the nut based on the strain.
  • the operator can confirm the tightening state of the nut on the shaft portion of the U-bolt.
  • FIG. 5 is a diagram showing another example of U-bolts according to the first embodiment; It is a figure which shows the modification of U bolt shown in FIG. It is a figure which shows the modification of U bolt shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining tensile force and compressive force acting on a U-bolt when axial force is uniform; FIG. 4 is a diagram for explaining tensile force and compressive force acting on a U-bolt when axial force is uneven; It is a figure which shows an example of the hardware constitutions of the detection apparatus which concerns on 1st Embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a U-bolt 10 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram showing another example of the U-bolt 10 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the U-bolt 10 includes a pair of shaft portions 11A and 11B and a bridge portion 12.
  • the shaft portions 11A and 11B are aligned in a predetermined direction and extend in a direction orthogonal to the predetermined direction.
  • the direction in which the shaft portions 11A and 11B are arranged side by side is referred to as the X-axis direction (first direction), and the shaft portions 11A and 11B extend.
  • a direction perpendicular to the X-axis direction and the Y-axis direction is referred to as a Z-axis direction (third direction).
  • the axial part 11 when not distinguishing the axial part 11A and the axial part 11B, it is called the axial part 11.
  • the shaft portion 11A and the shaft portion 11B are collectively referred to as a pair of shaft portions 11. As shown in FIG.
  • the bridge portion 12 connects one end of each of the shaft portions 11A and 11B.
  • the bridge portion 12 can be curved in a semicircular shape, and the bridge portion 12 connects one end of each of the shaft portions 11A and 11B, so that the U-bolt 10 forms a U-shape.
  • the shaft portion 11A and the shaft portion 11B have a screw portion 13 having a screw thread structure on the other end side thereof.
  • a fastener 1 such as piping is arranged inside the U-shaped U-bolt 10 (the space surrounded by the pair of shaft portions 11 and the bridge portion 12).
  • a shaft portion 11A and a shaft portion are inserted into a pair of through holes 4A and 4B provided in the object to be fastened 2 such as a supporting metal fitting from one surface side of the object to be fastened 2, respectively.
  • 11B is inserted.
  • Nuts 3A and 3B having a screw thread structure that engages with the screw thread structure of the screw portion 13 are attached to the screw portions 13 of the shaft portions 11A and 11B that protrude from the other side of the object 2 to be fastened. By tightening each, the shaft portion 11 is tightened by the nut 3 . As a result, the U-bolt 10 is fastened to the object 2 to be fastened, and the object 1 is sandwiched and fixed between the U-bolt 10 and the object 2 to be fastened.
  • the nuts 3A and 3B are referred to as nuts 3 when not distinguished from each other.
  • the through-hole 4A and the through-hole 4B are referred to as the through-hole 4 when not distinguished from each other.
  • a pattern area PA At least a portion of at least one shaft portion 11 to which the pattern for strain detection is attached.
  • the strain detection pattern is applied to the entire one shaft portion 11A, but the pattern is not limited to this.
  • the strain detection pattern may be attached to a portion of one shaft portion 11A.
  • the strain detection pattern may be applied to a part of the outer edge of the cross section perpendicular to the axis of the shaft part 11, or may be applied to a part in the direction in which the axis of the shaft part 11 extends.
  • the pattern for strain detection is formed by inserting a pair of shaft portions 11A and 11B into a pair of through holes 2A and 2B provided in the object 2 to be fastened, and inserting the U bolt 10 and one surface of the object 2 to be fastened. 1 is sandwiched and fixed, even if it is attached between the position (position a) of one surface of the object to be fastened 2 and the position (position b) of the boundary between the shaft portion 11 and the bridge portion 12 good.
  • the strain detection pattern is a pattern applied to the member in any method for detecting the strain ⁇ of the member, and is a speckle pattern as shown in FIG. 1 or a grid pattern as shown in FIG. can be
  • the speckle pattern can be, for example, a mottled pattern.
  • the contrast between at least two colors forming the speckle pattern is high, and more specifically, the difference in brightness, saturation, or hue between the two colors is preferably higher than a predetermined threshold.
  • the strain ⁇ of the shaft portions 11A and 11B can be detected with high accuracy using a digital image correlation (DIC) method.
  • the two colors may be colors with high brightness contrast, such as white and black. In this case, the strain ⁇ of the shaft portions 11A and 11B can be detected with high accuracy even in environments such as outdoor environments where measurement errors tend to increase.
  • a speckle pattern can be easily obtained by applying two types of paint using a spray.
  • the speckle pattern may be formed by applying a base coating of white paint to the surface of each of the shaft portions 11A and 11B and then applying a black pattern thereon.
  • the lattice spacing of the lattice pattern may be arbitrary, but it is preferably about 1 mm.
  • the strain ⁇ of the shaft portions 11A and 11B can be detected with a high accuracy of about 0.01 mm, which is 1/100 of 1 mm, using the sampling moire method in attaching the U bolt.
  • both the shaft portion 11A and the shaft portion 11B may be provided with patterns for strain detection.
  • both the shaft portion 11A and the shaft portion 11B are all given a speckle pattern.
  • both the shaft portion 11A and the shaft portion 11B are entirely provided with a lattice pattern.
  • both the shaft portion 11A and the shaft portion 11B may be partially provided with strain detection patterns. It is preferably located at the same height (at the same position in the Y-axis direction) as the strain detection pattern attached to the .
  • the strain detection pattern is applied to a part or the whole of both the shaft portions 11A and 11B, so that the strain of each of the shaft portions 11A and 11B, that is, the shaft portions 11A and 11B can be detected. It is possible to accurately detect the difference in the axial force acting on each.
  • FIGS. 5A and 5B are diagrams showing the tensile force and compressive force acting when the U-bolt 10 shown in FIG. 3 is fastened to the object 2 to be fastened.
  • FIG. 5A is a diagram showing the tensile force and compressive force acting on the U-bolt 10 when the axial forces acting on the shaft portions 11A and 11B are uniform.
  • FIG. 5B is a diagram showing the tensile force and compressive force acting on the U-bolt 10 when the axial forces acting on the shaft portions 11A and 11B are uneven.
  • FIGS. 5A and 5B show an example in which the strain detection pattern is a speckle pattern, the same applies to an example in which the strain detection pattern is a lattice pattern.
  • both the shaft portion 11A and the shaft portion 11B are provided with strain detection patterns, and the strain ⁇ is detected using this pattern, so that the operator can easily grasp the U-bolt 10 for the object 2 to be fastened. It is possible to check whether or not the axial force acting on the shaft portions 11A and 11B is uniform.
  • the operator can tighten the shaft portion 11 with the nut 3 so that the axial force acting on the shaft portion 11A and the shaft portion 11B is uniform, and appropriately fasten the U-bolt 10 to the fastened object 2. can.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example hardware configuration of the detection device 20 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 shows an example of the hardware configuration of the detection device 20 when the detection device 20 is configured by a computer capable of executing program instructions.
  • the computer may be a general-purpose computer, a dedicated computer, a workstation, a PC (Personal Computer), an electronic notepad, a smart phone, or the like.
  • Program instructions may be program code, code segments, etc. for performing the required tasks.
  • the detection device 20 is a smartphone, the operator can easily carry the detection device 20 to a place where the U-bolt 10 is fastened to the object to be fastened 2 during installation or inspection of the U-bolt 10, which is convenient. be improved.
  • the detection device 20 includes a processor 110, a ROM (Read Only Memory) 120, a RAM (Random Access Memory) 130, a storage 140, an input unit 150, a display unit 160 and a communication interface (I / F) 170 have Each component is communicatively connected to each other via a bus 190 .
  • the processor 110 is specifically a CPU (Central Processing Unit), MPU (Micro Processing Unit), GPU (Graphics Processing Unit), DSP (Digital Signal Processor), SoC (System on a Chip) or the like. may be configured by a plurality of processors of
  • the processor 110 controls each component and executes various arithmetic processes. That is, processor 110 reads a program from ROM 120 or storage 140 and executes the program using RAM 130 as a work area. The processor 110 performs control of each configuration and various arithmetic processes according to programs stored in the ROM 120 storage 140 . In this embodiment, the ROM 120 or storage 140 stores a program according to the present disclosure.
  • Programs are stored in non-transitory storage media such as CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory), DVD-ROM (Digital Versatile Disk Read Only Memory), USB (Universal Serial Bus) memory, etc. may be provided in Also, the program may be downloaded from an external device via a network.
  • CD-ROM Compact Disk Read Only Memory
  • DVD-ROM Digital Versatile Disk Read Only Memory
  • USB Universal Serial Bus
  • the ROM 120 stores various programs and various data.
  • RAM 130 temporarily stores programs or data as a work area.
  • the storage 140 is configured by a HDD (Hard Disk Drive) or SSD (Solid State Drive) and stores various programs including an operating system and various data.
  • the input unit 150 includes a pointing device such as a mouse and a keyboard, and is used for various inputs.
  • the display unit 160 is, for example, a liquid crystal display, and displays various information.
  • the display unit 160 may employ a touch panel method and function as the input unit 150 .
  • the communication interface 170 is an interface for communicating with other devices such as external devices (not shown), and uses standards such as Ethernet (registered trademark), FDDI, and Wi-Fi (registered trademark), for example.
  • the detection device 20 includes an imaging unit 21, an image storage unit 22, a detection unit 23, a detection result storage unit 24, and an output unit 25.
  • the imaging unit 21 is configured by a camera.
  • the image storage unit 22 and the detection result storage unit 24 are configured by memories such as semiconductor memory, magnetic memory, and optical memory, for example.
  • the detection unit 23 constitutes a control unit (controller).
  • the control unit may be composed of dedicated hardware such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or FPGA (Field-Programmable Gate Array), or may be composed of a processor, or may be composed of both. good too.
  • the output unit 25 may include the display unit 160, for example.
  • the imaging unit 21 generates an observation image by capturing an image of the pattern area PA, which is at least a part of at least one of the shafts 11, to which the strain detection pattern is attached. Specifically, hereinafter, the area where the image of the pattern area PA is shown in the observation image will be referred to as the "observation area”.
  • the imaging unit 21 adjusts by imaging the pattern area PA, which is at least a part of at least one of the shafts 11 to which the strain detection pattern is attached, before adjusting the tightening of the shafts 11 by the nut 3.
  • a previous observation image (first observation image) is generated.
  • the imaging unit 21 adjusts by imaging the pattern area PA, which is at least a part of at least one of the shafts 11, to which the strain detection pattern is attached after the tightening of the shafts 11 by the nut 3 is adjusted.
  • a post-observation image (second observation image) is generated.
  • adjusting the tightening means adjusting the degree of tightening of the shaft portion 11 by the nut 3. After the shaft portion 11 is inserted into the through hole 4, the shaft portion 11 is tightened by the nut 3 for the first time. , and changing the tightening degree from the state in which the shaft portion 11 is already tightened by the nut 3 .
  • the image storage unit 22 stores observation images generated by the imaging unit 21 . Specifically, the image storage unit 22 stores an observation image before adjustment. Further, the image storage unit 22 may store the adjusted observation image.
  • the detection unit 23 detects the strain ⁇ of the pattern area PA based on the pre-adjustment observation image and the post-adjustment observation image.
  • the detector 23 may detect the strain ⁇ each time tightening of the shaft 11 by the nut 3 is adjusted.
  • the detection unit 23 detects the strain ⁇ of the pattern area PA using the digital image correlation method. Specifically, the detection unit 23 detects the distortion ⁇ of the pattern area PA based on the difference between the speckle pattern images included in the observation areas of the post-adjustment observation image and the pre-adjustment observation image.
  • the adjusted observed image in the kth (k is a natural number) adjustment is an observed image generated after the kth adjustment and before the (k+1)th adjustment.
  • the pre-adjustment observation image in the k-th adjustment is the initial observation image captured when the tightening of the shaft portion 11 by the nut 3 is not adjusted (that is, after the 0th adjustment and before the 1st adjustment). can do.
  • the detector 23 detects the strain ⁇ based on the initial observation image and the post-adjustment observation image every time the tightening of the shaft portion 11 by the nut 3 is adjusted. Specifically, the detection unit 23 detects the amount of change in the strain ⁇ of the pattern area PA after the k-th adjustment with respect to the strain ⁇ of the pattern area PA before the first adjustment, thereby detecting the strain ⁇ . .
  • the adjusted observed image in the kth adjustment is an observed image generated after the kth adjustment and before the (k+1)th adjustment.
  • the pre-adjustment observation image in the kth adjustment is the previous observation image generated after the (k ⁇ 1)th adjustment before the kth adjustment.
  • the detection unit 23 detects the amount of change in the strain ⁇ of the pattern area PA generated by the k-th adjustment with respect to the strain ⁇ of the pattern area PA generated by the (k ⁇ 1)th adjustment. can be done.
  • the detection unit 23 detects the strain ⁇ based on the previous observation image and the post-adjustment observation image every time the tightening of the shaft portion 11 by the nut 3 is adjusted. Specifically, the detector 23 detects the change in the strain ⁇ of the pattern area PA after the k-th adjustment with respect to the strain ⁇ of the pattern area PA before the k-th adjustment and after the (k ⁇ 1)th adjustment. Detect quantity. Then, the detection unit 23 detects the strain ⁇ by totaling the amount of change in the first to k-th adjustments.
  • the amount of change in the strain ⁇ with respect to the force acting on the U-bolt 10 differs depending on the material forming the U-bolt 10 .
  • the detector 23 can easily detect the strain ⁇ by using the initial observation image as the pre-adjustment observation image.
  • the strain ⁇ can be detected by using the previous observation image generated immediately before the adjustment as the pre-adjustment observation image.
  • the detection unit 23 it is preferable for the detection unit 23 to detect the strain ⁇ by using the initial observation image as the pre-adjustment observation image in order to emphasize accuracy.
  • the detection unit 23 uses the initial observation image as the pre-adjustment observation image, matching between the pre-adjustment observation image and the post-adjustment observation image is performed. becomes difficult, and correct measurement results may not be obtained. Therefore, in the U-bolt 10 that causes large deformation as described above, the detector 23 uses the immediately preceding observed image as the pre-adjustment observed image to avoid difficulty in matching due to large deformation. can be done.
  • the detection unit 23 detects the strength of fastening of the U-bolt 10 to the object 2 to be fastened, that is, the target axial force acting on the U-bolt 10 (target axial force). is more preferably used to detect the strain ⁇ .
  • the detection unit 23 detects the strain ⁇ using the initial observation image as the pre-adjustment observation image when the target axial force is less than a predetermined value, and detects the strain ⁇ in the pre-adjustment observation image when the target axial force is greater than or equal to the predetermined value.
  • the strain ⁇ may be detected using the immediately preceding observed image as .
  • the detection unit 23 detects the strain ⁇ of the pattern area PA using the sampling moire method. Specifically, the detection unit 23 detects the pattern area PA before adjustment based on the images of the lattice patterns included in the observation areas of the observation image before adjustment and the observation image after adjustment. Detect the strain ⁇ from The pre-adjustment observation image used at this time is the same as the pre-adjustment observation image used in the above-described configuration in which the strain detection pattern is a speckle pattern.
  • the detection unit 23 can detect the target difference ⁇ 1 , which is the difference between the strain ⁇ and the target strain ⁇ T . In this case, the detection unit 23 can further detect whether or not the absolute value of the target difference ⁇ 1 is less than a predetermined threshold.
  • the target strain ⁇ T is the strain ⁇ generated in the shaft portion 11 on which the target axial force described above is acting.
  • both the shaft portions 11A and 11B are provided with strain detection patterns and the imaging unit 21 generates observation images of both the shaft portions 11A and 11B
  • the detection unit 23 detects both shaft portions 11A and 11B.
  • the strain ⁇ A and the strain ⁇ B of both the shaft portions 11A and 11B can be detected based on the images of the strain detection patterns included in the observation regions of the shaft portions 11A and 11B.
  • the detection unit 23 can detect the target differences ⁇ 1A and ⁇ 1B , which are the differences between the strains ⁇ A and ⁇ B and the target strain ⁇ T , as the target differences ⁇ 1 . In this case, the detection unit 23 can further detect whether or not the absolute values of the target difference ⁇ 1A and the target difference ⁇ 1B are less than a predetermined threshold.
  • the detection unit 23 can detect the relative difference ⁇ 2 , which is the difference between the strain ⁇ A and the strain ⁇ B . In this case, the detection unit 23 can further detect whether the absolute value of the relative difference ⁇ 2 is less than a predetermined threshold.
  • the detection unit 23 causes the output unit 25 to output tightening information regarding the tightening of the shaft portion 11 of the U-bolt 10 by the nut 3 based on the strain ⁇ . Further, the detection unit 23 causes the detection result storage unit 24 to store the tightening information.
  • the tightening information can include at least one or more of strain ⁇ , target difference ⁇ 1 , target difference index, relative difference ⁇ 2 , relative difference index.
  • the target difference index is information indicating whether or not the absolute value of the target difference ⁇ 1 is less than a predetermined threshold.
  • the relative difference index is information indicating whether the absolute value of the relative difference ⁇ 2 is less than a predetermined threshold.
  • the tightening information is information indicating that the U-bolt 10 has been tightened instead of the target difference index. may contain. Further, when the detection unit 23 determines that the absolute value of the target difference ⁇ 1 is equal to or greater than the predetermined threshold value, the tightening information indicates that the U-bolt 10 has not been completely tightened instead of the target difference index. May contain information.
  • the tightening information indicates that the shaft portions 11A and 11B are substantially evenly tightened instead of the relative difference index. may include information indicating that Further, when the detection unit 23 determines that the absolute value of the relative difference ⁇ 2 is equal to or greater than the predetermined threshold value, the tightening information indicates that the shaft portions 11A and 11B are substantially evenly tightened instead of the relative difference index. may include information indicating that it is not
  • the detection result storage unit 24 stores tightening information detected by the detection unit 23 . By doing so, for example, it is possible to leave a trail of completion of normal construction (fastening of the U-bolt 10).
  • the output unit 25 outputs tightening information regarding tightening of the shaft portion 11 of the U-bolt 10 by the nut 3 based on the strain ⁇ detected by the detection unit 23 .
  • FIG. 8 is a flow chart showing an example of the operation for fastening the U-bolt 10 according to the first embodiment.
  • the operation for fastening the U-bolt 10 described with reference to FIG. 8 corresponds to the construction method for fastening the U-bolt 10 according to the first embodiment.
  • step S11 the operator passes the shaft portions 11A and 11B of the U-bolt 10 through the through holes 2A and 2B, respectively.
  • step S12 the imaging unit 21 generates a pre-adjustment observation image by capturing an image of the pattern area PA, which is at least a part of at least one of the shaft portions 11, to which the strain detection pattern is attached.
  • step S13 the image storage unit 22 stores the pre-adjustment observation image generated in step S12.
  • step S14 the operator adjusts the tightening of the shaft portion 11 by the nut 3.
  • step S15 the imaging unit 21 generates an adjusted observation image by imaging the pattern area PA after the tightening of the shaft 11 by the nut 3 is adjusted.
  • step S16 the detection unit 23 detects the strain ⁇ of the pattern area PA based on the pre-adjustment observation image and the post-adjustment observation image.
  • the detector 23 may detect the strain ⁇ of one of the shaft portions 11A and 11B.
  • the detector 23 may detect the strain ⁇ of both the shaft portions 11A and 11B.
  • the detection unit 23 may detect a target difference ⁇ 1 , which is the difference between the strain ⁇ and the target strain ⁇ T. It may be detected whether the absolute value of the target difference ⁇ 1 is less than a predetermined threshold.
  • the detection unit 23 may detect the relative difference ⁇ 2 when detecting the strain ⁇ of both the shaft portions 11A and 11B.
  • the detection unit 23 may determine whether the absolute value of the relative difference ⁇ 2 is less than a predetermined threshold.
  • step S17 the image storage unit 22 stores the post-adjustment observation image generated by the imaging unit 21 in step S16 as the pre-adjustment observation image.
  • step S18 the output unit 25 outputs the tightening information detected by the detection unit 23.
  • step S19 the operator determines whether or not the fastening process has been completed based on the fastening information.
  • the operator may determine that the fastening process has been completed. In this case, if the strain ⁇ is not within a predetermined range from the target strain ⁇ T , the operator determines that the fastening process has not been completed.
  • the operator may determine that the fastening process has been completed. In this case, if the absolute value of the target difference ⁇ 1 is greater than or equal to a predetermined threshold value, the operator may determine that the fastening process has not been completed.
  • the operator determines that the fastening process is completed. may In this case, if the target difference index indicates that the absolute value of the target difference ⁇ 1 is greater than or equal to a predetermined threshold value, the operator may determine that the fastening process is not completed.
  • step S19 If it is determined in step S19 that the fastening process has been completed, this fastening process ends. If it is determined in step S19 that the fastening process has not been completed, the process returns to step S14 to repeat the process.
  • the operator may adjust the tightening of one of the shaft portions 11A and 11B based on the tightening information, or adjust the tightening of both the shaft portions 11A and 11B. You can adjust the tightness. Further, the operator adjusts the tightening of the shaft portion 11A or the shaft portion 11B so that the relative difference ⁇ 2 is less than the predetermined threshold, and then maintains the state in which the relative difference ⁇ 2 is less than the predetermined threshold. However, the tightening of the shaft portion 11A and the shaft portion 11 may be further adjusted so that the target difference ⁇ 1 becomes smaller.
  • step S18 was executed after the process of step S17 was executed, but this is not the only option.
  • the process of step S17 may be performed after the process of step S18 is performed, or the processes of steps S17 and S18 may be performed at the same timing.
  • step S11 does not have to be executed.
  • the operation for fastening is started from the process of step S12.
  • At least one of the pair of shaft portions 11 has a strain detection pattern on at least a portion of the shaft portion 11 .
  • the shaft portion 11 of the U-bolt 10 can be tightened by the nut 3 so that the strain ⁇ of the shaft portion 11 becomes the target strain ⁇ T , that is, the target axial force acts on the shaft portion 11 . Therefore, the operator can fasten the U-bolt 10 to the object 2 to be fastened with high accuracy, and accordingly can firmly fix the object 1 to be fastened.
  • the pattern for strain detection is formed by inserting the pair of shaft portions 11 into the pair of through holes 4 provided in the object 2 to be fastened, and is attached between one surface of the object to be fastened 2 and the boundary between the shaft portion 11 and the bridge portion 12 on one shaft portion 11 in a state in which the fastening object 1 is sandwiched between and fixed.
  • the strain detection pattern is fixed by inserting a pair of shaft portions 11 into a pair of through holes 4 provided in the object 2 to be fastened, and sandwiching the object 1 between the U bolt 10 and one surface of the object 2 to be fastened. In this state, it is attached between one surface of the object to be fastened 2 and the boundary between the shaft portion 11 and the bridge portion 12 on both shaft portions 11 .
  • the operator when attaching the U-bolt 10 to the object to be fastened 2, the operator can prevent the difference between the strains detected using the strain detection patterns provided on the shaft portions 11A and 11B from becoming large. can work on Therefore, the operator can tighten the shaft portion 11 of the U-bolt 10 with the nut 3 . Accordingly, the operator can appropriately fasten the U-bolt 10 to the object 2 to be fastened, and can firmly fix the object 1 to be fastened.
  • the detection device 20 outputs tightening information based on the target difference ⁇ 1 . For this reason, the operator rotates the shaft portion 11 of the U-bolt 10 with the nut 3 so that the strain ⁇ generated in the U-bolt 10 becomes the target strain ⁇ T , that is, the target axial force acts on the U-bolt 10. It can be tightened, and along with this, the fastener 1 can be firmly fixed.
  • the detection device 20 outputs tightening information based on the relative difference ⁇ 2 .
  • the strain ⁇ A of the shaft portion 11A and the strain ⁇ B of the shaft portion 11B are approximately the same not only at the time of completion of tightening but also during the work until the completion of tightening. must be maintained. Therefore, the operator not only sets the strain ⁇ A and the strain ⁇ B as the target strain ⁇ T , but also reduces the relative difference ⁇ 2 , which is the difference between the strain ⁇ A and the strain ⁇ B , during the work. There is a need.
  • the detection device 20 outputs the tightening information based on the relative difference ⁇ 2 , so that the operator can recognize the relative difference ⁇ 2 during the fastening work.
  • the shank 11 of the U-bolt 10 can be properly tightened onto the nut 3 . Therefore, the worker can firmly fix the fastener 1 .
  • a U-bolt 10 according to the second embodiment of the present disclosure is similar to the U-bolt 10 according to the first embodiment.
  • the hardware configuration of the detection device 20A according to the second embodiment is the same as the hardware configuration of the detection device 20 according to the first embodiment.
  • the detection device 20A includes an imaging unit 21 , an image storage unit 22 , a detection unit 23 , a detection result storage unit 24 , an output unit 25 and a setting unit 26 .
  • the image storage unit 22, the detection unit 23, the detection result storage unit 24, and the output unit 25 in the second embodiment are the same as the image storage unit 22, the detection unit 23, the detection result storage unit 24, and the detection result storage unit 24 in the first embodiment, respectively. It is similar to the output section 25 .
  • the imaging unit 21 in the second embodiment is configured by a camera, like the imaging unit 21 in the first embodiment.
  • the imaging unit 21 includes an imaging device 211 that forms an image of a subject, and a display unit 212 that displays the image.
  • the setting unit 26 constitutes a control unit (controller).
  • the setting unit 26 causes the display unit 212 to display an image in which the observation image before adjustment stored in the image storage unit 22 is superimposed on the image of the subject formed by the imaging device 211 .
  • the imaging unit 21 in the second embodiment is configured by a camera, like the imaging unit 21 in the first embodiment.
  • the imaging unit 21 sets the angle of view such that the image of the pattern area PA in the pre-adjustment observation image displayed on the display unit 212 by the setting unit 26 substantially matches the pattern area PA existing in the real space after the tightening is adjusted. Then, an adjusted observation image is generated by capturing an image of the pattern area PA existing in the real space.
  • the operator determines whether or not the image of the pattern area PA in the pre-adjustment observation image substantially matches the pattern area PA that exists in the real space after the tightening is adjusted.
  • the operator operates the detection device 20A when determining that the image of the pattern area PA in the pre-adjustment observed image substantially matches the pattern area PA existing in the real space.
  • the setting unit 26 acquires the angle of view of the image capturing unit 21 based on the operator's operation, and controls the image capturing unit 21 to capture an image at the angle of view.
  • the image of the pattern area PA in the observation image before adjustment substantially matches the pattern area PA existing in the real space means that the image of the pattern area PA and the pattern area PA existing in the real space do not overlap each other. is a predetermined ratio or less with respect to the area of the image of the pattern area PA.
  • the setting unit 26 uses an arbitrary image processing method to determine whether the image of the pattern area PA in the observation image before adjustment substantially matches the pattern area PA existing in the real space after the tightening is adjusted. judge. In such a configuration, the setting unit 26 acquires the angle of view of the imaging unit 21 when it is determined that the image of the pattern area PA in the observation image before adjustment substantially matches the pattern area PA existing in the real space, and 21 is controlled to take an image at the angle of view.
  • FIG. 10 is a flow chart showing an example of the operation for fastening the U-bolt 10 according to the second embodiment.
  • the operation for fastening the U-bolt 10 described with reference to FIG. 10 corresponds to the construction method for fastening the U-bolt 10 according to the second embodiment.
  • steps S31 to S34 are executed.
  • the processing of steps S31 to S34 is the same as the processing of steps S11 to S14 in the first embodiment.
  • step S ⁇ b>35 the setting unit 26 superimposes the pre-adjustment observation image on the imaging range of the imaging unit 21 .
  • step S36 the setting unit 26 sets the angle of view such that the image of the pattern area PA in the pre-adjustment observation image displayed in the imaging range substantially matches the pattern area PA existing in the real space after tightening is adjusted.
  • step S37 the imaging unit 21 generates an adjusted observation image by imaging the pattern area PA existing in the real space at the angle of view acquired in step S36.
  • steps S38 to S41 are executed.
  • the processing of steps S38 to S41 is the same as the processing of steps S16 to S19 in the first embodiment.
  • the imaging unit 21 can generate the post-adjustment observation image having the same angle of view as the pre-adjustment observation image. Therefore, the detection unit 23 can detect the strain ⁇ of the shaft portion 11 using the pre-adjustment observation image and the post-adjustment observation image having the same angle of view. Therefore, the detection unit 23 can detect the strain ⁇ of the shaft portion 11 more accurately than when detecting the strain ⁇ of the shaft portion 11 using the pre-adjustment observation image and the post-adjustment observation image that are generated by imaging at different angles of view. can be detected. In addition, since the detection unit 23 can detect distortion without correcting the observation regions in the before-adjustment observation image and the after-adjustment observation image generated by imaging at different angles of view, the processing load is reduced. can do.
  • a computer can be preferably used to function as each part of the detection device 20 or the detection device 20A described above.
  • Such a computer is realized by storing a program describing the processing details for realizing the function of each part of the detection device 20 in the memory of the computer, and reading and executing the program by the processor of the computer. be able to. That is, the program can cause the computer to function as the detection device 20 or the detection device 20A described above. It is also possible to store the program in a non-temporary storage medium. It is also possible to provide the program via a network.

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Abstract

本開示に係るＵボルト（１０）は、第１の方向に並び、第１の方向と直交する第２の方向に延在する一対の軸部（１１）と、一対の軸部（１１）それぞれの一端を連結する橋梁部（１２）とを備えるＵボルト（１０）であって、一対の軸部（１１）のうちの少なくとも一方の軸部（１１）の少なくとも一部にひずみ検出用模様が付されている。

Description

Ｕボルト、施工方法及び検出装置
　本開示は、Ｕボルト、施工方法及び検出装置に関する。
　従来、配管等の締結物を架台、壁面等の被締結物に固定するために、Ｕボルトが用いられている。Ｕボルトとは、２つの直線状の軸部が橋梁部により連結されたＵ字形状のボルトである。Ｕボルトの内側に締結物を挟んだ状態で被締結物に設けられた２つの貫通孔それぞれにＵボルトの軸部を挿入し、２つの軸部それぞれの端部からナットで締結することで、Ｕボルトと被締結物とで締結物を挟んで固定することができる。
　Ｕボルトで締結物を被締結物に固定する場合、Ｕボルトを被締結物に対して垂直に固定する必要がある。しかしながら、Ｕボルトは、構造上、傾いて取り付けられてしまうことが多い。Ｕボルトが傾いて取り付けられると、過大応力による破損の原因となり得る。
　非特許文献１には、ボルトに挿通されるワッシャーに圧電パッチを設け、圧電パッチにより計測された圧力に基づき、ボルトの締結力を計測する技術が記載されている。また、非特許文献２には、ボルトの軸部に圧電センサを埋め込み、圧電センサにより計測されたボルトの軸部のひずみに基づき、ボルトの締結力を計測する技術が記載されている。
H. Yin, T. Wang, D. Yang, S. Liu, J. Shao, and Y. Li, "A smart washer for bolt looseness monitoring based on piezoelectric active sensing method," Appl. Sci., vol.6, no.11, 2016 N. Shimoi, C. H. Cuadra, H. Madokoro, and M. Saijo, "Simple Smart Piezoelectric Bolt Sensor for Structural Monitoring of Bridges," Int. J. Instrum. Sci., vol.1, no.5, pp.78-83, 2013
　上述した非特許文献１及び２に記載の技術は、直線状のボルトの締結力を計測するための技術であり、作業者は、この技術によって、Ｕボルトの軸部のナットによる締め付けの状態を確認することはできない。
　上記のような問題点に鑑みてなされた本開示の目的は、作業者が、Ｕボルトの軸部のナットによる締め付けの状態を確認することができるＵボルト、施工方法及び検出装置を提供することにある。
　上記課題を解決するため、本開示に係るＵボルトは、第１の方向に並び、前記第１の方向と直交する第２の方向に延在する、一対のナットによって締め付けられる一対の軸部と、前記一対の軸部それぞれの一端を連結する橋梁部とを備えるＵボルトであって、前記一対の軸部のうちの少なくとも一方の軸部の少なくとも一部にひずみ検出用模様が付されている。
　また、上記課題を解決するため、本開示に係る施工方法は、検出装置を用いて、第１の方向に並び、前記第１の方向と直交する第２の方向に延在する、一対のナットによって締め付けられる一対の軸部と、前記一対の軸部それぞれの一端を連結する橋梁部と、前記一対の軸部のうちの少なくとも一方の軸部の表面における少なくとも一部にひずみ検出用模様が付されている、Ｕボルトを被締結物に締結する施工方法であって、前記検出装置により、前記ひずみ検出用模様が付されている、前記少なくとも一方の軸部の前記少なくとも一部である模様領域を撮像することによって第１の観察画像を生成するステップと、前記軸部の前記ナットによる締め付けが調整された後に前記模様領域を撮像することによって第２の観察画像を生成するステップと、前記第１の観察画像及び前記第２の観察画像に基づいて、前記模様領域のひずみを検出するステップと、前記ひずみに基づいて、前記軸部の前記ナットによる締め付けに関する締め付け情報を出力するステップと、を含む。
　また、上記課題を解決するため、本開示に係る検出装置は、第１の方向に並び、前記第１の方向と直交する第２の方向に延在する、一対のナットによって締め付けられる一対の軸部と、前記一対の軸部それぞれの一端を連結する橋梁部と、前記一対の軸部のうちの少なくとも一方の軸部の少なくとも一部にひずみ検出用模様が付されている、Ｕボルトのひずみを検出するための検出装置であって、前記ひずみ検出用模様が付されている、前記少なくとも一方の軸部の前記少なくとも一部である模様領域を撮像することによって第１の観察画像を生成し、前記第１の観察画像が生成されて、前記軸部の前記ナットによる締め付けが調整された後に、前記模様領域を撮像することによって第２の観察画像を生成する撮像部と、前記第１の観察画像及び前記第２の観察画像に基づいて、前記模様領域のひずみを検出する検出部と、前記ひずみに基づいて、前記軸部の前記ナットによる締め付けに関する締め付け情報を出力する出力部と、を備える。
　本開示に係るＵボルト、施工方法及び検出装置によれば、作業者は、Ｕボルトの軸部のナットによる締め付けの状態を確認することができる。
第１の実施形態に係る、Ｕボルトの一例を示す図である。 第１の実施形態に係る、Ｕボルトの他の例を示す図である。 図１に示すＵボルトの変形例を示す図である。 図２に示すＵボルトの変形例を示す図である。 軸力が均一である場合に、Ｕボルトに作用する引張力及び圧縮力について説明するための図である。 軸力が不均一である場合に、Ｕボルトに作用する引張力及び圧縮力について説明するための図である。 第１の実施形態に係る検出装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る検出装置の機能構成の一例を示す図である。 第１の実施形態に係るＵボルトを被締結物に締結するための動作の一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る検出装置の機能構成の一例を示す図である。 第２の実施形態に係るＵボルトを被締結物に締結するための動作の一例を示すフローチャートである。
　以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。
　＜第１の実施形態＞
　（Ｕボルトの構成）
　図１は、本開示の第１の実施形態に係るＵボルト１０の一例を示す図である。図２は、本開示の第１の実施形態に係るＵボルト１０の他の例を示す図である。
　図１及び図２に示すように、第１の実施形態に係るＵボルト１０は、一対の軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂと、橋梁部１２とを備える。
　軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂは、所定の方向に並び、該所定の方向と直交する方向に延在する。以下では、図１及び図２に示すように、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂが並んで配置される方向をＸ軸方向（第１の方向）と称し、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂが延在する方向をＹ軸方向（第２の方向）と称し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交する方向をＺ軸方向（第３の方向）と称する。また、以下では、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂを区別しない場合には、軸部１１と称する。また、以下では、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂを合わせて一対の軸部１１と称する。
　橋梁部１２は、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂそれぞれの一端を連結する。橋梁部１２は、半円状に湾曲した形状とすることができ、橋梁部１２が軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂそれぞれの一端を連結することで、Ｕボルト１０はＵ字形状を形成する。軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂは、それぞれの他端側に、ねじ山構造を有するねじ部１３を有している。
　図１及び図２に示すように、Ｕ字形状のＵボルト１０の内側（一対の軸部１１及び橋梁部１２により囲まれる空間）には、配管等の締結物１が配置される。締結物１が内側に配置された状態で、支持金物等の被締結物２に設けられた一対の貫通孔４Ａ及び貫通孔４Ｂに、被締結物２の一面側からそれぞれ軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂが挿入される。貫通孔４Ａ及び貫通孔４Ｂにそれぞれ軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂが挿入されることで、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂそれぞれのねじ部１３が被締結物２の他面側に突出する。被締結物２の他面側から突出した軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂそれぞれのねじ部１３に、ねじ部１３のねじ山構造と螺合するねじ山構造を有するナット３Ａ及び３Ｂナット３Ａ及び３Ｂがそれぞれ締め付けられることで、軸部１１はナット３によって締め付けられる。これにより、Ｕボルト１０は被締結物２に締結されて、締結物１は、Ｕボルト１０と被締結物２とに挟まれて固定される。以下では、ナット３Ａ及びナット３Ｂを区別しない場合には、ナット３と称する。また、貫通孔４Ａ及び貫通孔４Ｂを区別しない場合には、貫通孔４と称する。
　軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂの少なくとも一方の軸部１１の少なくとも一部にはひずみ検出用模様が付されている。以降において、ひずみ検出用模様が付されている、少なくとも一方の軸部１１の少なくとも一部を「模様領域ＰＡ」という。
　図１及び図２に示す例では、ひずみ検出用模様は、一方の軸部１１Ａの全部に付されているが、これに限られない。例えば、ひずみ検出用模様は、一方の軸部１１Ａの一部に付されていてもよい。具体的には、ひずみ検出用模様は、軸部１１の軸に直交する断面の外縁の一部に付されていてもよいし、軸部１１の軸が延在する方向において一部に付されていてもよい。ひずみ検出用模様は、被締結物２に設けられた一対の貫通孔２Ａ及び２Ｂにそれぞれ一対の軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂが挿入され、Ｕボルト１０と被締結物２の一面とに締結物１が挟まれて固定された状態において、被締結物２の一面の位置（位置ａ）と、軸部１１と橋梁部１２との境界の位置（位置ｂ）との間に付されていてもよい。
　ひずみ検出用模様は、部材のひずみεを検出するための任意の方法において、該部材に付される模様であって、図１に示すようなスペックルパターン、又は図２に示すような格子模様とすることができる。
　スペックルパターンは、例えば、まだら模様とすることができる。スペックルパターンを構成している少なくとも２つの色のコントラストは高いことが好ましく、具体的には、２つの色の明度、彩度、又は色相の差が所定の閾値より高いことが好ましい。これによって、デジタル画像相関（ＤＩＣ（Digital Image Correlation））法を用いて軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂのひずみεを高い精度で検出することができる。例えば、２つの色は、白及び黒のような明度のコントラストが高い色とすることができる。この場合、屋外環境のような測定誤差が大きくなりやすい環境においても、高い精度で軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂのひずみεを検出することができる。
　スペックルパターンは、スプレーを用いて２種類の塗料を塗布することで容易に得られる。例えば、スペックルパターンは、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂそれぞれの表面に、白色塗料でベース塗装を施し、その上に黒色の模様を塗布することによって形成されてもよい。
　格子模様の格子間隔は任意であってよいが、１ｍｍ程度であることが好ましい。これによって、Ｕボルトの取り付けにおいて、サンプリングモアレ法を用いて、１ｍｍの１／１００である０．０１ｍｍ程度の高い精度で、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂのひずみεを検出することができる。
　なお、図１及び図２に示す例においては、軸部１１Ａにのみ、ひずみ検出用模様が付される構成を説明したが、本開示はこれに限られるものではない。例えば、軸部１１Ｂにのみ、ひずみ検出用模様が付されてもよい。また、図３及び図４に示すように、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂの両方に、ひずみ検出用模様が付されてもよい。図３に示す例では、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂの両方の全部にスペックルパターンが付されている。図４に示す例では、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂの両方の全部に格子模様が付されている。また、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂの両方のそれぞれ一部にひずみ検出用模様が付されてもよく、このような構成において、軸部１１Ａに付されているひずみ検出用模様と、軸部１１Ｂに付されているひずみ検出用模様とは同じ高さに（Ｙ軸方向に同じ位置に）位置していることが好ましい。
　このように、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂの両方の一部又は全部にひずみ検出用模様が付されていることによって、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂそれぞれのひずみ、すなわち軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂそれぞれに作用する軸力の違いを正確に検出することができる。
　図５Ａ及び図５Ｂは、図３に示すＵボルト１０が被締結物２に締結された状態において作用する引張力及び圧縮力を示す図である。図５Ａは、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂに作用する軸力が均一である場合に、Ｕボルト１０に作用する引張力及び圧縮力を示す図である。図５Ｂは、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂに作用する軸力が不均一である場合に、Ｕボルト１０に作用する引張力及び圧縮力を示す図である。なお、図５Ａ及び図５Ｂにおいては、ひずみ検出用模様がスペックルパターンである例が示されているが、ひずみ検出用模様が格子模様である例についても同様である。
　図５Ａに示すように、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂが被締結物２に均一に締結されている場合、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂのそれぞれ外側及び内側に同程度の大きさの引張力ＦＡＯ、ＦＡI、ＦＢＯ、及びＦＢＩが発生している。このため、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂそれぞれに作用する軸力は略均一である。一方、図５Ｂに示すように、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂが被締結物２に不均一に締結されている場合、軸部１１Ａの外側と軸部１１Ｂの内側にそれぞれ圧縮力Ｆ’ＡＯ及びＦ’ＢＩが発生し、軸部１１Ａの内側と軸部１１Ｂの外側にそれぞれ引張力ＦＡＩ及びＦＢＯが発生している。このため、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂに作用する軸力は不均一である。締結物１が強固に固定されるには、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂに作用する軸力を略均一にする必要がある。そこで、上述したように、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂの両方にひずみ検出用模様が付され、これを用いてひずみεが検出されることによって、作業者は、被締結物２に対するＵボルト１０の軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂに作用する軸力が均一であるか否かを確認することができる。これによって、作業者は、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂに作用する軸力が均一であるように軸部１１をナット３によって締め付けて、適切にＵボルト１０を被締結物２に締結することができる。なお、図４に示すＵボルト１０が被締結物２に締結された状態おいて作用する引張力及び圧縮力も同様である。
（検出装置のハードウェア構成）
　図６は、本開示の一実施形態に係る検出装置２０のハードウェア構成の一例を示す図である。図６においては、検出装置２０がプログラム命令を実行可能なコンピュータにより構成される場合の、検出装置２０のハードウェア構成の一例を示している。ここで、コンピュータは、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、ワークステーション、ＰＣ（Personal Computer）、電子ノートパッド、スマートフォン等であってもよい。プログラム命令は、必要なタスクを実行するためのプログラムコード、コードセグメント等であってもよい。検出装置２０がスマートフォンである場合、作業者は、Ｕボルト１０の設置又は点検において、Ｕボルト１０を被締結物２に締結する場所に検出装置２０を容易に携行することができ、利便性が向上される。
　図６に示すように、検出装置２０は、プロセッサ１１０、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２０、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３０、ストレージ１４０、入力部１５０、表示部１６０及び通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１７０を有する。各構成は、バス１９０を介して相対に通信可能に接続されている。プロセッサ１１０は、具体的にはＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＳｏＣ（System on a Chip）等であり、同種または異種の複数のプロセッサにより構成されてもよい。
　プロセッサ１１０は、各構成の制御、及び各種の演算処理を実行する。すなわち、プロセッサ１１０は、ＲＯＭ１２０またはストレージ１４０からプログラムを読み出し、ＲＡＭ１３０を作業領域としてプログラムを実行する。プロセッサ１１０は、ＲＯＭ１２０ストレージ１４０に記憶されているプログラムに従って、上記各構成の制御及び各種の演算処理を行う。本実施形態では、ＲＯＭ１２０またはストレージ１４０には、本開示に係るプログラムが格納されている。
　プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disk Read Only Memory）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の非一時的（non-transitory）記憶媒体に記憶された形態で提供されてもよい。また、プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。
　ＲＯＭ１２０は、各種プログラム及び各種データを格納する。ＲＡＭ１３０は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージ１４０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム及び各種データを格納する。
　入力部１５０は、マウス等のポインティングデバイス、及びキーボードを含み、各種の入力を行うために使用される。
　表示部１６０は、例えば、液晶ディスプレイであり、各種の情報を表示する。表示部１６０は、タッチパネル方式を採用して、入力部１５０として機能してもよい。
　通信インタフェース１７０は、外部装置（図示しない）等の他の機器と通信するためのインタフェースであり、例えば、イーサネット（登録商標）、ＦＤＤＩ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の規格が用いられる。
　（検出装置の機能構成）
　次に、第１の実施形態に係る検出装置２０の機能構成について、図７を参照して説明する。
　図７に示すように、本開示に係る検出装置２０は、撮像部２１と、画像記憶部２２と、検出部２３と、検出結果記憶部２４と、出力部２５とを備える。撮像部２１は、カメラによって構成される。画像記憶部２２及び検出結果記憶部２４は、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、光メモリ等のメモリによって構成される。検出部２３は、制御部（コントローラ）を構成する。制御部は、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、ＦＰＧＡ(Field-Programmable Gate Array)等の専用のハードウェアによって構成されてもよいし、プロセッサによって構成されてもよいし、双方を含んで構成されてもよい。出力部２５は、例えば、表示部１６０を含んでよい。
　撮像部２１は、ひずみ検出用模様が付されている、少なくとも一方の軸部１１の少なくとも一部である模様領域ＰＡを撮像することによって観察画像を生成する。具体的には、以降において、観察画像における、模様領域ＰＡの像が示されている領域を「観察領域」という。
　撮像部２１は、軸部１１のナット３による締め付けを調整する前に、ひずみ検出用模様が付されている、少なくとも一方の軸部１１の少なくとも一部である模様領域ＰＡを撮像することによって調整前観察画像（第１の観察画像）を生成する。撮像部２１は、軸部１１のナット３による締め付けが調整された後に、ひずみ検出用模様が付されている、少なくとも一方の軸部１１の少なくとも一部である模様領域ＰＡを撮像することによって調整後観察画像（第２の観察画像）を生成する。
　ここで、「締め付けを調整する」とは、軸部１１のナット３による締め付け度合いを調整することであり、軸部１１を貫通孔４に挿入した後、軸部１１を初めてナット３によって締め付けること、及び軸部１１が既にナット３によって締め付けられている状態から締め付け度合いを変更することを含む。
　画像記憶部２２は、撮像部２１によって生成された観察画像を記憶する。具体的には、画像記憶部２２は、調整前観察画像を記憶する。また、画像記憶部２２は、調整後観察画像を記憶してもよい。
　検出部２３は、調整前観察画像及び調整後観察画像に基づいて模様領域ＰＡのひずみεを検出する。検出部２３は、軸部１１のナット３による締め付けが調整されるたびにひずみεを検出してもよい。
　ひずみ検出用模様がスペックルパターンである構成において、検出部２３は、デジタル画像相関法を用いて模様領域ＰＡのひずみεを検出する。具体的には、検出部２３は、調整後観察画像および調整前観察画像の観察領域それぞれに含まれているスペックルパターンの像の相違に基づいて模様領域ＰＡのひずみεを検出する。
　一例では、ｋ回目（ｋは自然数）の調整における調整後観察画像は、ｋ回目の調整後であって、（ｋ＋１）回目の調整前に生成された観察画像である。ｋ回目の調整における調整前観察画像は、軸部１１がナット３による締め付けが調整されていないとき（すなわち、０回目の調整後であって１回目の調整前）に撮像された初期観察画像とすることができる。このような構成において、検出部２３は、軸部１１のナット３による締め付けを調整するたびに、初期観察画像及び調整後観察画像に基づいてひずみεを検出する。具体的には、検出部２３は、１回目の調整前における模様領域ＰＡのひずみεに対する、ｋ回目の調整後における模様領域ＰＡのひずみεの変化量を検出し、これによりひずみεを検出する。
　他の例では、上述した一例と同様に、ｋ回目の調整における調整後観察画像は、ｋ回目の調整後であって、（ｋ＋１）回目の調整前に生成された観察画像である。ｋ回目の調整における調整前観察画像は、上述した一例とは異なり、ｋ回目の調整前であって、（ｋ－１）回目の調整後に生成された直前観察画像である。このような構成において、検出部２３は、（ｋ－１）回目の調整により発生した模様領域ＰＡのひずみεに対する、ｋ回目の調整により発生した模様領域ＰＡのひずみεの変化量を検出することができる。この場合、検出部２３は、軸部１１のナット３による締め付けを調整するたびに、直前観察画像及び調整後観察画像に基づいてひずみεを検出する。具体的には、検出部２３は、ｋ回目の調整前であって（ｋ－１）回目の調整後における模様領域ＰＡのひずみεに対する、ｋ回目の調整後における模様領域ＰＡのひずみεの変化量を検出する。そして、検出部２３は、１回目からｋ回目の調整における変化量を合計することによってひずみεを検出する。
　なお、Ｕボルト１０を構成する材料に応じて、Ｕボルト１０に作用する力に対するひずみεの変化量は異なる。そして、Ｕボルト１０に作用する力に対するひずみεの変化量が小さいほど、誤差が累積されにくい。この場合、検出部２３は、調整前観察画像として初期観察画像を用いることによって、ひずみεを容易に検出することができる。また、Ｕボルト１０に作用する力に対するひずみεの変化量が大きいほど誤差が累積されて高い精度でひずみεを検出することが困難となる。したがって、この場合、調整前観察画像として調整の直前に生成された直前観察画像を用いることによってひずみεを検出することができる。
　原則としては、精度を重視するため、検出部２３は、調整前観察画像として初期観察画像を用いることによって、ひずみεを検出することが好適である。ただし、一般的に１％を超える大きい変形が生じるようなＵボルト１０においては、検出部２３が、調整前観察画像として初期観察画像を用いると、調整前観察画像と調整後観察画像とのマッチングが困難となり、正しい測定結果が得られないことがある。そこで、上述したように大きい変形が生じるようなＵボルト１０においては、検出部２３が調整前観察画像として直前観察画像を用いることによって、大きい変形に伴ってマッチングが困難となることを回避することができる。なお、このように、検出部２３が調整前観察画像として直前観察画像を用いることによって、誤差の累積は大きくなる。したがって、調整前観察画像として初期観察画像を用いるか、直前観察画像を用いるかは、Uボルト１０の変形のしやすさによって適宜設計され得る。
　さらに、Ｕボルト１０の被締結物２への締結の度合いが強くなるほど、ひずみの変化量は大きくなる。したがって、検出部２３は、Ｕボルト１０の被締結物２への締結の強さ、すなわち、Ｕボルト１０に作用する目標とする軸力（目標軸力）の大きさに応じた調整前観察画像を用いてひずみεが検出されるとより好適である。例えば、検出部２３は、目標軸力が所定値未満である場合に調整前観察画像として初期観察画像を用いてひずみεを検出し、目標軸力が所定値以上である場合に調整前観察画像として直前観察画像を用いてひずみεを検出してもよい。
　ひずみ検出用模様が格子模様である構成において、検出部２３は、サンプリングモアレ法を用いて模様領域ＰＡのひずみεを検出する。具体的には、検出部２３は、調整前観察画像および調整後観察画像の観察領域それぞれに含まれている格子模様の像に基づいて、調整後における模様領域ＰＡの、調整前における模様領域ＰＡからのひずみεを検出する。このときに用いられる調整前観察画像は、上述したような、ひずみ検出用模様がスペックルパターンである構成において用いられる調整前観察画像と同様である。
　また、検出部２３は、ひずみεと、目標ひずみεＴとの差である目標差Δε１を検出することができる。この場合、検出部２３は、さらに、目標差Δε１の絶対値が所定の閾値未満であるか否かを検出することができる。目標ひずみεＴは、上述した目標軸力が作用している軸部１１において発生するひずみεである。
　また、両方の軸部１１Ａ及び１１Ｂにひずみ検出用模様が付され、撮像部２１によって、両方の軸部１１Ａ及び１１Ｂそれぞれの観察画像が生成された場合、検出部２３は、両方の軸部１１Ａ及び１１Ｂの観察領域それぞれに含まれている、ひずみ検出用模様の像に基づいて、両方の軸部１１Ａ及び軸部１１ＢそれぞれのひずみεＡ及びひずみεＢを検出することができる。
　この場合、検出部２３は、ひずみεＡ及びひずみεＢそれぞれと、目標ひずみεＴとの差である目標差Δε１Ａ及び目標差Δε１Ｂを目標差Δε１として検出することができる。この場合、検出部２３は、さらに、目標差Δε１Ａ及び目標差Δε１Ｂの絶対値が所定の閾値未満であるか否かを検出することができる。
　さらに、検出部２３は、ひずみεＡとひずみεＢとの差である相対差Δε２を検出することができる。この場合、検出部２３は、さらに、相対差Δε２の絶対値が所定の閾値未満であるか否かを検出することができる。
　検出部２３は、ひずみεに基づく、Ｕボルト１０の軸部１１のナット３による締め付けに関する締め付け情報を出力部２５に出力させる。また、検出部２３は、締め付け情報を検出結果記憶部２４に記憶させる。
　締め付け情報は、ひずみε、目標差Δε１、目標差指標、相対差Δε２、相対差指標、の少なくとも１つ以上を含むことができる。目標差指標は、目標差Δε１の絶対値が所定の閾値未満であるか否かを示す情報である。相対差指標は、相対差Δε２の絶対値が所定の閾値未満であるか否かを示す情報である。
　また、検出部２３によって、目標差Δε１の絶対値が所定の閾値未満であると判定された場合、締め付け情報は、目標差指標に代えてＵボルト１０の締結が完了したことを示す情報を含んでもよい。また、検出部２３によって、目標差Δε１の絶対値が所定の閾値以上であると判定された場合、締め付け情報は、目標差指標に代えてＵボルト１０の締結が完了していないことを示す情報を含んでもよい。
　また、検出部２３によって、相対差Δε２の絶対値が所定の閾値未満であると判定された場合、締め付け情報は、相対差指標に代えて軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂが略均等によって締め付けられていることを示す情報を含んでもよい。また、検出部２３によって、相対差Δε２の絶対値が所定の閾値以上であると判定された場合、締め付け情報は、相対差指標に代えて軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂが略均等によって締め付けられていないことを示す情報を含んでもよい。
　検出結果記憶部２４は、検出部２３によって検出された締め付け情報を記憶する。こうすることで、例えば、正常な施工（Ｕボルト１０の締結）が完了したことの証跡を残すことができる。
　出力部２５は、検出部２３により検出されたひずみεに基づく、Ｕボルト１０の軸部１１のナット３による締め付けに関する締め付け情報を出力する。
　（Ｕボルト取り付けの施工方法）
　ここで、第１の実施形態に係るＵボルト１０を締結するための動作について、図８を参照して説明する。図８は、第１の実施形態に係るＵボルト１０を締結するための動作の一例を示すフローチャートである。図８を参照して説明するＵボルト１０を締結するための動作は第１の実施形態に係るＵボルト１０を締結するための施工方法に相当する。
　ステップＳ１１において、作業者が、Ｕボルト１０の軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂをそれぞれ貫通孔２Ａ及び２Ｂに貫通させる。
　ステップＳ１２において、撮像部２１が、ひずみ検出用模様が付されている、少なくとも一方の軸部１１の少なくとも一部である模様領域ＰＡを撮像することによって調整前観察画像を生成する。
　ステップＳ１３において、画像記憶部２２が、ステップＳ１２で生成された調整前観察画像を記憶する。
　ステップＳ１４において、作業者が、軸部１１のナット３による締め付けを調整する。
　ステップＳ１５において、撮像部２１が、軸部１１のナット３による締め付けが調整された後に模様領域ＰＡを撮像することによって調整後観察画像を生成する。
　ステップＳ１６において、検出部２３が、調整前観察画像及び調整後観察画像に基づいて、模様領域ＰＡのひずみεを検出する。
　このとき、検出部２３が、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂの一方のひずみεを検出してもよい。検出部２３が、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂの両方のひずみεを検出してもよい。検出部２３は、ひずみεと、目標ひずみεＴとの差である目標差Δε１を検出してもよい。目標差Δε１の絶対値が所定の閾値未満であるか否かを検出してもよい。検出部２３は、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂの両方のひずみεを検出する場合、相対差Δε２を検出してもよい。検出部２３は、相対差Δε２の絶対値が所定の閾値未満であるか否かを判定してもよい。
　ステップＳ１７において、画像記憶部２２が、ステップＳ１６で撮像部２１によって生成された調整後観察画像を調整前観察画像として記憶する。
　ステップＳ１８において、出力部２５が、検出部２３によって検出された締め付け情報を出力する。
　ステップＳ１９において、作業者が、締め付け情報に基づいて締結処理が完了したか否かを判定する。
　このとき、ステップＳ１８で出力された締め付け情報に含まれるひずみεが目標ひずみεＴから所定の範囲である場合、作業者が、締結処理が完了したと判定してもよい。この場合、ひずみεが目標ひずみεＴから所定の範囲でない場合、作業者が、締結処理が完了していないと判定する。
　または、ステップＳ１８で出力された締め付け情報に含まれる目標差Δε１の絶対値が所定の閾値未満である場合、作業者が、締結処理が完了したと判定してもよい。この場合、目標差Δε１の絶対値が所定の閾値以上である場合、作業者が、締結処理が完了していないと判定してもよい。
　あるいは、ステップＳ１８で出力された締め付け情報に含まれる目標差指標が、目標差Δε１の絶対値が所定の閾値未満であることを示している場合、作業者が、締結処理を完了すると判定してもよい。この場合、目標差指標が、目標差Δε１の絶対値が所定の閾値以上であることを示している場合、作業者が、締結処理を完了しないと判定してもよい。
　ステップＳ１９で、締結処理が完了したと判定された場合、本締結処理を終了する。ステップＳ１９で、締結処理が完了していないと判定された場合、ステップＳ１４に戻って処理を繰り返す。
　ステップＳ１４～ステップＳ１９の処理の繰り返しにおいて、作業者は、締め付け情報に基づいて、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂの一方の締め付けを調整してもよいし、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂの両方の締め付けを調整してもよい。また、作業者は、相対差Δε２が所定の閾値未満となるように軸部１１Ａ又は軸部１１Ｂの締め付けを調整してから、相対差Δε２が所定の閾値未満となっている状態を維持しつつ、目標差Δε１が小さくなるように軸部１１Ａ及び軸部１１の締め付けをさらに調整してもよい。
　なお、上述においては、ステップＳ１７の処理が実行された後にステップＳ１８の処理が実行されたが、この限りではない。例えば、ステップＳ１８の処理が実行された後にステップＳ１７の処理が実行されてもよいし、ステップＳ１７及びステップＳ１８の処理が同じタイミングで実行されてもよい。
　また、上述においては、ステップＳ１１の処理が実行されなくてもよい。例えば、被締結物２に既に締結されているＵボルト１０を点検する場合、上記の締結のための動作はステップＳ１２の処理から開始される。
　上述したように、第１の実施形態によれば、一対の軸部１１のうちの少なくとも一方の軸部１１の少なくとも一部にひずみ検出用模様が付されている。これにより、軸部１１のひずみεが目標ひずみεＴとなるように、すなわち軸部１１に目標軸力が作用するように、Ｕボルト１０の軸部１１をナット３によって締め付けることができる。したがって、作業者は、Ｕボルト１０を被締結物２に高い精度で締結することでき、これに伴い、強固に締結物１を固定することができる。
　また、第１の実施形態によれば、ひずみ検出用模様は、被締結物２に設けられた一対の貫通孔４に一対の軸部１１が挿入され、Ｕボルト１０と被締結物２の一面とで締結物１を挟んで固定した状態において、一方の軸部１１における、被締結物２の一面と、軸部１１と橋梁部１２との境界との間に付されている。これにより、作業者は、Ｕボルト１０の被締結物２への取り付けにおいて、締結物１を強固に固定するために必要となる軸部１１に作用する軸力に応じたひずみεを認識することができ、強固に締結物１を固定することができる。
　さらに、ひずみ検出用模様は、被締結物２に設けられた一対の貫通孔４に一対の軸部１１が挿入され、Ｕボルト１０と被締結物２の一面とで締結物１を挟んで固定した状態において、両方の軸部１１における、被締結物２の一面と、軸部１１と橋梁部１２との境界との間に付されている。これにより、作業者は、Ｕボルト１０の被締結物２への取り付けにおいて、軸部１１Ａ及び軸部１１Ｂそれぞれに付されているひずみ検出用模様を用いて検出されたひずみの差異が大きくならないように作業を行うことができる。したがって、作業者は、Ｕボルト１０の軸部１１をナット３によって締め付けることができる。これに伴い、作業者は、Ｕボルト１０を被締結物２に適切に締結することができ、締結物１を強固に固定することができる。
　また、第１の実施形態によれば、検出装置２０は、目標差Δε１に基づく締め付け情報を出力する。このため、作業者は、Ｕボルト１０に発生するひずみεが目標ひずみεＴとなるように、すなわちＵボルト１０に目標軸力が作用するように、Ｕボルト１０の軸部１１をナット３によって締め付けることができ、これに伴い、強固に締結物１を固定することができる。
　また、第１の実施形態によれば、検出装置２０は、相対差Δε２に基づく締め付け情報を出力する。Ｕボルト１０の軸部１１のナット３による締め付けにおいては、締め付け完了時だけでなく、締め付け完了までの作業途中においても、軸部１１ＡのひずみεＡと軸部１１ＢのひずみεＢとが同程度となっている状態が維持される必要がある。そのため、作業者は、ひずみεＡとひずみεＢを目標ひずみεＴとするだけではなく、作業途中において、ひずみεＡとひずみεＢとの差異である相対差Δε２が小さくなるようにする必要がある。したがって、上述したように、検出装置２０が相対差Δε２に基づく締め付け情報を出力することによって、作業者は、締結の作業途中において、相対差Δε２を認識することができ、これに基づいてＵボルト１０の軸部１１をナット３に適切によって締め付けることができる。したがって、作業者は、強固に締結物１を固定することができる。
　＜第２の実施形態＞
　（Ｕボルトの構成）
　本開示の第２の実施形態に係るＵボルト１０は、第１の実施形態に係るＵボルト１０と同様である。
（検出装置のハードウェア構成）
　第２の実施形態に係る検出装置２０Ａのハードウェア構成は、第１の実施形態に係る検出装置２０のハードウェア構成と同様である。
　（検出装置の機能構成）
　次に、第２の実施形態に係る検出装置２０Ａの機能構成について、図９を参照して説明する。検出装置２０Ａは、撮像部２１と、画像記憶部２２と、検出部２３と、検出結果記憶部２４と、出力部２５と、設定部２６とを備える。第２の実施形態における画像記憶部２２、検出部２３、検出結果記憶部２４、及び出力部２５は、第１の実施形態におけるそれぞれ画像記憶部２２、検出部２３、検出結果記憶部２４、及び出力部２５と同様である。
　第２の実施形態における撮像部２１は、第１の実施形態における撮像部２１と同様にカメラによって構成される。具体的には、撮像部２１は、被写体の像を結像する撮像素子２１１と、画像を表示する表示部２１２とを含む。
　設定部２６は、制御部（コントローラ）を構成する。設定部２６は、撮像素子２１１によって結像された被写体の像に、画像記憶部２２に記憶されている調整前観察画像を重畳させた画像を表示部２１２に表示させる。
　第２の実施形態における撮像部２１は、第１の実施形態における撮像部２１と同様にカメラによって構成される。撮像部２１は、設定部２６によって表示部２１２に表示された調整前観察画像における模様領域ＰＡの像が、締め付けが調整された後に実空間に存在する模様領域ＰＡに略一致するような画角で、実空間に存在する模様領域ＰＡを撮像することによって調整後観察画像を生成する。
　一例では、作業者が、調整前観察画像における模様領域ＰＡの像が、締め付けが調整された後に実空間に存在する模様領域ＰＡに略一致するか否かを判定する。このような構成において、作業者は、調整前観察画像における模様領域ＰＡの像が実空間に存在する模様領域ＰＡに略一致すると判定したときに検出装置２０Ａに対して操作を行う。そして、設定部２６は、作業者による操作に基づいて撮像部２１の画角を取得し、撮像部２１が該画角で撮像するように制御する。「調整前観察画像における模様領域ＰＡの像が実空間に存在する模様領域ＰＡに略一致する」とは、模様領域ＰＡの像と、実空間に存在する模様領域ＰＡとが重ならない領域の面積が、模様領域ＰＡの像の面積に対して所定の割合以下であることである。
　他の例では、設定部２６は、調整前観察画像における模様領域ＰＡの像が、締め付けが調整された後に実空間に存在する模様領域ＰＡに略一致するか否かを任意の画像処理方法により判定する。このような構成において、設定部２６は、調整前観察画像における模様領域ＰＡの像が実空間に存在する模様領域ＰＡに略一致すると判定したときの撮像部２１の画角を取得し、撮像部２１が該画角で撮像するように制御する。
　（Ｕボルト取り付けの施工方法）
　ここで、第２の実施形態に係るＵボルト１０を締結するための動作について、図１０を参照して説明する。図１０は、第２の実施形態に係るＵボルト１０を締結するための動作の一例を示すフローチャートである。図１０を参照して説明するＵボルト１０を締結するための動作は第２の実施形態に係るＵボルト１０を締結するための施工方法に相当する。
　まず、ステップＳ３１～ステップＳ３４の処理が実行される。ステップＳ３１～ステップＳ３４の処理は、第１の実施形態におけるステップＳ１１～ステップＳ１４の処理と同様である。
　ステップＳ３５においては、設定部２６が、撮像部２１の撮像範囲に調整前観察画像を重畳させる。
　ステップＳ３６においては、設定部２６が、撮像範囲に表示された調整前観察画像における模様領域ＰＡの像が、締め付けが調整された後に実空間に存在する模様領域ＰＡに略一致するような画角を取得する。
　ステップＳ３７においては、撮像部２１が、ステップＳ３６で取得された画角で、実空間に存在する模様領域ＰＡを撮像することによって調整後観察画像を生成する。
　続いて、ステップＳ３８～ステップＳ４１の処理が実行される。ステップＳ３８～ステップＳ４１の処理は、第１の実施形態におけるステップＳ１６～ステップＳ１９の処理と同様である。
　上述したように、第２の実施形態によれば、撮像部２１は、調整前観察画像と同じ画角の調整後観察画像を生成することができる。したがって、検出部２３は、互いに同じ画角の調整前観察画像及び調整後観察画像を用いて、軸部１１のひずみεを検出することができる。このため、検出部２３は、互いに異なる画角で撮像されることによって生成された整前観察画像及び調整後観察画像を用いて軸部１１のひずみεを検出する場合に比べて正確にひずみεを検出することができる。また、検出部２３は、互いに異なる画角で撮像されることによって生成された整前観察画像及び調整後観察画像における観察領域を補正することなく歪を検出することができるため、処理負荷を軽減することができる。
　＜プログラム＞
　上述した検出装置２０又は検出装置２０Ａの各部として機能させるためにコンピュータを好適に用いることが可能である。そのようなコンピュータは、検出装置２０の各部の機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのプロセッサによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。すなわち、当該プログラムは、コンピュータを、上述した検出装置２０又は検出装置２０Ａとして機能させることができる。また、当該プログラムを非一時的記憶媒体に記憶することも可能である。また、当該プログラムを、ネットワークを介して提供することも可能である。
　上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本開示の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形又は変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。
　１　　　　　　　　　　締結物
　２　　　　　　　　　　被締結物
　３，３Ａ，３Ｂ　　　　ナット
　４，４Ａ，４Ｂ　　　　貫通孔
　１０　　　　　　　　　Ｕボルト
　１１、１１Ａ，１１Ｂ　軸部
　１２　　　　　　　　　橋梁部
　１３　　　　　　　　　ねじ部
　２０，２０Ａ　　　　　検出装置
　２１　　　　　　　　　撮像部
　２２　　　　　　　　　画像記憶部
　２３　　　　　　　　　検出部
　２４　　　　　　　　　検出結果記憶部
　２５　　　　　　　　　出力部
　２６　　　　　　　　　設定部
　１１０　　　　　　　　プロセッサ
　１２０　　　　　　　　ＲＯＭ
　１３０　　　　　　　　ＲＡＭ
　１４０　　　　　　　　ストレージ
　１５０　　　　　　　　入力部
　１６０　　　　　　　　表示部
　１７０　　　　　　　　通信Ｉ／Ｆ
　１９０　　　　　　　　バス
　２１１　　　　　　　　撮像素子
　２１２　　　　　　　　表示部
 

Claims (7)

  1. 　第１の方向に並び、前記第１の方向と直交する第２の方向に延在する一対の軸部と、前記一対の軸部それぞれの一端を連結する橋梁部とを備えるＵボルトであって、
    　前記一対の軸部のうちの少なくとも一方の軸部の少なくとも一部にひずみ検出用模様が付されている、Ｕボルト。
  2. 　請求項１に記載のＵボルトにおいて、
    　前記ひずみ検出用模様は、被締結物に設けられた一対の貫通孔に前記一対の軸部が挿入され、前記Ｕボルトと前記被締結物の一面とで締結物を挟んで固定した状態において、前記少なくとも一方の軸部における、前記被締結物の一面と、前記軸部と前記橋梁部との境界との間に付されている、Ｕボルト。
  3. 　請求項１または２に記載のＵボルトにおいて、
    　前記ひずみ検出用模様は、スペックルパターン又は格子模様である、Ｕボルト。
  4. 　検出装置を用いて、第１の方向に並び、前記第１の方向と直交する第２の方向に延在する、一対のナットによって締め付けられる一対の軸部と、前記一対の軸部それぞれの一端を連結する橋梁部と、前記一対の軸部のうちの少なくとも一方の軸部における少なくとも一部にひずみ検出用模様が付されている、Ｕボルトを被締結物に締結する施工方法であって、
    　前記検出装置により、
    　前記ひずみ検出用模様が付されている、前記少なくとも一方の軸部の前記少なくとも一部である模様領域を撮像することによって第１の観察画像を生成するステップと、
    　前記軸部の前記ナットによる締め付けが調整された後に前記模様領域を撮像することによって第２の観察画像を生成するステップと、
    　前記第１の観察画像及び前記第２の観察画像に基づいて、前記模様領域のひずみを検出するステップと、
    　前記ひずみに基づいて、前記軸部の前記ナットによる締め付けに関する締め付け情報を出力するステップと、を含む施工方法。
  5. 　請求項４に記載の施工方法において、
    　前記検出装置により、
    　前記検出装置が備える撮像部の撮像素子によって結像された被写体の像に、前記第１の観察画像を重畳させた画像を撮像部の表示部に表示させるステップと、
    　前記第２の観察画像を生成するステップは、前記表示部に表示された前記第１の観察画像における模様領域の像が、前記締め付けが調整された後に実空間に存在する模様領域に略一致するような画角で、実空間に存在する模様領域を撮像することによって前記第２の観察画像を生成するステップと、を含む施工方法。
  6. 　第１の方向に並び、前記第１の方向と直交する第２の方向に延在する、一対のナットによって締め付けられる一対の軸部と、前記一対の軸部それぞれの一端を連結する橋梁部と、前記一対の軸部のうちの少なくとも一方の軸部の少なくとも一部にひずみ検出用模様が付されている、Ｕボルトのひずみを検出するための検出装置であって、
    　前記ひずみ検出用模様が付されている、前記少なくとも一方の軸部の前記少なくとも一部である模様領域を撮像することによって第１の観察画像を生成し、前記第１の観察画像が生成されて、前記軸部の前記ナットによる締め付けが調整された後に、前記模様領域を撮像することによって第２の観察画像を生成する撮像部と、
    　前記第１の観察画像及び前記第２の観察画像に基づいて、前記模様領域のひずみを検出する検出部と、
    　前記ひずみに基づいて、前記軸部の前記ナットによる締め付けに関する締め付け情報を出力する出力部と、を備える検出装置。
  7. 　請求項６に記載の検出装置において、
    　前記撮像部は、被写体の像を結像する撮像素子と、画像を表示する表示部とを含み、
    　前記検出装置は、前記撮像素子によって結像された前記被写体の像に、前記第１の観察画像を重畳させた画像を表示部に表示させる設定部をさらに備え、
    　前記撮像部は、前記設定部によって前記表示部に表示された前記第１の観察画像における前記模様領域の像が、前記締め付けが調整された後に実空間に存在する前記模様領域に略一致するような画角で、前記実空間に存在する前記模様領域を撮像することによって前記第２の観察画像を生成する検出装置。
     
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