JPH0198706A - ボルトの緩み検知装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は橋梁等の鉄鋼構造物のボルトの緩みを検知する
ためのボルトの緩み検知装置に関するものである。

〔従来技術〕

例えば、橋梁等のような鉄鋼構造物においては大量のボ
ルトを使用して締結されて組立てられている。そこで、
この鉄骨構造物の組立時や完成時あるいは、ある期間経
過した時にボルトの緩み具合を検査してその安全性を確
認する必要がある。

一般的なボルトの緩みの検査方法としては、打撃用のハ
ンマーによってボルトの頭部を剪断方向に軽く打撃し、
この時の打撃によって人間が判断する方法が用いられて
いる。しかしこの方法は人の「感」によるところが大き
く、そのために個人差が大きく、熟練者でないと正確な
判断ができないだけでなく、緩み方が少ないときには高
度の熟練者でも判断が異なるという問題があった。

また、比較的狭い範囲に、比較的多数のボルトを配置し
ている場合には必然的にボルトの間隔が小さくなり、そ
のためにボルトの剪断方向へハンマーで正確に打撃する
ことが困難であるという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は、前記したような各種の問題点を解決するため
になされたものであって、構造物を締結しているボルト
をハンマーでその剪断方向に打撃した際のハンマーに作
用する力、または加速度を検出し、この検出信号により
ボルトの緩みを検知するようにしたものであって、その
目的とするところは、軽量でかつ簡単な装置でもって、
簡単かつ容易に、しかも正確にボルトの緩みを検知でき
るようにする点にある。

〔発明の概要〕

前記目的を達成するための本発明は、ナツトあるいはボ
ルトの頭部に係合する固定部を有する本体に、重錘を有
するハンマー部を枢支し、前記ハンマー部と本体との間
に前記ハンマーの打撃を与える駆動部を設け、かつ該打
撃力による力または加速度を検出するセンサーを設けた
ボルトの緩み検知装置である。

駆動部の動力源としては、ソレノイドコイルが最も利用
し易いものであるが、大きな力を瞬間的に発生させるた
めには、空気アクチュエータを使用することができる。

力センサーは、例えば圧電素子やストレーンゲージ等を
用いた荷重検出器で前記重錘に取付けられる。一方、加
速度センサーは重錘又は前記固定部に取付けられ、ボル
トを打撃した際の微妙なズレや振動を検出する。

その検出には、パルスの波形をピーク値を中心とする左
右の非対称性を確認し、その非対称性の程度により警報
を報知することができる。

また、加速度センサと力センサとを併用した場合には両
信号の比、両信号を変数とする数学的な処理により所定
の張力で締結されているボルトと、前記張力より外れて
いるボルトを認識することができる。

ハンマーがナツトを打撃する方向はボルトの剪断方向、
即ち垂直方向であることによって正確な信号を得ること
が可能である。そのためには打撃点とハンマー部の枢支
点を結ぶ線と、ボルトの軸線とは平行であることが好ま
しい。

ハンマー部には質量を大きく、安定した状態で打撃する
ために重錘が設けられているが、他のボルトの影響を避
け、小さなストロークで大きな打撃力を出す目的で、質
量を増加するために、断面が緩いカーブを描いたＵ字形
のものとするのが良い。

ボルトに螺合されたナンドに本発明にかかる検知装置を
簡単に、かつ、正確に取付けることが必要である。その
ために、本体の先端部にナツトあるいはボルトの頭部に
嵌合する角形の嵌合面を有する固定部を設けるのが良い
、このようにすれば、ボルトに検知装置を正確かつ簡単
に着脱することができる。

〔実　施　例〕

次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明のボルトの緩み検知装置Ｈの側面図、第
２図はその平面図であって、ハンドル部１を一端に有し
、かつ他端にナフト２またはボルト３の頭部２°に係合
する固定部４を有する本体５と、一端がピン６によって
前記本体５に枢支され、かつセンサー７を有するハンマ
ー部８から構成されている。そしてこのハンマー部８に
所定の打撃力を発生させるために、ノ＼ンマ一部８と前
記本体５との間に駆動部９が設けられている。

具体的には、本体５に取付けられた固定部４は、第３図
に示されるようにナツト２の三辺に沿い、その−辺が開
放するように構成され、ボルト３の軸方向に移動させる
ことによりす・ノド２ないしはボルト３の頭部２゛に嵌
脱可能となっている。

ハンマー部８の先端には、重錘１０が取付けられ、この
重錘１０に圧電素子やストレーンゲージ等よりなる荷重
検出器（力センサ）がセンサ７として取付けられている
。重錘１０は、幅広に形成され、ボルト３の間隙２間を
移動する重錘として質量を大きくするようにに考慮され
ている。

この重錘１０については、更に質量を大きくするために
、第４図に示すように断面をゆるいカーブの円弧状に形
成させることもできる。

そして重錘１０には第５図に示されるように下面に凹部
１１を形成し、この凹部１１内にセンサ７ヲ収容し、蓋
体１２で閉止している。このセンサ７は必要に応じ加速
度センサとしても良い。

本体５の中間部にピン１３によりその一端が取付けられ
た駆動部９は、第６図に示されるように外殻１４と、こ
の外殻１４内に配置された受は部１５と案内部１６とに
より構成され、この案内部１６内にソレノイドコイル１
７の作用により可動鉄心１８が上下方向に摺動可能なよ
うに嵌入している。

この可動鉄心１８の端部には断面がコ字形の連結部１９
が設けられ、これにあけた穴２０に端部を嵌入したピン
２１によりハンマー部８に取付けられている。なお、２
５は第７図に示されるようにハンマー部８に一端が取付
けられた腕部であって、この腕部２５の他端と駆動部９
との間にリターンスプリング２６が設けられ、ハンマー
部８に復元力を与えるようになっている。

また、駆動部１２はソレノイドコイル１７に代え、例え
ば空気アクチュエータを使用することもできる。

また、重錘１０にセンサ７を取付ける方法に加えて、例
えば第８図に示すように重錘１０に設けた穴２７内に加
速度検出器２８を挿入してセンサーとして利用すること
ができる。更に、この加速度検出器２８を単独で使用す
ることもできる。

そしてハンドル部１の根元部に設けたスイッチ３０を操
作し、ソレノイドコイル１７に通電すると可動鉄心１８
を駆動部９内に引込む、即ち、ハンマー部８をリターン
スプリング２６のバネ力に抗して（下方に）引寄せ、重
錘１０によりナフト４の平面部ｆを打撃する。この打撃
による力又は加速度をセンサ７（または２８）により検
知し、この信号をハンドル部１内に設けられた比較部又
は演算部等に導きボルトの異常を検知する。

この比較部又は演算部３４は、例えば第９図に示される
ようにセンサ７からの信号３２を増幅部３３で増幅し、
比較部３４であらかじめ入力されている基準値りと比較
し、この基準値りから許容範囲以外に外れていた場合に
は、音声発生器３５から警報を出すことができる。この
センサ７からの信号３２は、例えばパルスの波形やパル
ス幅等とし、これを演算部３４に導き異常を判別するこ
ともできる。

本発明者はボルトの緩み状態とパルス波形とは密接な関
係があることを、具体的にはボルトの締結力が低下する
と、パルス波形はピーク値を中心として非対称になる現
象を発見し、このパルス波形を検知してボルトの締結部
の異常を検知する方法を先に提案した。

ところで、前記実施例で示すボルトの緩み検知袋？＆Ｈ
によれば、駆動部９はソレノイドコイル１７を使用した
引張力により打撃するため、単に打撃するだけでは良好
なパルス波形が得られないという場合がある。

そこで、第１θ図に示すように可動鉄心１８の一端に長
穴２０ａを有する連結部１９ａを設けるとともに、この
長大２Ｏａ内にハンマー部８に取付けられたピン２１ａ
の頭部を嵌入している。

そしてナツト２の打撃面ｆと、ハンマー部８を本体５に
取付けるピン６とを結ぶ線Ｂがボルトｌの軸心Ｃと平行
になるようにし、かつ打撃時においては可動鉄心１８の
下端１８ａが第６図に示すように受は部１５に当接し、
ピン２１ａと連結部１９ａとはその保合が解除されるよ
うになっている。

このように構成すれば、打撃時にはハンマー部８は駆動
部９との保合が解除され、その結果重錘１０に設けたセ
ンサ７で得られるパルス波形はハンマー部８の純粋な打
撃力によるものとなり、良好なものとして検知できるの
である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によるボルトの
緩み検知装置は、ナツトあるいはボルトの頭部に係合す
る固定部を有する本体に、重錘を有するハンマー部を枢
支し、前記ハンマー部と本体との間に前記ハンマー部に
打撃力を与える駆動部を設け、かつ該打撃力による力ま
たは加速度を検出するセンサーを設けて構成されており
、次の効果を奏することができる。

ボルトに嵌合して固定する固定部を有する本体と、この
本体に揺動可能に設けたハンマー部とからなる、簡単な
構造であり、比較的狭い間隔にボルトが締結されていて
も、このボルトの軸線に直交する方向、即ち剪断方向に
一定の力で打撃することができ、しかもその打撃力をセ
ンサーで検知してボルトの緩みを検知することができる
。

従って、この検知作業は極めて簡単で、容易に行うこと
ができ、しかもその結果には、この検知装置を使用する
人の個人差を生じないものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すものであって、第１図は本発
明の第１の実施例にかかるボルトの緩み検知装置の側面
図、第２図は同平面図、第３図はハンマー部でナンドを
打撃した状態を示す断面図、第４図は重錘の別の形状を
示す断面図、第５図はセンサの固定部を示す断面図、第
６図は駆動部の断面図、第７図はリターンスプリングの
取付構造を示す図、第８図は重錘のセンサ取付部の断面
図、第９図は信号処理部のブロック図である。第１０図
は本発明の第２の実施例にかかる検知装置の側面図であ
る。 Ｈ・・・ボルトの緩み検知装置、１・・・ハンドル部、
２・・・ナツト、２゛・・・頭部、３・・・ボルト、４
・・・固定部、５・・・本体、６・・・ピン、７・・・
センサー、８・・・ハンマー部、９・・・駆動部、１０
・・・重錘、１１・・・凹部、１２・・・蓋体、１３・
・・ピン、１４・・・外殻、１５・・・受は部、３２・
・・信号、３３・・・増幅部、３４・・・比較又は演算
部、３５・・・音声発生器。 代理人　弁理士　小　川　信　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ナットあるいはボルトの頭部に係合する固定部を有する
   本体に、重錘を有するハンマー部を枢支し、前記ハンマ
   ー部と本体との間に前記ハンマー部に打撃力を与える駆
   動部を設け、かつ該打撃力による力または加速度を検出
   するセンサーを設けたことを特徴とするボルトの緩み検
   知装置。