JPH0570003B2 - - Google Patents
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- JPH0570003B2 JPH0570003B2 JP25255287A JP25255287A JPH0570003B2 JP H0570003 B2 JPH0570003 B2 JP H0570003B2 JP 25255287 A JP25255287 A JP 25255287A JP 25255287 A JP25255287 A JP 25255287A JP H0570003 B2 JPH0570003 B2 JP H0570003B2
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- JP
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- Prior art keywords
- bolt
- force
- hammer
- acceleration
- nut
- Prior art date
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明はボルトの緩み検知方法、より詳しくは
ボルトを剪断方向に打撃し、この打撃によつて発
生する力と加速度によつて非破壊的にそのボルト
の緩みを検知するようにしたボルトの緩み検知方
法に関するものである。 〔従来技術〕 一般に、ボルトの緩みを検知する場合、このボ
ルトの頭部を剪断方向にハンマーで打撃し、この
ときの打撃音や振動によつて人間が判断する方法
が用いられている。しかしこの方法は比との
「感」に頼るところが多く、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な熟練者
であつても全く判断することができないという問
題がある。 このようなことからボルトに螺合したナツトの
側部の一面にセンサーを取付け、このナツトの反
対面をハンマーで打撃し、この打撃によるボルト
の加速度を検知し、信号解析器に導いてボルトの
緩みを検知する方法が提案されている。しかしこ
の方法においては、ハンマーの質量が小さい場合
やボルトの直径が大きい場合には充分な信号が得
られず、その結果検知に誤差が生ずるという問題
があつた。 〔発明の目的〕 本発明は、前記従来技術の欠点を解消するため
に得られたものであつて、ボルトの大きさや剛
軟、あるいはハンマーの質量の大小等の条件に影
響されずにボルトの緩みを的確に、かつ非破壊的
に検知する方法を提供するものである。 〔発明の概要〕 前記目的を達成するための本発明は、構造物に
締結されたボルトの頭部又はナツトの六角面の一
面に加速度センサーを取付るとともにハンマーに
力センサーを取付け、このハンマーにより前記ボ
ルトの頭部又はナツトの六角面であつてかつ前記
加速度センサー取付面に対応する一面を打撃し、
この打撃により得られた前記加速度センサーの信
号と力センサーの信号との比と、ボルトが所定の
締結状態にあるときの加速度センサーの信号と力
センサーの信号との比とを比較しボルトの締結状
態を判定するようにしたボルトの緩み検知方法で
ある。 本発明においては、ハンマーで打撃した際にボ
ルト側に取付けた加速度センサーから得られた加
速度Ａとハンマー側に取付けた力センサーで得ら
れた力Ｆとの両信号Ａ／Ｆの値、あるいはことれ
逆のＦ／Ａ値でも同様であり、この加速度Ａと力
Ｆとの比をボルトが所定の締結力で締つている場
合と検査時とで比較してそのボルトの締結状態の
良否を判定するものである。 本発明に係るボルト締め部の検査方法の原理に
ついて説明すれば次の通りである。 ハンマーでナツト（あるいはボルトの頭部）の
六角面を打撃する際にハンマーに作用する力Ｆに
ついて観察すれば、同じ初期速度で打撃したとし
ても、ナツトが緩んでいる場合には反発力が小さ
いのでハンマーに作用する力Ｆは小さくなる。し
かし、ボルトに対してナツトが固く締付けられて
いる場合にはワツシヤの部分での摩擦力が大きく
ない。従つてハンマーに大きな反発力が発生し、
力センサー又は加速度センサーによつて得られる
力Ｆは大きなものとなる。 前記のように、ボルトに対してナツトが固く締
付けられている場合とそうでない場合とでは、ナ
ツトあるいはボルトの頭部を打撃した際にハンマ
ーに作用する反発する力Ｆが変化することは明ら
かである。 一方、このナツトの打撃時に生じる加速度Ａは
ナツトが緩んでいる場合に大きく、反対にナツト
が締つているときに小さいものとなる。この関係
をまとめると第１表の通りである。
ボルトを剪断方向に打撃し、この打撃によつて発
生する力と加速度によつて非破壊的にそのボルト
の緩みを検知するようにしたボルトの緩み検知方
法に関するものである。 〔従来技術〕 一般に、ボルトの緩みを検知する場合、このボ
ルトの頭部を剪断方向にハンマーで打撃し、この
ときの打撃音や振動によつて人間が判断する方法
が用いられている。しかしこの方法は比との
「感」に頼るところが多く、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な熟練者
であつても全く判断することができないという問
題がある。 このようなことからボルトに螺合したナツトの
側部の一面にセンサーを取付け、このナツトの反
対面をハンマーで打撃し、この打撃によるボルト
の加速度を検知し、信号解析器に導いてボルトの
緩みを検知する方法が提案されている。しかしこ
の方法においては、ハンマーの質量が小さい場合
やボルトの直径が大きい場合には充分な信号が得
られず、その結果検知に誤差が生ずるという問題
があつた。 〔発明の目的〕 本発明は、前記従来技術の欠点を解消するため
に得られたものであつて、ボルトの大きさや剛
軟、あるいはハンマーの質量の大小等の条件に影
響されずにボルトの緩みを的確に、かつ非破壊的
に検知する方法を提供するものである。 〔発明の概要〕 前記目的を達成するための本発明は、構造物に
締結されたボルトの頭部又はナツトの六角面の一
面に加速度センサーを取付るとともにハンマーに
力センサーを取付け、このハンマーにより前記ボ
ルトの頭部又はナツトの六角面であつてかつ前記
加速度センサー取付面に対応する一面を打撃し、
この打撃により得られた前記加速度センサーの信
号と力センサーの信号との比と、ボルトが所定の
締結状態にあるときの加速度センサーの信号と力
センサーの信号との比とを比較しボルトの締結状
態を判定するようにしたボルトの緩み検知方法で
ある。 本発明においては、ハンマーで打撃した際にボ
ルト側に取付けた加速度センサーから得られた加
速度Ａとハンマー側に取付けた力センサーで得ら
れた力Ｆとの両信号Ａ／Ｆの値、あるいはことれ
逆のＦ／Ａ値でも同様であり、この加速度Ａと力
Ｆとの比をボルトが所定の締結力で締つている場
合と検査時とで比較してそのボルトの締結状態の
良否を判定するものである。 本発明に係るボルト締め部の検査方法の原理に
ついて説明すれば次の通りである。 ハンマーでナツト（あるいはボルトの頭部）の
六角面を打撃する際にハンマーに作用する力Ｆに
ついて観察すれば、同じ初期速度で打撃したとし
ても、ナツトが緩んでいる場合には反発力が小さ
いのでハンマーに作用する力Ｆは小さくなる。し
かし、ボルトに対してナツトが固く締付けられて
いる場合にはワツシヤの部分での摩擦力が大きく
ない。従つてハンマーに大きな反発力が発生し、
力センサー又は加速度センサーによつて得られる
力Ｆは大きなものとなる。 前記のように、ボルトに対してナツトが固く締
付けられている場合とそうでない場合とでは、ナ
ツトあるいはボルトの頭部を打撃した際にハンマ
ーに作用する反発する力Ｆが変化することは明ら
かである。 一方、このナツトの打撃時に生じる加速度Ａは
ナツトが緩んでいる場合に大きく、反対にナツト
が締つているときに小さいものとなる。この関係
をまとめると第１表の通りである。
第１図に示すように、構造材１を貫通した孔２
に挿通したボルト３の頭部４、またはこのボルト
３に締付けられているナツト５の六角部の一つの
面４ａあるいは５ａに加速度センサー６を取付け
ておき、ナツト５あるいはボルト３の頭部４の移
動状態を加速度Ａとして検出する。そしてこの加
速度センサー６が取付けられている面５ａあるい
は４ａとは反対側の面５ｂあるいは４ｂをハンマ
ー７で打撃する。 一方、ハンマー７の打撃面には圧電素子やスト
レーンゲージ等よりなる力センサー８を取付けて
おり、このハンマー７でナツト５の一面５ｂ、あ
るいはボルト３の頭部４の一面４ｂを打撃する
と、力センサー８による力Ｆとナツト５あるいは
ボルト４自体の加速度Ａに関連した信号Ａが得ら
れることになる。 ボルト３で締付けている構造材１（この実施例
においては板材）に対して、前記ハンマー７で板
材の延長方向に打撃することになるために非常に
剛性が高く、ナツト５が十分に締つている場合に
はこのナツト５とワツシヤ９との間で滑りが発生
せず、その剛性に基づいて加速度センサー６と力
センサー８より剛性に応じた信号ＡとＦが発生す
る。 一方、ボルト３が緩んでいる場合には、ハンマ
ー７による剪断方向の打撃によつてワツシヤ９の
部分で僅かではあるが滑りが発生することにな
る。従つてハンマー７とナツト５の面との間に働
く力Ｆは、同じ初期速度で打撃した場合でも緩ん
でいる場合には小さく、締つている場合には滑り
がないため反発力が大きく、したがつてハンマー
７に設けた力センサー８で得られる力Ｆは大とな
る。 このようにして検出された力Ｆと加速度Ａとは
そのピーク値を信号として第３図に示されるよう
に増幅器２０，２１で増幅し、ピーク検出器２
２，２３でピーク値をとらえ、これを演算部２４
に導入し、ここで両者の比、即ちＡ／Ｆ又はＦ／
Ａが算出され、これが数字により、又は必要に応
じて図形や色彩により陰極管あるいは液晶デイス
プレイ等よりなる表示部２５に表示される。 また、演算部２４により算出されたＡ／Ｆ又は
Ｆ／ＡはそのままLED等により出力してもよく、
更には第４図に示すようにあらかじめ基準値Ｂを
比較器２６に入力しておき、演算部２４からの
Ａ／Ｆ又はＦ／Ａと比較し、表示部２５に表示し
たり、LED２７から出力したり、又は拡声器２
８から警報を発するようにすることもできる。 〔実験例〕 次に実験例を示す。 直径22mmのボルト３の軸力（締付力）を変化さ
せて重量260gにハンマー７でナツト５の一面５
ｂを打撃した際の力Ｆと加速度Ａを調べた。その
結果の代表例を第５図ａ〜ｃに示す。 第５図は軸力を１トンとした場合における打撃
時における力Ｆをａ−１に、加速度Ａをａ−２
に、同様に軸力を４トンとした場合の力Ｆをｂ−
１に、加速度をｂ−２に、また、軸力22.5トンと
した場合の力Fc−２に、加速度をｃ−２それぞ
れ示した。 これらについて各力Ｆと加速度Ａを纏めると第
２表の通りとなつた。
に挿通したボルト３の頭部４、またはこのボルト
３に締付けられているナツト５の六角部の一つの
面４ａあるいは５ａに加速度センサー６を取付け
ておき、ナツト５あるいはボルト３の頭部４の移
動状態を加速度Ａとして検出する。そしてこの加
速度センサー６が取付けられている面５ａあるい
は４ａとは反対側の面５ｂあるいは４ｂをハンマ
ー７で打撃する。 一方、ハンマー７の打撃面には圧電素子やスト
レーンゲージ等よりなる力センサー８を取付けて
おり、このハンマー７でナツト５の一面５ｂ、あ
るいはボルト３の頭部４の一面４ｂを打撃する
と、力センサー８による力Ｆとナツト５あるいは
ボルト４自体の加速度Ａに関連した信号Ａが得ら
れることになる。 ボルト３で締付けている構造材１（この実施例
においては板材）に対して、前記ハンマー７で板
材の延長方向に打撃することになるために非常に
剛性が高く、ナツト５が十分に締つている場合に
はこのナツト５とワツシヤ９との間で滑りが発生
せず、その剛性に基づいて加速度センサー６と力
センサー８より剛性に応じた信号ＡとＦが発生す
る。 一方、ボルト３が緩んでいる場合には、ハンマ
ー７による剪断方向の打撃によつてワツシヤ９の
部分で僅かではあるが滑りが発生することにな
る。従つてハンマー７とナツト５の面との間に働
く力Ｆは、同じ初期速度で打撃した場合でも緩ん
でいる場合には小さく、締つている場合には滑り
がないため反発力が大きく、したがつてハンマー
７に設けた力センサー８で得られる力Ｆは大とな
る。 このようにして検出された力Ｆと加速度Ａとは
そのピーク値を信号として第３図に示されるよう
に増幅器２０，２１で増幅し、ピーク検出器２
２，２３でピーク値をとらえ、これを演算部２４
に導入し、ここで両者の比、即ちＡ／Ｆ又はＦ／
Ａが算出され、これが数字により、又は必要に応
じて図形や色彩により陰極管あるいは液晶デイス
プレイ等よりなる表示部２５に表示される。 また、演算部２４により算出されたＡ／Ｆ又は
Ｆ／ＡはそのままLED等により出力してもよく、
更には第４図に示すようにあらかじめ基準値Ｂを
比較器２６に入力しておき、演算部２４からの
Ａ／Ｆ又はＦ／Ａと比較し、表示部２５に表示し
たり、LED２７から出力したり、又は拡声器２
８から警報を発するようにすることもできる。 〔実験例〕 次に実験例を示す。 直径22mmのボルト３の軸力（締付力）を変化さ
せて重量260gにハンマー７でナツト５の一面５
ｂを打撃した際の力Ｆと加速度Ａを調べた。その
結果の代表例を第５図ａ〜ｃに示す。 第５図は軸力を１トンとした場合における打撃
時における力Ｆをａ−１に、加速度Ａをａ−２
に、同様に軸力を４トンとした場合の力Ｆをｂ−
１に、加速度をｂ−２に、また、軸力22.5トンと
した場合の力Fc−２に、加速度をｃ−２それぞ
れ示した。 これらについて各力Ｆと加速度Ａを纏めると第
２表の通りとなつた。
【表】
〔発明の効果〕
本発明によるボルトの緩み検知方法は、構造物
に締結されたボルトの頭部又はナツトの六角面の
一面に加速度センサーを取付けるとともにハンマ
ーに力センサーを取付け、このハンマーにより前
記ボルトの頭部又はナツトの六角面であつてかつ
前記加速度センサー取付面に対応する一面を打撃
し、この打撃により得られた前記加速度センサー
の信号と力センサーの信号との比を、ボルトが所
定の締結状態にあるときの加速度センサーの信号
と力センサーの信号との比とを比較しボルトの締
結状態を判定するようにしたものである。 従つて、ハンマーの反発する状態とボルトが微
妙にズレる状態からハンマー側に設けた力センサ
ーの力Ｆやボルトの頭部、又はナツト側に設けた
加速度センサーの加速度Ａを検知できるので、ハ
ンマーの質量が小さい場合やボルトの直径が大き
い場合であつても適切に信号を得ることができ正
確にボルトの弛みを検知することができる。 また、ボルトを軸線に直交する方向に打撃する
だけでそのボルトに発生している軸力を推定する
ことができるので大型の塔や橋梁等のような大型
の建造物の組立に使用されている多数のボルトの
締り具合を非破壊的に効率的に検知することがで
きる。
に締結されたボルトの頭部又はナツトの六角面の
一面に加速度センサーを取付けるとともにハンマ
ーに力センサーを取付け、このハンマーにより前
記ボルトの頭部又はナツトの六角面であつてかつ
前記加速度センサー取付面に対応する一面を打撃
し、この打撃により得られた前記加速度センサー
の信号と力センサーの信号との比を、ボルトが所
定の締結状態にあるときの加速度センサーの信号
と力センサーの信号との比とを比較しボルトの締
結状態を判定するようにしたものである。 従つて、ハンマーの反発する状態とボルトが微
妙にズレる状態からハンマー側に設けた力センサ
ーの力Ｆやボルトの頭部、又はナツト側に設けた
加速度センサーの加速度Ａを検知できるので、ハ
ンマーの質量が小さい場合やボルトの直径が大き
い場合であつても適切に信号を得ることができ正
確にボルトの弛みを検知することができる。 また、ボルトを軸線に直交する方向に打撃する
だけでそのボルトに発生している軸力を推定する
ことができるので大型の塔や橋梁等のような大型
の建造物の組立に使用されている多数のボルトの
締り具合を非破壊的に効率的に検知することがで
きる。
第１図は本発明によるボルトの弛み検知方法の
概念を示す側断面図、第２図は同正面図である。
第３図及び第４図は信号の処理装置のブロツク
図、第５図ａ〜ｃは前記装置によつて得られたデ
ータのグラフである。 １…構造材、２…孔、３…ボルト、４…頭部、
４ａ…面、５…ナツト、５ａ…面、６…加速度セ
ンサー、７…ハンマー、８点力センサー、２０，
２１…増幅部、２２，２３…ピーク検出器、２４
…演算部、２５…表示部、２６…比較器、２７…
LED、２８…拡声器。
概念を示す側断面図、第２図は同正面図である。
第３図及び第４図は信号の処理装置のブロツク
図、第５図ａ〜ｃは前記装置によつて得られたデ
ータのグラフである。 １…構造材、２…孔、３…ボルト、４…頭部、
４ａ…面、５…ナツト、５ａ…面、６…加速度セ
ンサー、７…ハンマー、８点力センサー、２０，
２１…増幅部、２２，２３…ピーク検出器、２４
…演算部、２５…表示部、２６…比較器、２７…
LED、２８…拡声器。
Claims (1)
- １ 構造物に締結されたボルトの頭部又はナツト
の六角面の一面に加速度センサーを取付けるとと
もにハンマーに力センサーを取付け、このハンマ
ーにより前記ボルトの頭部又はナツトの六角面で
あつてかつ前記加速度センサー取付面に対応する
一面を打撃し、この打撃により得られた前記加速
度センサーの信号と力センサーの信号との比と、
ボルトが所定の締結状態にあるときの加速度セン
サーの信号を力センサーの信号との比とを比較し
ボルトの締結状態を判定するようにしたことを特
徴とするボルトの緩み検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25255287A JPH0198705A (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | ボルトの緩み検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25255287A JPH0198705A (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | ボルトの緩み検知方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0198705A JPH0198705A (ja) | 1989-04-17 |
| JPH0570003B2 true JPH0570003B2 (ja) | 1993-10-04 |
Family
ID=17238957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25255287A Granted JPH0198705A (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | ボルトの緩み検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0198705A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106568562B (zh) * | 2016-10-19 | 2019-08-27 | 中国电力科学研究院 | 输电塔横担螺栓防松性能的试验方法及装置 |
-
1987
- 1987-10-08 JP JP25255287A patent/JPH0198705A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0198705A (ja) | 1989-04-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |