JPH0570004B2 - - Google Patents

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つ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。しかしこの方法は人
の「勘」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つた。

ところで締結部を有する構造物の緩みを検知す
る場合、打撃力をセンサーからの信号として取出
し、これを基準値と比較してその緩みを検知する
方法が、例えば特開昭60−29660号公報で知られ
ている。

本発明者は、この緩み検知方法をボルトの緩み
検知に適用するため鋭意検討の結果、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取付け、このハンマ
ー部と本体との間にハンマー部に打撃力を与える
駆動部を設け、かつハンマー部、又は固定部の少
なくとも一方に力又は加速度を検出するセンサー
を設け、このセンサーからの信号を基準値と比較
して緩みを検知するようにしたボルトの緩み検知
装置を発明し、別に提案した。

しかしながら、このようなボルトの緩み検知機
において打撃力により得られる信号は必ずしも満
足するものではない。即ち、ハンマー部によりナ
ツトあるいはボルトの頭部を打撃したとき、駆動
部によるハンマーの打撃力が力または加速度に影
響力を与る。つまり、ハンマー部のみの運動量に
対して駆動部の打撃力が付加された状態となり、
その結果、良好な信号が得られないという問題が
ある。特にこの信号をパルス波形として取出す場
合、そのパルス波形の変化が激しくなる。

〔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つて、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
した際のハンマー又は固定部に作用する力、また
は加速度を検知し、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つて、その目
的とするところは、特に良好な検出信号を得るこ
とによつて軽量でかつ簡単な装置でもつて、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、該センサーか
らの信号を基準値と比較するように構成するとと
もに、前記駆動部によるハンマーの打撃力を前記
ハンマー部が前記ナツトあるいはボルトの頭部を
打撃する直前に解除するようにしたボルトの緩み
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、空気アクチユエータやス
プリング等を使用することができる。

力センサーは、例えば電圧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、パルスの波形のピーク値を中心
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、
加速度センサーと力センサー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確認することがで
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つて正確な
信号を得ることが可能である。そのためには打撃
点を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ツト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。

駆動部によるハンマー部の打撃力を、このハン
マー部がナツトあるいはボルトの頭部を打撃する
直前に解除する手段としては、駆動部とハンマー
部との連結を解除してハンマー部をフリーにして
このハンマー部のみでナツトあるいはボルトの頭
部を打撃するものである。具体的にはハンマー部
がナツトあるいはボルトの頭部を打撃する直前に
駆動部とハンマー部との連繋を断ち、打撃はハン
マー部のみで自由打撃によつて行われるように構
成するものである。

〔実施例〕

次に図面を参照して実施例を説明する。

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る。

ハンドル部１を一端に有し、かつ他端にナツト
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によつて前記本
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、ハンマ
ー部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の五辺に沿
い、その一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ナツト２ない
しはボルト３の頭部２′に嵌脱可能となつている。

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（力センサー）がセンサー
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Ｐ間を移動する重錘と
して質量を大きくするように考慮されている。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プの
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
ー７を収容し、蓋体１２で閉止している。このセ
ンサー７は必要に応じ加速度センサーとしても良
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内に配置された受け部
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１７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、これにあけた長穴２０
に端部を嵌入したピン２１によりハンマー部８に
取付けられており、この構成によりハンマー部８
のみが前進し、「自由打撃」状態とすることがで
きるのである。

なお、２５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つて、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
えるようになつている。

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３
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
ように受け部１５に当接し、ピン２１と連結部１
９とはその係合が解除されるようになつている。

また、駆動部９はソレノイドコイル１７に代
え、例えば空気アクチユエータを使用することも
できる。

また、重錘１０にセンサー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ツチ
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によりナツト
２の平面部ｆを打撃する。この打撃による力又は
加速度センサー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ー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Ｌと比較し、この基準値Ｌから許
容範囲以外に外れていた場合には、音声発生器３
５から警報を出すことができる。このセンサー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に導きここで数学的
処理がなされ基準値と比較して異常を判別するこ
ともできる。

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との係合が解除されて「自由打撃」
状態となり、その結果重錘１０に設けたセンサー
７で得られる信号はハンマー部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、このセンサーからの信
号を基準値と比較するよう構成するとともに、前
記駆動部によるハンマー部の打撃力を前記ハンマ
ーが前記ナツトあるいはボルトの頭部を打撃する
直前に解除するように構成されており、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るても、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、しかもハンマー部がナツトあるい
はボルトを打撃したとき駆動部の打撃力が作用し
ない「自由打撃」状態となり、センサーから良好
な信号を取り出すことができるため正確なボルト
の緩みを検知することができる。

従つて、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つて、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
ハンマー部でナツト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
図はセンサー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図は重錘のセンサー取付部
の断面図、第９図は信号処理部のブロツク図であ
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
…受け部、３２…信号、３３…増幅部、３４…比
較又は演算部、３５…音声発生器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 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、該センサーからの信号を基準値と比較するよ
   うに構成するとともに、前記駆動部によるハンマ
   ーの打撃力を前記ハンマー部が前記ナツトあるい
   はボルトの頭部を打撃する直前に解除するように
   したことを特徴とするボルトの緩み検知装置。