JPH0650748Y2 - ボルトの緩み検知装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、橋梁等の鉄鋼構造物を締結しているボルトの
緩み検知装置に関し、特に弾性体によってハンマーの打
撃力を発生させるようにしたボルトの緩み検知装置を提
供するものである。

〔従来の技術〕

例えば、橋梁等のような鉄鋼構造物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。この鉄鋼構造物の
組立時や完成時、あるいは或る期間を経過した時にボル
トの緩み具合を検査して構造物の安全性を確認する必要
がある。一般にボルトの緩み検査方法としては、打撃検
査用のハンマーによってボルトの頭部又はナットを打撃
し、そ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、この方法は人との「勘」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、緩み方が少ないと正
確な判断ができず、かつ高度な熟練者でも判断が異なる
という問題があった。

かゝることから、本考案者はボルトの緩み検知について
鋭意検討の結果、ボルト・ナットの六角部平面をせん断
方向に打撃し、この打撃による力又は加速度、あるいは
両者を検出し、この検出信号によりボルトの緩みを検知
する方法やボルトの緩み検知装置を先に提案した（例え
ば、特願昭62−252551号、特願平１−24040号参照）。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで先に提案したボルトの緩み検知装置は、本体の
先端に設けたハンマーを直接ソレノイドコイルによって
駆動するものであるが、このようなソレノイドコイル駆
動の検知装置は、ボルトの径が比較的大でかつ各ボルト
間隔が小さい場合に問題となる。

即ち、例えば、M22のボルトを75mmで配置した鉄骨構造
物のボルトの緩みを判別するためには約１トンの打撃力
が必要であり、この大きな打撃力をハンマーのストロー
クが8mm（検知装置の検知部の大きさからハンマーのス
トロークがこの程度となる。）で発生させるためには、
ソレノイドコイルに200V,10Aの高圧，大電流の電力を供
給する必要がある。

従って、高圧、大電流を取扱うために作業が危険である
ばかりでなく、大きな磁力を得るためのコイルが大きく
なり、その結果、装置の重量が大となる。このことが作
業者の疲労を増大させることとなっている。加えて、高
圧，大電流を得るために特別の電気を貯える装置が必要
である等の問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係るボルトの緩み検知装置は、前記したような
問題点を解決するためになされたものであって、ナット
又はボルトの頭部に係合する固定部を先端部に有する本
体と、該本体の後端部に一端が枢支され、他端に前記固
定部に嵌合されたナット又はボルトの頭部の六角部平面
を打撃するためのハンマーを有するアームと、前記本体
の中央部に設けられ、かつ駆動装置によって回転して前
記アームを本体より引離すように作動させるカム部材
と、前記アームと本体との間に張設され、かつ前記アー
ムを本体側に引寄せるように弾性力を与える弾性体から
構成されている。

〔作用〕

前記構成からなるボルトの緩み検知装置においてハンマ
ーを先端に固定したアームは弾性体（バネ）により常時
本体側に引寄せられるように構成され、駆動装置により
カム部材を回転させることにより前記アームは基部を支
点として弾性体の張力に抗して徐々に開き、そしてアー
ムに設けられたカム部材を構成する受け座がカムから外
れると同時に本体側に引寄せられ、このときアームの先
端に設けられたハンマーでナット又はボルトの頭部の六
角部平面を打撃することができるようになっている。

〔実施例〕

以下図面に基づき本考案によるボルトの緩み検知装置の
一実施例を説明する。

第１図ないし第４図はボルトの緩み検知装置の第１実施
例を示すものであって、第１図はその側面図、第２図は
第１図のII−II断面図、第３図は第２図のIII−III矢視
図、第４図は第１図のIV−IV断面図である。

このボルトの緩み検知装置は、本体１と、この本体１の
一端に軸支されたアーム２とボルト・ナット19の頭部の
六角面に係合する固定部３とにより構成されている。

具体的には、本体１にはボルト４により取付部材５を介
して減速装置6a付のモータ６が取付けられ、このモータ
６によりカム７を軸８を中心として回動させるようにな
っている。そしてこのカム７は後述する押圧材（受け
座）９に当接するとともに、バネ10のバネ力に抗してア
ーム２を押し下げることができる。

本体１には更に筒状体11が取付けられ、この筒状体11の
頂部に設けられたネジ軸12の下端と下部に設けられた取
付片13との間に引張りバネ10が配置されている。そして
ネジ軸12には蝶ナット14が螺合しており、この蝶ナット
14を回すことによりバネ10のバネ力、即ち、ハンマー17
の打撃力を調整することができるように構成されてい
る。

取付片13の下端には、長孔15が形成され、この長孔15内
にアーム２に設けられたピン16が嵌入している。即ち、
後述するハンマー17がボルト・ナット19の六角部平面を
打撃する直前にストッパー18が筒状体11の下端に当接
し、アーム２がバネ10により直接引張られることなく、
フリーな状態でハンマー17がボルト・ナット19の一つの
六角部平面をボルトのせん断方向に打撃するようになっ
ている。このことにより良好な信号が得られる。

本体１の先端に取付けられた固定部３は第２図にも示さ
れるようにボルト・ナット19の六角部平面の両側に２個
のＶ字形係合部によって挟持するように構成されてい
る。そして前記Ｖ字形係合部の間の上下に開放部20,21
が設けられている。

前記上部開放部20には加速度センサー22を有する第２の
当材23が配置され、更に、下部開放部21には第2a、2b図
に示す如く打撃部突起24を有する第１の当材25がそれぞ
れ配置され、更にこの第１の当材25と前記第２の当材23
とは固定部３の取付部26に形成された孔を貫通する引張
バネ27により固定部３に一体的に弾圧するように構成さ
れている。なお、第2c図及び第2d図は第１図の当材25の
他の実施例を示すものである。

具体的には、第１の当材25と第２の当材23との間隔はボ
ルト・ナット19の六角部の相対する平行部の間隔より僅
かに小となるように配置されている。そして前記第１の
当材25と第２の当材23との間に引張バネ27が緊張状態で
設けられてボルト・ナット19の二面を抱くように押圧し
ている。

なお、28は固定部３の後部側面にビス29により取付けら
れたストッパーであって、このストッパー28は固定部３
内にボルト・ナットの六角部に挿入したとき奥行き方向
の位置を定める働きをなしている。

第１の当材25は、ハンマー17の打撃力に対して耐え得る
必要があり、そのため、例えばバネ鋼あるいは工具鋼の
如き硬質材が使用される。

第１図に示すように本体１の下方には把持部31が取付け
られ、固定部３をボルト・ナット19に正確に嵌合できる
よにしている。また、アーム２には、ボルト32によりカ
ム７に当接する押圧材（受け座）９が取付けられるとと
もに先端には力センサー33を有するハンマー17が設けら
れている。

前記構成において、今、ボルトの緩みを検知する場合、
ボルト・ナット19の六角部を六面状に開口されている固
定部３に嵌合させる。このとき第１の当材25と第２の当
材23とは引張バネ27のバネ力に抗して僅かに外方に移動
することにより第１の当材25と第２の当材23は何れもボ
ルト・ナット19の六角部の平面に当接する。

然る後、図示していないスイッチをONしてモータ６を作
動させ、カム７を第１図に示す矢印ｅの方向へ回動させ
ると、アーム２に取付けられた押圧材９をバネ10のバネ
力に抗して下方に、即ちアーム２を実線の位置から下方
に押し下げ、２点鎖線の位置に達すると押圧材（受け
座）９はカム７の角度から外れ、バネ10のバネ力により
アーム２は瞬間的に引上げられ、アーム２の先端に取付
けられたハンマー17が第１の当材25の突起25を打撃する
こととなる。

このとき、打撃による力をハンマー17に設けた力センサ
ー33により、又加速度を第２の当材23に設けた加速度セ
ンサー22によりパルス信号として検出し、このパルス信
号を増幅し、かつA/D変換し、これをXYプロッタあるい
はプリンタ等の記録手段によて波形として表示する。

そしてこのパルス波形の変化、具体的にはパルス波形の
立上り角（又は勾配）と立下り角（又は勾配）との比を
求め、所定値と比較してボルトの緩みを検知するもので
ある。

ハンマー17の加速度は力センサー33で検出される力に比
例するため、力センサー33の代りに加速度センサーを取
付けることによっても力を検出することができる。

なお、このパルス波形の変化に代えて例えば力センサー
33より得られる信号Ｆと加速度センサー22より得られる
信号Ａとの比を算出し、ボルトの緩みを検出することも
できる。

第５図ないし第17図はボルト・ナットの緩み検知装置の
固定部３の第２の実施例である。

この固定部３は、本体１の先端に取付けられたフランジ
34に、ボルト35により取付けられた基体36と、第２の当
材37等から構成されている。詳述すれば、本体１の先端
には第７図及び第８図に示すようにフランジ34が取付け
られている。そして基体36は第９図ないし第11図に示さ
れるように中央部に切欠部38を有し、かつボルト穴40を
有する垂直材41と、この垂直材41の上端に突設された上
部水平材42と、この上部水平材42と平行に突出している
下部水平材43と、この下部水平材43に取付けられたアイ
プレート44及びボルト・ナット19の六角部の下部位置決
座45とより構成されている。

そして上部水平材42及び下部水平材43の長さｌは、ボル
ト・ナット19の頭部を嵌合させたとき、構造材の側面に
その先端が当接するように定められ、この上部水平材42
と下部水平座43とにより構造物の側面への当接部材を構
成している。この基体36の下部には特に第６図に示され
るようにボルト・ナット19の挿入側に向かって下方に屈
曲する第１の当材46（第16図、第17図）がボルト47で取
付けられるとともに、第12図及び第13図に示される凹部
48を有し、かつボルト・ナット19の六角部の位置決めを
する上部位置決座49がボルト50により取付けられてい
る。そしてこの上部位置決座49は連結材51により一体的
に構成されている。

第２の当材37は第14図及び第５図に示されるように下部
にアイプレート52を設けるとともに中央部に加速度セン
サー53が取付けられ、この第２の当材37のアイプレート
52と前記基材36に設けられたアイプレート44との間には
引張バネ54が配置されている。

このように構成された固定部３を有するボルト・ナット
の検知装置において、今ボルト・ナット19の頭部の六角
部に固定部３をその軸方向に移動してこれを嵌合し、然
る後、前記第１実施例と同様にしてハンマー17でボルト
・ナット19のせん断方向にこのボルト・ナット19の六角
部平面を第１の当材46の上から打撃し、その打撃力によ
る力を力センサー33により、また加速度を加速度センサ
ー53によりパルス信号として検出し、このパルス信号を
増幅し、更にA/D変換し、パルス波形として表示し、そ
の変化により、又は、力センサー33より得られる信号Ｆ
と加速度センサー53より得られる信号Ａとの比を算出す
ることによりボルトの緩みを検知するものである。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなように、本考案によるボルトの
緩み検知装置は、本体に沿って開閉動作するように設け
られ、その先端にハンマーを有するアームはカム部材の
回転によって徐々に所定の距離だけハンマーがナットあ
るいはボルトの頭部の六角部平面より離れるように開
く。その間に、本体とアームとの間に設けた弾性体、即
ちバネに緊張を与えて弾性エネルギーを蓄積する。

そしてカム部材がアームの受け座より離脱した時点でア
ームは前記弾性エネルギーによって瞬時に本体側に引寄
せられてその先端に設けてあるハンマーによってナッ
ト、あるいはボルトの頭部の六角部平面をボルトのせん
断方向に所定の速度で打撃することになるので、次の効
果を奏することができる。

前記カムを駆動する駆動装置（モータ）はソレノイドコ
イルのように瞬間的に大きな力を発生させる必要はな
く、モータの高速回転を機械的に減速し、これによって
カムを駆動すれば良いので、ソレノイドコイルの場合の
ように高圧かつ大電流が必要でなくなる。即ち、前記し
たようにM22のボルトの緩み検知に必要な約１トンの打
撃力を得るためには、18V,1.2Aの電流とすることができ
る。

従って、作業が安全であるばかりでなく、モータの回転
に伴ってバネに弾性力を貯え、これを瞬時に開放する構
造を採用しているので、検知装置を小型化することがで
きる。また、必要に応じてバネ定数を上げることにより
大きな打撃力を得ることができると言う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第17図は本考案によるボルトの緩み検知方法
及び装置の一実施例を示すものであって、第１図乃至第
４図は第１の実施例のナット緩み検知装置の説明図で、
第１図は側面図、第２図は第１図のII−II断面図、第2a
図と第2b図は第１の当材の側面図と正面図、第2c図と第
2d図は第１の当材の他の実施例と側面図と正面図、第３
図は第２図のIII−III矢視図、第４図は第１図のIV−IV
断面図である。 第５図乃至第17図はボルト・ナットの緩み検知装置の第
２の実施例の説明図であり、第５図は固定部の正面図、
第６図はその側面図、第７図は本体先端部の側面図、第
８図は同正面図である。 第９図は基体の正面図、第10図は同側面図、第11図は同
平面図、第12図は上部位置決座の正面図、第13図は同斜
視図、第14図は第２の当材の正面図、第15図はその平面
図である。そして第16図は第１の当材の正面図、第17図
は同側面図である。 １…本体、２…アーム ３…固定部、17…ハンマー 19…ボルト・ナット、20,21…開放部 22…加速度センサー、23…第２の当材 24…突起、25…第１の当材 33…力センサー、36…基体 37…第２の当材、38…切欠部 41…垂直材、42…上部水平材 43…下部水平材、45…下部位置決座 46…第１の当材、48…凹部 49…上部位置決座、51…連結材 53…加速度センサー、54…引張バネ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ナット又はボルトの頭部に係合する固定部
   を先端部に有する本体と、該本体の後端部に一端が枢支
   され、他端に前記固定部に嵌合されたナット又はボルト
   の頭部の六角部平面を打撃するためのハンマーを有する
   アームと、前記本体の中央部に設けられ、かつ駆動装置
   によって回転して前記アームを本体より引離すように作
   動させるカム部材と、前記アームと本体との間に張設さ
   れ、かつ前記アームを本体側に引寄せるように弾性力を
   与える弾性体からなるボルトの緩み検知装置。