JPH074530Y2 - 軸力センサ付ボルト締付工具 - Google Patents
軸力センサ付ボルト締付工具Info
- Publication number
- JPH074530Y2 JPH074530Y2 JP1988158468U JP15846888U JPH074530Y2 JP H074530 Y2 JPH074530 Y2 JP H074530Y2 JP 1988158468 U JP1988158468 U JP 1988158468U JP 15846888 U JP15846888 U JP 15846888U JP H074530 Y2 JPH074530 Y2 JP H074530Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bolt
- axial force
- sensor
- tightening tool
- tightening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は,建築物,発電プラント,橋梁,自動車,舶用
機関等の各種機器,構造物を連結するボルトを締結する
軸力センサ付ボルト締付工具に関するものである。
機関等の各種機器,構造物を連結するボルトを締結する
軸力センサ付ボルト締付工具に関するものである。
(従来の技術) 建築物,発電プラント,橋梁,自動車,舶用機関等の各
種機器,構造物を連結するのにボルトが多用されてい
る。このボルトでは,ボルト軸力,即ち,締め付けた際
のボルトに作用する引張力を管理する必要がある。この
ボルト軸力が過大であると,ボルトが折損するし,ボル
ト軸力が過少であると,ボルトが緩む。
種機器,構造物を連結するのにボルトが多用されてい
る。このボルトでは,ボルト軸力,即ち,締め付けた際
のボルトに作用する引張力を管理する必要がある。この
ボルト軸力が過大であると,ボルトが折損するし,ボル
ト軸力が過少であると,ボルトが緩む。
ボルトの締付力を管理する方法の代表例としていは,ト
ルク管理方法があるが,この方法は,ボルトを締め付け
る時の締付トルクを管理する方法であって,トルク軸力
を管理する方法ではない。即ち,締付トルクは,ボルト
・ナツトのねじ面及び座面の摩擦抵抗(摩擦係数)によ
り影響されるので,トルク管理方法では,ねじ面及び座
面の仕上げ状態や両ねじの噛み合い状態によって,軸力
にバラツキが生じる。
ルク管理方法があるが,この方法は,ボルトを締め付け
る時の締付トルクを管理する方法であって,トルク軸力
を管理する方法ではない。即ち,締付トルクは,ボルト
・ナツトのねじ面及び座面の摩擦抵抗(摩擦係数)によ
り影響されるので,トルク管理方法では,ねじ面及び座
面の仕上げ状態や両ねじの噛み合い状態によって,軸力
にバラツキが生じる。
これに対して超音波式軸力管理方法は,ボルトの軸力を
直接的に管理する方法であり,軸力のバラツキが非常に
少ないことで注目されている。この方法を第4図により
説明すると,(11)が超音波センサ,(12)がセンサホ
ルダ,(13)がスプリング,(14)かケーシング,(1
5)がボルト頭部,(16)が突起部,(17)が超音波セ
ンサ(11)とボルト頭部(15)との間に介在する接触媒
質(水,油等),(18)がケーシング(14)の嵌合部
で,ボルト頭部(15)に接触媒質(17)を介して超音波
センサ(5)を接触させ,他の端面の反射エコーを受信
し,軸力負荷に伴う音速変化,寸法変化による伝播時間
の変化量をモニタして,これを管理する方法である。即
ち,ボルトの材質と形状が同じであれば,ボルトを締め
付けた際に,その反力としてボルトに締付力,即ち,軸
力Fが作用する。この軸力Fは,第4図に示すようにボ
ルトの締付前後の超音波伝播時間差をΔt,比例定数をk
β,締め付け前の超音波伝播時間をt0,締め付け後の超
音波伝播時間をtσとすると, F=kβ・Δt=kβ(tσ−t0)・・・ により求められる。この超音波式軸力管理方法は,軸力
Fがボルトに作用した際,ボルト全長が伸びることと,
音速が遅くなることを利用している。そして超音波セン
サ(11)をボルトの一端面にマグネツトにより固定し,
もう一方の端面からスパナ等で締め付けていた。この場
合,超音波伝播時間の変化量,即ち,軸力を連続的にモ
ニタリングして,締め付けを行うようにしていた。
直接的に管理する方法であり,軸力のバラツキが非常に
少ないことで注目されている。この方法を第4図により
説明すると,(11)が超音波センサ,(12)がセンサホ
ルダ,(13)がスプリング,(14)かケーシング,(1
5)がボルト頭部,(16)が突起部,(17)が超音波セ
ンサ(11)とボルト頭部(15)との間に介在する接触媒
質(水,油等),(18)がケーシング(14)の嵌合部
で,ボルト頭部(15)に接触媒質(17)を介して超音波
センサ(5)を接触させ,他の端面の反射エコーを受信
し,軸力負荷に伴う音速変化,寸法変化による伝播時間
の変化量をモニタして,これを管理する方法である。即
ち,ボルトの材質と形状が同じであれば,ボルトを締め
付けた際に,その反力としてボルトに締付力,即ち,軸
力Fが作用する。この軸力Fは,第4図に示すようにボ
ルトの締付前後の超音波伝播時間差をΔt,比例定数をk
β,締め付け前の超音波伝播時間をt0,締め付け後の超
音波伝播時間をtσとすると, F=kβ・Δt=kβ(tσ−t0)・・・ により求められる。この超音波式軸力管理方法は,軸力
Fがボルトに作用した際,ボルト全長が伸びることと,
音速が遅くなることを利用している。そして超音波セン
サ(11)をボルトの一端面にマグネツトにより固定し,
もう一方の端面からスパナ等で締め付けていた。この場
合,超音波伝播時間の変化量,即ち,軸力を連続的にモ
ニタリングして,締め付けを行うようにしていた。
またボルトの一端面しかアクセスできない場合には,ボ
ルト締付工具を取り外した状態で,例えば第5図に示す
ように,超音波センサ(11)とセンサホルダ(12)とス
プリング(13)とケーシング(14)とよりなる超音波軸
力測定用プローブをボルト頭部(15)に嵌合して,軸力
の計測を行うようにしていた。
ルト締付工具を取り外した状態で,例えば第5図に示す
ように,超音波センサ(11)とセンサホルダ(12)とス
プリング(13)とケーシング(14)とよりなる超音波軸
力測定用プローブをボルト頭部(15)に嵌合して,軸力
の計測を行うようにしていた。
なお超音波式軸力管理方法を適用する上で重要なポイン
トは,計測の際に,超音波センサとボルト端面との間に
介在する接触媒質(水,油等)の膜厚を一定に保持する
ことである。計測される超音波伝播時間は,ボルト長さ
と接触媒質の膜厚をトータルしたものであるから,軸力
負荷に伴うボルトの音速変化と寸法変化による微小な超
音波伝播時間を計測してゆくためには,接触媒質の膜厚
を極力変動しないようにする必要がある。膜厚が変動す
ると,測定精度が悪化して,超音波式軸力管理方法のメ
リツトがなくなることにもなる。
トは,計測の際に,超音波センサとボルト端面との間に
介在する接触媒質(水,油等)の膜厚を一定に保持する
ことである。計測される超音波伝播時間は,ボルト長さ
と接触媒質の膜厚をトータルしたものであるから,軸力
負荷に伴うボルトの音速変化と寸法変化による微小な超
音波伝播時間を計測してゆくためには,接触媒質の膜厚
を極力変動しないようにする必要がある。膜厚が変動す
ると,測定精度が悪化して,超音波式軸力管理方法のメ
リツトがなくなることにもなる。
(考案が解決しようとする課題) 前記従来の超音波式軸力管理方法は,軸力管理精度が高
い反面,ボルト両端面にアクセスできる例が非常に少な
い。また締め付け前後に軸力測定用プローブを用いて軸
力を計測する場合は,軸力に過不足が生じたとき,締め
付けの調整(再締め付け或いは緩め)が必要になる。ま
た締め付け前後で超音波センサの取付け位置及び接触媒
質の膜厚が微小に変動して,軸力の管理精度が低下する
という問題があった。
い反面,ボルト両端面にアクセスできる例が非常に少な
い。また締め付け前後に軸力測定用プローブを用いて軸
力を計測する場合は,軸力に過不足が生じたとき,締め
付けの調整(再締め付け或いは緩め)が必要になる。ま
た締め付け前後で超音波センサの取付け位置及び接触媒
質の膜厚が微小に変動して,軸力の管理精度が低下する
という問題があった。
本考案は前記の問題点に鑑み提案するものであり,その
目的とする処は、ボルトを締めながら軸力を連続的にモ
ニタリングできる上に,軸力の管理精度を向上できる軸
力センサ付ボルト締付工具を提供しようとする点にあ
る。
目的とする処は、ボルトを締めながら軸力を連続的にモ
ニタリングできる上に,軸力の管理精度を向上できる軸
力センサ付ボルト締付工具を提供しようとする点にあ
る。
(課題を解決するための手段) 上記の目的を達成するために,本考案の軸力センサ付ボ
ルト締付工具は,締付工具本体にセンサの外径よりも大
きい内径のセンサ収納部を設け、同センサ収納部の入口
にセンサの保持兼調心用テーパ部を設け、超音波センサ
を上記センサ収納部に収納して、同超音波センサに設け
たテーパ部を上記保持兼調心用テーパ部の内面に係合
し、同超音波センサのテーパ部と上記センサ収納部の奥
部との間にコイルばねを介装している。
ルト締付工具は,締付工具本体にセンサの外径よりも大
きい内径のセンサ収納部を設け、同センサ収納部の入口
にセンサの保持兼調心用テーパ部を設け、超音波センサ
を上記センサ収納部に収納して、同超音波センサに設け
たテーパ部を上記保持兼調心用テーパ部の内面に係合
し、同超音波センサのテーパ部と上記センサ収納部の奥
部との間にコイルばねを介装している。
(作用) 本考案の軸力センサ付ボルト締付工具は前記のように構
成されており、次の作用が行われる。即ち、超音波式軸
力管理方法でボルト軸力を精度良く測定するためには、
ボルト締付中に超音波センサをボルトの中心に固着した
状態に保持することが重要であるが、本考案の軸力セン
サ付ボルト締付工具では、締付工具本体の下端部に設け
た六角穴を締付対象ナツトに嵌合して、コイルばねの反
力と保持兼調心用テーパ部とにより超音波センサのテー
パ部をボルトの一端中心部(ボルト頭部)に圧着するの
で、超音波センサの調心機能がある。しかも超音波セン
サがボルトの一端中心部(ボルト頭部)にコイルばねを
介して圧着するものの、締付工具本体と超音波センサと
は独立した状態にあり、締付工具本体が超音波センサに
干渉せず、締付工具本体にガタ付きがあっても、超音波
センサとボルトとが固着状態に保持されるので、ボルト
を締めながら軸力を連続的にモニタリング可能である上
に、軸力の管理精度が向上する。
成されており、次の作用が行われる。即ち、超音波式軸
力管理方法でボルト軸力を精度良く測定するためには、
ボルト締付中に超音波センサをボルトの中心に固着した
状態に保持することが重要であるが、本考案の軸力セン
サ付ボルト締付工具では、締付工具本体の下端部に設け
た六角穴を締付対象ナツトに嵌合して、コイルばねの反
力と保持兼調心用テーパ部とにより超音波センサのテー
パ部をボルトの一端中心部(ボルト頭部)に圧着するの
で、超音波センサの調心機能がある。しかも超音波セン
サがボルトの一端中心部(ボルト頭部)にコイルばねを
介して圧着するものの、締付工具本体と超音波センサと
は独立した状態にあり、締付工具本体が超音波センサに
干渉せず、締付工具本体にガタ付きがあっても、超音波
センサとボルトとが固着状態に保持されるので、ボルト
を締めながら軸力を連続的にモニタリング可能である上
に、軸力の管理精度が向上する。
(実施例) 次に本考案の軸力センサ付ボルト締付工具を第1、2図
に示す一実施例により説明すると,(4)が締付工具本
体,即ち,ソケツトレンチ用ソケツトで,同締付工具本
体(4)の下端部には,締め付け対象ナツトの頭部に嵌
合可能な六角穴(4A)が設けられている。また同締付工
具本体(4)の上端部には,ラチエツトハンドル(7)
を取付ける四角穴(4B)が設けられている。また(4C)
が同締付工具本体(4)の下部内に設けられたセンサ収
納部,(4D)が同センサ収納部(4C)の入口部に形成さ
れたセンサの保持兼調心用ガイド部,(5)が上記セン
サ収納部(4C)に収納した超音波センサ,(5A)が同超
音波センサ(5)に設けられたテーパ部で,同テーパ部
(5A)が上記保持兼調心用ガイド部(1D)の内面に係合
するようになっている。また(5B)が上記超音波センサ
(5)から超音波軸力測定装置(図示せず)へ延びたリ
ード線,(6)が同超音波センサ(5)と上記センサ収
納部(4C)の奥部との間に介装したコイルばね,(8)
がボルト,(9)が同ボルト(8)に螺合したナツトで
ある。
に示す一実施例により説明すると,(4)が締付工具本
体,即ち,ソケツトレンチ用ソケツトで,同締付工具本
体(4)の下端部には,締め付け対象ナツトの頭部に嵌
合可能な六角穴(4A)が設けられている。また同締付工
具本体(4)の上端部には,ラチエツトハンドル(7)
を取付ける四角穴(4B)が設けられている。また(4C)
が同締付工具本体(4)の下部内に設けられたセンサ収
納部,(4D)が同センサ収納部(4C)の入口部に形成さ
れたセンサの保持兼調心用ガイド部,(5)が上記セン
サ収納部(4C)に収納した超音波センサ,(5A)が同超
音波センサ(5)に設けられたテーパ部で,同テーパ部
(5A)が上記保持兼調心用ガイド部(1D)の内面に係合
するようになっている。また(5B)が上記超音波センサ
(5)から超音波軸力測定装置(図示せず)へ延びたリ
ード線,(6)が同超音波センサ(5)と上記センサ収
納部(4C)の奥部との間に介装したコイルばね,(8)
がボルト,(9)が同ボルト(8)に螺合したナツトで
ある。
次に前記第2,3図に示す軸力センサ付ボルト締付工具の
作用を具体的に説明する。締付工具本体(4)の下端部
に設けた六角穴(4A)を締め付け対象ナツト(9)に嵌
合して,コイルばね(6)の反力と保持兼調心用ガイド
部(4D)とにより超音波センサ(5)をボルト(8)の
一端中心部に圧着して,軸力を測定する。
作用を具体的に説明する。締付工具本体(4)の下端部
に設けた六角穴(4A)を締め付け対象ナツト(9)に嵌
合して,コイルばね(6)の反力と保持兼調心用ガイド
部(4D)とにより超音波センサ(5)をボルト(8)の
一端中心部に圧着して,軸力を測定する。
(考案の効果) 本考案の軸力センサ付ボルト締付工具は前記のように構
成されており、次の効果を達成できる。即ち、超音波式
軸力管理方法でボルト軸力を精度良く測定するために
は、ボルト締付中に超音波センサをボルトの中心に固着
した状態に保持することが重要であるが、本考案の軸力
センサ付ボルト締付工具では、締付工具本体の下端部に
設けた六角穴を締付対象ナツトに嵌合して、コイルばね
の反力と保持兼調心用テーパ部とにより超音波センサの
テーパ部をボルトの一端中心部(ボルト頭部)に圧着す
るので、超音波センサの調心機能がる。しかも超音波セ
ンサがボルトの一端中心部(ボルト頭部)にコイルばね
を介して圧着するものの、締付工具本体と超音波センサ
とは独立した状態にあり、締付工具本体が超音波センサ
に干渉せず、締付工具本体にガタ付きがあっても、超音
波センサとボルトとが固着状態に保持されるので、ボル
トを締めながら軸力を連続的にモニタリングできる上
に、軸力の管理精度を向上できる効果がある。締付本体
の下端部に設けた六角穴を締付対象ナツトに嵌合して、
コイルばねの反力と保持兼調心用テーパ部とにより超音
波センサのテーパ部をボルトの一端中心部に圧着して、
軸力を測定するので、ボルトを締めながら軸力を連続的
にモニタリングできる上に、軸力の管理精度を向上でき
る効果がある。
成されており、次の効果を達成できる。即ち、超音波式
軸力管理方法でボルト軸力を精度良く測定するために
は、ボルト締付中に超音波センサをボルトの中心に固着
した状態に保持することが重要であるが、本考案の軸力
センサ付ボルト締付工具では、締付工具本体の下端部に
設けた六角穴を締付対象ナツトに嵌合して、コイルばね
の反力と保持兼調心用テーパ部とにより超音波センサの
テーパ部をボルトの一端中心部(ボルト頭部)に圧着す
るので、超音波センサの調心機能がる。しかも超音波セ
ンサがボルトの一端中心部(ボルト頭部)にコイルばね
を介して圧着するものの、締付工具本体と超音波センサ
とは独立した状態にあり、締付工具本体が超音波センサ
に干渉せず、締付工具本体にガタ付きがあっても、超音
波センサとボルトとが固着状態に保持されるので、ボル
トを締めながら軸力を連続的にモニタリングできる上
に、軸力の管理精度を向上できる効果がある。締付本体
の下端部に設けた六角穴を締付対象ナツトに嵌合して、
コイルばねの反力と保持兼調心用テーパ部とにより超音
波センサのテーパ部をボルトの一端中心部に圧着して、
軸力を測定するので、ボルトを締めながら軸力を連続的
にモニタリングできる上に、軸力の管理精度を向上でき
る効果がある。
第1図は本考案に係わる軸力センサ付ボルト締付工具の
一実施例を示す縦断側面図,第2図はその使用状態を示
す縦断側面図,第3図は従来の超音波式軸力管理方法の
原理を示す説明図,第4図は従来の超音波軸力測定用の
プローブを示す縦断側面図である。 (4)……締付工具本体、(4A)……六角穴、(4B)…
…四角穴、(4c)……センサ収納部、(4D)……センサ
の保護兼調心用テーパ部、(5)……超音波センサ、
(5A)……センサのテーパ部、(5B)……リード線、
(6)……コイルばね。
一実施例を示す縦断側面図,第2図はその使用状態を示
す縦断側面図,第3図は従来の超音波式軸力管理方法の
原理を示す説明図,第4図は従来の超音波軸力測定用の
プローブを示す縦断側面図である。 (4)……締付工具本体、(4A)……六角穴、(4B)…
…四角穴、(4c)……センサ収納部、(4D)……センサ
の保護兼調心用テーパ部、(5)……超音波センサ、
(5A)……センサのテーパ部、(5B)……リード線、
(6)……コイルばね。
Claims (1)
- 【請求項1】締付工具本体にセンサの外径よりも大きい
内径のセンサ収納部を設け、同センサ収納部の入口にセ
ンサの保持兼調心用テーパ部を設け、超音波センサを上
記センサ収納部に収納して、同超音波センサに設けたテ
ーパ部を上記保持兼調心用テーパ部の内面に係合し、同
超音波センサのテーパ部と上記センサ収納部の奥部との
間にコイルばねを介装したことを特徴とする軸力センサ
付ボルト締付工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988158468U JPH074530Y2 (ja) | 1988-12-07 | 1988-12-07 | 軸力センサ付ボルト締付工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988158468U JPH074530Y2 (ja) | 1988-12-07 | 1988-12-07 | 軸力センサ付ボルト締付工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0279436U JPH0279436U (ja) | 1990-06-19 |
| JPH074530Y2 true JPH074530Y2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=31438825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988158468U Expired - Lifetime JPH074530Y2 (ja) | 1988-12-07 | 1988-12-07 | 軸力センサ付ボルト締付工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH074530Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013185910A (ja) * | 2012-03-07 | 2013-09-19 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | 超音波探触子の位置決め構造 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04278429A (ja) * | 1991-03-07 | 1992-10-05 | Tonichi Seisakusho:Kk | 超音波によるボルト軸力測定用センサの保持具 |
| JP2004093477A (ja) * | 2002-09-03 | 2004-03-25 | Isuzu Motors Ltd | 超音波ボルト軸力計 |
| FR2993488B1 (fr) * | 2012-07-18 | 2014-08-22 | Michel Berbesson | Ensemble d'outillage de serrage/desserrage |
| JP6971829B2 (ja) * | 2017-12-21 | 2021-11-24 | 株式会社きんでん | 軸力測定装置 |
| JP6823625B2 (ja) * | 2018-08-03 | 2021-02-03 | 本田技研工業株式会社 | 締付装置 |
| JP7853111B2 (ja) * | 2022-02-15 | 2026-04-28 | Jr九州エンジニアリング株式会社 | 締結ボルトの軸力測定装置、及び同軸力測定装置を用いた締結ボルト軸力測定方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5273781A (en) * | 1975-12-17 | 1977-06-21 | Hitachi Ltd | Ultrasonic tightening measuring device |
| DE2853988A1 (de) * | 1978-12-14 | 1980-07-17 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Verfahren zur indirekten messung der schraubenvorspannung |
-
1988
- 1988-12-07 JP JP1988158468U patent/JPH074530Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013185910A (ja) * | 2012-03-07 | 2013-09-19 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | 超音波探触子の位置決め構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0279436U (ja) | 1990-06-19 |
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