JPH09196038A - 軸力測定ボルト - Google Patents
軸力測定ボルトInfo
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- JPH09196038A JPH09196038A JP317796A JP317796A JPH09196038A JP H09196038 A JPH09196038 A JP H09196038A JP 317796 A JP317796 A JP 317796A JP 317796 A JP317796 A JP 317796A JP H09196038 A JPH09196038 A JP H09196038A
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- 241001136800 Anas acuta Species 0.000 claims abstract description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 締結後のシアボルト及び通常のボルトの軸力
を超音波センサーを用いて精度よく測定することができ
る軸力測定ボルトの提供を目的とする。 【解決手段】 ナットが噛合されるボルトの先端部に、
超音波反射部を形成した。
を超音波センサーを用いて精度よく測定することができ
る軸力測定ボルトの提供を目的とする。 【解決手段】 ナットが噛合されるボルトの先端部に、
超音波反射部を形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に建築構造物
や、電車、自動車等の輸送機に用いられるボルトの締結
時の軸力を精度よくかつ容易に測定することができるボ
ルト構造に関するものである。
や、電車、自動車等の輸送機に用いられるボルトの締結
時の軸力を精度よくかつ容易に測定することができるボ
ルト構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えばボルト・ナットによる締結力を用
いて建築構造物等を構築するに当り、その締結に用いら
れているボルト・ナットが所定の締付けトルクで締結さ
れているか否かを検出するための手段として、超音波を
用いる軸力測定する方法が知られている。
いて建築構造物等を構築するに当り、その締結に用いら
れているボルト・ナットが所定の締付けトルクで締結さ
れているか否かを検出するための手段として、超音波を
用いる軸力測定する方法が知られている。
【０００３】まず超音波による締付けボルトの軸力測定
の原理について説明すると、ボルトの締め付け前後での
初期音速と片道伝搬時間差の積、すなわち超音波での伸
び量と実際の弾性伸び量の間には比例関係が成り立つ。
従って超音波の伸び量を弾性伸び量に換算し、換算した
伸び量をボルトのコンプライアンス（ばね定数の逆数）
で除算して軸力を算出することができる。
の原理について説明すると、ボルトの締め付け前後での
初期音速と片道伝搬時間差の積、すなわち超音波での伸
び量と実際の弾性伸び量の間には比例関係が成り立つ。
従って超音波の伸び量を弾性伸び量に換算し、換算した
伸び量をボルトのコンプライアンス（ばね定数の逆数）
で除算して軸力を算出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで建築構造物等に
より広く用いられている例えばトルシア形高力ボルト
（以下シアボルトと称す）において、その軸力を超音波
により測定することの要求があるが、特にシアボルトの
従来の軸力測定では、以下の如き問題点があった。
より広く用いられている例えばトルシア形高力ボルト
（以下シアボルトと称す）において、その軸力を超音波
により測定することの要求があるが、特にシアボルトの
従来の軸力測定では、以下の如き問題点があった。
【０００５】つまり、シアボルトは図３に示すように、
そのシアボルト１の先端にネック部２を介してピンテー
ル３が一体に形成されており、このシアボルト１を用い
て被締結部材６Ａ，６Ｂを一体に結合するには、シアボ
ルト１にナット５を螺着して被締結部材６Ａ，６Ｂの締
付けを行なうとき、ピンテール３に工具を係合させてシ
アボルト１の回動を阻止しながらナット５によるねじ締
めを行ない、そして締付けトルクの反力によりピンテー
ル３がネック部で切断された時点でねじ締めが完了され
る。
そのシアボルト１の先端にネック部２を介してピンテー
ル３が一体に形成されており、このシアボルト１を用い
て被締結部材６Ａ，６Ｂを一体に結合するには、シアボ
ルト１にナット５を螺着して被締結部材６Ａ，６Ｂの締
付けを行なうとき、ピンテール３に工具を係合させてシ
アボルト１の回動を阻止しながらナット５によるねじ締
めを行ない、そして締付けトルクの反力によりピンテー
ル３がネック部で切断された時点でねじ締めが完了され
る。
【０００６】このようにしてシアボルト１による被締結
部材６Ａ，６Ｂの締結後、そのシアボルトの軸力を測定
するためには、前記のように、締結前及び締結後のシア
ボルト１の頭面１Ａに超音波センサー４を当てがって測
定するが、締結前のシアボルト全長は、頭面１Ａからピ
ンテール３の端面３Ａまでの間であり、また締結後のシ
アボルト全長は、頭面１Ａからネック部切断面２Ａまで
の間であって、締結の前後では、シアボルト１の長さが
変化してしまう。従って軸力が発生していても、ボルト
の長さは締め付け後の方が締め付け前よりねじ切られた
ピンテール３の分だけ短くなり、正しい軸力測定が行な
えないという問題点があった。
部材６Ａ，６Ｂの締結後、そのシアボルトの軸力を測定
するためには、前記のように、締結前及び締結後のシア
ボルト１の頭面１Ａに超音波センサー４を当てがって測
定するが、締結前のシアボルト全長は、頭面１Ａからピ
ンテール３の端面３Ａまでの間であり、また締結後のシ
アボルト全長は、頭面１Ａからネック部切断面２Ａまで
の間であって、締結の前後では、シアボルト１の長さが
変化してしまう。従って軸力が発生していても、ボルト
の長さは締め付け後の方が締め付け前よりねじ切られた
ピンテール３の分だけ短くなり、正しい軸力測定が行な
えないという問題点があった。
【０００７】また通常ボルトの先端面（ボルト頭部と反
対側端面）が、球面であったりあるいは平面仕上げが不
備であるときは、その先端面における超音波反射効率が
低下し、精度の高い軸力測定が困難であるという問題点
もあった。
対側端面）が、球面であったりあるいは平面仕上げが不
備であるときは、その先端面における超音波反射効率が
低下し、精度の高い軸力測定が困難であるという問題点
もあった。
【０００８】本発明は、かかる従来の問題点に着目して
なされたもので、締結後のシアボルトの軸力を超音波セ
ンサーを用いて精度よく測定することができる軸力測定
ボルトの提供を目的とするものである。
なされたもので、締結後のシアボルトの軸力を超音波セ
ンサーを用いて精度よく測定することができる軸力測定
ボルトの提供を目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明では、ナットが噛合されるボルトの先端に、ネ
ック部を介してピンテールが一体形成されているトルシ
ア形高力ボルトにおいて、上記ネック部位置よりトルシ
ア形高力ボルトの頭部側位置に、超音波反射部を形成し
た軸力測定ボルトであることを特徴としている。
に本発明では、ナットが噛合されるボルトの先端に、ネ
ック部を介してピンテールが一体形成されているトルシ
ア形高力ボルトにおいて、上記ネック部位置よりトルシ
ア形高力ボルトの頭部側位置に、超音波反射部を形成し
た軸力測定ボルトであることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明を図面に示す実施形
態に基いて詳細に説明するが、本実施形態の構造と、従
来例で説明した構造との同一部分は、従来例で使用した
符号を引用して、その同一構造部分の構造説明は省略す
る。
態に基いて詳細に説明するが、本実施形態の構造と、従
来例で説明した構造との同一部分は、従来例で使用した
符号を引用して、その同一構造部分の構造説明は省略す
る。
【００１１】すなわち本実施形態では、シアボルト１の
ネック部とナット５の噛合部との間に超音波反射部７を
設けたことにある。
ネック部とナット５の噛合部との間に超音波反射部７を
設けたことにある。
【００１２】この超音波反射部７は、シアボルト１の頭
面に当接された超音波センサー４からシアボルト１の軸
方向へ照射される超音波が反射される構造であればよ
く、この実施形態ではシアボルト１の直径方向に貫通す
る約２ｍｍの口径である透孔であるが、これに限られる
ものではなく、窪み穴、スリット等であってもよい。
面に当接された超音波センサー４からシアボルト１の軸
方向へ照射される超音波が反射される構造であればよ
く、この実施形態ではシアボルト１の直径方向に貫通す
る約２ｍｍの口径である透孔であるが、これに限られる
ものではなく、窪み穴、スリット等であってもよい。
【００１３】またこの超音波反射部７の施し位置は、こ
の実施形態では、ネック部２とナット５のねじ噛み合い
終了部との間に設けているが、これに限られるものでは
なく、ナット５の噛合部であってもよい。
の実施形態では、ネック部２とナット５のねじ噛み合い
終了部との間に設けているが、これに限られるものでは
なく、ナット５の噛合部であってもよい。
【００１４】しかしながら、シアボルトの軸力を測定す
るには、その超音波反射部７位置が、ピンテール３が切
断された後のシアボルト１の頭面１Ａより可及的長い距
離であることが望ましいことから超音波反射部位置は自
ずと、ネック部近傍位置となる。
るには、その超音波反射部７位置が、ピンテール３が切
断された後のシアボルト１の頭面１Ａより可及的長い距
離であることが望ましいことから超音波反射部位置は自
ずと、ネック部近傍位置となる。
【００１５】次に上記構造のシアボルト１における軸力
測定手順について説明する。
測定手順について説明する。
【００１６】先ず測定準備と校正実験を行なうが、測定
準備では、超音波センサー４がシアボルト１の頭面１Ａ
に密着されるように、そのシアボルト１の頭面１Ａを切
削加工する。
準備では、超音波センサー４がシアボルト１の頭面１Ａ
に密着されるように、そのシアボルト１の頭面１Ａを切
削加工する。
【００１７】また校正実験は、シアボルト１の頭面に超
音波センサー４を設置し、次いでそのシアボルト１に、
引張り試験機等により負荷を与えるが、この負荷を与え
る前と後との超音波伝搬時間差とシアボルトの伸びの関
係を求め、これを材料定数とする。
音波センサー４を設置し、次いでそのシアボルト１に、
引張り試験機等により負荷を与えるが、この負荷を与え
る前と後との超音波伝搬時間差とシアボルトの伸びの関
係を求め、これを材料定数とする。
【００１８】上記シアボルトの実際の軸力測定は、該シ
アボルト１を、被締結部材６Ａ，６Ｂにセットし、この
シアボルト１の頭面１Ａに超音波センサー４を当接して
締付け前のボルト超音波伝搬時間を、超音波反射部７に
よる反射波を用いて計測する。
アボルト１を、被締結部材６Ａ，６Ｂにセットし、この
シアボルト１の頭面１Ａに超音波センサー４を当接して
締付け前のボルト超音波伝搬時間を、超音波反射部７に
よる反射波を用いて計測する。
【００１９】次にそのシアボルト１を専用の動力式ねじ
締め機によりピンテール３が、ネック部２より切断され
るまでナット５を回転させる。かくして締付けが完了し
たら、締付け前と同様に、ねじ締めされているシアボル
ト１の頭面１Ａに超音波を当接して締付け後の超音波伝
搬時間を超音波反射部７による反射波を用いて計測す
る。
締め機によりピンテール３が、ネック部２より切断され
るまでナット５を回転させる。かくして締付けが完了し
たら、締付け前と同様に、ねじ締めされているシアボル
ト１の頭面１Ａに超音波を当接して締付け後の超音波伝
搬時間を超音波反射部７による反射波を用いて計測す
る。
【００２０】これによってシアボルト１の締付け前と後
との超音波の伝搬時間差と、前記材料定数とによってシ
アボルトのコンプライアンス等から軸力を算出すること
ができる。
との超音波の伝搬時間差と、前記材料定数とによってシ
アボルトのコンプライアンス等から軸力を算出すること
ができる。
【００２１】なお上記実施形態では、シアボルトについ
て説明したが、これに限るものではなく、通常のボルト
の先端部（頭部と反対側端）に超音波反射部７を設けて
もよい。通常ボルト先端部に超音波反射部７を設けれ
ば、そのボルト先端部が球面であったり、精度の高い面
処理加工がなされていなくても精度の高い軸力測定が可
能となる。
て説明したが、これに限るものではなく、通常のボルト
の先端部（頭部と反対側端）に超音波反射部７を設けて
もよい。通常ボルト先端部に超音波反射部７を設けれ
ば、そのボルト先端部が球面であったり、精度の高い面
処理加工がなされていなくても精度の高い軸力測定が可
能となる。
【００２２】
【発明の効果】このように本発明によればシアボルト１
に設けられているネック部位置より、シアボルト１の頭
面１Ａ側位置又は通常ボルトの先端部に超音波反射部７
を設けていることから、該超音波反射部７は、ピンテー
ル３の有無にかかわらず、定位置に存在する。従ってこ
の超音波反射部７と、シアボルト１の頭面１Ａとの間で
シアボルトのねじ締付け前とねじ締付け後における超音
波伝搬時間測定し、これらの超音波伝搬時間を基にして
ボルトの伸び関係、つまりボルトの軸力が容易かつ精度
高く測定できる。
に設けられているネック部位置より、シアボルト１の頭
面１Ａ側位置又は通常ボルトの先端部に超音波反射部７
を設けていることから、該超音波反射部７は、ピンテー
ル３の有無にかかわらず、定位置に存在する。従ってこ
の超音波反射部７と、シアボルト１の頭面１Ａとの間で
シアボルトのねじ締付け前とねじ締付け後における超音
波伝搬時間測定し、これらの超音波伝搬時間を基にして
ボルトの伸び関係、つまりボルトの軸力が容易かつ精度
高く測定できる。
【００２３】従って例えば建築構造物を結合しているシ
アボルトあるいは通常ボルトの軸力を正確に測定するこ
とができるので、ねじ締結を用いている建築構造物の信
頼性の確保に大きく寄与できると共に、初期締付け軸力
測定や、軸力の経年変化の測定が容易に行なえる。
アボルトあるいは通常ボルトの軸力を正確に測定するこ
とができるので、ねじ締結を用いている建築構造物の信
頼性の確保に大きく寄与できると共に、初期締付け軸力
測定や、軸力の経年変化の測定が容易に行なえる。
【図１】本発明の軸力測定ボルトの実施形態を示した説
明図。
明図。
【図２】本発明の軸力測定ボルトの実施形態を示した説
明図。
明図。
【図３】従来のシアボルトを使用するねじ締め態様を示
す説明図。
す説明図。
【図４】従来のシアボルトを使用するねじ締め態様を示
す説明図。
す説明図。
１…シアボルト ２…ネック部 ３…ピンテール ４…超音波センサー ５…ナット ６Ａ，６Ｂ…被締結部
材 ７…超音波反射部
材 ７…超音波反射部
Claims (2)
- 【請求項１】 ナットが噛合されるボルトの先端に、ネ
ック部を介してピンテールが一体形成されているトルシ
ア形高力ボルトにおいて、上記ネック部位置より該トル
シア形高力ボルトの頭部側位置に、超音波反射部を形成
してなることを特徴とする軸力測定ボルト。 - 【請求項２】 ボルトの頭部と反対側の先端部に超音波
反射部を形成してなることを特徴とする軸力測定ボル
ト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00317796A JP3535295B2 (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 軸力測定ボルト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00317796A JP3535295B2 (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 軸力測定ボルト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09196038A true JPH09196038A (ja) | 1997-07-29 |
| JP3535295B2 JP3535295B2 (ja) | 2004-06-07 |
Family
ID=11550115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00317796A Expired - Fee Related JP3535295B2 (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 軸力測定ボルト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3535295B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109459166A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-03-12 | 吴江市建设工程质量检测中心有限公司 | 预制装配式结构中高强螺栓连接节点的超声波检测方法 |
| CN112179553A (zh) * | 2020-09-09 | 2021-01-05 | 西南交通大学 | 一种超声同步测量螺栓轴向力和剪切力的方法 |
| CN112763167A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-07 | 上海奥达科股份有限公司 | 一种螺栓被连接件刚度的确认方法 |
| WO2023136346A1 (ja) * | 2022-01-17 | 2023-07-20 | 株式会社Cast | ゆるみ検出システム及びセンサ基材 |
| JP2023550207A (ja) * | 2020-10-22 | 2023-11-30 | トクボ ソシエタ ア レスポンサビリタ リミタータ | センサ付きクランプ要素 |
-
1996
- 1996-01-11 JP JP00317796A patent/JP3535295B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109459166A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-03-12 | 吴江市建设工程质量检测中心有限公司 | 预制装配式结构中高强螺栓连接节点的超声波检测方法 |
| CN109459166B (zh) * | 2018-10-17 | 2021-08-31 | 吴江市建设工程质量检测中心有限公司 | 预制装配式结构中高强螺栓连接节点的超声波检测方法 |
| CN112179553A (zh) * | 2020-09-09 | 2021-01-05 | 西南交通大学 | 一种超声同步测量螺栓轴向力和剪切力的方法 |
| CN112179553B (zh) * | 2020-09-09 | 2021-06-22 | 西南交通大学 | 一种超声同步测量螺栓轴向力和剪切力的方法 |
| JP2023550207A (ja) * | 2020-10-22 | 2023-11-30 | トクボ ソシエタ ア レスポンサビリタ リミタータ | センサ付きクランプ要素 |
| CN112763167A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-07 | 上海奥达科股份有限公司 | 一种螺栓被连接件刚度的确认方法 |
| WO2023136346A1 (ja) * | 2022-01-17 | 2023-07-20 | 株式会社Cast | ゆるみ検出システム及びセンサ基材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3535295B2 (ja) | 2004-06-07 |
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