JPS5930206B2 - ボルト・ナットの締付軸力検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は極めて少ない撓み量を有するボルト・セットの
締付軸力検出器に関するものである。

従来、ボルトセットの締付軸力を測定するには第１図に
示す液体圧による軸力検出器が用いられている。前記の
軸力検出器は検出器本体１と検出器の軸方向に移動自在
に嵌合するラム２との間のパッキング３及び４とで水密
に密閉された室５（以下液圧室と言う）に充填せる液体
例えば水、油をボルト頭部収納ボックス６、前記ラム２
及び前記本体１を介してボルトＴ、ワッシャー８及びナ
ット９とにより押圧し、前記液圧室５の液体昇圧力を圧
力計１０にて計測し前記ボルト・セットＴ、８、９の締
付軸力を測定していた。然るに、前記第１図の軸力検出
器では本体１の被締付部１１とラム２の被締付部１２と
の間に空隙１３があわ、而も液圧室５の内径ｄが締付け
るべきボルト・セットのボルト□の頭部、ワッシャー８
及びナット９の各座面の外径Ｄよりも大きいから、ボル
ト・セットの締付の際に前記の各被締付部１１、１２に
曲げ応力が生じ大きな撓みを伴う。

従つて、前記した様な大きな撓みを伴う軸力検出器にて
ボルト・セットの締付軸力を一定値に保つ為の締付調整
を行つた締付機械で鋼構造物等から成る撓み量が極小の
被締付実部材上のボルトセットを締付けた場合には、前
記実部材上のボルト・セット全数に前記の調整軸力値よ
りも大きな軸力が投入され締付ボルトの遅れ破壊の原因
となり構造物接手の安全性を大巾に損う欠点となる。な
お第１図中の１４と１５はボルトＴの共廻クトルクをボ
ックス６からラム２へ更にラム２から本体１へ伝達する
為のピンであわ、１６は検出器及び締付けるべきボルト
の軸線である。本発明は上記の欠点を改良する目的にて
、締付けるべきボルト・セットのボルト頭部座面とナッ
ト座面との間に挾まれる被締付体を金属剛体及び非圧縮
性流体の非弾性体で構成し、前記ボルト・セットのボル
ト頭部ナット及びワッシャーの各座面の最大外径Ｄと液
圧室の内径ｄとから成る前記被締付体のボルト軸線に沿
うＤを外径、ｄを内径とし、常にＤ＞ｄの関係にある円
筒断面上の全長に亘つて、前記の各非弾性体の全部が密
着しているボルト・セツトの締付軸力検出器を提供する
ものである。

これを第２図について具体的に説明すると、第１図と同
一符号は同一部分を示し、検出器本体１の片側にリンク
状の凹所を設けて前記凹部の内外径に嵌合するリンク状
のラム２を押入して液圧室５を形成し、前記ラム２及び
液圧室５の内径ｄをボルト頭部７，ワツシヤ一８及びナ
ツト９の各座面の最大外径Ｄよりも小？く作る。

１７は検出器本体１とボルト頭部収納ボツクス６とを直
接連結するピンであつて、ボルトの共廻うトルクを前記
のボツクス６から直接本体１に伝達吸収させるものであ
る。

なおボツクス６はラム２を押圧することは第１図に示す
ものと同じである。本発明の軸力検出器にてボルト・セ
ツトの軸力を検出するには先ず締付けるべきボルト７を
内面六角形のボルト頭部収納ボツクス６に嵌入し、検出
器本体１を挿通してワツシヤ一８を嵌装した後ナツト９
を螺入し、前記ナツト９を締付機械（図示していない）
で締付ける。

此の際検出器本体１は検出器以外の固定構造物（図示し
ていない）に係止して置く。前記ナツト９の締付けに従
つてボルト７の頭部がボツクス６を介してラム２を押圧
するから液圧室５内の液体例えば水，油の圧力が上昇す
る。

此の場合液圧室５の内径ｄはボルト７の頭部，ワツシヤ
一８及びナツト９の各座面の最大外径Ｄよシも小さく、
従つて前記のｄ及びＤを内外径とし更に検出器及び締付
けるべきボルトの軸線１６に沿う円筒断面に於けるボル
ト７の頭部座面とワツシヤ一８の座面との間の前記円筒
断面の全長ｔに亘つて、前記の本体１の被締付部１１及
び液圧室５内の液体更にラム２とボツクス６の被締付部
１２″等の金属剛体及び非圧縮性流体の弾性を有しない
剛体に近い非弾性体から成る各被締付体が互いに密着し
ているから、第１図で示す従来の軸力検出器の如く本体
１とラム２の各被締付部１１，１２に曲げ応力を発生さ
せることもなく、単純な圧縮応力の発生のみで前記の各
非弾性体から成る合体の被締付体の撓み量は微小であり
、更に前記の微小撓み量は鋼構造物等から成る締付体同
士の間隙のない合体の被締付実部材の撓み量とほぼ同一
である。前記した如く液圧室５内の液体が昇圧したなら
ば圧力目盛又は軸力目盛例えばＴＯＮ目盛を施した圧力
計１０にてボルト・セツト７，８，９の軸方向の締付力
を検出測定する。

第３図の軸力検出器は本発明の他の実施例を示すもので
、第１図及び第２図と同一符号は同一部分を示し、１８
は検出器本体１の片側に設けたリンク状の凹部即ち液圧
室５の内外径に対してその前面に水密に固定されたリン
ク状の金属製ダイヤフラム、１９はダイヤフラム内径押
え金具、２０は同外径押え金具、２１は前記外径押え金
具締付用ボルトである。

第３図の軸力検出器はボルト・セツト７，８，９の締付
けに従つて、ボルト７のの頭部がボツクス６を介して検
出器本体１に押え金具１９，２０にて水密に固定されて
いるダイヤフラム１８を押圧するから液圧室５内の液体
圧力が上昇し、此の昇圧力を圧力計１０にて計測する。

又、第３図の軸力検出器に於ても前記第２図の検出器と
同様に液圧室５の内径ｄはボルト・セツト７，８，９の
各座面の最大外径Ｄよりも小さく、従つて内径ｄ及び外
径Ｄの円筒断面上のボルト軸線１６に添う被締付体の全
長ｔに亘つて、前記の本体１の被締付部１１及び液圧室
５内の液体更にダイヤフラム１８とボツクス６の被締付
部１２″等の非弾性体から成る各被締付体が互いに密着
しているから検出器の締付時撓み量は微小である。

前記した様な第３図のダイヤフラム１８を用いた軸力検
出器に於ては、厚さｔ′の薄膜のダイヤフラムを用いる
から、前記第２図に示す厚さｔの厚肉のラム２を用いる
軸力検出器に比較して、検出器の被締付部のボルト軸線
１６に添う長さｔを前記第２図の検出器よりも小さく出
来るから、従来不可能とされていた首下長が７０７ｍ以
下（ＪＩＳＢｌｌ８６「摩擦接合用高力六角ボルト」の
Ｍ２２又はＭ２４の場合）の短いボルトの軸力検出を可
能にする効果がある。以上の説明は主としてボルト・セ
ツトの締付軸力検出器について述べたが本発明はこれに
限定するものではなくその権利は棒状体又は線状体に張
力（軸力と云う）を精度よく導入するための張力検出器
にも及ぶものである。

本発明の軸力検出器は鋼構造物等から成る被締付実部材
の撓み量とほぼ同一の微小撓み量を維持する検出器であ
るから、此の様な微小撓み軸力検出器を用いてボルト・
セツトの締付用機械の締付力を調整した場合には、前記
の調整された締付機械で被締付実部材上のボルト・セツ
トを締付ける場合に於ても、前記の締付力調整時の計画
された締付力でボルト・セツトの全数を締付管理するこ
とが出来るから、構造物接手の信頼性を大巾に向上させ
得る。

更に本発明の軸力検出器はダイヤフラムを用いることに
よジ、従来不可能とされていた首下長の短いボルトの軸
力検出を可能にした。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の軸力検出器の断面図、第２図は本発明の
軸力検出器の断面図、第３図は本発明の他の実施例を示
す軸力検出器の断面図である。 １は検出器本体、２はラム、３及び４はパツキング、５
は液圧室、６はボルト頭部収納ボツクス、７はボルト、
８はワツシヤ一、９はナツト、１０は圧力計、１１及び
１２は本体１とラム２の被締付部、１２′はボツクス６
の被締付部、１３は空隙、１４及び１５更に１７はピン
、１６は検出器及びボルトの軸線、１８はダイヤフラム
、１９及び２０は押え金具、２１はボルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 締付けるべきボルト・セットのボルト頭部座面とナ
   ット座面との間に挾まれる被締付体を金属剛体及び非圧
   縮性流体の非弾性体で構成し、前記ボルト・セットのボ
   ルト頭部、ナット及びワッシャーの各座面の最大外径Ｄ
   と液圧室の内径ｄとから成る前記被締付体のボルト軸線
   に沿うＤを外径、ｄを内径とし、常にＤ＞ｄの関係にあ
   る円筒断面上の全長に亘つて前記の各非弾性体の全部が
   密着していることを特徴とするボルト・セットの締付軸
   力検出器。 ２ 軸力検出器本体の片側にリンク状の凹部を設け、前
   記凹部をリンク状の金属製ダイヤフラムで水密に密閉し
   て液圧室を形成し、前記液圧室の内径ｄがボルト・セッ
   トのボルト頭部、ナット及びワッシャーの各座面の最大
   外径Ｄよりも常に小さくなる如く構成し、前記液圧室に
   充填せる液体と前記の検出器本体、ダイヤフラム及びボ
   ルト頭部収納ボックスから成る被締付体を締付けるべき
   ボルト・セットのボルト頭部座面とナット座面との間に
   挾み押圧する事を特徴とするボルト・セットの締付軸力
   検出器。