JPS6053828A - ボルト軸の締付け状態の測定方法 - Google Patents
ボルト軸の締付け状態の測定方法Info
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- JPS6053828A JPS6053828A JP16281983A JP16281983A JPS6053828A JP S6053828 A JPS6053828 A JP S6053828A JP 16281983 A JP16281983 A JP 16281983A JP 16281983 A JP16281983 A JP 16281983A JP S6053828 A JPS6053828 A JP S6053828A
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- tightened
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- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2206—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
- G01L1/2231—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being disc- or ring-shaped, adapted for measuring a force along a single direction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/24—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining value of torque or twisting moment for tightening a nut or other member which is similarly stressed
- G01L5/243—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining value of torque or twisting moment for tightening a nut or other member which is similarly stressed using washers
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はボルト軸の締付は状７ｇ （締付は力）の測定
方法に係り、特に、ボルト軸の初期締付は時の締付は力
（軸力）を測定するに適したボルト軸の締付け状態の測
定方法に関する。
方法に係り、特に、ボルト軸の初期締付は時の締付は力
（軸力）を測定するに適したボルト軸の締付け状態の測
定方法に関する。
各種、設備、機械類におけるフランジ部等を連結、締結
する場合、ボルト軸およびナツト類による締付けが、そ
の構造簡易性、締付けおよび分解の容易性等から最も広
範に利用されている。ところで、ボルト軸によりフラン
ジ部等を締付けるに際しては、不均一な締付けや締付は
不足を生じさせると漏洩等の原因となり、事故を招く恐
れがあり、また、あまりに大きな方で締付けるとボルト
軸やナツト類或いは７ラング部等の損傷を招く結果とな
ってしまう。そこで、ボルト軸軸の給料は状態を測定・
し、その測定結果によりボルト軸の締付は状態を適正な
ものとすることが要請される。
する場合、ボルト軸およびナツト類による締付けが、そ
の構造簡易性、締付けおよび分解の容易性等から最も広
範に利用されている。ところで、ボルト軸によりフラン
ジ部等を締付けるに際しては、不均一な締付けや締付は
不足を生じさせると漏洩等の原因となり、事故を招く恐
れがあり、また、あまりに大きな方で締付けるとボルト
軸やナツト類或いは７ラング部等の損傷を招く結果とな
ってしまう。そこで、ボルト軸軸の給料は状態を測定・
し、その測定結果によりボルト軸の締付は状態を適正な
ものとすることが要請される。
しかしながら、従来のボルト軸軸の締付は状Ｔ者の測定
方法は、トルクレンチを用いることが鼓も一般的であっ
た。そのため、ボルト軸の締付は状態を正確に測定する
ことが困難であった。また、超音波測定法により測定す
ることも可能であるが、設備が大がかりとなり、容易に
採用することのできるのもではなかった。
方法は、トルクレンチを用いることが鼓も一般的であっ
た。そのため、ボルト軸の締付は状態を正確に測定する
ことが困難であった。また、超音波測定法により測定す
ることも可能であるが、設備が大がかりとなり、容易に
採用することのできるのもではなかった。
本発明の目的は、ボルト軸の締（（け状態を容易に、し
かも、精度良く測定することのできるボルト軸の締付は
状態の１９１定方法を提供することにある。
かも、精度良く測定することのできるボルト軸の締付は
状態の１９１定方法を提供することにある。
そのため本発明は、周面にひずみゲージ（ストレインゲ
ージ）が固定されたワ、２シヤ型等の波線は材体をボル
ト軸に被嵌させてナツト類で給料け、即ち、前記波線は
材体をあたかも通常のワッシャ化りに或いはワッシャと
共に用い、このときの前記ひずみゲージの電気抵抗の変
化に基づきボルト軸の締付は状態を測定することにより
前記目的を達成しようとするものである。
ージ）が固定されたワ、２シヤ型等の波線は材体をボル
ト軸に被嵌させてナツト類で給料け、即ち、前記波線は
材体をあたかも通常のワッシャ化りに或いはワッシャと
共に用い、このときの前記ひずみゲージの電気抵抗の変
化に基づきボルト軸の締付は状態を測定することにより
前記目的を達成しようとするものである。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図には本発明に係るボルト軸の締付は状態の測定方
法の一実施例が適用される装置の一例が示されている。
法の一実施例が適用される装置の一例が示されている。
図中、配管設備、各種機械類等の連結部であるフランジ
１１．１２は両者の間にガスケット１３が介装される等
した状態で、ボルト軸１４およびナラｌ−１５、１６に
より締付けられている。
１１．１２は両者の間にガスケット１３が介装される等
した状態で、ボルト軸１４およびナラｌ−１５、１６に
より締付けられている。
フランジ１１とナラ）１５との間にはあたかもワッシャ
化りのようにしてロードセル１７が介装され、このロー
ドセル１７はリード線１８を介して携帯型の測定器１９
に′市気的に法統されている。なお、フランジ１２とナ
ンド１６との間にはワッシャ（図示せず）を介装させる
等してもよい。
化りのようにしてロードセル１７が介装され、このロー
ドセル１７はリード線１８を介して携帯型の測定器１９
に′市気的に法統されている。なお、フランジ１２とナ
ンド１６との間にはワッシャ（図示せず）を介装させる
等してもよい。
前記ロードセル１７は、第２，３図に拡大して示される
ように、被給料げ体２１を右１．ている。
ように、被給料げ体２１を右１．ている。
この被給料は体２１は中心部に１１１１記ボルト軸１４
が挿通される円孔２１Ａを有する円’ｉ′ｉ状（ワッシ
ャ型）の金属であり１例えばクロｌ、−モリブデン−ニ
ッケル合金材であり、好ましくは熱処理により強度の改
良が図られるｖＳれている。また、円管状の波線付け体
２１の高さの直径に対する比は０．６以上であることが
好ましい。
が挿通される円孔２１Ａを有する円’ｉ′ｉ状（ワッシ
ャ型）の金属であり１例えばクロｌ、−モリブデン−ニ
ッケル合金材であり、好ましくは熱処理により強度の改
良が図られるｖＳれている。また、円管状の波線付け体
２１の高さの直径に対する比は０．６以上であることが
好ましい。
被締付は体２１の外周面には４つのひずみゲージ３１〜
３４が固定され、これらひずみゲージ３１〜３４は被締
付は休２１の外周面に互いに９０度間隔に配置されるよ
う構成されている。なお、ひずみゲージ３１〜３４は前
記列周面に接着剤により直接固定されていてもよいし、
或いは図示しない基台テープ」−にひずみゲージ３１〜
３４が予め所定間隔で予め固定され、このひずみゲージ
３１〜３４が固定された基台テープが前記外周面上に巻
きつけられて固定される等していてもよい。
３４が固定され、これらひずみゲージ３１〜３４は被締
付は休２１の外周面に互いに９０度間隔に配置されるよ
う構成されている。なお、ひずみゲージ３１〜３４は前
記列周面に接着剤により直接固定されていてもよいし、
或いは図示しない基台テープ」−にひずみゲージ３１〜
３４が予め所定間隔で予め固定され、このひずみゲージ
３１〜３４が固定された基台テープが前記外周面上に巻
きつけられて固定される等していてもよい。
各ひずみゲージ３１〜３４は互いに同様に構成されてお
り、これらを合わせて説明すれば、ひずみゲージ３１（
３２〜３４）は、第４図に示されるように、ベース３０
」−に固定された互いに直交する２つの方向性を有する
軸方向ゲージ受感部３ＩＡ（３２Ａ〜３４Ａ）と周方向
ゲージ受感３１Ｈ（３２Ｈ〜３４Ｈ）とを有し、軸方向
ゲージ受感部３１Ａ（３２Ａ〜３４Ａ）により前記被締
付は体２１に加わるボルト軸１４の軸方向の荷重にょる
ひずみが受感部３１Ａ（３２Ａ〜３４Ａ）に生ずる電気
抵抗の変化により測定されるようになっている。
り、これらを合わせて説明すれば、ひずみゲージ３１（
３２〜３４）は、第４図に示されるように、ベース３０
」−に固定された互いに直交する２つの方向性を有する
軸方向ゲージ受感部３ＩＡ（３２Ａ〜３４Ａ）と周方向
ゲージ受感３１Ｈ（３２Ｈ〜３４Ｈ）とを有し、軸方向
ゲージ受感部３１Ａ（３２Ａ〜３４Ａ）により前記被締
付は体２１に加わるボルト軸１４の軸方向の荷重にょる
ひずみが受感部３１Ａ（３２Ａ〜３４Ａ）に生ずる電気
抵抗の変化により測定されるようになっている。
このような軸方向ゲージ受感部３１Ａ〜３４Ａ、周方向
ゲージ受感部３１Ｈ〜３４Ｈは、例えば第５図に示され
るようにブリッジに組まれて使用され、これにより温度
変化に対する補償が行なわれるようになっている。
ゲージ受感部３１Ｈ〜３４Ｈは、例えば第５図に示され
るようにブリッジに組まれて使用され、これにより温度
変化に対する補償が行なわれるようになっている。
ここにおいて、円管状の被給料は体２１の形状がロード
セル１７の４１１１定精度に！ｊ−える影響につき詳述
する。被給料は体２１の高さく被締付は体２１の１一端
と下端との距＃）と直径（平均直径・・・波線付け体２
１のくびれ部の内径とり１１：￥との平均値）との比が
互いに異なる４種のロードセル１７（ロードセルＡ〜Ｄ
とする。）につき、予め用意したフランジ構造の冶共を
用いて、締（−１け時のポルトの実際の伸び歪と、ロー
ドセルＡ−Ｄの縮み歪からの指示荷重とを比較し、ポル
Ｉ・の伸び歪の方を真値として指示誤差を示し、その結
果を次表に示した。
セル１７の４１１１定精度に！ｊ−える影響につき詳述
する。被給料は体２１の高さく被締付は体２１の１一端
と下端との距＃）と直径（平均直径・・・波線付け体２
１のくびれ部の内径とり１１：￥との平均値）との比が
互いに異なる４種のロードセル１７（ロードセルＡ〜Ｄ
とする。）につき、予め用意したフランジ構造の冶共を
用いて、締（−１け時のポルトの実際の伸び歪と、ロー
ドセルＡ−Ｄの縮み歪からの指示荷重とを比較し、ポル
Ｉ・の伸び歪の方を真値として指示誤差を示し、その結
果を次表に示した。
表
この表に示される結果から波線イ」け体２１の高さと直
径との比は０．６以上であることが好ましｌ、Ｎことが
わかる。 なお、この比が大きくなる程指示誤差は小さ
くなる傾向があるか、前記比力くあまりに大きくなると
ボルト長を長くしな（すれ４ｆならないため、また、強
度的観点からも、高さと直径との比があまりに大きい値
であることは好ましくない。
径との比は０．６以上であることが好ましｌ、Ｎことが
わかる。 なお、この比が大きくなる程指示誤差は小さ
くなる傾向があるか、前記比力くあまりに大きくなると
ボルト長を長くしな（すれ４ｆならないため、また、強
度的観点からも、高さと直径との比があまりに大きい値
であることは好ましくない。
次に、本実施例の作用に付き説明する。
ロードセル１７の使用に先立ち、適宜な治具を用いる等
して、予めひずみゲージ３１〜３４の電気抵抗の変化（
出力変化）とロードセル１７に加わる荷重との相関関係
をめておく。この相関関係を図表に表わして、この図表
により実際の荷重をめることとしてもよいが、本実施例
では前記測定器１９によりこのような相関関係に基づき
荷重を算出した後、その荷重を直接表示させるようにし
ている。
して、予めひずみゲージ３１〜３４の電気抵抗の変化（
出力変化）とロードセル１７に加わる荷重との相関関係
をめておく。この相関関係を図表に表わして、この図表
により実際の荷重をめることとしてもよいが、本実施例
では前記測定器１９によりこのような相関関係に基づき
荷重を算出した後、その荷重を直接表示させるようにし
ている。
ロードセル１７を実際に使用するに際してＣ±、ロード
セル１７をワッシャ化りに用いて、フランジ１１とナラ
ｉ・１５との間に介装させ、リード線１８でロードセル
１７に７！＋１１定器１９を接続して測定器１９により
ロードセル１７に加わる荷重状態、別言すれば、ポルｉ
・軸１４の締付は状態を測定しながらナツト１５および
ナラＩ・１６を給料けて最も最良の状態とする。このよ
うにして初期締付は状態を完−ｒした後は、リード線１
８を切断して、以後、ロードセル１７を通常のワッシャ
と同様にフランジ１１およびナツト１５間に締付けたま
まとさせておく。
セル１７をワッシャ化りに用いて、フランジ１１とナラ
ｉ・１５との間に介装させ、リード線１８でロードセル
１７に７！＋１１定器１９を接続して測定器１９により
ロードセル１７に加わる荷重状態、別言すれば、ポルｉ
・軸１４の締付は状態を測定しながらナツト１５および
ナラＩ・１６を給料けて最も最良の状態とする。このよ
うにして初期締付は状態を完−ｒした後は、リード線１
８を切断して、以後、ロードセル１７を通常のワッシャ
と同様にフランジ１１およびナツト１５間に締付けたま
まとさせておく。
このような本実施例によれば次のような効果がある。
ひずみゲージ３１〜３４を用いてロードセル１７（波線
（；Ｊけ体２１）に加わる荷重を測定し、別言すれば、
ボルト軸１４の給料は力を測定するものであるため、Ｉ
・ルクレンチを用いる場合と異なり、前記給料は力を極
めて高精度に測定することができる。従って、フランジ
１１．１２等の片線めや締付は力の過剰や不足等を防１
卜してフランジ１１．１２からの漏れ等を確実に防止す
ることができるとともに、ボルト軸１４．ナラｌ−１５
、１６の破損等を有効に防止することができるという効
果がある。
（；Ｊけ体２１）に加わる荷重を測定し、別言すれば、
ボルト軸１４の給料は力を測定するものであるため、Ｉ
・ルクレンチを用いる場合と異なり、前記給料は力を極
めて高精度に測定することができる。従って、フランジ
１１．１２等の片線めや締付は力の過剰や不足等を防１
卜してフランジ１１．１２からの漏れ等を確実に防止す
ることができるとともに、ボルト軸１４．ナラｌ−１５
、１６の破損等を有効に防止することができるという効
果がある。
また、ワッシャ化りに用いる被締付は体２１に前記ひず
みゲージ３１〜３４を固定して測定するものであるため
、取扱が容易であり、種々の現場で手軽に扱えるという
効果がある。これに対し、例えばボルト軸１４に直接固
定されたひずみゲージを用いる等する場合にあっては、
ひずみゲージを固定するボルトの部分の加工が困鰺であ
ったり、或いはリード線の取出しが面倒であり、各種現
場でボルト軸の締付は力を管理するために用いるには極
めて不向きなものである。
みゲージ３１〜３４を固定して測定するものであるため
、取扱が容易であり、種々の現場で手軽に扱えるという
効果がある。これに対し、例えばボルト軸１４に直接固
定されたひずみゲージを用いる等する場合にあっては、
ひずみゲージを固定するボルトの部分の加工が困鰺であ
ったり、或いはリード線の取出しが面倒であり、各種現
場でボルト軸の締付は力を管理するために用いるには極
めて不向きなものである。
更に、被締付は体２１の外周部には互いに９０度の間隔
で４つのひずみゲージ３１〜３４が設けられているため
、ボルト軸１４の種々の方向の微小な傾き等も容易に検
出することができ、この点からも、ボルト軸１４の締付
は状態を極めて適切なものにできる。
で４つのひずみゲージ３１〜３４が設けられているため
、ボルト軸１４の種々の方向の微小な傾き等も容易に検
出することができ、この点からも、ボルト軸１４の締付
は状態を極めて適切なものにできる。
なお、実施にあたり、被締付は体２１の外周部には互い
に９０度の間隔で４つのひずみゲージ３１〜３４が設け
られていると１７だが、これに限らず、例えば４５度の
間隔で８つのひずみゲージを設ける等してもよいし、或
いは、中成を含む他の数だけひずみゲージが設けられる
ものであってもよい。
に９０度の間隔で４つのひずみゲージ３１〜３４が設け
られていると１７だが、これに限らず、例えば４５度の
間隔で８つのひずみゲージを設ける等してもよいし、或
いは、中成を含む他の数だけひずみゲージが設けられる
ものであってもよい。
」−述のように本発明によれば、ボルト軸の給料は状態
を容易に、しかも、精度良く測定することのできるボル
ト軸の締付け状態の測定方法を提供できる。
を容易に、しかも、精度良く測定することのできるボル
ト軸の締付け状態の測定方法を提供できる。
第１図は本発明に係るボルト軸の締付は状態の測定方法
の一実施例が適用される装置の一例を示す正面図、第２
図は前記実施例に用いられるロードセルを拡大して示す
平面図、第３図は第２図の■−■線に従う矢視断面図、
第４図は前記ロードセルのひずみゲージの構成を示す平
面図、第５図は前記ロードセルに用いられるひずみゲー
ジのブリッジ回路の一例を示す回路図である。 １１．１２・・・フランジ、１４・・・ボルト軸、ｌ０ ５．１６・・・ナツト、１７・・・ロードセル、１８・
・・リード線、２１・・・被締付は体、３１，３２，３
３゜３４・・・ひずみゲージ、３１Ａ、３２Ａ、３３Ａ
。 ３４Ａ・・・軸方向ゲージ受感部、３１Ｈ，３２Ｈ。 ３３Ｈ，３４Ｈ・・・周方向ゲージ受感部。 代理人 弁理士 木下実三 （ほか１名） １ 第１図 Ｌ ■ １″ Ｅ１４−’
の一実施例が適用される装置の一例を示す正面図、第２
図は前記実施例に用いられるロードセルを拡大して示す
平面図、第３図は第２図の■−■線に従う矢視断面図、
第４図は前記ロードセルのひずみゲージの構成を示す平
面図、第５図は前記ロードセルに用いられるひずみゲー
ジのブリッジ回路の一例を示す回路図である。 １１．１２・・・フランジ、１４・・・ボルト軸、ｌ０ ５．１６・・・ナツト、１７・・・ロードセル、１８・
・・リード線、２１・・・被締付は体、３１，３２，３
３゜３４・・・ひずみゲージ、３１Ａ、３２Ａ、３３Ａ
。 ３４Ａ・・・軸方向ゲージ受感部、３１Ｈ，３２Ｈ。 ３３Ｈ，３４Ｈ・・・周方向ゲージ受感部。 代理人 弁理士 木下実三 （ほか１名） １ 第１図 Ｌ ■ １″ Ｅ１４−’
Claims (1)
- （１）周面にひずみゲージが固定された被締付は体をポ
ルＩ・軸に被嵌させてナツト類で締付け、このときの前
記ひずみゲージの電気抵抗の変化に基づきボルト軸の締
利は状１ハ；を測定することを特徴とするボルト軸軸の
締付は状態の測定方法。 （２、特許請求の範囲第１項において、前記被締付は体
は高さと直径との比が０．６以−１−の円管状に形成さ
れていることを特徴とするボルト軸の締付は状態の１１
１１定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16281983A JPS6053828A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | ボルト軸の締付け状態の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16281983A JPS6053828A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | ボルト軸の締付け状態の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6053828A true JPS6053828A (ja) | 1985-03-27 |
Family
ID=15761828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16281983A Pending JPS6053828A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | ボルト軸の締付け状態の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6053828A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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