JP4649684B2 - 留め具およびその利用 - Google Patents
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Description
本発明の留め具の実施形態について、以下に説明する。なお、以下に説明する留め具の実施形態について共通するのは、機械的な外力が加わることで発光する応力発光体が留め具の表面に塗布等されており、その応力発光体の発光強度に基づき固定力を評価するという点である。
先ず、本発明に係る留め具の参考形態としてのワッシャについて説明する。本参考形態のワッシャ1は、図1(a)に示すように、表面全体に応力発光体2が10ミクロン程度の厚さでコーティングされている。また、図1(b)に示すように、ワッシャ1の側面に1mm程度の深さの溝を形成するとともに、その溝を埋めるように応力発光体2を形成してもよい。これにより、応力発光体2は、ワッシャ1の側面をワッシャ1の軸方向に延びるように形成されるとともに、ワッシャ1の端面1aと端面1bとを繋ぐように形成されている。
次に、本発明に係る留め具の他の参考形態としてのナットについて説明する。本参考形態の六角ナット3は、図2(a)に示すように、六角ナット3が有する6つの側面のそれぞれに形成された溝に、応力発光体2が埋め込まれるように形成されている。なお、溝の深さや大きさは任意に設定可能である。
次に、本発明に係る一実施形態としてのボルトについて説明する。図3(a)に示すように、本実施形態のボルト4は、応力発光体2が、軸部分の周方向に伸びるよう、帯状に塗布されている。また、図3(b)に示すように、ボルト4の軸部分において、応力発光体2をボルト4の軸方向に延びるよう、帯状に塗布してもよい。
さらに、本実施の形態の応力発光体2として用いることが可能な物質の具体例について、以下に説明する。なお、応力発光体は、機械的な作用によって発光する物質であり、摩擦によって発光するものや、破壊によって発光するもの、塑性変形によって発光するもの、弾性変形によって発光するものが開発されている。特に、近年、本発明の発明者らによって開発されている無機系応力発光体粒子は、応力発光体2として用いるのに好適である。
(2)ケイ酸塩の応力発光材料(特許文献11参照)
(3)欠陥制御型アルミン酸塩の高輝度応力発光体(特許文献12参照)
(4)多色型応力発光材料(特許文献13参照)
(5)エポキシ樹脂との複合材料(特許文献14参照)
(6)ウルツ鉱型構造とせん亜鉛鉱型構造が共存する構造をもつ、酸化物、硫化物、セレン化物、テルル化物を主成分として構成される応力発光材料(特許文献15参照)
(7)応力発光性を示すユーロピウム添加アルミン酸ストロンチウムを、ポリメタクリレート、ABS樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリアセタール、ウレタン樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、シリコーンゴム、シロキサン結合を有するシリコーン化合物および有機圧電材料と複合化させた材料(特許文献16,17参照)
(8)透明な応力発光材料(特許文献18参照)。
次に、留め具を製造する方法について説明する。留め具を製造するためには、応力発光体の原料となる応力発光体粒子を、留め具の原料に混合して製造してもよいし、留め具の表面に応力発光体を塗布(コーティング)してもよい。
本発明の固定力測定装置の一実施形態について、以下に説明する。本実施形態の固定力測定装置10は、図4に示すように、光ファイバ11と、光センサ(光強度測定手段)12とを備えている。また、図4に示された固定冶具13は、留め具の固定力を測定する際に測定対象物を保持しておくためのものであり、固定力測定装置10に必ず必要な部材ではない。さらに、図4に示されたワッシャ型ロードセル14も、本実施形態の固定力測定装置10の測定精度を検証する為に設けられているものであり、固定力測定装置10に必須の部材ではない。
このように、本実施形態の留め具(ボルト4)及び本参考形態の留め具(ワッシャ1、ナット3)は、応力発光体2を備えており、さらにその応力発光体2が与えられる機械的な歪みの大きさに応じた発光強度を示すので、応力発光体2からの発光強度を測定することにより、留め具に発生している力の大きさを測定することができる。
さらに、本発明の参考形態としての留め具は、ワッシャであることが好ましい。なぜなら、留め具としてのワッシャは、ネジを用いて対象物を固定する際、ほとんど全ての場合に用いられている。よって、本発明の参考形態としての留め具をワッシャとして実現することにより、ほぼ全ての締結構造における固定力を正確に測定することができる。また、既存のボルトやナットを用いて対象物を固定する場合においても、本発明の参考形態としてのワッシャを用いることで、ボルトやナットによる固定力を評価することができる。
2 応力発光体
3 ナット
4 ボルト
10 固定力測定装置
12 光センサ(光強度測定手段)
Claims (6)
- 与えられる機械的な歪みの大きさに応じた発光強度を示す応力発光体を備えているボルトとしての留め具であって、
上記応力発光体が、軸部分の軸方向に延びる細い線状に塗布されており、かつ、締付時にボルトに引張力が加わる部分に塗布されていることを特徴とする留め具。 - 与えられる機械的な歪みの大きさに応じた発光強度を示す応力発光体を備えているボルトとしての留め具であって、
上記応力発光体が、軸部分の径方向に延びる細い線状に塗布されており、かつ、締付時にボルトに引張力が加わる部分に塗布されていることを特徴とする留め具。 - 請求項1または2に記載の留め具により対象物が固定される力を測定する固定力測定装置であって、
上記応力発光体が発する光の強度を測定する光強度測定手段を備えていることを特徴とする固定力測定装置。 - 請求項3に記載の固定力測定装置と、
上記留め具を締め付ける締付手段とを備えていることを特徴とする留め具締結装置。 - 請求項1または2に記載の留め具を用いて対象物を固定することを特徴とする固定方法。
- 請求項1または2に記載の留め具により対象物が固定される力を測定するための固定力測定方法であって、
上記応力発光体が発光する光の強度を測定することを特徴とする固定力測定方法。
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