JPH0672827B2 - ボルトの緩み検知方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は橋梁等の鉄鋼構造物を締結しているボルトの緩
み検知方法およびその装置に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば、橋梁等のような鉄鋼構造物は大量のボルトを使
用して締結されて組立てられている。この鉄鋼構造物の
組立時や完成時、あるいは或る期間を経過した時にボル
トの緩み具合を検査して構造物の安全性を確認する必要
がある。

一般にボルトの緩み検査方法としては、打撃検査用のハ
ンマーによってボルトの頭部又はナットを打撃し、その
時の打撃によって人間が判断する方法が用いられてい
る。しかし、この方法は人の「勘」に頼るところが多
く、そのために個人差が大きく、熟練者でないと正確な
判断ができないだけでなく、緩み方が少ないと正確な判
断ができず、かつ高度な熟練者でも判断が異なるという
問題があった。

かゝることから、本発明者はボルトの緩み検知について
鋭意検討の結果、ボルト・ナットの六角部平面をせん断
方向に打撃し、この打撃による力又は加速度、あるいは
両者を検出し、この検出信号によりボルトの緩みを検知
する方法やボルトの緩み検知装置を先に提案した（例え
ば、特願昭62-252551号、特願平1-24040号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、鉄鋼構造物を締結するボルト・ナット、通常
は防錆防蝕のため表面に塗料が塗布されているため、前
記したような打撃による力又は加速度を検出する場合、
この検出信号は塗装のない場合に比較して異なった値を
示すことになる。即ち、ハンマーてボルト・ナットを打
撃するとこの打撃エネルギーの一部が塗料を剥離するた
めに使用され、正確な検出信号が得難いという問題があ
るばかりでなく、このような塗料の剥離が生ずると、緩
み検査後、部分塗装作業を行う必要がある。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は、前記したような問題を解決するためになされ
たものであって、ボルト・ナットの六角部平面に当材を
当接し、この当材上からボルト・ナットのせん断方向に
打撃し、この打撃による力又は加速度を検出し、この検
出信号によりボルト・ナットの緩みを検知する方法、及
びこの方法を実施するための装置であって、 緩み検知装置は、本体の先端にナット又はボルトの頭部
に係合する固定部を設け、この固定部の一部に開放部を
設け、この開放部にボルト・ナットの六角部平面に当接
する当材を設けるとともに、前記本体の他端に軸支され
たアームの先端に力センサーを有するハンマーを取付
け、このハンマーにより前記当材上からボルト・ナット
のせん断方向に打撃するように構成されている。

そして好ましくは、ボルト・ナットの頭部の両側に係合
する固定部の前記両側（左右方向）に直交する方向（上
下方向）に開放部を設け、この開放部にボルト・ナット
の六角部平面に当接する第２の当材を設け、この第２の
当材に加速度センサーを取付けるように構成される。

〔作用〕

前記したようなボルトの緩み検知方法及び装置によれ
ば、ボルト・ナットの六角部平面に硬質材よりなる当材
を当接し、その上から打撃することとなるため、ボルト
・ナット表面に塗料が塗布されいたとしても、これを剥
離することがなく、従って、良好な信号が得られるとと
もに、塗料の修正塗布の必要がない。

〔実施例〕

以下第１図ないし第15図に基づき本発明によるボルトの
緩み検知方法及び装置の実施例を説明する。

第１図ないし第４図はボルトの緩み検知装置の第１実施
例を示すものであって、第１図はその側面図、第２図は
第１図のII−II断面図、第３図は第２図のIII−III矢視
図、第４図は第１図のIV−IV断面図である。

このボルトの緩み検知装置は、本体１と、この本体１の
一端に軸支されたアーム２とボルト・ナット19の頭部に
係合する固定部３とにより構成されている。

具体的には、本体１にはボルト４により取付部材５を介
して減速装置付のモータ６が取付けられ、このモータ６
によりカム７を軸８を中心として回動させるようになっ
ている。そしてこのカム７は後述する押圧材９に当接す
るとともに、バネ10のバネ力に抗してアーム２を押し下
げることができる。

本体１には更に筒状体11が取付けられ、この筒状体11の
頂部に設けられたネジ軸12の下端と下部に設けられた取
付片13との間に引張りバネ10が配置されている。そして
ネジ軸12には蝶ナット14が螺合しており、この蝶ナット
14を回すことによりバネ10のバネ力、即ち、ハンマー17
の打撃力を調整することができるように構成されてい
る。

取付片13の下端には、長孔15が形成され、この長孔15内
にアーム２に設けられたピン16が嵌入している。即ち、
後述するハンマー17がボルト・ナット19の六角部平面を
打撃する直前にストッパー18が筒状体11の下端に当接
し、アーム２がバネ10により直接引張られることなく、
フリーな状態でハンマー17がボルト・ナット19の一つの
六角部平面を打撃するようになっている。このことによ
り良好な信号が得られる。

本体１の先端に取付けられた固定部３は第２図にも示さ
れるようにボルト・ナット19の六角部平面の両側に２個
のＶ字形係合部によって挟持するように構成されてい
る。そして前記Ｖ字形係合部の間の上下に開放部20,21
が設けられている。

前記上部開放部20には加速度センサー22を有する第２の
当材23が配置され、更に、下部開放部21には第2a、2b図
に示す如く打撃部突起24を有する第１の当材25がそれぞ
れ配置され、更にこの第１の当材25と前記第２の当材23
とは固定部３の取付部26に形成された孔を貫通する引張
バネ27により固定部３に一体的に弾圧するように構成さ
れている。

具体的には、第１の当材25と第２の当材23との間隔はボ
ルト・ナット19の六角部の相対する平行部の間隔より僅
かに小となるように配置されている。そして前記第１の
当材25と第２の当材23との間に引張バネ27が緊張状態で
設けられてボルト・ナット19の二面を抱くように押圧し
ている。

なお、28は固定部３の後部側面にビス29により取付けら
れたストッパーであって、このストッパー28は固定部３
内にボルト・ナットの六角部に挿入したとき奥行き方向
の位置を定める働きをなしている。

第１の当材25（第2a,2b図、第2c,2d図）は、ハンマー17
の打撃力に対して耐え得る必要があり、そのため、例え
ばバネ鋼あるいは工具鋼の如き硬質材が使用される。

第１図に示すように本体１の下方には把持部31が取付け
られ、固定部３をボルト・ナット19に正確に嵌合できる
ようにしている。また、アーム２には、ボルト32により
カム７に当接する押圧材９が取付けられるとともに先端
には力センサー33を有するハンマー17が設けられてい
る。

前記構成において、今、ボルトの緩みを検知する場合、
ボルト・ナット19の六角部を六面状に開口されている固
定部３に嵌合させる。このとき第１の当材25と第２の当
材23とは引張バネ27のバネ力に抗して僅かに外方に移動
することにより第１の当材25と第２の当材23は何れもボ
ルト・ナット19の六角部の平面に当接する。

然る後、図示していないスイッチをONしてモータ６を作
動させ、カム７を第１図に示す矢印ｅの方向へ回動させ
ると、アーム２に取付けられた押圧材９をバネ10のバネ
力に抗して下方に、即ちアーム２を実線の位置から下方
に押し下げ、２点鎖線の位置に達すると押圧材９はカム
７の角部から外れ、バネ10のバネ力によりアーム２は瞬
間的に引上げられ、アーム２の先端に取付けられたハン
マー17が第１の当材25の突起24を打撃することとなる。

このとき、打撃による力をハンマー17に設けた力センサ
ー33により、又加速度を当材23に設けた加速度センサー
22によりパルス信号として検出し、このパルス信号を増
幅し、かつA/D変換し、これをXYプロッタあるいはプリ
ンタ等の記録手段によって波形として表示する。

そしてこのパルス波形の変化、具体的にはパルス波形の
立上り角（又は勾配）と立下り角（又は勾配）との比を
求め、所定値と比較してボルトの緩みを検知するもので
ある。

ハンマー17の加速度は力センサー33で検出される力に比
例するため、力センサー33の代りに加速度センサーを取
付けることによっても力を検出することができる。

なお、このパルス波形の変化に代えて例えば力センサー
33より得られる信号Ｆと加速度センサー22より得られる
信号Ａとの比を算出し、ボルトの緩みを検出することも
できる。

第５図ないし第15図はボルト・ナットの緩み検知装置の
固定部３の第２の実施例である。

この固定部３は、本体１の先端に取付けられたフランジ
34に、ボルト35により取付けられた基体36と、第２の当
材37等から構成されている。詳述すれば、本体１の先端
には第７図及び第８図に示すようにフランジ34が取付け
られている。そして基体36は第９図ないし第11図に示さ
れるように中央部に切欠部38を有し、かつボルト穴39,4
0を有する垂直材41と、この垂直材41の上端に突設され
た上部水平材42と、この上部水平材42と平行に突出して
いる下部水平材43と、この下部水平材43に取付けられた
アイプレート44及びボルト・ナット19の六角部の下部位
置決座45とより構成されている。

そして上部水平材42及び下部水平材43の長さｌは、ボル
ト・ナット19の頭部を嵌合させたとき、構造材の側面に
その先端が当接するように定められ、この上部水平材42
と下部水平材43とにより構造物の側面への当接部材を構
成している。この基体36の下部には特に第６図に示され
るようにボルト・ナット19の挿入側に向かって下方に屈
曲する第１の当材46（第16図、第17図）がボルト47で取
付けられるとともに、第12図及び第13図に示される凹部
48を有し、かつボルト・ナット19の六角部の位置決めを
する上部位置決座49がボルト50により取付けられてい
る。そしてこの上部位置決座49は連結材51により一体的
に構成されている。

第２の当材37は第14図及び第15図に示されるように下部
にアイプレート52を設けるとともに、中央部の加速度セ
ンサー53が取付けられ、この第２の当材37のアイプレー
ト52と前記基材36に設けられたアイプレート44との間に
は引張バネ54が配置されている。

このように構成された固定部３を有するボルト・ナット
の検知装置において、今ボルト・ナット19の頭部の六角
部に固定部３をその軸方向に移動してこれを嵌合し、然
る後、前記第１実施例と同様にしてハンマー17でボルト
・ナット19のせん断方向にこのボルト・ナット19の六角
部平面を第１の当材46の上から打撃し、その打撃力によ
る力を力センサー33により、また加速度を加速度センサ
ー53によりパルス信号として検出し、このパルス信号を
増幅し、更にA/D変換し、パルス波形として表示し、そ
の変化により、又は、力センサー33より得られる信号Ｆ
と加速度センサー53より得られる信号Ａとの比を算出す
ることによりボルトの緩みを検知するものである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によるボルトの
緩み検知方法及び装置によれば、ボルト・ナットの六角
部平面に当材を当接し、この当材の上からボルト・ナッ
トのせん断方向に打撃するようにしたため、ボルト・ナ
ットの六角部平面に塗料が塗布されていたとしても、こ
れを剥離することがなく、良好な信号が得られ、したが
って正確なボルト・ナットの緩みを判別することができ
るばかりでなく、検査終了後に再塗装作業の必要がなく
なる。

加えて、ボルトは下方から上方に向かって打撃すること
により移動が容易な場合が多く、従ってボルト・ナット
の六角部平面を下方から上方に向かって打撃するように
すれば、更に良好な緩み検知が可能になるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第15図は本発明によるボルトの緩み検知方法
及び装置の一実施例を示すものであって、第１図乃至第
４図は第１の実施例のナット緩み検知装置の説明図で、
第１図は側面図、第２図は第１図のII−II断面図、第2a
図と第2b図は第１の当材の側面図と正面図、第2c図と第
2d図は別の形式の第１の当材の側面図と正面図、第３図
は第２図のIII−III矢視図、第４図は第１図のIV−IV断
面図である。 第５図乃至第17図はボルト・ナットの緩み検知装置の第
２の実施例の説明図であり、第５図は固定部の正面図、
第６図はその側面図、第７図は本体先端部の側面図、第
８図は同正面図である。 第９図は基体の正面図、第10図は同側面図、第11図は同
平面図、第12図は上部位置決座の正面図、第13図は同斜
視図、第14図は可動材の正面図、第15図はその正面図で
ある。そして第16図は第１の当材の正面図、第17図は同
側面図である。 １……本体、２……アーム ３……固定部、17……ハンマー 19……ボルト・ナット六角部 20,21……開放部、22……加速度センサー 23……第２の当材、24……突起 25……第１の当材、33……力センサー 36……基体、37……第２の可動材 38……切欠部、41……垂直材 42……上部水平材、43……下部水平材 45……下部位置決座、46……第１の当材 48……凹部、49……上部位置決座 51……連結材、53……加速度センサー 54……引張バネ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボルト・ナットの六角部平面に当材を当接
   し、該当材上からボルト・ナットのせん断方向に打撃
   し、該打撃による力及び／又は加速度を検出し、該検出
   信号によりボルトの緩みを検知するようにしたボルトの
   緩み検知方法。
2. 【請求項２】本体の先端にナット又はボルト頭部に係合
   する固定部を設け、該固定部の一部に開放部を設け、該
   開放部にボルト・ナットの六角部平面に当接する当材を
   設けると共に、前記本体の他端下部に軸支されたアーム
   の先端に力又は加速度センサーを有するハンマーを取付
   け、該ハンマーにより前記当材上からボルト・ナットの
   せん断方向に打撃するように構成したボルトの緩み検知
   装置。