(57)【要約】【課題】ボルトの締付施工時におけるボルトの軸力管理を行うことが可能なボルト軸力管理システムを提供する。【解決手段】歪センサと軸力検出部とをボルト内部に配備した軸力管理ボルトと、軸力検出部で検出された軸力をデータ化して記録し無線送信する軸力記録、送信部と、軸力検出部と軸力記録、送信部とを接続する接続部を有する締付管理レンチと、無線送信された軸力のデータを受信し表示する無線受信モジュールとから成り、締付管理レンチを介して軸力検出部と軸力記録、送信部とが接続され、且つ、締付管理レンチにより軸力管理ボルトが締付けられ、歪センサが締付けられた軸力管理ボルトの軸力を電気信号に変換し、軸力検出部が変換された電気信号を検出して出力し、軸力記録、送信部が当該出力をデータ化して無線送信し、無線受信モジュールが送信された軸力のデータを受信して表示し、軸力管理ボルトの締付状態を検査する。【選択図】      図１
2011230254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボルトの締付施工時におけるボルトの軸力管理を行うボルト軸力管理システムにおいて、
歪センサと軸力検出部とをボルト内部に配備した軸力管理ボルトと、前記軸力検出部で検出された軸力をデータ化して記録し無線送信する軸力記録、送信部と、前記軸力検出部と前記軸力記録、送信部とを接続する接続部を有する締付管理レンチと、前記無線送信された前記軸力のデータを受信し表示する無線受信モジュールとから成り、
前記締付管理レンチを介して前記軸力検出部と前記軸力記録、送信部とが接続され、且つ、前記締付管理レンチにより前記軸力管理ボルトが締付けられ、前記歪センサが前記締付けられた軸力管理ボルトの軸力を電気信号に変換し、前記軸力検出部が前記変換された電気信号を検出して出力し、前記軸力記録、送信部が前記出力をデータ化して無線送信し、前記無線受信モジュールが前記送信された軸力のデータを受信して表示し、前記軸力管理ボルトの締付状態を検査することを特徴とするボルト軸力管理システム。
【請求項２】
前記軸力検出部は、固有番号記録制御部をさらに有し、前記軸力管理ボルトの固有番号を管理することを特徴とする請求項１に記載のボルト軸力管理システム。
【請求項３】
前記締付管理レンチは、前記軸力管理ボルトの頭部を覆う前記頭部と同形状の空洞を有する締付部と、ボルトの締付方向を設定するラチェット機構を具備したレンチレバー部とを有し、
前記レンチレバー部は、前記軸力検出部と前記軸力記録、送信部とを接続する接続部を前記空洞の上部に有することを特徴とする請求項１に記載のボルト軸力管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルト軸力管理システムに係り、詳しくは、ボルトの締付施工時におけるボルトの軸力管理を行うボルト軸力管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
送電線スペーサ、鉄骨構造物等の接続は一般的にボルトが使われる。ボルトの重要締付部に関しては、通常、まず仮締めが行われ、マーキングし、検査担者立会のもとで本締めが行われる。しかしながら、送電線の送電線スペーサの取り付け等においては、高所作業のため、簡単に第三者の立ち会いによりボルトの締付状態を検査することは不可能に等しく、省略される場合がある。このため、締付担当者のミスにより本締めが行われず、軸力が正しくかかっていない場合が生じ、放置すると脱落などの大事故になる危険性がある。
【０００３】
特許文献１は、歪センサをボルトに埋め込み、ボルト締め込み時にボルトの軸力を測定する、旨の記載がある。しかし、特許文献１の発明は、ボルトの軸力測定のため機材の持ち込みが必要で、現場で簡単にボルトの締付けと軸力測定を行う事は不可能であった。また、第三者が別の場所で軸力を確認するのも困難であった。また、測定されるボルトが設置に指定されたボルトかどうかの検証もできなかった。特許文献２は、ボルトを特定するため、ＲＦＩＤをボルトに貼り付け、その固有番号を非接触で読み取る、旨の記載がある。ところがＲＦＩＤで読み取る場合、非接触なので測定しているボルト以外の近辺のボルトの固有番号を読み取っている可能性がある。ボルトの締付状態の管理を確実に行うには、このような読み取りの曖昧さを排除する事が必要である。また、ＲＦＩＤは電波の性質上、ボルト等の金属表面に貼ると電波の送受信が困難になる場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平６−３４７３４９号公報
【特許文献２】特開２００７−１９９８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ボルトの締付施工時におけるボルトの軸力管理を行うことが可能なボルト軸力管理システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のボルト軸力管理システムは、ボルトの締付施工時におけるボルトの軸力管理を行うボルト軸力管理システムにおいて、歪センサと軸力検出部とをボルト内部に配備した軸力管理ボルトと、軸力検出部で検出された軸力をデータ化して記録し無線送信する軸力記録、送信部と、軸力検出部と軸力記録、送信部とを接続する接続部を有する締付管理レンチと、無線送信された前記軸力のデータを受信し表示する無線受信モジュールとから成り、締付管理レンチを介して軸力検出部と前記軸力記録、送信部とが接続され、且つ、締付管理レンチにより軸力管理ボルトが締付けられ、歪センサが締付けられた軸力管理ボルトの軸力を電気信号に変換し、軸力検出部が変換された電気信号を検出して出力し、軸力記録、送信部が該出力をデータ化して無線送信し、無線受信モジュールが送信された軸力のデータを受信して表示し、軸力管理ボルトの締付状態を検査することを特徴とする。
【０００７】
本発明のボルト軸力管理システムの軸力検出部は、固有番号記録制御部をさらに有し、軸力管理ボルトの固有番号を管理することを特徴とする。
【０００８】
本発明のボルト軸力管理システムの締付管理レンチは、軸力管理ボルトの頭部を覆う該頭部と同形状の空洞を有する締付部と、ボルトの締付方向を設定するラチェット機構を具備したレンチレバー部とを有し、レンチレバー部は、軸力検出部と軸力記録、送信部とを接続する接続部を当該空洞の上部に有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ボルトの締付施工時におけるボルトの軸力管理を行うことが可能なボルト軸力管理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明によるボルト軸力管理システムの構成図。
【図２】本発明による第１の軸力検出部及び軸力記録、送信部の構成図。
【図３】本発明による締付管理レンチの構成図。
【図４】本発明による第２の軸力検出部及び軸力記録、送信部の構成図。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１１】
本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。図１は、本発明によるボルト軸力管理システムの構成図である。図１において、ボルト軸力管理システム３００は、軸力管理ボルト１と軸力検出部１００と軸力記録、送信部２００と締付管理レンチ７０と無線受信モジュール５０とを有する。軸力管理ボルト１は、Ｔ型に形成されたアセンブリー穴２を有している。軸力検出部１００は、歪センサ１２と軸力検出基板２１とを有している。軸力記録、送信部２００は、軸力記録、送信基板３７を有している。また、無線受信モジュール５０は、アンテナ５１と受信機５２とパソコン５３とを有している。
【００１２】
軸力管理ボルト１のＴ型の垂直方向の穴の壁面には、歪センサ２２が封入固着され、Ｔ型の水平方向の穴には、軸力検出基板２１が埋め込まれ、互いに歪センサリード線１１により、接続されている。そして、軸力検出基板２１と軸力記録、送信基板３７とは、図３において説明する締付管理レンチ７０の接続部７５を介して挿入接続されている。
【００１３】
図２は、本発明による第１の軸力検出部及び軸力記録、送信部の構成図である。図２において、第１の軸力検出部１００−１の軸力検出基板２１は、電源入力ピン２４と、歪センサ出力ピン２５と、軸力管理ボルト１の固有番号出力ピン２６と、グランドピン２９とを具備している。電源入力ピン２４、歪センサ出力ピン２５間には、抵抗素子２３−１の両端がそれぞれ接続され、電源入力ピン２４、固有番号出力ピン２６間には、固有番号の記録制御を行うマイクロチップ２８が接続され、歪センサ出力ピン２５、グランドピン２９間には、図２において説明する軸力管理ボルト１に単独に埋め込まれた歪センサ２２の歪センサリード線１１が接続されて軸力検出基板２１が構成されている。
【００１４】
第１の軸力記録、送信部２００−１の第１の軸力記録、送信基板３７は、外部出力端子３６と、電源出力ピン３８と、歪センサ入力ピン３９と、軸力管理ボルト１の固有番号入力ピン４０と、グランドピン４１とを具備している。同様に、電源出力ピン３８には、電源３０が接続され、歪センサ入力ピン３９、グランドピン４１間には、Ａ／Ｄ変換器３１が接続され、固有番号入力ピン４０、外部出力端子３６間には、ＣＰＵ３５が接続される。さらに、ＣＰＵ３５により制御される、Ａ／Ｄ変換器３１、アンテナ４３を具備する無線モジュール４２、タイマー３２、メモリー３３、及びスピーカ３４がＣＰＵ３５に接続されて第１の軸力記録、送信基板３７が構成されている。
【００１５】
図３は、本発明による締付管理レンチの構成図である。図３ａは、締付管理レンチを介して軸力検出基板と軸力記録、送信基板とが接続された接続構成図である。図３ｂは、締付管理レンチの平面図である。図３において、締付管理レンチ７０は、内部に形成された軸力管理ボルト１の頭部を覆う該頭部と同形状の空洞を有する締付部７３と、ボルトの締付方向を設定するラチェット機構を具備したレンチレバー部７１とを有している。また、レンチレバー部７１は、軸力検出基板２１と軸力記録、送信基板３７とを接続する接続部７５を、締付部７３の内部に形成された空洞の上部に有している。
【００１６】
次に図１〜３を基に、本発明によるボルト軸力管理システム３００の動作を説明する。軸力管理ボルト１は通常は上面が平らで、基板が見えているだけで他のボルトと何ら変わりがない。ボルト締付け時において、ボルトの頭部が締付管理レンチ７０の締付部７３の空洞内に差し込まれ、軸力検出基板２１の各ピンが接続部７５と接続される。また、軸力記録、送信基板３７の各ピンが接続部７５と接続されると、電源出力ピン３８を経由して電源が軸力検出基板２１に供給される。この、軸力検出基板２１の各ピン、及び軸力記録、送信基板３７の各ピンと接続部７５との接続においては、これに限定されるものではない。
【００１７】
軸力管理ボルト１は、締付管理レンチ７０によりラチェットに設定された締付方向で締付けられると、ボルト１のネジ部と頭部が上下に引っ張られる軸力により、歪センサ２２も引っ張られて伸びる。歪センサは引っ張られると抵抗素子値が変化するため、軸力は電気信号に変換されて検出される。ボルト１の伸びと抵抗素子値の変化がほぼ比例し、事前にボルトに加えた軸力と抵抗素子値の変化の関係を把握しておけば、ボルトの軸力を電気的に測定できる。また、金属は温度により伸び縮みがあるが、ボルトの熱膨張係数と歪センサの抵抗温度係数を逆になるように選べばそれぞれが相殺され、温度による影響が補償される。
【００１８】
電源はまず抵抗素子２３−１を経由して歪センサ２２に供給される。歪センサ２２は軸力に応じて伸縮し、歪センサ出力ピン２５には歪センサ２２の抵抗素子に応じた電圧が出力される。例えば、電源に３Ｖの電圧を供給し、抵抗素子２３が８８０オーム、歪センサ２２が１２０オームの場合、オームの法則により０．４Ｖの電圧が出力される。ボルトに軸力をかけることにより、この０．４Ｖの電圧が変化する。
【００１９】
また、軸力検出基板２１における固有番号の記録、制御を行う固有番号記録用マイクロチップ２８は、例えばワンチップマイクロコンピュータで、電源が投入されると、予め記録された軸力管理ボルト１の固有番号が一定の間隔でシリアル信号でアウトプットされる。この信号は以前から使われている調歩同期方式で、例えば９６００ｂｐｓ、８ビット等の信号である。固有番号は例えば１０桁の英数字で最初の４桁が製造者ＩＤ、後の６桁がシリアル番号とする。この番号は後、製造ロット番号、製造日、納入先等の情報をデータベースで管理することができる。
【００２０】
軸力記録、送信基板３７をボルトに装着した時、まず軸力記録、送信基板３７はマイクロチップ２８からの固有番号を受ける。次に歪センサ２２からの電圧をA/Dコンバータ３１で読み取り、デジタル信号に変換する。この時はまだ軸力がかかっていないので、軸力がかかるのを待つ。ボルト１が締付管理レンチ７０により締め付けられると軸力がかり、軸力に比例した音声がスピーカ２４から発音される。規定の軸力に対応する発音になると締め付けを終了する。
【００２１】
軸力記録、送信基板３７を締付管理レンチ７０の接続部７５から抜くとボルト１からの固有番号出力が止まるので、軸力記録、送信基板３７は締め付け完了とみなし、その時の時間を時計３２から読み取り、ボルト１の固有データとしてボルト締め付け日時、ボルト固有番号、軸力の最終値がメモリー３３に記録されると共に、無線モジュール４２からアンテナ４３を介し無線受信モジュール５０へ送信される。
【００２２】
無線受信モジュール５０の受信機５２は、アンテナ５１を介し送信されたデータを受信し、パソコン５３はそのデータを表示する。これにより、施工現場から安全な距離だけ離れた地点で、簡単に第三者の立ち会いにより所定のボルトの所定の締付状態を検査することが可能となるため、締付担当者のミスにより本締めが行われず、軸力が正しくかかっていない場合の事故の発生を防止することが可能となる。また、メモリー３３はフラッシュメモリーであって、電源を落しても消えないため、工事完了後、工事管理者はこのメモリーのデータを外部出力端子３６からダウンロードコマンドにより別の媒体に移し、完全な工事記録として保存することができる。
【００２３】
図４は、本発明による第２の軸力検出部及び軸力記録、送信部の構成図である。図３において、第２の軸力検出部１００−２の軸力検出基板２１は、新たな歪センサ出力ピン４５を具備し、電源入力ピン２４、歪センサ出力ピン４５間には、抵抗素子２３−２の両端がそれぞれ接続され、歪センサ出力ピン４５、グランドピン２９間には、抵抗素子２３−３の両端がそれぞれ接続されているところが、第１の軸力検出部１００−１の軸力検出基板２１と異なっている。
【００２４】
第２の軸力記録、送信部２００−２の第２の軸力記録、送信基板３７は、新たな歪センサ入力ピン４６を具備し、Ａ／Ｄ変換器３１と接続されているところが、第１の軸力記録、送信部２００−１の第１の軸力記録、送信基板３７と異なっている。この構成において、歪センサ２２と抵抗素子２３−１〜２３−３は、ブリッジ回路接続を構成し、電源入力ピン２４とグランドピン２９に電源が供給され、歪センサ出力ピン２５、４５間から歪センサ２２の抵抗素子変化の電圧出力が取り出され、Ａ／Ｄ変換器３１に入力されることにより、より精度良く軸力値を検出、記録、送信することができる。
【００２５】
以上説明したように本発明によれば、ボルトの締付施工時におけるボルトの軸力管理を行うことが可能となるため、締付担当者のミスにより本締めが行われず、軸力が正しくかかっていない場合等で起きる、接続部品の脱落などの事故を事前に防止できるボルト軸力管理システムを提供することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１  軸力管理ボルト
２  アセンブリー穴
１１  歪センサリード線
１２  歪センサ
２１  軸力検出基板  
２２  歪センサ
２３−１〜３  抵抗素子
２４  電源入力ピン
２５  歪センサ出力ピン
２６  固有番号出力ピン
２８  マイクロチップ
２９  グランドピン
３０  電源
３１  Ａ／Ｄ変換機
３２  時計
３３  メモリー
３４  スピーカ
３５  ＣＰＵ
３６  外部出力端子
３７  軸力記録、送信基板
３８  電源出力ピン
３９  歪センサ入力ピン
４０  固有番号入力ピン軸力記録、送信基板３７の各ピン
４１  グランドピン
４２  無線送信モジュール
４３  アンテナ
４５  歪センサ出力ピン
４６  歪センサ入力ピン
５０  無線受信モジュール
５１  アンテナ
５２  受信機
５３  パソコン
７０  締付管理レンチ
７１  レンチレバー部
７３  締付部
７５  接続部
１００  軸力検出部
１００−１  第１の軸力検出部
１００−２  第２の軸力検出部
２００  軸力記録、送信部
２００−１  第１の軸力記録、送信部
２００−２  第２の軸力記録、送信部
３００  ボルト軸力管理システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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