(57)【要約】【課題】  ボルトやナットの締め忘れや緩みが生じている場合に、これを的確に検出することができるねじ締付状態検出システムを提供する。【解決手段】  ねじ締付状態検出システムにおいて、固定部材１に対してボルト３により固定される被固定部材２と、前記被固定部材２を固定するボルト３の付け忘れ又は緩みに起因する前記固定部材１と前記被固定部材２との間の変位を検出する検出手段と、この検出手段からの前記固定部材１と前記被固定部材２との間の変位情報を取り出してこの変位情報が取り込まれる監視装置８とを具備する。【選択図】  図１
2011194475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）固定部材に対してボルトにより固定される被固定部材と、
（ｂ）前記被固定部材を固定するボルトの付け忘れ又は緩みに起因する前記固定部材と前記被固定部材との間の変位を検出する検出手段と、
（ｃ）該検出手段から前記固定部材と前記被固定部材との間の変位情報を取り出して該変位情報が取り込まれる監視装置とを具備することを特徴とするねじ締付状態検出システム。
【請求項２】
請求項１記載のねじ締付状態検出システムにおいて、前記検出手段は、前記被固定部材に配置される反射板の下端面と、前記ボルトの締結時に前記反射板の下端面に垂直に密着して接する光ファイバとからなり、該光ファイバ内を伝搬する検査光と前記反射板の下端面に反射した反射光の強度の変化を検知することを特徴とするねじ締付状態検出システム。
【請求項３】
請求項１記載のねじ締付状態検出システムにおいて、前記検出手段は、前記ボルトの締結時に前記被固定部材の下端面に密着するように配置される空気管からなり、前記固定部材と前記被固定部材の下端面との間からの空気の漏れによる前記空気管内の空気圧の変化を検知することを特徴とするねじ締付状態検出システム。
【請求項４】
請求項１又は２記載のねじ締付状態検出システムにおいて、前記被固定部材がパンタグラフの舟体であり、前記監視装置は光ファイバ貫通碍子を介して導出される光ファイバと接続されて車両内に配置されることを特徴とするねじ締付状態検出システム。
【請求項５】
請求項１又は３記載のねじ締付状態検出システムにおいて、前記被固定部材がパンタグラフの舟体であり、前記監視装置は空気管碍子を介して導出される空気管と接続されて車両内に配置されることを特徴とするねじ締付状態検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルトやナットの締め忘れや緩みなどを検出することができるねじ締付状態検出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５はパンタグラフのボルトが何らかの理由で緩んだ場合に発生すると予想される事故の状況を示す図である。
この図において、１０１は車両、１０２はパンタグラフ、１０３はパンタグラフ１０２の上枠、１０４は上枠１０３に取り付けられた固定部材、１０５は固定部材１０４に固定される舟体、１０６は電力を供給するトロリ線、１０７はトロリ線１０６を吊っている補助吊架線、１０８は補助吊架線１０７を吊っている曲線引金具、１０９は曲線引金具１０８を支持する支持柱である。
【０００３】
トロリ線１０６から集電し、走行している車両１０１に電力を供給するパンタグラフ１０２は、上枠１０３に設置された固定部材１０４にトロリ線と接する舟体１０５が固定されている。固定部材１０４に舟体１９５を固定するためのボルトが何らかの理由でその締結機能を失った場合には、車両１０１の走行中に舟体１０５が脱落して、支えを失って上昇した上枠１０３に設置された固定部材１０４が曲線引金具１０８に激突し、補助吊架線１０７を切断するなどの大きな事故を誘起する可能性がある。
【０００４】
従来、ボルトやナットを締め付けることにより複数の部材を一体化する締付作業の品質を管理する締付作業品質管理システムや、締付データ管理装置のモニタに、トルクレンチから順次受信したトルクデータによるトルク計測値をその都度表示してゆきトルク計測値全てを一覧表示する締付データ管理システムが提案されている（下記特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１８５３１４号公報
【特許文献２】特開２００６−３２０９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した締付作業品質管理システム（上記特許文献１参照）では、締付作業に係わる品質データが記録されるＩＣタグと、締付作業の度にそのＩＣタグに締付作業に係わる品質データを記録するＩＣタグ書込装置が必要になる。
また、上記した締付作業品質管理システム及び締付データ管理システムでは、精緻な締付作業品質や締付データの管理は可能であるが、作業としては煩雑であるとともに、設置時に十分に締め付られていたボルトやナットの緩みを遠隔から適切に管理するには適していないといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上記状況に鑑みて、ボルトやナットの締め忘れや緩みが生じている場合に、これを的確に検出することができるねじ締付状態検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕ねじ締付状態検出システムにおいて、固定部材に対してボルトにより固定される被固定部材と、前記被固定部材を固定するボルトの付け忘れ又は緩みに起因する前記固定部材と前記被固定部材との間の変位を検出する検出手段と、この検出手段から前記固定部材と前記被固定部材との間の変位情報を取り出してこの変位情報が取り込まれる監視装置とを具備することを特徴とする。
【０００９】
〔２〕上記〔１〕記載のねじ締付状態検出システムにおいて、前記検出手段は、前記被固定部材に配置される反射板の下端面と、前記ボルトの締結時に前記反射板の下端面に垂直に密着して接する光ファイバとからなり、この光ファイバ内を伝搬する検査光と前記反射板の下端面に反射した反射光の強度の変化を検知することを特徴とする。
〔３〕上記〔１〕記載のねじ締付状態検出システムにおいて、前記検出手段は、前記ボルトの締結時に前記被固定部材の下端面に密着するように配置される空気管からなり、前記固定部材と前記被固定部材の下端面との間からの空気の漏れによる前記空気管内の空気圧の変化を検知することを特徴とする。
【００１０】
〔４〕上記〔１〕又は〔２〕記載のねじ締付状態検出システムにおいて、前記被固定部材がパンタグラフの舟体であり、前記監視装置は光ファイバ貫通碍子を介して導出される光ファイバと接続されて車両内に配置されることを特徴とする。
〔５〕上記〔１〕又は〔３〕記載のねじ締付状態検出システムにおいて、前記被固定部材がパンタグラフの舟体であり、前記監視装置は空気管碍子を介して導出される空気管と接続されて車両内に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ボルトやナットの締め忘れや緩みが生じている場合にはこれを的確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施例を示すねじ締付状態検出システムの模式図である。
【図２】本発明の第１実施例のねじ締付状態検出システムを鉄道車両のパンタグラフに適用した例を示す模式図である。
【図３】本発明の第２実施例を示すねじ締付状態検出システムの模式図である。
【図４】本発明の第２実施例のねじ締付状態検出システムを鉄道車両のパンタグラフに適用した例を示す模式図である。
【図５】パンタグラフのボルトが何らかの理由で緩んだ場合に発生すると予想される事故の状況を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のねじ締付状態検出システムは、固定部材に対してボルトにより固定される被固定部材と、前記被固定部材を固定するボルトの付け忘れ又は緩みに起因する前記固定部材と前記被固定部材との間の変位を検出する検出手段と、この検出手段から前記固定部材と前記被固定部材との間の変位情報を取り出してこの変位情報が取り込まれる監視装置とを具備する。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施例を示すねじ締付状態検出システムの模式図である。  この図において、１は固定部材であり、この固定部材１は雌ねじ１Ａが形成されたねじ孔１Ｂを有する。２は固定部材１に固定される被固定部材であり、締付ボルトが装着されるボルト孔２Ａが形成されている。３は雄ねじ３Ａが形成された締付ボルトであり、被固定部材２のボルト孔２Ａに装着され雄ねじ３Ａがねじ孔１Ｂの雌ねじ１Ａに螺合することにより、被固定部材２は固定部材１に固定される。４は被固定部材２に配置される反射板であり、この反射板４の下端面４Ａは被固定部材２の底面２Ｂと面一になるように配置されている。５は固定部材１に形成され光ファイバ６を装着する光ファイバ装着孔、７は光ファイバ６を導出する光ファイバ支持部材、８は導出された光ファイバ６が接続される監視装置である。
【００１５】
締付ボルト３を締結することにより固定部材１に被固定部材２が完全に固定されると、光ファイバ６の先端部６Ａは反射板４の下端面４Ａに対して垂直に密着することになる。一方、監視装置８には光ファイバ６が接続されており、光ファイバ６から導入した検査光Ａの強度と、反射板４からの反射光Ｂの強度を比較するようにしている。よって、固定部材１に被固定部材２が完全に固定されていない場合、しているので、検査光Ａの強度と反射光Ｂの強度との差が大きくなり、その差があらかじめ設定されている閾値を越えると、締付ボルト３の付け忘れ又は締付ボルト３の緩みとして検出され、その旨報知することができる。
【００１６】
図２は本発明の第１実施例のねじ締付状態検出システムを鉄道車両のパンタグラフに適用した例を示す模式図である。
図２において、１０はパンタグラフが配置される車両の屋根部（パンタグラフ加圧部）、１１は車両のパンタグラフの上枠（図示なし）に固定されている雌ねじ１１Ａが形成されたねじ孔１１Ｂを有する固定部材であり、この固定部材１１に被固定部材としてパンタグラフの舟体１２を雄ねじ１３Ａが形成された締付ボルト１３により固定する。なお、１２Ａはボルト孔、１２Ｂは舟体１２の底面、１５は固定部材１１に形成される光ファイバ装着孔、１７は光ファイバ貫通碍子１７である。
【００１７】
パンタグラフの舟体１２が締付ボルト１３により固定部材１１に固定されると、パンタグラフの舟体１２に配置されている反射板１４の下端面１４Ａに対して光ファイバ１６の先端部１６Ａが垂直に密着して接する。この時、監視装置１８から光ファイバ１６を介して検査光Ａが送られると、反射板１４の下端面１４Ａで反射された反射光Ｂは、光ファイバ１６内を伝送し、列車内に配置される監視装置１８に返される。監視装置１８は検査光Ａの強度と反射光Ｂの強度を比較しており、検査光Ａの強度と反射光Ｂの強度の差があらかじめ設定された閾値内でれば、固定部材１１に対するパンタグラフの舟体１２の固定状態は良好であると判断される。ところが、締付ボルト１３の締め忘れや、当初は十分に締め付けられていても経年劣化などにより締付ボルト１３の緩みなどが生じた場合には、検査光Ａの強度と反射光Ｂの強度との差が大きくなり、その差があらかじめ設定された閾値を越えた値で検出される。これをパンタグラフの舟体１２を固定する締付ボルト１３の締め忘れや緩みとして検出し、その旨を報知することができる。
【００１８】
図３は本発明の第２実施例を示すねじ締付状態検出システムの模式図である。
この図において、２１は固定部材であり、この固定部材２１は雌ねじ２１Ａが形成されたねじ孔２１Ｂを有する。２２は固定部材２１に固定される被固定部材であり、締付ボルトが装着されるボルト孔２２Ａが形成されている。２３は雄ねじ２３Ａが形成される締付ボルトであり、被固定部材２２のボルト孔２２Ａに装着され雄ねじ２３Ａがねじ孔２１Ｂの雌ねじ２１Ａに螺合することにより、被固定部材２２は固定部材２１に固定される。２４は固定部材２１に形成される空気管２５を装着する空気管装置孔、２６は空気管２５を導出する空気管支持部材、２７は空気管２５に接続される監視装置である。
【００１９】
締付ボルト２３を締結することにより固定部材２１に被固定部材２２が完全に固定されると、空気管２５の先端部２５Ａは被固定部材２２の底面２２Ｂで完全に塞がれ、空気管２５内は一定の空気圧が保持されるので、締付ボルト２３が正しく締結されていることが検出できる。一方、固定部材２１と被固定部材２２とが完全に固定されていない場合、固定部材２１と被固定部材２２き底面２２との間に隙間が生じ、空気管２５内に導入された空気が漏れることになり、空気圧が低下する。すると、その空気圧の低下が締付ボルト２３の付け忘れ又は締付ボルト２３の緩みとして監視装置２７で検出されて、その旨報知される。
【００２０】
図４は本発明の第２実施例のねじ締付状態検出システムを鉄道車両のパンタグラフに適用した例を示す模式図である。
図４において、３０はパンタグラフが配置される車両の屋根部（パンタグラフ加圧部）、３１は車両のパンタグラフの上枠（図示なし）に固定されている雌ねじ３１Ａが形成されたねじ孔３１Ｂを有する固定部材であり、この固定部材３１に被固定部材としてパンタグラフの舟体３２を雄ねじ３３Ａが形成された締付ボルト３３により固定する。固定部材３１には、空気管３５を装着する空気管装着孔３４が形成され、空気管３５は、固定部材３１と舟体３２が正しく固定された時、その先端部３５Ａがパンタグラフの舟体３２の底面３２Ｂに密着するように配置されている。その空気管３５は空気管碍子３６を介して列車内に配置される監視装置３７に接続されている。なお、３２Ａはボルト孔である。
【００２１】
パンタグラフの舟体３２が締付ボルト３３により固定部材３１に固定されると、パンタグラフの舟体３２により空気管３５の先端部３５Ａは完全に封じられるので、空気管３５内には一定の空気圧が保持され、締付ボルト３３が適切に締結されており、固定部材３１に対するパンタグラフの舟体３２の固定状態は良好であると判断される。しかし、締付ボルト３３の付け忘れや緩みが生じると、固定部材３１とパンタグラフの舟体３２とが完全に固定されず、それらの間に隙間が生じるので、空気管３５内の空気圧が低下し、その空気圧の低下が車内に配置された監視装置３７により検出される。これをパンタグラフの舟体３２を固定する締付ボルト３３の付け忘れ又は緩みとして検出し、その旨を報知することができる。
【００２２】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、被固定部材を固定するためのボルトの付け忘れ又はボルトの緩みを確実に検知することができるねじ締付状態検出システムとして利用可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１，１１，２１，３１    固定部材
１Ａ，１１Ａ，２１Ａ，３１Ａ    雌ねじ
１Ｂ，１１Ｂ，２１Ｂ，３１Ｂ    ねじ孔
２，２２    被固定部材
２Ａ，１２Ａ，２２Ａ，３２Ａ    ボルト孔
２Ｂ，２２Ｂ    被固定部材の底面
３，１３，２３，３３    締付ボルト
３Ａ，１３Ａ，２３Ａ，３３Ａ    雄ねじ
４，１４    反射板
４Ａ，１４Ａ    反射板の下端面
５，１５    光ファイバ装着孔
６，１６    光ファイバ
６Ａ，１６Ａ    光ファイバの先端部
７    光ファイバ支持部材
８，１８，２７，３７    監視装置
１０，３０    車両の屋根部（パンタグラフ加圧部）
１２，３２    パンタグラフの舟体（被固定部材）
１２Ｂ，３２Ｂ    パンタグラフの舟体の底面
１７    光ファイバ貫通碍子
２４，３４    空気管装着孔
２５，３５    空気管
２５Ａ，３５Ａ    空気管の先端部
２６      空気管支持部材
３６    空気管碍子
Ａ    検査光
Ｂ    反射光
【図１】
2011194475.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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