JPS6255090B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は圧力検知可能なフイルム状のパツキン
に関する。

〔従来の技術〕

従来のパツキンは変形可能であるという機能を
有するに過ぎなかつた。

そのためパツキンを介して締付けられる物体を
ボルトとナツトにより締付ける場合、レンチで求
めている締付圧が真の締付圧を示しているのか、
或はボルトとナツトとのねじ山とみぞとのかみ合
せが悪いことによるボルトとナツト間の締付圧を
示しているのか判然としないときがある。かかる
不良のボルト、ナツトの存在による締付圧の不均
一は例えば締付けられる物体がガラスのように破
壊されやすい物体である場合物体の破壊というト
ラブルを招き、また締付けられる物体が圧力の異
なる流体の境界壁として用いられる場合、流体の
洩れというトラブルを招いていたのである。

〔発明の目的〕

本発明の目的はパツキン自体に加わる応力を測
定することを可能とするパツキンを提供し、上記
従来技術の有する欠点を解消することにある。

〔発明の概要〕

本発明の要旨とするところは、フイルム状のパ
ツキンが高分子圧電素子からなり、締付けと共に
該高分子圧電素子フイルムの両面の導電部に生ず
る圧電気を計測し、締付けを制御することを可能
とする圧力検知可能パツキンにある。

〔実施例〕

以下図面に基づき本発明の実施態様を詳細に説
明する。

第１図、第３図、第４図は物体１と物体２とを
ボルト６により締付ける場合、ボルト６と物体１
の間に両面に電極４，４′を有する高分子圧電素
子フイルム３と絶縁ワツシヤー７を介在させ、電
極４，４′よりリード線５を取り出し図示してな
いが計測回路に導き、締付圧を測定しつつ締付制
御する例である。

物体１が、例えばガラス、ポリメタクリル酸メ
チルのごとく不均一な外力を受けたとき破損され
やすいものである場合に、絶縁ワツシヤー７と物
体１の間に高分子圧電素子フイルム３を介在させ
なければ不均一な外力を受けた物体１は破損しや
すい。

これに対し第１図に示すように高分子圧電素子
フイルム３を介在させて荷重をこの高分子圧電素
子フイルム３で測定しつつ加えることにより均一
な外力を物体１に加えることができ、物体１の破
損を防げる。しかも高分子圧電素子フイルム３は
そのままパツキンとしても作用することができ
る。

他の実施例として第２図、第５図、第６図は物
体１とガラス２の間にパツキンとして機能する高
分子圧電素子フイルム３を介在させ、ボルト６、
ナツト６'により締付け、電極４，４'よりリード
線５を取り出し、図示してないが計測回路に導き
締付圧を測定しつつ締付制御する例である。

第５図に示すように高分子圧電素子フイルム３
は４つに分割された電極をもつので各ボルト締部
分の応力分布を測定して締付制御することが可能
である。

８はそれぞれ締付けボルト孔を示す。

第７図は重合缶のグランドパツキンに応用した
例であり、物体１とパツキン押え２との間にグラ
ンドパツキン７′およびその上にパツキンとして
機能する高分子圧電素子フイルム３を介在させ、
ボルト６″，６″で締付けて電極４、４'よりリー
ド線５を取り出し図示していないが計測回路に導
き締付圧を測定しつつ締付制御するものである。
９はシヤフトを示す。

第８図は締付圧の測定の回路構成図の一例を示
したものであり、パツキンとして機能する高分子
圧電素子フイルム３の両面の導電部４，４′の一
方４をアースし、他方４′をスイツチ１２、積分
コンデンサー１０および演算増巾器１１に接続
し、積分され増巾された電気が指示計１３に接続
され、締付圧として表示される。

本発明に用いられる高分子圧電素子フイルムと
しては高分子フイルム又はシート（以下単にフイ
ルムと述べる）自身が配向分極処理により圧電性
を有するものが成形性、柔軟性の点で好ましく、
又圧電性を有しない高分子フイルム又はシート
（以下単にフイルムと述べる）に例えばセラミツ
ク強誘電体のごとき圧電性を有する物体を分散さ
せたものも用いられる。

前者の例としてはポリ弗化ビニリデン系樹脂、
ポリ弗化ビニル系樹脂、ポリアクリロニトリル系
樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等が挙げられる。こ
の中でも特にポリ弗化ビニリデン系樹脂を配向分
極処理して得たフイルムが優れ、次いでこれら圧
電性を有するフイルムに圧電性を有する物体を分
散させた複合圧電体フイルムが好ましく用いられ
る。なおポリ弗化ビニリデン系樹脂とは弗化ビニ
リデンホモポリマー、弗化ビニリデンを主成分と
するコポリマー、これらのいずれかを主とする組
成物質等を指すものである。

上記高分子圧電素子フイルムの形状は任意であ
るが、フイルムの厚さは通常１μｍ〜200μｍの
範囲が用途にもよるが一般に好ましい。

上記高分子圧電素子フイルム３は締付けられる
物体１，２の界面あるいは締付ける物体６，６′
（付図参照）と締付けられる物体１，２との界面
等締付けられるいずれかの界面の少なくとも１つ
に挿入される。

高分子圧電素子フイルム３は公知の方法で製造
され、素子の表面には電極を有しているものであ
つても良いし、有しなくても良い。高分子圧電素
子フイルム３の表面に蒸着電極のごとき導電部を
有していない高分子圧電素子フイルムの場合には
高分子圧電素子フイルムの両面に接している物体
の少なくとも素子との界面の大部分は導電性材料
でなければならない。

高分子圧電素子フイルム３の両面の導電部に生
ずる圧電気は応力によつては何ら増巾する必要が
ないが、必要により増巾し、かつ必要により積分
された後適当な公知な方法で表示される。高分子
圧電素子フイルムは微分型の変換器であるため、
このままでは静的な締付圧に対しては持続的に電
荷を保持し得ないので微分型変換器からの出力を
締付圧に対応した電気信号に変換するため積分回
路を用いることによつて締付圧を容易に指示する
ことができる。

また積分回路を用いることなく、刻々の締付応
力を見て締付制御しても良い。導電部から計測回
路へのリード線は単純に導電部からリード線を設
けるとしばしば不都合となる場合がある。

例えば高分子圧電素子フイルムとそのいずれか
の面に接し、締付けられる物体との界面にリード
線があると、締付けにより接触面相互が摺動する
場合にはリード線が蒸着により設けた電極面を破
損したり、物体の締付けによつて本来遮断されな
ければならない流体の洩れを生じたりすることが
ある。かかる場合には界面の一部にリード線取り
出し用溝を設けたり、導電部を界面より大きな面
積として界面とならない部分をリード線の取り出
し口とする方法、あるいは締付けに対しても不動
の部分の少なくとも表面を導電性とし、リード線
および導電部接続させるなどの工夫がとられる。
また高分子圧電素子フイルム３に接する物体が締
付により動く場合には電極面を破損しないよう電
極保護体が積層または被覆されていることが望ま
しい。

〔発明の効果〕

本発明の圧力検知可能パツキンは締付圧を表示
しつつ締付けられることが可能である。そのため
パツキンに直接接する物体が破損しやすいときで
もその破損を従来に比し著しく少なくすることが
できる。また従来のパツキンであればパツキンに
真の締付圧が加わつているのか、不良のボルト、
ナツトにより真の締付圧がパツキンに加わつてい
ないのか判然としていなかつたが、本発明の圧力
検知可能パツキンにおいてはパツキンに加わる締
付圧が表示され得るので、上記判然としないこと
によるトラブルは未然に防ぐことが可能となつ
た。例えばテレビのブラウン管、スパイガラス、
耐圧ガラス等の圧力下、または減圧下で用いられ
るガラス類あるいはセラミツク類と他の物体との
締付制御、小型精密機器、高圧機器、真空装置の
製作等に対し本発明パツキンは特に好ましく用い
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第７図はそれぞれ本発明の圧
力検知可能パツキンを用いた締付制御の実施例の
断面図であり、第３図、第５図は制御に用いられ
た高分子圧電素子フイルムの平面図であり、第４
図、第６図はそれぞれ第３図、第５図のＡ−
Ａ′断面図である。また第８図は締付制御する際
の回路構成の一例である。 １，２…締付けられる物体、３…高分子圧電素
子フイルム、４，４′…電極、５…リード線、
６，６'，６″…締付ける物体、７…ワツシヤー、
１０…積分コンデンサー、１１…演算増巾器、１
２…スイツチ、１３…指示計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フイルム厚さ１μｍ〜2000μｍの高分子圧電
   素子フイルムからなり、締付部材間にパツキンと
   して機能する形状構成と、該高分子圧電素子フイ
   ルムの両面に生ずる圧電気を導出する導電部構成
   をもち、締付けと共に該高分子圧電素子フイルム
   の両面を導電部から導出される圧電気を計測し、
   締付けを制御することを可能とする圧力検知可能
   パツキン。 ２ 導電部構成は高分子圧電素子フイルムの表面
   に複数に分割して被着された電極からなる特許請
   求の範囲第１項記載の圧力検知可能パツキン。