JP2003302332A

JP2003302332A - 測定用ゲージおよびその使用方法

Info

Publication number: JP2003302332A
Application number: JP2002103961A
Authority: JP
Inventors: Kanta Nihei; 寛太仁瓶; Tomohira Kobayashi; 朋平小林; Seiichi Yamaji; 成一山地; Osamu Murakishi; 治村岸
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-04-05
Filing date: 2002-04-05
Publication date: 2003-10-24
Anticipated expiration: 2022-04-05
Also published as: JP3920689B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被測定部材のうち曲面部分の表面に適切に貼
り付けることができる測定用ゲージとその使用方法とを
提供する。【解決手段】センサー１Ａは、部材表面に貼り付けら
れてその部材の状態を測定する測定用ゲージの一つで、
部材の疲労損傷度測定に使用する疲労センサーである。
このセンサー１Ａにおける金属箔２Ａとベース材５Ａと
を、貼り付けられる部分に沿う曲面に形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】請求項に係る発明は、ひずみ
ゲージなどのように機械や構造物等における各種部材の
表面に貼り付けられてその部材の状態を測定する各種測
定用ゲージ、およびそのようなゲージの使用方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】機械や構造物中の部材（被測定部材）に
ついて応力やひずみ、温度、疲労損傷度などを測定する
場合、当該部材にシート状の測定用ゲージを貼り付ける
ことがある。測定のためのそのようなゲージは平面状に
製作されていて、通常は平面部分に貼り付けて使用す
る。測定対象である部材の表面が曲面である場合には、
したがってそのゲージを、その部材表面に沿うように曲
げたうえ貼り付けている。

【０００３】上記のような測定用ゲージの一種として、
疲労センサー（疲労損傷検出素子）がある。船舶や橋梁
などの一部に貼り付けて、そこに作用した繰返しひずみ
の程度などを検出し疲労損傷度を推定するためのもの
で、たとえば特開２００１−２８１１２０号公報に記載
されている。

【０００４】同公報等に示された疲労センサーの概要
は、図１４（ａ）・（ｂ）に示すとおりである。すなわ
ち、スリット３をあらかじめ形成された平らな金属箔２
Ｚを、当該スリット３をはさむ両側の固着部４・４にて
ベース材５の表面上に固着することにより、疲労センサ
ー１Ｚを構成する。そしてこのようなセンサー１Ｚを、
ベース材５の底面（金属箔２Ｚのない側の面）に接着剤
層（接合部６）を設けることにより部材Ｍ上に貼り付け
る。金属箔２Ｚをベース材５に重ねた状態で部材Ｍに貼
り付けるのは、もし金属箔２Ｚを直接に部材Ｍ上に貼り
付けるとすれば、固着部４・４の間隔などを一律に定め
るという精度の要る煩わしい作業が貼り付けの現場に求
められるからである。図１４のように部材Ｍ上に疲労セ
ンサー１Ｚを貼り付けると、当該部材Ｍに生じるひずみ
振幅は、ベース材５を介して金属箔２Ｚに伝達され、ひ
ずみの繰り返しとともにスリット３の先端からき裂Ｘを
進展させる。進展したき裂Ｘの長さから、当該部材Ｍの
疲労損傷度等を推定することができる。なお、スリット
３を含む部分では金属箔２Ｚを薄く（つまり減厚部２ａ
に）形成し、それにより、部材Ｍに生じたひずみによっ
てスリット３の付近に集中的に応力を発生させ、部材Ｍ
の疲労損傷度を高感度・高精度に測定できるようにして
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】平面状に製作された測
定用ゲージを、曲げたうえで部材表面（曲面部分）に貼
り付ける場合、ゲージにできる曲面と部材表面の曲面と
がぴったりとは沿いにくいため、ゲージの付きが悪くて
部材表面から剥がれやすいことがある。ゲージが硬かっ
たり脆い物でできていたりする場合には、強く曲げよう
とするときゲージが折損してしまうこともある。

【０００６】とくに、上に記載した疲労センサーの場
合、金属箔とベース材とが２層に重なった構成を有して
いるため、容易には曲げにくく、折損しやすいとか部材
表面から剥がれやすいとかの不都合が一層に発生しやす
い。また、疲労センサーは、引張りの応力場において金
属箔中のスリットからき裂の進展することが測定の基本
であるが、曲げ方が不適当であると金属箔に引張りの応
力場が生じなくなる（そのためき裂が進展し難くなる）
恐れもある。

【０００７】請求項の発明は、このような点を考慮し、
被測定部材のうち曲面部分の表面に適切に貼り付けるこ
とができる測定用ゲージとその使用方法とを提供しよう
とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した測定
用ゲージは、部材表面に貼り付けられてその部材の状態
を測定する測定用ゲージであるが、貼り付けられる部分
に沿う曲面に形成したことを特徴とするものである。な
お、「測定用ゲージ」には、歪みゲージや温度センサ
ー、疲労センサーなど種々のゲージを含む。また、それ
らゲージによって測定しようとする部材の「状態」と
は、歪みや応力、温度、疲労損傷度などをいう。

【０００９】この測定用ゲージは、部材のうちの貼り付
けられる部分に合わせて、あらかじめそれに沿う曲面に
形成したものであるから、部材上に貼り付ける際、部材
表面に沿うように平面状のゲージを曲げる必要がない。
そのため、曲げるときに折れてしまうとか、部材表面に
付きにくい、あるいは後にそこから剥がれやすいとかい
った不都合を解消することができる。したがって、部材
表面に貼り付けるという測定現場での作業がきわめて容
易になり、その後の測定も長期間にわたって円滑に実施
できることになる。

【００１０】請求項２に記載した測定用ゲージは、とく
に、部材表面の凹状の部分に貼り付けられてその周方向
の引張力を受けるべく、凹状の部分に沿う曲面を両端部
に形成するとともに、それらの間に平面部分を形成した
ことを特徴とする。

【００１１】この測定用ゲージは、両端部に曲面の部分
を有していて、貼り付けようとする部材の凹状部分にそ
の曲面が沿うことから、その曲面部分において適切に部
材表面（凹状の表面）に貼り付ることができる。つま
り、貼り付けの際に曲げようとして折れたり、部材表面
に付きにくかったり、あるいは剥がれやすかったりする
という不都合が生じ難い。またこのゲージでは、両端部
に形成された上記の曲面部分の間に平面部分が形成され
ている。部材表面に貼り付けられる曲面部分の間にこう
した平面部分があるがゆえに、このゲージは、測定のた
めに部材から周方向（当該部材の周方向）の引張力を受
けることができる。もし、このような平面部分がなくて
ゲージの全体が曲面状であるなら、周方向の引張力が作
用したとき、貼り付けた部分の間にある曲面状部分が変
形する（曲率が下がる）ことにより、ゲージに伸びが生
じなくなってしまう。なお、このゲージは凹状部分に貼
り付けられるものなので、中ほどに平面部分のあること
が両端部での部材表面への貼り付けを妨げることはな
い。

【００１２】請求項３に記載した測定用ゲージの使用方
法は、測定する部材の表面に、請求項１または２に記載
の測定用ゲージであって該当部分の表面に沿う曲面を有
するものを貼り付けることを特徴とする。

【００１３】上記のように貼り付け部分に沿う曲面を有
する測定用ゲージであっても、ゲージの曲面と一致しな
い曲面部分に貼り付けようとするなら、所期のメリット
はもたらされない。この請求項の方法のように、被測定
部材の表面に沿う曲面を有する測定用ゲージを使用する
必要がある。つまり、このような方法にしたがってこ
そ、ゲージが折れたり、部材表面に付きにくかったり、
あるいは剥がれやすかったりするような不都合が確実に
解消される。なお、こうした方法を効率的に実施するに
は、曲率の異なる曲面をもたせて多数種類のゲージをあ
らかじめ製作し準備しておき、部材に貼り付ける際に
は、その部材中の該当部分の曲面に合うゲージを選択し
て使用するのがよい。

【００１４】請求項４に記載した測定用ゲージの使用方
法は、測定する部材の表面に、請求項１または２に記載
の測定用ゲージであってスリット付きの金属箔が当該ス
リットをはさむ両側位置でベース材の表面上に固着され
てなる疲労センサーを、金属箔に引張力をかける向きに
弾性変形させたうえで貼り付けることを特徴とする。

【００１５】曲率の異なる曲面をもつ多数種類のゲージ
を準備しておくとしても、すべての曲面（曲率）に完全
に一致するゲージが必ずあるように準備することは不可
能である。したがって現実的には、部材の表面とは多少
異なる曲面をもつゲージをやや曲げて貼り付けることに
より使用することが避けられない。その際、一般的なゲ
ージならどちら向きに曲げてもよいのだが、上記のよう
な疲労センサーの場合には、金属箔に引張力をかける向
きに曲げる（ただし弾性変形の範囲内で）のがよい。疲
労センサーの場合、引張りの応力場において金属箔中の
スリットからき裂が進展することが測定上必要であるた
め、部材の疲労損傷度を高感度・高精度に知るうえで
は、曲げるとすれば、金属箔に圧縮力ではなく引張力が
作用する向きに曲げるべきなのである。

【００１６】請求項５に記載した測定用ゲージの使用方
法は、測定する部材の表面に、底面が該当部分の表面に
固着され得る曲面であり上面が平面である中間板を取り
付けて、その中間板の上面に平面状の測定用ゲージを貼
り付けることを特徴とする。なお「上面」とは、被測定
部材から離れた側の面をさし、鉛直上方であるか否かは
問わない（以下も同様）。

【００１７】このような中間板を介して部材表面上に測
定用ゲージを貼るのなら、適切な中間板さえ準備してお
けば、測定用ゲージを曲げて使用する必要がなく、また
曲面状の測定用ゲージを準備する必要もない。平面状の
測定用ゲージは製造容易で入手しやすいこと、部材表面
の曲面に合った曲面を底面にもち上面が平らな中間板な
ら金属板等で容易に製造できることなどから、この方法
は低コストで実現できるものだといえる。

【００１８】請求項６に記載した測定用ゲージの使用方
法は、測定する部材の表面に、底面が該当部分の表面に
固着され得る曲面であり上面が他の曲面である中間板を
取り付け、その中間板の上面に請求項１または２に記載
の測定用ゲージを貼り付けることを特徴とする。

【００１９】前述したように、曲面の異なる多数の測定
用ゲージを準備するとしても、つねに部材表面に完全に
ぴったりと沿うわけではない。しかし、この請求項の方
法をとれば、限られた曲面のゲージを準備しておくだけ
で、それらのゲージを少しも曲げずに適切に部材上に貼
り付けて各種計測を行うことが可能である。底面が部材
表面に合った曲面であって、上面が、準備したゲージの
曲面と一致する曲面（標準曲面）であるような中間板
を、部材表面とゲージとの間に使用すればよいからであ
る。ゲージよりも中間板の方が低コストで入手または製
造できるため、ゲージの種類を減らして中間板を多数種
類準備しておくのが合理的である。

【００２０】請求項７に記載した測定用ゲージの使用方
法はさらに、上記の測定用ゲージが貼り付けられた部分
の曲率（または当該ゲージの曲率）に応じて、当該ゲー
ジの出力に、a)当該部分の曲率とゲージの曲率とが異な
ることを補正する処理、または、b)当該部分の変化とゲ
ージの変化とが異なることを補正する処理を加える（上
記a)・b)のいずれかまたは双方の処理をする）ことを特
徴とする。

【００２１】部材表面に貼り付けられて使用される測定
用ゲージは、通常の測定部位が平面であり測定中も平面
であり続けるため、ゲージの感度や出力値は平面状態で
校正されている。しかし、測定用ゲージを曲面上に貼り
付けると、その部分の曲率とゲージの曲率とが異なり、
または、その部分の変化（機械的変位など）とゲージの
変化（機械的変位など）とが異なることから、平面上に
ゲージを貼り付けた場合と同じ信号処理によっては、ゲ
ージの出力から被測定部材に関する真値を知ることはで
きない。そこで、ゲージから得られる出力に上記のよう
な補正を加え、もって部材の状態を正確に把握するので
ある。

【００２２】上記の補正は、具体的には、 i) 部材表面の曲率ρ_mとゲージの板厚中心での曲率ρ_s
とから、ゲージの出力値Ｑ_sに対し、測定する部位の値
Ｑ_mをＱ_m＝Ｑ_s・ρ_s／ρ_mで求める、 ii) 理論解析やＦＥＭ（有限要素法解析）等の力学的シ
ミュレーションによって、測定部位に曲率があるときの
関数Ｑ_s＝Ｆ（Ｑ_m）を得、これにより補正をしてＱ_mを
知る、 iii) 代表する曲率ρをもつ被測定部材にゲージを貼り
付け、代表する荷重条件によりこのゲージの出力を実測
して、関数Ｑ_s＝Ｆ（Ｑ_m）を得、これによる補正をして
Ｑ_mを知る（実際の測定のためのゲージは、上記の代表
する曲率ρの近傍（ρ±Δρ）で使用する）といった手
法のうちいずれかをとるとよい。ただし、上記i)の手法
は、部材側の曲率が変化しない場合に限って採用でき
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】発明の実施についての形態を図１
〜図１３に示す。図１〜図５の形態では、図１４に示す
疲労センサー１Ｚを曲面状に改変した疲労センサー１Ａ
〜１Ｅを使用し、図６〜図１１のものでは、図１４の疲
労センサー１Ｚをそのまま使用している。

【００２４】疲労センサー１（１Ｚおよび１Ａ〜１Ｅ）
の概要は、図１４に基づいてすでに説明したとおりであ
る。材料としてはたとえば、金属箔２に純ニッケル、ベ
ース材５にインバー（高ニッケル含有の不変鋼）を使用
するのが好ましい。たとえば金属箔２の厚さを０．１ｍ
ｍ、ベース材５の厚さを０．０５ｍｍなどとし、双方と
も、長さを８〜４０ｍｍ程度、幅を５〜２５ｍｍ程度と
する（ただしベース材５の長さおよび幅が金属箔２のそ
れらをやや上回るようにするのがよい）。金属箔２の長
さ方向の中ほどに、片側の縁部から長さ方向と直角な向
きに、短いスリット３を形成している。長さ方向の両端
付近であってスリット３をはさむ２箇所に、図１４
（ｂ）のように間隔をおいて、金属箔２とベース材５と
の固着部４を設ける。金属箔２とベース材５との固着
は、接着剤によって行うことができ、また図１・図２の
例のように各複数点の点溶接（たとえばＰＧＲＭ：パラ
レルギャップ式抵抗溶接）で行うのもよい。

【００２５】センサー１を貼り付けた被測定部材Ｍに小
さなひずみが発生しただけでもスリット３の先にき裂Ｘ
を発生・進展させ、もって部材Ｍの疲労損傷度を高感度
かつ高精度に測定できるよう、疲労センサー１（１Ｚお
よび１Ａ〜１Ｅ）には、いずれもつぎのような構成また
は性質を付加している。すなわち、イ)スリット３の先端
部を、き裂の発生をうながしやすい鋭角なものにした。
ロ)金属箔２にはその長さ方向と直角な向きに、スリット
３を含むよう減厚部２ａを形成し、その減厚部２ａは厚
さを０．０２ｍｍとして金属箔２の全幅に及ぶ長さにし
た。ハ)金属箔２とベース材５とを昇温状態で上記２箇所
にて固着しそののち常温に戻すことにより、ベース材５
よりも熱膨張率の大きい金属箔２に引張応力を残留させ
ている。

【００２６】図１〜図５に示す疲労センサー１Ａ〜１Ｅ
は、貼り付けられる部材の表面に合う曲面をもたせて形
成したものである。そのような曲面をもつ金属箔２Ａ〜
２Ｅやベース材５Ａ〜５Ｅの素材を得るには、相当の曲
面をもつ型の表面上に電鋳をし、または各薄板の素材を
プレス成形したのち応力除去焼鈍を施すなどすればよ
い。なお、金属箔２に減厚部２ａを形成するには、減厚
部２ａのみを露出して他をレジスト被覆して行うエッチ
ング処理をするのがよい。

【００２７】上記のうち図１〜図４の例では、被測定部
材における円筒状の面に各センサー１Ａ〜１Ｄをぴった
りと貼り付けられるようにしている。すなわち、いずれ
も、ベース材５Ａ〜５Ｄの下の面（金属箔を有しない
面）の曲率を、被測定部材の当該曲面の曲率に一致させ
（または使用する接着剤層の厚さを考慮して一致させ）
ているので、測定部分の表面に密に接合できる。

【００２８】まず、図１のセンサー１Ａは、その長さ方
向を周方向に向け、スリット３の長さ方向を円筒面の軸
線の方向に合わせて、円筒面の外向きの面（凸の面）に
貼り付け得るようにしたものである。被測定部材に生じ
る周方向のひずみ振幅を検出するのに適している。セン
サー１Ａにおける金属箔２Ａとベース材５Ａとを、貼り
付けられる面に合う曲面に形成している。一方、図２の
センサー１Ｂは、円筒面に対する向きは図１のセンサー
１Ａと同じだが、内向きの面（凹の面）に貼り付けるよ
うにしたものである。センサー１Ｂにおいては、ベース
材５Ｂは全体がその凹状の面に沿うよう曲面に形成して
いるが、金属箔２Ｂは、凹状の面において周方向に発生
する引張力を適切に受けるよう、ベース材５に固着した
両端付近（固着部４）を除く中ほどの部分に平面部分２
ｂを設けている。

【００２９】図３のセンサー１Ｃは、図１のセンサー１
Ａと同じく円筒面の外向きの面（凸の面）に貼り付ける
ものだが、センサー１Ａとは違って金属箔２Ｃ等の長さ
方向を円筒面の軸線方向に合わせ、スリット３の長さ方
向を円周方向に向けて、軸線方向のひずみ振幅を検出し
ようとしている。そして図４のセンサー１Ｄは、円筒面
に対する向きはセンサー１Ｃと同じであるものの、円筒
面の内向きの面（凹の面）に貼り付けるよう構成してい
る。

【００３０】図５の疲労センサー１Ｅは、２次元曲面で
ある円筒面ではなく、球面のような３次元の曲面上に密
に貼り付けられるようにしたものである。すなわち、金
属箔２Ｅとベース材５Ｅとは、その長さの方向に見ても
幅の方向に見ても曲率をもっている。このようなセンサ
ー１Ｅは、被測定部材中の相当する曲面をもつ部分に適
切に貼り付けられて剥がれず安定的に機能して、スリッ
ト３と直交する方向のひずみ振幅を良好に検出する。な
お、図５には球面的な面の外側（凸の面）に貼るのに適
したセンサー１Ｅのみを示したが、そのような面の内側
（凹の面）に貼るセンサーも構成できることは言うまで
もない。また、たとえば、イ)騎馬用の鞍のように、側方
の一側から見ると上に凸であり、９０°だけ異なる他の
側から見ると下に凸となった曲面を有するセンサーや、
ロ)水平においたドーナツの上向きの部位のように、上に
凸の面であって最上部を連ねる尾根の線がその面とほぼ
直角の向きから見て曲がっているような曲面をもつセン
サー、ハ)凸部または凹部を各１箇所以上に有する凹凸面
をもつセンサー等も、被測定部材の面に合うように構成
することが可能である。

【００３１】測定しようとする部材表面の曲面に自然状
態でぴったりと合う曲面をもつセンサーを使用するのが
理想的であるが、部材表面に近い曲面をもつセンサーが
あってそれを僅かに曲げて使用する場合には、金属箔２
に引張力がかかる向きに弾性変形させたうえで当該部材
に貼り付けるのがよい。そうすれば、引張りの応力場を
得て金属箔２のスリット３からき裂が進展しやすく、し
たがって疲労損傷度について高感度の測定が可能だから
である。金属箔２に引張力がかかる向きに曲げるには、
図１・図３・図５のように外向きに凸の部材表面に貼る
場合にはその部材表面よりも曲率半径の大きなセンサー
を使用し、図２・図４のように凹の部材表面に貼る場合
にはその部材表面よりも曲率半径の小さなセンサーを使
用するのがよい。

【００３２】図６〜図１１に示す例は、いずれも図１４
に示した平面状の疲労センサー１Ｚを、平面状のまま、
中間板１１（１１Ａ〜１１Ｆ）を介して被測定部材Ｍ
（Ｍ１〜Ｍ６）の曲面上に貼るようにしたものである。
すなわち、中間板１１はいずれも、平面状のセンサー１
（のベース材５）を密に貼り付け得る平面を一方の面に
有し、他方の面に、部材中の測定面にぴったり沿う曲面
を備えている。各中間板１１はたとえば金属片で形成
し、接着剤や溶接等にて部材Ｍの表面に接合する。中間
板１１は間隔をおいて二つを部材Ｍ上に固定するが、間
隔をおくのは、中間板１１Ａの剛性が部材Ｍのひずみ等
に影響を及ぼさないようにするためである。そして、そ
うした一対の中間板１１における上面（平坦面）に、各
センサー１Ｚのベース材５を接着する。

【００３３】これらのうち図６の例は、部材Ｍ１におけ
る円筒状の外向き面（凸の面）に、金属箔２Ｚの長さ方
向を円筒面の軸線方向に合わせ、スリット３の長さ方向
を円周方向に向けてセンサー１Ｚを配置するものであ
る。図３のようなセンサー１Ｃを使用する場合と同様
に、円筒面での長さ方向のひずみ振幅による疲労損傷度
等を測定するのに好適である。図７の例は、円筒状の内
向き面（凹の面）にセンサー１Ｚを配置するようにした
点で図６の例と異なっている。中間板１１Ｂのうち一方
の面には、内向きの面に密に沿うような凸状の面を形成
している。

【００３４】図８の例は、センサー１Ｚを、その長さ方
向を円筒面の周方向に向け、スリット３の長さ方向を円
筒面の軸線の方向に合わせて、円筒面の外向きの面（凸
の面）に設けるもので、図１の場合と同様、部材Ｍ３に
生じる周方向のひずみ振幅を検出するのを目的としてい
る。中間板１１Ｃには、センサー１Ｚをそのような向き
に配置するのに適した曲面と平面とを形成している。図
９の例は、図８の例とは違って円筒状の内向き面（凹の
面）にセンサー１Ｚを配置するようにしたもので、中間
板１１Ｄには内向き面に合う曲面を形成している。

【００３５】図１０および図１１の例は、円筒面ではな
く球面のような３次元曲面上にセンサー１Ｚを配置する
こととしたもので、図１０では部材Ｍ５の凸の面に、図
１１では部材Ｍ６の凹の面にセンサー１Ｚを設ける。平
面状のセンサー１Ｚをそのように使用できるよう、平坦
面と適切な曲面とを有する中間板１１Ｅおよび１１Ｆを
それぞれセンサーと部材との間に使用する。なお、同様
にして適切な曲面を有する中間板を使用することによ
り、たとえば、イ)馬の鞍のような曲面上での平坦なセン
サーの使用、ロ)水平においたドーナツの上向きの部位の
ような曲面における平坦なセンサーの使用、ハ)凸部また
は凹部を各１箇所以上に有する凹凸曲面における平坦な
センサーの使用なども可能になる。

【００３６】なお、図示は省略したが、平面状の疲労セ
ンサー１Ｚに代えて、被測定部材の曲面に近い曲面を有
するセンサーを、適当な中間板とともに使用することも
可能である。また、上記には疲労センサーに関する例ば
かりを示したが、歪みゲージや温度センサーなど、部材
表面に貼り付けて使用するものなら、種々の測定用ゲー
ジについて図１〜図１１と同様に構成し、または使用す
ることができる。

【００３７】ただし、測定用ゲージを曲面上に貼り付け
る場合には、部材表面の曲率とゲージの曲率とが異な
り、または、その部材の変化（伸び等）とゲージの変化
（同）とが異なることから、平面上にゲージを貼った場
合の校正データのにみよっては一般に被測定部材の状態
を正確に知ることはできない。そこで、たとえばＦＥＭ
など材料力学的な解析に基づき、図１２のように、曲面
で得られたセンサーの（生の）出力に曲面（曲率）別の
補正を加えてそのセンサーの（正式な）出力とする、と
いった補正処理を加えるのがよい。測定用ゲージが疲労
センサーである場合にも、材料力学的な解析や実測デー
タに基づき、たとえば図１３のようにき裂進展長さに曲
率別の補正を加えて疲労損傷度を求めるのが好ましい。

【００３８】

【発明の効果】請求項１に記載した測定用ゲージは、貼
り付けられる部分に合わせてあらかじめ曲面状に形成し
たものであるから、部材表面に貼り付けるという測定現
場での作業がきわめて容易になり、その後の測定も安定
して円滑に行える。請求項２に記載の測定用ゲージな
ら、適切に部材表面（凹状の表面）に貼り付られるう
え、その凹状の部分に作用する周方向の引張力を受けと
め、測定に適した変化をきたす。

【００３９】請求項３に記載した測定用ゲージの使用方
法によれば、ゲージが折れたり、部材表面に付きにくか
ったり、あるいは剥がれやすかったりするような不都合
が確実に解消される。請求項４に記載した測定用ゲージ
の使用方法なら、疲労センサーにおいて、金属箔中にき
裂を進展させる引張りの応力場が形成されやすいため、
部材の疲労損傷度を高感度・高精度に知るうえで好まし
い。どんな部材表面にも合うように多数種類のゲージを
準備しておく必要がなくなる、という点でも都合がよ
い。

【００４０】請求項５に記載の使用方法によれば、測定
用ゲージを曲げて使用する必要がなく、また曲面状の測
定用ゲージを準備する必要もない。低コストで実現でき
ることも利点である。請求項６に記載の使用方法なら
ば、限られた曲面のゲージを準備しておくだけで、それ
らのゲージを少しも曲げずに適切に部材上に貼り付けて
各種計測を行うことができる。ゲージの種類を減らして
中間板を多数種類準備しておけば、低コストで実施がで
きる。請求項７に記載の使用方法によれば、測定用ゲー
ジの出力から被測定部材の状態を正確に把握することが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態として示す疲労センサー１Ａ
の斜視図である。

【図２】発明の実施の形態として示す疲労センサー１Ｂ
の斜視図である。

【図３】発明の実施の形態として示す疲労センサー１Ｃ
の斜視図である。

【図４】発明の実施の形態として示す疲労センサー１Ｄ
の斜視図である。

【図５】発明の実施の形態として示す疲労センサー１Ｅ
の斜視図である。

【図６】発明の実施の形態として使用状態を示す疲労セ
ンサー１Ｚ等の斜視図である。

【図７】発明の実施の形態として使用状態を示す疲労セ
ンサー１Ｚ等の斜視図である。

【図８】発明の実施の形態として使用状態を示す疲労セ
ンサー１Ｚ等の斜視図である。

【図９】発明の実施の形態として使用状態を示す疲労セ
ンサー１Ｚ等の斜視図である。

【図１０】発明の実施の形態として使用状態を示す疲労
センサー１Ｚ等の斜視図である。

【図１１】発明の実施の形態として使用状態を示す疲労
センサー１Ｚ等の斜視図である。

【図１２】曲面について使用される測定用ゲージの出力
に加えるべき補正処理を例示する線図である。

【図１３】曲面について使用される疲労センサーの出力
（き裂進展長さ）に加えるべき補正処理を例示する線図
である。

【図１４】一般的な疲労センサー１Ｚを示す平面図（図
（ａ））および正面図（図（ｂ））である。

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｅ・１Ｚ疲労センサー（測定用ゲージ）２Ａ〜２Ｅ・２Ｚ金属箔２ａ減厚部３スリット５Ａ〜５Ｅ・５ベース材Ｍ１〜Ｍ６・Ｍ部材（被測定部材）１１Ａ〜１１Ｆ中間板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山地成一兵庫県明石市川崎町１番１号川崎重工業株式会社明石工場内 (72)発明者村岸治兵庫県明石市川崎町１番１号川崎重工業株式会社明石工場内Ｆターム(参考） 2G050 AA01 BA12 DA03 EA10 EB01 EC06 2G061 AB05 BA03 CB00 DA20 EA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】部材表面に貼り付けられてその部材の状
態を測定する測定用ゲージであって、貼り付けられる部分に沿う曲面に形成されていることを
特徴とする測定用ゲージ。
【請求項２】部材表面の凹状の部分に貼り付けられて
その周方向の引張力を受けるべく、凹状の部分に沿う曲
面が両端部に形成されているとともに、それらの間に平
面部分が形成されていることを特徴とする請求項１に記
載した測定用ゲージ。
【請求項３】測定する部材の表面に、請求項１または
２に記載の測定用ゲージであって該当部分の表面に沿う
曲面を有するものを貼り付けることを特徴とする測定用
ゲージの使用方法。
【請求項４】測定する部材の表面に、請求項１または
２に記載の測定用ゲージであってスリット付きの金属箔
が当該スリットをはさむ両側位置でベース材の表面上に
固着されてなる疲労センサーを、金属箔に引張力をかけ
る向きに弾性変形させたうえで貼り付けることを特徴と
する測定用ゲージの使用方法。
【請求項５】測定する部材の表面に、底面が該当部分
の表面に固着され得る曲面であり上面が平面である中間
板を取り付け、その中間板の上面に平面状の測定用ゲー
ジを貼り付けることを特徴とする測定用ゲージの使用方
法。
【請求項６】測定する部材の表面に、底面が該当部分
の表面に固着され得る曲面であり上面が他の曲面である
中間板を取り付け、その中間板の上面に請求項１または
２に記載の測定用ゲージを貼り付けることを特徴とする
測定用ゲージの使用方法。
【請求項７】上記の測定用ゲージが貼り付けられた部
分の曲率に応じて、当該ゲージの出力に、当該部分の曲
率とゲージの曲率とが異なることを補正する処理、また
は当該部分の変化とゲージの変化とが異なることを補正
する処理を加えることを特徴とする請求項３〜６のいず
れかに記載した測定用ゲージの使用方法。