JPH075038U - ２波超音波センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 縦波及び横波の超音波を使用する２波超音波
センサーの開発。 【構成】 一個のセンサーケース内に円環状縦波振動子
を配置し、さらにその円環状縦波振動子の中央部に、角
板状の横波振動子を配置した。 【効果】 一個のセンサーにより縦波と横波の２波を送
受することができるので、軸力測定が簡便でありかつ精
度の高い測定が可能となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、超音波によりボルトの軸力測定すなわち、締付けられているボルト の締付力を測定するに用いられる２波超音波センサーに関するものである。

【０００２】 超音波を使用して、締付ボルトの軸力を測定する原理は、そのボルトの締付け 前と、締付け後の夫々における超音波往復伝播時間を測定・演算して締付け時に おけるボルトの伸び量を求める。さらに上記ボルトのばね定数を、ボルトの寸法 、形状、縦弾性率を用いて演算して求め、この求めた値を、上記伸び量と乗算す ることによってボルトの軸力を算出（測定）しているものである。

【０００３】 ところが、最近では、ボルトの軸力測定するに際し、締付け後におけるボルト の縦波と、横波の伝播時間差（比）を求めれば、締付け前のボルトにおける超音 波往復伝播時間を測定することなく軸力を測定することが判明されている。

【０００４】 つまり縦波と横波との２波の超音波を使用して夫々の伝播時間を測定したその 縦波と横波の伝播時間差（比）がボルトに発生した軸方向応力に比例して変化す ることから、ボルトの締付け後の超音波往復伝播時間を測定すれば演算によりボ ルトの軸力を求めることができるものである。

【０００５】

【従来の技術】

そこで現在においては、縦波と横波の２波を用いる軸力測定が公知となってい るが、この従来の２波使用の軸力測定時には、縦波用の円板状振動子による縦波 センサーと、横波用の角板状振動子による横波センサーとの２種類のセンサーを 予め用意し、そしてボルト軸力の測定作業時には、夫々のセンサーの先ず一方の センサーによって伝播時間を測定し、次いでそのセンサーと交換する他方のセン サーにより伝播時間を測定する２度の測定作業によって軸力の算出を行なってい るものであった。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

従ってこの従来の２種類のセンサーを用いる軸力測定時においては、先ず２種 類のセンサーを用意しなければならず、しかもそれらセンサーの取扱いに間違い を生じないような工夫を必要とすること、一本のボルト軸力を測定するとき、双 方センサーの交換作業が必要であって軸力測定の作業性が悪いこと、それらセン サーの交換毎にボルト頭部又はセンサーに接触媒質の塗布を行なわなければなら ず、その塗布作業が煩わしいこと、また２種類のセンサーの交換使用時に、それ らセンサーをボルトの同一位置に同一の接触圧力で保持せしめることが困難であ って、測定精度の低下を招いてしまうこと等の問題点があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、かかる従来の問題点に着目してなされたもので、縦波と、横波との ２波を使用するボルト軸力測定を、簡便かつ高精度に行なうために開発された超 音波センサーを提供するものであって、詳しくは一個のセンサーケース内に、円 環状形をした縦波振動子を固定し、さらにその環状形縦波振動子の内径中央部に 角板状をした横波振動子を固定してなる構造となして、一個のセンサーケースの 取扱いで縦波と横波による伝播時間を基とする軸力測定をきわめて容易かつ精度 よく測定することができる超音波センサーを提供することにある。

【０００８】

【実施例】

以下に本考案を図面に示す実施例に基いて詳細に説明する。

【０００９】 １は下面が開口するセンサーケースであって、このセンサーケース１の下側開 口面には、後述するセンサーの摩耗を防ぐための役割を行ない、かつ超音波の伝 播を妨げない材質である保護板２が被着される。この保護板２の内側面中央部に は、角板形状に形成されている横波振動子３が位置されており、さらにその横波 振動子３の周囲には、円環形状に形成されている縦波振動子４が配置されている 。

【００１０】 ５はセンサーケース１に取付けられているターミナルであって、これらのター ミナル５には、リード線６を介して前記の振動子３及び４に接続されている。７ はセンサーケース１内に位置される前記振動子３及び４の振動を素早く減衰させ るバッキング材であって、このバッキング材７は主としてエポキシ系の樹脂で形 成されている。

【００１１】 以上が本実施例よりなる２波超音波センサーの構成であるが、次にその作用に ついて述べると、このセンサーを用いてボルトの軸力を測定するには、そのセン サーの保護板２表面を測定すべきボルトの頭面に当接し、さらに横波及び縦波の 双方振動子３及び４を駆動せしめることにより、同一のセンサーから横波、縦波 の２波が送受され、その結果ボルトの軸力が即座に測定できるものである。

【００１２】 このように本実施例の軸力測定用の超音波センサーにあっては、横波振動子３ と、その横波振動子３の周囲に位置される縦波振動子４の双方振動子が組込まれ ていることから、このセンサーを、軸力を測定すべきボルト頭部に当接させると いう単純な測定作業で、２波超音波によるボルト軸力を測定することができ、従 って、ボルトの軸力がきわめて簡単な作業でしかも測定誤差、測定ミスが生じに くく高精度な測定ができる。

【００１３】

【考案の効果】

以上のように本考案は、センサーケースの開口部に、円形環状の縦波振動子を 配置し、さらにその環状縦波振動子の中央部に角板形状の横波振動子を配置して なる２波超音波センサーであるから、これによれば、一個のセンサーによって横 波超音波と、縦波超音波との双方超音波による送受を行なうことができるので、 ２波の超音波による軸力測定作業がきわめて容易でありかつ精度の高い測定が迅 速に行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案実施例の２波超音波センサーの内部構造
を示す断面図。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図。

【符号の説明】

１…センサーケース ２…保護板 ３…横波振動子 ４…縦波振動子 ５…ターミナル ６…リード線 ７…バッキング材

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサーケースの開口部に、円形環状の
   縦波振動子を配置し、さらにその環状縦波振動子の中央
   部に角板形状の横波振動子を配置してなることを特徴と
   する２波超音波センサー。