JPS5945929B2 - ボルトの締付荷重検出装置 - Google Patents
ボルトの締付荷重検出装置Info
- Publication number
- JPS5945929B2 JPS5945929B2 JP4101079A JP4101079A JPS5945929B2 JP S5945929 B2 JPS5945929 B2 JP S5945929B2 JP 4101079 A JP4101079 A JP 4101079A JP 4101079 A JP4101079 A JP 4101079A JP S5945929 B2 JPS5945929 B2 JP S5945929B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bolt
- magnetic sensor
- tightening load
- detection device
- load detection
- Prior art date
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はボルトを用いた組立構造物におけるボルトの締
付荷重検出装置に関する。
付荷重検出装置に関する。
一般にボルトを用いた組立構造物において、ボルトの材
質、寸法等は構造物の設計段階で構造強度上から検討さ
れ採用されている。
質、寸法等は構造物の設計段階で構造強度上から検討さ
れ採用されている。
特にボルト締め構造物が動的な挙動をな丁用途の場合に
は、適正なボルトの締付荷重が必要で、これをおこたる
とボルトの疲労破断、ぜい性破壊等による大事故を起す
ことがある。そこで現在ではこのボルトの締付荷重検出
手段としてＡトルクレンチの採用、Ｂダイヤルゲージ等
によるボルトの寸法変化から締付荷重を検出する、Ｃ抵
抗線歪ゲージによる応力測定等が用いられている。
は、適正なボルトの締付荷重が必要で、これをおこたる
とボルトの疲労破断、ぜい性破壊等による大事故を起す
ことがある。そこで現在ではこのボルトの締付荷重検出
手段としてＡトルクレンチの採用、Ｂダイヤルゲージ等
によるボルトの寸法変化から締付荷重を検出する、Ｃ抵
抗線歪ゲージによる応力測定等が用いられている。
しかしこれらの手段は、Ａ、Ｂのような簡便的な手段の
場合には精度や信頼性に劣り、又Ｃのように精度の高い
手段の場合には検査効率が悪＜簡便さにおいて現場的で
なかつた。さらにこの外に他の応力検出手段として磁気
応用が考えられている。
場合には精度や信頼性に劣り、又Ｃのように精度の高い
手段の場合には検査効率が悪＜簡便さにおいて現場的で
なかつた。さらにこの外に他の応力検出手段として磁気
応用が考えられている。
これは構造材料の機械特性として磁気特性との間に第１
図に示すような相間関係があることから、第２図に示丁
ように構造物１の残留応力が問題となる箇所に、コの字
形の鉄心２ａにコイル２ｂを巻装した磁気センサ２をあ
て、その箇所の応力を磁気的な出力、丁なわち、磁気セ
ンサ２の二次出力電圧又はインピーダンスに変換して間
接的に指示計器３にて計測するものである。しかしこの
手段は磁気センサの形状、測定精度等に問題があり、こ
のため、ボルトの締付荷重検出装置としては使用されて
いない。本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、ボ
ルトを用いた組立構造物において、ボルトの適正なる締
付荷重を簡便でかつ精度よく検出できるボルトの締付荷
重検出装置を提供することを目的とする。
図に示すような相間関係があることから、第２図に示丁
ように構造物１の残留応力が問題となる箇所に、コの字
形の鉄心２ａにコイル２ｂを巻装した磁気センサ２をあ
て、その箇所の応力を磁気的な出力、丁なわち、磁気セ
ンサ２の二次出力電圧又はインピーダンスに変換して間
接的に指示計器３にて計測するものである。しかしこの
手段は磁気センサの形状、測定精度等に問題があり、こ
のため、ボルトの締付荷重検出装置としては使用されて
いない。本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、ボ
ルトを用いた組立構造物において、ボルトの適正なる締
付荷重を簡便でかつ精度よく検出できるボルトの締付荷
重検出装置を提供することを目的とする。
このため、本発明では材料の応力と磁気特性、特に鉄損
特性との間に、第３図に示すように緊密な関係があるこ
とを研究の結果得たので、ボルトの頭部に磁気センサを
配置し、その鉄損特性からボルトの締付荷重を間接的に
検出できるようにするものである。
特性との間に、第３図に示すように緊密な関係があるこ
とを研究の結果得たので、ボルトの頭部に磁気センサを
配置し、その鉄損特性からボルトの締付荷重を間接的に
検出できるようにするものである。
以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第４図はボルトに磁気センサを配置した取付断面図を示
丁ものである。
丁ものである。
第４図において、１１ａ、Ｉｌｂは構造物の一部分、１
２はこの構造物１１ａ３ｌｌｂへの締付ボルトで、この
締付ボルト１２の頭部には本発明に係る磁気センサ１３
が配置されている。またこの磁気センサ１３＆Ａ鉄心１
４に励磁コイル１５ａ及び出カニ次電圧コイル１５ｂを
備えている。一方第５図は本発明のボルトの締付荷重検
出装置のプロツク図である。
２はこの構造物１１ａ３ｌｌｂへの締付ボルトで、この
締付ボルト１２の頭部には本発明に係る磁気センサ１３
が配置されている。またこの磁気センサ１３＆Ａ鉄心１
４に励磁コイル１５ａ及び出カニ次電圧コイル１５ｂを
備えている。一方第５図は本発明のボルトの締付荷重検
出装置のプロツク図である。
すなわち第５図において１４は磁気センサで、この磁気
センサ１４において、励磁コイル１５ａを電源１６と電
力計１７の電流端子に接続し、又出力[ヮ沒d圧コイル１
５ｂを電力計１７の電圧端子と電圧計１８に接続する。
さらに電力計１７の出力端子を鉄損変化を鉄損変化率と
して求め締付荷重に変換する演算回路を備えた荷重指示
計器１９ＶＣ接続する。次に本発明のボルトの締付荷重
検出装置の作用について説明する。
センサ１４において、励磁コイル１５ａを電源１６と電
力計１７の電流端子に接続し、又出力[ヮ沒d圧コイル１
５ｂを電力計１７の電圧端子と電圧計１８に接続する。
さらに電力計１７の出力端子を鉄損変化を鉄損変化率と
して求め締付荷重に変換する演算回路を備えた荷重指示
計器１９ＶＣ接続する。次に本発明のボルトの締付荷重
検出装置の作用について説明する。
磁気センサ１４の励磁コイル１５ａを交流励磁すれば、
磁気センサ１４とボルト１２の頭部とで磁気回路が形成
される。ここでボルト１２の頭部においては、表皮効果
のため磁束は内部まで浸透することなく表面相に流れ再
び磁気センサ１４にもどるようになつている。ここで第
６図は、ボルトＭ，Ｏの締付時におけるボルト頭部表面
近傍の半径方向応力分布を、また第７図は、第６図と同
一条件下での円周方向の応力分布を示すものである。Ａ
，Ｂ，Ｃは、それぞれボルト頭部表面より０．５１ｔ１
１１，１．５１１ｒ！１１及び２．５１ｎ入つた点での
応力分布で、その応力は圧縮応力で、大きさはボルト軸
方４０ｋｇ／ｉのとき１０〜２０ｋｇ／ｎの範囲である
ことを示している。周この関係は弾性範囲内では比例関
係にある。このため、体発明に係る磁気センサをボルト
頭部に配置し、ボルト頭部での磁束の流れを圧縮方向に
対応させ、この状態での磁気センサより得られる鉄損特
性からボルト軸力を容易に検出できる。また第８図は本
発明の磁気センサの変形例である。
磁気センサ１４とボルト１２の頭部とで磁気回路が形成
される。ここでボルト１２の頭部においては、表皮効果
のため磁束は内部まで浸透することなく表面相に流れ再
び磁気センサ１４にもどるようになつている。ここで第
６図は、ボルトＭ，Ｏの締付時におけるボルト頭部表面
近傍の半径方向応力分布を、また第７図は、第６図と同
一条件下での円周方向の応力分布を示すものである。Ａ
，Ｂ，Ｃは、それぞれボルト頭部表面より０．５１ｔ１
１１，１．５１１ｒ！１１及び２．５１ｎ入つた点での
応力分布で、その応力は圧縮応力で、大きさはボルト軸
方４０ｋｇ／ｉのとき１０〜２０ｋｇ／ｎの範囲である
ことを示している。周この関係は弾性範囲内では比例関
係にある。このため、体発明に係る磁気センサをボルト
頭部に配置し、ボルト頭部での磁束の流れを圧縮方向に
対応させ、この状態での磁気センサより得られる鉄損特
性からボルト軸力を容易に検出できる。また第８図は本
発明の磁気センサの変形例である。
鉄心２０には同軸形フエライトを用いた磁気センサ２１
が示されており磁束の流れをボルト頭部の中心から外周
部に放射状に流れるようにしたものである。
が示されており磁束の流れをボルト頭部の中心から外周
部に放射状に流れるようにしたものである。
このような磁気センサを用いるとボルトに加わる偏心荷
重に対しても対応できる信頼性の高い測定を行うことが
可能となる。以上述べたように本発明によれば、ボルト
頭部に配置された磁気センサにより鉄損を求めるように
したので、ボルトの締付荷重を精度よく、かつ簡便に検
出でき、さらにポルト締付力経年変化に対しても容易に
知ることができるので、実用的なボルトの締付荷重検出
装置が提供できる。
重に対しても対応できる信頼性の高い測定を行うことが
可能となる。以上述べたように本発明によれば、ボルト
頭部に配置された磁気センサにより鉄損を求めるように
したので、ボルトの締付荷重を精度よく、かつ簡便に検
出でき、さらにポルト締付力経年変化に対しても容易に
知ることができるので、実用的なボルトの締付荷重検出
装置が提供できる。
第１図は構造材料の応力と磁気特性との関係を表わ丁特
性曲線図、第２図は一般的な構造材料の応力検出手段の
説明図、第３図は鉄損と応力との関係を示す特性曲線図
、第４図はボルトに磁気センサを配置した取付断面図、
第５図は、本発明の一実施例を示すプロツクダイヤグラ
ム、第６図及び第ｒ図は、ボルト締付時におけるボルト
頭部表面近傍に生ずる半径方向及び円周方向の応力分布
図、第８図は、本発明の磁気センサの変形例を示す断面
図である。 １１ａ，１１ｂ・・・構造物、１２・・・ボルト、１３
，２１・・・磁気センサ、１４，２０・・・鉄心、１５
ａ，１５ｂ・・・コイル、１６・・・電源、１７・・・
電力計、１８・・・電圧計、１９・・・荷重指示計器。
性曲線図、第２図は一般的な構造材料の応力検出手段の
説明図、第３図は鉄損と応力との関係を示す特性曲線図
、第４図はボルトに磁気センサを配置した取付断面図、
第５図は、本発明の一実施例を示すプロツクダイヤグラ
ム、第６図及び第ｒ図は、ボルト締付時におけるボルト
頭部表面近傍に生ずる半径方向及び円周方向の応力分布
図、第８図は、本発明の磁気センサの変形例を示す断面
図である。 １１ａ，１１ｂ・・・構造物、１２・・・ボルト、１３
，２１・・・磁気センサ、１４，２０・・・鉄心、１５
ａ，１５ｂ・・・コイル、１６・・・電源、１７・・・
電力計、１８・・・電圧計、１９・・・荷重指示計器。
Claims (1)
- １ 締付力を測定するボルトの頭部に配置された磁気セ
ンサと、この磁気センサの出力により締付力によるボル
ト材料の交流磁気損失を求める装置と、この装置によつ
て求められた鉄損をもとに前記ボルトの締付力を測定す
る装置とから成るボルトの締付荷重検出装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB7918913A GB2022268B (en) | 1978-06-02 | 1979-03-31 | Stress measuring apparatus |
| JP4101079A JPS5945929B2 (ja) | 1979-04-06 | 1979-04-06 | ボルトの締付荷重検出装置 |
| US06/041,884 US4279163A (en) | 1978-06-02 | 1979-05-23 | Stress measuring apparatus |
| DE2922256A DE2922256C2 (de) | 1978-06-02 | 1979-05-31 | Vorrichtung zur Messung einer mechanischen Spannung |
| SE7904806A SE437886B (sv) | 1978-06-02 | 1979-06-01 | Apparat for metning av en mekanisk spenning i ett ferromagnetiskt foremal |
| CA000328957A CA1117596A (en) | 1978-06-02 | 1979-06-01 | Stress measuring apparatus |
| CH515979A CH640054A5 (de) | 1978-06-02 | 1979-06-01 | Vorrichtung zum messen von mechanischen spannungen und verwendung derselben. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4101079A JPS5945929B2 (ja) | 1979-04-06 | 1979-04-06 | ボルトの締付荷重検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55134331A JPS55134331A (en) | 1980-10-20 |
| JPS5945929B2 true JPS5945929B2 (ja) | 1984-11-09 |
Family
ID=12596415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4101079A Expired JPS5945929B2 (ja) | 1978-06-02 | 1979-04-06 | ボルトの締付荷重検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5945929B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57161526A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-05 | Shibaura Eng Works Co Ltd | Measuring method for axial tension of bolt |
| US5675087A (en) * | 1994-02-15 | 1997-10-07 | The Babcock & Wilcox Company | Fastener characterization with an electromagnetic acoustic transducer |
| US5499540A (en) * | 1994-02-15 | 1996-03-19 | The Babcock & Wilcox Company | Electromagnetic acoustic transducer for bolt tension and load measurement |
-
1979
- 1979-04-06 JP JP4101079A patent/JPS5945929B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55134331A (en) | 1980-10-20 |
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