JP2547867Y2 - 応力分布測定装置 - Google Patents
応力分布測定装置Info
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- JP2547867Y2 JP2547867Y2 JP1991041367U JP4136791U JP2547867Y2 JP 2547867 Y2 JP2547867 Y2 JP 2547867Y2 JP 1991041367 U JP1991041367 U JP 1991041367U JP 4136791 U JP4136791 U JP 4136791U JP 2547867 Y2 JP2547867 Y2 JP 2547867Y2
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- Japan
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- stress
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、磁性体の材料、特に金
属板の応力分布を測定する応力分布測定装置に関する。
属板の応力分布を測定する応力分布測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属板等の材料が溶接された場合、該材
料には、内在する残留応力と該材料に加わる外力によっ
て生ずる負荷応力とが存在する。これらの応力は材料の
強度に影響するため、これらの応力が適正な範囲内であ
るか否か測定することが必要となっている。
料には、内在する残留応力と該材料に加わる外力によっ
て生ずる負荷応力とが存在する。これらの応力は材料の
強度に影響するため、これらの応力が適正な範囲内であ
るか否か測定することが必要となっている。
【０００３】上記測定のため、材料の応力の非破壊測定
方法の１つとしてバルクハウゼン応力測定法がある。磁
性体材料を磁化する際に生ずるバルクハウゼン雑音は該
材料の応力の大きさ及び方向によって異なるという性質
を有しており、バルクハウゼン応力測定法はこの性質を
利用している。図５に示すように、バルクハウゼン応力
測定法に用いられる応力測定装置０は、ほぼコ字形の鉄
芯を有する電磁石１と、該電磁石１の両先端部のほぼ中
央で磁界の強さを測定する磁力センサ２とが、ケーシン
グ４の下方に配設されて構成されている。該応力測定装
置０の下面が図示しない材料に接触されると、上記電磁
石１により材料が磁化され、上記磁力センサ２により磁
化された材料のバルクハウゼン雑音が測定される。そし
て、このバルクハウゼン雑音の測定値を基にして当該位
置での応力の大きさ及び方向が求められる。
方法の１つとしてバルクハウゼン応力測定法がある。磁
性体材料を磁化する際に生ずるバルクハウゼン雑音は該
材料の応力の大きさ及び方向によって異なるという性質
を有しており、バルクハウゼン応力測定法はこの性質を
利用している。図５に示すように、バルクハウゼン応力
測定法に用いられる応力測定装置０は、ほぼコ字形の鉄
芯を有する電磁石１と、該電磁石１の両先端部のほぼ中
央で磁界の強さを測定する磁力センサ２とが、ケーシン
グ４の下方に配設されて構成されている。該応力測定装
置０の下面が図示しない材料に接触されると、上記電磁
石１により材料が磁化され、上記磁力センサ２により磁
化された材料のバルクハウゼン雑音が測定される。そし
て、このバルクハウゼン雑音の測定値を基にして当該位
置での応力の大きさ及び方向が求められる。
【０００４】ところで、材料を溶接する手段の１つとし
て、一点に通電して材料の抵抗熱により溶接するスポッ
ト溶接が広く採用されている。このスポット溶接による
溶接の良否を検査するために、従来は材料同士の間にド
ライバー等を差し込んで材料が溶着されているか否かを
確認していた。しかし、不完全な溶接であるとドライバ
ー等で完全に破壊されてしまう上、材料が厚い場合はド
ライバー等を差し込むことが困難となっていた。そこ
で、スポット溶接で材料同士の間に形成されるナゲット
の径を外部から測定し、このナゲット径により溶接の良
否を判断している。このナゲット径の測定方法として、
前述のバルクハウゼン応力測定法で材料の応力の分布を
測定し、この応力の分布によりナゲット径を求める方法
が用いられている。
て、一点に通電して材料の抵抗熱により溶接するスポッ
ト溶接が広く採用されている。このスポット溶接による
溶接の良否を検査するために、従来は材料同士の間にド
ライバー等を差し込んで材料が溶着されているか否かを
確認していた。しかし、不完全な溶接であるとドライバ
ー等で完全に破壊されてしまう上、材料が厚い場合はド
ライバー等を差し込むことが困難となっていた。そこ
で、スポット溶接で材料同士の間に形成されるナゲット
の径を外部から測定し、このナゲット径により溶接の良
否を判断している。このナゲット径の測定方法として、
前述のバルクハウゼン応力測定法で材料の応力の分布を
測定し、この応力の分布によりナゲット径を求める方法
が用いられている。
【０００５】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、バルク
ハウゼン応力測定法により溶接点周辺の応力分布を求め
るためには、多数の箇所で応力測定を行なわなければな
らないので、測定作業に多くの時間を要してしまう。し
かも、測定した位置をペン等で材料に印しているので、
作業は煩雑なものとなっている。
ハウゼン応力測定法により溶接点周辺の応力分布を求め
るためには、多数の箇所で応力測定を行なわなければな
らないので、測定作業に多くの時間を要してしまう。し
かも、測定した位置をペン等で材料に印しているので、
作業は煩雑なものとなっている。
【０００６】そこで、この考案は、材料の応力分布を容
易に測定することができ、特にスポット溶接時の溶接を
評価するのに適した応力分布測定装置を提供することを
目的とする。
易に測定することができ、特にスポット溶接時の溶接を
評価するのに適した応力分布測定装置を提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本考案に係る応力分布測定装置は、 ケーシン
グ内に適宜な間隔を設けて配し、同一の軸を中心として
回動自在に支持した一対の円環形状のリングのそれぞれ
の一部にコイルを巻回すると共に、該リングの外周の一
部をケーシングから突出させた被測定物を磁化する磁化
部と、前記磁化部の一対のリングの間位置に配し、該磁
化部により磁化された被測定物の磁界を測定してバルク
ハウゼン雑音を検出する磁力測定部と、前記磁化部のリ
ングの回動角度を検出する移動検出部とからなり、前記
リングを被測定物の表面で転動させながらバルクハウゼ
ン雑音の変化を測定し、該リングの転動による回動角度
から前記磁力測定部の移動距離を測定して、該磁力測定
部の移動経路上のバルクハウゼン雑音の分布を測定する
ことを特徴とするものである。
ために、本考案に係る応力分布測定装置は、 ケーシン
グ内に適宜な間隔を設けて配し、同一の軸を中心として
回動自在に支持した一対の円環形状のリングのそれぞれ
の一部にコイルを巻回すると共に、該リングの外周の一
部をケーシングから突出させた被測定物を磁化する磁化
部と、前記磁化部の一対のリングの間位置に配し、該磁
化部により磁化された被測定物の磁界を測定してバルク
ハウゼン雑音を検出する磁力測定部と、前記磁化部のリ
ングの回動角度を検出する移動検出部とからなり、前記
リングを被測定物の表面で転動させながらバルクハウゼ
ン雑音の変化を測定し、該リングの転動による回動角度
から前記磁力測定部の移動距離を測定して、該磁力測定
部の移動経路上のバルクハウゼン雑音の分布を測定する
ことを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】前記磁化部により被測定物を磁化し、磁化され
た被測定物により生ずる磁界の強さを前記磁力測定部に
より測定する。この時、測定された磁界の強さには雑音
信号が含まれており、この雑音信号を検出する。また、
磁力測定部を被測定物に沿って移動させ、この移動の距
離及び方向を移動検出部により検出する。
た被測定物により生ずる磁界の強さを前記磁力測定部に
より測定する。この時、測定された磁界の強さには雑音
信号が含まれており、この雑音信号を検出する。また、
磁力測定部を被測定物に沿って移動させ、この移動の距
離及び方向を移動検出部により検出する。
【０００９】上記検出値により、移動した位置と各位置
での雑音信号との関係、すなわち被測定物での雑音信号
の分布を求める。そして、この雑音信号の分布を基にし
て、被測定物での応力の大きさ及び方向を算出し、応力
分布を求める。
での雑音信号との関係、すなわち被測定物での雑音信号
の分布を求める。そして、この雑音信号の分布を基にし
て、被測定物での応力の大きさ及び方向を算出し、応力
分布を求める。
【００１０】
【実施例】以下、図示した実施例に基づいて、本考案に
係る応力分布測定装置を詳細に説明する。
係る応力分布測定装置を詳細に説明する。
【００１１】図１に示すように、応力分布測定装置10
は、対向したほぼ円環形状の磁性体のリング12とこれら
リング12のほぼ中央に位置する磁力センサ14とがケーシ
ング16の下部に配設されて構成されている。
は、対向したほぼ円環形状の磁性体のリング12とこれら
リング12のほぼ中央に位置する磁力センサ14とがケーシ
ング16の下部に配設されて構成されている。
【００１２】上記リング12の一部にはコイル20が緩く巻
回されて磁化部が構成されており、該リング12は回動自
在なローラ18により回転自在に支持されて、リング12の
外周の一部がケーシング16の下面から僅かに突出してい
る。そして、このリング12の片面にはほぼ径方向に所定
間隔の縞模様22が一周に渡って設けられており、リング
12の回転に伴う縞模様22の移動を検知するフォトセンサ
24が該縞模様22に対向して配設されている。これらリン
グ12及び縞模様22、フォトセンサ24により移動検出部が
構成されている。
回されて磁化部が構成されており、該リング12は回動自
在なローラ18により回転自在に支持されて、リング12の
外周の一部がケーシング16の下面から僅かに突出してい
る。そして、このリング12の片面にはほぼ径方向に所定
間隔の縞模様22が一周に渡って設けられており、リング
12の回転に伴う縞模様22の移動を検知するフォトセンサ
24が該縞模様22に対向して配設されている。これらリン
グ12及び縞模様22、フォトセンサ24により移動検出部が
構成されている。
【００１３】一方、磁力測定部としての上記磁力センサ
14は下方を指向しており、該磁力センサ14の内部には図
示しないピックアップコイルが長手方向を上下にして収
容されている。
14は下方を指向しており、該磁力センサ14の内部には図
示しないピックアップコイルが長手方向を上下にして収
容されている。
【００１４】以上により構成された応力分布測定装置10
の作用を説明する。なお、本実施例では、応力分布測定
装置10を、スポット溶接のナゲット径の測定に用いる場
合について説明する。
の作用を説明する。なお、本実施例では、応力分布測定
装置10を、スポット溶接のナゲット径の測定に用いる場
合について説明する。
【００１５】図２に示すように、スポット溶接をした材
料26同士の溶接点28の内部には、溶着部としてナゲット
30が形成されており、この溶接点28から適宜離隔した位
置に応力分布測定装置10が下面を接して支持されてい
る。この時、図１及び図２に示すように、前記リング12
に巻回されたコイル20に通電されると、リング12の内部
に磁界が発生して材料26が磁化される。そして、前記磁
力センサ14により当該位置での材料26による磁界の強さ
を測定し、バルクハウゼン雑音を検出する。この状態
で、上記溶接点28を含むほぼ直線に沿って上記応力分布
測定装置10を移動させる。この移動に伴ってリング12が
回転し、リング12の縞模様22の移動をフォトセンサ24が
検出して移動距離を算出する。従って、この移動距離と
各位置でのバルクハウゼン雑音とが同時に測定され、移
動した直線上でのバルクハウゼン雑音の分布が求められ
る。
料26同士の溶接点28の内部には、溶着部としてナゲット
30が形成されており、この溶接点28から適宜離隔した位
置に応力分布測定装置10が下面を接して支持されてい
る。この時、図１及び図２に示すように、前記リング12
に巻回されたコイル20に通電されると、リング12の内部
に磁界が発生して材料26が磁化される。そして、前記磁
力センサ14により当該位置での材料26による磁界の強さ
を測定し、バルクハウゼン雑音を検出する。この状態
で、上記溶接点28を含むほぼ直線に沿って上記応力分布
測定装置10を移動させる。この移動に伴ってリング12が
回転し、リング12の縞模様22の移動をフォトセンサ24が
検出して移動距離を算出する。従って、この移動距離と
各位置でのバルクハウゼン雑音とが同時に測定され、移
動した直線上でのバルクハウゼン雑音の分布が求められ
る。
【００１６】また、バルクハウゼン雑音の大きい部分に
は引張応力が作用しており、バルクハウゼン雑音が小さ
い部分には圧縮応力が作用しているので、求められたバ
ルクハウゼン雑音の分布を応力の分布に置換することが
できる。この応力分布は、図３に示すように、溶接点Ｏ
では引張応力が上記直線方向に作用し、その周囲Ｐでは
圧縮応力が同方向に作用したものとなっている。
は引張応力が作用しており、バルクハウゼン雑音が小さ
い部分には圧縮応力が作用しているので、求められたバ
ルクハウゼン雑音の分布を応力の分布に置換することが
できる。この応力分布は、図３に示すように、溶接点Ｏ
では引張応力が上記直線方向に作用し、その周囲Ｐでは
圧縮応力が同方向に作用したものとなっている。
【００１７】そして、同図に示す圧縮応力のピーク値を
有する位置Ｐ同士の距離Ｌとナゲット径Ｄは相関関係を
有するものとなっており、該相関関係は実験データ等に
基づいて、例えば図４に示すグラフのように現わされ
る。この相関関係を利用して、上記距離Ｌからナゲット
径Ｄを求めることができる。
有する位置Ｐ同士の距離Ｌとナゲット径Ｄは相関関係を
有するものとなっており、該相関関係は実験データ等に
基づいて、例えば図４に示すグラフのように現わされ
る。この相関関係を利用して、上記距離Ｌからナゲット
径Ｄを求めることができる。
【００１８】上述したように、本実施例に係る応力分布
測定装置10を用いたことにより、応力分布が容易に求め
られる。このため、ナゲット径Ｄを求め、該ナゲット径
Ｄの値によりスポット溶接の溶接状態の良否を判断する
作業が容易に行なわれ、検査の工程が簡略化される。
測定装置10を用いたことにより、応力分布が容易に求め
られる。このため、ナゲット径Ｄを求め、該ナゲット径
Ｄの値によりスポット溶接の溶接状態の良否を判断する
作業が容易に行なわれ、検査の工程が簡略化される。
【００１９】なお、本実施例では、応力分布測定装置10
の使用例としてナゲット径Ｄの測定を示したが、他の使
用例として焼鈍効果の測定や金属疲労の状況の検査等に
用いることができる。
の使用例としてナゲット径Ｄの測定を示したが、他の使
用例として焼鈍効果の測定や金属疲労の状況の検査等に
用いることができる。
【００２０】また、本実施例では、移動検出部を磁化部
と一体的に構成したが、別体として構成してもよく、例
えば、移動検出部を回動自在なゴム球と該ゴム球を収容
する窪み部とにより構成し、ゴム球の回動をエンコーダ
で検出する構造であっても構わない。この場合、任意の
移動方向をも検出できるので、一定の線上の応力分布だ
けでなく、適宜な線上の応力分布を測定することができ
る。このため、複雑な形状の材料の応力分布を測定する
ことができる。
と一体的に構成したが、別体として構成してもよく、例
えば、移動検出部を回動自在なゴム球と該ゴム球を収容
する窪み部とにより構成し、ゴム球の回動をエンコーダ
で検出する構造であっても構わない。この場合、任意の
移動方向をも検出できるので、一定の線上の応力分布だ
けでなく、適宜な線上の応力分布を測定することができ
る。このため、複雑な形状の材料の応力分布を測定する
ことができる。
【００２１】さらに、本実施例では磁力センサと共に磁
化部も移動するので、これら磁力センサと磁化部との位
置関係が一定になっている。このため、安定した精度で
被測定物の磁力を測定することができる。
化部も移動するので、これら磁力センサと磁化部との位
置関係が一定になっている。このため、安定した精度で
被測定物の磁力を測定することができる。
【００２２】
【考案の効果】以上に述べたように、本考案に係る応力
分布測定装置によれば、磁力測定部を被測定物に沿って
移動させた距離及び方向を検出する移動検出部を有する
ので、磁化部の移動と被測定物の磁力との相関関係を測
定することができ、この相関関係から、被測定物での応
力分布を容易に求めることができる。従って、作業工程
が簡略化されて、測定時間の短縮化を図ることができ
る。
分布測定装置によれば、磁力測定部を被測定物に沿って
移動させた距離及び方向を検出する移動検出部を有する
ので、磁化部の移動と被測定物の磁力との相関関係を測
定することができ、この相関関係から、被測定物での応
力分布を容易に求めることができる。従って、作業工程
が簡略化されて、測定時間の短縮化を図ることができ
る。
【図１】応力分布測定装置の主要構成部品を示す一部省
略の斜視図である。
略の斜視図である。
【図２】応力分布測定装置の使用例を示す一部断面の斜
視図である。
視図である。
【図３】溶接点からの距離と応力との相関関係を示す図
である。
である。
【図４】図３に示すピーク点Ｐ同士の距離Ｌとナゲット
径Ｄとの相関関係を示す図である。
径Ｄとの相関関係を示す図である。
【図５】従来の応力測定装置の主要構成部品を示す一部
省略の斜視図であり、図１に相当する図である。
省略の斜視図であり、図１に相当する図である。
10 応力分布測定装置 12 リング（磁化部、移動検出部） 14 磁力センサ（磁力測定部） 16 ケーシング 20 コイル（磁化部） 22 縞模様（移動検出部） 24 フォトセンサ（移動検出部） 26 金属板（被測定物）
Claims (1)
- 【請求項１】 ケーシング内に適宜な間隔を設けて配
し、同一の軸を中心として回動自在に支持した一対の円
環形状のリングのそれぞれの一部にコイルを巻回すると
共に、該リングの外周の一部をケーシングから突出させ
た被測定物を磁化する磁化部と、 前記磁化部の一対のリングの間位置に配し、該磁化部に
より磁化された被測定物の磁界を測定してバルクハウゼ
ン雑音を検出する磁力測定部と、 前記磁化部のリングの回動角度を検出する移動検出部と
からなり、 前記リングを被測定物の表面で転動させながらバルクハ
ウゼン雑音の変化を測定し、該リングの転動による回動
角度から前記磁力測定部の移動距離を測定して、該磁力
測定部の移動経路上のバルクハウゼン雑音の分布を測定
することを特徴とする応力分布測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991041367U JP2547867Y2 (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 応力分布測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991041367U JP2547867Y2 (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 応力分布測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04126134U JPH04126134U (ja) | 1992-11-17 |
| JP2547867Y2 true JP2547867Y2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=31922167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991041367U Expired - Lifetime JP2547867Y2 (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 応力分布測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2547867Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102096307B1 (ko) * | 2020-01-20 | 2020-04-03 | (주)스마트 제어계측 | 바크하우젠 측정방법의 비례교정방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62229038A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-07 | Nitsukooshi Kk | 応力測定装置 |
| JPH0264450A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-05 | Hitachi Ltd | 材料の劣化検査装置 |
-
1991
- 1991-05-08 JP JP1991041367U patent/JP2547867Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04126134U (ja) | 1992-11-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970408 |