JP3342467B2 - クラック形疲労検出素子およびその製造方法ならびにクラック形疲労検出素子を用いた損傷度推定方法 - Google Patents
クラック形疲労検出素子およびその製造方法ならびにクラック形疲労検出素子を用いた損傷度推定方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、橋梁などの構造
物、機械、車両、航空機などの各種の部材の疲労による
損傷度を測定するために好適に実施することができるク
ラック形疲労検出素子およびその製造方法ならびにクラ
ック形疲労検出素子を用いた損傷度推定方法に関する。
物、機械、車両、航空機などの各種の部材の疲労による
損傷度を測定するために好適に実施することができるク
ラック形疲労検出素子およびその製造方法ならびにクラ
ック形疲労検出素子を用いた損傷度推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】典型的な従来の技術は、特開昭６２−２
６５５５８号公報に示されている。この従来の技術で
は、板状の基板の一表面に、疲労損傷を生じるスリット
を有する破断片が固着されるクラック形疲労検出素子が
記載され、またスリットを有する破断片の長手方向両端
部を板状の基板の一表面に接着剤によって接着して固着
するクラック形疲労検出素子の製造方法が記載され、さ
らにき裂進展特性の異なる２つのクラック形疲労検出素
子を被検出部材に固定し、同一の期間内に進展した各き
裂進展長をそれぞれ測定して、これらのき裂進展長に対
応した前記期間内の被検出部材の疲労による損傷量を推
定するクラック形疲労検出素子を用いた損傷度推定方法
が記載されている。
６５５５８号公報に示されている。この従来の技術で
は、板状の基板の一表面に、疲労損傷を生じるスリット
を有する破断片が固着されるクラック形疲労検出素子が
記載され、またスリットを有する破断片の長手方向両端
部を板状の基板の一表面に接着剤によって接着して固着
するクラック形疲労検出素子の製造方法が記載され、さ
らにき裂進展特性の異なる２つのクラック形疲労検出素
子を被検出部材に固定し、同一の期間内に進展した各き
裂進展長をそれぞれ測定して、これらのき裂進展長に対
応した前記期間内の被検出部材の疲労による損傷量を推
定するクラック形疲労検出素子を用いた損傷度推定方法
が記載されている。
【０００３】他の従来の技術は、特開平９−３０４２４
０号公報に示されている。この従来の技術では、疲労損
傷を予知しようとする構造物と同一材料から成り、長さ
方向中央部にスリットを有する薄板状の破断片を、２枚
の合成樹脂製薄板の間に挟み、これらを前記スリットを
含む破断片の中央部を除く残余の領域で接着したクラッ
ク形疲労検出素子が記載されている。前記試験片は、前
記被検出部材と同一材料から成り、長手方向中央部に円
形の孔と、この孔から幅方向両側に延びるスリットとが
形成された部材を、前記破断片の厚みに相当する厚さに
スライスして切断し、こうして形成された破断片を合成
樹脂製の２枚の薄板によって挟み、破断片の長手方向両
端部で接着して前記クラック形疲労検出素子を製造して
いる。さらにこの従来の技術では、前記疲労検出素子を
溶接止端部などのホットスポットと呼ばれる応力集中箇
所から離れた位置に固定して、事前に作成した被検出部
材のＳ／Ｎ（＝応力／荷重繰返し数）線図に基づいて被
検出部材の寿命を推定するクラック形疲労検出素子を用
いた損傷度推定方法が記載されている。
０号公報に示されている。この従来の技術では、疲労損
傷を予知しようとする構造物と同一材料から成り、長さ
方向中央部にスリットを有する薄板状の破断片を、２枚
の合成樹脂製薄板の間に挟み、これらを前記スリットを
含む破断片の中央部を除く残余の領域で接着したクラッ
ク形疲労検出素子が記載されている。前記試験片は、前
記被検出部材と同一材料から成り、長手方向中央部に円
形の孔と、この孔から幅方向両側に延びるスリットとが
形成された部材を、前記破断片の厚みに相当する厚さに
スライスして切断し、こうして形成された破断片を合成
樹脂製の２枚の薄板によって挟み、破断片の長手方向両
端部で接着して前記クラック形疲労検出素子を製造して
いる。さらにこの従来の技術では、前記疲労検出素子を
溶接止端部などのホットスポットと呼ばれる応力集中箇
所から離れた位置に固定して、事前に作成した被検出部
材のＳ／Ｎ（＝応力／荷重繰返し数）線図に基づいて被
検出部材の寿命を推定するクラック形疲労検出素子を用
いた損傷度推定方法が記載されている。
【０００４】さらに他の従来の技術は、特開平１０−１
８５８５４号公報に示されている。この従来の技術で
は、被検出部材に発生する疲労損傷のき裂方向に垂直な
方向に所定間隔をあけて並列状態および直列状態のうち
少なくともいずれか一方の状態で配置された複数の歪み
ゲージを有する疲労検出素子を、前記被検出部材に取付
けて、破断片に発生したき裂進展長を前記歪みゲージに
よって電気的に検出し、この検出値に基づいて、被検出
部材の疲労による損傷度を推定することが記載されてい
る。
８５８５４号公報に示されている。この従来の技術で
は、被検出部材に発生する疲労損傷のき裂方向に垂直な
方向に所定間隔をあけて並列状態および直列状態のうち
少なくともいずれか一方の状態で配置された複数の歪み
ゲージを有する疲労検出素子を、前記被検出部材に取付
けて、破断片に発生したき裂進展長を前記歪みゲージに
よって電気的に検出し、この検出値に基づいて、被検出
部材の疲労による損傷度を推定することが記載されてい
る。
【０００５】さらに他の従来の技術は、特許第２９５２
５９４号公報に示されている。この従来の技術では、ス
リットを有する破断片に、前記スリットの先端から発生
するき裂の進行方向に対して直角な方向に歪みゲージま
たは複数の電気抵抗線を並列に配置して実現されるクラ
ックゲージを設け、これによって破断片に発生するき裂
進展長を検出しやすくして、疲労による損傷度を推定す
ることが記載されている。
５９４号公報に示されている。この従来の技術では、ス
リットを有する破断片に、前記スリットの先端から発生
するき裂の進行方向に対して直角な方向に歪みゲージま
たは複数の電気抵抗線を並列に配置して実現されるクラ
ックゲージを設け、これによって破断片に発生するき裂
進展長を検出しやすくして、疲労による損傷度を推定す
ることが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の特開昭６２−２
６５５５８号公報の従来の技術では、破断片は引張り応
力が残留しない状態で基板に固定されるので、被検出部
材で発生した歪みは、基板を介して破断片に伝達され、
この破断片のスリットの先端にき裂を発生させて、前記
被検出部材の疲労による損傷度を検出している。したが
って破断片には、前記スリットの先端にき裂を発生させ
得る程度の大きな引張り応力が発生しなければならず、
き裂が発生するまでの被検出部材の微少な歪みは検出す
ることができず、感度が低いという問題がある。
６５５５８号公報の従来の技術では、破断片は引張り応
力が残留しない状態で基板に固定されるので、被検出部
材で発生した歪みは、基板を介して破断片に伝達され、
この破断片のスリットの先端にき裂を発生させて、前記
被検出部材の疲労による損傷度を検出している。したが
って破断片には、前記スリットの先端にき裂を発生させ
得る程度の大きな引張り応力が発生しなければならず、
き裂が発生するまでの被検出部材の微少な歪みは検出す
ることができず、感度が低いという問題がある。
【０００７】また特開昭９−３０４２４０号公報の従来
の技術では、破断片を２枚の合成樹脂から成る薄板間に
挟んで破断片の長手方向両端部を接合しており、一方の
薄板を被検出部材に固定している。したがって被検出部
材で生じた歪みは、各薄板を介して破断片に伝達され、
このとき歪みの一部は薄板によって吸収され、被検出部
材で発生した歪みが破断片に確実に伝達されず、感度が
低いという問題がある。またこの従来の技術の疲労検出
素子のサイズは、長さ７０ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚さ約
１．５ｍｍであり、外観形状が大きい。そのため被検出
部材のたとえば溶接ビードの縁端に近接して取付けるこ
とができず、疲労損傷度の測定対象位置はおのずと制限
されてしまい、目的が果たせない可能性が高くなるとい
う問題がある。
の技術では、破断片を２枚の合成樹脂から成る薄板間に
挟んで破断片の長手方向両端部を接合しており、一方の
薄板を被検出部材に固定している。したがって被検出部
材で生じた歪みは、各薄板を介して破断片に伝達され、
このとき歪みの一部は薄板によって吸収され、被検出部
材で発生した歪みが破断片に確実に伝達されず、感度が
低いという問題がある。またこの従来の技術の疲労検出
素子のサイズは、長さ７０ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚さ約
１．５ｍｍであり、外観形状が大きい。そのため被検出
部材のたとえば溶接ビードの縁端に近接して取付けるこ
とができず、疲労損傷度の測定対象位置はおのずと制限
されてしまい、目的が果たせない可能性が高くなるとい
う問題がある。
【０００８】さらに特開平１０−１８５８５４号公報の
従来の技術では、本発明でいう基板に相当する構成は存
在せず、直接破断片を被検出部材に取付けて、前記破断
片に発生したき裂進展長を歪みゲージまたは電気抵抗線
などの電気的手段によって電気的に検出してモニタしよ
うとするものであるが、前記破断片の厚みは一定であっ
て、長さ１７０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍと外
観形状が大きく、被検出部材に対する疲労損傷度の測定
位置がきわめて制限されてしまうという問題がある。
従来の技術では、本発明でいう基板に相当する構成は存
在せず、直接破断片を被検出部材に取付けて、前記破断
片に発生したき裂進展長を歪みゲージまたは電気抵抗線
などの電気的手段によって電気的に検出してモニタしよ
うとするものであるが、前記破断片の厚みは一定であっ
て、長さ１７０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍと外
観形状が大きく、被検出部材に対する疲労損傷度の測定
位置がきわめて制限されてしまうという問題がある。
【０００９】さらに特許第２９５２５９４号公報の従来
の技術では、部材に貼付けたセンサのスリットから発生
するき裂のひずみ感度を向上させるため、以下の２つの
工夫をこらしているが、コストおよび実用上の大きな問
題がある。まず、薄板に溝加工しただけではき裂が発生
しにくいので、予め別途繰返し荷重をかけ、疲労き裂を
発生させて先端を鋭い形状にしておくが、それだけでは
き裂先端部に残留する圧縮応力の影響でまだき裂が発生
しにくいので、残留応力を低減させるため熱処理（残留
応力除去焼鈍）をしている。このため、製作に極めて労
力がかかりコストが高くつくという問題がある。また部
材に直接、センサを貼付ける際に、センサに引張残留応
力を与えるという工夫があるが、現場作業では実現でき
ない場合もあり、その管理は極めて困難であるという問
題がある。
の技術では、部材に貼付けたセンサのスリットから発生
するき裂のひずみ感度を向上させるため、以下の２つの
工夫をこらしているが、コストおよび実用上の大きな問
題がある。まず、薄板に溝加工しただけではき裂が発生
しにくいので、予め別途繰返し荷重をかけ、疲労き裂を
発生させて先端を鋭い形状にしておくが、それだけでは
き裂先端部に残留する圧縮応力の影響でまだき裂が発生
しにくいので、残留応力を低減させるため熱処理（残留
応力除去焼鈍）をしている。このため、製作に極めて労
力がかかりコストが高くつくという問題がある。また部
材に直接、センサを貼付ける際に、センサに引張残留応
力を与えるという工夫があるが、現場作業では実現でき
ない場合もあり、その管理は極めて困難であるという問
題がある。
【００１０】本発明の目的は、構成を小形化して測定位
置の選択上の自由度を向上し、高感度および高精度で信
頼性の高い測定を行うことができるクラック形疲労検出
素子およびその製造方法ならびにクラック形疲労検出素
子を用いた損傷度推定方法を提供することである。
置の選択上の自由度を向上し、高感度および高精度で信
頼性の高い測定を行うことができるクラック形疲労検出
素子およびその製造方法ならびにクラック形疲労検出素
子を用いた損傷度推定方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、箔状の基板の一表面上に、長手方向両端部間の中央
部で、前記長手方向に垂直な幅方向一側部から幅方向他
側部に向って延びるスリットが形成される箔状の破断片
の前記長手方向両端部が固着され、前記基板の他表面を
被検出部材に固定して、前記スリットから進展したき裂
進展長によって被検出部材の疲労損傷度を検出するクラ
ック形疲労検出素子において、前記破断片のスリットが
形成される中央部を含む中間部は、幅方向全長にわたっ
て長手方向両端部よりも薄く形成されることを特徴とす
るクラック形疲労検出素子である。
は、箔状の基板の一表面上に、長手方向両端部間の中央
部で、前記長手方向に垂直な幅方向一側部から幅方向他
側部に向って延びるスリットが形成される箔状の破断片
の前記長手方向両端部が固着され、前記基板の他表面を
被検出部材に固定して、前記スリットから進展したき裂
進展長によって被検出部材の疲労損傷度を検出するクラ
ック形疲労検出素子において、前記破断片のスリットが
形成される中央部を含む中間部は、幅方向全長にわたっ
て長手方向両端部よりも薄く形成されることを特徴とす
るクラック形疲労検出素子である。
【００１２】本発明に従えば、箔状の基板の一表面に
は、長手方向両端部間の中間部にスリットが形成される
箔状の破断片の長手方向両端部が固着される。前記スリ
ットは、破断片の中央部において、前記長手方向に垂直
な幅方向一側部から幅方向他側部に向って延びる。破断
片が固着された基板は、その他表面が被検出部材に固定
され、被検出部材の歪みが前記基板を介して破断片に伝
達され、スリットから進展したき裂の進展長によって被
検出部材の疲労による損傷度を検出することができる。
は、長手方向両端部間の中間部にスリットが形成される
箔状の破断片の長手方向両端部が固着される。前記スリ
ットは、破断片の中央部において、前記長手方向に垂直
な幅方向一側部から幅方向他側部に向って延びる。破断
片が固着された基板は、その他表面が被検出部材に固定
され、被検出部材の歪みが前記基板を介して破断片に伝
達され、スリットから進展したき裂の進展長によって被
検出部材の疲労による損傷度を検出することができる。
【００１３】このようなクラック形疲労検出素子の破断
片には、前記スリットが形成され中央部を含む中間部が
その両側の長手方向両端部よりも薄く形成され、この薄
く形成される領域は破断片の幅方向全長とされる。した
がって被検出部材から基板を経て破断片の長手方向両端
部に伝達された歪みは、スリットの周辺に大きな応力を
発生させ、この大きな応力がスリットの先端において応
力集中する。このようにして被検出部材の歪みによって
破断片のスリットの先端に大きな集中応力を発生させる
ことができるので、被検出部材に発生する歪みが小さい
ものであっても、スリットの先端には大きな集中応力が
発生し、これによって被検出部材の微少な歪みによる疲
労損傷量を、破断片に発生したき裂進展長によって高感
度および高精度で検出し、信頼性の高い測定を行うこと
ができる。
片には、前記スリットが形成され中央部を含む中間部が
その両側の長手方向両端部よりも薄く形成され、この薄
く形成される領域は破断片の幅方向全長とされる。した
がって被検出部材から基板を経て破断片の長手方向両端
部に伝達された歪みは、スリットの周辺に大きな応力を
発生させ、この大きな応力がスリットの先端において応
力集中する。このようにして被検出部材の歪みによって
破断片のスリットの先端に大きな集中応力を発生させる
ことができるので、被検出部材に発生する歪みが小さい
ものであっても、スリットの先端には大きな集中応力が
発生し、これによって被検出部材の微少な歪みによる疲
労損傷量を、破断片に発生したき裂進展長によって高感
度および高精度で検出し、信頼性の高い測定を行うこと
ができる。
【００１４】請求項２記載の本発明は、前記破断片は、
引張応力を残留させた状態で、前記基板の一表面に長手
方向両端部が固着されることを特徴とする。
引張応力を残留させた状態で、前記基板の一表面に長手
方向両端部が固着されることを特徴とする。
【００１５】本発明に従えば、前記破断片には引張応力
が残留しているので、被検出部材の微少な歪みによって
前記スリットからき裂を進展させることができ、より一
層感度を向上することができる。また前記破断片の引張
残留応力を所定の値以上にすることによって、精度を向
上することができる。
が残留しているので、被検出部材の微少な歪みによって
前記スリットからき裂を進展させることができ、より一
層感度を向上することができる。また前記破断片の引張
残留応力を所定の値以上にすることによって、精度を向
上することができる。
【００１６】請求項３記載の本発明は、前記破断片は、
前記基板の一表面に長手方向両端部が直接、または接着
層を介して間接的に接合されることを特徴とする。
前記基板の一表面に長手方向両端部が直接、または接着
層を介して間接的に接合されることを特徴とする。
【００１７】本発明に従えば、前記破断片の長手方向両
端部が基板の一表面に直接、または接着層を介して間接
的に接合されるので、確実に基板から破断片の長手方向
両端部へ歪みを伝達し、その破断片の中央部に引張応力
を集中的に発生させることができ、引張応力の分散を防
いでき裂を発生し易くすることができることができる。
端部が基板の一表面に直接、または接着層を介して間接
的に接合されるので、確実に基板から破断片の長手方向
両端部へ歪みを伝達し、その破断片の中央部に引張応力
を集中的に発生させることができ、引張応力の分散を防
いでき裂を発生し易くすることができることができる。
【００１８】請求項４記載の本発明は、前記破断片は、
スリットの先端から幅方向他端部にわたるき裂発生領域
に、き裂進展量を電気的に検出するき裂進展量検出手段
が設けられることを特徴とする。
スリットの先端から幅方向他端部にわたるき裂発生領域
に、き裂進展量を電気的に検出するき裂進展量検出手段
が設けられることを特徴とする。
【００１９】本発明に従えば、破断片のき裂進展量をき
裂進展量検出手段によって電気的に検出することができ
るので、き裂進展に伴うデータの取出しおよび管理が容
易となり、疲労検出素子を被検出部材に設置して、長期
にわたって損傷度を連続して、または定期的に断続して
測定することができ、被検出部材の疲労による損傷度測
定作業の容易化を図ることができる。
裂進展量検出手段によって電気的に検出することができ
るので、き裂進展に伴うデータの取出しおよび管理が容
易となり、疲労検出素子を被検出部材に設置して、長期
にわたって損傷度を連続して、または定期的に断続して
測定することができ、被検出部材の疲労による損傷度測
定作業の容易化を図ることができる。
【００２０】請求項５記載の本発明は、前記破断片に設
けられるスリットは、その先端が幅方向一側部から幅方
向他側部に向って先細状に形成されることを特徴とす
る。
けられるスリットは、その先端が幅方向一側部から幅方
向他側部に向って先細状に形成されることを特徴とす
る。
【００２１】本発明に従えば、前記スリットの先端は破
断片の幅方向一側部から他側部に向って先細状に尖らせ
て形成されるので、前記スリットの先端のより狭い領域
に応力を集中させることができ、これによってより一層
き裂を発生し易くして感度を向上することができる。
断片の幅方向一側部から他側部に向って先細状に尖らせ
て形成されるので、前記スリットの先端のより狭い領域
に応力を集中させることができ、これによってより一層
き裂を発生し易くして感度を向上することができる。
【００２２】請求項６記載の本発明は、前記破断片の中
間部の一表面と長手方向両端部の一表面との間には、前
記スリットの両側で立上がる段差面が形成され、各段差
面と中間部の一表面との交差部は、破断片の他表面に向
って凸の湾曲面によって連なることを特徴とする。
間部の一表面と長手方向両端部の一表面との間には、前
記スリットの両側で立上がる段差面が形成され、各段差
面と中間部の一表面との交差部は、破断片の他表面に向
って凸の湾曲面によって連なることを特徴とする。
【００２３】本発明に従えば、破断片の中間部の一表面
と長手方向両端部の一表面との間に段差面が形成されて
この段差面と中間部の前記一表面との交差部には、破断
片の他表面に向って凸に弯曲した湾曲面が形成されるの
で、被検出部材に基板の他表面が固定された状態で、そ
の被検出部材で生じた歪みは、基板を介して破断片の長
手方向両端部に伝達され、この長手方向両端部から中間
部のスリット周辺に伝達されてスリット先端からき裂を
発生させる。このとき上記のように交差部を湾曲面とす
ることによって、前記長手方向両端部から中間部に伝わ
る応力が前記段差面と中間部の一表面との交差部に集中
することを可及的に少なくなるように緩和し、スリット
よりも先に交差部にき裂が発生することを防ぎ、かつス
リットの先端への応力集中が減衰することを防いで、交
差部への応力の分散によるスリット先端での応力の減衰
をできるだけ少なくして、スリットの先端にできるだけ
応力を集中させてき裂を発生しやすくし、感度をより一
層向上することができる。
と長手方向両端部の一表面との間に段差面が形成されて
この段差面と中間部の前記一表面との交差部には、破断
片の他表面に向って凸に弯曲した湾曲面が形成されるの
で、被検出部材に基板の他表面が固定された状態で、そ
の被検出部材で生じた歪みは、基板を介して破断片の長
手方向両端部に伝達され、この長手方向両端部から中間
部のスリット周辺に伝達されてスリット先端からき裂を
発生させる。このとき上記のように交差部を湾曲面とす
ることによって、前記長手方向両端部から中間部に伝わ
る応力が前記段差面と中間部の一表面との交差部に集中
することを可及的に少なくなるように緩和し、スリット
よりも先に交差部にき裂が発生することを防ぎ、かつス
リットの先端への応力集中が減衰することを防いで、交
差部への応力の分散によるスリット先端での応力の減衰
をできるだけ少なくして、スリットの先端にできるだけ
応力を集中させてき裂を発生しやすくし、感度をより一
層向上することができる。
【００２４】請求項７記載の本発明は、前記破断片の中
間部の長手方向の長さＬ３と破断片の長手方向両端部間
の未接合領域の長さＬ４との比Ｌ３／Ｌ４によって、こ
の比Ｌ３／Ｌ４が小さくなるにつれて、感度を高くなる
方向に調整可能であることを特徴とする。
間部の長手方向の長さＬ３と破断片の長手方向両端部間
の未接合領域の長さＬ４との比Ｌ３／Ｌ４によって、こ
の比Ｌ３／Ｌ４が小さくなるにつれて、感度を高くなる
方向に調整可能であることを特徴とする。
【００２５】本発明に従えば、破断片の中間部の長手方
向の長さＬ３を長手方向両端部間の未接合領域の長さＬ
４に対して適宜調整することによって、比Ｌ３／Ｌ４を
下げると感度を高くする方向に、また比Ｌ３／Ｌ４を上
げると感度を低くする方向に変化させて感度を任意に設
定することができ、高精度で要求される感度を有する疲
労検出素子を実現することが可能となる。このような破
断片の中間部の長さＬ３の調整は、特殊な加工を必要と
せず、容易に希望する感度の疲労検出素子を製造するこ
とができる。
向の長さＬ３を長手方向両端部間の未接合領域の長さＬ
４に対して適宜調整することによって、比Ｌ３／Ｌ４を
下げると感度を高くする方向に、また比Ｌ３／Ｌ４を上
げると感度を低くする方向に変化させて感度を任意に設
定することができ、高精度で要求される感度を有する疲
労検出素子を実現することが可能となる。このような破
断片の中間部の長さＬ３の調整は、特殊な加工を必要と
せず、容易に希望する感度の疲労検出素子を製造するこ
とができる。
【００２６】請求項８記載の本発明は、電鋳めっきによ
って、長手方向両端部間の中央部に、幅方向一側部から
幅方向他側部に向って延びるスリットを有する箔膜を形
成し、前記スリットを有する箔膜の一表面の前記中央部
を含む中間部が露出するようにして、前記一表面の残余
の領域および他表面をレジスト膜によって被覆した後、
エッチング処理によって、前記中間部が所定の厚みに減
厚された破断片を形成し、前記破断片の長手方向両端部
を、基板に接合することを特徴とするクラック形疲労検
出素子の製造方法である。
って、長手方向両端部間の中央部に、幅方向一側部から
幅方向他側部に向って延びるスリットを有する箔膜を形
成し、前記スリットを有する箔膜の一表面の前記中央部
を含む中間部が露出するようにして、前記一表面の残余
の領域および他表面をレジスト膜によって被覆した後、
エッチング処理によって、前記中間部が所定の厚みに減
厚された破断片を形成し、前記破断片の長手方向両端部
を、基板に接合することを特徴とするクラック形疲労検
出素子の製造方法である。
【００２７】本発明に従えば、長手方向両端部間の中央
部にスリットを有する箔膜が電鋳めっきによって形成さ
れるので、厚みの均一な金属箔を容易に形成することが
できる。このような箔膜は、レジスト膜によって前記中
間部への一表面を除く残余の領域の全てが被覆され、こ
の状態でエッチング処理され、中間部が所定の厚みに減
厚された破断片が形成される。このように中間部を減厚
するにあたってエッチング処理によるので、中間部を等
方的に減厚し、中間部の厚みを一定とすることができス
リットに関して左右均等に引張応力を発生させて、確実
にき裂が進展する信頼性の高い疲労検出素子を実現する
ことができる。
部にスリットを有する箔膜が電鋳めっきによって形成さ
れるので、厚みの均一な金属箔を容易に形成することが
できる。このような箔膜は、レジスト膜によって前記中
間部への一表面を除く残余の領域の全てが被覆され、こ
の状態でエッチング処理され、中間部が所定の厚みに減
厚された破断片が形成される。このように中間部を減厚
するにあたってエッチング処理によるので、中間部を等
方的に減厚し、中間部の厚みを一定とすることができス
リットに関して左右均等に引張応力を発生させて、確実
にき裂が進展する信頼性の高い疲労検出素子を実現する
ことができる。
【００２８】請求項９記載の本発明は、長手方向両端部
間の中央部に、幅方向一側部から幅方向他側部に向って
延びるスリットを有する箔膜を形成し、前記スリットを
有する箔膜の一表面の前記中央部を含む中間部が露出す
るようにして、前記一表面の残余の領域および他表面を
レジスト膜によって被覆した後、エッチング処理によっ
て、前記中間部が所定の厚みに減厚された破断片を形成
し、前記破断片の長手方向両端部を、常温よりも高い予
め定める温度に昇温した状態で、破断片よりも線膨張率
の小さい材料から成る基板に接合することを特徴とする
クラック形疲労検出素子の製造方法である。
間の中央部に、幅方向一側部から幅方向他側部に向って
延びるスリットを有する箔膜を形成し、前記スリットを
有する箔膜の一表面の前記中央部を含む中間部が露出す
るようにして、前記一表面の残余の領域および他表面を
レジスト膜によって被覆した後、エッチング処理によっ
て、前記中間部が所定の厚みに減厚された破断片を形成
し、前記破断片の長手方向両端部を、常温よりも高い予
め定める温度に昇温した状態で、破断片よりも線膨張率
の小さい材料から成る基板に接合することを特徴とする
クラック形疲労検出素子の製造方法である。
【００２９】本発明に従えば中央部にスリットを有し、
中間部が減厚された破断片は、常温よりも高い予め定め
る温度に昇温された状態で、この破断片よりも線膨張率
の小さい金属材料から成る基板に長手方向両端部が接合
される。これによって破断片および基板が常温程度に冷
却されたとき、破断片に引張応力を残留させることがで
きる。こうして破断片に引張応力が残留することによっ
て、被検出部材に発生したわずかな歪みであっても、前
記スリットの先端からき裂を発生させて、高い感度で疲
労による損傷度を検出することが可能である。しかも、
金属箔は電鋳めっきによって形成され、また破断片はエ
ッチングによって中間部が減厚されるので、製造が容易
であり、安価な製造コストで量産が可能であり、優れた
産業上の利用性を有する。
中間部が減厚された破断片は、常温よりも高い予め定め
る温度に昇温された状態で、この破断片よりも線膨張率
の小さい金属材料から成る基板に長手方向両端部が接合
される。これによって破断片および基板が常温程度に冷
却されたとき、破断片に引張応力を残留させることがで
きる。こうして破断片に引張応力が残留することによっ
て、被検出部材に発生したわずかな歪みであっても、前
記スリットの先端からき裂を発生させて、高い感度で疲
労による損傷度を検出することが可能である。しかも、
金属箔は電鋳めっきによって形成され、また破断片はエ
ッチングによって中間部が減厚されるので、製造が容易
であり、安価な製造コストで量産が可能であり、優れた
産業上の利用性を有する。
【００３０】請求項１０記載の本発明は、請求項９の製
造方法において、前記破断片の長手方向両端部は、電気
抵抗溶接によって基板へ直接または接着層を介して間接
的に接合されることを特徴とする。
造方法において、前記破断片の長手方向両端部は、電気
抵抗溶接によって基板へ直接または接着層を介して間接
的に接合されることを特徴とする。
【００３１】本発明に従えば、前記破断片の長手方向両
端部が基板の一表面に直接、または接着層を介して間接
的に接合されるので、確実に基板から破断片の長手方向
両端部へ歪みを伝達し、その破断片の中央部に引張応力
を集中的に発生させることができ、引張応力の分散を防
いでき裂を発生し易くすることができることができる。
端部が基板の一表面に直接、または接着層を介して間接
的に接合されるので、確実に基板から破断片の長手方向
両端部へ歪みを伝達し、その破断片の中央部に引張応力
を集中的に発生させることができ、引張応力の分散を防
いでき裂を発生し易くすることができることができる。
【００３２】請求項１１記載の本発明は、前記破断片の
中間部の長手方向の長さＬ３と破断片の長手方向両端部
間の未接合領域の長さＬ４との比Ｌ３／Ｌ４によって、
この比Ｌ３／Ｌ４が小さくなるにつれて、感度を高くな
る方向に調整可能であることを特徴とする。
中間部の長手方向の長さＬ３と破断片の長手方向両端部
間の未接合領域の長さＬ４との比Ｌ３／Ｌ４によって、
この比Ｌ３／Ｌ４が小さくなるにつれて、感度を高くな
る方向に調整可能であることを特徴とする。
【００３３】本発明に従えば、破断片の中間部の長手方
向の長さＬ３を長手方向両端部間の未接合領域の長さＬ
４に対して適宜調整することによって、比Ｌ３／Ｌ４を
下げると感度を高くする方向に、また比Ｌ３／Ｌ４を上
げる感度を低くする方向に変化させて感度を任意に設定
することができ、高精度で要求される感度を有する疲労
検出素子を実現することが可能となる。このような破断
片の中間部の長さＬ３の調整は、特殊な加工を必要とせ
ず、容易に希望する感度の疲労検出素子を製造すること
ができる。
向の長さＬ３を長手方向両端部間の未接合領域の長さＬ
４に対して適宜調整することによって、比Ｌ３／Ｌ４を
下げると感度を高くする方向に、また比Ｌ３／Ｌ４を上
げる感度を低くする方向に変化させて感度を任意に設定
することができ、高精度で要求される感度を有する疲労
検出素子を実現することが可能となる。このような破断
片の中間部の長さＬ３の調整は、特殊な加工を必要とせ
ず、容易に希望する感度の疲労検出素子を製造すること
ができる。
【００３４】請求項１２記載の本発明は、上述のクラッ
ク形疲労検出素子を、被検出部材に固定し、所定期間内
に進展したき裂進展長を測定し、このき裂進展長に基づ
いて、被検出部材の損傷度を推定することを特徴とする
クラック形疲労検出素子を用いた損傷度推定方法であ
る。
ク形疲労検出素子を、被検出部材に固定し、所定期間内
に進展したき裂進展長を測定し、このき裂進展長に基づ
いて、被検出部材の損傷度を推定することを特徴とする
クラック形疲労検出素子を用いた損傷度推定方法であ
る。
【００３５】本発明に従えば、前述したように感度およ
び精度の高いクラック形疲労検出器によってき裂進展長
を検出し、このき裂進展長に基づいて被検出部材の疲労
による損傷度を推定するので、極初期のわずかな歪みに
よって生じた疲労をも検出することが可能となり、高感
度および高精度で信頼性の高いき裂進展長に基づいて、
部材の疲労損傷度を推定することができる。
び精度の高いクラック形疲労検出器によってき裂進展長
を検出し、このき裂進展長に基づいて被検出部材の疲労
による損傷度を推定するので、極初期のわずかな歪みに
よって生じた疲労をも検出することが可能となり、高感
度および高精度で信頼性の高いき裂進展長に基づいて、
部材の疲労損傷度を推定することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
クラック形疲労検出素子を示す断面図であり、図２は図
１に示されるクラック形疲労検出素子１の平面図であ
る。なお、以下の説明では、クラック形疲労検出素子の
製造方法およびそれを用いた疲労損傷度推定方法をも併
せて述べる。稼動中の機械および構造物などの余寿命を
予測し、製品の延命化を図るだけでなく、耐久試験期間
の短縮および費用の削減をも図るために、被検出部材の
疲労損傷に対する非破壊的検出による余寿命の正確な予
測が重要であり、このような余寿命、換言すれば疲労損
傷度を検出するために、本実施の形態のクラック形疲労
検出素子（以下、疲労検出素子と略記する）１が用いら
れる。
クラック形疲労検出素子を示す断面図であり、図２は図
１に示されるクラック形疲労検出素子１の平面図であ
る。なお、以下の説明では、クラック形疲労検出素子の
製造方法およびそれを用いた疲労損傷度推定方法をも併
せて述べる。稼動中の機械および構造物などの余寿命を
予測し、製品の延命化を図るだけでなく、耐久試験期間
の短縮および費用の削減をも図るために、被検出部材の
疲労損傷に対する非破壊的検出による余寿命の正確な予
測が重要であり、このような余寿命、換言すれば疲労損
傷度を検出するために、本実施の形態のクラック形疲労
検出素子（以下、疲労検出素子と略記する）１が用いら
れる。
【００３７】この疲労検出素子１は、箔状の基板２の一
表面３上に長手方向（図１および図２の左右方向）両端
部４，５間の中央部６に、前記長手方向に垂直な幅方向
一側部７から幅方向他側部８に向って延びるスリット９
が形成される箔状の破断片１０が前記長手方向両端部
４，５で固着され、前記基板２の他表面１１を被検出部
材１２に固定して、前記スリット９から進展したき裂進
展長ａによって被検出部材１２の疲労損傷度を検出する
ことができる。
表面３上に長手方向（図１および図２の左右方向）両端
部４，５間の中央部６に、前記長手方向に垂直な幅方向
一側部７から幅方向他側部８に向って延びるスリット９
が形成される箔状の破断片１０が前記長手方向両端部
４，５で固着され、前記基板２の他表面１１を被検出部
材１２に固定して、前記スリット９から進展したき裂進
展長ａによって被検出部材１２の疲労損傷度を検出する
ことができる。
【００３８】このような疲労検出素子１において、前記
破断片１０のスリット９が形成される中央部６を含む中
間部１３は、幅方向全長にわたって長手方向両端部４，
５よりも薄く形成され、これによって長手方向両端部
４，５に被検出部材１２から基板２を介して伝達される
歪みによって中間部１３に大きな応力を発生させ、後述
する歪み感度および応力感度を向上している。
破断片１０のスリット９が形成される中央部６を含む中
間部１３は、幅方向全長にわたって長手方向両端部４，
５よりも薄く形成され、これによって長手方向両端部
４，５に被検出部材１２から基板２を介して伝達される
歪みによって中間部１３に大きな応力を発生させ、後述
する歪み感度および応力感度を向上している。
【００３９】基板２は、長さＬ１、幅Ｂ１、厚さＴ１を
有し、本実施の形態において、長さＬ１は１３．０ｍ
ｍ、幅Ｂ１は６．０ｍｍ、厚さＴ１は０．０５ｍｍに選
ばれる。また破断片１０は、長さＬ２、幅Ｂ２、厚さＴ
２を有し、本実施の形態において長さＬ２は１２．０ｍ
ｍ、幅Ｂ２は５．０ｍｍ、厚さＴ２は０．１ｍｍに選ば
れる。またこの破断片１０の前記中間部１３の長さＬ３
は２．０ｍｍに選ばれ、厚さＴ３は０．０２ｍｍに選ば
れる。基板２は、不変鋼またはＮｉ−Ｆｅ系合金から成
り、好ましくはインバー（Invar）から成る。また破断
片１０はめっき可能な金属から成り、好ましくは純Ｎｉ
から成る。
有し、本実施の形態において、長さＬ１は１３．０ｍ
ｍ、幅Ｂ１は６．０ｍｍ、厚さＴ１は０．０５ｍｍに選
ばれる。また破断片１０は、長さＬ２、幅Ｂ２、厚さＴ
２を有し、本実施の形態において長さＬ２は１２．０ｍ
ｍ、幅Ｂ２は５．０ｍｍ、厚さＴ２は０．１ｍｍに選ば
れる。またこの破断片１０の前記中間部１３の長さＬ３
は２．０ｍｍに選ばれ、厚さＴ３は０．０２ｍｍに選ば
れる。基板２は、不変鋼またはＮｉ−Ｆｅ系合金から成
り、好ましくはインバー（Invar）から成る。また破断
片１０はめっき可能な金属から成り、好ましくは純Ｎｉ
から成る。
【００４０】前記破断片１０の長手方向両端部４，５
は、長手方向に対して内側に複数（本実施の形態では各
５）の接合部１４，１５と、各接合部１４，１５よりも
長手方向外側の複数（本実施の形態では各３）の接合部
１６，１７において、前記抵抗溶接によって基板２の一
表面３上に直接、接合される。前記破断片１０の中間部
１３の長手方向の長さＬ３は、長手方向両端部４，５間
の未接合領域の長さＬ４に対して、要求される感度に応
じて決定される。前記未接合領域の長さＬ４に対して中
間部１３の長さＬ３を大きくする。すなわちＬ３／Ｌ４
を大きくすると、スリット９の先端９ａに生じる引張応
力が小さくなって感度が低下し、Ｌ３／Ｌ４を小さくす
ると前記先端９ａの引張応力が大きくなって感度が上昇
するため、先端９ａからき裂の進展する度合いに対し
て、前記Ｌ３／Ｌ４を予め実験で、または理論的に決定
しておくことによって、中間部１３の長さＬ３に応じた
所望の感度に容易に調整することができる。
は、長手方向に対して内側に複数（本実施の形態では各
５）の接合部１４，１５と、各接合部１４，１５よりも
長手方向外側の複数（本実施の形態では各３）の接合部
１６，１７において、前記抵抗溶接によって基板２の一
表面３上に直接、接合される。前記破断片１０の中間部
１３の長手方向の長さＬ３は、長手方向両端部４，５間
の未接合領域の長さＬ４に対して、要求される感度に応
じて決定される。前記未接合領域の長さＬ４に対して中
間部１３の長さＬ３を大きくする。すなわちＬ３／Ｌ４
を大きくすると、スリット９の先端９ａに生じる引張応
力が小さくなって感度が低下し、Ｌ３／Ｌ４を小さくす
ると前記先端９ａの引張応力が大きくなって感度が上昇
するため、先端９ａからき裂の進展する度合いに対し
て、前記Ｌ３／Ｌ４を予め実験で、または理論的に決定
しておくことによって、中間部１３の長さＬ３に応じた
所望の感度に容易に調整することができる。
【００４１】この前記抵抗溶接は、図３に簡略化して示
されるように、相互に間隔ΔＬ１をあけて平行に配置さ
れる一対の電極２１，２２と、各電極２１，２２間に高
電圧を印加する図示しない電源装置とを有する抵抗溶接
機によって、各電極２１，２２の先端部２３，２４を、
基板２上に積重された破断片１０の長手方向両端部４，
５上に、各接合部１４〜１７毎に各接合部１４〜１７を
挟むようにして載置し、前記電源装置から各電極２１，
２２間に電圧が印加されることによって、基板２の一表
面３と破断片１０の前記一表面３に対向する下面２５と
の間における各電極２１，２２間の中間部に電流が流れ
て発熱し、メカニカル接合によって溶融結合部２６が生
成され、このような溶融結合部２６によって各接合部１
４〜１７を形成し、基板２と破断片１０とが連結され
る。
されるように、相互に間隔ΔＬ１をあけて平行に配置さ
れる一対の電極２１，２２と、各電極２１，２２間に高
電圧を印加する図示しない電源装置とを有する抵抗溶接
機によって、各電極２１，２２の先端部２３，２４を、
基板２上に積重された破断片１０の長手方向両端部４，
５上に、各接合部１４〜１７毎に各接合部１４〜１７を
挟むようにして載置し、前記電源装置から各電極２１，
２２間に電圧が印加されることによって、基板２の一表
面３と破断片１０の前記一表面３に対向する下面２５と
の間における各電極２１，２２間の中間部に電流が流れ
て発熱し、メカニカル接合によって溶融結合部２６が生
成され、このような溶融結合部２６によって各接合部１
４〜１７を形成し、基板２と破断片１０とが連結され
る。
【００４２】各電極２１，２２間に前記電源装置によっ
て印加される電圧は、たとえば０．６２Ｖのパルス電圧
であり、この印加時間はたとえば８〜４０ｍｓｅｃの範
囲で、基板２および破断片１０の厚みおよび材質などに
応じた最適な時間が選ばれる。このような前記抵抗溶接
は、パラレルギャップ式抵抗溶接（Parallel GapResist
ance Microjoining；略称ＰＧＲＭ）とも呼ばれ、積重
された薄板状の部材間を微小領域で溶接することができ
る。
て印加される電圧は、たとえば０．６２Ｖのパルス電圧
であり、この印加時間はたとえば８〜４０ｍｓｅｃの範
囲で、基板２および破断片１０の厚みおよび材質などに
応じた最適な時間が選ばれる。このような前記抵抗溶接
は、パラレルギャップ式抵抗溶接（Parallel GapResist
ance Microjoining；略称ＰＧＲＭ）とも呼ばれ、積重
された薄板状の部材間を微小領域で溶接することができ
る。
【００４３】本実施の形態では、内側接合部１４，１５
のように断続的に接合することによって、破断片１０の
局部熱変性による弛みを防ぐようにしている。
のように断続的に接合することによって、破断片１０の
局部熱変性による弛みを防ぐようにしている。
【００４４】本発明の実施の他の形態では、基板２の一
表面３に長手方向両端部４，５が固着された破断片１０
には、スリット９の先端９ａから幅方向他側部８にわた
るき裂発生領域３１に、き裂進展量ａを電気的に検出す
るき裂進展量検出手段３２が設けられる。
表面３に長手方向両端部４，５が固着された破断片１０
には、スリット９の先端９ａから幅方向他側部８にわた
るき裂発生領域３１に、き裂進展量ａを電気的に検出す
るき裂進展量検出手段３２が設けられる。
【００４５】このき裂進展量検出手段３２は、き裂の進
展方向、すなわち横方向に直角な長手方向に沿って延び
る複数の電気抵抗線３３を有し、各電気抵抗線３３は幅
方向に等間隔をあけて平行に配置され、両端部が電気的
に並列に接続され、電気絶縁性合成樹脂であるたとえば
エポキシ樹脂によってシート状に被覆され、前記き裂発
生領域３１に接着剤によって接着される。
展方向、すなわち横方向に直角な長手方向に沿って延び
る複数の電気抵抗線３３を有し、各電気抵抗線３３は幅
方向に等間隔をあけて平行に配置され、両端部が電気的
に並列に接続され、電気絶縁性合成樹脂であるたとえば
エポキシ樹脂によってシート状に被覆され、前記き裂発
生領域３１に接着剤によって接着される。
【００４６】スリット９の先端９ａからき裂が進展する
と、電気抵抗線３３は順次的に破断し、このような破断
による抵抗値の経時的変化を図示しない計測装置によっ
て計測することによって、き裂の進展状態を定量的に検
出することができる。
と、電気抵抗線３３は順次的に破断し、このような破断
による抵抗値の経時的変化を図示しない計測装置によっ
て計測することによって、き裂の進展状態を定量的に検
出することができる。
【００４７】本発明の実施のさらに他の形態では、前記
き裂進展量検出手段３２は、前記電気抵抗線３３に代え
て、歪みゲージによって実現されてもよい。
き裂進展量検出手段３２は、前記電気抵抗線３３に代え
て、歪みゲージによって実現されてもよい。
【００４８】図４は、図２のスリット９付近の拡大平面
図である。前記破断片１０に設けられるスリット９は、
その先端９ａが幅方向一側部７から幅方向他側部８に向
かって先細状に形成される。スリット９の幅方向の長さ
Ｌ５は、１．０ｍｍに選ばれ、長手方向に平行な幅ΔＢ
は、０．１２５ｍｍに選ばれる。先端９ａは、幅方向に
長さＬ６を有し、この長さＬ６は０．１２５ｍｍに選ば
れ、平面形状で略正三角形とされる。このようなスリッ
ト９の先端９ａにおいて、幅方向一側部７から幅方向他
側部８に向かうにつれて相互に近接する一対の対向面３
４ａ，３４ｂは、交点３５において鋭角で交差し、この
交点３５からき裂が発生する。
図である。前記破断片１０に設けられるスリット９は、
その先端９ａが幅方向一側部７から幅方向他側部８に向
かって先細状に形成される。スリット９の幅方向の長さ
Ｌ５は、１．０ｍｍに選ばれ、長手方向に平行な幅ΔＢ
は、０．１２５ｍｍに選ばれる。先端９ａは、幅方向に
長さＬ６を有し、この長さＬ６は０．１２５ｍｍに選ば
れ、平面形状で略正三角形とされる。このようなスリッ
ト９の先端９ａにおいて、幅方向一側部７から幅方向他
側部８に向かうにつれて相互に近接する一対の対向面３
４ａ，３４ｂは、交点３５において鋭角で交差し、この
交点３５からき裂が発生する。
【００４９】このようにしてスリット９の先端９ａを先
細状に形成することによって、交点３５に応力集中が生
じ、これによってき裂が進展しやすくなり、破断片１０
にわずかな歪みが伝達されても交点３５から容易にき裂
を発生させることができ、疲労検出素子１の感度が向上
される。
細状に形成することによって、交点３５に応力集中が生
じ、これによってき裂が進展しやすくなり、破断片１０
にわずかな歪みが伝達されても交点３５から容易にき裂
を発生させることができ、疲労検出素子１の感度が向上
される。
【００５０】図５は、図１のセクションＶの拡大断面図
である。図１および図２をも参照して、前記破断片１０
の中間部１３の一表面３６と長手方向両端部４，５の一
表面３７，３８との間には、スリット９の両側で平行に
延びる段差面３９，４０がそれぞれ形成される。各段差
面３９，４０と中間部１３の一表面３６との交差部４
１，４２は、破断片１０の他表面である下面２５に向か
って凸の湾曲面４４，４５によって連なる。中間部１３
は、厚さＴ３を有し、この厚さＴ３は０．０２ｍｍに選
ばれる。
である。図１および図２をも参照して、前記破断片１０
の中間部１３の一表面３６と長手方向両端部４，５の一
表面３７，３８との間には、スリット９の両側で平行に
延びる段差面３９，４０がそれぞれ形成される。各段差
面３９，４０と中間部１３の一表面３６との交差部４
１，４２は、破断片１０の他表面である下面２５に向か
って凸の湾曲面４４，４５によって連なる。中間部１３
は、厚さＴ３を有し、この厚さＴ３は０．０２ｍｍに選
ばれる。
【００５１】このようにして破断片１０の長手方向両端
部４，５と中間部１３とは、各段差面３９，４０および
各湾曲面４４，４５を介して中間部１３の一表面３６に
連続面によって連なり、中間部１３の厚さＴ３を長手方
向両端部４，５の厚さＴ２よりも薄く（Ｔ２＞Ｔ３）に
形成されるので、各交差部４１，４２に応力が集中せ
ず、あるいは緩和され、中間部１３に大きな応力を発生
させることができる。
部４，５と中間部１３とは、各段差面３９，４０および
各湾曲面４４，４５を介して中間部１３の一表面３６に
連続面によって連なり、中間部１３の厚さＴ３を長手方
向両端部４，５の厚さＴ２よりも薄く（Ｔ２＞Ｔ３）に
形成されるので、各交差部４１，４２に応力が集中せ
ず、あるいは緩和され、中間部１３に大きな応力を発生
させることができる。
【００５２】上記の疲労検出素子１を製造するにあたっ
ては、電鋳めっきによって、長手方向両端部４，５間の
中央部６に、幅方向一側部７から幅方向他側部８に向か
って延びるスリット９を有する純Ｎｉから成る金属箔を
形成し、このスリット９を有する金属箔の一表面の前記
中央部６を含む中間部１３に相当する部分（図１の仮想
線３６ａ）が露出するようにして前記一表面の残余の領
域（長手方向両端部４，５の一表面３７，３８に相当）
および他表面４３をレジスト膜によって被覆した後、湿
式エッチング処理によって、前記中間部１３が所定の厚
みＴ３に減厚して、前記破断片１０を形成する。
ては、電鋳めっきによって、長手方向両端部４，５間の
中央部６に、幅方向一側部７から幅方向他側部８に向か
って延びるスリット９を有する純Ｎｉから成る金属箔を
形成し、このスリット９を有する金属箔の一表面の前記
中央部６を含む中間部１３に相当する部分（図１の仮想
線３６ａ）が露出するようにして前記一表面の残余の領
域（長手方向両端部４，５の一表面３７，３８に相当）
および他表面４３をレジスト膜によって被覆した後、湿
式エッチング処理によって、前記中間部１３が所定の厚
みＴ３に減厚して、前記破断片１０を形成する。
【００５３】こうして形成された破断片１０の長手方向
両端部４，５を、常温よりも高い予め定める温度、たと
えば７０℃に昇温した状態で、破断片１０よりも線膨張
率の小さい金属材料であるインバーから成る基板２の一
表面３に接合し、疲労検出素子１が完成する。前記純Ｎ
ｉの線膨張率αNiは、１３．３×１０-6／℃であり、イ
ンバーの線膨張率αInは、１．５×１０-6／℃である。
両端部４，５を、常温よりも高い予め定める温度、たと
えば７０℃に昇温した状態で、破断片１０よりも線膨張
率の小さい金属材料であるインバーから成る基板２の一
表面３に接合し、疲労検出素子１が完成する。前記純Ｎ
ｉの線膨張率αNiは、１３．３×１０-6／℃であり、イ
ンバーの線膨張率αInは、１．５×１０-6／℃である。
【００５４】このような基板２と破断片１０とを前述し
たように、電気抵抗溶接によって接合点１４〜１７にお
いて接合し、徐々に放熱して降温することによって、破
断片１０には引張応力が残留し、これによって破断片１
０の緩みおよび座屈を防止することができるとともに、
疲労損傷度の測定時においても、微小な歪みによってき
裂を発生させることができ、感度が向上される。
たように、電気抵抗溶接によって接合点１４〜１７にお
いて接合し、徐々に放熱して降温することによって、破
断片１０には引張応力が残留し、これによって破断片１
０の緩みおよび座屈を防止することができるとともに、
疲労損傷度の測定時においても、微小な歪みによってき
裂を発生させることができ、感度が向上される。
【００５５】また破断片１０に減厚した中間部１３を形
成するにあたって、エッチング処理が用いられるため、
前記交差部４１，４２には湾曲面４４，４５がいわば自
然に形成され、結果的にアール形状となる。前記エッチ
ングは、湿式エッチングであって、レジスト膜によって
被覆された金属箔をエッチング液に浸漬し、このエッチ
ング液に接触する中間部１３は、ほぼエッチング時間に
比例して等方的にエッチングされ、またこのエッチング
が厚さ方向だけでなく、平面方向にも進行して、上記の
ような段差面３９，４０、湾曲面４４，４５および一表
面３６が、いわば自然に滑らかに連続して形成される。
成するにあたって、エッチング処理が用いられるため、
前記交差部４１，４２には湾曲面４４，４５がいわば自
然に形成され、結果的にアール形状となる。前記エッチ
ングは、湿式エッチングであって、レジスト膜によって
被覆された金属箔をエッチング液に浸漬し、このエッチ
ング液に接触する中間部１３は、ほぼエッチング時間に
比例して等方的にエッチングされ、またこのエッチング
が厚さ方向だけでなく、平面方向にも進行して、上記の
ような段差面３９，４０、湾曲面４４，４５および一表
面３６が、いわば自然に滑らかに連続して形成される。
【００５６】次に，インバーから成る基板２と純Ｎｉか
ら成る破断片１０との接合時における温度と破断片１０
の中間部１３における引張り残留応力との関係について
説明する。まず、接合時における昇温状態から常温（室
温）まで温度低下させたときの低下温度ΔＴによる基板
２および破断片１０の収縮量の差Δδは、次式で表され
る。 Δδ ＝ （αNi−αIn）・Δｔ・Ｌ４ ＝ δNi＋δIn …（１）
ら成る破断片１０との接合時における温度と破断片１０
の中間部１３における引張り残留応力との関係について
説明する。まず、接合時における昇温状態から常温（室
温）まで温度低下させたときの低下温度ΔＴによる基板
２および破断片１０の収縮量の差Δδは、次式で表され
る。 Δδ ＝ （αNi−αIn）・Δｔ・Ｌ４ ＝ δNi＋δIn …（１）
【００５７】一方、基板２および破断片１０の力の釣合
いによって次式が成り立つ。 (δIn／Ｌ４)・ＥIn・Ｔ２・Ｂ１ ＝ (δNi／Ｌ’)・ＥNi・Ｔ３・Ｂ２ …（２） ただし、Ｌ’ ＝ Ｌ３＋（Ｔ３／Ｔ１）・Ｌ７
いによって次式が成り立つ。 (δIn／Ｌ４)・ＥIn・Ｔ２・Ｂ１ ＝ (δNi／Ｌ’)・ＥNi・Ｔ３・Ｂ２ …（２） ただし、Ｌ’ ＝ Ｌ３＋（Ｔ３／Ｔ１）・Ｌ７
【００５８】ここに、Δｔ：基板２および破断片１０の
接合時温度と使用温度（具体的には室温）との差 Δδ：Δｔにおける基板２と破断片１０の接合スパンＳ
に対する収縮量の差 αIn：基板２の線膨張率（＝１．５０×１０
-6［℃-1］） αNi：破断片１０の線膨張率（＝１．３３×１０-5［℃
-1］） Ｌ３：破断片１０の中間部１３の長さ Ｌ７：破断片１０においてスパンＬ４から中間部１３の
長さＬ３を差引いた長さ Ｌ４：破断片１０の基板２への接合スパン（＝Ｌ３＋Ｌ
７） δIn：接合後Δｔ温度低下時における基板２のスパン変
化量 δNi：接合後Δｔ温度低下時における破断片１０のスパ
ン変化量 ＥIn：基板２のヤング率（＝１４，４９０［ｋｇｆ／ｍ
ｍ2］） ＥNi：破断片１０のヤング率（＝１９，６００［ｋｇｆ
／ｍｍ2］） Ｔ１：長手方向両端部４，５における破断片１０の厚さ Ｔ２：基板２の厚さ（一定） Ｔ３：中間部１３における破断片１０の厚さ Ｂ１：基板２の幅（一定） Ｂ２：破断片１０の幅（一定）
接合時温度と使用温度（具体的には室温）との差 Δδ：Δｔにおける基板２と破断片１０の接合スパンＳ
に対する収縮量の差 αIn：基板２の線膨張率（＝１．５０×１０
-6［℃-1］） αNi：破断片１０の線膨張率（＝１．３３×１０-5［℃
-1］） Ｌ３：破断片１０の中間部１３の長さ Ｌ７：破断片１０においてスパンＬ４から中間部１３の
長さＬ３を差引いた長さ Ｌ４：破断片１０の基板２への接合スパン（＝Ｌ３＋Ｌ
７） δIn：接合後Δｔ温度低下時における基板２のスパン変
化量 δNi：接合後Δｔ温度低下時における破断片１０のスパ
ン変化量 ＥIn：基板２のヤング率（＝１４，４９０［ｋｇｆ／ｍ
ｍ2］） ＥNi：破断片１０のヤング率（＝１９，６００［ｋｇｆ
／ｍｍ2］） Ｔ１：長手方向両端部４，５における破断片１０の厚さ Ｔ２：基板２の厚さ（一定） Ｔ３：中間部１３における破断片１０の厚さ Ｂ１：基板２の幅（一定） Ｂ２：破断片１０の幅（一定）
【００５９】式１および式２より以下が得られる。 δNi ＝ {(αNi−αIn)・Δt・Ｌ４}／[１＋(Ｌ４／Ｌ’) ・{(ＥNi・Ｔ３・Ｂ２)／(ＥIn・Ｔ２・Ｂ１)}] …（３） δIn ＝ （αNi−αIn）・Δｔ・Ｌ４−δNi …（４）
【００６０】これによって破断片１０の中間部１３の引
張り残留応力σNi,1は、次式によって求められる。 σNi,1 ＝ εNi,1・ＥNi ＝ （δNi／Ｌ’)・ＥNi …（５）
張り残留応力σNi,1は、次式によって求められる。 σNi,1 ＝ εNi,1・ＥNi ＝ （δNi／Ｌ’)・ＥNi …（５）
【００６１】また、破断片１０の長手方向両端部４，５
の引張り残留応力σNi,2および基板２の圧縮残留応力σ
Inは、次式によって求められる。 σNi,2 ＝ εNi,2・ＥNi ＝ (Ｔ３／Ｔ１)・εNi,1・ＥNi …（６） σIn ＝ εIn・ＥIn ＝ (δIn／Ｌ４)・ＥIn …（７）
の引張り残留応力σNi,2および基板２の圧縮残留応力σ
Inは、次式によって求められる。 σNi,2 ＝ εNi,2・ＥNi ＝ (Ｔ３／Ｔ１)・εNi,1・ＥNi …（６） σIn ＝ εIn・ＥIn ＝ (δIn／Ｌ４)・ＥIn …（７）
【００６２】前述の疲労検出素子１における破断片１０
に付与される引張り残留応力は、上記の式５および式６
によって求められ、中間部１３では約１４〜１５ｋｇｆ
／ｍｍ2、長手方向両端部４，５では約３ｋｇｆ／ｍｍ2
である。
に付与される引張り残留応力は、上記の式５および式６
によって求められ、中間部１３では約１４〜１５ｋｇｆ
／ｍｍ2、長手方向両端部４，５では約３ｋｇｆ／ｍｍ2
である。
【００６３】このような疲労検出素子１は、たとえば溶
接構造の疲労損傷度を測定するために用いることがで
き、図６は疲労検出素子１が被検出部材１２の溶接ビー
ド４８付近に取付けられた状態を示す。一般に溶接構造
の疲労寿命が尽きるのは、被検出部材１２のすみ肉溶接
継手４７の溶接ビード４８の止端部４９から疲労き裂５
０が発生・進展した状態をいう。このような溶接構造の
疲労寿命を統一的に評価できるのは、構造局部のホット
スポット応力と呼ばれるパラメータであり、簡単な十字
すみ肉溶接継手のＳ−Ｎ線図を用いることによって、疲
労寿命を評価することができる。ここで、ホットスポッ
ト応力とは、構造不連続による応力集中を含むが、溶接
ビード４８の形状による応力集中は含まない溶接ビード
４８の止端部４９での応力であり、評価するビード止端
部４９から部材厚Ｔ0の０．３倍（０．３・Ｔ0）離れた
位置で代表される。
接構造の疲労損傷度を測定するために用いることがで
き、図６は疲労検出素子１が被検出部材１２の溶接ビー
ド４８付近に取付けられた状態を示す。一般に溶接構造
の疲労寿命が尽きるのは、被検出部材１２のすみ肉溶接
継手４７の溶接ビード４８の止端部４９から疲労き裂５
０が発生・進展した状態をいう。このような溶接構造の
疲労寿命を統一的に評価できるのは、構造局部のホット
スポット応力と呼ばれるパラメータであり、簡単な十字
すみ肉溶接継手のＳ−Ｎ線図を用いることによって、疲
労寿命を評価することができる。ここで、ホットスポッ
ト応力とは、構造不連続による応力集中を含むが、溶接
ビード４８の形状による応力集中は含まない溶接ビード
４８の止端部４９での応力であり、評価するビード止端
部４９から部材厚Ｔ0の０．３倍（０．３・Ｔ0）離れた
位置で代表される。
【００６４】このようにホットスポット応力を代表する
位置は明確に定められており、上記の疲労検出素子１は
可能な限りその止端部４９またはその付近に貼着して計
測する。一例として述べると、船体構造において部材厚
Ｔ0が２０〜３０ｍｍであれば、計測すべき位置はビー
ド止端部４９から６〜１０ｍｍ離れた配置となる。前記
従来の技術のように、疲労検出素子の長手方向の長さが
７０ｍｍ以上である場合、上記のようなホットスポット
応力の発生位置での計測は不可能であり、何らかの方法
によってホットスポット応力発生位置のデータを推定す
る必要が生じるが、その推定したデータには当然、誤差
が含まれる。これに対して本実施の形態の疲労検出素子
１の長手方向の長さＬ１は１３ｍｍであり、したがって
ビード止端部４９から６．５ｍｍ以上離れた位置に取付
けてホットスポット応力発生位置での計測が可能であ
る。このときの被検出部材１２の部材厚は２２ｍｍであ
り、ホットスポット応力発生位置での直接的な計測が可
能であり、上記のような推定誤差を含まない。
位置は明確に定められており、上記の疲労検出素子１は
可能な限りその止端部４９またはその付近に貼着して計
測する。一例として述べると、船体構造において部材厚
Ｔ0が２０〜３０ｍｍであれば、計測すべき位置はビー
ド止端部４９から６〜１０ｍｍ離れた配置となる。前記
従来の技術のように、疲労検出素子の長手方向の長さが
７０ｍｍ以上である場合、上記のようなホットスポット
応力の発生位置での計測は不可能であり、何らかの方法
によってホットスポット応力発生位置のデータを推定す
る必要が生じるが、その推定したデータには当然、誤差
が含まれる。これに対して本実施の形態の疲労検出素子
１の長手方向の長さＬ１は１３ｍｍであり、したがって
ビード止端部４９から６．５ｍｍ以上離れた位置に取付
けてホットスポット応力発生位置での計測が可能であ
る。このときの被検出部材１２の部材厚は２２ｍｍであ
り、ホットスポット応力発生位置での直接的な計測が可
能であり、上記のような推定誤差を含まない。
【００６５】図７は、本発明の実施の他の形態のクラッ
ク形疲労検出素子１ａを示す断面図であり、図８は図７
に示されるクラック形疲労検出素子１ａの平面図であ
る。なお、前述の実施の形態と対応する部分には、同一
の参照府を付し、重複を避けて説明は省略する。本実施
の形態のクラック形疲労検出素子１ａは、後述の表１〜
表３の実施例３，４に相当し、インバーから成る基板２
の一表面３に接着層１８，１９を介して、純Ｎｉから成
る前記破断片１０が接合される。このような構成によっ
てもまた、前述の実施の形態のクラック形疲労検出素子
１と同様な効果を達成することができるとともに、基板
２と破断片１０との接合に手間がかからず、製造が容易
である。前記接合層１８，１９は、表２に示されるよう
に、ボンディングシートによって実現されてもよく（試
料９〜１１に相当）、フェノール系接着剤によって実現
されてもよい（試料１２，１３に相当）。なお、前記フ
ェノール系接着剤を用いる場合には、非接着領域に付着
させないために、ポリイミドフィルムによって破断片１
０の非接着領域を覆った状態で接着剤が塗布される。
ク形疲労検出素子１ａを示す断面図であり、図８は図７
に示されるクラック形疲労検出素子１ａの平面図であ
る。なお、前述の実施の形態と対応する部分には、同一
の参照府を付し、重複を避けて説明は省略する。本実施
の形態のクラック形疲労検出素子１ａは、後述の表１〜
表３の実施例３，４に相当し、インバーから成る基板２
の一表面３に接着層１８，１９を介して、純Ｎｉから成
る前記破断片１０が接合される。このような構成によっ
てもまた、前述の実施の形態のクラック形疲労検出素子
１と同様な効果を達成することができるとともに、基板
２と破断片１０との接合に手間がかからず、製造が容易
である。前記接合層１８，１９は、表２に示されるよう
に、ボンディングシートによって実現されてもよく（試
料９〜１１に相当）、フェノール系接着剤によって実現
されてもよい（試料１２，１３に相当）。なお、前記フ
ェノール系接着剤を用いる場合には、非接着領域に付着
させないために、ポリイミドフィルムによって破断片１
０の非接着領域を覆った状態で接着剤が塗布される。
【００６６】次に、本件発明者は疲労検出素子１の感度
を確認するため、比較例１，２および実施例１〜５にお
いて、試料１〜１５を表１に示されるように、基板２お
よび破断片１０の寸法、形状および材質を変えて作成し
た。
を確認するため、比較例１，２および実施例１〜５にお
いて、試料１〜１５を表１に示されるように、基板２お
よび破断片１０の寸法、形状および材質を変えて作成し
た。
【００６７】
【表１】
【００６８】上記の表１において、比較例１の試料１
は、前述の特開平１０−１８５８５４号公報（特許第２
５−２５７６号）の従来の技術に相当し、試料２は前記
特許第２５−２５９４号公報の従来の技術に相当してい
る。また比較例２は、歪み感度を向上するための方法と
して、（ａ）破断片１０の中間部１３の厚さＴ３を薄く
する方法と、（ｂ）破断片１０の幅Ｂ２を狭くする方法
とがあり、これらの方法（ａ），（ｂ）は試料３，４に
それぞれ相当している。
は、前述の特開平１０−１８５８５４号公報（特許第２
５−２５７６号）の従来の技術に相当し、試料２は前記
特許第２５−２５９４号公報の従来の技術に相当してい
る。また比較例２は、歪み感度を向上するための方法と
して、（ａ）破断片１０の中間部１３の厚さＴ３を薄く
する方法と、（ｂ）破断片１０の幅Ｂ２を狭くする方法
とがあり、これらの方法（ａ），（ｂ）は試料３，４に
それぞれ相当している。
【００６９】また実施例１，２では、比較例１の従来の
疲労検出素子に対して歪み感度を２〜３倍にすることを
目標として設計したもの（試料５〜試料８）であり、そ
の中で破断片１０を基板２に対して中間部１３の一表面
３６が基板２に臨んで接合されたものが試料５，７であ
り、図１に示されるように、前記一表面３６が基板２と
反対側に臨んで接合されたものが試料６，８である。ま
たこれらの試料５〜８のうち、試料５，７では、破断片
１０と基板２との接着に用いた接着剤を長手方向両端部
４，５間への付着を防止するために、接着剤の表面を覆
う離型フィルムを付着したままとし、実施例１と実施例
２とでは、次の表２に示されるように、破断片１０と基
板２との接合時のプレス条件およびプレス後の温度管理
条件を異ならせている。
疲労検出素子に対して歪み感度を２〜３倍にすることを
目標として設計したもの（試料５〜試料８）であり、そ
の中で破断片１０を基板２に対して中間部１３の一表面
３６が基板２に臨んで接合されたものが試料５，７であ
り、図１に示されるように、前記一表面３６が基板２と
反対側に臨んで接合されたものが試料６，８である。ま
たこれらの試料５〜８のうち、試料５，７では、破断片
１０と基板２との接着に用いた接着剤を長手方向両端部
４，５間への付着を防止するために、接着剤の表面を覆
う離型フィルムを付着したままとし、実施例１と実施例
２とでは、次の表２に示されるように、破断片１０と基
板２との接合時のプレス条件およびプレス後の温度管理
条件を異ならせている。
【００７０】
【表２】
【００７１】実施例３では、前述の実施例１，２に対し
て基板２をポリイミドからインバーに変更し、破断片１
０と基板２との接合方法もエポキシ系接着剤からボンデ
ィングシートに変更し、破断片１０に引張り残留応力が
発生するように接合時の温度Ｔjを決定し、さらに実施
例４では、破断片１０と基板２との接合剤を実施例３の
ボンディングシートからフェノール系接着剤およびポリ
イミドフィルムに変更し、接合溶接条件を変更した。こ
のような実施例３，４は、前述の図７および図８の実施
の形態に相当している。
て基板２をポリイミドからインバーに変更し、破断片１
０と基板２との接合方法もエポキシ系接着剤からボンデ
ィングシートに変更し、破断片１０に引張り残留応力が
発生するように接合時の温度Ｔjを決定し、さらに実施
例４では、破断片１０と基板２との接合剤を実施例３の
ボンディングシートからフェノール系接着剤およびポリ
イミドフィルムに変更し、接合溶接条件を変更した。こ
のような実施例３，４は、前述の図７および図８の実施
の形態に相当している。
【００７２】さらに第５実施例では、接合方式において
前述の電気抵抗溶接を採用し、接合時の温度は７０℃に
設定して破断片１０と基板２とを接合し、この実施例５
の試料１４が図１〜図６の疲労検出素子１に相当してい
る。
前述の電気抵抗溶接を採用し、接合時の温度は７０℃に
設定して破断片１０と基板２とを接合し、この実施例５
の試料１４が図１〜図６の疲労検出素子１に相当してい
る。
【００７３】以上のような条件で、試料１〜１５につい
て特性評価したところ、次の表３に示されるような結果
が得られた。
て特性評価したところ、次の表３に示されるような結果
が得られた。
【００７４】
【表３】
【００７５】この表３には、疲労検出素子の感度を評価
するための特性として歪み範囲Δεおよび応力範囲Δσ
によって判断することができ、たとえば歪み範囲Δεに
関しては、実施例１の試料５についてみたとき、比較例
１の試料１に対して約２倍の歪み感度を有していること
が確認された。また応力範囲Δσに関しては、実施例１
の試料５についてみたとき、約２．５倍に向上されてい
ることが確認された。
するための特性として歪み範囲Δεおよび応力範囲Δσ
によって判断することができ、たとえば歪み範囲Δεに
関しては、実施例１の試料５についてみたとき、比較例
１の試料１に対して約２倍の歪み感度を有していること
が確認された。また応力範囲Δσに関しては、実施例１
の試料５についてみたとき、約２．５倍に向上されてい
ることが確認された。
【００７６】図９は、被検出部材のひずみ範囲を一例と
してΔε＝５００×１０-6としたときの試料１４，１５
の荷重繰返し数Ｎとき裂進展長ａとの関係を示すグラフ
であり、図１０は図９における試料１４の各計測点Ｐ１
〜Ｐ７に対応するき裂進展状態を示す平面図であり、図
１１は図９における試料１５の各計測点Ｑ１〜Ｑ５に対
応するき裂進展状態を示す平面図である。前述した図１
〜図６に示される実施の形態の疲労検出素子１に相当す
る試料１４において、計測点Ｐ１では、前述の図１０
（１）に示されるように、き裂が進展せず、荷重繰返し
数Ｎ＝０、き裂進展長ａ＝０．００ｍｍであり、計測点
Ｐ２では、図１０（２）に示されるように、き裂が進展
し、荷重繰返し数Ｎ＝０．３×１０5、き裂進展長ａ＝
０．４０ｍｍであり、計測点Ｐ３では、図１０（３）に
示されるようにき裂が進展し、荷重繰返し数Ｎ＝０．９
×１０5、き裂進展長ａ＝１．２５ｍｍであり、計測点
Ｐ５では、図１０（４）に示されるようにき裂が進展
し、荷重繰返し数Ｎ＝１．５×１０5、き裂進展長ａ＝
２．１０ｍｍであり、計測点Ｐ５では、図１０（５）に
示されるようにき裂が進展し、荷重繰返し数Ｎ＝２．１
×１０5、き裂進展長ａ＝２．９０ｍｍであり、計測点
Ｐ６では、図１０（６）に示されるようにき裂が進展
し、荷重繰返し数Ｎ＝２．７×１０5、き裂進展長ａ＝
３．７５ｍｍであり、計測点Ｐ７では、図１０（７）に
示されるようにき裂が進展し、荷重繰返し数Ｎ＝３．０
×１０5、き裂進展長ａは３．９５ｍｍであった。
してΔε＝５００×１０-6としたときの試料１４，１５
の荷重繰返し数Ｎとき裂進展長ａとの関係を示すグラフ
であり、図１０は図９における試料１４の各計測点Ｐ１
〜Ｐ７に対応するき裂進展状態を示す平面図であり、図
１１は図９における試料１５の各計測点Ｑ１〜Ｑ５に対
応するき裂進展状態を示す平面図である。前述した図１
〜図６に示される実施の形態の疲労検出素子１に相当す
る試料１４において、計測点Ｐ１では、前述の図１０
（１）に示されるように、き裂が進展せず、荷重繰返し
数Ｎ＝０、き裂進展長ａ＝０．００ｍｍであり、計測点
Ｐ２では、図１０（２）に示されるように、き裂が進展
し、荷重繰返し数Ｎ＝０．３×１０5、き裂進展長ａ＝
０．４０ｍｍであり、計測点Ｐ３では、図１０（３）に
示されるようにき裂が進展し、荷重繰返し数Ｎ＝０．９
×１０5、き裂進展長ａ＝１．２５ｍｍであり、計測点
Ｐ５では、図１０（４）に示されるようにき裂が進展
し、荷重繰返し数Ｎ＝１．５×１０5、き裂進展長ａ＝
２．１０ｍｍであり、計測点Ｐ５では、図１０（５）に
示されるようにき裂が進展し、荷重繰返し数Ｎ＝２．１
×１０5、き裂進展長ａ＝２．９０ｍｍであり、計測点
Ｐ６では、図１０（６）に示されるようにき裂が進展
し、荷重繰返し数Ｎ＝２．７×１０5、き裂進展長ａ＝
３．７５ｍｍであり、計測点Ｐ７では、図１０（７）に
示されるようにき裂が進展し、荷重繰返し数Ｎ＝３．０
×１０5、き裂進展長ａは３．９５ｍｍであった。
【００７７】このような試料１４に対して、約２倍の長
さを有する試料１５においては、計測点Ｑ１では、図１
１（１）に示されるようにき裂が進展し、荷重繰返し数
Ｎ＝０、き裂進展長ａ＝０．４５ｍｍであり、計測点Ｑ
２では、図１１（２）に示されるようにき裂が進展し、
荷重繰返し数Ｎ＝０．３×１０5、き裂進展長ａ＝１．
５５ｍｍであり、計測点Ｑ３では、図１１（３）に示さ
れるようにき裂が進展し、荷重繰返し数Ｎ＝０．９×１
０5、き裂進展長ａ＝３．７０ｍｍであり、計測点Ｑ４
では、１１（４）に示されるようにき裂が進展し、荷重
繰返し数Ｎ＝１．５×１０5、き裂進展長ａ＝５．１０
ｍｍであり、計測点Ｑ５では、図１１（５）に示される
ようにき裂が進展し、荷重繰返し数Ｎ＝２．１×１
０5、き裂進展長ａ＝６．４５ｍｍであった。
さを有する試料１５においては、計測点Ｑ１では、図１
１（１）に示されるようにき裂が進展し、荷重繰返し数
Ｎ＝０、き裂進展長ａ＝０．４５ｍｍであり、計測点Ｑ
２では、図１１（２）に示されるようにき裂が進展し、
荷重繰返し数Ｎ＝０．３×１０5、き裂進展長ａ＝１．
５５ｍｍであり、計測点Ｑ３では、図１１（３）に示さ
れるようにき裂が進展し、荷重繰返し数Ｎ＝０．９×１
０5、き裂進展長ａ＝３．７０ｍｍであり、計測点Ｑ４
では、１１（４）に示されるようにき裂が進展し、荷重
繰返し数Ｎ＝１．５×１０5、き裂進展長ａ＝５．１０
ｍｍであり、計測点Ｑ５では、図１１（５）に示される
ようにき裂が進展し、荷重繰返し数Ｎ＝２．１×１
０5、き裂進展長ａ＝６．４５ｍｍであった。
【００７８】図１２は、疲労検出素子１を用いた１ゲー
ジ法による疲労損傷度の推定方法の手順を説明するため
のフローチャートである。一般には、被検出部材の疲労
損傷度を予測するための手法として、２枚の疲労検出素
子を用いる２ゲージ法と、１枚の疲労検出素子を用いる
１ゲージ法とが知られている。２ゲージ法では、き裂進
展速度ｄａ／ｄｎと応力拡大係数ΔＫとの関係を示す特
性曲線の勾配が全く異なる材料を選ぶ必要があり、より
簡便には、損傷を評価する部材のＳ−Ｎ線図と勾配が等
しく、かつ部材よりも小さい疲労強度の疲労検出素子で
あれば、１ゲージ法によって疲労損傷度を検出すること
が可能であり、その手順について説明する。
ジ法による疲労損傷度の推定方法の手順を説明するため
のフローチャートである。一般には、被検出部材の疲労
損傷度を予測するための手法として、２枚の疲労検出素
子を用いる２ゲージ法と、１枚の疲労検出素子を用いる
１ゲージ法とが知られている。２ゲージ法では、き裂進
展速度ｄａ／ｄｎと応力拡大係数ΔＫとの関係を示す特
性曲線の勾配が全く異なる材料を選ぶ必要があり、より
簡便には、損傷を評価する部材のＳ−Ｎ線図と勾配が等
しく、かつ部材よりも小さい疲労強度の疲労検出素子で
あれば、１ゲージ法によって疲労損傷度を検出すること
が可能であり、その手順について説明する。
【００７９】まず、ステップｓ１で疲労検出素子１を被
検出部材１２に前述した図６に示されるように取付け、
ステップｓ２で疲労検出素子１によってき裂進展長ａを
計測する。このき裂進展長ａは、前述したき裂進展長検
出手段３２によって電気的に検出されてもよく、またフ
ァイバースコープなどを用いてき裂進展領域３１を撮像
し、画像処理装置によって画像処理された画像データか
ら求めるようにしてもよい。
検出部材１２に前述した図６に示されるように取付け、
ステップｓ２で疲労検出素子１によってき裂進展長ａを
計測する。このき裂進展長ａは、前述したき裂進展長検
出手段３２によって電気的に検出されてもよく、またフ
ァイバースコープなどを用いてき裂進展領域３１を撮像
し、画像処理装置によって画像処理された画像データか
ら求めるようにしてもよい。
【００８０】ステップｓ３で、疲労検出素子１に発生し
たき裂のき裂進展長ａiに対応する疲労損傷度ＤＳを図
１３のき裂進展長ａと疲労損傷度Ｄｓとの関係における
特性を示すラインＬ１０によって疲労検出素子１の疲労
損傷度Ｄｓiを算出し、図１４に示すように、疲労検出
素子１とＳ−Ｎ線図で傾きが等しい被検出部材１２の特
性を示すラインＬ１０に平行な疲労検出素子１の特性を
示すラインＬ１２を予め求めておき、ステップｓ４で、
図１５に示される疲労検出素子１の損傷度と被検出部材
１２の損傷度との関係を示すラインＬ１３によって、前
記疲労検出素子１のき裂進展長をａiに基づいて算出さ
れた疲労損傷度Ｄｓiに対応する被検出部材１２の疲労
損傷度ＤＩを算出して推定することができる。なお、上
記の図１４の応力振幅σを示す縦軸および荷重繰返し数
Ｎを示す横軸は、対数（常用対数）尺である。
たき裂のき裂進展長ａiに対応する疲労損傷度ＤＳを図
１３のき裂進展長ａと疲労損傷度Ｄｓとの関係における
特性を示すラインＬ１０によって疲労検出素子１の疲労
損傷度Ｄｓiを算出し、図１４に示すように、疲労検出
素子１とＳ−Ｎ線図で傾きが等しい被検出部材１２の特
性を示すラインＬ１０に平行な疲労検出素子１の特性を
示すラインＬ１２を予め求めておき、ステップｓ４で、
図１５に示される疲労検出素子１の損傷度と被検出部材
１２の損傷度との関係を示すラインＬ１３によって、前
記疲労検出素子１のき裂進展長をａiに基づいて算出さ
れた疲労損傷度Ｄｓiに対応する被検出部材１２の疲労
損傷度ＤＩを算出して推定することができる。なお、上
記の図１４の応力振幅σを示す縦軸および荷重繰返し数
Ｎを示す横軸は、対数（常用対数）尺である。
【００８１】本発明の実施の他の形態では、本発明に従
う疲労検出素子１によって２ゲージ法によって疲労損傷
度を推定するようにしてもよい。
う疲労検出素子１によって２ゲージ法によって疲労損傷
度を推定するようにしてもよい。
【００８２】
【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、破断片
のスリットが形成される中間部がその両側の長手方向両
端部よりも薄く形成され、この薄く形成される領域は破
断片の幅方向全長とされるので、被検出部材から基板を
経て破断片の長手方向両端部に伝達された歪みは、スリ
ットの周辺に大きな応力を発生させ、この大きな応力が
スリットの先端において応力集中する。このようにして
被検出部材の歪みによって破断片のスリットの先端に大
きな集中応力を発生させることができるので、被検出部
材に発生する歪みが小さいものであっても、スリットの
先端には大きな集中応力が発生し、これによって被検出
部材の微少な疲労による損傷量を破断片に発生したき裂
進展長によって高感度および高精度で検出し、信頼性の
高い測定を行うことができる。
のスリットが形成される中間部がその両側の長手方向両
端部よりも薄く形成され、この薄く形成される領域は破
断片の幅方向全長とされるので、被検出部材から基板を
経て破断片の長手方向両端部に伝達された歪みは、スリ
ットの周辺に大きな応力を発生させ、この大きな応力が
スリットの先端において応力集中する。このようにして
被検出部材の歪みによって破断片のスリットの先端に大
きな集中応力を発生させることができるので、被検出部
材に発生する歪みが小さいものであっても、スリットの
先端には大きな集中応力が発生し、これによって被検出
部材の微少な疲労による損傷量を破断片に発生したき裂
進展長によって高感度および高精度で検出し、信頼性の
高い測定を行うことができる。
【００８３】請求項２記載の本発明によれば、前記破断
片には引張応力が残留しているので、被検出部材の微少
な歪みによって前記スリットからき裂を進展させること
ができ、より一層感度および精度を向上することができ
る。
片には引張応力が残留しているので、被検出部材の微少
な歪みによって前記スリットからき裂を進展させること
ができ、より一層感度および精度を向上することができ
る。
【００８４】請求項３記載の本発明によれば、前記検出
片は基板の一表面に直接または接着層を介して間接的に
接合されるので、確実に基板から破断片の中間部へ歪み
を伝達し、引張応力を集中的に発生させてき裂を進展さ
せることができる。
片は基板の一表面に直接または接着層を介して間接的に
接合されるので、確実に基板から破断片の中間部へ歪み
を伝達し、引張応力を集中的に発生させてき裂を進展さ
せることができる。
【００８５】請求項４記載の本発明によれば、破断片の
き裂進展量をき裂進展量検出手段によって電気的に検出
することができるので、き裂進展に伴うデータの取出し
および管理が容易となり、疲労検出素子を被検出部材に
設置して上記にわたって損傷度を連続してまたは定期的
に断続して測定することができ、被検出部材の疲労によ
る損傷度測定作業を容易化することができる。
き裂進展量をき裂進展量検出手段によって電気的に検出
することができるので、き裂進展に伴うデータの取出し
および管理が容易となり、疲労検出素子を被検出部材に
設置して上記にわたって損傷度を連続してまたは定期的
に断続して測定することができ、被検出部材の疲労によ
る損傷度測定作業を容易化することができる。
【００８６】請求項５記載の本発明によれば、前記スリ
ットの先端は破断片の幅方向一側部から他側部に向って
先細状に形成されるので、前記スリットの先端より狭い
領域に応力を集中させることができ、これによってより
一層感度を向上することができる。
ットの先端は破断片の幅方向一側部から他側部に向って
先細状に形成されるので、前記スリットの先端より狭い
領域に応力を集中させることができ、これによってより
一層感度を向上することができる。
【００８７】請求項６記載の本発明によれば、破断片の
中間部の一表面と長手方向両端部の一表面との間の交差
部には、破断片の他表面に向って凸に弯曲した湾曲面が
形成されるので、前記段差面と中間部の一表面との交差
部に応力集中することを可及的に少なくして、スリット
の先端への応力集中が減衰することを防ぎ、破断片の中
間部の減厚によって生じた交差部への応力集中によるス
リット先端への応力の減衰をできるだけ少なくして、基
板から破断の長手方向両端部に伝達された歪みによって
生じた応力をスリットの先端に集中させ、感度をより一
層向上することができる。
中間部の一表面と長手方向両端部の一表面との間の交差
部には、破断片の他表面に向って凸に弯曲した湾曲面が
形成されるので、前記段差面と中間部の一表面との交差
部に応力集中することを可及的に少なくして、スリット
の先端への応力集中が減衰することを防ぎ、破断片の中
間部の減厚によって生じた交差部への応力集中によるス
リット先端への応力の減衰をできるだけ少なくして、基
板から破断の長手方向両端部に伝達された歪みによって
生じた応力をスリットの先端に集中させ、感度をより一
層向上することができる。
【００８８】請求項７記載の本発明によれば、破断片の
中間部の長手方向の長さＬ３を長手方向両端部間の未接
合領域の長さＬ４に対して適宜調整することによって、
感度を変化させることができ、高精度で要求される感度
を有する疲労検出素子を実現することが可能となる。こ
のような破断片の中間部の長さＬ３の調整は、特殊な加
工を必要とせず、容易に希望する感度の疲労検出素子を
製造することができる。
中間部の長手方向の長さＬ３を長手方向両端部間の未接
合領域の長さＬ４に対して適宜調整することによって、
感度を変化させることができ、高精度で要求される感度
を有する疲労検出素子を実現することが可能となる。こ
のような破断片の中間部の長さＬ３の調整は、特殊な加
工を必要とせず、容易に希望する感度の疲労検出素子を
製造することができる。
【００８９】請求項８記載の本発明によれば、長手方向
両端部間の中央部にスリットを有する箔膜が電鋳めっき
によって形成されるので、均一な厚みの箔膜を形成する
ことができる。このような箔膜は、レジスト膜によって
前記中間部への一表面を除く残余の領域の全てが被覆さ
れ、この状態でエッチング処理され、中間部が所定の厚
みに減厚された破断片が形成される。このように中間部
を減厚するにあたってエッチング処理によるので、中間
部を等方的に減厚し、中間部を一定の厚みに形成して、
確実にき裂が発生・進展する疲労検出素子を容易に実現
することができる。
両端部間の中央部にスリットを有する箔膜が電鋳めっき
によって形成されるので、均一な厚みの箔膜を形成する
ことができる。このような箔膜は、レジスト膜によって
前記中間部への一表面を除く残余の領域の全てが被覆さ
れ、この状態でエッチング処理され、中間部が所定の厚
みに減厚された破断片が形成される。このように中間部
を減厚するにあたってエッチング処理によるので、中間
部を等方的に減厚し、中間部を一定の厚みに形成して、
確実にき裂が発生・進展する疲労検出素子を容易に実現
することができる。
【００９０】請求項９記載の本発明によれば、中央部に
スリットを有し、中間部が減厚された破断片は、常温よ
りも高い予め定める温度に昇温された状態で、この破断
片よりも線膨張率の小さい金属材料から成る基板に長手
方向両端部が接合される。これによって破断片および基
板が常温程度に冷却されたとき、破断片に引張応力を残
留させることができる。こうして破断片に引張応力が残
留することによって、被検出部材に発生したわずかな歪
みであっても、前記スリットの先端からき裂を発生させ
て、高い感度で疲労による損傷度を検出することが可能
である。しかも、金属箔は電鋳めっきによって形成さ
れ、また破断片はエッチングによって中間部が減厚され
るので、製造が容易であり、安価な製造コストで量産が
可能であり、優れた産業上の利用性を有する。
スリットを有し、中間部が減厚された破断片は、常温よ
りも高い予め定める温度に昇温された状態で、この破断
片よりも線膨張率の小さい金属材料から成る基板に長手
方向両端部が接合される。これによって破断片および基
板が常温程度に冷却されたとき、破断片に引張応力を残
留させることができる。こうして破断片に引張応力が残
留することによって、被検出部材に発生したわずかな歪
みであっても、前記スリットの先端からき裂を発生させ
て、高い感度で疲労による損傷度を検出することが可能
である。しかも、金属箔は電鋳めっきによって形成さ
れ、また破断片はエッチングによって中間部が減厚され
るので、製造が容易であり、安価な製造コストで量産が
可能であり、優れた産業上の利用性を有する。
【００９１】請求項１０記載の本発明によれば、前記破
断片の長手方向両端部が基板の一表面に直接、または接
着層を介して間接的に接合されるので、確実に基板から
破断片の長手方向両端部へ歪みを伝達し、その破断片の
中央部に引張応力を集中的に発生させることができ、引
張応力の分散を防いでき裂を発生し易くすることができ
ることができる。
断片の長手方向両端部が基板の一表面に直接、または接
着層を介して間接的に接合されるので、確実に基板から
破断片の長手方向両端部へ歪みを伝達し、その破断片の
中央部に引張応力を集中的に発生させることができ、引
張応力の分散を防いでき裂を発生し易くすることができ
ることができる。
【００９２】請求項１１記載の本発明によれば、破断片
の中間部の長手方向の長さＬ３を長手方向両端部間の未
接合領域の長さＬ４に対して適宜調整することによっ
て、感度を変化させることができ、高精度で要求される
感度を有する疲労検出素子を実現することが可能とな
る。このような破断片の中間部の長さＬ３の調整は、特
殊な加工を必要とせず、容易に希望する感度の疲労検出
素子を製造することができる。
の中間部の長手方向の長さＬ３を長手方向両端部間の未
接合領域の長さＬ４に対して適宜調整することによっ
て、感度を変化させることができ、高精度で要求される
感度を有する疲労検出素子を実現することが可能とな
る。このような破断片の中間部の長さＬ３の調整は、特
殊な加工を必要とせず、容易に希望する感度の疲労検出
素子を製造することができる。
【００９３】請求項１２記載の本発明によれば、前述し
たように感度および精度の高いクラック形疲労検出器に
よってき裂進展長を検出し、このき裂進展長に基づいて
被検出部材の疲労による損傷度を推定するので、極初期
のわずかな歪みによって生じた疲労をも検出することが
可能となり、高感度および高精度で信頼性の高いき裂進
展長に基づいて、部材の疲労損傷度を推定することがで
きる。
たように感度および精度の高いクラック形疲労検出器に
よってき裂進展長を検出し、このき裂進展長に基づいて
被検出部材の疲労による損傷度を推定するので、極初期
のわずかな歪みによって生じた疲労をも検出することが
可能となり、高感度および高精度で信頼性の高いき裂進
展長に基づいて、部材の疲労損傷度を推定することがで
きる。
【図１】本発明の実施の一形態のクラック形疲労検出素
子１を示す断面図である。
子１を示す断面図である。
【図２】図１に示されるクラック形疲労検出素子１の平
面図である。
面図である。
【図３】電気抵抗線による基板２と破断片１０との接続
状態を模式的に示す図である。
状態を模式的に示す図である。
【図４】図２のスリット９付近の拡大平面図である。
【図５】図１のセクションＶの拡大断面図である。
【図６】疲労検出素子１が被検出部材１２の溶接ビード
４８付近に取付けられた状態を示す図である。
４８付近に取付けられた状態を示す図である。
【図７】本発明の実施の他の形態のクラック形疲労検出
素子１ａを示す断面図である。
素子１ａを示す断面図である。
【図８】図７に示されるクラック形疲労検出素子１ａの
平面図である。
平面図である。
【図９】被検出部材のひずみ範囲を一例としてΔε＝５
００×１０-6としたときの試料１４，１５の荷重繰返し
数Ｎとき裂進展長ａとの関係を示すグラフである。
００×１０-6としたときの試料１４，１５の荷重繰返し
数Ｎとき裂進展長ａとの関係を示すグラフである。
【図１０】図９における試料１４の各計測点Ｐ１〜Ｐ７
に対応するき裂進展状態を示す平面図である。
に対応するき裂進展状態を示す平面図である。
【図１１】図９における試料１５の各計測点Ｑ１〜Ｑ５
に対応するき裂進展状態を示す平面図である。
に対応するき裂進展状態を示す平面図である。
【図１２】疲労検出素子１を用いた１ゲージ法による疲
労損傷度の推定方法の手順を説明するためのフローチャ
ートである。
労損傷度の推定方法の手順を説明するためのフローチャ
ートである。
【図１３】疲労検出素子１によって計測されたき裂進展
長ａに対応する疲労損傷度ＤＳの関係を示す図である。
長ａに対応する疲労損傷度ＤＳの関係を示す図である。
【図１４】被検出部材１２のＳ−Ｎ特性に対応する疲労
検出素子１のＳ−Ｎ特性を示す図である。
検出素子１のＳ−Ｎ特性を示す図である。
【図１５】疲労検出素子１によるき裂進展長ａに基づい
て算出された疲労損傷度ＤＳに対応する被検出部材１２
の疲労損傷度を推定するための図である。
て算出された疲労損傷度ＤＳに対応する被検出部材１２
の疲労損傷度を推定するための図である。
１，１ａ クラック形疲労検出素子 ２ 基板 ３ 基板２の一表面 ４ 長手方向一端部 ５ 長手方向他端部 ６ 中央部 ７ 幅方向一側部 ８ 幅方向他側部 ９ スリット ９ａ スリット９の先端 １０ 破断片 １１ 基板２の他表面 １２ 被検出部材 １３ 中間部 １４〜１７ 接合点 １８，１９ 接着層 ２１，２２ 電極 ３１ き裂発生領域 ３２ き裂進展量検出手段 ３３ 電気抵抗線 ３４ａ，３４ｂ 対向面 ３５ 交点 ３６ 中間部１３の一表面 ３７ 長手方向一端部４の一表面 ３８ 長手方向他端部５の一表面 ３９，４０ 段差面 ４１，４２ 交差部 ４４，４５ 湾曲面 ４８ 溶接ビード ４９ 止端部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 公江 茂樹 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 村上 彰男 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (72)発明者 西山 五郎 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (72)発明者 嵩 良徳 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工 業株式会社 野田工場内 (56)参考文献 特開 昭62−265558（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−304240（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−185854（ＪＰ，Ａ) 特許2952594（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 3/32 G01M 19/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (12)
- 【請求項１】 箔状の基板の一表面上に、長手方向両端
部間の中央部で、前記長手方向に垂直な幅方向一側部か
ら幅方向他側部に向って延びるスリットが形成される箔
状の破断片の前記長手方向両端部が固着され、前記基板
の他表面を被検出部材に固定して、前記スリットから進
展したき裂進展長によって被検出部材の疲労損傷度を検
出するクラック形疲労検出素子において、 前記破断片のスリットが形成される中央部を含む中間部
は、幅方向全長にわたって長手方向両端部よりも薄く形
成されることを特徴とするクラック形疲労検出素子。 - 【請求項２】 前記破断片は、引張応力を残留させた状
態で、前記基板の一表面に長手方向両端部が固着される
ことを特徴とする請求項１記載のクラック形疲労検出素
子。 - 【請求項３】 前記破断片は、前記基板の一表面に長手
方向両端部が直接、または接着層を介して間接的に接合
されることを特徴とする請求項１または２記載のクラッ
ク形疲労検出素子。 - 【請求項４】 前記破断片は、スリットの先端から幅方
向他端部にわたるき裂発生領域に、き裂進展量を電気的
に検出するき裂進展量検出手段が設けられることを特徴
とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のクラック形
疲労検出素子。 - 【請求項５】 前記破断片に設けられるスリットは、そ
の先端が幅方向一側部から幅方向他側部に向って先細状
に形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
１つに記載のクラック形疲労検出素子。 - 【請求項６】 前記破断片の中間部の一表面と長手方向
両端部の一表面との間には、前記スリットの両側で立上
がる段差面が形成され、各段差面と中間部の一表面との
交差部は、破断片の他表面に向って凸の湾曲面によって
連なることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに
記載のクラック形疲労検出素子。 - 【請求項７】 前記破断片の中間部の長手方向の長さＬ
３と破断片の長手方向両端部間の未接合領域の長さＬ４
との比Ｌ３／Ｌ４によって、この比Ｌ３／Ｌ４が小さく
なるにつれて、感度を高くなる方向に調整可能であるこ
とを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のク
ラック形疲労検出素子。 - 【請求項８】 電鋳めっきによって、長手方向両端部間
の中央部に、幅方向一側部から幅方向他側部に向って延
びるスリットを有する箔膜を形成し、 前記スリットを有する箔膜の一表面の前記中央部を含む
中間部が露出するようにして、前記一表面の残余の領域
および他表面をレジスト膜によって被覆した後、エッチ
ング処理によって、前記中間部が所定の厚みに減厚され
た破断片を形成し、 前記破断片の長手方向両端部を、基板に接合することを
特徴とするクラック形疲労検出素子の製造方法。 - 【請求項９】 長手方向両端部間の中央部に、幅方向一
側部から幅方向他側部に向って延びるスリットを有する
箔膜を形成し、 前記スリットを有する箔膜の一表面の前記中央部を含む
中間部が露出するようにして、前記一表面の残余の領域
および他表面をレジスト膜によって被覆した後、エッチ
ング処理によって、前記中間部が所定の厚みに減厚され
た破断片を形成し、 前記破断片の長手方向両端部を、常温よりも高い予め定
める温度に昇温した状態で、破断片よりも線膨張率の小
さい材料から成る基板に接合することを特徴とするクラ
ック形疲労検出素子の製造方法。 - 【請求項１０】 前記破断片の長手方向両端部は、電気
抵抗溶接によって基板へ直接、接着層を介して間接的に
接合されることを特徴とする請求項８または９記載のク
ラック形疲労検出素子の製造方法。 - 【請求項１１】 前記破断片の中間部の長手方向の長さ
Ｌ３と破断片の長手方向両端部間の未接合領域の長さＬ
４との比Ｌ３／Ｌ４によって、この比Ｌ３／Ｌ４が小さ
くなるにつれて、感度を高くなる方向に調整可能である
ことを特徴とする請求項９または１０記載のクラック形
疲労検出素子の製造方法。 - 【請求項１２】 請求項１〜７のいずれか１つに記載の
クラック形疲労検出素子を、被検出部材に固定し、所定
期間内に進展したき裂進展長を測定し、このき裂進展長
に基づいて、被検出部材の損傷度を推定することを特徴
とするクラック形疲労検出素子を用いた損傷度推定方
法。
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