JPH11148876A

JPH11148876A - ボルト締付力検査装置

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Publication number: JPH11148876A
Application number: JP31516497A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Yano; 博明矢野; Shigeru Kitagawa; 茂北川
Original assignee: HANSHIN KOSOKU DORO KANRI GIJU; HANSHIN KOSOKU DORO KANRI GIJUTSU CENTER; KOUZOU KENSETSU KK; NIPPON HIHAKAI KEISOKU KENKYUS; NIPPON HIHAKAI KEISOKU KENKYUSHO KK; SENSOR SYSTEM KK
Current assignee: HANSHIN KOSOKU DORO KANRI GIJU; HANSHIN KOSOKU DORO KANRI GIJUTSU CENTER; KOUZOU KENSETSU KK; NIPPON HIHAKAI KEISOKU KENKYUS; NIPPON HIHAKAI KEISOKU KENKYUSHO KK; SENSOR SYSTEM KK
Priority date: 1997-11-17
Filing date: 1997-11-17
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2017-11-17
Also published as: JP2998725B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、ボルトの縦振動のみを振動検出装
置へ正確に伝達するとともに、高感度の検出信号を取り
出して、ボルトの締付力などを高精度に検査できるボル
ト締付力検査装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係るボルト締付力検査装置１
は、軸対称空間部９の外周に励振コイル１０を配設し、
該励振コイル１０の外周に、磁化方向を半径方向にして
複数の永久磁石を互いに環状配列した環状永久磁石１１
を配設してなる振動生成体３と、該振動生成体３と振動
緩和材４を介して連結し、前記軸対称空間部９に突出す
る振動伝達棒１４と接続した振動検出器１２を中心軸に
配設してなる検出体５と、前記励振コイル１０に励振電
流を供給する励振回路、ボルト６の縦振動を検出する振
動検出回路、およびボルト６の共振振動数を検出する共
振検出回路を備えた制御装置とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボルトの締付力の
検査装置に関し、特に締付状態のボルトの頭部または他
端部に当接して前記ボルトの締付力およびクラックの有
無を検査するためのボルト締付力検査装置の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ボルトとナットとによって複
数の部材を締付け固定した後、その締付力を測定する方
法には種々のものがある。ボルトは、複数の部材を貫通
形成した取付孔に挿通され、その他端にナットが螺合さ
れることにより、それら部材を締付け固定するものであ
る。この締付力が不十分だったり、ボルトやナットに折
損が存在すると、ボルトとナットとを用いた構造物が分
解するなどの重大事故が発生する。

【０００３】この締付力を判断する一番簡単な方法は、
ボルトの頭部または他端部をハンマーなどで打撃し、そ
の打撃力により生ずる振動・音を作業員の耳または手の
触覚で感知して締付けの緩みを診断し、また目視により
折損を見つけるというものである。しかし、この方法
は、作業員の熟練を要し、しかも個人差が生じ易いとい
う問題を有する。また、より進んだ方法として、トルク
計により前記締付力を測定する方法も広く用いられてい
る。しかし、この測定は、一般に歪みゲージを用いて行
われるため、ボルトの締付け状態と弛めた状態との両状
態を測定しないとその測定値が得られない。さらに、こ
の測定値は、ナットやボルトと座金との間の摩擦力によ
り変わるものであり、ナットなどの表面の錆具合によっ
てばらつくものでもある。その上、この方法ではボルト
の折損は発見できるが、ボルトのクラックを発見するの
が難しい。

【０００４】そこで、特開平７−３３３０８５号公報に
開示されるようなボルト締付力検査装置が提案されてい
る。図７に示すように、このボルト締付力検査装置５０
は、プローブ５１と制御装置とからなる。プローブ５１
は、ボルト５３の頭部５４または他端部５５を受け入れ
る空間部５６の周囲に配設した励振コイル５７と、励振
コイル５７の外周に配設し半径方向に磁化したリング状
の第１永久磁石５８と、空間部５６の奥部にボルトの頭
部５４または他端部５５と対面させて同軸状に配設しボ
ルトと対面する側の磁極と逆磁極となるように軸方向に
磁化したリング状の第２永久磁石５９と、第２永久磁石
５９の中心孔６１を貫通させ且つ先端をボルトに接触さ
せた振動伝達棒６０を介してボルトの縦振動を検出する
振動検出器６２とを備えたものである。一方、制御装置
は、前記励振コイルに励振電流を供給してボルトに縦振
動を与える励振回路と、振動検出器の振動信号に基づき
ボルトの共振状態を検出する共振検出回路とを備えたも
のである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報記載
のボルト締付力検査装置には、以下に示す幾つかの問題
点がある。先ず、リング状の第１永久磁石は、磁力が弱
いためボルトに十分な共振を起こすことが出来ないの
で、振動検出器の検出信号からボルトの締付状態を明確
に判別するのが難しいという問題がある。この検出感度
を向上させるには、第１永久磁石の磁力をより強力にし
なければならない。しかし、一般に、リング状に成形し
て、例えばリングの内周側をＮ極、外周側をＳ極に磁化
した永久磁石では、その内周面と外周面とで表面積が異
なるなどの理由により、強力な磁力をもつものの作製が
技術的に困難なのである。

【０００６】また、上記ボルト締付力検査装置では、ボ
ルトの縦振動の際に、ボルトの振動およびコイルの振動
がプローブを通して直接振動検出部に伝達する。また、
この際、その振動伝達棒は針状で横振動が生じやすい形
状なので、振動伝達棒先端がボルトに押圧する程度によ
って、振動伝達棒の横振動による共振が生じる。これら
振動や共振がノイズとなって検出信号に現れるという問
題が生じた。ここで、振動伝達棒が当接するボルト頭部
などに塗料が塗られていると、この塗料が振動の一部を
吸収したり、塗布状態によってはその当接位置が振れて
振動伝達棒の横振動の原因となるという問題もある。さ
らに、金属製の振動伝達棒は、これに流れる電流と磁界
との相互作用により、振動伝達棒の固有振動数で振動
し、これもノイズとなって検出信号に現れるという問題
があった。

【０００７】その上、これらノイズのため、ボルトの全
長が長い程ボルトの固有振動数が小さくなるので、その
共振振動数を検出するのは一層困難となる。上記公報記
載のボルト締付力検査装置では、例えば全長が７６ｍｍ
のボルトの共振振動数を測定する場合、検出信号に現れ
るノイズのため、その共振振動数を検出するのが非常に
難しい。

【０００８】本発明は、このような問題点に鑑み、ボル
トの縦振動のみを振動検出装置へ正確に伝達するととも
に、高感度の検出信号を取り出して、ボルト軸部に加わ
る張力に対応する共振振動数の精確な測定を可能とし、
もってボルトの締付力や折損、クラックを正確に検査で
きるボルト締付力検査装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のボルト締付力検査装置においては、ボルト
の頭部または他端部を納める軸対称空間部を備え、この
軸対称空間部の半径方向外周に励振コイルを配設すると
ともに、この励振コイルの外周に、磁化方向を半径方向
にして複数の永久磁石を互いに環状配列した環状永久磁
石を配設して構成される振動生成体と、この振動生成体
に振動緩和材を介して連結し、前記軸対称空間部に突出
する振動伝達棒を備えた振動検出器を中心軸に配設して
構成される検出体と、前記励振コイルに周波数が連続的
に繰り返し変わる励振電流を供給する励振回路、前記振
動伝達棒からの縦振動を検出する振動検出回路、および
この振動検出回路の出力信号に基づきボルトの共振振動
数を検出する共振検出回路を備えた制御装置とから構成
されるものである。

【００１０】上記振動伝達棒を振動検出器と固着した
り、前記振動伝達棒としてセラミックスなどの無機質固
体を用いると、後述する理由により、検出信号へのノイ
ズの混入防止に効果的である。

【００１１】そして、前記制御装置として、前記励振回
路が電圧によって周波数が変化する電圧制御発振器を備
え、この制御電圧を変化させて前記励振コイルに励振電
流を供給し、前記共振検出回路がボルトが共振振動を生
じたことを検出するピーク検出器と、共振周波数に対応
した電圧を検出するサンプリングホールド器と、前記共
振周波数に対応した電圧を入力されてボルト締付力を演
算し表示する演算表示器とを備えたものを用いることが
できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明に係る代表的な種々の実施例を説明する。図１は、本
発明に係るボルト締付力検査装置１の断面説明図であ
り、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。ボルト締付力
検査装置１は、軸部が中空の振動生成体３と、この振動
生成体３と振動緩和材４を介して連結する検出体５と、
制御装置２とから構成される。振動生成体３は、非磁性
体であり、ボルト６の頭部７または他端部８を納めるた
めの軸対称な空間部９を有し、この空間部９の半径方向
外周であって振動生成体内部に励振コイル１０が同軸状
に配設され、この励振コイル１０の外周であって振動生
成体内部に環状永久磁石１１が同軸状に配設されて構成
される。

【００１３】また、非磁性体である検出体５には、その
中心軸に沿って圧電素子などからなる振動検出器１２が
設けられ、圧縮コイルばねなどからなるばね体１３によ
って軸方向かつ振動生成体側へ弾性付勢されるととも
に、振動伝達棒１４の端部と固着している。この振動伝
達棒１４は、前記空間部９へ突出しており、ボルトの頭
部または他端部がこの空間部内に納められたときにはボ
ルト頭部または他端部と当接し、ボルトの縦振動を振動
検出器へ伝達する。

【００１４】また、図２に示すように、上記環状永久磁
石１１は、１２個の角柱磁石１５，…を、磁化方向が半
径方向として外周側がＳ極、内周側がＮ極となるように
環状に配列したものであり、この配列を確実ならしめる
ためその外周を鉄輪１６で固定されている。これによ
り、従来、リング状に成形された永久磁石では実現が困
難な高磁力が可能となり、検出感度を大幅に向上させる
ことが可能となった。例えば、上記公報記載のボルト締
付力検査装置で用いたリング状第１永久磁石では、リン
グの内側での磁界が約６００ガウスであったが、本実施
例の環状永久磁石では、個別に磁化した磁石を環状に配
列することにより、その内側での磁界が約３０００ガウ
スにもなる。なお、本発明では、本実施例での環状永久
磁石の形成方法に限らず、磁化方向を半径方向にして外
周側の磁極と内周側の磁極とが逆極性となるように、複
数の永久磁石を互いに環状配列したものであれば何れで
も良い。

【００１５】ボルトの締付力を検査するときには、図１
に示すように、ボルト６の頭部７の中央位置に振動伝達
棒１４の先端が当接するようにして、ボルト６の頭部７
を環状永久磁石１１と励振コイル１０とで囲まれる空間
部９に挿入し、環状永久磁石１１がつくる磁界による吸
引力によって、振動生成体の端部１７が板材１８の表面
に当接した状態で吸引保持される。このとき、環状永久
磁石１１による磁界がボルトの頭部７に作用する。さら
に、制御装置によって、励振コイル１０に周波数が連続
的に繰り返し変化する励振電流を供給すると、ボルトの
頭部７に、電磁誘導起電力による渦電流が流れる。この
渦電流と磁界との相互作用によって、ボルトが励振電流
の周波数に対応して縦振動する。この振動周波数が、ボ
ルトの軸部１９の張力に対応した固有振動数と一致する
ときにボルトは共振し、この共振振動数を制御装置によ
り検出することによって、ボルトの締付力を検査するこ
とが可能となるのである。なお、図示しないが、振動生
成体３には、制御装置から励振コイル１０に励振電流を
供給するケーブルが引かれており、検出体５には、振動
検出器１２により検出された振動信号を制御装置へ送る
ケーブルが引かれている。

【００１６】本実施例では、振動生成体３と検出体５と
の間に振動緩和材４を介在させている。これは、ボルト
の締付力の測定時、このボルトの振動や励振コイル１０
自身の振動が振動生成体３をを通して検出体５に伝播し
て、伝播した振動がノイズとなって検出信号に混入する
ことを防止するためである。本実施例では、上記環状永
久磁石１１を採用し、従来よりも強力な磁界を用いるた
め、ボルトの縦振動や励振コイル１０自身の振動も従来
よりも大きくなるが、振動緩和材４の採用により、これ
ら振動の検出体５へ伝播を防止できるのである。

【００１７】前記振動伝達棒１４として、非磁性かつ電
気絶縁性の無機質固体を用いる。この無機質固体の中で
も、電磁場に対する絶縁性および硬質性の観点から、非
磁性かつ電気絶縁性のセラミックスが好ましく、特に高
純度のアルミナを用いたファインセラミックスがより好
ましい。これは、振動伝達棒１４が導電性を有すると、
振動伝達棒１４に流れる電流と磁界との相互作用によ
り、振動伝達棒１４が固有振動数で振動し、この振動が
ノイズとなって検出信号に現れるので、これを防ぐため
である。また、セラミックスなどの無機質固体からなる
振動伝達棒を用いると、その弾性率が大きく、共振点が
測定域よりも遥かに高くなるため、振動伝達棒の共振か
らくるノイズが測定結果に影響を与えないという利点が
ある。

【００１８】さらに、振動伝達棒１４の直径は、従来の
ものよりも大きい。本実施例では、振動伝達棒１４の断
面は円形であり、この直径は約６ｍｍである。従来より
も振動伝達棒の直径を大きくすることで、振動伝達棒の
横振動による共振からくるノイズの発生を防止すること
が可能となる。なお、本実施例では、ボルト６の頭部７
に振動伝達棒１４の端部を当接するとしているが、本発
明では、これに限らず、ボルトのナット側他端部８を前
記空間部９に納めて、その他端部８に振動伝達棒１４を
当接することで、ボルト軸部１９の共振振動数を測定し
ても良い。

【００１９】次に、図３〜図５を参照しながら、励振コ
イルに励振電流を供給するとともに、ボルトの共振振動
数を検出する制御装置について説明する。図３は、この
制御装置の構成を示す説明図であり、図４は、演算表示
器３５の構成を示す説明図であり、図５は、制御装置の
各部の信号波形を示したタイムチャートである。なお、
図５の(a) は制御電圧Ｖ₁、(b) は正弦波電圧Ｖ₂、
(c) は振動増幅信号Ｖ₅、(d) は検波電圧信号Ｖ₈、(e)
は振幅信号Ｖ₉、(f) はサンプリングパルスＶ ₁₀をそ
れぞれ示している。

【００２０】制御装置２は、前記励振コイル１０に周波
数が連続的に繰り返し変わる励振電流Ｉ₀を供給して、
ボルトに縦振動を与える励振回路と、振動検出器の振動
信号Ｖ₀からボルトの共振状態を検出する共振検出回路
とを備えたものである。

【００２１】先ず、前記励振回路について説明する。励
振回路は、１秒程度の繰り返し周期（Ｔ）のランプ状
（鋸歯状）制御電圧Ｖ₁を発生する超低周波発振器と、
その連続的に変化する制御電圧Ｖ₁で制御され、周波数
が連続的に変化する電流を発生する電圧制御発振器（Ｖ
ＣＯ）２３とから主として構成されている。すなわち、
電圧制御発振器２３によって発生された周波数が連続的
に変化する正弦波電圧Ｖ ₂を本実施例ではバイアス補正
増幅器２６で前段増幅した後、電流増幅器２７で増幅し
て前述の励振電流Ｉ₀を発生するのである。ここで、前
記バイアス補正増幅器２６では、バイアス電圧も制御し
ている。このバイアス電圧は、後述するバイアス電流を
与えるもので、非鉄金属への適用をも可能にするもので
ある。

【００２２】前記励振回路の動作を簡単に説明すれば、
超低周波発振器２２の制御電圧によって周波数の変えら
れる電圧制御発振器２３により、１０ｋＨｚ〜１００ｋ
Ｈｚ可変の正弦波電圧Ｖ₂を生じる。そして、直流電流
を適当に付与するためのバイアス補正増幅器２６を通
し、次いで電流増幅器２７で０．５Ａ〜２．０Ａ（ピー
ク値）の励振電流Ｉ₀を前記励振コイルに供給するので
ある。この励振電流Ｉ₀は、励振コイルによりボルトに
電磁振動を付与するものである。

【００２３】次に、前述の共振検出回路について説明す
る。共振検出回路は、ボルトが共振点に達したときの前
記制御電圧Ｖ₁の瞬時値または共振振動数を検出するも
のである。具体的には、振動検出器で検出した振動信号
Ｖ₀は、増幅器２８で増幅して検波器２９に与えられ
る。この検波器２９から出力される検波電圧信号Ｖ₈を
平滑器３２に与え、該平滑器３２で検波電圧信号Ｖ₈を
平滑化して、ボルトの振動の振幅に略比例した振幅信号
Ｖ₉を得る。検波、平滑後の振幅信号Ｖ₉は、共振点で
振幅が大きくなるので、そのピーク値（最大値）をピー
ク検出器３３で検出して、ピーク値に達した時点でサン
プリングパルスＶ₁₀を発生させる。そして、前記超低周
波発振器２２の制御電圧とサンプリングパルスＶ₁₀が発
生した瞬間の制御電圧Ｖ₁をサンプリングし、これを保
持して出力信号Ｖｒとして演算表示器３５に入力する。
演算表示器３５では、その共振周波数に対応したボルト
締付力が求められる。

【００２４】図４に示すように、演算表示器３５は、ボ
ルト締付力を演算する演算部７１と、この演算部７１に
連結された表示部７２、検量線テーブル記憶部７３およ
び設定操作部７４からなる。検量線テーブル記憶部７３
には、ボルトの質量や長さ、板材の密度や厚さなどのボ
ルト締付力の測定に必要なデータが記憶されている。こ
のデータは、設定操作部７４を通じて、たとえばキー操
作などでもって入力される。演算部７１では、検量線テ
ーブル記憶部７３に記憶されたデータを基にして、サン
プリングホールド３４の出力信号Ｖｒからボルト締付力
が演算され、この演算結果が表示部７２およびデータ出
力器７０へ出力される。表示部７２では、入力されたこ
の演算結果がディスプレイや表示ランプに表示され、デ
ータ出力器７０では、この演算結果などの測定データ
が、紙やコンピュータのハードディスクなどの記憶媒体
へ記録される。

【００２５】表示部７２のディスプレイや表示ランプ
は、出力信号Ｖｒをそのまま共振点の周波数（共振周波
数）に対応する制御電圧Ｖ₁の電圧値と、この電圧値に
対応する共振周波数と、演算部７１で求められたボルト
締付力とを表示することができる。また、演算部７１
は、このボルト締付力が基準値を超えているか否かの判
別を行うこともできて、この判別の結果を表示部７２へ
出力してディスプレイや表示ランプに表示することもで
きる。なお、この基準値は、設定操作部７４から設定可
能である。ここで、演算表示器３５に、演算部７１で求
められたボルト締付力の大きさに応じたトーンの音を出
力する機能を備えることも好ましい。

【００２６】前記演算表示器３５に表示された値は、ボ
ルトの共振振動数に対応しているので、ボルトの締付状
態に対応した値が表示されることとなる。前述の如く、
共振振動数は、ボルトの軸部の張力に応じて変化するも
のであるから、例えば多数の正常な締付状態にあるボル
トの中から緩んだボルトを見出す場合に最適である。ボ
ルトが緩んでいる場合には、共振振動数が低下するよう
にずれるから締付具合を判別でき、またボルトが折損し
ている場合には、共振振動数（出力信号Ｖｒ）が増加す
るように大きくずれるので容易に判別できる。

【００２７】次に、図６を参照して、前記ピーク検出器
３３の具体例を説明する。本実施例のピーク検出器３３
は、計測開始の信号（リモートスイッチ）を与えて振幅
信号Ｖ₉のピーク値をアナログ的に記憶し、次の周期で
再度同じピーク値に達したときに、これを共振点と判別
するものであり、具体的には、平滑器３２の振幅信号Ｖ
₉を二方向に切り替える切替えスイッチ３６と、切替え
スイッチ３６のａ接点に接続されたアナログメモリー回
路３７と、アナログメモリー回路３７の出力Ｖ _Aとｂ接
点に切り替える際の該ｂ接点の出力Ｖ_B（振幅信号Ｖ₉
そのものである。）とを比較してパルス（サンプリング
パルスＶ₁₀）を発生する比較器３８から構成されてい
る。前記切替えスイッチ３６は、制御装置のリセットス
イッチに連動し、通常はａ端子が閉じていて、振幅信号
Ｖ₉はアナログメモリー回路３７にアナログ的に記憶さ
れ、比較器３８の負端子に出力Ｖ_Aが常時入力されてい
る。そして、リセットスイッチを作動させている数秒間
だけ、切替えスイッチ３６のｂ接点が閉じて、比較器３
８の正端子に出力Ｖ_Bが入力される。アナログメモリー
回路３７に記憶された振幅信号Ｖ₉のピーク値は、次の
周期までに僅かに減少（１〜２％）しているので、次回
のピーク値の一つはこれを超える。従って、この点を比
較器３８で検出してサンプリングパルスＶ₁₀を生じさせ
る。

【００２８】更に詳しくは、前記アナログメモリー回路
３７は、応答性を高めるために二つの演算増幅器３９，
４０を直列に配し、その中間にダイオード４１を配し、
ダイオード４１の順方向側に配したコンデンサ４２に振
幅信号Ｖ₉のピーク値に対応する電圧が蓄えられるので
ある。

【００２９】そして、前記ピーク検出器３３からのサン
プリングパルスＶ₁₀は、サンプリングホールド３４に入
力される。このサンプリングホールド３４は、図６に示
すように、前記サンプリングパルスＶ₁₀によってスイッ
チングされるトランジスタ４３と、該トランジスタ４３
によって制御される双方向アナログＦＥＴ出力形のフォ
トカプラ４４と、該フォトカプラ４４の一方の出力端子
に並列接続されたコンデンサ４５とから構成されてい
る。前記サンプリングパルスＶ₁₀は、抵抗４６を介して
トランジスタ４３のベースに入力され、該トランジスタ
４３のコレクタは、フォトカプラ４４のカソードに接続
され、フォトカプラ４４のアノードには所望の電流を供
給できるように電源に接続されている。フォトカプラ４
４のドレインには、前記超低周波発振器２２から制御電
圧Ｖ₁が供給され、ソースには、前記コンデンサ４５が
接続されるとともに、演算表示器３５に接続されてい
る。そして、前記サンプリングパルスＶ₁₀が入力されて
いる間だけ、トランジスタ４３が導通して、発光ダイオ
ードに電流が流れて発光し、それに伴ってＦＥＴが導通
し、超低周波発振器２２の制御電圧Ｖ₁の瞬間値でコン
デンサ４５が充電され、それが保持される。つまり、演
算表示器３５は、入力インピーダンスが高ければ、コン
デンサ４５に蓄えられた電圧の低下は無視でき、その電
圧が出力信号Ｖｒとして演算表示器３５に供給されるの
である。もちろん、次の測定の前にはリセットスイッチ
を操作して、このコンデンサ４５を放電させて初期状態
にする。

【００３０】さて、上記した本発明に係るボルト締付力
検査装置と、上記した特開平７−３３３０８５号公報記
載のボルト締付力検査装置とを用いて、締付状態にある
ボルトの頭部を各装置内に設置して、ボルトの締付状態
を検査した。その結果によれば、本発明に係るボルト締
付力検査装置は、前記公報記載のものに比べて、出力信
号の感度が４０倍〜５０倍となったため、共振ピークと
他のノイズとを明確に識別できて、締付状態を明確に判
別することができた。また、前記公報記載のものでは困
難であった７６ｍｍ供試体の締付状態の判別も可能であ
った。一方、締付状態にあるボルトのナット側他端部を
各装置内に設置してボルトの共振振動数を検出し、両者
の検出結果を比較したところ、上記と同様の検出結果を
得ることもできた。

【００３１】

【発明の効果】上述の如く、本発明のボルト締付力検査
装置によれば、ボルトの頭部または他端部を納める軸対
称空間部の半径方向外周に励振コイルを配設するととも
に、この励振コイルの外周に、磁化方向を半径方向にし
て複数の永久磁石を互いに環状配列した環状永久磁石を
配設しているので、ボルトの縦振動の振幅を大きくする
ことができる。なおかつ、振動生成体と検出体との間に
振動緩和材を介在させていることにより、検出体への振
動の伝播を防ぐことができて、検出信号へのノイズ混入
を防止でき、もってボルトの共振振動数の検出精度を高
めることが可能となる。

【００３２】また、前記振動伝達棒を前記振動検出器に
固着すると、ボルト頭部の塗布状態による振動伝達棒の
当接位置の振れを抑制でき、また振動伝達棒の横振動を
も抑制できるので、これらがノイズとなるのを防ぐこと
ができる。また、前記振動伝達棒として、セラミックス
などの非磁性かつ電気絶縁性の無機質固体を用いると、
振動伝達棒の共振を防ぐことができ、ノイズの発生を防
止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るボルト締付力検査装置の断面説明
図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】制御装置の簡略ブロック図である。

【図４】演算表示器の簡略ブロック図である。

【図５】制御装置の各部の信号波形を示すタイムチャー
トである。

【図６】ピーク検出器とその周辺を示す簡略ブロック図
である。

【図７】従来のボルト締付力検査装置の断面説明図であ
る。

【符号の説明】

１ボルト締付力検査装置２制御装置３振動生成体４振動緩和材５検出体６ボルト７ボルトの頭部８ボルトの他端部９空間部１０励振コイル１１環状永久磁石１２振動検出器１３ばね体１４振動伝達棒１５角柱磁石１６鉄輪１７振動生成体の端部１８板材１９ボルト軸部２２超低周波発振器２３電圧制御発振器２６バイアス補正増幅器２７電流増幅器２８増幅器２９検波器３２平滑器３３ピーク検出器３４サンプリングホールド３５演算表示器３６切替えスイッチ３７アナログメモリー回路３８比較器３９，４０演算増幅器４１ダイオード４２コンデンサ４３トランジスタ４４フォトカプラ４５コンデンサ４６抵抗５０ボルト締付力検査装置５１プローブ５２制御装置５３ボルト５４ボルトの頭部５５ボルトの他端部５６空間部５７励振コイル５８第１永久磁石５９第２永久磁石６０振動伝達棒６１中心孔６２振動検出器６３板材６４，６５座金６６ナット７０データ出力器７１演算部７２表示部７３検量線テーブル記憶部７４設定操作部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 594094124 財団法人阪神高速道路管理技術センター大阪市中央区南本町４丁目５番７号 (72)発明者矢野博明神戸市垂水区本多聞３丁目５番18号センサ・システム株式会社内 (72)発明者北川茂岡山県倉敷市黒崎203番地の３株式会社日本非破壊計測研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボルトの頭部または他端部を納める軸対
称空間部を備え、該軸対称空間部の半径方向外周に励振
コイルを配設するとともに、該励振コイルの外周に、磁
化方向を半径方向にして複数の永久磁石を互いに環状配
列した環状永久磁石を配設して構成される振動生成体
と、該振動生成体に振動緩和材を介して連結し、前記軸対称
空間部に突出する振動伝達棒と接続した振動検出器を中
心軸に配設して構成される検出体と、前記励振コイルに周波数が連続的に繰り返し変わる励振
電流を供給する励振回路、前記振動伝達棒からの縦振動
を検出する振動検出回路、および該振動検出回路の出力
信号に基づきボルトの共振振動数を検出する共振検出回
路を備えた制御装置と、から構成されるボルト締付力検
査装置。
【請求項２】前記振動伝達棒を前記振動検出器に固着
して構成される請求項１記載のボルト締付力検査装置。
【請求項３】前記振動伝達棒として非磁性かつ電気絶
縁性の無機質固体を用いる請求項１または請求項２記載
のボルト締付力検査装置。
【請求項４】前記無機質固体としてセラミックスを用
いる請求項３記載のボルト締付力検査装置。
【請求項５】前記制御装置が、前記励振回路が電圧に
よって周波数が変化する電圧制御発振器を備え、この制
御電圧を変化させて前記励振コイルに励振電流を供給
し、前記共振検出回路がボルトが共振振動を生じたこと
を検出するピーク検出器と、共振周波数に対応した電圧
を検出するサンプリングホールド器と、前記共振周波数
に対応した電圧を入力されてボルト締付力を演算し表示
する演算表示器とを備えて構成される請求項１〜３の何
れか１項に記載のボルト締付力検査装置。