JPS5942672Y2 - 軸力計用磁気センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、磁性材料に応力が作用すると、その応力に関
連して、その磁性材料の鉄損が変化することを利用し、
組立構造物等を結合しているポル等に作用している軸力
な鉄損な測定することにより求める軸力計に使用する軸
力計用磁気センサに関するものである。

一般に、ボルトを使用した組立構造物において、特に動
的荷重を受ける場合には、ボルトの疲労破断を防止する
ために適正なボルトの軸力の管理が必要である。

そのため、ボルトの軸力の検出には、トルクレンチを使
用し、その締付トルクから軸力を検出する方法、ダイヤ
ルゲージ等を使用してボルトの寸法変化を測定して軸力
な検出する方法、ストレンゲージを使用して応力又は締
付トルクを測定して軸力な検出する方法等が用いられて
いる。

しかし、これらの方法の内、トルクレンチやターイヤル
ゲージを使用する方法は、測定精度や信頼性が劣り、ス
トレンゲージを使用する方法は測定精度及び信頼性は良
いが測定方法が複雑で現場で使用し難い等の欠点があっ
た。

そこで、磁性材料の磁気特性、特に保磁力又は鉄損とそ
の磁性材料に作用する応力の間に、第１図又は第２図に
示すような密接な関係があることを利用したボルトの軸
力計が製作されている。

第１図は磁性材料に作用する応力と鉄損の関係を示した
ものであり、第２図は磁性材料に作用する応力と鉄損変
化率の関係を示したものである。

こＳに鉄損変化率とは、磁性材料に応力が作用しない時
の鉄損をＷ。

、成る大きさの応力が作用しＷｉ −Ｗ。

た時の鉄損をＷｉとした時、 ｗｏ ×１ｏｏ（１
）−で表わしたものである。

従って、成る磁性材料について第１図又は第２図の関係
を実験で求めておけば、その磁性材料の鉄損を測定して
、その磁性材料に作用している応力を求めることができ
る。

通常、ボルトの鉄損を測定するには、第３図に示すよう
に、組立構造物６，６′を締付けているボルト５の頭部
に、断面路コの字形Ｑ鉄心２に一次コイル３及び二次コ
イル４を巻いて構成された磁気センサ１を押し当てて、
−次コイル３を励磁すると、鉄心２からの磁束はボルト
５０頭部内を矢印の方向に流れ、再び鉄心２に戻る閉磁
路が形成される。

この場合、磁気センサ１の一次コイル３の励磁電流と、
二次コイル４の出カニ次電圧を電力計に導入すれば、ボ
ルト５の頭部Ｑ鉄損を測定することができる。

この測定した鉄損を演算器に導入し、予め実験で求めて
おいた第１図又は第２図の関係よりボルト５の応力を求
め、その応力からボルト５の軸力を求めることができる
。

しかし、鉄損を測定する場合、磁気セ／す１の一次コイ
ル３を交流電源により励磁して、鉄心２を磁化しボルト
５の頭部に密着させて作業者が磁気センサ１をボルト５
の頭部に手で押し付けて保持しなげればならない。

また、多くのボルトの軸力を連続して測定する場合は、
各ボルト毎に、作業者が磁気センサ１をボルトの頭部に
手で押し付けるので、磁気センサ１と各ボルト頭部との
接触状態を同一に保持することはむずかしく、磁気セン
サ１と各ボルト頭部との接触部に空隙が生じ、かつ空隙
の大きさにばらつきがある。

一般に、磁気セ／す１とボルト頭部との接触部の空隙が
大きいほど、磁気センサ１の一次コイル３に流れる励磁
電流は増加するが、鉄損はかえって小さくなるので、ボ
ルトに同じ軸力が作用しても、空隙の大きさが異なると
、測定鉄損が異なり、従って、測定軸力が異なることに
なる。

このため磁気センサ１をボルト頭部に接触させる時、そ
の接触状態を常に同じにして、磁気センサ１とボルト頭
部の空隙をできるだけ同一に保持しなければならない。

従来の磁気センサ１ではそれが難しいという欠点があっ
た。

また、多数のボルトの軸力を測定する場合に、各ボルト
毎に磁気センサ１を移動させるので、移動毎に磁気セン
サ１の各コイルの日出線が屈曲作用を受け、疲労により
、日出線がコイルの出口で断線し測定が不可能になると
いう欠点があった。

本考案は上記の点に鑑み、ボルト頭部に密着して脱落せ
ず、常に磁気センサとボルト頭部の同一接触状態を保持
し、磁気センサの移動による屈曲作用からその日出線を
保護し、疲労による日出線の断線を防止するようにした
軸力計用磁気センサを提供するものである。

以下、本考案の一実施例を図面について説明する。

第４図は本考案の一実施例の正面断面図、第５図は第４
図のＡ−Ａ断面図、第６図ａは本考案の他の実施例の正
面断面図、第６図すは第６図ａのＢ矢視図、第７図ａは
本考案の更に他の実施例の正面断面図、第７図すは第７
図ａのＣ矢視図である。

第４図乃至第７図において、同一番号は同一部材を示す
。

第４図において、本考案の軸力計用磁気センサ７は、把
持部１１及び頭部１２より成る本体８と、本体８０頭部
１２の下部に設けられたボルト頭部に嵌合する凹部１３
と、凹部１３の上面１４の中央上部に磁極を凹部１３側
に向けて配置されたセンサ部９．と、センサ部９の口出
線１０を外部に取出す取出口１５とをプラスチック等で
一体に底形し、凹部１３の内側面１７にはゴム等の弾性
体で作られたリップ１６が設けられている。

本考案の軸力計用磁気センサ７は以上のような構成を有
するので、把持部１１を持って凹部１３を、軸力を測定
しようとするボルト１８の頭部１９に合わせ、センサ部
９の鉄心２の磁極端面がボルト１８の頭部１９に接触す
るように押込むと、凹部１３はボルト１８の頭部１９に
嵌合し、凹部１３の内側面１Ｔに設けられたリップ１６
は、その弾性によりボルト１８の頭部１９の側面に密着
する。

従って、把持部１１より手を離しても、軸力計用磁気セ
ンサ７はボルト１８の頭部１９より脱落せず、かつリッ
プ１６でボルト１８の頭部１９の側面と密着し鉄心２の
磁極端面が頭部１９の上面と接触するので、多数のボル
トの軸力を測定する場合でも、センサ部９の鉄心２の磁
極端面は各ボルト頭部の上面と殆んど同じ状態で接触す
ることができる。

故に、既述のように、センサ部９とボルト頭部の接触部
の空隙をほぼ＝定に保持することができるので、空隙の
ばらつきが殆んどなく、初めに鉄損と軸力の関係を較正
しておけば各ボルトの軸力な正しく測定することができ
る。

また、ボルト１８の頭部１９に嵌合している軸力計用磁
気センサ７は、その把持部１１を持って引張れば、容易
にボルト１８の頭部１９より取外すことができる。

また、センサ部９の口出線１０は、本体８に設けられた
取出口１５で保護され、各コイルの出口で屈曲作用を受
けないので、コイル出口での断線の恐れもなく、殊に取
出口１５にゴムブツシュ等を緩衝材としてはめ込めば、
一層その保護効果を高めることができる。

また、リン１１６はプラスチック成形時に凹部１３の内
側面１７に埋込んでもよいし、凹部１３の内側面ＩＴに
小穴を設は接着剤と共に嵌込んでもよい。

また、第６図ａ及び第６図すに示す軸力計用磁気センサ
２０のように、凹部１３の内側面１Ｔ全周にリップ２１
を設けてもよく、第７図ａ及び第１図すに示す軸力計用
磁気センサ２２のように、凹部１３の内側面１７にリッ
プ２３を断続して設けてもよい。

以上のように、本考案の軸力計用磁気センサは、その把
持部を持って軸力を測定しようとするボルトの頭部に押
し込むことにより、その凹部の内側面に設けられたリッ
プの弾性により鉄心２の磁極端面がボルト頭部に密着し
保持されるので、把持部より手を離しても軸力計用磁気
センサはボルト頭部より脱落せず、かつセンサ部とボル
ト頭部上面の接触部の空隙を常にほぼ同一に保持できる
ので、ボルトの軸力を正しく測定することができる。

また、センサ部の日出線を取出口で保護しているので、
日出線の屈曲作用の繰返しによる疲労破断を防止するこ
とができ、ボルト頭部から取外すには、把持部を持って
引張るだけでよいので、その操作が極めて簡単である等
その効果は犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁性材料に作用する応力と鉄損の関係を示す図
、第２図は磁性材料に作用する応力と鉄損変化率の関係
を示す図、第３図はボルト頭部に従来の磁気センサを取
付けた正面断面図、第４図は本考案の一実施例の正面図
、第５図は第４図のＡ−Ａ断面図、第６図ａは本考案の
他の実施例の正面断面図、第６図すは第６図ａのＢ矢視
図、第１図ａは本考案の更に他の実施例の正面断面図、
第１図すは第１図ａのＣ矢視図である。 ？、２０．２２・・・・・・軸力計用磁気センサ、８・
・・・・・本体、９・・・・・・センサ部、１０・・・
・・・目出線、１１・・・・・・把持部、１２・・・・
・・頭部、１３・・・・・・凹部、１５・・・・・・取
出口、１６．２１．２３・・・・・・リップ、１７・・
・・・・内側面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 把持部と頭部より成る本体と、前記頭部の下部に設けら
   れた凹部と、前記凹部の上面の中央上部に磁極を前記凹
   部側に向けて配置したセンサ部と、前記センサ部の日出
   線を外部に取出す取出口とを設け、全体を一体にプラス
   ナック成形し、かつ前記凹部の内側面にリップを設けた
   ことを特徴どする軸力計用磁気セ／す。