JPS6155057B2 - - Google Patents
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- JPS6155057B2 JPS6155057B2 JP9659681A JP9659681A JPS6155057B2 JP S6155057 B2 JPS6155057 B2 JP S6155057B2 JP 9659681 A JP9659681 A JP 9659681A JP 9659681 A JP9659681 A JP 9659681A JP S6155057 B2 JPS6155057 B2 JP S6155057B2
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- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 162
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/12—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、磁性材料で作られたボルトの軸力を
磁気的方法によつて測定するボルト軸力測定方法
に関するものである。
磁気的方法によつて測定するボルト軸力測定方法
に関するものである。
一般に、ボルト・ナツトで締結された組立構造
物において、特にその組立構造物が動的荷重を受
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。通
常は、ボルトの軸力はトルク法により、ボルト締
付け時の締付トルクによつて管理されている。し
かし、このトルク法は、ボルト・ナツトのねじ面
や、ボルト・ナツトと被締結物の接触面の摩擦の
ばらつきが大きいため、ボルト軸力を所定値に管
理することは非常に困難で、ボルトの軸力に大き
なばらつきを生ずる。従つて、最近では、磁性材
料の鉄損と磁性材料に作用する引張応力及び圧縮
応力の間には、第１図に示すような密接な関係が
あることを利用して、磁性材料で作られたボルト
の鉄損を測定して、その測定鉄損値から前記ボル
トに作用している軸力を測定する磁気的方法が用
いられている。
物において、特にその組立構造物が動的荷重を受
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。通
常は、ボルトの軸力はトルク法により、ボルト締
付け時の締付トルクによつて管理されている。し
かし、このトルク法は、ボルト・ナツトのねじ面
や、ボルト・ナツトと被締結物の接触面の摩擦の
ばらつきが大きいため、ボルト軸力を所定値に管
理することは非常に困難で、ボルトの軸力に大き
なばらつきを生ずる。従つて、最近では、磁性材
料の鉄損と磁性材料に作用する引張応力及び圧縮
応力の間には、第１図に示すような密接な関係が
あることを利用して、磁性材料で作られたボルト
の鉄損を測定して、その測定鉄損値から前記ボル
トに作用している軸力を測定する磁気的方法が用
いられている。
第１図は、横軸に引張応力及び圧縮応力を、縦
軸に鉄損を取り、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る。図から明らかなよう
に、磁性材料に圧縮応力が作用する時は、圧縮応
力と鉄損はほぼ直線関係にあるので、この関係を
利用して鉄損を測定すれば、高い精度で磁性材料
に作用している圧縮応力を求めることができる。
軸に鉄損を取り、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る。図から明らかなよう
に、磁性材料に圧縮応力が作用する時は、圧縮応
力と鉄損はほぼ直線関係にあるので、この関係を
利用して鉄損を測定すれば、高い精度で磁性材料
に作用している圧縮応力を求めることができる。
尚、ボルトを締付けると、ボルト軸部には長手
方向にボルト軸力に対応する引張応力が、ボルト
頭部の上面又は側面の表層部にはボルト軸力に対
応する圧縮応力が作用する。従つて、ボルト頭部
の上面又は側面の表層部の鉄損を測定して、そこ
に作用する圧縮応力を求め、その圧縮応力からボ
ルトに作用している軸力を高い精度で求めること
ができる。
方向にボルト軸力に対応する引張応力が、ボルト
頭部の上面又は側面の表層部にはボルト軸力に対
応する圧縮応力が作用する。従つて、ボルト頭部
の上面又は側面の表層部の鉄損を測定して、そこ
に作用する圧縮応力を求め、その圧縮応力からボ
ルトに作用している軸力を高い精度で求めること
ができる。
また、上述の関係を用いて、磁性材料で作られ
たボルトの鉄損を測定するには、第２図に示すよ
うに、組立構造物１，１′を締結しているボルト
２及びナツト３の内、ボルト２の頭部４の上面に
磁気センサ５を当接させて、その磁気センサ５の
出力を磁気軸力計（図示せず）に入力し、鉄損を
軸力に変換してボルト２の軸力を求める。磁気セ
ンサ５は、断面ほぼコの字形の鉄心６に一次コイ
ル（励磁コイル）７及び二次コイル（出力二次電
圧コイル）８を巻いて構成され、一次コイル７の
口出線９及び二次コイル８の口出線１０を磁気軸
力計に接続し、一次コイル７を交流励磁すると、
鉄心６からの磁束はボルト２の頭部４の上面の表
層部を矢印の方向に流れ、再び鉄心６に戻る閉磁
路を形成する。この場合、二次コイル８に誘起さ
れる出力二次電圧を、予め設定された設定電圧に
等しくなるように、一次コイル７の励磁電流を制
御し、ボルト２の頭部の上面の表層部を流れる磁
束を一定になるようにして、一次コイル７の励磁
電流と、二次コイル８の出力二次電圧を磁気軸力
計に入力すれば、ボルト２の頭部４の上面の表層
部の鉄損を測定することができる。この測定鉄損
値をＷi、ボルト２に軸力が作用していない時、
即ちボルト２の頭部４の上面の表層部に圧縮応力
が作用していない時の鉄損をW0とすると、第１
図の関係からボルト２の頭部４の上面の表層部に
作用する圧縮応力は（Ｗi−W0）に比例し、これ
に常数αを乗ずれば、ボルト２に作用する軸力を
求めることができる。即ち、ボルトの軸力をＮと
すると、 Ｎ＝α（Ｗi−W0） …(1) ここに、定数αは磁束量、ボルトの種類、磁気
センサの種類等により決まるものである。
たボルトの鉄損を測定するには、第２図に示すよ
うに、組立構造物１，１′を締結しているボルト
２及びナツト３の内、ボルト２の頭部４の上面に
磁気センサ５を当接させて、その磁気センサ５の
出力を磁気軸力計（図示せず）に入力し、鉄損を
軸力に変換してボルト２の軸力を求める。磁気セ
ンサ５は、断面ほぼコの字形の鉄心６に一次コイ
ル（励磁コイル）７及び二次コイル（出力二次電
圧コイル）８を巻いて構成され、一次コイル７の
口出線９及び二次コイル８の口出線１０を磁気軸
力計に接続し、一次コイル７を交流励磁すると、
鉄心６からの磁束はボルト２の頭部４の上面の表
層部を矢印の方向に流れ、再び鉄心６に戻る閉磁
路を形成する。この場合、二次コイル８に誘起さ
れる出力二次電圧を、予め設定された設定電圧に
等しくなるように、一次コイル７の励磁電流を制
御し、ボルト２の頭部の上面の表層部を流れる磁
束を一定になるようにして、一次コイル７の励磁
電流と、二次コイル８の出力二次電圧を磁気軸力
計に入力すれば、ボルト２の頭部４の上面の表層
部の鉄損を測定することができる。この測定鉄損
値をＷi、ボルト２に軸力が作用していない時、
即ちボルト２の頭部４の上面の表層部に圧縮応力
が作用していない時の鉄損をW0とすると、第１
図の関係からボルト２の頭部４の上面の表層部に
作用する圧縮応力は（Ｗi−W0）に比例し、これ
に常数αを乗ずれば、ボルト２に作用する軸力を
求めることができる。即ち、ボルトの軸力をＮと
すると、 Ｎ＝α（Ｗi−W0） …(1) ここに、定数αは磁束量、ボルトの種類、磁気
センサの種類等により決まるものである。
また、ボルト２の頭部４の側面に磁気センサ５
を当接させて、その表層部の鉄損を上述と同様に
測定しても、(1)式の関係は成立する。
を当接させて、その表層部の鉄損を上述と同様に
測定しても、(1)式の関係は成立する。
しかし、これ等の場合、鉄損W0は、ボルトの
材質の不均一性、ボルトの頭部の加工歪みによる
残留応力等の影響を受けて、大きなばらつきを生
じ、かつ実際の現場作業では締付けるべきボルト
一本一本について鉄損W0を測定することは不可
能で、同一ロツトのボルトから複数本のボルトを
抜取り、測定したW0の平均値を用いるので、鉄
損Ｗiを測定して(1)式から求めたボルトの軸力に
は、大きなばらつきを生ずるという欠点がある。
材質の不均一性、ボルトの頭部の加工歪みによる
残留応力等の影響を受けて、大きなばらつきを生
じ、かつ実際の現場作業では締付けるべきボルト
一本一本について鉄損W0を測定することは不可
能で、同一ロツトのボルトから複数本のボルトを
抜取り、測定したW0の平均値を用いるので、鉄
損Ｗiを測定して(1)式から求めたボルトの軸力に
は、大きなばらつきを生ずるという欠点がある。
本発明は、上述の欠点を除去するためになされ
たもので、後述するように二つの異なる条件のも
とに、軸力が作用しているボルトの鉄損をそれぞ
れ測定し、前記二つの異なる条件のもとに測定し
た鉄損値の差から、ばらつきの小さいボルト軸力
を求めることができるボルト軸力測定方法を提供
するものである。
たもので、後述するように二つの異なる条件のも
とに、軸力が作用しているボルトの鉄損をそれぞ
れ測定し、前記二つの異なる条件のもとに測定し
た鉄損値の差から、ばらつきの小さいボルト軸力
を求めることができるボルト軸力測定方法を提供
するものである。
以下に、本発明のボルト軸力測定方法について
詳細に説明する。
詳細に説明する。
一般に、磁気センサをボルトの頭部表面に当接
させて、磁気センサの一次コイルをある励磁周波
数で励磁して鉄損を測定する場合、磁束の浸透深
さδは、導電率をσ、透磁率をμ、励磁周波数を
とすると、 となる。この場合、磁気センサに直流バイアスを
加えて、鉄損を測定しようとするボルトの頭部表
層部に直流バイアス磁界を加えると、ボルトの頭
部表層部の加工歪みによる残留応力等による不均
一性を除去することができると共に、透磁率μが
小さくなるので、磁束の浸透深さδを大きくする
ことができる。また、上述のようにして測定され
るボルトの頭部表層部の鉄損は、励磁周波数の
1.5乗に比例して増加するので、励磁周波数が
高いほど鉄損の測定精度は向上するが、(2)式から
明らかなように、磁束の浸透深さδは小さくな
り、ボルトの頭部表面の方へ移行する。従つて、
最適の磁束の浸透深さと鉄損が得られるように磁
気センサに与える直流バイアスと励磁周波数を選
定することにより、後述するように二つの異なる
条件のもとに、ボルトに軸力が作用している時の
鉄損を測定し、その測定鉄損値の差から、ボルト
に軸力が作用していない時の鉄損に関係なく、ば
らつきの小さいボルト軸力を測定することができ
る。即ち、二つの異なる条件のもとにボルトの鉄
損を測定する方法としては、 （） 磁気センサに直流バイアスを加えた場合
と、直流バイアスを加えない場合について、ボ
ルトの鉄損をそれぞれ同一の励磁周波数で測定
する。
させて、磁気センサの一次コイルをある励磁周波
数で励磁して鉄損を測定する場合、磁束の浸透深
さδは、導電率をσ、透磁率をμ、励磁周波数を
とすると、 となる。この場合、磁気センサに直流バイアスを
加えて、鉄損を測定しようとするボルトの頭部表
層部に直流バイアス磁界を加えると、ボルトの頭
部表層部の加工歪みによる残留応力等による不均
一性を除去することができると共に、透磁率μが
小さくなるので、磁束の浸透深さδを大きくする
ことができる。また、上述のようにして測定され
るボルトの頭部表層部の鉄損は、励磁周波数の
1.5乗に比例して増加するので、励磁周波数が
高いほど鉄損の測定精度は向上するが、(2)式から
明らかなように、磁束の浸透深さδは小さくな
り、ボルトの頭部表面の方へ移行する。従つて、
最適の磁束の浸透深さと鉄損が得られるように磁
気センサに与える直流バイアスと励磁周波数を選
定することにより、後述するように二つの異なる
条件のもとに、ボルトに軸力が作用している時の
鉄損を測定し、その測定鉄損値の差から、ボルト
に軸力が作用していない時の鉄損に関係なく、ば
らつきの小さいボルト軸力を測定することができ
る。即ち、二つの異なる条件のもとにボルトの鉄
損を測定する方法としては、 （） 磁気センサに直流バイアスを加えた場合
と、直流バイアスを加えない場合について、ボ
ルトの鉄損をそれぞれ同一の励磁周波数で測定
する。
（） 磁気センサに直流バイアスを加え、その
直流バイアスを少なくとも２段階に変化させ
て、前記各相異なる直流バイアスに対するボル
トの鉄損をそれぞれ同一の励磁周波数で測定す
る。
直流バイアスを少なくとも２段階に変化させ
て、前記各相異なる直流バイアスに対するボル
トの鉄損をそれぞれ同一の励磁周波数で測定す
る。
（） 磁気センサに直流バイアスを加えた場合
と、直流バイアスを加えない場合について、ボ
ルトの鉄損をそれぞれ相異なる励磁周波数で測
定する。
と、直流バイアスを加えない場合について、ボ
ルトの鉄損をそれぞれ相異なる励磁周波数で測
定する。
（） 磁気センサに直流バイアスを加え、その
直流バイアスを少なくとも２段階に変化させ
て、前記各直流バイアスに対するボルトの鉄損
をそれぞれ相異なる励磁周波数で測定する。
直流バイアスを少なくとも２段階に変化させ
て、前記各直流バイアスに対するボルトの鉄損
をそれぞれ相異なる励磁周波数で測定する。
の４つがある。
いま、（）の方法において、磁気センサに直
流バイアスを加えた場合に、ボルトに軸力が作用
しない時の鉄損をW0、ボルトに軸力Ｎが作用し
ている時の鉄損をＷiとし、磁気センサに直流バ
イアスを加えない場合に、ボルトに軸力が作用し
ない時の鉄損をW0′、ボルトに軸力Ｎが作用して
いる時の鉄損をＷi′とすると、(1)式より Ｎ＝α（Ｗi−W0） …(3) Ｎ＝α′（Ｗi′−W0′） …(4) が成立する。また、W0とW0′の関係を W0＝βW0′＋γ …(5) とし、(3)，(4)，(5)式よりW0，W0′を消去すると、 Ｎ＝αα′／α′−αβ（Ｗi−βＷi′−γ） ＝α″（Ｗi−βＷi′−γ） …(6) となる。ここに、α，α′，β及びγは常数で、
α″＝αα′／α′−αβである。α，α′は予め締付
ける べきボルトと同一材質及び同一形状の複数個のボ
ルトについて、そのボルトの頭部表面に磁気セン
サを当接させて、磁気センサに直流バイアスを加
えた場合及び直流バイアスを加えない場合の鉄損
W0，Ｗi及びW0′，Ｗi′を同一励磁周波数で測定
して、その平均値を求め、(3)，(4)式からα，α′
を、(5)式から鉄損W0，W0′の回帰係数としてβ，
γを求めておけばよい。そうすれば、締付けたボ
ルトの頭部表面に磁気センサを当接させ、磁気セ
ンサに直流バイアスを加えた場合と、直流バイア
スを加えない場合について、磁気センサの一次コ
イルを励磁周波数で励磁し、鉄損Ｗi，Ｗi′をそ
れぞれ測定すれば、(6)式からボルト軸力Ｎを求め
ることができる。第３図は横軸にボルト軸力を縦
軸に鉄損を取り、ボルトの頭部表面に磁気センサ
を当接させ、磁気センサに直流バイアスを加えた
場合と、直流バイアスを加えない場合について、
磁気センサの一次コイルを励磁周波数でそれぞ
れ励磁した時のボルト軸力と鉄損の関係を示した
ものである。直線１０は磁気センサに直流バイア
スを加えた時の、直線１１は磁気センサに直流バ
イアスを加えない時の、ボルト軸力と鉄損の関係
を示したものである。なお、直線１０，１１を挾
んで上下に描かれた点線は、直線１０，１１上の
点のばらつきの範囲を示すものである。直線１２
はβＷi′を、直線１３はβＷi′＋γを、直線１４
は（Ｗi−βＷi′−γ）をそれぞれ示し、直線１
２，１３を挾んで上下に描かれた点線は、直線１
２，１３上の点のばらつきの範囲を示すものであ
る。
流バイアスを加えた場合に、ボルトに軸力が作用
しない時の鉄損をW0、ボルトに軸力Ｎが作用し
ている時の鉄損をＷiとし、磁気センサに直流バ
イアスを加えない場合に、ボルトに軸力が作用し
ない時の鉄損をW0′、ボルトに軸力Ｎが作用して
いる時の鉄損をＷi′とすると、(1)式より Ｎ＝α（Ｗi−W0） …(3) Ｎ＝α′（Ｗi′−W0′） …(4) が成立する。また、W0とW0′の関係を W0＝βW0′＋γ …(5) とし、(3)，(4)，(5)式よりW0，W0′を消去すると、 Ｎ＝αα′／α′−αβ（Ｗi−βＷi′−γ） ＝α″（Ｗi−βＷi′−γ） …(6) となる。ここに、α，α′，β及びγは常数で、
α″＝αα′／α′−αβである。α，α′は予め締付
ける べきボルトと同一材質及び同一形状の複数個のボ
ルトについて、そのボルトの頭部表面に磁気セン
サを当接させて、磁気センサに直流バイアスを加
えた場合及び直流バイアスを加えない場合の鉄損
W0，Ｗi及びW0′，Ｗi′を同一励磁周波数で測定
して、その平均値を求め、(3)，(4)式からα，α′
を、(5)式から鉄損W0，W0′の回帰係数としてβ，
γを求めておけばよい。そうすれば、締付けたボ
ルトの頭部表面に磁気センサを当接させ、磁気セ
ンサに直流バイアスを加えた場合と、直流バイア
スを加えない場合について、磁気センサの一次コ
イルを励磁周波数で励磁し、鉄損Ｗi，Ｗi′をそ
れぞれ測定すれば、(6)式からボルト軸力Ｎを求め
ることができる。第３図は横軸にボルト軸力を縦
軸に鉄損を取り、ボルトの頭部表面に磁気センサ
を当接させ、磁気センサに直流バイアスを加えた
場合と、直流バイアスを加えない場合について、
磁気センサの一次コイルを励磁周波数でそれぞ
れ励磁した時のボルト軸力と鉄損の関係を示した
ものである。直線１０は磁気センサに直流バイア
スを加えた時の、直線１１は磁気センサに直流バ
イアスを加えない時の、ボルト軸力と鉄損の関係
を示したものである。なお、直線１０，１１を挾
んで上下に描かれた点線は、直線１０，１１上の
点のばらつきの範囲を示すものである。直線１２
はβＷi′を、直線１３はβＷi′＋γを、直線１４
は（Ｗi−βＷi′−γ）をそれぞれ示し、直線１
２，１３を挾んで上下に描かれた点線は、直線１
２，１３上の点のばらつきの範囲を示すものであ
る。
また、前記（）の方法においては、磁気セン
サに直流バイアスHdcを加えた場合に、ボルトに
軸力が作用しない時の鉄損をW0、ボルトに軸力
Ｎが作用した時の鉄損をＷiとし、磁気センサに
直流バイアスHdc′を加えた場合に、ボルトに軸
力が作用しない時の鉄損をW0′、ボルトに軸力Ｎ
が作用した時の鉄損をＷi′とすると、前記（）
の方法の場合と同様にして(3)，(4)，(5)，(6)式が成
立する。従つて、締付けたボルトの頭部表面に磁
気センサを当接させ、磁気センサに直流バイアス
Hdcを加えた場合と、直流バイアスHdc′を加えた
場合について、磁気センサの一次コイルを励磁周
波数で励磁し、鉄損Ｗi，Ｗi′をそれぞれ測定す
れば(6)式からボルト軸力Ｎを求めることができ
る。
サに直流バイアスHdcを加えた場合に、ボルトに
軸力が作用しない時の鉄損をW0、ボルトに軸力
Ｎが作用した時の鉄損をＷiとし、磁気センサに
直流バイアスHdc′を加えた場合に、ボルトに軸
力が作用しない時の鉄損をW0′、ボルトに軸力Ｎ
が作用した時の鉄損をＷi′とすると、前記（）
の方法の場合と同様にして(3)，(4)，(5)，(6)式が成
立する。従つて、締付けたボルトの頭部表面に磁
気センサを当接させ、磁気センサに直流バイアス
Hdcを加えた場合と、直流バイアスHdc′を加えた
場合について、磁気センサの一次コイルを励磁周
波数で励磁し、鉄損Ｗi，Ｗi′をそれぞれ測定す
れば(6)式からボルト軸力Ｎを求めることができ
る。
また、前記（）の方法においては、磁気セン
サに直流バイアスを加えた場合に、磁気センサの
一次コイルを励磁周波数１で励磁して測定した
ボルトに軸力が作用しない時の鉄損をW0、ボル
トに軸力Ｎが作用した時の鉄損をＷiとし、磁気
センサに直流バイアスを加えない場合に、磁気セ
ンサの一次コイルを励磁周波数２で励磁して測
定したボルトに軸力が作用しない時の鉄損を
W0′、ボルトに軸力Ｎが作用した時の鉄損をＷi′
とすると、前記（）の方法の場合と同様にし
て、(3)，(4)，(5)，(6)式が成立する。従つて、締付
けたボルトの頭部表面に磁気センサを当接させ、
磁気センサに直流バイアスを加えた場合は、磁気
センサの一次コイルを励磁周波数１で励磁し、
磁気センサに直流バイアスを加えない場合は、磁
気センサの一次コイルを励磁周波数２で励磁し
て、それぞれ鉄損Ｗi，Ｗi′を測定すれば(6)式から
ボルト軸力Ｎを求めることができる。
サに直流バイアスを加えた場合に、磁気センサの
一次コイルを励磁周波数１で励磁して測定した
ボルトに軸力が作用しない時の鉄損をW0、ボル
トに軸力Ｎが作用した時の鉄損をＷiとし、磁気
センサに直流バイアスを加えない場合に、磁気セ
ンサの一次コイルを励磁周波数２で励磁して測
定したボルトに軸力が作用しない時の鉄損を
W0′、ボルトに軸力Ｎが作用した時の鉄損をＷi′
とすると、前記（）の方法の場合と同様にし
て、(3)，(4)，(5)，(6)式が成立する。従つて、締付
けたボルトの頭部表面に磁気センサを当接させ、
磁気センサに直流バイアスを加えた場合は、磁気
センサの一次コイルを励磁周波数１で励磁し、
磁気センサに直流バイアスを加えない場合は、磁
気センサの一次コイルを励磁周波数２で励磁し
て、それぞれ鉄損Ｗi，Ｗi′を測定すれば(6)式から
ボルト軸力Ｎを求めることができる。
また、前記（）の方法においては、磁気セン
サに直流バイアスHdcを加えた場合に、磁気セン
サの一次コイルを励磁周波数１で励磁して測定
したボルトに軸力が作用しない時の鉄損をW0、
ボルトに軸力Ｎが作用した時の鉄損をＷiとし、
磁気センサに直流バイアルHdc′を加えた場合
に、磁気センサの一次コイルを励磁周波数２で
励磁して測定したボルトに軸力が作用しない時の
鉄損をW0′、ボルトに軸力が作用した時の鉄損を
Ｗi′とすると、前記（）の方法の場合と同様に
して、(3)，(4)，(5)，(6)式が成立する。従つて、締
付けたボルトの頭部表面に磁気センサを当接さ
せ、磁気センサに直流バイアスHdcを加えた場合
には、磁気センサの一次コイルを励磁周波数１
で励磁し、磁気センサに直流バイアスHdc′を加
えた場合には、磁気センサの一次コイルを励磁周
波数２で励磁して、それぞれ鉄損Ｗi，Ｗi′を測
定すれば(6)式からボルト軸力Ｎを求めることがで
きる。
サに直流バイアスHdcを加えた場合に、磁気セン
サの一次コイルを励磁周波数１で励磁して測定
したボルトに軸力が作用しない時の鉄損をW0、
ボルトに軸力Ｎが作用した時の鉄損をＷiとし、
磁気センサに直流バイアルHdc′を加えた場合
に、磁気センサの一次コイルを励磁周波数２で
励磁して測定したボルトに軸力が作用しない時の
鉄損をW0′、ボルトに軸力が作用した時の鉄損を
Ｗi′とすると、前記（）の方法の場合と同様に
して、(3)，(4)，(5)，(6)式が成立する。従つて、締
付けたボルトの頭部表面に磁気センサを当接さ
せ、磁気センサに直流バイアスHdcを加えた場合
には、磁気センサの一次コイルを励磁周波数１
で励磁し、磁気センサに直流バイアスHdc′を加
えた場合には、磁気センサの一次コイルを励磁周
波数２で励磁して、それぞれ鉄損Ｗi，Ｗi′を測
定すれば(6)式からボルト軸力Ｎを求めることがで
きる。
以上のように、本発明のボルト軸力測定方法に
よれば、最適の磁束の浸透深さと鉄損が得られる
ように、磁気センサに加える直流バイアスと励磁
周波数を選定して、ボルトの頭部表面に当接させ
た磁気センサに、同一又は相異なる直流バイアス
を加えると共に、同一又は相異なる励磁周波数に
より磁気センサの一次コイルを励磁して、それぞ
れ鉄損を測定し、それ等の２つの測定鉄損値の差
から、前記ボルトに作用している軸力を求めるの
で、ボルトに軸力が作用していない時のばらつき
の大きい鉄損を用いる必要はなく、かつ磁気セン
サに直流バイアスを加えることにより、ボルトの
頭部表層部の加工歪みによる残留応力等の影響に
よる鉄損のばらつきを除去できるので、ばらつき
の小さいボルト軸力を求めることができる。
よれば、最適の磁束の浸透深さと鉄損が得られる
ように、磁気センサに加える直流バイアスと励磁
周波数を選定して、ボルトの頭部表面に当接させ
た磁気センサに、同一又は相異なる直流バイアス
を加えると共に、同一又は相異なる励磁周波数に
より磁気センサの一次コイルを励磁して、それぞ
れ鉄損を測定し、それ等の２つの測定鉄損値の差
から、前記ボルトに作用している軸力を求めるの
で、ボルトに軸力が作用していない時のばらつき
の大きい鉄損を用いる必要はなく、かつ磁気セン
サに直流バイアスを加えることにより、ボルトの
頭部表層部の加工歪みによる残留応力等の影響に
よる鉄損のばらつきを除去できるので、ばらつき
の小さいボルト軸力を求めることができる。
第１図は磁性材料の応力と鉄損の関係を表わす
特性曲線図、第２図は磁気センサをボルトの頭部
上面に当接させて、鉄損を測定する場合の説明
図、第３図は、２つの相異なる条件のもとに測定
した鉄損とボルト軸力の関係を表わす特性曲線図
である。 １，１′…組立構造物、２…ボルト、３…ナツ
ト、４…頭部、５…磁気センサ、６…鉄心、７…
一次コイル、８…二次コイル、９，１０…口出
線。
特性曲線図、第２図は磁気センサをボルトの頭部
上面に当接させて、鉄損を測定する場合の説明
図、第３図は、２つの相異なる条件のもとに測定
した鉄損とボルト軸力の関係を表わす特性曲線図
である。 １，１′…組立構造物、２…ボルト、３…ナツ
ト、４…頭部、５…磁気センサ、６…鉄心、７…
一次コイル、８…二次コイル、９，１０…口出
線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 磁性材料で作られたボルトの頭部表面に磁気
センサを当接させて、前記ボルトの鉄損を測定
し、その測定鉄損値から前記ボルトに作用してい
る軸力を測定するボルト軸力測定方法において、
前記磁気センサに直流バイアスを加えた場合と、
直流バイアスを加えない場合について、前記ボル
トの鉄損をそれぞれ同一励磁周波数で測定し、そ
れ等の測定鉄損値の差から、前記ボルトに作用し
ている軸力を測定することを特徴とするボルト軸
力測定方法。 ２ 磁性材料で作られたボルトの頭部表面に磁気
センサを当接させて、前記ボルトの鉄損を測定
し、その測定鉄損値から前記ボルトに作用してい
る軸力を測定するボルト軸力測定方法において、
前記磁気センサに直流バイアスを加え、その直流
バイアスを少なくとも２段階に変化させて、前記
各相異なる直流バイアスに対する前記ボルトの鉄
損を、それぞれ同一励磁周波数で測定し、それ等
の２つの測定鉄損値の差から、前記ボルトに作用
している軸力を測定することを特徴とするボルト
軸力測定方法。 ３ 磁性材料で作られたボルトの頭部表面に磁気
センサを当接させて、前記ボルトの鉄損を測定
し、その測定鉄損値から前記ボルトに作用してい
る軸力を測定するボルト軸力測定方法において、
前記磁気センサに直流バイアスを加えた場合と、
直流バイアスを加えない場合について、前記ボル
トの鉄損をそれぞれ相異なる励磁周波数で測定
し、それ等の測定鉄損値の差から、前記ボルトに
作用している軸力を測定することを特徴とするボ
ルト軸力測定方法。 ４ 磁性材料で作られたボルトの頭部表面に磁気
センサを当接させて、前記ボルトの鉄損を測定
し、その測定鉄損値から前記ボルトに作用してい
る軸力を測定するボルト軸力測定方法において、
前記磁気センサに直流バイアスを加え、その直流
バイアスを少なくとも２段階に変化させて、前記
各直流バイアスに対する前記ボルトの鉄損を、そ
れぞれ相異なる励磁周波数で測定し、それ等の２
つの測定鉄損値の差から、前記ボルトに作用して
いる軸力を測定することを特徴とするボルト軸力
測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9659681A JPS57211522A (en) | 1981-06-24 | 1981-06-24 | Measuring method for axial tension of bolt |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9659681A JPS57211522A (en) | 1981-06-24 | 1981-06-24 | Measuring method for axial tension of bolt |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57211522A JPS57211522A (en) | 1982-12-25 |
| JPS6155057B2 true JPS6155057B2 (ja) | 1986-11-26 |
Family
ID=14169265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9659681A Granted JPS57211522A (en) | 1981-06-24 | 1981-06-24 | Measuring method for axial tension of bolt |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57211522A (ja) |
-
1981
- 1981-06-24 JP JP9659681A patent/JPS57211522A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57211522A (en) | 1982-12-25 |
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