JP2743145B2 - ボルト締付力の検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボルト締付力の検査装
置に係わり、更に詳しくはナットにて締付状態のボルト
の頭部又は他端部に当接するだけでそのボルトの緩み及
びクラックの存在を検査するためのボルト締付力の検査
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、二部材に貫通形成した取付孔にボ
ルトを挿通し、その他端部にナットを螺合して二部材を
締付けた状態にあるボルトの締付力は、一般的にトルク
計で測定されているが、この測定値はナットとボルト及
び座金との間の摩擦力によっても変わるので、必ずしも
真の意味の締付力（ボルトの張力）を示していない。ま
た、ボルトをゆっくり締付ける場合と、ある回転速さで
慣性力を利用して締付ける場合とでもその真の締付力は
異なっている。従って、トルク計を用いて所望の締付力
で締付けたとしても、その真の締付力には大きなバラツ
キが存在している。このバラツキが許容範囲内であれば
問題はないが、十分な締付力が得られてない場合には重
大な問題が発生する可能性がある。また、締付け組立て
当初には十分な締付力が得られていても、部材に作用す
る応力や振動等によって経年的に緩むこともあり、更に
は多数あるボルトの中には締め忘れもないとは言えな
い。その上、ボルトが折損している場合もある。

【０００３】そこで、ボルトの締付け緩みや折損を何ら
かの方法で診断することが必要であり、従来から打診法
が既に考えられ、多くの試みや、実用にも供されてい
る。この打診法は、ボルトの頭部又は他端部をハンマー
等で打撃し、その打撃による振動のビビリ状態から締付
けの緩み又は折損を診断する方法である。しかし、この
方法では作業者の熟練や振動解析の煩雑さから現場に普
及するにはまだ問題がある。その上、誤差が非常に大き
いので締付力が半分程度まで緩んでいてもその判別は難
しいのが現実である。

【０００４】また、他のボルトの締付力を測定する方法
は、超音波を用いるなど実験室レベルでは既に多数試み
られているが、何れの方法も一長一短があり、簡易に直
接ボルトの締付力を測定できるものはない。そのため、
締付状態にあるボルトの真の締付力を簡易に検出するこ
とができる検出装置の提供が望まれている。

【０００５】そこで、特開平５−３４６４２０号公報に
て開示される如く、締付状態のボルトの頭部又は他端部
に電磁振動を付与するための励振コイルと、該励振コイ
ルの中空部を貫通させ且つ先端をボルトの頭部又は他端
部に接触させた振動伝達棒を介してボルトの縦振動を検
出する振動検出器とよりなるプローブと、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
路とを備えた制御装置とよりなり、ボルトの共振状態か
らボルトの締付力の良否及びクラックの有無を判別して
なるボルト締付診断装置が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の公報記
載のボルト締付診断装置は、プローブをボルトの頭部又
は他端部に装着するための保持構造を特に設けてはな
く、そのためプローブを手で持ってその先端をボルトの
頭部又は他端部に押し当てて保持する必要があり、手振
れや、励振コイルが作る磁場の反動によってプローブに
予期しない振動、変位が生じて正確な診断を阻害する恐
れがあった。また、励振コイルによって付与するボルト
の縦振動が弱く、そのため信号（Ｓ）と雑音（Ｎ）の比
（Ｓ／Ｎ比）が小さいといった問題を残していた。更
に、基本振動以外のモードの振動が強く現れることがあ
り、大きな誤差を生じることもあった。

【０００７】そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決
しようとするところは、締付状態にあるボルトの張力に
よってその共振振動数が変化し、この共振振動数を定量
的に測定することで、ボルトの締付け緩み及び折損やク
ラックの存在を検査するボルト締付力の検査装置におい
て、Ｓ／Ｎ比を大きくするとともに、プローブにボルト
の頭部又は他端部に装着するための保持構造を設け、且
つ基本モードの振動が大幅に増大して締付力の検査の感
度及び精度を大幅に向上させ、高精度の検査が行えるボ
ルト締付力の検査装置を提供する点にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題解
決のために、プローブと制御装置とからなり、前記プロ
ーブは、ボルトの頭部又は他端部を受け入れる空間部の
周囲に配設し該ボルトに電磁振動を付与するための励振
コイルと、該励振コイルの外周に配設し半径方向に磁化
したリング状の第１永久磁石と、前記空間部の奥部に前
記ボルトの頭部又は他端部と対面させて同軸状に配設し
該ボルトと対面する側の磁極が前記第１永久磁石の内側
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永久磁石と、該第２永久磁石の中心孔を貫通させ
且つ先端をボルトの頭部又は他端部に接触させた振動伝
達棒を介してボルトの縦振動を検出する振動検出器とを
備えたものであり、前記制御装置は、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
を備えたものであり、前記プローブを締付状態のボルト
の頭部又は他端部に装着し、前記制御装置から励振コイ
ルに励振電流を供給してボルトに縦振動を付与し、その
共振振動数が締付力によって変化することを利用し、プ
ローブの振動検出器で検出した振動信号を制御装置で解
析し、共振振動数からボルトの締付力を測定してなるボ
ルト締付力の検査装置を構成した。

【０００９】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プローブの励振コイルに
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その周波数に
対応した電圧を検出するサンプリングホールド器を備
え、該サンプリングホールド器で検出した電圧値を表示
又は該電圧をボルトの標準締付力を基準とした百分率表
示してなる表示器を備えてなることが好ましい実施例で
ある。

【００１０】

【作用】以上の如き内容からなる本発明のボルト締付力
の検査装置は、ボルトの縦方向固有振動数（共振振動
数）が締付力（張力）によって変化することを利用し
て、その共振振動数を測定することで直接真の締付力を
測定し、ボルトの締付け緩み及びクラックの存在を検査
するものであり、また共振振動数はボルトの長さによっ
ても変化し、ボルトが途中で折損している場合には、そ
の共振振動数が大きく変化するので、ボルトの折損も検
査することができる。ここで、ボルトの共振振動数は、
引張り力の低下、即ち緩みによって１０％程度下がり、
一方折損による実効長さの減少によって大幅に上昇する
ので、その判別も可能である。

【００１１】そして、本発明に係るプローブには、ボル
トの頭部又は他端部を受け入れる空間部の周囲に配設し
該ボルトに電磁振動を付与するための励振コイルと、該
励振コイルの外周に配設し半径方向に磁化したリング状
の第１永久磁石と、前記空間部の奥部に前記ボルトの頭
部又は他端部と対面させて同軸状に配設し該ボルトと対
面する側の磁極が前記第１永久磁石の内側の磁極と逆磁
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
石とを備えているので、前記プローブを締付状態のボル
トの頭部又は他端部に装着する場合、プローブの空間部
内にボルトの頭部又は他端部を受け入れると、第１永久
磁石と第２永久磁石の吸引力によってボルト若しくは該
ボルトで締付けた部材にプローブが強く吸引保持される
とともに、第１永久磁石と第２永久磁石の作る磁場によ
ってボルトの頭部又は他端部内にバイアス磁場が生じ、
このバイアス磁場と励振コイルの作る変動磁場によって
ボルトの頭部又は他端部に誘起された渦電流との作用に
よって、ボルトに極めて効率良く強い縦振動を生じさせ
ることが可能である。それから、ボルトに生じた縦振動
を振動検出器で検出し、その振動信号に基づいて共振検
出回路でボルトの共振振動数の変化を検出し、この共振
振動数の変化からボルトの締付力を測定するのである。

【００１２】

【実施例】次に添付図面に示した実施例に基づき更に本
発明の詳細を説明する。本発明のボルト締付力の検査装
置は、ボルトに電磁振動を付与するとともに、その振動
を検出するためのプローブ１と、該プローブ１に励振電
流を供給するとともに、検出した振動信号を解析するた
めの制御回路２とより構成されている。図１は、プロー
ブ１をボルト３に装着した状態の断面図を示し、図２は
ボルト３の緩みを実際に測定する場合の概念図を示して
いる。

【００１３】図１に示したプローブ１は、非磁性体から
なる中空ケース４の先端部に断面円形の空間部５を形成
し、該空間部５の外周部に励振コイル６を配設するとと
もに、該励振コイル６の外周に半径方向に磁化したリン
グ状の第１永久磁石７を配設し、更に前記空間部５の奥
部に該空間部５に面する側の磁極が前記第１永久磁石７
の内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８を配設し、そしてケース４の内
部にセラミック振動センサからなる振動検出器９を進退
遊動自在となして配するとともに、基端を該振動検出器
９に連係させた振動伝達棒１０を前記第２永久磁石８の
中心孔１１に挿通してその先端を前記空間部５に突出さ
せ且つケース４と振動検出器９との間に振動伝達棒１０
が突出する方向に弾性付勢する圧縮コイルばね等からな
るばね体１２を配した構造のものである。本実施例で
は、第１永久磁石７の内面側をＮ極、外面側をＳ極と
し、第２永久磁石８の空間部５に面する側をＳ極、振動
検出器９に対面する側をＮ極としているが、前述のＮ極
とＳ極は逆の関係でも良い。ここで、前記振動伝達棒１
０の先端部を針状となせば、ボルト３が塗装されている
場合でも、先端がボルトに直接接触できる。また、図示
しないが、ケース４には励振コイル６に励振電流Ｉ₀ を
供給するためと、振動検出器９によって検出された振動
信号Ｖ₀ を引き出すためのケーブルが接続されている。

【００１４】ここで、ボルト３は、通常図１に示したよ
うに締付けされている。即ち、鋼板等の強磁性体からな
る二部材１３，１４に貫通形成した取付孔１５，１６に
ボルト３の軸部１７を挿通し、頭部１８と軸部１７の他
端部１９に螺合したナット２０とで二部材１３，１４を
締付けるのである。尚、前記頭部１８及びナット２０と
各部材１３，１４間には適宜座金２１が介装されてい
る。

【００１５】この締付状態では、ボルト３の軸部１７に
引張り力が常時作用している。そこで、前記プローブ１
の空間部５内にボルト３の頭部１８又は他端部１９を受
け入れると、第１永久磁石７及び第２永久磁石８の作る
磁場による吸引力によってケース４の先端が部材１３の
表面に当接した状態で吸引保持され、同時に振動伝達棒
１０がボルト３の頭部１８又は他端部１９に当接し、ば
ね体１２の弾性力に抗して押し込まれる。この状態で
は、振動伝達棒１０の先端はボルト３の中心部に確実且
つ常に一定条件で当接するとともに、振動検出器９にも
一定の弾性力がバイアスとして作用している。尚、プロ
ーブ１は、振動伝達棒１０以外の部分がボルト３に当接
しないように、前記空間部５の大きさを決定している。
また、第１永久磁石７の内側のＮ極から出た磁力線はボ
ルト３の頭部１８内を通り、第２永久磁石８の該頭部１
８と対面する側のＳ極に至る。これらの永久磁石７，８
で作られる磁場がバイアス磁場として常時作用してい
る。

【００１６】そして、前記励振コイル６に励振電流Ｉ₀
を供給すると、ボルト３の頭部１８に軸方向の磁場が生
じ、これを打ち消すように渦電流が流れ、この渦電流と
磁場によるローレンツ力によって、ボルト３の軸部１７
に縦振動が生じ、この軸部１７の縦振動を振動伝達棒１
０を介して振動検出器９で検出し、後述の制御回路２に
その振動信号Ｖ₀ を入力するのである。この際、振動検
出器９には、励振コイル６の励振に起因する誘導と軸部
１７の縦振動が検出されるが、制御回路２では真に軸部
１７の縦振動のみを取り出せるように工夫されている。

【００１７】次に、制御回路２について図３及び図４に
基づいて説明する。制御回路２は、前記励振コイル６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３に縦振動を与える励振回路と、振動検出器９
の振動信号Ｖ₀ に基づきボルト３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。

【００１８】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２２
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
（ＶＣＯ）２３とから主として構成されている。更に詳
しくは、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Ｖ₂ の回数を計数器２４
で計数して、１００回の内５回又は１０回のみに対応す
る瞬間だけ高レベル（Ｈ）、その他は低レベル（Ｌ）の
計数信号Ｖ₃ を発生する。この計数信号Ｖ₃ によってア
ナログスイッチ２５を開閉制御して、前記正弦波電圧Ｖ
₂ を高レベルのときにのみ通過させる。このアナログス
イッチ２５を通過した励振用電圧波Ｖ₄ は、図４(d) に
示すように間歇的である。即ち、励振用電圧波Ｖ₄ は、
５／５０波数又は１０／５０波数のみの間歇波である。
そして、この励振用電圧波Ｖ₄ 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。当然、
この励振電流Ｉ₀ も間歇波であり、前記励振用電圧波Ｖ
₄ と同様な波形である。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。このバアイ
ス電圧は後述の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。

【００１９】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Ｖ₁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〜１０
０ｋＨｚ可変の正弦波電圧Ｖ₂ を生じ、同時にその振動
波を計数器２４に与えて５／５０又は１０／５０回のパ
ルス（計数信号Ｖ₃ ）を生じ、そのパルスをアナログス
イッチ２５に与えて５／５０又は１０／５０回の励振用
電圧波Ｖ₄ を次段に出力する。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〜２Ａ（ピーク値）の励振
電流Ｉ₀ を前記励振コイル６に供給するのである。この
励振電流Ｉ₀ は励振コイル６によりボルト３に電磁振動
を付与するものであるが、この励振電流Ｉ₀ を上記のよ
うに間歇的に与えることにより共振特性を顕著にすると
ともに、励振電流Ｉ₀ を強くしても発熱を小さく抑えら
れるのである。

【００２０】励振コイル６は、ボルト３の頭部１８又は
他端部１９に非接触（ボビン５は接触している）で置か
れ、励振電流Ｉ₀ に応じた電磁振動をボルト３の軸部１
７に与える。ボルト３の振動は、励振コイル６を巻回し
たボビン５の中心を通ってボルト３の頭部１８又は他端
部１９に接している振動伝達棒１０を介して振動検出器
９に伝えられ、該振動検出器９により検出される。そし
て、この振動検出器９によって検出された振動信号Ｖ₀
は制御回路２の共振検出回路に入力される。

【００２１】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３が共振点に達したときの
前記制御電圧Ｖ₁ の瞬時値又は共振周波数を検出するも
のである。具体的には、振動検出器９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。このままでは、励振電流波Ｉ₀ の誘導が入るので、
これを除去するために増幅器２８の振動増幅信号Ｖ₅ を
アナログスイッチ３０を通し、励振電流Ｉ₀ が供給され
ている間の信号を除去した後、前記検波器２９に与える
のである。このアナログスイッチ３０の開閉制御は、前
記計数器２４から出力される計数信号Ｖ₃ を位相反転器
３１を通して高レベルと低レベルを反転させたゲート信
号Ｖ₆ を発生させ、このゲート信号Ｖ₆ で行うのであ
る。即ち、アナログスイッチ３０を通すことで、図４
(e) に示した振動増幅信号Ｖ₅ から励振電流Ｉ₀ による
誘導が除去され、図４(g) に示す振動出力信号Ｖ₇ が検
波器２９に供給されるのである。そして、この検波器２
９から出力される検波電圧信号Ｖ ₈ 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３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。最後に、前記超低周波発振器２２の
制御電圧Ｖ₁ とサンプリングパルスＶ₁₀が入力されたサ
ンプリングホールド３４で、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として表示器３５に入力する。こ
の表示器３５では、出力信号Ｖｒをそのまま共振点の周
波数に対応する制御電圧Ｖ₁ の瞬時値又はボルトの標準
締付力を基準とした百分率としてアナログ的又はデジタ
ル的に表示する。更には、表示器３５と発音器を併用
し、発音器で出力信号Ｖｒに比例したトーンの音又は閾
値以上又は以下の出力信号Ｖｒの場合にのみ音を発生す
ることも好ましい。

【００２２】前記表示器３５に表示された値は、ボルト
３の共振周波数に対応しているので、ボルト３の締付状
態に対応した値が表示されることになる。前述の如く、
共振振動数は、ボルト３の軸部１７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３，…の中から緩んだボルト３を見出す場合に
最適である。ボルト３が緩んでいる場合には、共振周波
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３が折損している場合には、共振周波数（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。

【００２３】次に、前記ピーク検出器３３の具体例を図
５に基づいて説明する。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Ｖ ₉ 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、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Ｖ₉ 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３
７と、アナログメモリー回路３７の出力Ｖ_A とｂ接点に
切り替えられた際の該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、制御回路２のリセット
スイッチに連動し、通常はａ接点が閉じていて、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越える。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。

【００２４】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。

【００２５】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５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出力形のホト
カプラ４４と、該ホトカプラ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
レクタはホトカプラ４４のカソードに接続され、ホトカ
プラ４４のアノードには所望電流を供給できるように電
源に接続されている。ホトカプラ４４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、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、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として表示器３５に供
給されるのである。勿論、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
期状態にするのである。

【００２６】最後に、本発明の装置の用途について若干
説明する。既に橋梁などで実用中のボルトの締付力を検
査し、多数の正常な締付力を保持しているものと比較し
て、締付力が弱くなっているものを特定したり、折損
（亀裂）を生じて締付力が減少している少数のボルトを
検出するのに最も適している。このときは全数検査の内
の異常値を示すものを見出せばよいので、１本当たりの
検査時間は３〜５秒程度あれば十分であり、極めて迅速
である。しかも、電磁振動を与える励振コイル６はボル
ト３に対して非接触でよいから、ボルト３の塗装を除去
する必要はなく、振動伝達棒１０の先端部も針状とすれ
ばこれも塗装の影響はないのである。

【００２７】

【発明の効果】以上にしてなる本発明のボルト締付力の
検査装置によれば、ボルトの縦方向共振振動数が締付力
によって変化することを利用して、その共振振動数を測
定することで直接真の締付力を測定し、ボルトの締付け
緩み及びクラックの存在を検査することができ、また共
振振動数はボルトの長さによっても変化し、ボルトが途
中で折損している場合には、その共振振動数が大きく変
化するので、ボルトの折損も検査することができる。そ
して、プローブの先端部にボルトの頭部又は他端部を受
け入れる空間部を形成したこと、該空間部の周囲にボル
トに電磁振動を付与するための励振コイルと、該励振コ
イルの外周に配設し半径方向に磁化したリング状の第１
永久磁石とを配設したこと、及び前記空間部の奥部にボ
ルトと対面する側の磁極が前記第１永久磁石の内側の磁
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永久磁石を配設したことにより、前記プローブを締付
状態のボルトの頭部又は他端部に装着する場合に永久磁
石の吸引力によってボルトの方向を問わず確実に吸引保
持することができ、また第１永久磁石と第２永久磁石の
作るバイアス磁場と励振コイルの作る変動磁場によって
ボルトに極めて効率良く強い縦振動を生じさせることが
でき、それによりＳ／Ｎ比が大きくなり、締付力の検査
の感度及び精度が大幅に向上し、もってボルトの締付力
に対する高精度の検査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】締付状態のボルトの締付力を検査する状態を示
した簡略断面図である。

【図２】プローブの要部とボルトの頭部の関係を示す説
明用断面図である。

【図３】制御回路の簡略ブロック図である。

【図４】制御回路の各部の信号波形を示したタイムチャ
ートであり、(a) は制御電圧Ｖ ₁ 、(b) は正弦波電圧Ｖ
₂ 、(c) は計数信号Ｖ₃ 、(d) は励振用電圧波Ｖ₄ 、
(e) は振動増幅信号Ｖ₅ 、(f) はゲート信号Ｖ₆ 、(g)
は振動出力信号Ｖ₇ 、(h)は検波電圧信号Ｖ₈ 、(i) は
振幅信号Ｖ₉ 、(j) はサンプリングパルスＶ₁₀をそれぞ
れ示している。

【図５】ピーク検出器とサンプリングホールドの具体例
を示した簡略回路図である。

【符号の説明】 １ プローブ ２ 制御回路 ３ ボルト ４ ケース ５ 空間部 ６ 励振コイル ７ 第１永久磁石 ８ 第２永久磁石 ９ 振動検出器 １０ 振動伝達棒 １１ 中心孔 １２ ばね体 １３，１４ 部材 １７ 軸部 １８ 頭部 １９ 他端部 ２０ ナット ２２ 超低周波発振器 ２３ 電圧制御発振器 ２５ アナログスイッチ ２６ バイアス補正増幅器 ２７ 電流増幅器 ２８ 増幅器 ２９ 検波器 ３０ アナログスイッチ ３１ 位相反転器 ３２ 平滑器 ３３ ピーク検出器 ３４ サンプリングホールド ３５ 表示器

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−346420（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−151848（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プローブと制御装置とからなり、 前記プローブは、ボルトの頭部又は他端部を受け入れる
   空間部の周囲に配設し該ボルトに電磁振動を付与するた
   めの励振コイルと、該励振コイルの外周に配設し半径方
   向に磁化したリング状の第１永久磁石と、前記空間部の
   奥部に前記ボルトの頭部又は他端部と対面させて同軸状
   に配設し該ボルトと対面する側の磁極が前記第１永久磁
   石の内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永久磁石と、該第２永久磁石の中心孔を
   貫通させ且つ先端をボルトの頭部又は他端部に接触させ
   た振動伝達棒を介してボルトの縦振動を検出する振動検
   出器とを備えたものであり、 前記制御装置は、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
   り、 前記プローブを締付状態のボルトの頭部又は他端部に装
   着し、前記制御装置から励振コイルに励振電流を供給し
   てボルトに縦振動を付与し、その共振振動数が締付力に
   よって変化することを利用し、プローブの振動検出器で
   検出した振動信号を制御装置で解析し、共振振動数から
   ボルトの締付力を測定してなることを特徴とするボルト
   締付力の検査装置。
2. 【請求項２】 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プローブの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その周波数に対応し
   た電圧を検出するサンプリングホールド器を備え、該サ
   ンプリングホールド器で検出した電圧値を表示又は該電
   圧をボルトの標準締付力を基準とした百分率表示してな
   る表示器を備えてなる請求項１記載のボルト締付力の検
   査装置。