[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JPH07333085A - Inspection device of bolt clamping force - Google Patents

Inspection device of bolt clamping force

Info

Publication number
JPH07333085A
JPH07333085A JP12345994A JP12345994A JPH07333085A JP H07333085 A JPH07333085 A JP H07333085A JP 12345994 A JP12345994 A JP 12345994A JP 12345994 A JP12345994 A JP 12345994A JP H07333085 A JPH07333085 A JP H07333085A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bolt
vibration
permanent magnet
voltage
probe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP12345994A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2743145B2 (en
Inventor
Shigeru Kitagawa
茂 北川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HANSHIN KOSOKU DORO KANRI GIJU
HANSHIN KOSOKU DORO KANRI GIJUTSU CENTER
KOUZOU KENSETSU KK
NIPPON HIHAKAI KEISOKU KENKYUS
NIPPON HIHAKAI KEISOKU KENKYUSHO KK
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HANSHIN KOSOKU DORO KANRI GIJU, HANSHIN KOSOKU DORO KANRI GIJUTSU CENTER, KOUZOU KENSETSU KK, NIPPON HIHAKAI KEISOKU KENKYUS, NIPPON HIHAKAI KEISOKU KENKYUSHO KK filed Critical HANSHIN KOSOKU DORO KANRI GIJU
Priority to JP12345994A priority Critical patent/JP2743145B2/en
Publication of JPH07333085A publication Critical patent/JPH07333085A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2743145B2 publication Critical patent/JP2743145B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an inspection device which can precisely inspect bolt clamping force by utilizing the fact that the resonance frequency changes according to the tension of a bolt. CONSTITUTION:A probe 1 is provided with an excitation coil 6 which is provided around a head part 18 of a bolt 3 or around a space part 5 for accepting the other edge part 19, a ring-shaped first permanent magnet 7 which is provided at the outer periphery of the excitation coil and is magnetized in the radius direction, a first permanent magnet 7 which is provided at the outer periphery of the excitation coil and is magnetized in the radius direction, and a ring- shaped second permanent magnet 8 which is magnetized in axial direction so that the magnet 8 is provided at the deep part of the space part while opposing the head part or the other edge part of the bolt and the magnetic pole at the side facing the bolt is in opposite magnetic pole as compared with the magnetic pole inside the magnet. Further, the title item is also provided with a vibration detector 9 for detecting the vertical vibration of the bolt via a vibration transfer rod 10 which is penetrated through the center hole of the second permanent magnet and whose tip is in contact with the bolt.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for inspecting bolt tightening force, and more specifically, it is possible to loosen or crack a bolt by simply contacting the head or the other end of the bolt with a nut. The present invention relates to a bolt tightening force inspection device for inspecting the existence of a bolt.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Conventionally, a bolt is inserted through a mounting hole formed through two members, and a nut is screwed to the other end to tighten the two members. Although it is measured by a meter, this measured value does not necessarily indicate the true tightening force (tension of the bolt) because it also changes depending on the frictional force between the nut and the bolt and the washer. Further, the true tightening force differs between when the bolt is tightened slowly and when the bolt is tightened by utilizing the inertial force at a certain rotation speed. Therefore, even if the torque is tightened with a desired tightening force, there is a large variation in the true tightening force. If this variation is within the allowable range, there is no problem, but if a sufficient tightening force is not obtained, a serious problem may occur. Also, even if a sufficient tightening force is obtained at the beginning of tightening and assembly, it may loosen over time due to stress or vibration acting on the members. I can't say. In addition, the bolt may be broken.

【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。
Therefore, it is necessary to diagnose loosening or breaking of the bolt by some method, and a percussion method has already been considered, and has been used for many attempts and practical applications. In this percussion method, the head or the other end of the bolt is hit with a hammer or the like, and the looseness or breakage of the tightening is diagnosed based on the chattering state of vibration caused by the hit. However, this method still has a problem in spreading it on site due to the skill of the operator and the complexity of vibration analysis. Moreover, the error is so large that it is difficult to determine even if the tightening force is loosened to about half.

【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。
Although many methods for measuring the tightening force of other bolts have already been tried at the laboratory level such as using ultrasonic waves, each method has advantages and disadvantages, and the direct tightening of bolts is simple. Nothing can measure force. for that reason,
It is desired to provide a detection device that can easily detect the true tightening force of a bolt in a tightened state.

【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。
Therefore, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-346420, an exciting coil for applying electromagnetic vibration to the head or the other end of the tightened bolt and a hollow portion of the exciting coil are provided. The probe is composed of a vibration detector that detects the longitudinal vibration of the bolt through a vibration transmission rod that is pierced and has its tip in contact with the head or the other end of the bolt, and the frequency of the excitation coil is continuously and repeatedly changed. The control device includes an excitation circuit that supplies an excitation current to apply longitudinal vibration to the bolt, and a resonance detection circuit that detects the resonance state of the bolt based on the vibration signal of the vibration detector. There is proposed a bolt tightening diagnosis device which determines whether the tightening force is good or bad and whether or not there is a crack.

【0006】[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。
However, the bolt tightening diagnosis device described in the above publication does not have a holding structure for mounting the probe on the head or the other end of the bolt, and therefore, the probe is not provided. It is necessary to hold it by holding it by hand with the tip of the bolt against the head or the other end of the bolt, and due to camera shake or reaction of the magnetic field created by the excitation coil, unexpected vibration or displacement of the probe may occur, resulting in accurate diagnosis. There was a fear of hindrance. Moreover, the longitudinal vibration of the bolt applied by the excitation coil is weak, and therefore the problem that the ratio of the signal (S) to the noise (N) (S / N ratio) is small remains. Further, vibrations in modes other than the fundamental vibration may appear strongly, which may cause a large error.

【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。
Therefore, in view of the above situation, the present invention is to solve the problem by quantitatively measuring the resonance frequency because the resonance frequency changes due to the tension of the bolt in the tightened state. In a bolt tightening force inspection device that inspects bolts for looseness, breakage, and cracks, a holding structure for increasing the S / N ratio and attaching the probe to the head or the other end of the bolt is provided. The purpose of the present invention is to provide a bolt tightening force inspection device which is provided and which greatly increases the vibration of the basic mode to significantly improve the sensitivity and accuracy of the tightening force inspection, and which enables highly accurate inspection.

【0008】[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。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises a probe and a control device, wherein the probe is arranged around a space part for receiving the head part or the other end part of a bolt. Then, an excitation coil for applying electromagnetic vibration to the bolt, a ring-shaped first permanent magnet disposed on the outer circumference of the excitation coil and magnetized in the radial direction, and the head of the bolt in the inner part of the space. Alternatively, the ring-shaped second permanent magnet is axially magnetized so as to be coaxially arranged so as to face the other end, and the magnetic pole on the side facing the bolt is opposite to the magnetic pole on the inner side of the first permanent magnet. A magnet and a vibration detector that detects longitudinal vibration of the bolt through a vibration transmission rod that penetrates the center hole of the second permanent magnet and has its tip in contact with the head or the other end of the bolt. The control device is configured such that the excitation coil has a continuous frequency. It is equipped with an excitation circuit that supplies an exciting current that changes back to apply longitudinal vibration to the bolt, and a resonance detection circuit that detects the resonance state of the bolt based on the vibration signal of the vibration detector. It is attached to the head or the other end of the bolt in the state, the excitation current is supplied from the control device to the excitation coil to give longitudinal vibration to the bolt, and the resonance frequency of the bolt changes depending on the tightening force. A control device analyzes the vibration signal detected by the vibration detector of the probe and measures the bolt tightening force from the resonance frequency to construct a bolt tightening force inspection device.

【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。
As the control device, the excitation circuit is provided with a voltage-controlled oscillator whose frequency changes according to voltage. The control voltage is changed to supply an excitation current to the excitation coil of the probe, and the resonance detection circuit is controlled by the voltage. Is equipped with a peak detector that detects the occurrence of resonance vibration and a sampling and holding device that detects the voltage corresponding to the frequency, and displays the voltage value detected by the sampling and holding device or displays the voltage as the standard tightening force for bolts. It is a preferred embodiment that the display device is provided with a percentage display based on.

【0010】[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。
The bolt tightening force inspection device of the present invention having the above contents utilizes the fact that the vertical natural frequency (resonance frequency) of the bolt changes depending on the tightening force (tension). By measuring the resonance frequency, the true tightening force is directly measured to check the bolt for looseness and cracks.The resonance frequency also changes depending on the length of the bolt. When broken, the resonance frequency of the bolt changes greatly, so that the broken bolt can be inspected. Here, the resonance frequency of the bolt is
Decrease in tensile force, that is, 10% decrease due to loosening,
On the other hand, it is possible to discriminate it because the effective length decreases greatly due to the breakage, and thus it significantly increases.

【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。
In the probe according to the present invention, an excitation coil is provided around a space for receiving the head portion or the other end portion of the bolt, the excitation coil for applying electromagnetic vibration to the bolt, and the outer circumference of the excitation coil. And a ring-shaped first permanent magnet that is magnetized in the radial direction, and a side that is coaxially arranged in the inner part of the space facing the head or the other end of the bolt and faces the bolt. Is provided with a ring-shaped second permanent magnet that is magnetized in the axial direction so that the magnetic pole is an inner magnetic pole of the first permanent magnet and a reverse magnetic pole. When mounted on the other end, if the head of the bolt or the other end is received in the space of the probe, the probe is strongly attached to the bolt or the member tightened by the bolt by the attractive force of the first permanent magnet and the second permanent magnet. It is sucked and held, and the first permanent Bias magnetic field is generated in the magnet and the head or the other end of the bolt by magnetic field generated by the second permanent magnet,
By the action of this bias magnetic field and the eddy current induced in the head portion or the other end portion of the bolt by the varying magnetic field generated by the exciting coil, it is possible to extremely efficiently generate strong longitudinal vibration in the bolt. Then, the vibration detector detects the vertical vibration generated in the bolt, and the resonance detection circuit detects the change in the resonance frequency of the bolt based on the vibration signal, and the tightening force of the bolt is determined from the change in the resonance frequency. To measure.

【0012】[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。
The present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings. The bolt tightening force inspection device of the present invention applies electromagnetic vibration to a bolt, supplies a probe 1 for detecting the vibration, and an exciting current to the probe 1, and analyzes the detected vibration signal. And a control circuit 2 for FIG. 1 shows a cross-sectional view of a state in which the probe 1 is attached to the bolt 3, and FIG. 2 shows a conceptual diagram when actually measuring the looseness of the bolt 3.

【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
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。
In the probe 1 shown in FIG. 1, a hollow case 4 made of a non-magnetic material is provided with a space 5 having a circular cross section, and an excitation coil 6 is arranged on the outer periphery of the space 5. A ring-shaped first permanent magnet 7 magnetized in the radial direction is arranged on the outer circumference of the exciting coil 6, and the magnetic pole on the side facing the space portion 5 is located at the back of the space portion 5 at the first permanent magnet. Magnet 7
A ring-shaped second permanent magnet 8 magnetized in the axial direction so as to be a magnetic pole opposite to the inner magnetic pole is provided, and a vibration detector 9 composed of a ceramic vibration sensor is freely movable in and out of the case 4. The vibration transmitting rod 10 having the base end linked to the vibration detector 9 is inserted into the central hole 11 of the second permanent magnet 8 so that its tip projects into the space 5 and Vibration transmission rod 10 between the vibration detector 9 and
Is a structure in which a spring body 12 made of a compression coil spring or the like that is elastically biased in a protruding direction is arranged. In this embodiment, the inner surface side of the first permanent magnet 7 is the N pole, the outer surface side is the S pole, the side of the second permanent magnet 8 facing the space 5 is the S pole, and the side facing the vibration detector 9 is the S pole. Although it is an N pole, the above-mentioned N pole and S pole may have an inverse relationship. Here, the vibration transmission rod 1
If the tip of 0 is needle-shaped, the tip can directly contact the bolt even if the bolt 3 is painted. Although not shown, a cable for supplying the excitation current I 0 to the excitation coil 6 and for extracting the vibration signal V 0 detected by the vibration detector 9 is connected to the case 4.

【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。
Here, the bolt 3 is usually tightened as shown in FIG. That is, the shaft portion 17 of the bolt 3 is inserted into the mounting holes 15 and 16 formed through the two members 13 and 14 made of a ferromagnetic material such as a steel plate, and the head portion 18 and the other end portion 19 of the shaft portion 17 are screwed together. The two members 13, 14 are tightened with the nut 20. A washer 21 is appropriately interposed between the head 18 and the nut 20 and the members 13 and 14.

【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。
In this tightened state, a tensile force is constantly acting on the shaft portion 17 of the bolt 3. Therefore, the probe 1
When the head portion 18 or the other end portion 19 of the bolt 3 is received in the space portion 5, the tip of the case 4 is brought into contact with the surface of the member 13 by the attractive force of the magnetic field created by the first permanent magnet 7 and the second permanent magnet 8. The vibration transmitting rod 10 is sucked and held in a contact state, and at the same time, the vibration transmitting rod 10 is brought into contact with the head portion 18 or the other end portion 19 of the bolt 3 and is pushed against the elastic force of the spring body 12. In this state, the tip end of the vibration transmission rod 10 reliably and constantly contacts the center of the bolt 3 under a constant condition, and a constant elastic force also acts as a bias on the vibration detector 9. In the probe 1, the size of the space 5 is determined so that the portion other than the vibration transmission rod 10 does not come into contact with the bolt 3.
In addition, the magnetic field lines emitted from the N pole inside the first permanent magnet 7 pass through the inside of the head portion 18 of the bolt 3 and the head portion 1 of the second permanent magnet 8.
The S pole on the side facing 8 is reached. These permanent magnets 7, 8
The magnetic field created by is always acting as a bias magnetic field.

【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。
Then, an exciting current I 0 is applied to the exciting coil 6.
Is supplied, an axial magnetic field is generated in the head portion 18 of the bolt 3, and an eddy current flows so as to cancel the magnetic field. The eddy current and the Lorentz force by the magnetic field cause the shaft portion 17 of the bolt 3 to flow.
Vertical vibration is generated in the shaft 17, and the vertical vibration of the shaft 17 is transmitted to the vibration transmission rod 1
The vibration signal is detected by the vibration detector 9 via 0, and the vibration signal V 0 is input to the control circuit 2 described later. At this time, the vibration detector 9 detects the induction caused by the excitation of the excitation coil 6 and the longitudinal vibration of the shaft portion 17, but the control circuit 2 is devised so that only the longitudinal vibration of the shaft portion 17 can be taken out. Has been done.

【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。
Next, the control circuit 2 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. The control circuit 2 supplies an exciting current I 0 whose frequency continuously repeats to the exciting coil 6 to give a longitudinal vibration to the bolt 3, and a vibration detector 9
And a resonance detection circuit for detecting the resonance state of the bolt 3 based on the vibration signal V 0 .

【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。
First, the excitation circuit will be described. The excitation circuit is a very low frequency oscillator 22 that generates a ramp-shaped (serrated) control voltage V 1 with a repetition period (T) of about 1 second.
And a voltage controlled oscillator (VCO) 23, which is controlled by its continuously changing control voltage V 1 and generates a current whose frequency continuously changes. More specifically, the counter 24 counts the number of times the sine wave voltage V 2 generated by the voltage controlled oscillator 23 changes continuously.
The count signal V 3 of high level (H) and low level (L) at the instants corresponding to only 5 or 10 out of 100 times are generated. The open / close control of the analog switch 25 is performed by the counting signal V 3 , and the sine wave voltage V
Pass 2 only at high level. The excitation voltage wave V 4 that has passed through the analog switch 25 is intermittent as shown in FIG. 4 (d). That is, the excitation voltage wave V 4 is
It is an intermittent wave with only 5/50 or 10/50 wave numbers.
In this embodiment, the excitation voltage wave V 4 is amplified by the bias correction amplifier 26 in the previous stage and then amplified by the current amplifier 27 to generate the excitation current I 0 . Of course,
This excitation current I 0 is also an intermittent wave, and the excitation voltage wave V
The waveform is similar to 4 . Here, the bias correction amplifier 26 also controls the bias voltage. This Baice voltage gives a bias current, which will be described later, and enables application to non-ferrous metals.

【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。
The operation of the excitation circuit will be briefly described below.
The voltage controlled oscillator 23 whose frequency can be changed by the control voltage V 1 of the ultra low frequency oscillator 22 causes 10 kHz to 10 kHz.
A 0 kHz variable sine wave voltage V 2 is generated, and at the same time, the oscillating wave is applied to the counter 24 to generate 5/50 or 10/50 times pulses (count signal V 3 ), and the pulse is applied to the analog switch 25. The excitation voltage wave V 4 of 5/50 or 10/50 times is output to the next stage. Then, it passes through a bias correction amplifier 26 for appropriately applying a direct current, and then a current amplifier 27 supplies an exciting current I 0 of 0.5 A to 2 A (peak value) to the exciting coil 6. This exciting current I 0 gives electromagnetic vibration to the bolt 3 by the exciting coil 6, and the exciting current I 0 is intermittently given as described above to make the resonance characteristic remarkable and the exciting current I 0. Even if 0 is increased, heat generation can be suppressed to a small level.

【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。
The excitation coil 6 is placed in non-contact with the head portion 18 or the other end portion 19 of the bolt 3 (the bobbin 5 is in contact therewith), and electromagnetic vibrations corresponding to the excitation current I 0 are applied to the shaft portion of the bolt 3. 1
Give to 7. The vibration of the bolt 3 is transmitted to the vibration detector 9 through the vibration transmission rod 10 that is in contact with the head 18 or the other end 19 of the bolt 3 through the center of the bobbin 5 around which the excitation coil 6 is wound. It is detected by the vibration detector 9. Then, the vibration signal V 0 detected by the vibration detector 9
Is input to the resonance detection circuit of the control circuit 2.

【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
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
10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
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。
Next, the above resonance detection circuit will be described.
It The resonance detection circuit operates when the bolt 3 reaches the resonance point.
The control voltage V1Also detects the instantaneous value of
Of. Specifically, the vibration signal detected by the vibration detector 9
Issue V0Is amplified by the amplifier 28 and given to the detector 29.
It As it is, the excitation current wave I0Since the induction of
In order to remove this, the vibration amplification signal V of the amplifier 28FiveTo
Excitation current I is passed through analog switch 30.0Is supplied
The signal is removed while the signal is being supplied to the detector 29.
Of. Opening and closing control of this analog switch 30
Counting signal V output from the counter 243The phase inverter
Gate signal with high and low levels inverted through 31
Issue V6To generate the gate signal V6Because I will do it in
It That is, by passing the analog switch 30,
Vibration amplification signal V shown in (e)FiveFrom excitation current I0by
The induction is removed and the vibration output signal V shown in Fig. 4 (g)7Is inspected
It is supplied to the wave filter 29. And this detector 2
Detection voltage signal V output from 9 8To the smoother 32
The smoothing device 32 detects the detected voltage signal V8Smoothing
Amplitude signal V approximately proportional to the amplitude of vibration9To get Inspection
Wave, amplitude signal V after smoothing9Has a large amplitude at the resonance point.
The peak value (maximum value) with the peak detector 33.
Sampling pulse when the peak value is detected
VTenGenerate. Finally, the ultra low frequency oscillator 22
Control voltage V1And sampling pulse VTenIs entered
Sampling pulse VTenBut
Control voltage V at the moment of occurrence1And sample this
It is held and input to the display device 35 as the output signal Vr. This
In the display 35, the output signal Vr is displayed as it is at the resonance point.
Control voltage V corresponding to wave number1Instantaneous value or standard of bolt
As a percentage based on the tightening force, analog or digital
Display like a rule. Furthermore, the display 35 and sound generator are used together
And the tone of the tone or threshold that is proportional to the output signal Vr in the sound generator
Generates sound only when the output signal Vr is above or below the value
It is also preferable.

【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。
Since the value displayed on the display 35 corresponds to the resonance frequency of the bolt 3, the value corresponding to the tightened state of the bolt 3 is displayed. As mentioned above,
Since the resonance frequency changes depending on the tension of the shaft portion 17 of the bolt 3, it is most suitable for finding a loose bolt 3 among many bolts 3, ... is there. When the bolt 3 is loose, the resonance frequency shifts so as to decrease, so that the tightening condition can be determined, and when the bolt 3 is broken, the resonance frequency (output signal Vr) increases. It can be easily identified because it deviates greatly.

【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
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VA とb接点に
切り替えられた際の該b接点の出力VB (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VA 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VB 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。
Next, a concrete example of the peak detector 33 is shown in FIG.
It will be described based on 5. Peak detector 33 of the present embodiment
Gives a signal (remote switch) to start measurement and amplitude
Signal V 9Analogly stores the peak value of
When the same peak value is reached again, this is judged as the resonance point.
Specifically, the amplitude signal V of the smoother 32.9To
A changeover switch 36 for changing over in two directions and a changeover switch
Analog memory circuit 3 connected to contact a of switch 36
7 and the output V of the analog memory circuit 37AAnd b contact
Output V of the b-contact when switchedB(Amplitude signal V9
It is itself. ) And pulse (sampling
Pulse VTen) Generating a comparator 38
It The changeover switch 36 resets the control circuit 2.
Interlocked with the switch, normally the a contact is closed,
Issue V9Is stored in analog memory circuit 37 in an analog manner
Output to the negative terminal of the comparator 38AIs always input
There is. And a few seconds when the reset switch is activated
Only during the period, the b contact of the selector switch 36 is closed and the comparator 3
Output V to the positive terminal of 8BIs entered. Analog memory
Amplitude signal V stored in circuit 379The peak value of
By the cycle, it has decreased slightly (1-2%), so next time
One of the peak values of exceeds. Therefore, compare this point
Sampling pulse V detected by comparator 38TenCause
It

【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。
More specifically, the analog memory circuit 37 has two operational amplifiers 39,
40 in series and a diode 41 in the middle,
The voltage corresponding to the peak value of the amplitude signal V 9 is stored in the capacitor 42 arranged on the forward side of the diode 41.

【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。
The sampling pulse V 10 from the peak detector 33 is input to the sampling hold 34. As shown in FIG. 5, the sampling hold 34 includes a transistor 43 that is switched by the sampling pulse V 10 and a transistor 43 that is switched by the sampling pulse V 10 .
The photocoupler 44 is a bidirectional analog FET output type controlled by the following, and a capacitor 45 connected in parallel to one output terminal of the photocoupler 44. The sampling pulse V 10 is input to the base of the transistor 43 via the resistor 46, the collector of the transistor 43 is connected to the cathode of the photocoupler 44, and the anode of the photocoupler 44 is connected to the power supply so that a desired current can be supplied. ing. The drain of the photocoupler 44 is supplied with the control voltage V 1 from the ultra low frequency oscillator 22, and the source is connected with the capacitor 45 and the display 35. Then, the transistor 43 conducts only while the sampling pulse V 10 is input, a current flows through the light emitting diode to emit light, and the FET conducts accordingly, and the control voltage V 1 of the ultra low frequency oscillator 22 The capacitor 45 is charged and held at the instantaneous value. In other words, if the input impedance of the display 35 is high, the drop in the voltage stored in the capacitor 45 can be ignored, and the voltage is supplied to the display 35 as the output signal Vr. Of course, before the next measurement, the reset switch is operated to discharge the capacitor 45 to the initial state.

【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。
Finally, the use of the device of the present invention will be briefly described. Inspect the tightening force of bolts that are already in practical use on bridges, etc., and identify the one with weaker tightening force compared to the one that holds many normal tightening forces, or break ( It is most suitable for detecting a small number of bolts that are cracked and have a reduced tightening force. At this time, it is sufficient to find out the one showing an abnormal value in all the inspections, and therefore the inspection time per one is sufficient if it is about 3 to 5 seconds, which is extremely quick. Moreover, since the excitation coil 6 that gives electromagnetic vibration does not have to be in contact with the bolt 3, it is not necessary to remove the coating of the bolt 3, and if the tip of the vibration transmission rod 10 is also needle-shaped, this also affects the coating. There is no.

【0027】[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。
According to the bolt tightening force inspection device of the present invention as described above, the resonance frequency of the bolt is measured by utilizing the fact that the longitudinal resonance frequency of the bolt changes depending on the tightening force. With this, you can directly measure the true tightening force and inspect for the presence of loose bolts and cracks in the bolt.The resonance frequency also changes depending on the length of the bolt and if the bolt breaks in the middle. In addition, since the resonance frequency changes greatly, the breakage of the bolt can be inspected. A space is formed at the tip of the probe for receiving the head of the bolt or the other end, and an excitation coil for applying electromagnetic vibration to the bolt is arranged around the space and an outer periphery of the excitation coil. A ring-shaped first magnet that is installed and magnetized in the radial direction
And a permanent magnet, and a ring-shaped first magnet magnetized in the axial direction so that the magnetic pole on the side facing the bolt is the reverse magnetic pole to the inner magnetic pole of the first permanent magnet in the inner part of the space. (2) By disposing the permanent magnet, when the probe is mounted on the head or the other end of the tightened bolt, the attraction force of the permanent magnet can surely attract and hold the bolt regardless of the direction. In addition, the bias magnetic field created by the first permanent magnet and the second permanent magnet and the variable magnetic field created by the exciting coil can cause strong longitudinal vibration to the bolt extremely efficiently, thereby increasing the S / N ratio and tightening. The sensitivity and accuracy of the force inspection are significantly improved, and therefore, it is possible to perform a highly accurate inspection for the tightening force of the bolt.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。
FIG. 1 is a simplified cross-sectional view showing a state of inspecting a tightening force of a bolt in a tightened state.

【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。
FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view showing a relationship between a main part of a probe and a head part of a bolt.

【図3】制御回路の簡略ブロック図である。FIG. 3 is a simplified block diagram of a control circuit.

【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。
FIG. 4 is a time chart showing signal waveforms of various parts of the control circuit.
(A) is the control voltage V 1, (B) is the sine wave voltage V
2, (C) is the counting signal V3, (D) are excitation voltage waves VFour,
(e) is the vibration amplification signal VFive, (F) is the gate signal V6, (G)
Is the vibration output signal V7, (H) is the detected voltage signal V8, (I)
Amplitude signal V9, (J) are sampling pulses VTenThat
Is showing.

【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。
FIG. 5 is a simplified circuit diagram showing a specific example of a peak detector and sampling hold.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 1 Probe 2 Control Circuit 3 Bolt 4 Case 5 Space 6 Excitation Coil 7 First Permanent Magnet 8 Second Permanent Magnet 9 Vibration Detector 10 Vibration Transmission Rod 11 Center Hole 12 Spring Body 13, 14 Member 17 Shaft 18 Head 19 Other end 20 Nut 22 Ultra-low frequency oscillator 23 Voltage controlled oscillator 25 Analog switch 26 Bias correction amplifier 27 Current amplifier 28 Amplifier 29 Detector 30 Analog switch 31 Phase inverter 32 Smoother 33 Peak detector 34 Sampling hold 35 Indicator

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A probe and a control device, wherein the probe is arranged around a space portion for receiving the head portion or the other end portion of the bolt, and an exciting coil for applying electromagnetic vibration to the bolt, A ring-shaped first permanent magnet that is disposed on the outer circumference of the excitation coil and is magnetized in the radial direction, and is coaxially disposed in the inner part of the space so as to face the head or the other end of the bolt. A ring-shaped second permanent magnet axially magnetized so that the magnetic pole on the side facing the second magnetic pole is a magnetic pole opposite to the magnetic pole on the inner side of the first permanent magnet, and the center hole of the second permanent magnet is penetrated and the tip is provided. And a vibration detector that detects longitudinal vibration of the bolt through a vibration transmission rod that is in contact with the head or the other end of the bolt, wherein the control device has a continuous frequency in the excitation coil. The longitudinal vibration is applied to the bolt by supplying the exciting current that changes repeatedly Excitation circuit and a resonance detection circuit for detecting the resonance state of the bolt based on the vibration signal of the vibration detector, the probe is attached to the head or the other end of the bolt in the tightened state, The control device supplies the vibration signal detected by the vibration detector of the probe by utilizing the fact that the control device supplies the excitation current to the excitation coil to apply the longitudinal vibration to the bolt, and the resonance frequency of the bolt changes according to the tightening force. The bolt tightening force inspection device is characterized in that the bolt tightening force is measured from the resonance frequency by analyzing the above.
【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。
2. The control device includes a voltage-controlled oscillator, the frequency of which is changed by a voltage of the excitation circuit, the control voltage is changed to supply an excitation current to an excitation coil of the probe, and the resonance detection circuit is a bolt. Is equipped with a peak detector that detects the occurrence of resonance vibration and a sampling and holding device that detects the voltage corresponding to the frequency, and displays the voltage value detected by the sampling and holding device or displays the voltage as the standard tightening force for bolts. The bolt tightening force inspection device according to claim 1, further comprising an indicator that displays a percentage based on the above.
JP12345994A 1994-06-06 1994-06-06 Inspection device for bolt tightening force Expired - Fee Related JP2743145B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12345994A JP2743145B2 (en) 1994-06-06 1994-06-06 Inspection device for bolt tightening force

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12345994A JP2743145B2 (en) 1994-06-06 1994-06-06 Inspection device for bolt tightening force

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07333085A true JPH07333085A (en) 1995-12-22
JP2743145B2 JP2743145B2 (en) 1998-04-22

Family

ID=14861156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12345994A Expired - Fee Related JP2743145B2 (en) 1994-06-06 1994-06-06 Inspection device for bolt tightening force

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2743145B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002095346A1 (en) * 2001-05-21 2002-11-28 Sensor System Co., Ltd. Bolting tester
JP2011164080A (en) * 2010-02-12 2011-08-25 Kosuke Yamada Monitoring method to immediately detect breakage of bolt or falling of attached object
CN104502639A (en) * 2014-11-18 2015-04-08 天地(常州)自动化股份有限公司 Rapid multi-core explosion-proof terminal signal leading-out device
JPWO2014167905A1 (en) * 2013-04-12 2017-02-16 株式会社Ihi Impeller fastening inspection method, impeller fastening method, impeller fastening inspection device, and impeller fastening device
WO2018211217A1 (en) * 2017-05-17 2018-11-22 Centre Technique Des Industries Mecaniques Device for inspecting clamping means by ultrasounds and method implementing the device

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002095346A1 (en) * 2001-05-21 2002-11-28 Sensor System Co., Ltd. Bolting tester
JP2011164080A (en) * 2010-02-12 2011-08-25 Kosuke Yamada Monitoring method to immediately detect breakage of bolt or falling of attached object
JPWO2014167905A1 (en) * 2013-04-12 2017-02-16 株式会社Ihi Impeller fastening inspection method, impeller fastening method, impeller fastening inspection device, and impeller fastening device
US9891123B2 (en) 2013-04-12 2018-02-13 Ihi Corporation Wheel fastening inspection method, wheel fastening method, wheel fastening inspection device and wheel fastening device
CN104502639A (en) * 2014-11-18 2015-04-08 天地(常州)自动化股份有限公司 Rapid multi-core explosion-proof terminal signal leading-out device
CN104502639B (en) * 2014-11-18 2017-06-13 天地(常州)自动化股份有限公司 The multicore explosion-proof wiring quick ejector of post signal
WO2018211217A1 (en) * 2017-05-17 2018-11-22 Centre Technique Des Industries Mecaniques Device for inspecting clamping means by ultrasounds and method implementing the device
FR3066593A1 (en) * 2017-05-17 2018-11-23 Centre Technique Des Industries Mecaniques ULTRASONIC CLAMPING CONTROL DEVICE AND METHOD USING THE DEVICE
US11385115B2 (en) 2017-05-17 2022-07-12 Centre Technique des Industries Mécaniques Device for inspecting clamping means by ultrasounds and method implementing the device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2743145B2 (en) 1998-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3813580B2 (en) Structure inspection equipment
CA2633271C (en) Method and system for nondestructive testing of a metallic workpiece
US5821430A (en) Method and apparatus for conducting in-situ nondestructive tensile load measurements in cables and ropes
JPH0565093B2 (en)
EP0007963A1 (en) Method and device for measuring or detecting a mechanical change of state or its time derivative
JP2878905B2 (en) Bolt tightening diagnostic device
US4020678A (en) Method and system for testing of individual gear teeth
KR100528776B1 (en) Temperature Measuring Method, Object Detecting Method and Object Detecting Device with Vibrating-Type Level Sensor
JPH07333085A (en) Inspection device of bolt clamping force
US5471138A (en) Inductive valve motion sensor for positioning outside the body of the valve
JP4311680B2 (en) Structure inspection device
JP2998725B2 (en) Bolt tightening force inspection device
CA2493216A1 (en) Method of measuring stress/strain by means of barkhausen noise
JP4605307B1 (en) Bolt tightening force inspection device
JP3910222B2 (en) Fatigue measuring device
JPWO2002095346A1 (en) Bolt tightening force inspection device
KR20180071586A (en) Tensile stress measurement apparatus of tendon using maximum magnetic flux density
EP0429446A1 (en) Non-destructive evaluation of ropes by using transverse vibrational wave method
JP3172722B1 (en) Bolt tightening force inspection device
SU329694A1 (en) DEVICE FOR CHECKING RADIO DETAILS
JP3191726B2 (en) Stress measuring method and apparatus utilizing magnetostriction effect
KR100765407B1 (en) Active vibrometer system with analyzer
JP2002181670A (en) Facility diagnosing device
JP2961061B2 (en) Electromagnetic ultrasonic flaw detector
RU2164023C2 (en) Primary converter of shock-acoustic flaw detector

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees