規格・用語集 - 超音波ボルト軸力計 Standard / Glossary - Ultrasonic Bolting Meters
超音波ボルト軸力測定に関する規格を紹介します。また、超音波ボルト軸力計に関する専門用語についても分かりやすく説明します。
関連規格
日本産業規格（JIS）には超音波ボルト軸力測定に関する規格はありませんが、米国のASTMには存在します。ここでは、ASTMの超音波ボルト軸力測定規格を紹介します。
| 規格番号 | 規格名称 |
|---|---|
| ASTM E1685 |
Standard Practice for Measuring the Change in Length of Fasteners Using the Ultrasonic Pulse-Echo Technique |
用語集
超音波ボルト軸力測定に関する専門用語とその説明です。
| 用語 | 説明 |
|---|---|
| 軸力 | ボルトの軸部に作用する引張応力のこと。ボルトは締付けられることにより、内部に元に戻ろうとする力（引張応力）が発生し、その力により非締結部材を固定するが、この力のことを軸力と呼ぶ。 |
| 超音波 | 人間が聞くことができない20KHz以上の高い音波のこと。超音波ボルト軸力測定では、一般的に5MHz～10MHzの超音波を使用する。 |
| 音速 | 音の伝わる速度のこと。ボルトの材質（鋼種）により音速は異なり、さらに同材質でも温度が異なると音速も異なる。正確な軸力測定のためには、温度管理が重要になる。 |
| エコー | ボルトの反対面に反射し戻ってきた超音波（底面エコー）のこと。 |
| 基準エコー(初期長さ) | ボルト締め付け前に測定した無負荷状態でのビーム路程のこと。 |
| 遅れエコー | 底面エコーよりも遅れて探触子に受信されるエコーのこと。径が細く長いボルトで発生しやすく、通常底面エコーよりもエコー高さが高くなる。 |
| SN比 | ボルトの反対面に反射し戻ってきたエコーと雑音（ノイズ）との比のこと。 |
| ゲート | 底面エコーを検出する目的で時間軸（横軸）上に設けた監視範囲のこと。 |
| トランスデューサー | 超音波の受発信を行うセンサーのこと。探触子やプローブとも呼ばれる。超音波ボルト軸力計では、垂直探触子が用いられる。 |
| 接触媒質（カプラント） | 超音波をボルトに伝達させるために、トランスデューサーとボルトの間に介在させる液体のこと。マシン油、水、グリセリンでもよいが、専用剤の方が超音波の伝達に優れているため、より信頼性の高い測定を行うことができる。カプラントとも呼ばれている。 |
| ロードファクター | 軸力係数のこと。K値とも呼ばれる。ロードファクターにボルト伸びを乗じることで軸力を算出することができる。ロードファクタの算出には、ロードセルや引張試験機などを用いる方法と、ボルト径や弾性係数などから計算で求める2通りの方法がある。 |
| ロードオフセット | ボルト伸びがゼロの時に表示される軸力値のこと。ロードセルや引張試験機を用い、縦軸を軸力に、横軸を伸びとして校正曲線（線形近似）を描くと、伸びがゼロの時の軸力値は校正曲線が縦軸と交わる点（切片）となる。この値をロードオフセットと呼ぶ。 |
| 温度補正係数 （Tempファクター） |
ボルトの温度変化は、ボルトの熱膨張と超音波の音速変化の2種類の変化をもたらす。超音波ボルト軸力計ではこれを1つの係数で補正しており、この係数のことを温度補正係数と呼ぶ。 |
| ストレスファクター | ボルトを締めることでボルトは物理的に伸びるが、超音波で伸びを計測した場合、応力による音速変化のため物理的な伸びの約３倍の伸び示してしまう。この差異を補正するための係数が、ストレスファクターである。 |
| ボルトの伸び | 超音波ボルト軸力計では、まず締結前の無負荷状態でボルトの全長を測定し、ボルト締結後に再度超音波で全長を測定することで、伸びを算出する。 |
| 伝搬時間（タイム） | 超音波が、ボルト頭部で入射してからボルト底面で反射するまでの片道分の時間のこと。（ビーム路程） |
| ピークジャンプ | ボルト締め付け前に測定した基準エコーのエコー高さやSN比が、ボルト締結により変化することで、異なるエコーを検出してしまうこと。 |