JP2000346724A - 歪みゲージ押さえ具、及び、歪みゲージ接合用クランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】作業効率が高い歪みゲージの正しい接合。 【解決手段】歪みゲージ５を押さえるための押さえ本体
と、押さえ本体に組み込まれ押さえ本体に熱を提供する
ためのヒータ２１と、押さえ本体の温度を制御するため
の制御具２２とからなる。ヒータと温度制御具が一体化
された歪みゲージが形成され、歪みゲージの本来の姿が
完成する。このような歪みゲージは、制御具２２とヒー
タ２１が温度コントローラに接続される仕方で用いられ
る。押さえ本体は、歪みゲージ５を弾性的に押さえるた
めの弾性材料で形成されていることが好ましい。更に、
このような押さえ具を用いてその押さえ具に適正な温度
を与えて適正な圧力を印加するためのクランプ装置が併
用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歪みゲージ押さえ
具、及び、歪みゲージ接合用クランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】歪みゲージは、広範囲の分野で用いられ
る基本的な測定器である。歪みゲージは、さまざまな物
体の表面に接着された状態で用いられる。その接着の仕
方は、測定精度の点で重要な要素である。接合力、緊張
度のような測定の精度に影響する要素を含む接着は、人
の指の感触から経験則的に行われてきた。

【０００３】加熱硬化型の接着剤によって歪みゲージを
測定対象物体に接着する場合、均一な接着品質を得るた
めには、使用する接着剤ごとに硬化圧力、温度及びその
保持時間を適正に制御する必要がある。従来は、図５に
示されるように、歪みゲージ１の被接着面に接着剤を塗
布し、測定対象物体の所定位置に指定方向にその物体の
接合面を置いた後、その歪みゲージ１の上面から接着テ
ープ２を用いて歪みゲージ１をその対象物体の接合面に
接合する。加熱ランプ３を用いて接着剤を硬化させるこ
とにより歪みゲージ１をその接合面に固着する。

【０００４】接着テープ２を用いるこのような固着方法
は、適切な圧力を歪みゲージ１に印加して接合面に接合
することが困難である。更に、加熱ランプ３による加熱
は、接着部そのものの温度を適切に制御することができ
ない。このため、接着剤の硬化後、歪みゲージの位置と
方向がずれ、接着不良のような不都合がしばしば生じ、
その歪みゲージを剥がし取りそれを廃棄し、再度その接
合面を洗浄して新たに別の歪みゲージを再接合しなけれ
ばならず手間暇がかかっていた。接着剤が硬化するまで
の待ち時間が非常に長くなって、作業効率が非常によく
なかった。

【０００５】作業効率が高い歪みゲージの正しい接合が
望まれる。更に、接合時の歪みゲージが受ける圧力、接
合時の歪みゲージの温度が適正に保持されることが望ま
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、作業
効率が高い歪みゲージの正しい接合が可能である歪みゲ
ージ押さえ具、及び、歪みゲージ接合用クランプを提供
することにある。本発明の他の課題は、接合時の歪みゲ
ージが受ける圧力、接合時の歪みゲージの温度が適正に
保持される歪みゲージ押さえ具、及び、歪みゲージ接合
用クランプを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段が、下記のように表現される。その表現中の請求
項対応の技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号
等が添記されている。その番号、記号等は、請求項対応
の技術的事項と実施の複数・形態のうちの少なくとも１
つの形態の技術的事項との一致・対応関係を明白にして
いるが、その請求項対応の技術的事項が実施の形態の技
術的事項に限定されることを示すためのものではない。

【０００８】本発明による歪みゲージ押さえ具は、歪み
ゲージ（５）を押さえるための押さえ本体と、押さえ本
体に組み込まれ押さえ本体に熱を提供するためのヒータ
（２１）と、押さえ本体の温度を制御するための制御具
（２２）とからなる。ヒータと温度制御具が一体化され
た歪みゲージが形成され、歪みゲージの本来の姿が完成
する。このような歪みゲージは、制御具（２２）とヒー
タ（２１）が温度コントローラに接続される仕方で用い
られる。押さえ本体は、歪みゲージを弾性的に押さえる
ための弾性材料で形成されていることが好ましい。

【０００９】本発明による歪みゲージ接合用クランプ
は、歪み測定対象の表面に接合するクランプ本体（１）
と、クランプ本体（１）に対して前進後退し任意の前進
位置でクランプ本体（１）に固定される移動体（４）
と、その表面と移動体（４）の間に介設されその表面に
接合される歪みゲージ（５）を押さえるための押さえ具
（６）とからなる。既述の押さえ本体から形成される歪
みゲージが、更に、安定的に使用され得る。その安定使
用のために、押さえ具と移動体の間にばねが介設される
ことが好ましい。押さえ具はゴム状弾性を有しているこ
とが更に好ましい。

【００１０】移動体（４）のクランプ本体（１）に対す
る前進位置を示す目盛が設けられることが特に好まし
い。移動体（４）はクランプ本体（１）に対して回転す
るねじとして形成され得る。その目盛は、移動体（４）
と同体に回転する回転盤（１３）とクランプ本体（１）
に明示される基準（１９）とを備え、押さえ具に印加す
る圧力を定量化することができる。

【００１１】押さえ具（６）は、ヒータ（２１）と押さ
え具（６）の温度を検出するための温度検出具（２２）
とを備えている。押さえ具（６）の温度を制御するため
にコントローラが有効である。

【００１２】

【発明の実施の形態】図に一致対応して、本発明による
歪みゲージ接合用クランプの実施の形態は、クランプが
押さえ具とともに設けられている。そのクランプは、図
１に示されるように、クランプ本体１を備えている。ク
ランプ本体１には、測定対象物体２に対向する側に、磁
石３が結合している。測定対象物体２が磁性材料で形成
されている場合に、クランプ本体１は磁石３を介して測
定対象物体２に概ね一定の吸着力で吸着する。クランプ
本体１が筒状であれば、磁石３はリング状である。

【００１３】測定対象物体２の表面である接合面Ｓは平
面であるとする。その平面の法線の方向を以下軸方向と
いう。クランプ本体１に対して前進後退して移動する移
動体４が、クランプ本体１に螺合している。移動体４
は、ねじとして形成されている。そのねじの軸心線Ｌ
は、既述の軸方向に一致している。移動体４は、測定対
象物体２に対して前進後退する。

【００１４】測定対象物体２の接合面Ｓに歪みゲージ５
が置かれる。歪みゲージ５の上面に押さえ具６が置かれ
る。押さえ具６は、ゴム弾性を有する材料で形成され、
各種エラストマーが用いられ得る。押さえ具６と移動体
４の間に、押さえ金７が介設される。押さえ金７と移動
体４の接合面Ｓに対向する側の端面との間に、押さえば
ね８が介設されている。押さえ金７には、それに一体に
軸棒９が形成されている。軸棒９は、移動体４の中心孔
に貫通している。軸棒９の他端部は、抜け止め１１に形
成されている。

【００１５】移動体４の円滑な円筒面１２に圧力目盛盤
１３が摺動・回転可能に外装されている。圧力目盛盤１
３の回転軸心線は、既述の軸心線Ｌに一致している。円
筒面１２には輪溝１４を形成する凹面が形成されてい
る。圧力目盛盤１３の鍔部１５にはねじ穴１６が形成さ
れている。ねじ穴１６のねじ軸心線は、軸心線Ｌに直交
して交わる。

【００１６】ねじ穴１６に目盛盤固定用ねじ１７が装着
されている。目盛盤固定用ねじ１７の先頭部が輪溝１４
に進入したときは、圧力目盛盤１３の回転は阻止され
る。図２に示されるように、圧力目盛盤１３の外周域に
等角度間隔で多数の線で形成される目盛り１８が表示さ
れている。クランプ本体１の上面の中心穴に近接する位
置に、基準線１９が表示されている。

【００１７】図３は、押さえ具６の内部構造を示してい
る。押さえ具６は、外側部材としての押さえ本体を備
え、その内部には折り返し屈曲するヒータ２１がビルト
インされている。押さえ具６の内部の中央位置に熱電対
２２がビルトインされている。ヒータ２１の両端の電極
は、図示されない温度コントローラに接続されている。

【００１８】熱電対２２の両端電極もその同じ温度コン
トローラに接続されている。熱電対２２の出力信号がそ
の温度コントローラにフィードバックされ、押さえ具６
の中心部分の温度が温度コントローラに設定される設定
温度に等しくなるような制御がその温度コントローラに
より行われる。

【００１９】輪溝１４は、移動体４を最深位置まで締め
込んでも、圧力目盛盤１３がクランプ本体１の上側端面
に干渉しない高さ位置に配置されている。移動体４を十
分に緩め、更に、目盛盤固定用ねじ１７を緩めて、圧力
目盛盤１３にその自由な回転を許容する。接合面Ｓに歪
みゲージ５を載せる。

【００２０】この場合、歪みゲージ５と接合面の間に接
着剤を用いることが好ましく、歪みゲージ５を所定の位
置に適正な方向で測定対象物体２に接合させる。歪みゲ
ージ５の上面側から押さえ具６を歪みゲージ５に被せて
置く。歪みゲージ５に対する適正な相対的位置関係でク
ランプ本体１を測定対象物体２に吸着させる。

【００２１】押さえ金７と押さえばね８と移動体４の下
側の端面との間には、適正な合計隙間が初期的に与えら
れる。その合計隙間は、数ｍｍである。このような隙間
を設けておけば、押さえ具６、押さえ金７、軸棒９の熱
膨張により歪みゲージ５に意図しない圧力が印加される
ことを回避することができる。意図しない圧力が印加さ
れる恐れがない場合、温度の安定を確認してから再度圧
力を調整する手間を省きたい場合には、その隙間は零で
よい。

【００２２】次に、既述の温度コントローラ（図示され
ず）の電源をＯＮとし、目標温度、その温度の保持時間
のプロファイルをその温度コントローラに設定した後
に、ヒータ２１に通電を開始して押さえ具６を加熱す
る。温度が目標温度付近で定常状態になったことを確認
して、押さえ金７、押さえばね８、移動体４がそれぞれ
に接す位置まで移動体４を前進させる。

【００２３】この時に、圧力目盛盤１３を回転して圧力
目盛盤１３の目盛り１８の零位置を基準線１９に一致さ
せる。次に、目盛盤固定用ねじ１７を締めて圧力目盛盤
１３を移動体４に固定する。この固定により、以後は、
圧力目盛盤１３は移動体４と同体に回転する。目盛り１
８を見ながら、移動体４を更に前進させ目盛り１８のう
ちの予め決めている線を基準線１９に合致させ、押さえ
具６に所定の圧力を印加する。

【００２４】このような合致により、押さえばね８のそ
の時の弾性力を押さえ金７の有効断面積で割った圧力が
歪みゲージ５と測定対象物体２との間に作用する。押さ
えばね８の弾性力は、移動体４の回転角度とそのねじの
ピッチにより定めらるから、目盛１８は歪みゲージ５と
測定対象物体２の間の圧力に対応している。磁石３の吸
着力は、押さえばね８の最大ばね力よりも強い。

【００２５】制御される温度状態が設定した保持時間だ
け経過した後、ヒータ２１への通電が切れて、押さえ具
６は常温に戻る。異常過熱時には、自動的にヒータ回路
が切れてアラームがコントローラに表示される。所定の
時間が経過した後に、移動体を後退させてそのクランプ
状態を解除する。

【００２６】図４は、本発明による実施の他の形態を示
している。一般に歪み力を計測する対象は磁性体が多い
が、その対象はアルミ、チタン合金のような非磁性材料
で作られていることも多い。そのような場合は、磁石３
に代えて両面テープ３’が用いられる。

【００２７】歪みゲージと押さえ具が一体化されたもの
の全体が新たに歪みゲージと呼ばれて、歪みゲージの本
来の姿が完成する。

【００２８】

【発明の効果】本発明による歪みゲージ押さえ具、及
び、歪みゲージ接合用クランプは、歪みゲージの本来の
姿が完成し、使い勝手がよく、測定精度が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による歪みゲージ接合用クラン
プの実施の形態を示す正面断面図である。

【図２】図２は、図１の平面図である。

【図３】図３は、押さえ具の透過平面図である。

【図４】図４は、本発明による歪みゲージ接合用クラン
プの実施の他の形態を示す正面断面図である。

【図５】図５は、公知方法を示す射軸投影図である。

【符号の説明】

１…クランプ本体 ４…移動体 ５…歪みゲージ ６…押さえ具 １３…回転盤 １９…基準 ２１…ヒータ ２２…制御具（温度検出具）

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】歪みゲージを押さえるための押さえ本体
   と、 前記押さえ本体に組み込まれ前記押さえ本体に熱を提供
   するためのヒータと、 前記押さえ本体の温度を制御するための制御具とからな
   る歪みゲージ押さえ具。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記制御具及び前記ヒータは温度コントローラに接続さ
   れる歪みゲージ押さえ具。
3. 【請求項３】請求項２において、 前記押さえ本体は前記歪みゲージを弾性的に押さえるた
   めの弾性材料で形成されている歪みゲージ押さえ具。
4. 【請求項４】歪み測定対象の表面に接合するクランプ本
   体と、 前記クランプ本体に対して前進後退し任意の前進位置で
   前記クランプ本体に固定される移動体と、 前記表面と前記移動体の間に介設され前記表面に接合さ
   れる歪みゲージを押さえるための押さえ具とからなる歪
   みゲージ接合用クランプ。
5. 【請求項５】請求項４において、更に、 前記押さえ具と前記移動体の間に介設されるばねからな
   る歪みゲージ接合用クランプ。
6. 【請求項６】請求項５において、 前記押さえ具はゴム状弾性を有している歪みゲージ接合
   用クランプ。
7. 【請求項７】請求項５において、更に、 前記移動体の前記クランプ本体に対する前進位置を示す
   目盛からなる歪みゲージ接合用クランプ。
8. 【請求項８】請求項７において、 前記移動体は前記クランプ本体に対して回転するねじで
   ある歪みゲージ接合用クランプ。
9. 【請求項９】請求項８において、 前記目盛は、前記移動体と同体に回転する回転盤と前記
   クランプ本体に明示される基準とを備える歪みゲージ接
   合用クランプ。
10. 【請求項１０】請求項４において、 前記押さえ具は、 ヒータと前記押さえ具の温度を検出するための温度検出
    具とを備える歪みゲージ接合用クランプ。
11. 【請求項１１】請求項１０において、更に、 前記押さえ具の温度を制御するためのコントローラから
    なる歪みゲージ接合用クランプ。