JP2004045205A - Force gauge - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、荷重を作用させた環状ばねの変形から作用荷重を検出する、1軸試験機の校正等に用いられる力計に係り、特に、過大荷重から環状ばね等を保護する過負荷防止機構を備えた力計に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の力計は、図9(a)、(b)に示すように、荷重試験機の荷重受け1とベース8との間に介装されて使用されるもので、荷重を作用させた環状ばね2の撓み量をダイヤルゲージ4で測定することで、環状ばね2に加えられた力、即ち荷重を測定するように構成されている。
【0003】
符号3は、環状ばね2の内側に対向して設けた一対の突起3a,3bで構成した過荷重(過負荷)防止機構で、環状ばね2に過大荷重が作用したときに、一対の突起3a,3bが当接して過大荷重を担持するので、環状ばね2は必要以上に変形せず、環状ばね2やダイヤルゲージ4の破損が防止される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この種の力計において、環状ばね2の撓み量を正確に測定するためには、加えられた力の偏芯や振れの影響を受けない環状ばね2の中心部にダイヤルゲージ4を配置することが望ましい。
【0005】
また、過荷重防止機構3が最も有効に機能するためには、荷重の作用線上である環状ばね2の中心部に過荷重防止機構3を設けることが望ましい。
【0006】
しかし、環状ばね2の中心部にダイヤルゲージ4と過荷重防止機構3の両方を配置することは困難なため、第1の従来技術では、環状ばね2の中心部に過荷重防止機構3を配置するとともに、環状ばね2の中心部の前面側にオフセットした位置にダイヤルゲージ4を配置している。符号5a,5bは、環状ばね2の上下にそれぞれ設けられた作動片で、これら作動片5a,5b間にダイヤルゲージ4が配置されている。
【0007】
また、第2の従来技術では、環状ばね2の中心部にダイヤルゲージ4を配置するとともに、環状ばね2の中心部の左右対称位置に過荷重防止機構3(3a,3b)を配置した構造となっている。
【0008】
このため第1の従来技術では、環状ばね中央部からオフセットした位置の撓み量を検出するため、正確な測定ができない。また、第2の従来技術では、過荷重防止機構3が2組必要で、しかも環状ばね2が大型化し、装置が複雑かつ大型となる。さらに、ダイヤルゲージを用いた測定精度は±0.2%までで、さらなる高精度の測定は困難である等の問題があった。
【0009】
そこで、発明者は、電子体重計や電子秤の荷重検出手段として広く用いられているロードセルを、この力計に利用できないかと考えた。即ち、ロードセルは、起歪体における薄肉の起歪部に歪みゲージを貼り付けて、起歪体に荷重が作用したときの起歪部に発生する歪みを歪みゲージで検出し、検出した歪みから荷重を求めるというもので、高精度の測定が可能である。
【0010】
また、例えば環状ばねそのものを起歪体で構成すれば、起歪部をどこに形成するかという自由度が高く、荷重の作用線上に過負荷(過荷重)防止機構を設けることは簡単で、しかもダイヤルゲージに代わる歪みゲージでは高精度の検出が可能である。
【0011】
そして、実際に発明者がロードセルを環状ばねとして用いた力計を試作しその精度および過負荷防止機能を確かめたところ、非常に優れていることが確認されたので、本発明を提案するに至ったものである。
【0012】
本発明は、前記従来技術の問題点および前記した発明者の知見に基づいてなされたもので、その第1の目的は、高精度の測定ができる簡潔な構造の力計を提供することにあり、また第2の目的は、過負荷防止に優れ高精度の測定ができる簡潔な構造の力計を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
前記した第1の目的を達成するために、請求項1に係る力計においては、荷重受けとベースとの間に配置され、前記荷重受けとベース間に作用する軸方向荷重を検出する荷重検出手段を備えた力計であって、
前記荷重検出手段を、ほぼ矩形状の金属製ブロックの対向側面に貫通孔を設けて形成した起歪体と、前記起歪体の薄肉の起歪部に配置された歪みゲージで構成したロードセルで構成するとともに、
前記歪みゲージで検出した値を表示器にデジタル表示するように構成した。
【0014】
また、前記した第2の目的を達成するために、請求項2においては、請求項1に記載の力計において、前記貫通孔を眼鏡型で前記起歪体を左右対称に形成し、前記歪みゲージも左右対称に配置して、前記荷重受けとベースを結ぶ荷重作用軸線に対し前記ロードセルを左右対称に構成するとともに、
前記起歪体の左右方向中央部に、前記眼鏡型貫通孔を構成する左右一対のほぼ円形孔間を連通するスリットで構成した過負荷防止機構を設けるようにした。
【0015】
また、請求項3においては、請求項1に記載の力計において、前記貫通孔を眼鏡型で左右対称に形成した前記起歪体をスペーサ部材を介し両端支持して、前記荷重受けとベースを結ぶ荷重作用軸線に対し前記起歪体を左右対称に構成するとともに、
前記スペーサ部材と前記ベース間に環状ばねを介装し、前記冠状ばねの中央部に、前記ベース側から突出し前記冠状ばねの中央部貫通孔を貫通遊合して前記起歪体の底面に近接するストッパ部材で構成した過負荷防止機構を設けるようにした。
【0016】
また、請求項4においては、請求項1に記載の力計において、前記貫通孔を眼鏡型で左右対称に形成した前記起歪体をスペーサ部材を介し片持ち支持した構造で、
前記スペーサ部材と前記ベース間に環状ばねを介装し、前記起歪体の荷重作用端が前記荷重受けとベースを結ぶ荷重作用軸線上にある前記環状ばねの中央部に対応しかつ起歪体の固定端が前記環状ばねの中央部から左右にオフセットするように配置し、
前記冠状ばねの中央部に、前記ベース側から突出し前記冠状ばねの中央部貫通孔を貫通遊合して前記起歪体の底面に近接するストッパ部材で構成した過負荷防止機構を設けるようにした。
【0017】
また、請求項5に係る力計においては、荷重受けとベースとの間に配置され、前記荷重受けとベース間に作用する軸方向荷重を検出する荷重検出手段を備えた力計であって、
前記荷重検出手段を、ダイヤフラム型起歪体と、前記起歪体の薄肉の起歪部に配置された歪みゲージで構成したロードセルで構成し、
前記歪みゲージで検出した値を表示器にデジタル表示し、
前記ダイヤフラム型起歪体の周縁部をスペーサ部材で支持するとともに、前記スペーサ部材と前記ベース間に環状ばねを介装し、
前記荷重受けとベースを結ぶ荷重作用軸線上にある前記冠状ばねの中央部に、前記ベース側から突出し前記冠状ばねの中央部貫通孔を貫通遊合して前記起歪体の底面に近接するストッパ部材で構成した過負荷防止機構を設けるようにした。
【0018】
(作用)請求項1では、起歪体の起歪部に歪みゲージを配置したロードセルで荷重検出手段を構成し、請求項2では従来の環状ばねそのものを梁状の起歪体で構成し、請求項3では梁状の起歪体の両端を環状ばねで支持し、請求項4では梁状の起歪体の固定端側を環状ばねで片持ち支持し、請求項5では荷重検出手段であるロードセルを構成する円盤状ダイヤフラム型起歪体の周縁部を環状ばねで支持するという具合に、電子体重計や電子秤の荷重検出手段として広く用いられているロードセル(起歪体の起歪部に歪みゲージを配置した荷重検出手段)を利用して力計を構成したので、荷重受けとベース間の力計に荷重が作用すると、起歪体の薄肉の起歪部に歪みが生じ、起歪部に配置された歪みゲージによりこの歪みが検出されて、表示器の表示部に荷重値としてデジタル表示される。
【0019】
また、ロードセル(起歪体の起歪部に歪みゲージを配置した荷重検出手段)では、起歪体のどこに薄肉の起歪部を形成するかという自由度が高いので、力計の起歪体における荷重作用軸線上に過負荷防止機構を設けるとともに、起歪体における荷重作用軸線上を避けた所定位置に薄肉の起歪部を設けて歪みゲージを配置するように構成することは容易で、構成も簡潔である。また、起歪体における荷重作用軸線上から離れた位置に起歪部および歪みゲージを設けたとしても、荷重測定精度は荷重作用軸線上に起歪部および歪みゲージを配置した場合と何ら変わるものではない。
【0020】
また、起歪体における荷重作用軸線上に過負荷防止機構を設けたので、過負荷作用時の起歪体には不測の曲げモーメントが作用せず、起歪体の変形しやすい薄肉の起歪部に過負荷が作用することを確実に防止できる。
【0021】
また、請求項6においては、請求項1〜5のいずれかに記載の力計において、前記荷重受けと前記起歪体との間に、荷重伝達手段である鋼球を介在させるように構成した。
【0022】
(作用)荷重受けから起歪体に作用する横方向荷重は、鋼球が転動することで低減されて、力計には軸方向力だけが作用する。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を実施例に基づいて詳細に説明する。
【0024】
図1および図2は本発明の第1の実施例を示し、図1は第1の実施例である力計の全体構成を示す正面図、図2は同力計の縦断面図(図1に示す線II−IIに沿う断面図)である。
【0025】
これらの図において、符号20Aは、1軸試験機における上方の円柱形状の荷重受け12と下方の円盤形状のベース14との間に介装されて使用される力計であって、力計20Aは、環状ばねを構成する起歪体22Aと、起歪体22Aにおける薄肉の起歪部26に貼付された歪みゲージ28と、歪みゲージ28で検出した歪みを荷重に変換してデジタル表示する表示器30(図2参照)で主として構成されている。
【0026】
起歪体22Aは、四隅が45度に面取りされたほぼ矩形状の金属(例えばアルミニウムや鉄合金)製ブロックの対向側面に眼鏡型の貫通孔24が設けられて左右(図1左右方向)対称となるように形成されており、眼鏡型貫通孔24を構成する左右一対のほぼ円形の孔24a,24bによって、起歪体22Aの上側と下側のそれぞれ2カ所に左右方向対称に薄肉の起歪部26が形成されている。そして下側の左右一対の起歪部26,26の下面には、凹部27が形成され、この凹部27内に歪みゲージ28,28が左右方向対称となるように貼付されている。
【0027】
また、力計20Aを構成する起歪体22Aの左右方向中央部は、上方の鉄合金製の荷重受け12と下方の鉄合金製のベース14にそれぞれ連結されて、力計20Aは、荷重受け12とベース14のそれぞれの中心を通る荷重作用軸線Lに対し左右対象に構成され、荷重受け12とベース14間に作用する圧縮荷重によって起歪体22Aの左右の起歪部26,26にはそれぞれほぼ同一の応力が作用する。即ち、起歪体22Aと歪ケージ23によってロードセルが構成され、起歪部26,26に発生した歪みは歪みゲージ28,28により検出され、出力コード29を介して演算処理機能を備えたデジタル表示器30に出力される。デジタル表示器30では、歪みに対応する荷重値が演算されるとともに、その荷重値が液晶表示部31においてデジタル表示される。そして、この歪みゲージ28を用いた測定では、測定精度±0.03%という高精度の測定が可能である。
【0028】
また、眼鏡型貫通孔24を構成する左右一対のほぼ円形の孔24a,24b間には、両孔24a,24b間を連通する狭いスリット24cが設けられて、起歪体22Aの左右方向中央部に過負荷防止機構25が設けられている。即ち、スリット24cを挟んで上下方向に対向する起歪体22Aにおける孔24a,24b間の上側領域25aと、孔24a,24b間の下側領域25bとによって、過負荷防止機構25が構成されており、荷重受け12を介して起歪体22Aに作用する過大圧縮荷重は、過負荷防止機構25により担持されて、起歪体22Aの起歪部26に過大荷重による過大応力が作用して破断などの不具合が発生しないようになっている。
【0029】
また、荷重受け12の底面と起歪体22Aの上面にはそれぞれ球座面12a,22a(図2参照)が設けられ、両者12a,22a間に荷重伝達手段である鋼球16が介在されており、荷重受け12から起歪体22Aに作用しようとする横方向力は、鋼球16が転動することで低減されるので、力計20A(起歪体22A)には軸方向荷重だけが作用する。符号13,13は、荷重受け12と起歪体22Aとを連結して鋼球16を保持するためのボルトである。また、符号15は、起歪体22Aとベース14を連結するボルトである。
【0030】
図3,4は本発明の第2の実施例を示し、図3は第2の実施例である力計の全体構成を示す断面図、図4は同力計の右側面図である。
【0031】
この第2の実施例の力計2OBは、横長ほぼ矩形状に形成した環状ばね40の上に、円盤形状のスペーサ部材41を介して両端支持構造の起歪体22Bが配置されている。起歪体22Bは、矩形状の剛体ケース42の厚肉の天板43下面に両端部が固定されて、ケース42内に吊り下げられた形態に支持されている。符号23は、起歪体22Bをケース42に固定する締結ボルトを示す。また、起歪体ケース42とスペーサ部材41は、図示しないボルトによって締結されている。
【0032】
起歪体22Bは、ほぼ矩形状の金属(例えばアルミニウムや鉄合金)製ブロックの対向側面に左右一対の貫通孔24c,24dが設けられるとともに、その両端部にモーメント吸収用の薄肉部27が設けられて、左右(図3左右方向)対称となるように形成されており、貫通孔24c,24dによって、起歪体22Bの上側と下側のそれぞれ2カ所に左右方向対称に薄肉の起歪部26が形成されている。そして下側の起歪部26下面には、左右方向対称となるように、歪みゲージ28,28が貼付されて、ロードセルが構成されている。
【0033】
起歪体22Bの左右方向中央部にはボルト状の荷重受け46が螺着されて上方に突出し、このボルト状荷重受け46を介して起歪体22Bに荷重が作用し、前記した第1の実施例と同様、歪みゲージ28で検出した歪が荷重として表示器30(図示せず)にデジタル表示される。
【0034】
また、環状ばね40の左右方向中央部には、スペーサ部材41とベース14がボルト44,45によって連結されているが、環状ばね40は、長期にわたり強度を保持できるジェラルミン製で、力計としての上下高さを小さくできるように横長に形成されている。そして、環状ばね40の左右方向中央部,スペーサ部材41の中央部および起歪体ケース42の左右方向中央部には、荷重作用軸線Lと同軸の貫通孔40a,40b、41a、42aが設けられており、ベース14に螺着されて垂設された棒状のストッパピン48が前記貫通孔40a,40b、41aに貫通遊合して、上方の起歪体22Bの底面に近接した位置まで延びて、過負荷防止機構が構成されている。
【0035】
即ち、ボルト46を介して起歪体22Bに過大圧縮荷重が作用すると、剛体ケース42を介して環状ばね40が軸方向に圧縮されるため、起歪体22Bは平行度を保持したまま沈み込んで、起歪体22Bの底面がストッパピン48に当接し、過大圧縮荷重がストッパピン48担持されて、起歪体22Bの起歪部26には、過大荷重による過大応力が作用して破断などの不具合が発生しないようになっている。
【0036】
特に、起歪体22Bをアルミニウムなどの比較的柔らかい金属で構成した場合には、ストッパピン48およびボルト状荷重受け46を鉄合金などの高硬度金属で構成することで、過大荷重が作用した場合にはボルト状荷重受け46の下端部がストッパピン48に当接するので、起歪体22Bの破損をより防止できる。
【0037】
図5は、本発明の第3の実施例である力計の全体構成を示す断面図である。
【0038】
前記した第2の実施例の力計20Bでは、荷重が作用する起歪体22Bは環状ばね40の上に懸吊支持された形態に配置されているが、この第3の実施例の力計20Cでは、左右両端部に起歪体担持部41a1を設けたスペーサ部材41Aを介して、起歪体22Bが両端支持されている。
【0039】
その他は、前記した第2の実施例とほぼ同一であり、同一の符号を付すことで、重複した説明は省略する。
【0040】
図6,7は本発明の第4,5の実施例を示し、図6は第4の実施例である力計の全体構成を示す断面図、図7は第5の実施例である力計の全体構成を示す断面図である。
【0041】
前記した第2,第3の実施例の力計20B,20Cでは、荷重が作用する起歪体22B,22Cが環状ばね40の上において両端支持された構造であったが、この第4,5の実施例の力計20D,20Eでは、荷重が作用する起歪体22D,22Eが環状ばね40の上において片持ち支持された構造となっている。
【0042】
即ち、図6に示す第4の実施例では、スペーサ部材41上に固定された剛体ケース42の天板43下面で、環状ばね40の中央部から左右方向(図6右方向)にオフセットした位置に起歪体22Dの基端部が固定されて、水平に延出する起歪体22Dの荷重作用端部が荷重作用軸線Lに一致する環状ばね40中央部の上方にくるように配置されている。
【0043】
一方、図7に示す第5の実施例では、環状ばね40に固定されたスペーサ部材41Aの端部の起歪体担持部41bに起歪体22Eの基端部が固定されて、水平に延出する起歪体22Eの荷重作用端部が荷重作用軸線Lに一致する環状ばね40中央部の上方にくるように配置されている。
【0044】
また、第4,第5の実施例における起歪体22D,22Eも、金属製ブロックの側面に眼鏡型の貫通孔24Aが設けられて薄肉の起歪部26が形成され、起歪部26の下面に歪みゲージ28が貼付された構造である。
【0045】
その他は、前記した第3,4の実施例と同一であり、同一の符号を示すことによりその説明は省略する。
【0046】
図8は、本発明の第6の実施例である力計の全体構成を示す断面図である。
【0047】
この第6の実施例における力計20Fでは、スペーサ部材41Bを介して環状ばね40に連結された起歪体22Fが、ダイヤフラム型起歪体で構成されている。即ち、起歪体22Fは、円盤形状のスペーサ部材41Bに支持される厚肉の円筒部23aと、円筒部23aの天板に相当する薄肉の起歪部23bが一体的に形成された構造で、円盤形状の起歪部23bの周方向等分2カ所には歪みゲージ28が貼付されている。また、起歪部23中央の厚肉部23cには、ボルト状荷重受け46が螺着されて、ストッパピン48と同軸状に設けられている。
【0048】
その他は、前記した実施例と同一であり、同一の符号を付すことで、その重複した説明は省略する。
【0049】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1によれば、高精度の荷重測定ができる構成の簡潔な力計が提供される。
【0050】
請求項2,3,4,5によれば、過負荷防止に優れ高精度の測定ができる構成の簡潔な力計が提供される。
【0051】
また、請求項6によれば、力計には軸方向力だけが作用するので、より正確な荷重測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例である力計の全体構成を示す正面図である。
【図2】同力計の縦断面図(図1に示す線II−IIに沿う断面図)である。
【図3】本発明の第2の実施例である力計の全体構成を示す断面図である。
【図4】同力計の右側面図である。
【図5】本発明の第3の実施例である力計の全体構成を示す断面図である。
【図6】本発明の第4実施例である力計の全体構成を示す断面図である。
【図7】本発明の第5の実施例である力計の全体構成を示す断面図である。
【図8】本発明の第6の実施例である力計の全体構成を示す断面図である。
【図9】(a)第1の従来技術である力計の斜視図である。
(b)第2の従来技術である力計の斜視図である。
【符号の説明】
20A、20B、20C、20D、20E、20F 力計
22A、22B、22C、22D、22E、22F 起歪体
23b、26 薄肉の起歪部
40 環状ばね
41、41A スペーサ部材
24 眼鏡型の貫通孔
24c 過負荷防止機構を構成するスリット
28 歪みゲージ
48 過負荷防止機構を構成するストッパピン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a dynamometer used for calibration of a one-axis testing machine for detecting an applied load from deformation of an annular spring to which a load is applied, and more particularly to an overload prevention mechanism for protecting an annular spring or the like from an excessive load. The present invention relates to a dynamometer provided with:
[0002]
[Prior art]
As shown in FIGS. 9A and 9B, a conventional dynamometer is used by being interposed between a load receiver 1 and a
[0003]
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In order to accurately measure the amount of deflection of the
[0005]
In order for the
[0006]
However, since it is difficult to dispose both the dial gauge 4 and the
[0007]
Further, the second prior art has a structure in which the dial gauge 4 is arranged at the center of the
[0008]
For this reason, in the first prior art, since the amount of deflection at a position offset from the center of the annular spring is detected, accurate measurement cannot be performed. In the second conventional technique, two sets of
[0009]
Then, the inventor considered whether a load cell widely used as a load detecting means of an electronic weighing scale or an electronic weigher could be used for this force meter. That is, the load cell attaches a strain gauge to a thin-walled strain-generating portion of the strain-generating body, detects a strain generated in the strain-generating portion when a load is applied to the strain-generating body, and detects the strain with the strain gauge. By obtaining the load, highly accurate measurement is possible.
[0010]
Further, for example, if the annular spring itself is formed of a strain-generating body, the degree of freedom of where the strain-generating portion is formed is high, and it is easy to provide an overload (overload) prevention mechanism on the line of action of load. High accuracy detection is possible with a strain gauge instead of a dial gauge.
[0011]
Then, the inventor actually manufactured a prototype of a dynamometer using the load cell as an annular spring and confirmed its accuracy and overload prevention function.It was confirmed that the dynamometer was very excellent, so the inventors came to propose the present invention. It is a thing.
[0012]
The present invention has been made on the basis of the problems of the related art and the findings of the inventor, and a first object of the present invention is to provide a dynamometer having a simple structure capable of performing highly accurate measurement. A second object of the present invention is to provide a dynamometer having a simple structure which is excellent in overload prevention and can perform high-precision measurement.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the first object, in the dynamometer according to claim 1, a load detector is disposed between a load receiver and a base and detects an axial load acting between the load receiver and the base. A dynamometer with means,
The load detecting means is a load cell formed of a strain-generating body formed by providing a through-hole on a facing side of a substantially rectangular metal block, and a strain gauge disposed in a thin strain-generating portion of the strain-generating body. Make up,
The value detected by the strain gauge was digitally displayed on a display.
[0014]
In order to achieve the second object, in the dynamometer according to the first aspect, in the dynamometer according to the first aspect, the through-hole is formed in an eyeglass shape and the strain body is formed symmetrically. A gauge is also arranged symmetrically, and the load cell is configured symmetrically with respect to a load acting axis connecting the load receiver and the base,
An overload prevention mechanism constituted by a slit communicating between a pair of left and right substantially circular holes constituting the eyeglass-type through-hole is provided at a central portion in the left-right direction of the strain body.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the dynamometer according to the first aspect, both ends of the strain body having the through-holes formed in a symmetrical manner in a pair of glasses are supported via a spacer member, and the load receiver and the base are connected to each other. Along with configuring the strain body symmetrically with respect to the load acting axis to be tied,
An annular spring is interposed between the spacer member and the base, and protrudes from the base side into a central portion of the coronal spring through a central through-hole of the coronal spring, and approaches the bottom surface of the strain body. An overload prevention mechanism including a stopper member is provided.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the dynamometer according to the first aspect, the through-hole is formed in a spectacle shape in a bilaterally symmetrical manner, and the strain generating body is cantilevered via a spacer member.
An annular spring is interposed between the spacer member and the base, and the load-applying end of the strain-generating body corresponds to the center of the annular spring on the load-applying axis connecting the load receiver and the base, and the strain-generating body is provided. Arranged so that the fixed end of the ring spring is offset left and right from the center of the annular spring,
An overload prevention mechanism is provided at a central portion of the coronal spring, which is configured by a stopper member that protrudes from the base side and penetrates through a central portion through-hole of the coronal spring to approach the bottom surface of the strain body. .
[0017]
Further, in the dynamometer according to claim 5, the dynamometer is provided between the load receiver and the base, comprising a load detecting means for detecting an axial load acting between the load receiver and the base,
The load detecting means, a diaphragm-type flexure element, and a load cell composed of a strain gauge disposed in a thin flexure portion of the flexure element,
Digitally display the value detected by the strain gauge on a display,
Supporting the periphery of the diaphragm-type strain body with a spacer member, and interposing an annular spring between the spacer member and the base,
A stopper that protrudes from the base side and penetrates into a central portion of the crown spring, which is on a load acting axis line connecting the load receiver and the base, penetrates the central portion of the crown spring, and is close to the bottom surface of the strain body. An overload prevention mechanism composed of members is provided.
[0018]
(Function) In the first aspect, the load detecting means is constituted by a load cell in which a strain gauge is arranged at the strain-generating portion of the strain-generating body. In the second aspect, the conventional annular spring itself is constituted by a beam-shaped strain-generating body. In
[0019]
In the load cell (a load detecting means in which a strain gauge is arranged at the strain-generating portion of the strain-generating body), the degree of freedom in forming a thin-walled strain-generating portion in the strain-generating body is high. It is easy to provide an overload prevention mechanism on the load application axis in the above, and to provide a thin strain generating section at a predetermined position avoiding on the load application axis in the strain generating element and arrange the strain gauge. The configuration is also simple. In addition, even if the strain-generating part and strain gauge are provided at a position distant from the load acting axis on the strain-generating body, the load measurement accuracy is no different from the case where the strain-generating part and strain gauge are arranged on the load acting axis. is not.
[0020]
In addition, an overload prevention mechanism is provided on the load application axis of the flexure element, so an unexpected bending moment does not act on the flexure element during overload action, and the thin flexure element is easily deformed. It is possible to reliably prevent the overload from acting on the portion.
[0021]
According to a sixth aspect of the present invention, in the dynamometer according to any one of the first to fifth aspects, a steel ball serving as a load transmitting unit is interposed between the load receiver and the strain generating element. .
[0022]
(Action) The lateral load acting on the strain body from the load receiver is reduced by rolling the steel ball, and only the axial force acts on the force gauge.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on examples.
[0024]
1 and 2 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a front view showing the entire configuration of a dynamometer according to the first embodiment. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the dynamometer (FIG. 1). FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II shown in FIG.
[0025]
In these figures,
[0026]
The
[0027]
Further, the center in the left-right direction of the
[0028]
A
[0029]
Further, ball bearing surfaces 12a and 22a (see FIG. 2) are provided on the bottom surface of the
[0030]
3 and 4 show a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a sectional view showing the entire configuration of a dynamometer according to the second embodiment, and FIG. 4 is a right side view of the dynamometer.
[0031]
In the dynamometer 2OB of the second embodiment, a strain-generating
[0032]
The
[0033]
A bolt-shaped
[0034]
The
[0035]
That is, when an excessive compressive load is applied to the
[0036]
In particular, when the
[0037]
FIG. 5 is a sectional view showing the entire configuration of a dynamometer according to a third embodiment of the present invention.
[0038]
In the
[0039]
Otherwise, the second embodiment is almost the same as the second embodiment, and the same reference numerals are used to omit redundant description.
[0040]
6 and 7 show the fourth and fifth embodiments of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the entire configuration of a fourth embodiment of a dynamometer. FIG. 7 is a fifth embodiment of a dynamometer. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the embodiment.
[0041]
In the
[0042]
That is, in the fourth embodiment shown in FIG. 6, a position offset from the center of the
[0043]
On the other hand, in the fifth embodiment shown in FIG. 7, the base end of the
[0044]
Also, in the
[0045]
The other points are the same as those of the third and fourth embodiments, and the same reference numerals are used to omit the description.
[0046]
FIG. 8 is a sectional view showing the overall configuration of a dynamometer according to a sixth embodiment of the present invention.
[0047]
In the
[0048]
Other configurations are the same as those of the above-described embodiment, and the same reference numerals are given, and the duplicated description will be omitted.
[0049]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the first aspect, a simple dynamometer having a configuration capable of measuring a load with high accuracy is provided.
[0050]
According to the second, third, fourth, and fifth aspects, there is provided a simple dynamometer having a configuration excellent in overload prevention and capable of performing highly accurate measurement.
[0051]
According to the sixth aspect, since only the axial force acts on the dynamometer, more accurate load measurement can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing the entire configuration of a force meter according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view (sectional view taken along line II-II shown in FIG. 1) of the force meter.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an entire configuration of a dynamometer according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a right side view of the force meter.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an entire configuration of a dynamometer according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an entire configuration of a dynamometer according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an entire configuration of a dynamometer according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an entire configuration of a dynamometer according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 9A is a perspective view of a first conventional force meter.
(B) It is a perspective view of the force meter which is the 2nd prior art.
[Explanation of symbols]
20A, 20B, 20C, 20D, 20E,
Claims (6)
前記荷重検出手段は、ほぼ矩形状の金属製ブロックの対向側面に貫通孔を設けて形成した起歪体と、前記起歪体の薄肉の起歪部に配置された歪みゲージで構成したロードセルで構成されるとともに、
前記歪みゲージで検出した値が表示器にデジタル表示されることを特徴とする力計。A dynamometer provided between the load receiver and the base, the load meter including load detecting means for detecting an axial load acting between the load receiver and the base,
The load detecting means is a load cell composed of a strain-generating body formed by providing a through hole on a side surface of a substantially rectangular metal block and a strain gauge arranged in a thin-walled strain-generating portion of the strain-generating body. As well as
A force meter wherein a value detected by the strain gauge is digitally displayed on a display.
前記起歪体の左右方向中央部には、前記眼鏡型貫通孔を構成する左右一対のほぼ円形孔間を連通するスリットで構成した過負荷防止機構が設けられたことを特徴とする請求項1に記載の力計。The through-holes are spectacle-shaped, the strain body is formed symmetrically, and the strain gauges are also arranged symmetrically, and the load cell is configured symmetrically with respect to a load acting axis connecting the load receiver and the base. With
2. An overload prevention mechanism comprising a slit communicating between a pair of left and right substantially circular holes constituting the eyeglass-type through-hole is provided at a central portion in the left-right direction of the strain body. The dynamometer described in.
前記スペーサ部材と前記ベース間には環状ばねが介装され、前記冠状ばねの中央部には、前記ベース側から突出し前記冠状ばねの中央部貫通孔を貫通遊合して前記起歪体の底面に近接するストッパ部材で構成した過負荷防止機構が設けられたことを特徴とする請求項1に記載の力計。The through-hole has a pair of eyeglass-shaped, symmetrically formed strain-generating bodies supported at both ends via a spacer member, and the strain-generating body is formed symmetrically with respect to a load acting axis connecting the load receiver and the base. With
An annular spring is interposed between the spacer member and the base, and a central portion of the crown spring projects from the base side and penetrates through a central through hole of the crown spring to loosen the bottom surface of the strain body. 2. The force meter according to claim 1, further comprising an overload prevention mechanism configured by a stopper member close to the force sensor.
前記冠状ばねの中央部には、前記ベース側から突出し前記冠状ばねの中央部貫通孔を貫通遊合して前記起歪体の底面に近接するストッパ部材で構成した過負荷防止機構が設けられたことを特徴とする請求項1に記載の力計。The through-hole has a structure in which the strain-generating body formed symmetrically in the shape of a pair of glasses is cantilevered via a spacer member, and an annular spring is interposed between the spacer member and the base. Corresponds to the central portion of the annular spring on the load applying axis connecting the load receiver and the base, and the fixed end of the strain generating element is arranged so as to be offset left and right from the central portion of the annular spring. ,
At the center of the crown-shaped spring, an overload prevention mechanism was provided, which was constituted by a stopper member protruding from the base side and penetrating through a central through-hole of the crown-shaped spring and approaching the bottom surface of the strain body. The dynamometer according to claim 1, wherein:
前記荷重検出手段は、ダイヤフラム型起歪体と、前記起歪体の薄肉の起歪部に配置された歪みゲージで構成したロードセルで構成され、
前記歪みゲージで検出した値が表示器にデジタル表示され、
前記ダイヤフラム型起歪体の周縁部がスペーサ部材に支持されるとともに、前記スペーサ部材と前記ベース間には環状ばねが介装され、
前記荷重受けとベースを結ぶ荷重作用軸線上にある前記冠状ばねの中央部には、前記ベース側から突出し前記冠状ばねの中央部貫通孔を貫通遊合して前記起歪体の底面に近接するストッパ部材で構成した過負荷防止機構が設けられたことを特徴とする力計。A dynamometer that is disposed between a load receiver and a base and that includes a load detecting unit that detects an axial load acting between the load receiver and the base,
The load detecting means is constituted by a diaphragm-type flexure element, and a load cell composed of a strain gauge arranged in a thin flexure portion of the flexure element,
The value detected by the strain gauge is digitally displayed on a display,
A peripheral edge of the diaphragm-type strain body is supported by a spacer member, and an annular spring is interposed between the spacer member and the base.
A central portion of the crown spring, which is on a load acting axis connecting the load receiver and the base, protrudes from the base side and penetrates through a central through hole of the crown spring to approach the bottom surface of the strain body. A force meter provided with an overload prevention mechanism constituted by a stopper member.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013217815A (en) * | 2012-04-11 | 2013-10-24 | Yamato Scale Co Ltd | Load cell |
JP2019060863A (en) * | 2017-09-25 | 2019-04-18 | ウーテーアー・エス・アー・マニファクチュール・オロロジェール・スイス | Dynamic torque and/or force calibration device |
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2002
- 2002-07-11 JP JP2002202844A patent/JP2004045205A/en active Pending
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