JP2007057377A

JP2007057377A - チェーン張力測定方法

Info

Publication number: JP2007057377A
Application number: JP2005242982A
Authority: JP
Inventors: Koji Kono; 浩二河野; Yukihiko Maeda; 幸彦前田
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2005-08-24
Filing date: 2005-08-24
Publication date: 2007-03-08
Also published as: US20070056386A1; DE102006039483A1; GB0615555D0; US7418875B2; GB2429534A

Abstract

【課題】チェーンに掛かる張力を正確に且つ再現性よく測定するチェーン張力測定方法を提供する。
【解決手段】左右一対の内プレート１１と該内プレート間に圧入するブシュ１２と前記内プレートの両外側に配置する左右一対の外プレート１３と前記ブシュに遊貫して前記外プレート間に圧入する連結ピン１４とで少なくとも組み立て編成されているチェーン１０の張力測定方法において、前記チェーンに掛かる張力とひずみゲージ１６の出力が１対１の関係を有する位置に前記ひずみゲージを貼付したことにより上記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

この発明は、チェーン張力測定方法に係わり、更に詳しくは、ひずみゲージを用いたチェーン張力測定方法に関している。

従来、チェーンに掛かる張力の測定は、小型のひずみゲージからなるセンサを被測定部材としてのチェーンの少なくとも１箇所に取り付け、センサと解析装置とをワイヤによって接続することで行なっている。また、センサ出力を無線で送信し、受信機で受信することによって、稼動中のチェーンの張力を測定するものも提案されている（例えば、本出願人によって先に特許出願された特願２００４−２５５１６８号参照）。

しかしながら、従来のチェーン張力測定方法では、ひずみゲージをどこに設置すればよいかについて配慮がなされておらず、そのため、ひずみゲージの設置場所の違いにより測定結果が異なり、また、ひずみゲージの設置場所によっては、チェーンに掛かる張力とひずみゲージの出力が１対１に対応しないという課題が指摘されていた。例えば、図１０（ａ）に示したように、ひずみゲージ８６を外プレート８３の側面表に貼付した場合、図１０（ｂ）のように張力とひずみ出力の関係が１対１に対応しなくなり、１つのひずみゲージの値が２つの張力に対応してしまい、正確な張力を求めることができなかった。

そこで、本発明の目的は、チェーンに掛かる張力を正確に且つ再現性よく測定するチェーン張力測定方法を提供することにある。

請求項１に係るチェーン張力測定方法は、左右一対の内プレートと該内プレート間に圧入するブシュと前記内プレートの両外側に配置する左右一対の外プレートと前記ブシュに遊貫して前記外プレート間に圧入する連結ピンとで少なくとも組み立て編成されているチェーンの張力測定方法であって、前記チェーンに掛かる張力とひずみゲージの出力が１対１の関係を有する位置に前記ひずみゲージを貼付したことによって、上記の課題を解決するものである。

請求項２に係るチェーン張力測定方法は、請求項１に係るチェーン張力測定方法に加えて、前記ひずみゲージの貼付位置が前記外プレート端面又は前記内プレート端面であることによって、上記の課題を解決するものである。

請求項３に係るチェーン張力測定方法は、請求項１に係るチェーン張力測定方法に加えて、前記ひずみゲージの貼付位置が前記外プレート側面裏であることによって、上記の課題を解決するものである。

請求項４に係るチェーン張力測定方法は、請求項１に係るチェーン張力測定方法に加えて、前記ひずみゲージの貼付位置が前記内プレート側面表であることによって、上記の課題を解決するものである。

請求項５に係るチェーン張力測定方法は、請求項１に係るチェーン張力測定方法に加えて、前記連結ピンの少なくとも１つが中空ピンであり、前記ひずみゲージの貼付位置が前記中空ピン内部であることによって、上記の課題を解決するものである。

請求項６に係るチェーン張力測定方法は、請求項２に係るチェーン張力測定方法に加えて、前記ひずみゲージの貼付位置が前記外プレート端面又は前記内プレート端面に設けた窪みであることによって、上記の課題を解決するものである。

請求項７に係るチェーン張力測定方法は、請求項１に係るチェーン張力測定方法に加えて、前記ひずみゲージの貼付位置が前記外プレートに設けた溝の内部であることによって、上記の課題を解決するものである。

請求項８に係るチェーン張力測定方法は、請求項１に係るチェーン張力測定方法に加えて、温度補正用ひずみゲージの貼付位置が前記外プレート側面表で、張力の掛かる方向に対して垂直であることによって、上記の課題を解決するものである。

請求項１乃至請求項７に係る発明は、左右一対の内プレートと該内プレート間に圧入するブシュと前記内プレートの両外側に配置する左右一対の外プレートと前記ブシュに遊貫して前記外プレート間に圧入する連結ピンとで少なくとも組み立て編成されているチェーンの張力測定方法であってチェーンに生じる曲げ応力による影響が小さい位置に前記ひずみゲージを貼付したことによって、前記チェーンに掛かる張力とひずみゲージの出力が１対１の関係を有しチェーン張力測定時に、正確な張力測定が可能になる。

請求項８に係る発明は、請求項１に係る発明に加えて、温度補正用ひずみゲージの貼付位置が前記外プレート側面表で、張力の掛かる方向に対して垂直であることによって、前記温度補正用ひずみゲージは、熱膨張のみを検出する。張力測定用のひずみゲージは、熱膨張＋張力変形を検出するので、差分を取ることで温度変化による熱膨張を相殺できる。

以下、図面を参照して、本発明のチェーン張力測定方法の実施例を説明する。

図１（ａ）は、本発明のチェーン張力測定方法の被測定部材であるチェーンである。チェーン１０は、左右一対の内プレート１１と該内プレート間に圧入するブシュ１２と前記内プレート１１の両外側に配置する左右一対の外プレート１３と前記ブシュ１２に遊貫して前記外プレート１３間に圧入する連結ピン１４とで少なくとも組み立て編成されている。そして、このチェーン１０を矢印Ｆの方向に引っ張ると図１（ａ）に誇張して図示したように、引っ張り変形のほかに曲げの変形も生じる。チェーンの張力を検出するに当たっては、引っ張りの変形が大きく検出できる位置にセンサを張ることが重要である。この引っ張りに比例したひずみを検出できる箇所として、外プレート１３の端面にひずみゲージ１６を、あるいは、内プレート１１の端面にひずみゲージ１６’を貼付している。

ひずみゲージとは、金属抵抗体に外力を加えて伸縮させると、ある範囲でその抵抗値も増減する。したがって、ひずみが生じる測定対象物に電気絶縁物を介して接着しておけば、測定対象物の伸縮に比例して金属抵抗体が伸縮し抵抗値が変化する。ひずみゲージ（電気抵抗式）は、この抵抗値変化によりひずみを測定するセンサである。また、ひずみゲージとして、半導体ひずみゲージを用いることによって、抵抗値変化が上述した金属抵抗体を用いたものよりも約５０倍のレンジをとれるため、増幅器等を用いることなく測定ができ非常に好適である。

外プレート１３の端面に貼付されたひずみゲージ１６あるいは内プレート１１の端面に貼付されたひずみゲージ１６’の出力線は、有線で図８に示したようなブリッジ回路に接続されることによって、ひずみに１対１に対応した出力を得ることができる。図８においてＲｇで示したものがひずみゲージであり、Ｅが電源、ｅ₀がひずみに対応した出力である。

その測定結果を図１（ｂ）に示す。図１（ｂ）から明らかなように、チェーン１０に掛かる張力に正比例するセンサ出力が得られる。なお、１列のチェーンを横方向に連結させて構成される多列チェーンの場合には、中間プレートと呼ばれる接触している２枚の外プレートの端面にひずみゲージを貼付した場合であっても上記と同様の結果を示す。

次に本発明の別の実施例について、図２に基づき説明する。なお、実施例２は、ひずみゲージ２６を外プレート２３の側面裏に設けた以外は、チェーンの構成、ひずみに対応した出力の取り出し方等については、実施例１と同一であるため詳しい説明は割愛する。なお、実施例１と対応する部材については、一の位を同じにして十の位を２とした符号を付している。

その測定結果を図２（ｂ）に示す。図２（ｂ）から明らかなように、チェーン２０に掛かる張力に１対１に対応するセンサ出力が得られる。

さらに本発明の別の実施例について、図３に基づき説明する。なお、実施例３は、ひずみゲージ３６を内プレート３１の側面表に設けた以外は、チェーンの構成、ひずみに対応した出力の取り出し方等については、実施例１と同一であるため詳しい説明は割愛する。なお、実施例１と対応する部材については、一の位を同じにして十の位を３とした符号を付している。

その測定結果を図３（ｂ）に示す。図３（ｂ）から明らかなように、チェーン３０に掛かる張力に１対１に対応するセンサ出力が得られる。

さらに本発明の別の実施例について、図４に基づき説明する。なお、実施例４は、連結ピン４４の少なくとも１つを中空ピンとし、その内部にひずみゲージ４６を設けた以外は、チェーンの構成、ひずみに対応した出力の取り出し方等については、実施例１と同一であるため詳しい説明は割愛する。なお、実施例１と対応する部材については、一の位を同じにして十の位を４とした符号を付している。

その測定結果を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）から明らかなように、チェーン４０に掛かる張力とセンサ出力の間に直線性がある。

さらに本発明の別の実施例について、図５に基づき説明する。なお、実施例５は、外プレート５３の端面にピット加工によって設けた窪みにひずみゲージ５６を、あるいは、内プレート１１の端面にビット加工によって設けた窪みにひずみゲージ５６’を設けた以外は、チェーンの構成、ひずみに対応した出力の取り出し方等については、実施例１と同一であるため詳しい説明は割愛する。なお、実施例１と対応する部材については、一の位を同じにして十の位を５とした符号を付している。

その測定結果を図５（ｂ）に示す。図５（ｂ）から明らかなように、チェーン５０に掛かる張力とセンサ出力の間に直線性がある。

さらに本発明の別の実施例について、図６に基づき説明する。なお、実施例６は、外プレート６３の側面に溝加工によって設けた溝にひずみゲージ６６を設けた以外は、チェーンの構成、ひずみに対応した出力の取り出し方等については、実施例１と同一であるため詳しい説明は割愛する。なお、実施例１と対応する部材については、一の位を同じにして十の位を６とした符号を付している。

その測定結果を図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）から明らかなように、チェーン６０に掛かる張力とセンサ出力の間に直線性がある。

さらに本発明の別の実施例について、図７に基づき説明する。なお、実施例７は、外プレート７３の側面表に、張力の掛かる方向に対して垂直に温度補正用ひずみゲージ７８を設けると共に、チェーンに掛かる張力とひずみゲージの出力が１対１の関係を有する位置に張力測定用ひずみゲージ７６を設けている。図７に図示した例では、ひずみゲージ７６は、外プレート７３の端面に貼付している。チェーンの構成については、実施例１と同一であるため詳しい説明は割愛する。なお、実施例１と対応する部材については、一の位を同じにして十の位を７とした符号を付している。

外プレート７３の端面に貼付された張力測定用ひずみゲージ７６の出力線と、温度補正用ひずみゲージ７８の出力線は、有線で図９に示したようなブリッジ回路に接続することによって、張力測定用ひずみゲージ７６の抵抗値と温度補正用ひずみゲージ７８の抵抗値の差分の出力を得ることができる。図９においてＲｇ１で示したものが張力測定用ひずみゲージ７６であり、Ｒｇ２で示したものが温度補正用ひずみゲージ７８である。Ｅは電源であり、ｅ₀が張力測定用ひずみゲージ７６の抵抗値と温度補正用ひずみゲージ７８の抵抗値の差に対応した出力である。

その測定結果を図７（ｂ）に示す。温度を変えて張力測定を行うと張力測定用のひずみゲージ７６の抵抗値は、熱膨張による変化分も検出してしまい、温度毎に異なった出力を示すが、温度補正用ひずみゲージ７８を設けて温度変化による熱膨張を相殺することによって、図７（ｂ）に示すように、温度を変化させた場合であっても、チェーン７０に掛かる張力とセンサ出力の間の直線性を保つことができる。

本発明のチェーン張力測定方法において外プレートの端面あるいは内プレートの端面にひずみゲージを貼付した場合の測定方法と測定結果を示す説明図。本発明のチェーン張力測定方法において外プレートの側面裏にひずみゲージを貼付した場合の測定方法と測定結果を示す説明図。本発明のチェーン張力測定方法において内プレートの側面表にひずみゲージを貼付した場合の測定方法と測定結果を示す説明図。本発明のチェーン張力測定方法において中空の連結ピンの内部にひずみゲージを貼付した場合の測定方法と測定結果を示す説明図。本発明のチェーン張力測定方法において外プレート端面あるいは内プレートの端面に設けた窪みにひずみゲージを貼付した場合の測定方法と測定結果を示す説明図。本発明のチェーン張力測定方法において外プレートの側面に設けた溝の内部にひずみゲージを貼付した場合の測定方法と測定結果を示す説明図。本発明のチェーン張力測定方法において温度補正用ひずみゲージを貼付した場合の測定方法と測定結果を示す説明図。図１乃至図６に示したチェーン張力測定方法の出力を取り出すための回路図。図７に示したチェーン張力測定方法の出力を取り出すための回路図。従来のチェーン張力測定方法において外プレートの側面表にひずみゲージを貼付した場合の測定方法と測定結果を示す説明図。

符号の説明

１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０・・・チェーン
１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１・・・内プレート
１２、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２・・・ブシュ
１３、２３、３３、４３、５３、６３、７３、８３・・・外プレート
１４、２４、３４、４４、５４、６４、７４、８４・・・連結ピン
１６、１６’、２６、３６、４６、５６、５６’、６６、７６、８６・・・（張力測定用）ひずみゲージ
７８・・・温度補正用ひずみゲージ
Ｆ・・・張力

Claims

左右一対の内プレートと該内プレート間に圧入するブシュと前記内プレートの両外側に配置する左右一対の外プレートと前記ブシュに遊貫して前記外プレート間に圧入する連結ピンとで少なくとも組み立て編成されているチェーンの張力測定方法において、
前記チェーンに掛かる張力とひずみゲージの出力が１対１の関係を有する位置に前記ひずみゲージを貼付したことを特徴とするチェーン張力測定方法。
前記ひずみゲージの貼付位置が前記外プレート端面又は前記内プレート端面であることを特徴とする請求項１に記載のチェーン張力測定方法。
前記ひずみゲージの貼付位置が前記外プレート側面裏であることを特徴とする請求項１に記載のチェーン張力測定方法。
前記ひずみゲージの貼付位置が前記内プレート側面表であることを特徴とする請求項１に記載のチェーン張力測定方法。
前記連結ピンの少なくとも１つが中空ピンであり、前記ひずみゲージの貼付位置が前記中空ピン内部であることを特徴とする請求項１に記載のチェーン張力測定方法。
前記ひずみゲージの貼付位置が前記外プレート端面又は前記内プレート端面に設けた窪みであることを特徴とする請求項２に記載のチェーン張力測定方法。
前記ひずみゲージの貼付位置が前記外プレートの側面に設けた溝の内部であることを特徴とする請求項１に記載のチェーン張力測定方法。
温度補正用ひずみゲージの貼付位置が前記外プレート側面表で、張力の掛かる方向に対して垂直であることを特徴とする請求項１に記載のチェーン張力測定方法。