JP2007057377A - チェーン張力測定方法 - Google Patents

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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 (8)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
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