JP2553030Y2 - ストレインゲージ式伸び計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、試験片に引張力などを加えた際に生ずる変
位をストレインゲージによって計測するストレインゲー
ジ式伸び計の構造に関する。

B.従来の技術 ストレインゲージ式伸び計は、第４図に示すように、
試験片１に例えば引張力を加え、その時に生じる変位を
計測するもので、試験片１の標点２の位置に概略平行な
一対のアーム３の先端が係止される。この係止は、アー
ム３の先端を図示しないばねなどにより試験片側に引張
り押し付けることにより行う。試験片１に引張力が加え
られ標点２間の距離が伸びて変位が生じると、アーム３
の先端も開く。この開き４が生じることにより、アーム
３には曲げモーメントＭが生じ、一対のアーム３の基端
を一体的に連続するばね体５を曲げる。ばね体５の表裏
には各々ストレインゲージ６が貼り付けられており、曲
げモーメントＭに伴う歪みを電気信号に変換する。この
ときの歪みは変位に対しリニヤに変化するので、変位を
電気的に計測できることになる。

C.考案が解決しようとする課題 しかしながら、ばね体５に加えられるべき曲げモーメ
ントＭの大きさには適切な範囲があり、試験片に生じる
変位が大きくなると、この適切な範囲を越えてしまう。
そこで、大変位計にする場合には、第４図のようにアー
ム３の長さＬを長くし大変位が生じてもばね体５にはあ
まり大きな曲げモーメントＭが加わらないようにする必
要があった。

このようにアーム３の長さが長くなると、アーム３を
試験片１に単に掛着する構造ではその自重により発生す
るモーメントによって試験片１に悪影響を及ぼす。また
アーム３をその重心位置Ｇ付近で図示しないばね等によ
り吊り下げたとしても、前述したように長さＬが長くな
り過ぎると配置が不安定となってしまう。すなわち、吊
り下げられたアーム３が何かの弾みで振れると、その振
動が試験片１に伝わり、試験片１の伸び計測に悪影響を
及ぼす。

本考案の技術的課題は、アームの長さが短くても試験
片の大変位を計測できるようにすることにある。

D.課題を解決するための手段 本考案に係るストレインゲージ式伸び計は、先端が試
験片に係止されて試験片の相対変位に追動する一対の係
止部材を設け、この一対の係止部材と一対のアームのそ
れぞれの間に、試験片の変位をその大きさに対応させて
低減して一対のアームに伝達する変位伝達機横を設けた
ものである。

E.作用 試験片が引張力を受けてその標点間の距離が伸び相対
変位を生じると、この相対変位に係止部材が追動する。
係止部材の追動により変位伝達機構を介してアームの先
端が引っ張られて開く。これにより、従来と同様にアー
ムの基端に設けられたばね体の歪みがストレインゲージ
により電気信号により変換される。この時、試験片の変
位は変位伝達機横により吸収されるから縮小されてアー
ムに伝達され、アーム先端の開き量を試験片の変位量よ
りも小さくできる。従って、同一変位量を測定する伸び
計としてアームの長さを従来型よりも短くできる。

F.実施例 −第１実施例− 第１図は第１実施例の全体構成を示す。なお、第４図
と同様の箇所には同一の符号を付して相異点を中心に説
明する。

試験片１の標点２の位置には、各々係止部材７の先端
が係止されている。この係止は、例えば図示しないばね
により係止部材７の先端を試験片１側に引張り押し付け
ることにより行う。係止部材７の内側には変位伝達機構
８であるコイルばねの一端が取付けられている。このコ
イルばね８の他端はアーム30Aの先端に取付けられてい
る。一対のアーム30Aは概略平行に配置され、それらの
基端は肉厚の薄いばね体５で接続されて、ばね体５の表
裏にはストレインゲージ６が貼り付られ、図示しない計
測機器に接続されている。

例えば試験片１に両端から引張力が加えられると、標
点２間の距離が伸び相対変位を生ずる。この相対変位に
追動して係止部材７が互いに離れる方向に移動する。こ
の移動に伴って、コイルばね８を介してアーム30Aの先
端が引っ張られ開放される。この時、試験片１が中心線
ｌの上下に均等に伸びると仮定すると、次の関係が成り
立つ。すなわち係止部材７の移動量δ_１と、コイルばね
８の変形量δ_２と、アーム30Aの先端の相対開き量δ_３
の関係は、 δ_１＝δ_２＋δ_３（δ_１，δ_２，δ_３＞０） となる。したがって、また δ_１＞δ_３ となる。これは試験片１の伸び変位（２×δ_１に相当）
がコイルばね８により吸収されたアーム30Aの開き量δ
_３が小さくなるためである。アーム30Aの開き量δ_３が
小さいので、従来形で伸びδ_１を計測するものに比べて
アーム30Aの長さＬを小さくできる。すなわち長さＬを
小さくしても開き量が小さいので、ばね体５に伝わる曲
げモーメントの大きさを所定範囲にとどめることがで
き、ストレインゲージ６による計測も無理なく行える。

なお、δ_３がδ_１に対してある関係で変化する必要が
あるから、δ_３＝ｆ（δ_１，δ_２）が満足するように、
ばね８のばね定数，アーム３の長さ，ばね体５の肉厚な
どを設定する必要がある。また、計測中にコイルばね８
が図示左右方向に倒れると上式を満足させるのが難しい
から、コイルばね８が試験片１の伸び方向に略平行に変
形するよう、例えばその中心部に倒れ防止用のロッドを
挿通するのが好ましい。

−第２実施例− 第２図は第２実施例の全体構成を示す。なお、第１図
と同様の箇所には同一の符号を付して説明を省略する。

第１実施例ではアーム３自体もばねの働きを有してい
たが、第２実施例のようにアーム30Bをばね性のない剛
体としてもよい。すなわち、先端にコイルばね８が取付
けられるアーム30Bは剛体から成り、ピン９回りに回動
できるようになっている。２つのアーム30Bの基端には
別部材からなるばね体50が２つのアーム30Bを連結する
ように固設されている。

この実施例においても、第１の実施例と同様の作用効
果が得られるとともに、第１の実施例よりもさらにアー
ム長さを短くでき、よりコンパクトな伸び計が提供でき
る。また、アーム30Bの開き量δ_３は、アーム自体には
ばねの性質は無いので、もっぱら基端のばね体50のたわ
みによるものである。このようにアーム30Bとばね体50
を別体とし、アーム30Bを剛体とすることにより、試験
が繰り返され多数回の撓みによりばね体50が疲労したり
ストレインゲージ６が破損した場合には、ばね体５のみ
を交換することが可能となる。また、試験片１の相対変
位の大きさに従って例えば肉厚の異なるばね体50を採用
し、大きな曲げモーメントＭにも耐えられるようにする
ことができる。

−第３実施例− 第３図は第３実施例を示し、変位伝達機構を板ばね80
で構成したものである。すなわち、一対のアーム30Cの
一端をばね体50Aでそれぞれ連結してコ字状に形成し、
アーム30Cの他端に板ばね80の一端を連結し、板ばね80
の他端に係止部材70を連結する。

実線のように係止部材70を試験片１に係止し試験片が
伸びると破線のように係止部材70が開いて板ばね80が変
形し、アーム30Cを介してばね体50Aが歪みストレインゲ
ージ６から歪みに相応した信号が得られる。この実施例
においても、試験片１の変位量は板ばね80で吸収されア
ーム30Cの開き量は試験片１の変位量に比べて低減され
る。したがって、短いアームでも大変位に対応できる。

なお、以上ではコイルばねと板ばねによる変位伝達機
構を構成したが、入力される試験片の変位量をある縮小
率で縮小してアームに伝達する機構であれば、図示例に
限定されない。

G.考案の効果 本考案は以上のように構成したので、試験片の変位を
変位伝達機構により吸収してアームの先端の開き量を試
験片変位量よりも小さくしたので、大きな変位計測に際
して従来よりもアームの長さを短くしてもばね体に加わ
る曲げモーメントを適正な範囲内にとどめることがで
き、コンパクトな伸び計を提供できる。その結果、伸び
計自重が小さくでき、試験片への影響を低減でき、計測
精度も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のストレインゲージ式伸び計の第１実施
例を示す全体構成図、第２図および第３図は第2,第３実
施例を示す全体構成図、第４図は従来例を示す全体構成
図である。 1:試験片、3:アーム 5:ばね体、6:ストレインゲージ 7:係止部材、8:変位伝達機構（コイルばね）

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】概略平行な一対のアームと、この一対のア
   ームの基端に連結して設けられ試験片変位により曲げモ
   ーメントを受けるばね体と、このばね体に設けられ前記
   曲げモーメントに伴う歪みを電気信号に変換するストレ
   インゲージとを有する伸び計において、先端が試験片上
   の標点位置に係止してその相対変位に追動する一対の係
   止部材と、この係止部材と一対のアーム先端との間に介
   在され試験片の変位をその大きさに対応させて低減して
   一対のアームに伝達する変位伝達機構とを備えたことを
   特徴とするストレインゲージ式伸び計。