JP3294334B2 - Structural deformation detector - Google Patents

Structural deformation detector

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JP3294334B2
JP3294334B2 JP26610692A JP26610692A JP3294334B2 JP 3294334 B2 JP3294334 B2 JP 3294334B2 JP 26610692 A JP26610692 A JP 26610692A JP 26610692 A JP26610692 A JP 26610692A JP 3294334 B2 JP3294334 B2 JP 3294334B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、種々の機械や装置を構
成する構造物に生じる変形を検出する構造物の変形検出
器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structural deformation detector for detecting deformation occurring in structures constituting various machines and devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】種々の機械、装置では、それらの構造物
の使用時に当該構造物に生じる変形を検出し、その検出
値に基づいて、機械、装置の精度向上を図り、又は内容
物の重量検出を行っていた。このような例を図により説
明する。
2. Description of the Related Art Various machines and devices detect deformation of the structure when the structure is used, and improve the accuracy of the machine or device based on the detected value, or weigh the contents. Detection was being performed. Such an example will be described with reference to the drawings.

【0003】図10はプレス機械の側面図である。図
で、1は全体が箱形に形成されたフレーム、2はフレー
ム1の底部に固定された油圧シリンダ、3は油圧シリン
ダ2のピストン、4は油圧シリンダ2の圧油、5はピス
トン3の端部に結合された下厚板、6はフレーム1の上
部に連結され下厚板6と対向する上厚板である。7は下
厚板5と上厚板6との間に載置されるワークを示す。油
圧シリンダ2に圧油が供給されるとピストン3が上方に
伸長し、ワーク7のプレスが行われる。
FIG. 10 is a side view of a press machine. In the figure, 1 is a frame formed in a box shape as a whole, 2 is a hydraulic cylinder fixed to the bottom of the frame 1, 3 is a piston of the hydraulic cylinder 2, 4 is a hydraulic oil of the hydraulic cylinder 2, and 5 is a hydraulic oil of the piston 3. The lower plank 6 connected to the end is an upper plank connected to the upper part of the frame 1 and facing the lower plank 6. Reference numeral 7 denotes a work placed between the lower thick plate 5 and the upper thick plate 6. When the pressure oil is supplied to the hydraulic cylinder 2, the piston 3 extends upward, and the work 7 is pressed.

【0004】ワーク7のプレスが行われたとき、下厚板
5には上向きの力、上厚板6には下向きの反力が生じ、
これらの力はフレーム1を通って伝達される。その伝達
経路の一部が一点鎖線8で示されている。この力は図の
左右で均等ではなく、それぞれの経路により大きさが異
なる。特に、ワークの形や置かれる位置によっては片荷
の状態となり、それに応じてフレーム1に左右不均等な
変形が生じ、この変形によってワーク7の加工寸法に微
小な誤差を生じて加工精度が低下する。そこで、フレー
ム1の変形を検出し、この検出値に基づいて適宜補正を
行えば、加工精度の低下を防止することができる。この
ため、フレーム1の力の伝達経路8にひずみゲージを貼
着して伝達される力、ひいてはフレーム1の変形を検出
している。これらひずみゲージが符号S1 〜S4 で示さ
れている。
When the work 7 is pressed, an upward force is generated on the lower thick plate 5 and a downward reactive force is generated on the upper thick plate 6.
These forces are transmitted through the frame 1. A part of the transmission path is indicated by a chain line 8. This force is not equal between the left and right sides of the drawing, and the magnitude differs depending on each path. In particular, depending on the shape of the work and the position where the work is placed, the work may be unloaded, and accordingly, the frame 1 may be deformed unequally in the right and left directions. I do. Therefore, if the deformation of the frame 1 is detected and the correction is appropriately performed based on the detected value, it is possible to prevent the processing accuracy from lowering. For this reason, the force transmitted by attaching a strain gauge to the force transmission path 8 of the frame 1 and the deformation of the frame 1 are detected. These strain gauges are indicated by reference numerals S1 to S4.

【0005】このような力を検出する手段は、機械だけ
でなく静止している構造物にも適用される。その適用例
を図1に示す。図1はホッパの側面図である。9は
ホッパ、10はホッパ9の支持柱、11は台である。各
支持柱10の適所には、ひずみゲージSが貼着され、こ
れらひずみゲージSによりホッパおよびその収納物の重
量による各支持柱10の変形が検出され、その検出値に
基づいて収納物の重量を知ることができる。
[0005] Such a force detecting means is applied not only to a machine but also to a stationary structure. The application examples shown in FIG. 1 1. Figure 1 1 is a side view of the hopper. 9 is a hopper, 10 is a support column of the hopper 9, and 11 is a table. Strain gauges S are attached to appropriate positions of the support columns 10, and the strain gauges S detect the deformation of the support columns 10 due to the weight of the hopper and the stored items, and determine the weight of the stored items based on the detected values. You can know.

【0006】上記ひずみゲージSによる変形の検出は、
変形が極めて微小であるため、満足し得る精度の検出は
困難であり、より高精度の検出器が必要となる。このよ
うな検出器は、本出願人の出願に係る特願平1−234
428号で提案されている。この検出器の概略を図によ
り説明する。
The detection of deformation by the strain gauge S is as follows.
Since the deformation is extremely small, it is difficult to detect satisfactory accuracy, and a higher-precision detector is required. Such a detector is disclosed in Japanese Patent Application No. 1-234 filed by the present applicant.
No. 428. The outline of this detector will be described with reference to the drawings.

【0007】図1従来の変形検出器の平面図であ
る。図で、1は図9に示すフレームである。11は第1
のブロック体であり、フレーム1に固定された固定部1
1a、固定部11aを固定するボルト11b1 、11b
2 および延長部11cで構成されている。12は第1の
ブロック体11と対向して設けられる第2のブロック体
であり、フレーム1に固定された固定部12a、固定部
12aを固定するボルト12b1 、12b2 および延長
部12cで構成されている。各延長部11c、12cは
互いに対向して平行に延びており、フレーム1に対して
自由端となっている。13a、13bは各延長部11
c、12c間を上下で結合する薄板形状の平板であり、
互いに平行関係にある。14は延長部11c、12c間
に連結された薄いせん断板、15a、15bはひずみゲ
ージである。
[0007] Figure 1 2 is a plan view of a conventional deformable detector. In the figure, 1 is the frame shown in FIG. 11 is the first
Fixed body 1 fixed to the frame 1
1a, bolts 11b1, 11b for fixing the fixing portion 11a
2 and an extension 11c. Reference numeral 12 denotes a second block body provided to face the first block body 11, and includes a fixed portion 12a fixed to the frame 1, bolts 12b1 and 12b2 for fixing the fixed portion 12a, and an extended portion 12c. I have. Each of the extension portions 11c and 12c is opposed to each other and extends in parallel, and is a free end with respect to the frame 1. 13a, 13b are each extension 11
c, a thin plate that joins between 12c up and down,
They are parallel to each other. 14 is a thin shear plate connected between the extension parts 11c and 12c, and 15a and 15b are strain gauges.

【0008】フレーム1に力が伝達されると、フレーム
1に伸縮変形が生じ、各延長部11c、12c間に相対
的なずれが生じて平板13a、13bおよびせん断板1
4が変形する。この変形に応じてひずみゲージ15a、
15bに伸びと縮みが生じ、これにより、当該変形に比
例した信号を得ることができる。即ち、当該変形は、各
固定部11a、12a間の距離hの変位として取り出さ
れることとなる。
When a force is transmitted to the frame 1, the frame 1 undergoes expansion and contraction, and a relative displacement occurs between the extension portions 11c and 12c, thereby causing the flat plates 13a and 13b and the shear plate 1 to move.
4 is deformed. According to this deformation, the strain gauge 15a,
Elongation and contraction occur in 15b, so that a signal proportional to the deformation can be obtained. That is, the deformation is taken out as a displacement of the distance h between the fixing portions 11a and 12a.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記のようなプレス機
械において、そのフレーム1は左右対象形状であり、か
つ、その変形はほとんど力に起因するものである。した
がって、全体変形は比較的微小な変形となる。しかしな
がら、他の機械では全体変形がプレス機械のように微小
ではなく、相当大きな変形を生じるものがある。これを
マシニングセンタを例示して説明する。
In the press machine as described above, the frame 1 has a symmetrical shape on the left and right, and its deformation is almost caused by a force. Therefore, the overall deformation is a relatively small deformation. However, in other machines, the overall deformation is not very small as in a press machine, and may cause considerable deformation. This will be described using a machining center as an example.

【0010】図1はマシニングセンタの側面図であ
り、使用中に生じた変形を極端に誇張して描いてある。
図で、20はマシニングセンタを示す。21はベース、
22はコラム、23はヘッド、24は送り台、25は固
定具である。26はヘッド23上に設置されたモータ、
27はモータ26により減速機を介して回転せしめられ
る工具、28は固定具25に固定され工具27により切
削加工されるワークである。
[0010] Figure 1 3 is a side view of the machining center, it is drawn extremely exaggerated deformation occurring during use.
In the figure, reference numeral 20 denotes a machining center. 21 is the base,
22 is a column, 23 is a head, 24 is a feed stand, and 25 is a fixture. 26 is a motor installed on the head 23,
Reference numeral 27 denotes a tool rotated by a motor 26 via a speed reducer, and reference numeral 28 denotes a work fixed to the fixture 25 and cut by the tool 27.

【0011】上記マシニングセンタ20において、ワー
ク28の加工中、工具27からの加工反力はヘッド23
を通ってコラム22に伝達され、一方、ワーク28から
の反力はベース21を通ってコラム22に伝達される。
さらに、これらの力以外に、モータ26で多量の熱が発
生し、この熱はヘッド23からコラム22へ流れる。
In the machining center 20, during machining of the work 28, the machining reaction force from the tool 27 is applied to the head 23.
The reaction force from the work 28 is transmitted to the column 22 through the base 21.
Furthermore, in addition to these forces, a large amount of heat is generated by the motor 26, and this heat flows from the head 23 to the column 22.

【0012】この場合、伝達される熱はその伝達通路の
距離に応じて相対的に、ヘッド23では外側部分23a
が多く、内側部分23bは少なく、又、コラム22では
外側部分22aが少なく、内側部分22bが多い。
In this case, the heat transmitted is relatively proportional to the distance of the transmission path, and the head 23 has an outer portion 23a.
And the inside portion 23b is small, and in the column 22, the outside portion 22a is small and the inside portion 22b is large.

【0013】これら力や熱の他に、マシニングセンタ2
0の片持ち梁形状、室温の上下差、マシニングセンタ2
0の図示しないコントローラ(発熱源)の位置等が影響
し、コラム22とヘッド23に図示例のような全体的な
大きな変形が生じる。この結果、工具27の位置と姿勢
に誤差を生じ、高精度の加工は不可能となる。そこで、
このような変形を検出し、この検出値に基づいて工具2
7の位置と姿勢を正しく補正する必要がある。この場
合、図1に示す変形検出器を用いて当該変形を検出す
ることが可能であるが、図1に示すような全体的な大
きな変形に対しては上記変形検出器を多数個所に設置し
なければならず、この設置に多くの手間と時間を要する
ばかりでなく、多数の変形検出器を用いるのでそれらに
要する費用が増大し、かつ、それら多数の変形検出器か
らの各信号に基づいて全体的な変形を割り出す煩雑なシ
ステムが必要となり、そのための費用も増大する。
In addition to these forces and heat, the machining center 2
0 cantilever shape, room temperature difference, machining center 2
The position of a controller (heat source) (not shown), 0, etc., affects the column 22 and the head 23, causing large overall deformation as shown in the example shown. As a result, an error occurs in the position and orientation of the tool 27, and high-precision machining becomes impossible. Therefore,
Such deformation is detected, and the tool 2 is determined based on the detected value.
It is necessary to correct the position and orientation of 7 correctly. In this case, it is possible to detect the deformation by using a modified detector shown in FIG. 1 2, a large number points to the deformation detector for overall large deformation as shown in FIG. 1 3 This requires not only a lot of labor and time, but also the use of a large number of deformation detectors increases the cost required for the installation, and the signal from the large number of deformation detectors A complicated system for determining the overall deformation on the basis of this is required, and the cost for that is also increased.

【0014】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、全体的な大きな変形に対しても多数の検出
器を取り付けることなくその変形を検出するとができる
構造物の変形検出器を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, and to provide a structural deformation detector capable of detecting a deformation without attaching a large number of detectors even when the whole is large. Is to do.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、力および温度のうちの少なくとも一方が
伝達されることにより変形を生じる構造物に取り付けて
当該構造物の変形を検出する構造物の変形検出器におい
て、前記構造物の表面に設定された第1の点および第2
の点を結ぶ線に沿って配置された棒体と、この棒体の一
方端部分を前記第1の点に固定する固定手段と、前記第
2の点に固定され、前記棒体の他端部分を保持してほぼ
その軸方向の動きのみを許し他の方向の動きを抑止する
と共に、前記棒体の他端部分の変位量を検出器で検出す
る検出体とで構成され、前記検出体は、前記体と一体
構造を成して前記棒体の長軸に垂直な面に平行に設けら
れた複数のばね板により、前記棒体の他端部分を保持し
てほぼその軸方向の動きのみを許し他の方向の動きを抑
止したものであり、例えば、前記検出器は前記ばね板に
取り付けられるようにしたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention is directed to a method of detecting a deformation of a structure by attaching the structure to a structure which is deformed by transmitting at least one of a force and a temperature. A first point and a second point set on the surface of the structure.
A rod disposed along a line connecting the points, a fixing means for fixing one end of the rod to the first point, and a second end of the rod fixed to the second point And a detector that holds the portion and allows only the movement in the axial direction substantially to suppress the movement in the other direction, and detects the amount of displacement of the other end of the rod with a detector. A plurality of spring plates formed integrally with the rod body and provided in parallel with a plane perpendicular to the long axis of the rod body hold the other end of the rod body and substantially extend in the axial direction thereof. In this case, only the movement is allowed, and the movement in the other direction is suppressed. For example, the detector is attached to the spring plate.

【0016】[0016]

【作用】構造物表面の第1の点と第2の点との間に変形
が生じると、両者間の距離が変化し、これに応じて棒体
の他端部分が変位する。この変位は検出対を成す複
数のばね板が有する機能により、第1の点と第2の点と
を結ぶ線分方向にのみ生じる。検出器は棒体の他端部分
の変位を検出する。本発明の変検出は棒体が用いら
れるので、第1の点と第2の点との間隔を大きく設定す
ることができ、これにより、全体的な大きな変形を、多
数の変形検出器を用いることなく、容易に検出すること
ができる。
When a deformation occurs between a first point and a second point on the surface of a structure, a distance between the first point and the second point changes, and accordingly, a rod is formed.
The other end portion of the displaced. Double This displacement pairs of detector
Due to the functions of the number of leaf springs, they occur only in the direction of the line connecting the first point and the second point. The detector detects the displacement of the other end of the rod. Since rod is used in the displacement of the detection of the present invention, it is possible to set large the first point and the distance between the second point, thereby, the overall large deformation, numerous variations detector Can be easily detected without the use of

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明
する。図1は本発明の参考例に係る構造物の変形検出器
の側面図である。図で、30は構造物であり、図10
図1に示すフレーム1、図1に示す支持柱10、図
12に示すコラム22、ヘッド23に相当する。P1 は
構造物30の表面上に設定された任意の点(以下、標点
という。)、P2 は同じく構造物30の表面上に設定さ
れた他の任意の点(標点)を示す。31は標点P1 にお
いて構造物30に固定された固定部材である。32は標
点P1 と標点P2 とを結ぶ線に沿って配置される棒体で
あり、その一端は固定部材31に固定されている。
EXAMPLES Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described with reference to FIG surface. FIG. 1 is a side view of a structural deformation detector according to a reference example of the present invention. In FIG, 30 is a structure, FIG. 10,
Frame 1, the support posts 10 shown in FIG. 1 1 shown in FIG. 1 2, column 22 shown in FIG. 12, corresponds to the head 23. P1 indicates an arbitrary point (hereinafter referred to as a reference point) set on the surface of the structure 30, and P2 indicates another arbitrary point (reference point) similarly set on the surface of the structure 30. 31 is a fixing member fixed to the structure 30 at the reference point P1. Reference numeral 32 denotes a rod arranged along a line connecting the reference points P1 and P2, and one end thereof is fixed to the fixing member 31.

【0018】33は棒体32の他端と対向して配置され
当該他端の変位を検出するセンサであり、図示の場合、
センサ33には非接触型センサ、例えば、静電容量型セ
ンサ、うず電流型センサ、光の反射を利用するセンサ、
差動変圧器等周知のセンサが用いられる。34はセンサ
33を支持する支持部材であり、標点P2 において構造
物30に固定されている。35は棒体32の動きを規制
する規制手段を示し、棒体32の軸方向の動きのみを許
し、他の方向の動きを抑制する機能を有する。
Reference numeral 33 denotes a sensor which is disposed to face the other end of the rod 32 and detects the displacement of the other end.
The sensor 33 includes a non-contact type sensor, for example, a capacitance type sensor, an eddy current type sensor, a sensor using light reflection,
A known sensor such as a differential transformer is used. Reference numeral 34 denotes a support member for supporting the sensor 33, which is fixed to the structure 30 at a reference point P2. Reference numeral 35 denotes a restricting means for restricting the movement of the rod 32, which has a function of permitting only the axial movement of the rod 32 and suppressing the movement in other directions.

【0019】本参考例では、規制手段35は、構造物3
0に固定された支持体35a、およびこの支持体35a
に設けられ棒体32を接触、挿通するすべり軸受35b
で構成されている。すべり軸受35bには、例えばホワ
イトメタル、ベアリング等が用いられる。
[0019] In this reference example, restricting means 35, the structure 3
0, and the support 35a
Bearing 35b for contacting and inserting the rod 32
It is composed of For example, white metal, a bearing, or the like is used for the slide bearing 35b.

【0020】上記固定部材31、棒体32、センサ3
3、支持部材34および規制手段35により本参考例の
変位検出器36が構成されている。
The fixing member 31, the rod 32, the sensor 3
3, the displacement detector 36 of the present embodiment is constituted by a support member 34 and the restricting means 35.

【0021】次に、本参考例の動作を説明する。今、変
位検出器36を図1に示すマシニングセンタ20のコ
ラム22に適用するものとする。前述のように、マシニ
ングセンタ20の稼働中、コラム22は伝達される力お
よび熱により図1に示すように全体的に大きく変形す
る。そこで、図1に示す標点P1 、P2 を、両者間の間
隔Hがコラム22の上下方向において長くなるように設
定して変位検出器36を設置する。この場合、棒体32
も間隔Hに近い長さのものが用いられる。
[0021] Next, the operation of the present embodiment. Now, it is assumed to apply a displacement detector 36 to the column 22 of the machining center 20 shown in FIG 3. As described above, during operation of the machining center 20, the column 22 is generally greatly deformed as shown in FIG. 1 3 by the force and heat are transmitted. Therefore, the displacement detector 36 is installed by setting the reference points P1 and P2 shown in FIG. 1 so that the interval H between them becomes longer in the vertical direction of the column 22. In this case, the rod 32
Also, a length close to the interval H is used.

【0022】マシニングセンタ20が稼働され、コラム
22に変形が生じると、これに応じて棒体32に変位が
生じる。このとき、規制手段35の機能により、棒体3
2はその軸方向のみに変位し、他方向には変位しない。
棒体32の変位は上記間隔H間の各部に生じている変位
を合計した大きさとなるので、棒体32の先端(センサ
33に対向する部分)の変位は大きな値となる。即ち、
棒体32の先端に対向する構造物30の部分に生じる変
位に比較して、棒体32の先端の変位は格段に大きな変
位となり、変位が拡大されたこととなる。この拡大され
た変位量はセンサ33により検出され、検出された変位
量に基づいて適宜の姿勢の補正が行われ、その結果、工
具27の位置および姿勢は正確に保持され、高精度の加
工が確実に実施されることになる。
When the machining center 20 is operated and the column 22 is deformed, the rod 32 is displaced accordingly. At this time, the rod 3
2 is displaced only in its axial direction and not in the other direction.
Since the displacement of the rod 32 is the sum of the displacements occurring in the respective portions during the interval H, the displacement of the tip of the rod 32 (the portion facing the sensor 33) is a large value. That is,
The displacement of the tip of the rod 32 is significantly larger than the displacement of the structure 30 facing the tip of the rod 32, and the displacement is enlarged. The enlarged displacement amount is detected by the sensor 33, and an appropriate posture correction is performed based on the detected displacement amount. As a result, the position and posture of the tool 27 are accurately held, and high-precision machining is performed. It will be implemented reliably.

【0023】図2は図1に示す規制手段35の他の具体
例を示す一部破断側面図である。この図で、図1に示す
部分と同一又は等価な部分には同一符号が付してある。
本具体例においては、支持体35aが支持部材34と一
体に形成されている。又、すべり軸受35bとしてベア
リングが示されている。支持体35aが支持部材34と
一体に形成されることにより、支持体35aを構造物3
0に取り付ける場合における調整の手間を省くことがで
きる。なお、支持体35aは支持部材34ではなく、セ
ンサ33の外壁に取り付けることもできる。
FIG. 2 is a partially broken side view showing another specific example of the restricting means 35 shown in FIG. In this figure, the same or equivalent parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
In this specific example, the support 35 a is formed integrally with the support member 34. Further, a bearing is shown as the slide bearing 35b. By forming the support 35a integrally with the support member 34, the support 35a is
It is possible to save the trouble of adjustment when attaching to zero. Note that the support 35 a can be attached to the outer wall of the sensor 33 instead of the support member 34.

【0024】このように、本参考例では、棒体32を用
いるようにしたので、全体的な大きな変位に対しても1
つの変形検出器36を設置するだけでよく、従来におけ
る多数の変形検出器の設置のための手間と時間、および
それら変形検出器自体の費用を省くことができ、かつ、
それら多数の変形検出器の検出信号処理に要する煩雑な
システムの構築を不要とすることができるので、そのた
めの費用も不要とすることができる。又、棒体32の先
端に拡大された変位が生じるので、精度の高い検出を行
うことができる。
[0024] Thus, in this reference example, since to use a rod 32, 1 also to the overall large displacement
It is only necessary to install one deformation detector 36, and it is possible to save the labor and time for installing a large number of deformation detectors in the related art and the cost of the deformation detector itself, and
Since it is not necessary to construct a complicated system required for processing the detection signals of the large number of deformation detectors, it is possible to eliminate the cost for this. In addition, since an enlarged displacement occurs at the tip of the rod 32, highly accurate detection can be performed.

【0025】図3は本発明の他の参考例に係る変形検出
器の側面図である。図で、図1に示す部分と同一又は等
価な部分には同一符号が付してある。図1に示す参考
では、規制手段35にすべり軸受35bが用いられてい
るが、本参考例では、すべり軸受35bは用いられず、
棒体32は2つの互いに平行なばね板35cを備えた規
制手段に固定される。即ち、棒体32は支持体35aの
先端部分に固定され、支持体35aの一部(棒体32の
固定部分と支持部材34との間)に各ばね板35cが形
成される。換言すれば、棒体32が各ばね板35cを介
して支持体35aに固定された構成となっている。棒体
32が変位すると、各ばね板35cがたわみ、棒体32
は支障なく変位することができる。この場合、各ばね板
35cが平行に2つ存在するので、棒体32の他方向へ
の変位(傾き)はほとんどない。
[0025] FIG. 3 is a side view of a modified detector according to another exemplary embodiment of the present invention. In the figure, the same or equivalent parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the reference example shown in FIG. 1, a sliding bearing 35b is used for the regulating means 35. However, in this reference example, the sliding bearing 35b is not used.
The rod 32 is fixed to a regulating means having two mutually parallel spring plates 35c. That is, the rod 32 is fixed to the tip of the support 35a, and each spring plate 35c is formed on a part of the support 35a (between the fixed portion of the rod 32 and the support member 34). In other words, the rod 32 is fixed to the support 35a via each spring plate 35c. When the rod 32 is displaced, each spring plate 35c bends, and the rod 32
Can be displaced without hindrance. In this case, since there are two parallel spring plates 35c, there is almost no displacement (tilt) in the other direction of the rod 32.

【0026】なお、本参考例の場合、支持体35aが支
持部材34と一体に構成されているが、当該支持体35
aは、構造物30に固定されてもよいし、センサ33の
外壁に固定されてもよい。又、ばね板35cは2つでは
なく1つであってもよいし、互いに平行に3つ以上設け
てもよい。
[0026] In the case of the present embodiment, although the support 35a is formed integrally with the support member 34, the support 35
a may be fixed to the structure 30 or to the outer wall of the sensor 33. The number of the spring plates 35c may be one instead of two, or three or more may be provided in parallel with each other.

【0027】図4は本発明の実施例に係る検出体の一
を示す側面図である。図で、図3に示す部分と同一又は
等価な部分には同一符号が付してある。図3に示す例で
は、互いに平行なばね板35cが棒体32の一方の側の
みに一組設けられているが、本実施例では、棒体32の
固定部分の両側に一組ずつ、合計二組設けられている。
これにより、棒体32の変位時、その他の方向への変位
は完全に規制される。
FIG. 4 is a side view showing an example of the detector according to the embodiment of the present invention . In the figure, the same or equivalent parts as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals. In the example shown in FIG. 3, the mutually parallel spring plates 35 c are provided on one side of the rod 32.
Only one set is provided, but in this embodiment , two sets are provided, one set on each side of the fixed portion of the rod 32.
Thus, when the rod 32 is displaced, displacement in other directions is completely restricted.

【0028】なお、上記支持体35aは、棒体32の固
定部分に対して二組のばね板35cの位置関係を保持し
たまま、支持部材34又は構造物30のいずれかに固定
することもできる。又、各組のばね板35cは1つ又は
3つ以上とすることもできる。実施例の他の効果は図
3に示した参考例の効果と同じである。
The support 35a can be fixed to either the support member 34 or the structure 30 while maintaining the positional relationship between the two sets of spring plates 35c with respect to the fixed portion of the rod 32. . Further, the number of spring plates 35c in each set may be one or three or more. Other effects of this embodiment
This is the same as the effect of the reference example shown in FIG.

【0029】なお、4に示す実施例においては、棒体
32の先端の変位を支持部材34に支持されたセンサ3
3で検出する例について説明した。しかし、センサ33
を棒体32の先端に固定しても棒体32の先端の変位を
検出することは可能である。即ち、棒体32の先端にセ
ンサ33を固定し、標点P2 に適宜の部材を固定し、こ
の部材に対するセンサ33の変位(棒体32の先端の変
位と同一の変位)をセンサ33で検出することもでき
る。この場合においても、上記施例で用いられている
ものと同じセンサ33を使用することができる。
In the embodiment shown in FIG. 4, the displacement of the tip of the rod 32 is determined by the sensor 3 supported by the support member 34.
3 has been described. However, the sensor 33
Is fixed to the tip of the rod 32, the displacement of the tip of the rod 32 can be detected. That is, the sensor 33 is fixed to the tip of the rod 32, and an appropriate member is fixed to the reference point P2, and the displacement of the sensor 33 with respect to this member (the same displacement as the displacement of the tip of the rod 32) is detected by the sensor 33. You can also. In this case, it is possible to use the same sensor 33 as those used in the real施例.

【0030】図5は本発明のの実施例に係る
側面図である。図で、図1に示す部分と同一部分には同
一符号が付してある。38は支持部材34に支持された
センサ、37はセンサ3に固定されるとともに棒体3
2を固定する固定部である。センサ38は棒体32の変
位量を検出するとともに、後述するように、さきの各実
施例における規制手段35の機能も有する。又、さきの
各実施例におけるセンサ33が非接触型であるのに対
し、本実施例のセンサ38には棒体32が固定部37を
介して連結されており、その意味で本実施例のセンサ3
8は接触型である。
FIG. 5 is a side view of a detection member according to another embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Sensor supported by the support member 34 38, 37 rod 3 is fixed to the sensor 3 8
2 is a fixing part for fixing the fixing member 2. The sensor 38 detects the amount of displacement of the rod 32 and also has the function of the restricting means 35 in each embodiment described above, as described later. Further, while the sensor 33 in each of the above embodiments is of a non-contact type, the rod body 32 is connected to the sensor 38 of this embodiment via a fixing portion 37, and in that sense, the sensor 38 of this embodiment is Sensor 3
8 is a contact type.

【0031】本実施例のセンサ38の具体例の側面図を
示す図6および図7参照してさらに説明する。図6
で、38aは図5に示す固定部37に連結される第1の
連結部、38bは支持部材34に連結される第2の連結
部、38cは第1の連結部38aと第2の連結部38b
との間に介在する二組のばね板である。各ばね板38c
は図4に示す二組のばね板35cと同様に、互いに平行
な2つのばね板で構成されている。38dは第1の連結
部38aに固定されたコア、38eは第2の連結部38
bに固定されたコイルである。
A side view of a specific example of the sensor 38 of this embodiment is shown in FIG.
Further described with reference to FIGS. 6 and 7 show. FIG.
38a is a first connecting portion connected to the fixing portion 37 shown in FIG. 5, 38b is a second connecting portion connected to the support member 34, and 38c is the first connecting portion 38a and the second connecting portion. 38b
And two sets of spring plates interposed therebetween. Each spring plate 38c
Is composed of two parallel spring plates, like the two sets of spring plates 35c shown in FIG. 38d is a core fixed to the first connecting portion 38a, 38e is a second connecting portion 38
The coil fixed to b.

【0032】棒体32が変位すると、その変位は固定部
37を介して第1の連結部38aに伝達され、コア38
dを同量だけ変位させ、コア38dのコイル38eへの
挿入量を変化させ、これにより、コイル38eから変位
分に比例した電圧を取り出すことができる。この場合、
第1の連結部38aの変位、ひいてはコア38dの変位
は、二組のばね板38cにより完全に所定方向のみに規
制される。
When the rod 32 is displaced, the displacement is transmitted to the first connecting portion 38a via the fixing portion 37, and the core 38
By displacing d by the same amount, the amount of insertion of the core 38d into the coil 38e is changed, whereby a voltage proportional to the displacement can be taken out from the coil 38e. in this case,
The displacement of the first connecting portion 38a and, consequently, the displacement of the core 38d are completely regulated only in a predetermined direction by the two sets of spring plates 38c.

【0033】図7はセンサ38の他の具体例を示し、図
6と同一部分には同一符号が付してある。Sは各組の各
ばね板38cの端部に貼着されたひずみゲージである。
図6に示す具体例と同じく、棒体32が変位するとその
変位は固定部37を介して第1の連結部38aに伝達さ
れる。この第1の連結部38aの変位は各ばね板38c
を撓ませ、この撓みの大きさはひずみゲージSの抵抗値
の変化分(変位量に比例する)として取り出される。
FIG. 7 shows another specific example of the sensor 38, and the same parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. S is a strain gauge attached to an end of each spring plate 38c of each set.
As in the specific example shown in FIG. 6, when the rod 32 is displaced, the displacement is transmitted to the first connecting portion 38a via the fixing portion 37. The displacement of the first connecting portion 38a is controlled by each spring plate 38c.
And the magnitude of this deflection is taken out as a change in the resistance value of the strain gauge S (proportional to the amount of displacement).

【0034】図8は本実施例のセンサ38と類似した機
能を有した参考例を示す側面図である。図で、図5と同
一部分には同一符号が付してある。38fはリング状の
ばね体、Sは棒体32の軸方向と直交する方向において
互いに対向してばね体38fの表裏に貼着されたひずみ
ゲージである。棒体32の変位によりばね体38fが変
形し、これに応じてひずみゲージSにひずみが生じ、そ
の抵抗値を変化させ、抵抗値の変化分を棒体32の変位
量として取り出される。本具体例において、ばね体38
fは直接には図で横方向の移動を規制してはいないが、
全体として当該移動を規制したのと同の効果を生じ
る。
FIG. 8 shows a device similar to the sensor 38 of this embodiment .
It is a side view which shows the reference example which had the function . In the figure, the same parts as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals. 38f is a ring-shaped spring body, and S is a strain gauge attached to the front and back of the spring body 38f to face each other in a direction orthogonal to the axial direction of the rod 32. The spring body 38f is deformed by the displacement of the rod 32, and accordingly the strain gauge S is distorted, and its resistance is changed. The change in the resistance is taken out as the displacement of the rod 32. In this specific example, the spring body 38
f does not directly regulate lateral movement in the figure,
Overall results of the same like effects as those regulating the movement.

【0035】図9は同じくセンサ38の参考例を示
し、図5と同一部分には同一符号が付してある。38g
は半円状のばね体、Sはばね体38gの所定個所の表裏
に貼着されたひずみゲージである。この参考例の動作も
図8に示す参考例の動作と同じである。又、ばね板38
gもばね体38fとほぼ同じ機能を果たしている
FIG. 9 shows another reference example of the sensor 38, and the same parts as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals. 38g
Is a semicircular spring body, and S is a strain gauge attached to the front and back of a predetermined portion of the spring body 38g. Operation of this reference example is the same as the operation of the reference example shown in FIG. Also, the spring plate 38
g has almost the same function as the spring body 38f .

【0036】なお、上記各実施例において、棒体32と
して構造物30と同一物質又は熱膨張係数が近似した物
質のものを用い、かつ、棒体32を構造物30とともに
カバーで囲うようにすれば、力による変形のみを検出す
ることができ、又、熱膨張係数が0に近い物質(例えば
インバー合金)を用いれば力および熱の両者による変形
を検出することができる。さらに、上記明では、変形
検出器マシニングセンタ適用する例について説明し
たが、プレス機械のフレーム、ホッパの支持柱、その他
種々の構造物に適用可能であるのは明らかである。
In each of the above embodiments, the rod 32 is made of the same material as that of the structure 30 or a material having a similar coefficient of thermal expansion, and the rod 32 is enclosed with the structure 30 by a cover. For example, only deformation due to force can be detected, and if a material having a thermal expansion coefficient close to 0 (for example, an Invar alloy) is used, deformation due to both force and heat can be detected. Furthermore, in the above Description has been described an example of applying the deformation detector machining center, a frame of the press machine, the support posts of the hopper, it is clear is applicable to various other structures.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上述べたように、本発明では、棒体の
一端を構造物の第1の点に固定し、第2の点に固定され
た検出体の、棒体の長軸に垂直な面に平行に設けられた
複数のばね板により当該棒体の他端を保持して、ほぼ棒
体の軸方向の動きのみを許し他の方向の動きを抑止する
と共に、棒体の他端の変位を検出器で検出するようにし
たので、棒体の軸方向以外の動きを簡単な構成で抑止で
き、全体的な大きな変位に対しても1つの変形検出器を
設置するだけでよく、従来における多数の変形検出器の
設置のための手間と時間、および多数の変形検出器自体
の費用とシステム構築のための費用を省くことができ
る。又、棒体の先端に、拡大された変位が生じるので、
精度の高い検出を行うことができる。
As described above, according to the present invention, one end of the rod is fixed to the first point of the structure, and the rod is fixed to the second point.
Of the detected object, parallel to the plane perpendicular to the long axis of the rod
The other end of the rod is held by a plurality of spring plates ,
Allows only axial movement of the body and inhibits movement in other directions
At the same time, the displacement of the other end of the rod is detected by a detector, so movements other than the axial direction of the rod can be suppressed with a simple configuration.
Therefore, only one deformation detector needs to be installed for a large displacement as a whole, and the labor and time required for installing many conventional deformation detectors, and the cost and system of the many deformation detectors themselves. Costs for construction can be saved. Also, since an enlarged displacement occurs at the tip of the rod,
Highly accurate detection can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】参考例に係る構造物の変形検出器の側面図であ
る。
FIG. 1 is a side view of a structural deformation detector according to a reference example.

【図2】図1に示す規制手段の具体例の側面図である。FIG. 2 is a side view of a specific example of the restricting means shown in FIG.

【図3】参考例に係る構造物の変形検出器の側面図
である。
FIG. 3 is a side view of a structural deformation detector according to another reference example.

【図4】本発明の実施例に係る検出体の一例を示す側面
図である。
FIG. 4 is a side view showing an example of a detector according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明のの実施例に係る検出体の側面図であ
る。
FIG. 5 is a side view of a detection body according to another embodiment of the present invention.

【図6】図5に示すセンサの具体例の側面図である。6 is a side view of a specific example of the sensor shown in FIG.

【図7】図5に示すセンサの他の具体例の側面図であ
る。
FIG. 7 is a side view of another specific example of the sensor shown in FIG.

【図8】参考例に係るセンサの具体例の側面図である。FIG. 8 is a side view of a specific example of the sensor according to the reference example.

【図9】参考例に係るセンサの他の具体例の側面図であ
る。
FIG. 9 is a side view of another specific example of the sensor according to the reference example.

【図10】プレス加工機の側面図である。FIG. 10 is a side view of the press machine.

【図11】ホッパの側面図である。FIG. 11 is a side view of the hopper.

【図12】従来の変形検出器の平面図である。FIG. 12 is a plan view of a conventional deformation detector.

【図13】マシニングセンタの側面図である。FIG. 13 is a side view of the machining center.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30 構造物 31 固定部材 32 棒体 33 センサ 34 支持部材 35 規制手段 Reference Signs List 30 structure 31 fixing member 32 rod 33 sensor 34 support member 35 regulating means

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 力および温度のうちの少なくとも一方が
伝達されることにより変形を生じる構造物に取り付けて
当該構造物の変形を検出する構造物の変形検出器におい
て、前記構造物の表面に設定された第1の点および第2
の点を結ぶ線に沿って配置された棒体と、この棒体の一
方端部分を前記第1の点に固定する固定手段と、前記第
2の点に固定され、前記棒体の他端部分を保持してほぼ
その軸方向の動きのみを許し他の方向の動きを抑止する
と共に、前記棒体の他端部分の変位量を検出器で検出す
る検出体とで構成され、前記検出体は、前記体と一体
構造を成して前記棒体の長軸に垂直な面に平行に設けら
れた複数のばね板により、前記棒体の他端部分を保持し
てほぼその軸方向の動きのみを許し他の方向の動きを抑
止したことを特徴とする構造物の変形検出器。
1. A deformation detector for a structure, which is attached to a structure that is deformed by transmitting at least one of a force and a temperature and detects deformation of the structure, set on a surface of the structure. The first point and the second
A rod disposed along a line connecting the points, a fixing means for fixing one end of the rod to the first point, and a second end of the rod fixed to the second point And a detector that holds the portion and allows only the movement in the axial direction substantially to suppress the movement in the other direction, and detects the amount of displacement of the other end of the rod with a detector. A plurality of spring plates formed integrally with the rod body and provided in parallel with a plane perpendicular to the long axis of the rod body hold the other end of the rod body and substantially extend in the axial direction thereof. A structural deformation detector characterized in that only movement is allowed and movement in other directions is suppressed.
【請求項2】 請求項1において、検出器はばね板に取
り付けられていることを特徴とする構造物の変形検出
器。
2. The structural deformation detector according to claim 1, wherein the detector is attached to a spring plate.
【請求項3】 請求項1において、棒体は構造物の熱膨
張係数と同一又は近似の熱膨張係数を有する材料で構成
されていることを特徴とする構造物の変形検出器。
3. The structure deformation detector according to claim 1, wherein the rod is made of a material having a coefficient of thermal expansion equal to or close to that of the structure.
【請求項4】 請求項1において、棒体は熱膨張係数が
ほぼ0である材料で構成されていることを特徴とする構
造物の変形検出器。
4. The structural deformation detector according to claim 1, wherein the rod is made of a material having a thermal expansion coefficient of almost zero.
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