JP3348941B2 - 分力測定装置 - Google Patents
分力測定装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、供試体の鉛直方向荷
重（Ｚ軸方向）、水平方向荷重（Ｘ，Ｙ軸方向）、さら
には各軸回りのモーメント検出に用いる分力測定装置に
関する。
重（Ｚ軸方向）、水平方向荷重（Ｘ，Ｙ軸方向）、さら
には各軸回りのモーメント検出に用いる分力測定装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の測定装置としては、特開
平２−１６３６２７号公報に記載のものが知られてい
る。これは、荷重がかかる受荷重板の対向する２辺と受
荷重板を取囲む内枠の２辺とを少なくとも４ヶ所の内側
梁で連結し、内枠を取囲む外枠の対向する２辺と内枠の
２辺とを前記内側梁に交叉する方向で少なくとも４ヶ所
の外側梁で連結して受荷重板及び内枠を外枠で支持し、
内側梁及び外側梁に歪ゲージを設け、歪ゲージで検出し
た各梁の歪量を電気的に処理増幅して検出測定するよう
に構成したものである。この従来例によれば、受荷重板
に対する鉛直方向、即ちＺ軸方向と受荷重板の水平方向
における互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向の歪量を
検出することで、水平方向における２つの方向の荷重及
び鉛直方向即ち重量を測定することができる。
平２−１６３６２７号公報に記載のものが知られてい
る。これは、荷重がかかる受荷重板の対向する２辺と受
荷重板を取囲む内枠の２辺とを少なくとも４ヶ所の内側
梁で連結し、内枠を取囲む外枠の対向する２辺と内枠の
２辺とを前記内側梁に交叉する方向で少なくとも４ヶ所
の外側梁で連結して受荷重板及び内枠を外枠で支持し、
内側梁及び外側梁に歪ゲージを設け、歪ゲージで検出し
た各梁の歪量を電気的に処理増幅して検出測定するよう
に構成したものである。この従来例によれば、受荷重板
に対する鉛直方向、即ちＺ軸方向と受荷重板の水平方向
における互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向の歪量を
検出することで、水平方向における２つの方向の荷重及
び鉛直方向即ち重量を測定することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の測定装置は、二
重枠構造であり、受荷重板が二重枠（内枠，外枠）の内
部に位置するため、大きな供試体を測定する場合、受荷
重板を囲めるに十分な、より大きな外枠を持った装置に
する必要があり、そのため設置スペースを小さくするこ
とは難しかった。このような従来装置の受荷重板上にこ
れよりも大きな受板を取付けることも考えられるが、受
荷重板の周囲から外方へ大きく張り出した受板は供試体
の重量によって破壊されるおそれがあり、受板の取付け
には制限があった。
重枠構造であり、受荷重板が二重枠（内枠，外枠）の内
部に位置するため、大きな供試体を測定する場合、受荷
重板を囲めるに十分な、より大きな外枠を持った装置に
する必要があり、そのため設置スペースを小さくするこ
とは難しかった。このような従来装置の受荷重板上にこ
れよりも大きな受板を取付けることも考えられるが、受
荷重板の周囲から外方へ大きく張り出した受板は供試体
の重量によって破壊されるおそれがあり、受板の取付け
には制限があった。
【０００４】そこで、この発明は、大きな供試体を測定
する場合でも設置スペースが小さくてすみ、荷重を受け
る部分の破壊も生じにくい分力測定装置を提供すること
を目的とする。
する場合でも設置スペースが小さくてすみ、荷重を受け
る部分の破壊も生じにくい分力測定装置を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、この発明は、荷重がかかる枠形状の受荷重部と接地
面等に設置固定され力を支える枠形状の接地部とを所定
の間隔で上下に重ねて配置し、前記受荷重部と前記接地
部との中央を上下に貫くようにかつ底面が接地部の底面
よりも上方に位置された中央部において前記受荷重部の
対向する２辺と相対する中央部の２辺とを１辺に２本合
計４本の上部梁で連結し、また上部梁に直交する方向で
前記接地部の対向する２辺と相対する中央部の２辺とを
１辺に２本合計４本の下部梁で連結して受荷重部と接地
部とを中央部で支持し、上部梁及び下部梁に歪ゲージを
設け、該歪ゲージで検出した各梁の歪量を電気的に処理
して検出測定するように構成したものである。
め、この発明は、荷重がかかる枠形状の受荷重部と接地
面等に設置固定され力を支える枠形状の接地部とを所定
の間隔で上下に重ねて配置し、前記受荷重部と前記接地
部との中央を上下に貫くようにかつ底面が接地部の底面
よりも上方に位置された中央部において前記受荷重部の
対向する２辺と相対する中央部の２辺とを１辺に２本合
計４本の上部梁で連結し、また上部梁に直交する方向で
前記接地部の対向する２辺と相対する中央部の２辺とを
１辺に２本合計４本の下部梁で連結して受荷重部と接地
部とを中央部で支持し、上部梁及び下部梁に歪ゲージを
設け、該歪ゲージで検出した各梁の歪量を電気的に処理
して検出測定するように構成したものである。
【０００６】
【作用】この発明においては、荷重がかかる受荷重部と
中央部を上部梁で連結し、接地部と中央部を前記の上部
梁とは直交する方向に下部梁で連結しているので、即
ち、受荷重部と接地部を中央部の上部梁と下部梁とで連
結している構造となったことで、装置全体に対する受荷
重部の面積の割合が大きくなる。逆に言えば受荷重部面
積に対して装置は小さく作ることが可能となり、試験機
等へ設置、組み込みをする場合、そのスペースは小さく
てすむことになり、試験機のダウンサイズ化に寄与する
ことになる。さらに上部梁及び下部梁の上下面及び又は
側面に歪ゲージを設けたことにより、受荷重板に対する
鉛直方向即ちＺ軸方向の荷重、受荷重板の水平方向にお
けるお互いに直交するＸ軸及びＹ軸の各軸方向の荷重の
みならず、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各軸回りのモーメントも
検出できるようになった。
中央部を上部梁で連結し、接地部と中央部を前記の上部
梁とは直交する方向に下部梁で連結しているので、即
ち、受荷重部と接地部を中央部の上部梁と下部梁とで連
結している構造となったことで、装置全体に対する受荷
重部の面積の割合が大きくなる。逆に言えば受荷重部面
積に対して装置は小さく作ることが可能となり、試験機
等へ設置、組み込みをする場合、そのスペースは小さく
てすむことになり、試験機のダウンサイズ化に寄与する
ことになる。さらに上部梁及び下部梁の上下面及び又は
側面に歪ゲージを設けたことにより、受荷重板に対する
鉛直方向即ちＺ軸方向の荷重、受荷重板の水平方向にお
けるお互いに直交するＸ軸及びＹ軸の各軸方向の荷重の
みならず、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各軸回りのモーメントも
検出できるようになった。
【０００７】
【実施例】以下に、この発明の好適な実施例を図面を参
照にして説明する。
照にして説明する。
【０００８】図１ないし図３に示す実施例において、荷
重がかかる枠形状の受荷重部１と接地面等に設置固定さ
れ力を支える同じく枠形状の接地部２とを所定の間隔で
上下に重ねて配置してある。受荷重部１と接地部２の中
央を上下に貫くように位置して中央部３を設けてある。
この中央部３の受荷重部２の対向する２辺と相対する２
辺とを１辺に２本合計４本の上部梁４で連結し、これら
上部梁４に直交する方向で接地部２の対向する２辺と相
対する中央部３の２辺とを１辺に２本合計４本の下部梁
５で連結して受荷重部１と接地部２とを中央部３で支持
してある。このように構成された測定装置をセットした
とき、接地部２の下面が接地し、中央部３は下部梁５に
よって接地しないよう浮いた状態で支持されている。ま
た、受荷重部１の内周側に受溝６が形成してあり、この
受溝６に図３に示すような受荷重板７を嵌込んで取付け
る。この受溝６のコーナー部にはねじ孔８が形成してあ
り、受荷重板７をねじ止めできるようになっている。受
荷重部１，接地部２，中央部３，上部梁４及び下部梁５
から成る部材は削出しによる一体成形で作られる。削り
出される材料としては、鉄板，アルミニウム，ジュラル
ミン，セラミック，プラスチック等の材料が好適に使用
できる。さらに、上部梁４及び下部梁５の断面形状は四
角形状をしており、荷重が加えられたときに撓むような
構造と取付け個所等を適宜選択した上で設けられてい
る。
重がかかる枠形状の受荷重部１と接地面等に設置固定さ
れ力を支える同じく枠形状の接地部２とを所定の間隔で
上下に重ねて配置してある。受荷重部１と接地部２の中
央を上下に貫くように位置して中央部３を設けてある。
この中央部３の受荷重部２の対向する２辺と相対する２
辺とを１辺に２本合計４本の上部梁４で連結し、これら
上部梁４に直交する方向で接地部２の対向する２辺と相
対する中央部３の２辺とを１辺に２本合計４本の下部梁
５で連結して受荷重部１と接地部２とを中央部３で支持
してある。このように構成された測定装置をセットした
とき、接地部２の下面が接地し、中央部３は下部梁５に
よって接地しないよう浮いた状態で支持されている。ま
た、受荷重部１の内周側に受溝６が形成してあり、この
受溝６に図３に示すような受荷重板７を嵌込んで取付け
る。この受溝６のコーナー部にはねじ孔８が形成してあ
り、受荷重板７をねじ止めできるようになっている。受
荷重部１，接地部２，中央部３，上部梁４及び下部梁５
から成る部材は削出しによる一体成形で作られる。削り
出される材料としては、鉄板，アルミニウム，ジュラル
ミン，セラミック，プラスチック等の材料が好適に使用
できる。さらに、上部梁４及び下部梁５の断面形状は四
角形状をしており、荷重が加えられたときに撓むような
構造と取付け個所等を適宜選択した上で設けられてい
る。
【０００９】前記上部梁４と下部梁５には歪ゲージＡ〜
Ｌが取付けられるが、これら歪ゲージＡ〜Ｌの取付け状
態を図４ないし図６に基づいて説明する。上部梁４の上
面には中央に歪ゲージＡ、両端に歪ゲージＣ及びＤが取
付けてある。上部梁４の下面には、中央に歪ゲージＢ、
両端に歪ゲージＥ及びＦが取付けてある。上部梁４の側
面には、中央に歪ゲージＨ及びＧ、両端に歪ゲージＩ〜
Ｌを取付けてある。下部梁５の上面には、中央に歪ゲー
ジＡ、両端に歪ゲージＣ及びＤを取付けてある。下部梁
４の下面には、中央に歪ゲージＢ、両端に歪ゲージＥ及
びＦを取付けてある。受荷重部１の水平方向における位
置方向即ちＸ軸方向の荷重の測定は、図４に示す〜
の個所の歪ゲージＡ及びＢで下部梁５の歪を検出して測
定する。また、水平方向におけるＸ軸方向と直交するＹ
軸方向の荷重は、ないしの個所における歪ゲージＡ
及びＢで上部梁４の歪を検出し測定する。受荷重部１に
対する鉛直方向即ちＺ軸方向の荷重は、ないしの個
所の歪ゲージＧ及びＨで上部梁４の歪を検出し測定す
る。さらに、Ｘ軸回りのモーメントＭｘは、〜の個
所の歪ゲージＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆで下部梁５の歪を検出し測
定する。また、Ｙ軸回りのモーメントＭｙは、〜の
個所の歪ゲージＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆで上部梁４の歪を検出し
測定する。さらにまた、Ｚ軸回りのモーメントＭｚは
〜の個所の歪ゲージＩ，Ｊ，Ｋ，Ｌで上部梁４の歪を
検出し測定する。
Ｌが取付けられるが、これら歪ゲージＡ〜Ｌの取付け状
態を図４ないし図６に基づいて説明する。上部梁４の上
面には中央に歪ゲージＡ、両端に歪ゲージＣ及びＤが取
付けてある。上部梁４の下面には、中央に歪ゲージＢ、
両端に歪ゲージＥ及びＦが取付けてある。上部梁４の側
面には、中央に歪ゲージＨ及びＧ、両端に歪ゲージＩ〜
Ｌを取付けてある。下部梁５の上面には、中央に歪ゲー
ジＡ、両端に歪ゲージＣ及びＤを取付けてある。下部梁
４の下面には、中央に歪ゲージＢ、両端に歪ゲージＥ及
びＦを取付けてある。受荷重部１の水平方向における位
置方向即ちＸ軸方向の荷重の測定は、図４に示す〜
の個所の歪ゲージＡ及びＢで下部梁５の歪を検出して測
定する。また、水平方向におけるＸ軸方向と直交するＹ
軸方向の荷重は、ないしの個所における歪ゲージＡ
及びＢで上部梁４の歪を検出し測定する。受荷重部１に
対する鉛直方向即ちＺ軸方向の荷重は、ないしの個
所の歪ゲージＧ及びＨで上部梁４の歪を検出し測定す
る。さらに、Ｘ軸回りのモーメントＭｘは、〜の個
所の歪ゲージＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆで下部梁５の歪を検出し測
定する。また、Ｙ軸回りのモーメントＭｙは、〜の
個所の歪ゲージＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆで上部梁４の歪を検出し
測定する。さらにまた、Ｚ軸回りのモーメントＭｚは
〜の個所の歪ゲージＩ，Ｊ，Ｋ，Ｌで上部梁４の歪を
検出し測定する。
【００１０】図７ないし図１０に示す各歪ゲージは、上
部梁４のの個所における上面，下面，両側面に取付け
られたものを示す。両端には上部梁４と同じ方向の曲げ
歪ゲージを、中央には荷重方向に対して４５°の角度を
なす抵抗を配置したせん断歪ゲージを夫々取付けてあ
る。
部梁４のの個所における上面，下面，両側面に取付け
られたものを示す。両端には上部梁４と同じ方向の曲げ
歪ゲージを、中央には荷重方向に対して４５°の角度を
なす抵抗を配置したせん断歪ゲージを夫々取付けてあ
る。
【００１１】図１１及び図１２は、下部梁５のの個所
における歪ゲージを示し、それぞれ上面と下面とに取付
けられた例を示す。
における歪ゲージを示し、それぞれ上面と下面とに取付
けられた例を示す。
【００１２】図１３ないし図１８は歪ゲージの結線図を
示し、歪ゲージはホイートストンブリッジを形成してＸ
軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向の荷重及びＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の回り
のモーメントを測定できるようになっている。例えば、
図１４の水平方向における一方向即ちＸ軸方向の荷重の
測定は、上部梁４（〜の個所）のせん断歪ゲージＡ
及びＢを図１４に示すホイートストンブリッジで結線
し、上部梁４の歪による抵抗値変化を出力し、ＳＩＧ
（＋），ＳＩＧ（−）で電圧値として検出している。
示し、歪ゲージはホイートストンブリッジを形成してＸ
軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向の荷重及びＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の回り
のモーメントを測定できるようになっている。例えば、
図１４の水平方向における一方向即ちＸ軸方向の荷重の
測定は、上部梁４（〜の個所）のせん断歪ゲージＡ
及びＢを図１４に示すホイートストンブリッジで結線
し、上部梁４の歪による抵抗値変化を出力し、ＳＩＧ
（＋），ＳＩＧ（−）で電圧値として検出している。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、装置全体に対する受荷重部の面積の割合が大きくな
り、反対に受荷重部面積に対して装置は小さく作ること
が可能となるので、装置全体のコンパクト化が図れる。
また、受荷重部面積の割合が大きくなるので、荷重を受
ける部分の破壊も生じにくい。
ば、装置全体に対する受荷重部の面積の割合が大きくな
り、反対に受荷重部面積に対して装置は小さく作ること
が可能となるので、装置全体のコンパクト化が図れる。
また、受荷重部面積の割合が大きくなるので、荷重を受
ける部分の破壊も生じにくい。
【図１】この発明の好適な実施例を示す平面図。
【図２】図１における横方向の半断面図。
【図３】図１における縦方向の半断面図。
【図４】歪ゲージの取付け個所を示す平面図。
【図５】歪ゲージの取付け個所を示す正面図。
【図６】歪ゲージの取付け個所を示す側面図。
【図７】上部梁の上面に取付けられた歪ゲージを示す
図。
図。
【図８】上部梁の下面に取付けられた歪ゲージを示す
図。
図。
【図９】上部梁の一方の側面に取付けられた歪ゲージを
示す図。
示す図。
【図１０】上部梁の他方の側面に取付けられた歪ゲージ
を示す図。
を示す図。
【図１１】下部梁の上面に取付けられた歪ゲージを示す
図。
図。
【図１２】下部梁の下面に取付けられた歪ゲージを示す
図。
図。
【図１３】Ｚ軸方向の荷重を測定するための歪ゲージの
結線図。
結線図。
【図１４】Ｘ軸方向の荷重を測定するための歪ゲージの
結線図。
結線図。
【図１５】Ｙ軸方向の荷重を測定するための歪ゲージの
結線図。
結線図。
【図１６】Ｚ軸回りのモーメントを測定するための歪ゲ
ージの結線図。
ージの結線図。
【図１７】Ｘ軸回りのモーメントを測定するための歪ゲ
ージの結線図。
ージの結線図。
【図１８】Ｙ軸回りのモーメントを測定するための歪ゲ
ージの結線図。
ージの結線図。
１ 受荷重部 ２ 接地部 ３ 中央部 ４ 上部梁 ５ 下部梁 Ａ〜Ｌ 歪ゲージ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−163628（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−163627（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−75633（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−241877（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−201438（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−74940（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−150647（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 5/16 G01L 1/22 G01G 3/14 G01G 21/30
Claims (2)
- 【請求項１】 荷重がかかる枠形状の受荷重部と接地面
等に設置固定され力を支える枠形状の接地部とを所定の
間隔で上下に重ねて配置し、 前記受荷重部と前記接地部との中央を上下に貫くように
かつ底面が接地部の底面よりも上方に位置された中央部
において前記受荷重部の対向する２辺と相対する中央部
の２辺とを１辺に２本合計４本の上部梁で連結し、 また上部梁に直交する方向で前記接地部の対向する２辺
と相対する中央部の２辺とを１辺に２本合計４本の下部
梁で連結して受荷重部と接地部とを中央部で支持し、 上部梁及び下部梁に歪ゲージを設け、 該歪ゲージで検出した各梁の歪量を電気的に処理して検
出測定するように構成した分力測定装置。 - 【請求項２】 前記歪ゲージとして、せん断歪ゲージ及
び又は曲げ歪ゲージを上部梁及び下部梁の上下面及び又
は側面に設けたことを特徴とする請求項１記載の分力測
定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29740993A JP3348941B2 (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 分力測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29740993A JP3348941B2 (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 分力測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07128167A JPH07128167A (ja) | 1995-05-19 |
| JP3348941B2 true JP3348941B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=17846136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29740993A Expired - Fee Related JP3348941B2 (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 分力測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3348941B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200026020A (ko) * | 2018-08-31 | 2020-03-10 | 나인보트 (베이징) 테크 컴퍼니 리미티드 | 저항 스트레인 게이지, 감응모듈, 힘 센서와 스쿠터 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6354948B2 (ja) * | 2014-09-16 | 2018-07-11 | ティアック株式会社 | ロードセル及びロードセルの製造方法 |
| JP6047703B2 (ja) * | 2014-09-26 | 2016-12-21 | 株式会社レプトリノ | 力覚センサ |
| JP2017129586A (ja) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | 国立大学法人 東京大学 | センサ、測定装置、及び歩行ロボット |
| CN106124111B (zh) * | 2016-08-19 | 2018-10-23 | 国网河南省电力公司电力科学研究院 | 变压器高压套管端部羊角型金具静态拉力测量系统及方法 |
| CN108267254B (zh) * | 2018-04-21 | 2024-03-19 | 蚌埠日月仪器研究所有限公司 | 轨道固定螺栓受力测试传感器 |
| DE112019002964T5 (de) | 2018-06-14 | 2021-02-25 | Sintokogio, Ltd. | Dehnungselement, Verfahren zum Herstellen von Dehnungselementen und Sensor zum Messen physikalischer Größen |
-
1993
- 1993-11-02 JP JP29740993A patent/JP3348941B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200026020A (ko) * | 2018-08-31 | 2020-03-10 | 나인보트 (베이징) 테크 컴퍼니 리미티드 | 저항 스트레인 게이지, 감응모듈, 힘 센서와 스쿠터 |
| US10850182B2 (en) | 2018-08-31 | 2020-12-01 | Ninebot (Beijing) Tech Co., Ltd. | Resistance strain sheet, sensing assembly, force sensor and skateboard |
| KR102194784B1 (ko) * | 2018-08-31 | 2020-12-23 | 나인보트 (베이징) 테크 컴퍼니 리미티드 | 저항 스트레인 게이지, 감응모듈, 힘 센서와 스쿠터 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07128167A (ja) | 1995-05-19 |
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