JP3427106B2 - 土圧計 - Google Patents
土圧計Info
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- JP3427106B2 JP3427106B2 JP16660795A JP16660795A JP3427106B2 JP 3427106 B2 JP3427106 B2 JP 3427106B2 JP 16660795 A JP16660795 A JP 16660795A JP 16660795 A JP16660795 A JP 16660795A JP 3427106 B2 JP3427106 B2 JP 3427106B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、土圧計の構造に関し、
特にトンネル内で掘削作業をしている掘削機の先端に取
り付けて作業時の掘削土圧を測定するために用いられる
土圧計の構造に関する。
特にトンネル内で掘削作業をしている掘削機の先端に取
り付けて作業時の掘削土圧を測定するために用いられる
土圧計の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】山腹や海底土中にトンエルを掘削する場
合、先端に取り付けたロータリー掘削刃を回転させなが
ら土中を掘り進む。この場合、掘削機の進行動作を制御
するため、ロータリー掘削刃の先端に土圧計を設け、掘
り進む前方の土砂の圧力を常時測定している。
合、先端に取り付けたロータリー掘削刃を回転させなが
ら土中を掘り進む。この場合、掘削機の進行動作を制御
するため、ロータリー掘削刃の先端に土圧計を設け、掘
り進む前方の土砂の圧力を常時測定している。
【０００３】従来から従来から用いられている土圧計は
として、たとえば特公昭６２ー３２４１２号公報に記載
されているものを挙げることができる。この土圧計の構
造は、掘削機の先端部に取り付けられる基板から円筒状
の基板に円筒状のケースを土面方向に突出させ、その内
部にカップ状の受圧板を、その口部を内側にして摺動自
在に配置する。一方、上記円筒状のケースの中心には、
基板上から起歪筒が立設されている。この起歪筒も深い
カップ状に形成されていて、円筒状の側壁は分厚く剛性
を持っていて、その口部を前記基板に固定している。起
歪筒の底部は薄く形成され、該底部は前記受圧板の底部
と対峙しておりそれらの間はネジ棒により連結されてい
る。また起歪筒の底部にはストレンゲージが貼着されて
いる。受圧板を土面方向に向けてこれを掘削機に取り付
け、土中を掘削してゆく。動作中、受圧板が土面から圧
力を受けると、これが円筒状のケースの中を後退する。
この後退する力はネジ棒から起歪筒の底部に伝わり、こ
の部分が土圧に比例して変形し、この変形はストレンゲ
ージにより検出されて土圧が測定される。
として、たとえば特公昭６２ー３２４１２号公報に記載
されているものを挙げることができる。この土圧計の構
造は、掘削機の先端部に取り付けられる基板から円筒状
の基板に円筒状のケースを土面方向に突出させ、その内
部にカップ状の受圧板を、その口部を内側にして摺動自
在に配置する。一方、上記円筒状のケースの中心には、
基板上から起歪筒が立設されている。この起歪筒も深い
カップ状に形成されていて、円筒状の側壁は分厚く剛性
を持っていて、その口部を前記基板に固定している。起
歪筒の底部は薄く形成され、該底部は前記受圧板の底部
と対峙しておりそれらの間はネジ棒により連結されてい
る。また起歪筒の底部にはストレンゲージが貼着されて
いる。受圧板を土面方向に向けてこれを掘削機に取り付
け、土中を掘削してゆく。動作中、受圧板が土面から圧
力を受けると、これが円筒状のケースの中を後退する。
この後退する力はネジ棒から起歪筒の底部に伝わり、こ
の部分が土圧に比例して変形し、この変形はストレンゲ
ージにより検出されて土圧が測定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の如き従来の土圧
計は、受圧板の底部と起歪筒の底部とを１本のネジ棒で
結合されているため、土圧を起歪等に正確に伝達するた
めには各部分の機械精度を向上させない限り正確な土圧
を測定することができない。また、従来のものは上述の
ような構成を持っているので、偏心荷重等による測定誤
差を最小にするためには、これらの形状は複雑なものと
なり、大量生産を行う場合の再現性に問題がある。その
上ストレンゲージの設置面積も小さく狭いものであるか
ら、感度も悪く精度も悪い。
計は、受圧板の底部と起歪筒の底部とを１本のネジ棒で
結合されているため、土圧を起歪等に正確に伝達するた
めには各部分の機械精度を向上させない限り正確な土圧
を測定することができない。また、従来のものは上述の
ような構成を持っているので、偏心荷重等による測定誤
差を最小にするためには、これらの形状は複雑なものと
なり、大量生産を行う場合の再現性に問題がある。その
上ストレンゲージの設置面積も小さく狭いものであるか
ら、感度も悪く精度も悪い。
【０００５】本発明は、上述のごとき従来の不都合を改
善しようとするものであり、その目的は、土圧計の機械
的組立精度を上げなくとも正確な土圧を測定することが
できるような土圧計を提供し、かつ精密な調整を必要と
することなく、再現性良く感度が高い同じ特性の土圧計
を製造することができるような土圧計の構造を提供する
ことにある。
善しようとするものであり、その目的は、土圧計の機械
的組立精度を上げなくとも正確な土圧を測定することが
できるような土圧計を提供し、かつ精密な調整を必要と
することなく、再現性良く感度が高い同じ特性の土圧計
を製造することができるような土圧計の構造を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するた
め、本願の請求項１に記載の発明によれば、土砂から受
ける圧力をストレンゲージの歪み量で検出する土圧計に
おいて、筒状のケース本体の内形と同じ外形を有する圧
力受信部と、筒状のケース本体の内形と同じ外形を有
し、該圧力受信部が固着される結合部と該結合部の内側
に形成された肉薄状の圧力検知部と該圧力検知部の中央
に突出し圧力受信部よりも断面の小さい台板からなり、
該圧力受信部と該結合部とを結合し、ケース本体内に配
置された受圧ユニットと、前記圧力検知部に設けられた
ストレンゲージと、を具備し、受圧ユニットの台板はケ
ース本体内の基板に固定されていることを特徴とする土
圧計が提供される。 本願の請求項２に記載の発明は、請
求項１に記載の発明に加えて、前記圧力検知部に配置さ
れたストレンゲージは複数個であることを特徴とする土
圧計が提供される。本願の請求項３に記載の発明は、請
求項２に記載の発明に加えて、空洞内に貼着されている
ストレンゲージは、それぞれ圧力検知部の中心点を中心
として直交する線上に配置されていることを特徴とする
土圧計が提供される。 本願の請求項４に記載の発明は、
請求項１に記載の発明に加えて、前記本体ケースは円筒
状であることを特徴とする土圧計が提供される。
め、本願の請求項１に記載の発明によれば、土砂から受
ける圧力をストレンゲージの歪み量で検出する土圧計に
おいて、筒状のケース本体の内形と同じ外形を有する圧
力受信部と、筒状のケース本体の内形と同じ外形を有
し、該圧力受信部が固着される結合部と該結合部の内側
に形成された肉薄状の圧力検知部と該圧力検知部の中央
に突出し圧力受信部よりも断面の小さい台板からなり、
該圧力受信部と該結合部とを結合し、ケース本体内に配
置された受圧ユニットと、前記圧力検知部に設けられた
ストレンゲージと、を具備し、受圧ユニットの台板はケ
ース本体内の基板に固定されていることを特徴とする土
圧計が提供される。 本願の請求項２に記載の発明は、請
求項１に記載の発明に加えて、前記圧力検知部に配置さ
れたストレンゲージは複数個であることを特徴とする土
圧計が提供される。本願の請求項３に記載の発明は、請
求項２に記載の発明に加えて、空洞内に貼着されている
ストレンゲージは、それぞれ圧力検知部の中心点を中心
として直交する線上に配置されていることを特徴とする
土圧計が提供される。 本願の請求項４に記載の発明は、
請求項１に記載の発明に加えて、前記本体ケースは円筒
状であることを特徴とする土圧計が提供される。
【０００７】
【作用】土砂などの圧力が圧力受信部に対して掛かる
と、圧力受信部がケース本体の軸線に沿って凹み、圧力
検知部を湾曲せしめる。この歪みはストレンゲージに伝
達され、電気信号としてケーブルから外部に取り出され
る。
と、圧力受信部がケース本体の軸線に沿って凹み、圧力
検知部を湾曲せしめる。この歪みはストレンゲージに伝
達され、電気信号としてケーブルから外部に取り出され
る。
【０００８】
【実施例】次に本発明の一実施例を、図面を用いて詳細
に説明する。図１は本発明に係る土圧計の断面図であ
り、図２はその底面図である。これらの図において、１
は円盤状の基板であり、４箇所に取付穴２があけられて
いる。該基板１には円筒状のケース本体３が溶接などの
手段で固定されている。該ケース本体３の内部には受圧
エレメント４が配置されている。受圧エレメント４は、
平たい円柱状の圧力受信部５を有する。この圧力受信部
５はケース本体３の内部に配置されている。圧力受信部
５の側部の窪み６にはＯリング７がはめ込まれ、このＯ
リング７はケース本体３と圧力受信部５との間に介在し
て土砂の内部への侵入を防止している。
に説明する。図１は本発明に係る土圧計の断面図であ
り、図２はその底面図である。これらの図において、１
は円盤状の基板であり、４箇所に取付穴２があけられて
いる。該基板１には円筒状のケース本体３が溶接などの
手段で固定されている。該ケース本体３の内部には受圧
エレメント４が配置されている。受圧エレメント４は、
平たい円柱状の圧力受信部５を有する。この圧力受信部
５はケース本体３の内部に配置されている。圧力受信部
５の側部の窪み６にはＯリング７がはめ込まれ、このＯ
リング７はケース本体３と圧力受信部５との間に介在し
て土砂の内部への侵入を防止している。
【０００９】受圧エレメント４の内方には高槻状の取付
基部８を有する。図３に示すように取付基部８はその台
板１０に、基板１へ取り付けるための取付ネジ穴９を持
つ。台板１０の端部には円盤状で肉薄の圧力検知部１１
が形成されている。圧力検知部１１の外周にはリング状
の結合部１２が形成され、該結合部１２にはネジ穴１
２’があけられている。結合部１２の内側は空洞部１３
が形成される。図１から明らかなように、取付基部８の
台板１０はネジ２１により基板１に固定され、圧力受信
部５はネジ２２により結合部１２に固着されている。圧
力検知部１１の裏側にはストレンゲージ１４が貼着され
ている。空洞１３内に貼着されているストレンゲージ１
４は、図４に示すように、合計８枚がそれぞれＯ点を中
心として直交する線上に配置されている。これらストレ
ンゲージ１４は、Ｏ点を中心としてそれぞれ対向するも
の同士が直列に接続され、図５に示すように、ブリッジ
回路が形成されている。なお、受圧エレメント４を構成
する圧力受信部５は、ネジ２２により結合部１２に結合
されて、受圧エレメント４を構成している。
基部８を有する。図３に示すように取付基部８はその台
板１０に、基板１へ取り付けるための取付ネジ穴９を持
つ。台板１０の端部には円盤状で肉薄の圧力検知部１１
が形成されている。圧力検知部１１の外周にはリング状
の結合部１２が形成され、該結合部１２にはネジ穴１
２’があけられている。結合部１２の内側は空洞部１３
が形成される。図１から明らかなように、取付基部８の
台板１０はネジ２１により基板１に固定され、圧力受信
部５はネジ２２により結合部１２に固着されている。圧
力検知部１１の裏側にはストレンゲージ１４が貼着され
ている。空洞１３内に貼着されているストレンゲージ１
４は、図４に示すように、合計８枚がそれぞれＯ点を中
心として直交する線上に配置されている。これらストレ
ンゲージ１４は、Ｏ点を中心としてそれぞれ対向するも
の同士が直列に接続され、図５に示すように、ブリッジ
回路が形成されている。なお、受圧エレメント４を構成
する圧力受信部５は、ネジ２２により結合部１２に結合
されて、受圧エレメント４を構成している。
【００１０】図１に示すように、基板１の側部には貫通
穴が設けられ、その内部には端子板１５が設けられ、図
５に示すブリッジ回路の入力端と出力端を電気的に外部
に導出する。基板１の裏面にはカバー１６がネジ１７に
より取り付けられている。１８はＯリングで、カバー１
６内を気密に保持するものである。カバー１６の中央に
は電線貫通金物１９が取り付けられ、ケーブル２３を気
密的にカバー１６の中に導入し、端子板１５と接続され
てブリッジから得られる電気信号を外部に導出する。
穴が設けられ、その内部には端子板１５が設けられ、図
５に示すブリッジ回路の入力端と出力端を電気的に外部
に導出する。基板１の裏面にはカバー１６がネジ１７に
より取り付けられている。１８はＯリングで、カバー１
６内を気密に保持するものである。カバー１６の中央に
は電線貫通金物１９が取り付けられ、ケーブル２３を気
密的にカバー１６の中に導入し、端子板１５と接続され
てブリッジから得られる電気信号を外部に導出する。
【００１１】上記のように構成された土圧計は機器の先
端に取り付けられる。土砂などの圧力が圧力受信部５の
全面に対して垂直方向に掛かると、圧力受信部５がケー
ス本体３の軸線Ｌに沿って凹み、圧力検知部１１を湾曲
せしめる。この歪みはストレンゲージ１４に伝達され、
電気信号としてケーブル２３から外部に取り出される。
取付基部８の結合部１２の外径はケース本体３の内径と
ほぼ同じで大きいため、空洞１３の内径も大きくとれ
る。したがって、圧力検知部１１の面積も大きくとれる
ため、該部分の歪み領域も広くとれ、結果的にストレン
ゲージ１３を取り付ける面積も大きくなって感度も上昇
する。
端に取り付けられる。土砂などの圧力が圧力受信部５の
全面に対して垂直方向に掛かると、圧力受信部５がケー
ス本体３の軸線Ｌに沿って凹み、圧力検知部１１を湾曲
せしめる。この歪みはストレンゲージ１４に伝達され、
電気信号としてケーブル２３から外部に取り出される。
取付基部８の結合部１２の外径はケース本体３の内径と
ほぼ同じで大きいため、空洞１３の内径も大きくとれ
る。したがって、圧力検知部１１の面積も大きくとれる
ため、該部分の歪み領域も広くとれ、結果的にストレン
ゲージ１３を取り付ける面積も大きくなって感度も上昇
する。
【００１２】土砂などの圧力が圧力受信部５に対して片
持ち状に掛かっても、圧力受信部５はケース本体３に沿
って垂直方向に降下するので、前記と同様に圧力検知部
１１が歪み、ストレンゲージ１４が土圧を正確に検知す
る。
持ち状に掛かっても、圧力受信部５はケース本体３に沿
って垂直方向に降下するので、前記と同様に圧力検知部
１１が歪み、ストレンゲージ１４が土圧を正確に検知す
る。
【００１３】以上、本発明を上述の実施例によって説明
したが、たとえばケース本体の断面形状を円筒から多角
形にするなど、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応
用が可能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲か
ら排除するものではない。
したが、たとえばケース本体の断面形状を円筒から多角
形にするなど、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応
用が可能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲か
ら排除するものではない。
【００１４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、取付基部の結合部の外形はケース本体の内形とほ
ぼ同じで大きいため、ストレンゲージを取り付ける面積
も大きくとることができる。したがって、圧力検知部の
面積も大きくとれるため、該部分の歪み領域も広くと
れ、結果的に土圧検知感度も上昇する。また、圧力検知
部は結合部と台板とともに金属ブロックから一体成形し
ているので、土圧計の機械的組立精度を上げなくとも正
確な土圧を測定することができ、かつ精密な調整を必要
とすることなく再現性良く同じ特性の土圧計を製造する
ことができる。さらに、圧力検知部の周囲にリング状の
結合部を設けているので、圧力受信部に方持ち状の圧力
が掛かっても結合部は圧力受信部ともどもケース本体中
を直線Ｌに沿って垂直に移動するため圧力検知部がアブ
ノルマルな変形を起こさず、正確な土圧を測定すること
ができる。
れば、取付基部の結合部の外形はケース本体の内形とほ
ぼ同じで大きいため、ストレンゲージを取り付ける面積
も大きくとることができる。したがって、圧力検知部の
面積も大きくとれるため、該部分の歪み領域も広くと
れ、結果的に土圧検知感度も上昇する。また、圧力検知
部は結合部と台板とともに金属ブロックから一体成形し
ているので、土圧計の機械的組立精度を上げなくとも正
確な土圧を測定することができ、かつ精密な調整を必要
とすることなく再現性良く同じ特性の土圧計を製造する
ことができる。さらに、圧力検知部の周囲にリング状の
結合部を設けているので、圧力受信部に方持ち状の圧力
が掛かっても結合部は圧力受信部ともどもケース本体中
を直線Ｌに沿って垂直に移動するため圧力検知部がアブ
ノルマルな変形を起こさず、正確な土圧を測定すること
ができる。
【図１】図１は、本発明に係る土圧計の断面図である。
【図２】図２は、本発明に係る土圧計の底面図である。
【図３】図３は、受圧エレメントの断面図である。
【図４】図４は受圧エレメントの底面図である。
【図５】図５は、ストレンゲージの接続回路図である。
１・・・・・基板
２・・・・・取付穴
３・・・・・ケース本体
４・・・・・受圧エレメント
５・・・・・圧力受信部
６・・・・・窪み
７・・・・・Ｏリング
８・・・・・取付基部
９・・・・・取付ネジ穴
１０・・・・・台板
１１・・・・・圧力検知部
１２・・・・・結合部
１２’・・・・ネジ穴
１３・・・・・空洞
１４・・・・・ストレンゲージ
１５・・・・・端子板
１６・・・・・カバー
１７・・・・・ネジ
１８・・・・・Ｏリング
１９・・・・・電線貫通金物
２１・・・・・ネジ
２２・・・・・ネジ
２３・・・・・ケーブル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01L 1/22
G01L 5/00
Claims (4)
- 【請求項１】土砂から受ける圧力をストレンゲージの歪
み量で検出する土圧計において、筒状のケース本体の内
形と同じ外形を有する圧力受信部と、筒状のケース本体
の内形と同じ外形を有し、該圧力受信部が固着される結
合部と該結合部の内側に形成された肉薄状の圧力検知部
と該圧力検知部の中央に突出し圧力受信部よりも断面の
小さい台板からなり、該圧力受信部と該結合部とを結合
し、ケース本体内に配置された受圧ユニットと、前記圧
力検知部に設けられたストレンゲージと、を具備し、受
圧ユニットの台板はケース本体内の基板に固定されてい
ることを特徴とする土圧計。 - 【請求項２】前記圧力検知部に配置されたストレンゲー
ジは複数個であることを特徴とする請求項１に記載の土
圧計。 - 【請求項３】空洞内に貼着されているストレンゲージ
は、それぞれ圧力検知部の中心点を中心として直交する
線上に配置されていることを特徴とする請求項２に記載
の土圧計。 - 【請求項４】前記本体ケースは円筒状であることを特徴
とする請求項１に記載の土圧計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16660795A JP3427106B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 土圧計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16660795A JP3427106B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 土圧計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0915071A JPH0915071A (ja) | 1997-01-17 |
| JP3427106B2 true JP3427106B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=15834443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16660795A Expired - Fee Related JP3427106B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 土圧計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3427106B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105136356A (zh) * | 2015-09-29 | 2015-12-09 | 长缆电工科技股份有限公司 | 一种电缆附件界面压力测试机 |
| KR102368454B1 (ko) * | 2021-06-24 | 2022-02-25 | 전순종 | 토압계의 외부 하우징 구조 |
-
1995
- 1995-06-30 JP JP16660795A patent/JP3427106B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0915071A (ja) | 1997-01-17 |
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Legal Events
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