JP6912847B1 - Load sensor and load distribution measuring device for molds - Google Patents
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Abstract
【課題】荷重方向の取り付け寸法の制約を低減することができる荷重センサと、この荷重センサを備える金型用荷重分布測定装置を提供する。【解決手段】荷重センサ10は、起歪体1と、起歪体1から突出し、被測定物に当接する当接面11aを有し、測定軸L1上に一対に設けられる当接突起11と、当接突起11間における測定軸L1上に設けられ、起歪体1の歪を検出する歪検出素子12と、起歪体1と接続し、測定軸L1と交差する仮想線L2上に一対に設けられる固定部13と、を有する。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a load sensor capable of reducing restrictions on mounting dimensions in a load direction, and a load distribution measuring device for a mold provided with the load sensor. A load sensor (10) has a strain-causing body (1) and a contact surface (11a) protruding from the strain-causing body (1) and abutting against an object to be measured, and a pair of contact projections (11) provided on a measurement shaft (L1). , A pair of strain detecting elements 12 provided on the measurement axis L1 between the abutting protrusions 11 and detecting the strain of the strain generating body 1 and a pair on the virtual line L2 connected to the strain generating body 1 and intersecting the measuring shaft L1. It has a fixing portion 13 provided in the. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、荷重センサ及び金型に掛かる荷重の分布を測定する金型用荷重分布測定装置に関する。 The present invention relates to a load sensor and a mold load distribution measuring device for measuring the distribution of a load applied to a mold.
従来から、特許文献1のような、プレート状の起歪体と、該起歪体にボルト孔を2か所に形成した荷重センサ(ロードセル)が開示されている。ボルト孔は、荷重方向と方向が同一の測定軸上に設けられる。2か所のボルト孔の間の起歪体における測定軸上には、起歪体の歪を測定する歪ゲージが貼着される。このような荷重センサは、ボルト間で起歪体が引っ張り力を受けて起歪体に歪が生じ、この歪を歪ゲージが検出して荷重が測定される。
Conventionally, a plate-shaped strain generating body as in
従来の荷重センサは、測定軸上に歪ゲージやボルト孔が並ぶため、測定軸方向(すなわち荷重方向)に長く形成される。すると、荷重方向の長さが短い被測定物である場合には、荷重センサを取り付けることができない場合がある。特に、金型が取り付けられる加工機械に、荷重センサが設けられたプレートを備える金型用荷重分布測定装置を取り付けるような場合には、金型の高さ方向は荷重方向と一致することが多く、また、加工機械に取り付け可能な金型高さに制約があるため、金型用荷重分布測定装置のプレートの厚みを厚くすることができないことがあった。 In the conventional load sensor, strain gauges and bolt holes are lined up on the measurement axis, so that the conventional load sensor is formed long in the measurement axis direction (that is, the load direction). Then, if the object to be measured has a short length in the load direction, the load sensor may not be attached. In particular, when a mold load distribution measuring device equipped with a plate provided with a load sensor is attached to a processing machine to which a mold is attached, the height direction of the mold often coincides with the load direction. Further, since there is a limitation on the height of the mold that can be attached to the processing machine, it may not be possible to increase the thickness of the plate of the load distribution measuring device for the mold.
本発明は、荷重方向の取り付け寸法の制約を低減することができる荷重センサと、この荷重センサを備える金型用荷重分布測定装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a load sensor capable of reducing restrictions on mounting dimensions in the load direction, and a load distribution measuring device for a mold provided with the load sensor.
本発明に係る荷重センサは、起歪体と、前記起歪体から突出し、被測定物に当接する当接面を有し、測定軸上に一対に設けられる当接突起と、前記当接突起間における前記測定軸上に設けられ、前記起歪体の歪を検出する歪検出素子と、前記起歪体と接続し、前記測定軸と交差する仮想線上に一対に設けられる固定部と、を有することを特徴とする。 The load sensor according to the present invention has a strain-causing body, a contact surface that protrudes from the strain-causing body and comes into contact with an object to be measured, and a pair of contact protrusions provided on a measurement axis and the contact protrusion. A strain detecting element provided on the measuring axis between the measuring shafts and detecting the strain of the straining body, and a pair of fixed portions connected to the straining body and provided on a virtual line intersecting the measuring shaft. It is characterized by having.
本発明に係る金型用荷重分布測定装置は、上述の荷重センサと、リブ及び前記リブの延在方向に直交する2か所の溝部を備えるプレートと、を有し、前記荷重センサは、前記固定部から前記溝部に亘って挿通されるボルト及び該ボルトと螺合するナットにより前記リブに固定されることを特徴とする。 The load distribution measuring device for a mold according to the present invention includes the above-mentioned load sensor and a plate provided with a rib and two grooves orthogonal to the extending direction of the rib, and the load sensor is the said. It is characterized in that it is fixed to the rib by a bolt inserted from the fixing portion to the groove portion and a nut screwed with the bolt.
本発明によれば、荷重方向の取り付け寸法の制約を低減することができる荷重センサと、この荷重センサを備える金型用荷重分布測定装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a load sensor capable of reducing restrictions on mounting dimensions in the load direction, and a load distribution measuring device for a mold provided with the load sensor.
図1及び図2に基づいて、本発明の実施形態に係る荷重センサ10を説明する。荷重センサ10は、略長矩形板状に形成される起歪体1を有する。図1(a)の平面視において、起歪体1の短手方向に延びる中心軸線は、測定軸L1とされる。起歪体1の長手方向に延びる中心軸線は、仮想線L2とされる。仮想線L2は、測定軸L1と直交する。
The
起歪体1の一方面1a側における測定軸L1上には、当接突起11が一対に設けられる。当接突起11は、起歪体1の長手方向の縁部に沿って、平面視略長矩形状に突出して形成される。当接突起11の平面視における中心は、測定軸L1上に位置される。当接突起11の対向する各2か所の角部は、角R状に面取りされている。当接突起11の先端面は、平坦に形成されて、被測定物と当接する当接面11aとされる。
A pair of
当接突起11間における測定軸L1上には、起歪体1の歪を検出する歪検出素子12が設けられる。歪検出素子12は、起歪体1の測定軸L1方向における歪を検出することができる。本実施形態における歪検出素子12は、半導体歪ゲージである。歪検出素子12は、半導体歪ゲージの他、歪ゲージや圧電センサ等、歪を検出することができる他の素子を用いることができる。
A
荷重センサ10は、当接突起11の当接面11aが被測定物に当接する。当接面11aが強く被測定物と当接することで、被測定物と当接面11aの間に摩擦力が生じる。従って、被測定物が測定軸L1方向に圧縮又は伸長すると、被測定物と共に当接面11a間の距離(すなわち当接突起11間の起歪体1)が圧縮又は伸長され、歪検出素子12により起歪体1の圧縮又は伸長が検出される。
In the
仮想線L2上には、起歪体1に一体的に接続する一対の固定部13が設けられる。本実施形態においては、固定部13には、ボルトが挿通されるボルト孔13hが設けられる。ボルト孔13hの中心(すなわち固定部13の中心)は仮想線L2上に位置する。ボルト孔13h周りには、起歪体1の一方面1aと連続する基端面13a1から突出するように、平面視において略矩形のボス部13aが形成される。起歪体1の他方面1b側のボルト孔13h周りは、起歪体1の他方面1bよりも高いボルト座面13b1を有するボルト座部13bが形成される。ボルト座部13bは、測定軸L1方向の長さが起歪体1の短手方向の長さと一致し、仮想線L2方向の長さがボス部13aの仮想線L2方向の長さと一致する略長矩形状に形成される。なお、荷重センサ10における仮想線L2方向の側面は、ボス部13aからボルト座部13bに亘って連続する平坦面状に形成される。
A pair of
ここで、当接突起11における起歪体1の一方面1aからの高さh1は、ボス部13aにおける起歪体1の一方面1aからの高さh2よりも高く形成される(h1>h2)。具体的には、当接突起11の高さh1は、ボス部13aの高さh2よりも0.02〜0・03mm程度高く形成される。
Here, the height h1 from one
仮想線L2上における歪検出素子12の両側には、孔部14が設けられる。孔部14は、測定軸L1方向に長い長孔状に形成される貫通孔である。孔部14の中心は、仮想線L2上に位置する。
次に、荷重センサ10が、金型用荷重分布測定装置100に取り付けられる態様について説明する。ここで、金型用荷重分布測定装置100は、例えば図3に示すプレス機械200に取り付けられる。プレス機械200は、クラウン210、スライド220、ベッド230、コラム240を有する。プレス機械200は、クラウン210の内部に設けられる図示しない駆動装置によりコンロッド221を介してスライド220が上下に往復移動される。ベッド230の上面にはボルスタ250が設けられ、ボルスタ250の上面には下型320が設けられる。
Next, a mode in which the
スライド220の下面には、金型用荷重分布測定装置100が設けられる。金型用荷重分布測定装置100の下面には、上型310が設けられる。金型用荷重分布測定装置100は、プレート状に形成される荷重受部材110を備える。荷重受部材110は、金型300(上型310、下型320)によりプレス加工が行われた際に発生する荷重を受ける。荷重受部材110は、内部に複数の凹部111が形成されることにより、該凹部111間にリブ112が形成される。リブ112は、プレス機械200の前後方向及び左右方向に延在する。
A mold load
荷重受部材110は、上型310から伝達される荷重がリブ112に伝達される。すると、スライド220の下面に当接するリブ112は、圧縮又は伸長する。従って、このリブ112を被測定物とし、プレス加工の際のリブ112の歪を測定することにより、金型300の荷重分布を測定することができる。
In the
荷重センサ10が荷重受部材110のリブ112に固定される状態を図4に基づいて説明する。リブ112には、リブ112の延在方向(図4(a)の上下方向)に直交する2か所の溝部112aが設けられる。溝部112aは、リブ112を貫通するよう形成される。荷重センサ10は、固定部13のボルト孔13h及び溝部112aに亘ってボルト20が挿通される。ボルト20には、ナット21が螺合する。荷重センサ10は、ボルト20及び該ボルトに螺合するナット21によりリブ112に固定される。
A state in which the
ここで、荷重センサ10をリブ112に取り付けると、リブ112の側面とボス部13aの先端面との間には、隙間Sが形成される。従って、ボルト20とナット21を締め付けることで、当接突起11の当接面11aが、被測定物であるリブ112の側面に強く当接される。このとき、起歪体1は、起歪体1における孔部14の測定軸L1方向の個所が撓み、起歪体1における歪検出素子12周りは変形しないので、ボルト20の締め付けによる歪検出素子12の検出精度への影響が低減される。なお、図4(a)及び図4(b)は、理解のため、当接突起11の高さを誇張して高く表している。
Here, when the
このように、金型用荷重分布測定装置100は、荷重受部材110の厚みを厚くすることなくリブ112に荷重センサ10を取り付けることができるので、プレス機械200のような加工機械における金型の高さ(プレス機械200におけるダイハイト)に及ぼす影響を低く抑えた金型用荷重分布測定装置100を形成することができる。
As described above, the load
なお、図3に示す金型用荷重分布測定装置100の荷重受部材110の形態は一例であり、例えば下型320とボルスタ250の間に設けることもできるし、金型300のダイセットプレート(不図示)を荷重受部材とすることもできる。すなわち、図4(a)、図4(b)に示すように、荷重センサ10がリブ112に取り付けられていればよい。
The form of the
荷重センサ10の他の取り付け例を図5に示す。被測定物50は、超鋼からなる四角柱状部材である。図5においては、荷重方向(測定軸L1の方向)は、紙面に垂直な方向である。被測定物50は、治具30の断面略コ字状の開口部分に配置される。荷重センサ10のボルト20は、治具30の断面略コ字状のリブ状部分の雌ねじ部に螺合する。当接突起11は、対向する被測定物50の側面に当接する。
Another mounting example of the
荷重センサ10は、測定軸L1方向に固定部13(ボルト20)が設けられていないので、超鋼からなる被測定物50のように雌ねじ部の形成が困難な被測定物50であっても、容易に荷重センサ10を用いて荷重測定を行うことができる。
Since the
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は本実施形態によって限定されることは無く、種々の変更を加えて実施することができる。例えば、図6に示すように、図1の長孔とされる孔部14に換えて、測定軸L1方向に並ぶ複数個(図6では3個)の丸穴14Aとすることもできる。また、当接突起11の形状は、略長矩形状だけでなく、複数の柱状突起等種々の形状とすることができる。また、仮想線L2は、任意の角度で測定軸L1と交差していればよい。換言すれば、当接突起11及び歪検出素子12は、固定部13間に配置されていればよい。なお、本実施形態のように測定軸L1と仮想線L2が直交することで、荷重センサ10をコンパクトに形成することができる。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the present embodiment and can be implemented with various modifications. For example, as shown in FIG. 6, instead of the
1 起歪体 1a 一方面
1b 他方面 10 荷重センサ
11 当接突起 11a 当接面
12 歪検出素子 13 固定部
13a ボス部 13a1 基端面
13b ボルト座部 13b1 ボルト座面
13h ボルト孔 14 孔部
14A 丸穴 20 ボルト
21 ナット 30 治具
50 被測定物
100 金型用荷重分布測定装置 110 荷重受部材
111 凹部 112 リブ
112a 溝部 200 プレス機械
210 クラウン 220 スライド
221 コンロッド 230 ベッド
240 コラム 250 ボルスタ
300 金型 310 上型
320 下型 L1 測定軸
L2 仮想線 R 角
S 隙間
1
Claims (5)
起歪体と、
前記起歪体から突出し、被測定物に当接する当接面を有し、前記測定軸上に一対に設けられる当接突起と、
前記当接突起間における前記測定軸上に設けられ、前記起歪体の歪を検出する歪検出素子と、
前記起歪体と接続し、前記測定軸と交差する仮想線上に一対に設けられる固定部と、
を有することを特徴とする荷重センサ。
A load sensor with one measuring axis
Distortion body and
Protrudes from the strain body has a contact surface that contacts the workpiece, the contact projection provided on the pair on the measuring axis,
A strain detecting element provided on the measuring axis between the abutting protrusions and detecting the strain of the strain-causing body, and a strain detecting element.
A pair of fixed portions connected to the strain-causing body and provided on a virtual line intersecting the measurement axis,
A load sensor characterized by having.
前記仮想線上における前記歪検出素子の両側の前記起歪体には、孔部が設けられることを特徴とする請求項3に記載の荷重センサ。 The height of the abutting protrusion is formed higher than the height of the boss portion provided around the bolt hole.
The load sensor according to claim 3, wherein holes are provided in the strain generating bodies on both sides of the strain detecting element on the virtual line.
リブ及び前記リブの延在方向に直交する2か所の溝部を備えるプレートと、
を有し、
前記荷重センサは、前記固定部から前記溝部に亘って挿通されるボルト及び該ボルトと螺合するナットにより前記リブに固定されることを特徴とする金型用荷重分布測定装置。
The load sensor according to claim 3 or 4.
A plate having a rib and two grooves orthogonal to the extending direction of the rib,
Have,
The load sensor is a load distribution measuring device for a mold, characterized in that the load sensor is fixed to the rib by a bolt inserted from the fixing portion to the groove portion and a nut screwed with the bolt.
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