JP6966930B2 - 荷重検出装置 - Google Patents
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Description
ことを特徴とする。
傾斜角度が大きいことを特徴とする。
本発明の第1実施形態に係る荷重検出装置100を備える回転機器10について説明する。なお、回転機器10の回転中心軸に平行な方向を軸方向として、以下、説明する。図1に示すように、回転機器10は、ポンプ、モータ等の駆動部(不図示)に接続される回転軸11と、回転軸11を回転自在に支持する一対の軸受12a,12bと、一対の軸受12a,12b間に配置される荷重検出装置100と、荷重検出装置100及び軸受12a,12bを収容する有底円筒状の収容ケース13と、収容ケース13の開口部を閉塞する回転機器10の本体ケース14と、を備える。
本発明の第2実施形態に係る荷重検出装置200について説明する。以下では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明し、図中、上記第1実施形態で説明した構成と同一の構成または相当する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
上記第2実施形態では、起歪体110と同じ材質、形状、寸法で形成された支持部材250を起歪体110に対向して配置させる例について説明したが、支持部材250の形状は、これに限定されない。図6に示すように、起歪体110よりも軸方向長さの短い支持部材450を起歪体110に対向して配置させてもよい。この場合、支持部材450は、以下の条件1,2を満足するように、材料、形状、寸法を設定することが好ましい。
図7を参照して、本発明の第3実施形態に係る荷重検出装置300について説明する。以下では、上記第2実施形態と異なる点を中心に説明し、図中、上記第2実施形態で説明した構成と同一の構成または相当する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
上記実施形態では、起歪体110における荷重受け板120側の端部全体が湾曲状の荷重受け部115(湾曲部)とされる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図8Aに示すように、起歪体510における荷重受け板120側の端面の径方向中央部に、軸方向外方に突出する湾曲状の荷重受け部(湾曲部)515を設け、荷重受け部515の径方向両側を平面状の平面部としてもよい。また、図8Bに示すように、起歪体610における荷重受け板120側の端面の径方向中央部に、軸方向外方に突出する断面矩形状の荷重受け部615を設けてもよい。
上記実施形態では、図2Bに示すように、環状凹部114の底面114aと内側側面114bとの間に内側湾曲面114dを設け、環状凹部114の底面114aと外側側面114cとの間に外側湾曲面114eを設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。図8A及び図8Bに示すように、内側湾曲面114d及び外側湾曲面114eを省略することもできる。
上記実施形態では、歪ゲージ140を4枚設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、8枚の歪ゲージ140を45度間隔で起歪体110,310に貼り付けるようにしてもよい。
上記実施形態では、回転機器10のスラスト荷重を検出する荷重検出装置100,200,300を一例に説明したが、本発明はこれに限定されない。ボルトの締結荷重、プレス成形機器の圧縮荷重、ブレーキ装置のブレーキ力等、種々の荷重を発生させる装置に適用することができ、それらの装置で発生する荷重を検出することができる。
上記実施形態に係る荷重検出装置100,200,300では、一対の挟持部材として、荷重受け板120及び支持板130を備える例について説明したが、荷重検出装置100,200,300の使用方法によっては、荷重受け板120及び支持板130の一方または双方を省略することもできる。
上記第2及び第3実施形態では、支持部材250,350と支持板130とを別部材で形成する例について説明したが、支持部材250,350と支持板130とを一体成形により形成してもよい。
上記実施形態では、歪ゲージ140が、環状凹部114の底面114aにおける荷重受け部115の頂面の真裏に取り付けられる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。環状凹部114の側面近傍の底面114aに歪ゲージ140を取り付けて圧縮歪を検出するようにしてもよい。なお、上記実施形態のように、荷重受け部115の頂面の真裏に歪ゲージ140を取り付ける場合、環状凹部114の側面近傍の底面114aに歪ゲージ140を取り付ける場合に比べて、荷重検出装置100,200,300の径方向の小型化を図ることができる。
上記第2実施形態では、荷重受け部115に荷重が作用したときの起歪体110の一対の脚部117間の広がり量(あるいは狭まり量)と、支持部材250の一対の当接部257間の広がり量(あるいは狭まり量)と、を同程度にする例について説明したが、本発明はこれに限定されない。一対の脚部117間の広がり量(あるいは狭まり量)に比べて、支持部材250の一対の当接部257間の広がり量(あるいは狭まり量)が、小さくてもよい。このような場合であっても第1実施形態に比べて、一対の脚部117が支持部材250上で滑ることを抑制することができるので、歪ゲージ140の出力のヒステリシスを抑制することができる。
Claims (7)
- 荷重検出装置であって、
円筒状の起歪体と、
前記起歪体の歪みを検出する歪ゲージと、を備え、
前記起歪体は、
非拘束で支持される軸方向一端部に、周方向に沿って延設される円環状の環状凹部と、
軸方向他端部における前記環状凹部の反対側に、軸方向外方に向かって凸状に形成され外部荷重が作用する荷重受け部と、
前記環状凹部を区画する円筒状の内側脚部及び円筒状の外側脚部と、を有し、
前記歪ゲージは、前記環状凹部の底面における前記荷重受け部の頂面の真裏に取り付けられ、
前記荷重受け部は、前記内側脚部及び前記外側脚部によって支持された両持ち梁構造であり、前記内側脚部及び前記外側脚部を支点として変形可能である
ことを特徴とする荷重検出装置。 - 請求項1に記載の荷重検出装置において、
前記荷重受け部は、湾曲状の湾曲部とされ、
前記湾曲部の頂面に、前記外部荷重が作用する
ことを特徴とする荷重検出装置。 - 請求項1または2に記載の荷重検出装置において、
前記環状凹部には、前記環状凹部の底面と側面とを接続する湾曲面が設けられる
ことを特徴とする荷重検出装置。 - 荷重検出装置であって、
円筒状の起歪体と、
前記起歪体の歪みを検出する歪ゲージと、
前記起歪体の軸方向一端部を非拘束で支持する支持部材と、を備え、
前記起歪体は、
非拘束で支持される前記軸方向一端部に、周方向に沿って延設される円環状の環状凹部と、
軸方向他端部における前記環状凹部の反対側に、軸方向外方に向かって凸状に形成され
外部荷重が作用する荷重受け部と、
前記環状凹部を区画する円筒状の内側脚部と円筒状の外側脚部と、を有し、
前記支持部材は、
前記内側脚部の先端部に当接し、前記内側脚部の径方向の変形にともなって径方向へ変形する内側当接部と、
前記外側脚部の先端部に当接し、前記外側脚部の径方向の変形にともなって径方向へ変形する外側当接部と、を有し、
前記歪ゲージは、前記環状凹部の底面に取り付けられることを特徴とする荷重検出装置。 - 請求項4に記載の荷重検出装置において、
前記支持部材は、前記内側当接部が、前記起歪体の前記荷重受け部に作用する荷重に応じて変形する前記内側脚部の前記先端部の移動量と同程度の移動量で先端が移動するように変形し、前記外側当接部が、前記起歪体の前記荷重受け部に作用する荷重に応じて変形する前記外側脚部の前記先端部の移動量と同程度の移動量で先端が移動するように変形するように形成されることを特徴とする荷重検出装置。 - 荷重検出装置であって、
円筒状の起歪体と、
前記起歪体の歪みを検出する歪ゲージと、
前記起歪体の前記軸方向一端部を非拘束で支持する支持部材と、を備え、
前記起歪体は、
非拘束で支持される軸方向一端部に、周方向に沿って延設される円環状の環状凹部と、
軸方向他端部における前記環状凹部の反対側に、軸方向外方に向かって凸状に形成され外部荷重が作用する荷重受け部と、
前記環状凹部を区画する円筒状の内側脚部と円筒状の外側脚部と、を有し、
前記支持部材は、
前記内側脚部の先端面に当接する内側テーパ面と、
前記外側脚部の先端面に当接する外側テーパ面と、を有し、
前記歪ゲージは、前記環状凹部の底面に取り付けられ、
前記内側テーパ面は、外周側に比べて内周側が高くなるように形成され、
前記外側テーパ面は、内周側に比べて外周側が高くなるように形成されることを特徴とする荷重検出装置。 - 請求項6に記載の荷重検出装置において、
前記外側テーパ面は、前記内側テーパ面に比べて、軸方向に直交する平面からの傾斜角度が大きい
ことを特徴とする荷重検出装置。
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