JPH0221231A - 台座付荷重変換器 - Google Patents
台座付荷重変換器Info
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- JPH0221231A JPH0221231A JP63170997A JP17099788A JPH0221231A JP H0221231 A JPH0221231 A JP H0221231A JP 63170997 A JP63170997 A JP 63170997A JP 17099788 A JP17099788 A JP 17099788A JP H0221231 A JPH0221231 A JP H0221231A
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- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2206—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
- G01L1/2218—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being of the column type, e.g. cylindric, adapted for measuring a force along a single direction
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 技術分野
本発明は1台座付荷重変換器に関し、より具体的には、
ひずみゲージを用いて荷重の大きさを電気量に変換して
検出する荷重支持部側に台座が一体的に固着されてなる
台座付荷重変換器に関するものである。
ひずみゲージを用いて荷重の大きさを電気量に変換して
検出する荷重支持部側に台座が一体的に固着されてなる
台座付荷重変換器に関するものである。
(b) 従来技術
荷重変換器の起歪部の形状は、測定荷重の大きさ(定格
容量)、小型あるいは薄型というような荷重変換器に要
求される形状、精度等に応じて種々のものが提案され且
つ実用に供されている。
容量)、小型あるいは薄型というような荷重変換器に要
求される形状、精度等に応じて種々のものが提案され且
つ実用に供されている。
大きな荷重を測定する荷重変換器では、両端固定型のせ
ん断梁にひずみゲージを添着した方式のものが荷重印加
点の移動の影響を無くすことができるため広く用いられ
ている。
ん断梁にひずみゲージを添着した方式のものが荷重印加
点の移動の影響を無くすことができるため広く用いられ
ている。
すなわち、第6図および第7図は、従来の両端固定型の
せん断梁からなる荷重変換器の要部構成を示すそれぞれ
平面図および同図X−X線矢視方向断面図である。
せん断梁からなる荷重変換器の要部構成を示すそれぞれ
平面図および同図X−X線矢視方向断面図である。
同図において、荷重変換器1は、荷重を支持する円筒状
の外殻部2と、その中央部に測定荷重を導入する荷重座
3と、この荷重座3と同軸に一体に形成され、荷重座3
から受けた印加荷重を次述する起歪部に伝達する荷重伝
達部4と、この荷重伝達部4の外周と外殻部2の内周と
の間に十文字状に連結された4本のせん断梁5,6,7
.8が形成され、そのせん断梁5〜8の中間部が起歪部
5a 、6a 、7a 、8aとされ、その起歪部5a
〜8aの荷重軸に平行をなす面にそれぞれひずみゲージ
SGがぜん断ひずみを検出し得るように、即ち、荷重軸
に対し45°および135°の角度方向にその受感軸を
向けて添着された構成となっている。
の外殻部2と、その中央部に測定荷重を導入する荷重座
3と、この荷重座3と同軸に一体に形成され、荷重座3
から受けた印加荷重を次述する起歪部に伝達する荷重伝
達部4と、この荷重伝達部4の外周と外殻部2の内周と
の間に十文字状に連結された4本のせん断梁5,6,7
.8が形成され、そのせん断梁5〜8の中間部が起歪部
5a 、6a 、7a 、8aとされ、その起歪部5a
〜8aの荷重軸に平行をなす面にそれぞれひずみゲージ
SGがぜん断ひずみを検出し得るように、即ち、荷重軸
に対し45°および135°の角度方向にその受感軸を
向けて添着された構成となっている。
このように構成された従来の荷重変換器1の作用につい
て説明すると、荷重座3に被測定荷重Wが印加されると
、その荷重Wは、剛性の大きな荷重伝達部4を介してせ
ん断梁5〜8の内方端に伝達される。一方、被測定荷重
Wと大きさが等しく方向が反対の反力は、外殻部2を介
してぜん断梁5〜8の外方端に伝達される。そのため、
せん断梁5〜8には、せん断力が作用し、各起歪部5a
〜8aにせん断応力が発生する。このせん断応力を、起
歪部58〜8aに接着されたひずみゲージSOによって
電気量(抵抗変化)に変換して検出するのである。
て説明すると、荷重座3に被測定荷重Wが印加されると
、その荷重Wは、剛性の大きな荷重伝達部4を介してせ
ん断梁5〜8の内方端に伝達される。一方、被測定荷重
Wと大きさが等しく方向が反対の反力は、外殻部2を介
してぜん断梁5〜8の外方端に伝達される。そのため、
せん断梁5〜8には、せん断力が作用し、各起歪部5a
〜8aにせん断応力が発生する。このせん断応力を、起
歪部58〜8aに接着されたひずみゲージSOによって
電気量(抵抗変化)に変換して検出するのである。
しかしながら、このような従来の荷重変換器1には、次
のような欠点がある。
のような欠点がある。
第1には、上記外殻部2の剛性を十分高くできない場合
、荷重Wが荷重軸方向に沿って印加されたとしても、外
殻部2が変形して起歪部5a〜8aを反らせるモーメン
トによる変形が生じ、その曲げモーメントによる誤差が
荷重検出出力に混入(付加)されるという欠点がある。
、荷重Wが荷重軸方向に沿って印加されたとしても、外
殻部2が変形して起歪部5a〜8aを反らせるモーメン
トによる変形が生じ、その曲げモーメントによる誤差が
荷重検出出力に混入(付加)されるという欠点がある。
即ち、上述したような荷重変換器1は、外殻部2が堅固
な不動部材に固定されている場合には、起歪部58〜8
aには第8図に示す正常な変形によるせん断応力(曲げ
応力)が生じ上述したようにひずみゲージSGによって
そのせん断応力に対応したひずみ出力を得ることができ
る。
な不動部材に固定されている場合には、起歪部58〜8
aには第8図に示す正常な変形によるせん断応力(曲げ
応力)が生じ上述したようにひずみゲージSGによって
そのせん断応力に対応したひずみ出力を得ることができ
る。
しかしながら、外形状の制限により外殻部2の剛性を十
分大きくとることができない場合には、荷重Wが印加さ
れると、第9図に示す如く起歪部6aの荷重伝達部4側
に時計回り方向の曲げモーメントMが生じ、起歪部6a
の外殻部2側に反時計回り方向の曲げモーメントM′が
付加された状態で起歪部6aに曲げ応力とせん断応力が
生じる。
分大きくとることができない場合には、荷重Wが印加さ
れると、第9図に示す如く起歪部6aの荷重伝達部4側
に時計回り方向の曲げモーメントMが生じ、起歪部6a
の外殻部2側に反時計回り方向の曲げモーメントM′が
付加された状態で起歪部6aに曲げ応力とせん断応力が
生じる。
このときの曲げモーメントMおよびM′に基づくひずみ
は、曲げモーメントM、M’ が外殻部2と接する被測
定面の摩擦状態により左右されるため、印加荷重に比例
したものとならず、且つまた、ホイートストンブリッジ
により電気的に完全にキャンセルすることもできず、荷
重検出出力に混入されるのである。
は、曲げモーメントM、M’ が外殻部2と接する被測
定面の摩擦状態により左右されるため、印加荷重に比例
したものとならず、且つまた、ホイートストンブリッジ
により電気的に完全にキャンセルすることもできず、荷
重検出出力に混入されるのである。
第2には、上記第1の欠点を解消すべく外殻部2の剛性
を高くするためには、外殻部2の荷重軸方向や半径方向
の肉厚寸法を大きくすればよいが、高精度の荷重検出出
力を得るためには非常に大きな寸法増を必要とするため
、被測定対象物の寸法上の制約があり現実的な解決方法
とはいえない。
を高くするためには、外殻部2の荷重軸方向や半径方向
の肉厚寸法を大きくすればよいが、高精度の荷重検出出
力を得るためには非常に大きな寸法増を必要とするため
、被測定対象物の寸法上の制約があり現実的な解決方法
とはいえない。
(c) 目的
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、その目的
は、構成が簡素で、軽量且つ小型であり、荷重支持部の
剛性を充分高くできない場合でも荷重支持部の変形を抑
制でき、該変形による曲げモーメントが及ぼす測定誤差
が検出出力中に混入するのを効果的に阻止し得ると共に
、被測定体の変形や傾斜による測定誤差が真に求めるべ
き検出出力中に混入するのを有効に阻止し得る荷重変換
器を提供することにある。
は、構成が簡素で、軽量且つ小型であり、荷重支持部の
剛性を充分高くできない場合でも荷重支持部の変形を抑
制でき、該変形による曲げモーメントが及ぼす測定誤差
が検出出力中に混入するのを効果的に阻止し得ると共に
、被測定体の変形や傾斜による測定誤差が真に求めるべ
き検出出力中に混入するのを有効に阻止し得る荷重変換
器を提供することにある。
(d) 構成
上記の目的を達成させるために、本発明は、ひずみゲー
ジを用いて荷重の大きさを電気量に変換して検出する荷
重変換器において、柱状を呈し軸中心が荷重軸と一致す
るように形成された剛性大なる荷重導入部と、所定の間
隔を存して前記荷重導入部の周囲を囲繞するように形成
された剛性大なる荷重支持部と、前記荷重導入部から放
射方向に延びその内端が前記荷重導入部に一体に連設さ
れその外端が前記荷重支持部に一体に連接され前記荷重
支持部が支持された状態で前記荷重部に荷重軸に沿う方
向に力が作用するとき弾性変形する起歪部と、をもって
形成された受感部と;中間に前記荷重軸と中心が一致す
るようにくびれ部が形成されそのくびれ部を挟むように
互いに略平行な2つの板状剛体部が形成された台座と;
を備え。
ジを用いて荷重の大きさを電気量に変換して検出する荷
重変換器において、柱状を呈し軸中心が荷重軸と一致す
るように形成された剛性大なる荷重導入部と、所定の間
隔を存して前記荷重導入部の周囲を囲繞するように形成
された剛性大なる荷重支持部と、前記荷重導入部から放
射方向に延びその内端が前記荷重導入部に一体に連設さ
れその外端が前記荷重支持部に一体に連接され前記荷重
支持部が支持された状態で前記荷重部に荷重軸に沿う方
向に力が作用するとき弾性変形する起歪部と、をもって
形成された受感部と;中間に前記荷重軸と中心が一致す
るようにくびれ部が形成されそのくびれ部を挟むように
互いに略平行な2つの板状剛体部が形成された台座と;
を備え。
前記台座の一方の板状剛体部を前記受感部の前記荷重支
持部に当接した状態で一体的に固着されてなり、前記受
感部に形成された前記起歪部に添着されたひずみゲージ
によって前記荷重導入部に印加された被測定荷重の大き
さを電気量に変換して検出するように構成したものであ
る。
持部に当接した状態で一体的に固着されてなり、前記受
感部に形成された前記起歪部に添着されたひずみゲージ
によって前記荷重導入部に印加された被測定荷重の大き
さを電気量に変換して検出するように構成したものであ
る。
以下、本発明に係る実施例を添付図面を参照しつつ説明
する。
する。
第1図および第2図は1本発明の第1実施例に係る荷重
変換器の構成を示す第2図U−〇−U線矢視方向断面図
および第1図Y−Y線矢視方向断面図である。
変換器の構成を示す第2図U−〇−U線矢視方向断面図
および第1図Y−Y線矢視方向断面図である。
同図において、9は全体が円柱状を呈し、以下に述べる
各部が一体に形成され、また固着されて一体化された荷
重変換器である。10は、中実(無空)の略円柱状を呈
し、その軸中心が荷重軸に一致するように形成された剛
性大なる荷重導入部である。この荷重導入部10の周囲
には、所定の間隔を存して囲繞するように厚肉円筒状に
形成された剛性大なる荷重支持部11が配設されている
。
各部が一体に形成され、また固着されて一体化された荷
重変換器である。10は、中実(無空)の略円柱状を呈
し、その軸中心が荷重軸に一致するように形成された剛
性大なる荷重導入部である。この荷重導入部10の周囲
には、所定の間隔を存して囲繞するように厚肉円筒状に
形成された剛性大なる荷重支持部11が配設されている
。
上記荷重導入部1oと、上記荷重支持部11との間には
、荷重軸に直交する一端面および他端面(第1図におい
ては上面および下面)からそれぞれ、中間部に一定の厚
みを残すようにして、所定の深さに達する断面凹状の環
状凹溝12,13が形成されている。このような所定深
さの環状凹溝12と13の各底面間に挟まれた比較的薄
肉の部位が起歪部14である。この場合の各環状凹溝1
2.13の底部(底面)は、断面略V字状を呈している
。
、荷重軸に直交する一端面および他端面(第1図におい
ては上面および下面)からそれぞれ、中間部に一定の厚
みを残すようにして、所定の深さに達する断面凹状の環
状凹溝12,13が形成されている。このような所定深
さの環状凹溝12と13の各底面間に挟まれた比較的薄
肉の部位が起歪部14である。この場合の各環状凹溝1
2.13の底部(底面)は、断面略V字状を呈している
。
つまり、起歪部14は、結果的に、荷重導入部10から
放射方向に延び、その内端(内周縁)が荷重導入部10
と一体に連設され、その外端(外周縁)が荷重支持部1
1と一体に連設されていることになる。
放射方向に延び、その内端(内周縁)が荷重導入部10
と一体に連設され、その外端(外周縁)が荷重支持部1
1と一体に連設されていることになる。
さらに、上記起歪部14の放射方向中間部には、第2図
に示すように、同−半径上に中心をもつ合計8個の小径
の貫通孔15が等配向度の位置に穿設されており、この
うち、1つおきの貫通孔15の内壁面には、該貫通孔1
5毎に、荷重軸に対し45°および135°の角度方向
に受感軸を向けたせん断応力検出用のひずみゲージSG
が複数、接着、蒸着、スパッタリング等の手段により添
着されている。
に示すように、同−半径上に中心をもつ合計8個の小径
の貫通孔15が等配向度の位置に穿設されており、この
うち、1つおきの貫通孔15の内壁面には、該貫通孔1
5毎に、荷重軸に対し45°および135°の角度方向
に受感軸を向けたせん断応力検出用のひずみゲージSG
が複数、接着、蒸着、スパッタリング等の手段により添
着されている。
荷重導入部10の上部には、中実(無空)の厚肉円柱状
を呈し軸中心が荷重軸と一致するように形成された剛性
大なる荷重受座16が一体に連設されている。
を呈し軸中心が荷重軸と一致するように形成された剛性
大なる荷重受座16が一体に連設されている。
尚1本実施例においては、荷重導入部10と起歪部14
と荷重支持部11は、共に一体に形成されているので、
以下この部分を「受感部」と称することとする。
と荷重支持部11は、共に一体に形成されているので、
以下この部分を「受感部」と称することとする。
さらに、荷重導入部10と荷重受座16も一体に形成さ
れている。
れている。
従って、上記荷重受座16と受感部とは一体に形成され
ていることになり、以下これらの部分を総称して「変換
器本体」と称することとする。
ていることになり、以下これらの部分を総称して「変換
器本体」と称することとする。
尚、環状凹溝12と13は、旋削加工によって形成する
。
。
荷重支持部11の上面には、この荷重支持部11よりは
薄肉であるが、充分に厚肉で剛性の高い円筒状の外筒部
17が当接され且つその当接部外周面を例えば電子ビー
ム溶接あるいはレーザービーム溶接等の手段により深部
まで溶接されている。一方、荷重受座16の外周面には
、やや厚肉の円筒状の内筒部18が嵌合され且つその嵌
合された上縁部が同様の手段に溶接されている。そして
、これら内筒部18と外筒部17との間には、各上端部
位および各下端部位同士を互いに結ぶように平行で且つ
薄肉の2枚の円板状のダイヤフラム19および2oが一
体または一体的に連設されている。ここで、これら外筒
部17と内筒部18とダイヤフラム19,20からなる
部分を「平行四辺形ダイヤフラム」と称することとする
。
薄肉であるが、充分に厚肉で剛性の高い円筒状の外筒部
17が当接され且つその当接部外周面を例えば電子ビー
ム溶接あるいはレーザービーム溶接等の手段により深部
まで溶接されている。一方、荷重受座16の外周面には
、やや厚肉の円筒状の内筒部18が嵌合され且つその嵌
合された上縁部が同様の手段に溶接されている。そして
、これら内筒部18と外筒部17との間には、各上端部
位および各下端部位同士を互いに結ぶように平行で且つ
薄肉の2枚の円板状のダイヤフラム19および2oが一
体または一体的に連設されている。ここで、これら外筒
部17と内筒部18とダイヤフラム19,20からなる
部分を「平行四辺形ダイヤフラム」と称することとする
。
上記荷重支持部11の下端面には、印加荷重に抗する反
力を被測定体から受ける台座部21が当接された状態で
上述同様電子ビーム溶接等により強固に溶接されている
。この台座部21は、充分厚肉の円柱体の上下方向中間
部に、外周面から中心軸に向けて所定の深さに達する溝
22を形成することによって、くびれ部23が形成され
ている。
力を被測定体から受ける台座部21が当接された状態で
上述同様電子ビーム溶接等により強固に溶接されている
。この台座部21は、充分厚肉の円柱体の上下方向中間
部に、外周面から中心軸に向けて所定の深さに達する溝
22を形成することによって、くびれ部23が形成され
ている。
その結果、上記くびれ部23を挟むようにして互いに略
平行な2つの板状剛体部24.25が形成される。
平行な2つの板状剛体部24.25が形成される。
尚、下側の板状剛体部25の周縁近傍部位には、台座部
21を介して変換器本体を被測定体に固定する取付ボル
ト(図示せず)螺合用のねじ孔26が複数形成されてい
る。
21を介して変換器本体を被測定体に固定する取付ボル
ト(図示せず)螺合用のねじ孔26が複数形成されてい
る。
次に、上記構成よりなる第1実施例の作用、効果につき
説明する。
説明する。
変換器本体の荷重受座16に被測定体からの荷重が印加
されると、その荷重は、荷重導入部10を介して起歪部
14へと伝達される。一方、図示省略の被測定体の他面
から台座部21が受ける上記荷重に抗する反力は、台座
部21を介しさらに荷重支持部11を介して起歪部14
へと伝達される。その結果、起歪部14には、せん断応
力が発生する。このせん断応力は、起歪部14に添着さ
れたひずみゲージSGによって電気量(電気抵抗変化)
に変換され、例えば4枚のひずみゲージSGより構成さ
れた図示省略のホイートストンブリッジ回路によって取
り出される。
されると、その荷重は、荷重導入部10を介して起歪部
14へと伝達される。一方、図示省略の被測定体の他面
から台座部21が受ける上記荷重に抗する反力は、台座
部21を介しさらに荷重支持部11を介して起歪部14
へと伝達される。その結果、起歪部14には、せん断応
力が発生する。このせん断応力は、起歪部14に添着さ
れたひずみゲージSGによって電気量(電気抵抗変化)
に変換され、例えば4枚のひずみゲージSGより構成さ
れた図示省略のホイートストンブリッジ回路によって取
り出される。
ところで、本実施例における荷重変換器9に対し、仮に
、横荷重または偏荷重が印加された場合には、荷重受座
16と荷重導入部10とが一体となって、その軸中心が
荷重軸に対し、傾こうとするが、荷重台座16の外周と
、外筒部17との間には、所定間隔だけ軸方向に離間し
てダイヤフラム19.20が一体的に連設されて平行四
辺形ダイヤフラムを形成しているので、荷重受座16お
よび荷重導入部10が倒れる方向に対しては、抑制力が
作用し、その結果、横荷重または偏荷重による影響は、
低減し、起歪部14には軸方向の印加荷重に対応したせ
ん断応力が発生する。
、横荷重または偏荷重が印加された場合には、荷重受座
16と荷重導入部10とが一体となって、その軸中心が
荷重軸に対し、傾こうとするが、荷重台座16の外周と
、外筒部17との間には、所定間隔だけ軸方向に離間し
てダイヤフラム19.20が一体的に連設されて平行四
辺形ダイヤフラムを形成しているので、荷重受座16お
よび荷重導入部10が倒れる方向に対しては、抑制力が
作用し、その結果、横荷重または偏荷重による影響は、
低減し、起歪部14には軸方向の印加荷重に対応したせ
ん断応力が発生する。
尚、平行四辺形ダイヤフラム19,20は、上述のよう
に横荷重または偏荷重を抑制する機能を有するが、精度
とのかね合いによって省略してもよいが、同時にひずみ
ゲージSGの防湿機能も併有しているので、具備せしめ
ておくことが望ましい。
に横荷重または偏荷重を抑制する機能を有するが、精度
とのかね合いによって省略してもよいが、同時にひずみ
ゲージSGの防湿機能も併有しているので、具備せしめ
ておくことが望ましい。
また、荷重支持部11の下端は、板状剛体部24に固着
されているので、大荷重を受けた場合でも、第9図にお
いて説明したような曲げモーメントの発生による検出出
力への悪影響を伴わず、起歪部14は、第8図に例示し
たような、本来の被測定荷重に対応しだせん断応力を発
生し、これをひずみゲージSGによって正確に検出する
ことができる。
されているので、大荷重を受けた場合でも、第9図にお
いて説明したような曲げモーメントの発生による検出出
力への悪影響を伴わず、起歪部14は、第8図に例示し
たような、本来の被測定荷重に対応しだせん断応力を発
生し、これをひずみゲージSGによって正確に検出する
ことができる。
また1台座部21より詳しくは板状剛体部25の底面と
当接する被測定体の当接面が柔軟であったり、平担面で
ない場合、不均一な分布荷重を受けても、くびれ部23
によってこれを吸収(集中)した上で、さらに板状剛体
部24によって略均−に分散して荷重支持部11へ伝達
せしめるので、被測定体と台座部21との接触状態によ
る影響を大幅に低減化させることができる。
当接する被測定体の当接面が柔軟であったり、平担面で
ない場合、不均一な分布荷重を受けても、くびれ部23
によってこれを吸収(集中)した上で、さらに板状剛体
部24によって略均−に分散して荷重支持部11へ伝達
せしめるので、被測定体と台座部21との接触状態によ
る影響を大幅に低減化させることができる。
また、本実施例に係る荷重変換器9は、高湿あるいは水
中等の悪環境下において使用される場合であっても、受
感部の上端が平行四辺形ダイヤフラムで閉塞され、受感
部の下端が台座部21で閉塞されているため、ひずみゲ
ージSGが添着されている貫通孔20,21の内部まで
は、水分等は侵入しないので、吸湿による絶縁低下や酸
化が確実に防止され、長期に亘って安定した精度を確保
することができる。
中等の悪環境下において使用される場合であっても、受
感部の上端が平行四辺形ダイヤフラムで閉塞され、受感
部の下端が台座部21で閉塞されているため、ひずみゲ
ージSGが添着されている貫通孔20,21の内部まで
は、水分等は侵入しないので、吸湿による絶縁低下や酸
化が確実に防止され、長期に亘って安定した精度を確保
することができる。
第3図は、本発明の第2実施例に係る台座付荷重変換器
の構成を右半分のみを破断して示す正面半断面図、第4
図は同図2−2線矢視方向断面図である。
の構成を右半分のみを破断して示す正面半断面図、第4
図は同図2−2線矢視方向断面図である。
この第2実施例の荷重変換器27は、基本的構成におい
ては第1実施例の荷重変換器9と共通している。即ち、
荷重導入部28、荷重支持部29、環状凹溝30,31
、起歪部321貫通孔33およびひずみゲージSGを有
している点は、第1実施例のものと略共通している。
ては第1実施例の荷重変換器9と共通している。即ち、
荷重導入部28、荷重支持部29、環状凹溝30,31
、起歪部321貫通孔33およびひずみゲージSGを有
している点は、第1実施例のものと略共通している。
相違点は、貫通孔33の個数が第1実施例では。
8個であるのに対し、4個である点、環状凹溝30.3
1の断面形状が第1実施例では略V字状であるのに対し
底面が平坦な略U字状を呈している点等である。
1の断面形状が第1実施例では略V字状であるのに対し
底面が平坦な略U字状を呈している点等である。
一方、この第2実施例においては、平行四辺形ダイヤフ
ラムを備えていない点で第1実施例と相違している。そ
のため、荷重変換器27の環状凹溝30を閉塞する環状
蓋体34が冠着されており。
ラムを備えていない点で第1実施例と相違している。そ
のため、荷重変換器27の環状凹溝30を閉塞する環状
蓋体34が冠着されており。
また、荷重受座35の背が低くなっている。
そして、この第2実施例の台座部36は、上、下一対の
板状剛体部37.38のうち下側の板状剛体部38のみ
が大径に形成され荷重変換器27の外方に延設され且つ
その延設部にボルト挿通孔“39が穿設されてている点
で第1実施例と相違している。
板状剛体部37.38のうち下側の板状剛体部38のみ
が大径に形成され荷重変換器27の外方に延設され且つ
その延設部にボルト挿通孔“39が穿設されてている点
で第1実施例と相違している。
このように構成された第2実施例によれば、横荷重また
は偏荷重に対する影響が低減するという効果を除き、第
1実施例によって得られる効果が悉く得られるほか、板
状剛体部38を大径としたことにより1台座部36の被
測定体への取付ボルトによる取付けが容易化されるとい
う効果が得られる。
は偏荷重に対する影響が低減するという効果を除き、第
1実施例によって得られる効果が悉く得られるほか、板
状剛体部38を大径としたことにより1台座部36の被
測定体への取付ボルトによる取付けが容易化されるとい
う効果が得られる。
尚、本発明は、上述し且つ図面に示した実施例にのみ限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で
種々の変形実施が可能である。
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で
種々の変形実施が可能である。
例えば、第1実施例において、荷重変換器9の荷重支持
部11と外筒部17とを別体に構成した例につき説明し
たが、これを一体に構成してもよい、同様に荷重支持部
11と台座部21の板状剛体部24とを一体に構成して
もよい、ただし、この場合、環状凹溝13および、荷重
導入部10の下面と板状剛体部24との間の間隙は、旋
削加工を施すことができないので、例えば、いわゆるロ
ストワックス鋳造法等により、環状凹溝13および上記
間隙を形成する。
部11と外筒部17とを別体に構成した例につき説明し
たが、これを一体に構成してもよい、同様に荷重支持部
11と台座部21の板状剛体部24とを一体に構成して
もよい、ただし、この場合、環状凹溝13および、荷重
導入部10の下面と板状剛体部24との間の間隙は、旋
削加工を施すことができないので、例えば、いわゆるロ
ストワックス鋳造法等により、環状凹溝13および上記
間隙を形成する。
また、起歪部のひずみを検出する手段としては、上述し
た各実施例のようにせん断ひずみをひずみゲージで検出
するのみならず、第5図に変形実施例として示すように
、環状凹溝12および13の両方または一方の底面に、
放射方向に受感軸を向けて1曲げ応力検出用のひずみゲ
ージSGを添着するようにしてもよい、この場合、貫通
孔15は必らずしも穿設する必要はない。
た各実施例のようにせん断ひずみをひずみゲージで検出
するのみならず、第5図に変形実施例として示すように
、環状凹溝12および13の両方または一方の底面に、
放射方向に受感軸を向けて1曲げ応力検出用のひずみゲ
ージSGを添着するようにしてもよい、この場合、貫通
孔15は必らずしも穿設する必要はない。
また1図示は省略したが、ひずみゲージ(実際にはひず
みゲージで組んだホイートストンブリッジ)にブリッジ
電圧を供給したり、ひずみゲージによって得られるひず
み検出出力を荷重変換器9の外部に電気ケーブルを用い
て導出したりするための貫通孔を1例えば荷重支持部1
1の側壁を穿設し、その貫通孔に防水コネクタ等を嵌合
し、且つ封止する。
みゲージで組んだホイートストンブリッジ)にブリッジ
電圧を供給したり、ひずみゲージによって得られるひず
み検出出力を荷重変換器9の外部に電気ケーブルを用い
て導出したりするための貫通孔を1例えば荷重支持部1
1の側壁を穿設し、その貫通孔に防水コネクタ等を嵌合
し、且つ封止する。
また、起歪部の形状としては、上記実施例に示すものに
限らず、−文字状ビームや十文字状ビームであってもよ
い。
限らず、−文字状ビームや十文字状ビームであってもよ
い。
(a) 効果
以上詳述したところより明らかなように、本発明によれ
ば、構成が頗る簡素で、軽量・小型化が可能であり、荷
重支持部の剛性を充分高くできない場合でも荷重支持部
の変形を抑制でき、該変形による曲げモーメントが及ぼ
す測定誤差が検出出力中に混入するのを効果的に阻止し
得ると共に。
ば、構成が頗る簡素で、軽量・小型化が可能であり、荷
重支持部の剛性を充分高くできない場合でも荷重支持部
の変形を抑制でき、該変形による曲げモーメントが及ぼ
す測定誤差が検出出力中に混入するのを効果的に阻止し
得ると共に。
被測定体の変形や傾斜による測定誤差が真に求めるべき
検出出力中に混入するのを有効に阻止し得る台座付荷重
変換器を提供することができる。
検出出力中に混入するのを有効に阻止し得る台座付荷重
変換器を提供することができる。
第1図は、本発明に係る台座付荷重変換器の第1実施例
の構成を示す第2図U−0−U線矢視方向断面図、第2
図は、第1図Y−Y線矢視方向断面図、第3図は1本発
明に係る台座付荷重変換器の第2実施例の構成を右半分
破断して示す正面半断面図、第4図は、第3図2−2線
矢視方向断面図、第5図は、第1図、第2図に示した実
施例の変形実施例の構成を第2図と同様の断面にて示す
横断面図、第6図および第7図は、従来の荷重変換器の
構成をそれぞれ示す平面図および第6図X−X線矢視方
向断面図、第8図および第9図は。 上記従来例の問題点を説明するためにそれぞれ誇張して
示す断面図である。 9.27・・・・・・荷重変換器、 10.28・・・・・・荷重導入部。 11.29・・・・・・荷重支持部、 12.13,30.31・・・・・・環状凹溝、14.
32・・・・・・起歪部、 15.33・・・・・・貫通孔、 16.35・・・・・・荷重受座、 17・・・・・・外筒部、 18・・・・・・
内筒部、19.20・・・・・・ダイヤフラム、21.
36・・・・・・台座部、 22・・・・・・溝、2
3・・・・・・くびれ部、 24.25,37,38・・・・・・板状剛体部、26
・・・・・・ねじ孔、 34・・・・・・環状
蓋体、39・・・・・・ボルト挿通孔、 8G・・・・・・ひずみゲージ。 第 図 第 図 第 図 第 図 3つ 第 図 へ 第 図 3a a
の構成を示す第2図U−0−U線矢視方向断面図、第2
図は、第1図Y−Y線矢視方向断面図、第3図は1本発
明に係る台座付荷重変換器の第2実施例の構成を右半分
破断して示す正面半断面図、第4図は、第3図2−2線
矢視方向断面図、第5図は、第1図、第2図に示した実
施例の変形実施例の構成を第2図と同様の断面にて示す
横断面図、第6図および第7図は、従来の荷重変換器の
構成をそれぞれ示す平面図および第6図X−X線矢視方
向断面図、第8図および第9図は。 上記従来例の問題点を説明するためにそれぞれ誇張して
示す断面図である。 9.27・・・・・・荷重変換器、 10.28・・・・・・荷重導入部。 11.29・・・・・・荷重支持部、 12.13,30.31・・・・・・環状凹溝、14.
32・・・・・・起歪部、 15.33・・・・・・貫通孔、 16.35・・・・・・荷重受座、 17・・・・・・外筒部、 18・・・・・・
内筒部、19.20・・・・・・ダイヤフラム、21.
36・・・・・・台座部、 22・・・・・・溝、2
3・・・・・・くびれ部、 24.25,37,38・・・・・・板状剛体部、26
・・・・・・ねじ孔、 34・・・・・・環状
蓋体、39・・・・・・ボルト挿通孔、 8G・・・・・・ひずみゲージ。 第 図 第 図 第 図 第 図 3つ 第 図 へ 第 図 3a a
Claims (1)
- (1)ひずみゲージを用いて荷重の大きさを電気量に変
換して検出する荷重変換器において、柱状を呈し軸中心
が荷重軸と一致するように形成された剛性大なる荷重導
入部と、所定の間隔を存して前記荷重導入部の周囲を囲
繞するように形成された剛性大なる荷重支持部と、前記
荷重導入部から放射方向に延びその内端が前記荷重導入
部に一体に連設されその外端が前記荷重支持部に一体に
連接され前記荷重支持部が支持された状態で前記荷重部
に荷重軸に沿う方向に力が作用するとき弾性変形する起
歪部と、をもって形成された受感部と;中間に前記荷重
軸と中心が一致するようにくびれ部が形成されそのくび
れ部を挟むように互いに略平行な2つの板状剛体部が形
成された台座と;を備え、前記台座の一方の板状剛体部
を前記受感部の前記荷重支持部に当接した状態で一体的
に固着されてなり、前記受感部に形成された前記起歪部
に添着されたひずみゲージによって前記荷重導入部に印
加された被測定荷重の大きさを電気量に変換して検出す
るように構成したことを特徴とする台座付荷重変換器。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17099788A JP2704173B2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 台座付荷重変換器 |
DE3912218A DE3912218C2 (de) | 1988-07-11 | 1989-04-13 | Lastmeßvorrichtung |
US07/339,595 US5028807A (en) | 1988-07-11 | 1989-04-14 | Load cell with base plate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17099788A JP2704173B2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 台座付荷重変換器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0221231A true JPH0221231A (ja) | 1990-01-24 |
JP2704173B2 JP2704173B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=15915200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17099788A Expired - Lifetime JP2704173B2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 台座付荷重変換器 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5028807A (ja) |
JP (1) | JP2704173B2 (ja) |
DE (1) | DE3912218C2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH085475A (ja) * | 1994-06-21 | 1996-01-12 | Honda Motor Co Ltd | 荷重センサ |
WO2019116817A1 (ja) * | 2017-12-11 | 2019-06-20 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 荷重センサおよび電動ブレーキ |
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DE4104816A1 (de) * | 1991-02-16 | 1992-08-20 | Gassmann Theiss Messtech | Kraftaufnehmer |
US5423224A (en) * | 1994-01-10 | 1995-06-13 | Paine; Alan | Strain measuring apparatus |
US5504299A (en) * | 1995-04-03 | 1996-04-02 | Heckendorn Larry C | Resistance welding sensor |
DE10203872B4 (de) * | 2002-01-31 | 2004-04-22 | EBM Brosa Messgeräte GmbH & Co. KG | Kraftaufnehmer zum Messen von Druck- bzw. Schubkräften |
DE10325390A1 (de) * | 2003-05-28 | 2004-12-30 | Bizerba Gmbh & Co. Kg | Kraftmesszelle |
DE102008037760B4 (de) * | 2008-08-14 | 2015-12-24 | MTU Aero Engines AG | Werkstoffprobe, Werkstoffprobenaufbau und Werkstoffprüfmaschine sowie Verfahren zum Test von biaxialen Spannungszuständen |
US8256306B1 (en) * | 2009-09-02 | 2012-09-04 | The Boeing Company | High-capacity low-profile load cell for measuring compression force |
CN103776569A (zh) * | 2014-01-20 | 2014-05-07 | 南通东南公路工程有限公司 | 一种道路压力传感机构 |
EP3450948B1 (de) * | 2017-09-04 | 2021-12-15 | GTM Testing and Metrology GmbH | Kraftmesseinrichtung |
EP3816598A1 (de) * | 2019-10-31 | 2021-05-05 | FMS Force Measuring Systems AG | Kraftmesseinrichtung zur messung von ziehkräften beim drahtziehen |
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JPH01101428A (ja) * | 1987-10-15 | 1989-04-19 | Kyowa Electron Instr Co Ltd | 荷重変換器 |
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US3447362A (en) * | 1965-04-26 | 1969-06-03 | Hsia S Pien | Compensated semiconductor strain gage transducers |
US3422445A (en) * | 1966-09-21 | 1969-01-14 | Revere Corp America | Load cell for measuring concentric or eccentric loads |
US4453422A (en) * | 1982-01-22 | 1984-06-12 | Alexander Yorgiadis | Strain gage load cell having improved sensitivity |
DE3241850C2 (de) * | 1982-11-12 | 1984-08-30 | Hottinger Baldwin Messtechnik Gmbh, 6100 Darmstadt | Kraftmeßvorrichtung |
-
1988
- 1988-07-11 JP JP17099788A patent/JP2704173B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-04-13 DE DE3912218A patent/DE3912218C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-04-14 US US07/339,595 patent/US5028807A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH085475A (ja) * | 1994-06-21 | 1996-01-12 | Honda Motor Co Ltd | 荷重センサ |
WO2019116817A1 (ja) * | 2017-12-11 | 2019-06-20 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 荷重センサおよび電動ブレーキ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3912218A1 (de) | 1990-01-25 |
DE3912218C2 (de) | 1996-10-02 |
US5028807A (en) | 1991-07-02 |
JP2704173B2 (ja) | 1998-01-26 |
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