JPH0716985Y2

JPH0716985Y2 - ボルト型ロードセル

Info

Publication number: JPH0716985Y2
Application number: JP1989086088U
Authority: JP
Inventors: 亘唐沢
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1989-07-21
Filing date: 1989-07-21
Publication date: 1995-04-19
Anticipated expiration: 2004-07-21
Also published as: JPH0325130U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］この考案は、引張り荷重を検出する歪ゲージが装着され
たボルト型ロードセルの改良に関するものである。

［従来の技術］従来より、引張り荷重を検出する歪ゲージをセルに装着
し、セルにかかる荷重を歪ゲージにより測定するロード
セルは知られている（実開昭59-74343号公報参照）。第
６図に、そのうちのボルト型ロードセル１を示す。この
図において、ボルト型ロードセル１は、ボルト本体２と
このボルト本体２の一端（左端）に一体形成されたボル
ト頭部３とを備えている。このボルト型ロードセル１
は、ボルト本体２の他端部（右端部）にケーシング（基
台）４に螺合されるねじ部５が形成されており、ケーシ
ング４にフランジ６を締結している。

上記フランジ６の内周には、スラスト荷重を受けるベア
リング７を取り付ける環状のリング８が固定されてい
る。上記ベアリング７は、たとえばガスタービンの出力
軸９を回転自在に支持するものである。なお、10はベア
リング７の止め輪である。

上記ボルト本体２には、引張り荷重を検出する歪ゲージ
11が、ボルト本体２のねじ部５よりも一端側寄りに貼着
されている。12はリード線で、歪ゲージ11から延びて、
ボルト頭部３に形成された小孔13を通って、ボルト頭部
３の表面3aに引き出されている。14はターミナルで、ゴ
ム板のような電気絶縁板15の上に金属板16が固着されて
おり、上記リード線12が金属板16に半田付けされてい
る。一点鎖線で示す17はエポキシ樹脂からなるモールド
材で、このモールド材17内には上記ターミナル14および
リード線12が埋め込まれている。なお、図示していない
が、ターミナル14からは、歪ゲージ11の出力を測定する
測定器まで配線が延びている。

ガスタービンが運転状態に入ると、出力軸９にスラスト
荷重が発生し、ボルト頭部３の座面3bにスラスト荷重が
矢印Ａ方向に負荷される。この負荷により、ボルト本体
２には引張り荷重が加わり、歪ゲージ11および測定器に
よつて引張り荷重が測定される。この引張り荷重から出
力軸９のスラスト荷重がわかる。

［考案が解決しようとする課題］ところが、上記従来技術では、ボルト頭部３の座面3bお
よびフランジ６の表面6aの凹凸や傾きなどによって、座
面3bにおけるフランジ６から受ける荷重の作用点（荷重
点）が一定しない場合がある。このように荷重点が一定
しないと、ボルト本体２の歪がスラスト荷重に比例しな
くなり、スラスト荷重と歪ゲージ11の出力の関係に再現
性を持たせることができない。その結果、ボルト型ロー
ドセル１の性能に対する信頼性が低下しやすい。また、
第６図に示すような従来技術の場合は、ボルト頭部３の
表面3aからモールド材17が突出しているため、ボルト型
ロードセル１の取付作業中にエポキシ樹脂からなるモー
ルド材17が剥がれて、このモールド材17によるターミナ
ル14やリード線12の保護機能が失われて、それらを損傷
しやすく、これもボルト型ロードセル１の信頼性の低下
の一因になる。

この考案は上記実情に鑑みてなされたもので、荷重点を
一定化できるとともに、ターミナル等の損傷を防止し
て、性能上の信頼性を著しく向上することができるボル
ト型ロードセルを提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この考案に係るボルト型ロー
ドセルは、ボルト本体とこのボルト本体の一端に一体形
成されたボルト頭部とを備え、上記ボルト本体の他端部
に基台に螺合されるねじ部が形成され、このねじ部より
も一端側寄りに引張り荷重を検出する歪ゲージが装着さ
れ、上記ボルト頭部の表面には凹所が形成され、この凹
所の表面に固着されたターミナルに上記歪ゲージからの
リード線を接続した上、上記凹所にはモールド材が埋め
られて、かつ、上記ボルト頭部の座面には、荷重が付加
される測定対象物により上記一端側へ押圧される突起が
設けられているものである。

〔作用〕

この考案によれば、ボルト本体に引張り荷重が加わった
場合、そのスラスト荷重がボルト頭部の座面に設けられ
た突起を介して該ボルト型ロードセルのボルト本体に加
わって、荷重点が常に一定になるために、スラスト荷重
と歪ゲージの出力の関係に再現性を持たせることが可能
である。また、ターミナルや歪ゲージからのリード線が
ボルト頭部の表面に形成された凹所に収納されて該凹所
に埋められたモールド材により保護されるために、該ボ
ルト型ロードセルの取付作業中などにおいてモールド材
が剥がれ、それによって、ターミナル等が損傷するおそ
れもない。したがって、ボルト型ロードセルの性能に対
する信頼性の向上を図ることができる。

［実施例］以下、この考案の一実施例を図面にしたがつて説明す
る。

第１図において、ボルト頭部３の座面3bには、スラスト
荷重が付加されるフランジ６により矢印Ａ方向（一端
側）へ押圧される突起20が、たとえば２つ設けられてい
る。この突起20は、この実施例の場合、ほぼ円柱形のピ
ンで、ボルト頭部３の座面に穿設された圧入孔3cに圧入
されており、フランジ６に当接している。

歪ゲージ11は、ねじ部５の一端寄りの平坦な貼着部19に
貼着されており、第２図のように、たとえば、一対設け
られている。また、上記歪ゲージ11は、この実施例の場
合、突起20に対してボルト型ロードセル１の周方向に90
度回転した位置に固着されている。

第１図において、ボルト頭部３の表面3aには、凹所3dが
形成されており、この凹所3dの表面にターミナル14が固
着されている。ターミナル14には、歪ゲージ11からのリ
ード線12および第３図の配線21が接続されている。配線
21は固定金具22によつて凹所3dに固定され、ボルト頭部
３の貫通孔23を介して、凹所3dから外部へ導出されて、
図示しない測定器まで延びている。このように各配線材
12、14、21が収納された凹所3dは、エポキシ樹脂からな
るシールド部材17によつて埋められており、各配線材1
2、14、21が保護されている。なお、24はロードセル１
の廻り止めワイヤが挿入される孔である。

その他の構成は、第６図に示す従来例と同様であり、同
一部分もしくは相当部分に同一符号を付してその詳しい
説明を省略する。

上記構成において、ガスタービンの作動により、第１図
の出力軸９にスラスト力が作用すると、ベアリング７を
介して、フランジ６が矢印Ａ方向に突起20を押圧する。
これにともない、ボルト本体２に引張り荷重が働き、そ
の歪が歪ゲージ11で測定され、この歪から出力軸９のス
ラスト荷重がわかる。

ここで、この考案はフランジ６からの押圧力が常に突起
20を介して、ボルト本体２に引張り荷重として作用す
る。つまり、ボルト本体２は上記突起20が常に荷重点と
なつて、矢印Ａ方向に引張り荷重を受ける。したがつ
て、荷重点が一定になるから、スラスト荷重（引張り荷
重）とボルト本体２の歪が一定の関係に保たれる。これ
を第５図に示す。同図において、丸印は実測点を示し、
直線は実測点を結んだものである。このようにスラスト
荷重と歪とが一定の関係に保たれる結果、スラスト荷重
と歪ゲージ11の出力の関係に再現性を持たせることがで
きるので、ボルト型ロードセル１の性能に対する信頼性
が向上する。

また、第１図のように、ボルト頭部３の表面3aに凹所3d
を設け、この凹所3dにモールド材17を埋めることによ
り、モールド材17のボルト頭部３からの突出をなくし
て、ボルト型ロードセル１の取付作業中等においてモー
ルド材17が剥がれるおそれがなくなり、したがって、リ
ード線12やターミナル14が損傷しにくく、これらをモー
ルド材17で十分に保護することができるため、この面か
らもボルト型ロードセル１の性能に対する信頼性が向上
する。

ところが、上記実施例では、突起20を２個としたが、突
起20は１個、３個またはそれ以上の複数個であつてもよ
い。また、突起20の形状は、この実施例のように円柱形
でなくてもよく、たとえば、フランジ６との当接側（先
端）を球形としてもよい。

また、この実施例では、ボルト頭部３が第２図のように
八角形とされているが、他の形状、たとえば六角形であ
つてもよい。さらに、貼着部19は、この実施例のように
平坦に面取りされている必要はなく、たとえば、円柱形
に形成されていてもよい。

また、歪ゲージ11と突起20との位置関係は、この実施例
に示すものに限定されるものではない。たとえば、第４
図のように、ボルト型ロードセル１における歪ゲージ11
の径方向の外方に突起20を設けてもよい。

しかし、第４図のような配置にした場合、２つの突起20
に作用する荷重にアンバランスが生じると貼着部19に曲
げ歪が発生するから、歪ゲージ11が貼着部19の曲１成分
も検出してしまうので、この場合には、曲げ成分を除去
できる回路構成とした歪ゲージ11を用いる必要がある。
これに対し、第２図のような配置にした場合は、２つの
突起20に作用する荷重にアンバランスが生じても、曲げ
歪が無視できるので、曲げ成分を除去する機能を有しな
い歪ゲージ11の回路構成を用いることができる。

［考案の効果］以上のように、この考案によれば、ボルト本体に引張り
荷重が加わった場合、そのスラスト荷重をボルト頭部の
座面に設けた突起を介して該ボルト型ロードセルのボル
ト本体に加えるといったように、荷重点を常に一定にす
ることができるために、スラスト荷重と歪ゲージの出力
の関係に再現性を持たせることができる。また、ターミ
ナルや歪ゲージからのリード線がボルト頭部の表面に形
成された凹所に収納されて該凹所に埋められたモールド
材により保護されるために、該ボルト型ロードセルの取
付作業中などにおいてモールド材が剥がれ、それによっ
て、ターミナル等を損傷するおそれもない。したがっ
て、ボルト型ロードセルの性能に対する信頼性を著しく
向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示すボルト型ロードセル
の縦断面図、第２図は第１図のII-II線断面図、第３図
はボルト型ロードセルの平面図、第４図はボルト型ロー
ドセルの他の実施例を示す横断面図、第５図は引張り荷
重とゲージ歪との関係を示す特性図、第６図は従来例を
示す縦断面図である。１……ボルト型ロードセル、２……ボルト本体、３……
ボルト頭部、3b……座面、４……ケージング（基台）、
５……ねじ部、６……フランジ（測定対象物）、11……
歪ゲージ、20……突起、Ａ……一端側。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ボルト本体とこのボルト本体の一端に一体
形成されたボルト頭部とを備え、上記ボルト本体の他端
部に基台に螺合されるねじ部が形成され、このねじ部よ
りも一端側寄りに引張り荷重を検出する歪ゲージが装着
され、上記ボルト頭部の表面には凹所が形成され、この
凹所の表面に固着されたターミナルに上記歪ゲージから
のリード線を接続した上、上記凹所にはモールド材が埋
められて、かつ、上記ボルト頭部の座面には、荷重が付
加される測定対象物により上記一端側へ押圧される突起
が設けられているボルト型ロードセル。