JPS587532A - 荷重検出装置 - Google Patents

荷重検出装置

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JPS587532A
JPS587532A JP10606481A JP10606481A JPS587532A JP S587532 A JPS587532 A JP S587532A JP 10606481 A JP10606481 A JP 10606481A JP 10606481 A JP10606481 A JP 10606481A JP S587532 A JPS587532 A JP S587532A
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JP
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wire
load
coil
outer shell
terminals
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JP10606481A
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JPS618377B2 (ja
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Junsuke Suzuki
鈴木 惇介
Tadashi Iino
正 飯野
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Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/12Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress
    • G01L1/127Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress by using inductive means

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。

Description

【発明の詳細な説明】 仁の弗@汀被検出荷重を電磁的に検出する荷重検出装置
に関するものである。
従来から荷重印加体に印加畜れる荷重に基づ(411F
出体S分の1!形によp−性体検出体に対して―気−抗
O変化を生じさせ、ζt>−気抵抗の磁化を検出して荷
重印加体く印加される荷重!検出する荷重検出装置がt
ieされて−る。しかし従来提案されて−るものは磁性
体管楡出体として使用しその一気抵抗便化に基づいて検
出信号を得て−ゐため、得られた検出信号の8N比(信
僧繍音比)を虞るl1fa上向上させることはできなか
った。又荷11印加俸に対する龜lの変化が検出出力の
変動に−ひつき編〈荷重印加体が置かれた寥−気龜度の
v化が検出出力の変動となるとiう―点が存在した。
この尭qI4は上述の従来Oatにおける鰭―点を解決
し、検出信号08N比を大@に向上させることが可能で
Toj%且り抛R貧化に対する検出信号の変動が少なく
広いslR龜囲にわたりて曽帛可簡で磁電した検出信号
を得ることができ、さらに保守のための操作が不用e*
慮検出−11を提供するものである。
この発1!jKよる七断−円形の一秋体O外awe保−
力が6部の鑵纏力よpも大きく外aS及び心部が軸方向
KTLK反対方向Ka化ざnた時、これらの間に磁区壁
が形成されるワイヤーのv44間に?f11が印加され
るように#重印加俸に対してワイヤーが固?して取付け
らnる。このワイヤーにはその長手方向KfldってI
l!!1のコイルが巻装され、この第1のコイルの端子
間に交流電圧が印加され、さらにワイヤーには@20コ
イルがその長手軸方向に沿って巻装さnる。ll!!l
のコイルの端子間に交流電圧上印加した状態でワイヤー
の両端間に荷重が印加されるとこの荷重によってワイヤ
ーの金属組織に質化が生じ、この金属Ii1峨の質化に
よシ第2のコイルの端子間に得られる検出信号の電圧値
が質化する。
この発明で蝶この第2のコイルの端子rkl+に得らn
る検出信号の電圧値の変化に基づいて荷11印加俸に印
加される荷重を検出することが可能であり、ざらにこの
荷重に基づいて荷重印加体に与えられる変位或は歪をも
検出することができる。
以下この発明の荷重検出袈tをそのam例に基づき図E
llll用して詳細に説明する。
181図はこの発明の荷重検出装驚の実施例の構成を示
す図で、荷重印加体11に対して基台12−1 、 l
 2−2が固定して配設される。基台12−1.12−
2は外−力に対して変形の殆んど生じない剛性材で形成
され、基台12−1.12−2は荷重印加俸llK対し
て例えば#接の手段によりljS定して配役さnる。こ
の基台1’2−1.12−2に対して荷重印加体11の
表面に平行にワイヤー13が張設される。
この発明で用いらnるワイヤー13は缶化可能な金属線
で形成され、第2図に示す心1114と外a部15との
軸方向の保磁力がjIなシ外炊部15の保磁力が6部1
4の保磁力よりも大なるように構成されている。又6部
14と外殻部15とは実質的に均一の組成管有し、例え
はニッケル鉄合金などの材質OI/aTi−引き抜いて
作成する。引き抜き作成後ワイヤー13の表面t−機砿
的に硬化して外殻部1B、6部14よυなる構造會作成
し、外部の磁場に置いて磁化される。ワイヤー13はこ
のような構成を有し外e部15の41ks力が6部14
の保磁力よりも大きいので、外殻部15の磁場又はこれ
に反対方向の外部磁界によって6部14の磁化方向が支
配さn1謂ゆる6部14の磁気的捕Sが行わnる。
ワイヤー13に旧ってその長手方向KfJ、1のコイル
16が巻装され、この第1のコイル16の両端子1. 
、1.間KfIIえばtJ43図(AlK示すような交
f!rtw圧町創加さnる。ワイヤー13に対して第2
のコイル17會巻装し、この鉋2のコイル17の両端子
1g+’4?檜出信号の取り出し端子とする。
ワイヤー13の6部14の磁気的捕獲堝象t−第4図乃
至第7図を用いて説明する。第1のコイル16の端子”
11”1間に電圧jiilt印加すると#Ilのコイル
18に!nh1m流によシ、ワイヤー13の軸方向には
電圧町に対応した外部磁界Hが発生する。外部磁界Hが
第4図(八に示すようKH,であるとワイヤー13は外
殻15及び6部14ともこのM1介H1によってその磁
界が同一方向でHllとなる。
羨いで農lのコイル16の端子t、、t、に印加する電
圧H(を変化させて行き、#I!5図(A)K示すよう
にワイヤー13に4見られる外部磁界Hが磁界零の点を
越えて僅かに逆方向の磁界H8となると、この−間にワ
イヤー13の保磁力の小さな6部14の磁界はHllと
は逆方向KH1となる、この時外殻15は保磁力が大き
いので依然磁界H111?保持したままの状MAYある
。この6部14の磁界が反転する時間t=τ1で第2の
コイル17の端子tI。
t4間には#13図@に示すようKt’ll出信号E0
が祷られる。
さらに@1のコイル16の端子1に、 1.間に与える
電圧均1−1化させ、この電圧均に対応してワイヤー3
3に与えられる外S8界Hが第6図(2)に示すようK
 l[H,となると、この磁界H,によりワイヤー13
の外殻15においてもその磁界が反転し、この状態では
6部14&ひ外殻15の軸方向の磁界がHllとなる。
11p、lのコイル16の端子tlt”1間Kid加さ
nる電圧均がさらに質化し、これに対応してワイヤー1
3に与えられる外部磁界Hが第7図IA)に示すようK
a界零の状D¥r僅かに越えてH4となるとワイヤー1
3の6部14の磁界が反転してH14となる。この場合
保出力の大きいワイヤー13の外殻15の磁界は曽H1
lを保持したままの伏抑にある。
ワイヤー13の6部14の磁界がHl、からH14に反
転する時間t;τ、において第3図に示すように!!@
2のコイル17の端子”@ + ’4間に検出信号Eo
25嗜らnる。t=τ、における検出信号E0はt=r
、における検出信号E0とはその極性が逆の信号となっ
ている。以下第1のコイル16の端子’1lt1に印加
でれる電圧B1に対応して#!2のコイル17の端子’
I 9 ’4聞には電圧E(K?j応して同−一期で検
出信号E。が繰夛返し得らfる。
この場合ワイヤー13において熟1のコイル16の端子
t、 l 11間に印加した電圧E、に対応して第2の
コイル17の端子1. 、14間に得られる検出信号E
。葎高II[けワイヤー13の外殻部]6と6罰14と
の間に生じるワイヤー13の軸KGった磁区llO伝播
伝播速比f11する。この種のワイヤー13において磁
区壁の伝播遼rはワイヤー13の組成、金属組織、直径
及び長さ、さらに外部から与えられる価がHの変化の関
数となる。
従ってワイヤー13の組成及びI[4i!、長さなどの
寸法を一足とし、外部から与えるaiffHl−作成す
る交流電気信号を一足に鍼持すnば、第2のコイル17
の端子’l + ’4間に得られる検出信号g。
の波高値はワイヤー13の金属組織のみの関数となる。
この発#4はワイヤー13の金属組織に被検荷重に基づ
いてワイヤー13に与えらnる張力によって変化させ、
第2のコイル17の端子ta I I4藺に得られる検
出信号E0の波高像の変化を検出することによル荷重印
加俸Vr印加される荷重を検出可能とした−の+ある。
基台12−1.12−2は剛性材で形成され、荷重印加
体1’1KIIit1足さnているのでI11図に示す
実檜例のように#菖印加体11に対してワイヤー13に
平行に荷重に基づく外力Fが印加されるような111a
Kしておくとワイヤー13に印加される張力Tは外力P
K近似的に一歇する。ワイヤー13に与えられる張力T
ffよシワイヤー13にはその弾性定数をE、断面積I
Aとして次式で与えらnる歪が発生する。
この歪eによシワイヤー13の金mg*が変化すること
になる。発ll14看等の実験によるとワイヤー13に
印加される張力Tと、ワイヤー13KIIa装したlI
42のコイル17の端子1. 、1.聞に得らnる検出
信号2゜昧鳥値との間には、第8図に示すように広範囲
にわたってヒステレシス特性も生ぜず完全な直線性が繍
めらfi友。
又ワイヤー13に巻装した第1のコイル16の端子’1
 I 11間に印加する電圧E1の同波数Vr変化させ
て4ワイヤー13に巻装した[2のコイル17の端子1
. 、14間に得られる検出信号E。鴫高値は一足値を
保持し、この波&個はワイヤー13C)金属41礒の変
化に一義的KgR存する。このワイヤー13の金属@蛾
の変化に依存して得られる検出信号E。08 N比が極
めて良好である仁とも、この発明の荷重楡出装蓋の特長
である。
一方長さJのワイヤー13に印加される張力會T、ワイ
ヤー13の弾性定数及び断面積をそれぞれE及びAとす
ると張力Tの印加によって生じるワイヤー13の伸び変
位Δノは次式で与えられる。
従ってずでに述べた第1図に示す#lF故条件を満たす
ようにワイヤー13を荷重印加体11[対して1足配設
しておけば、荷重に基づいた張力T或はα)、@弐に基
づいて#東印加俸11に与えられる4C+変位Δjt−
検出することが可能である。
なおこの発明は#%1図のwm例で示すようにワイヤー
13に平行に荷重印加体11に荷重が与えらnる場合の
みでなく、一般にはワイヤー13に対して所足角屓・傾
斜した方向に荷重が印加さnlこの荷重の印加によって
荷重印加体Ill!!面か反り変形を起し−との反p変
形によやワイヤー13に張力Tが与えられる場合に適用
可能であゐ。この場合には荷重印加体11に対する荷重
によ〕9イヤー13の軸方向に働く張力Tを珈論的に算
出してお−て、一定値から荷重vr得ることができる。
又荷重の大きさ及び印加位曾をパラメータとり、て実験
的に出力信号B0との関係を求めておいて、その基準値
と得られた備考値と會比壁してJIJI印加体11に与
えられる荷重管得ることも可能である。
traVr基づいて生ずる歪Cや1位Δノも陶憬ドして
得ることができる・ 又#11図に示す実施例においては1備の荷重印加体1
1に対してワイヤー13t!−取付けた構成のものKつ
−でWl明したが、餉9図に示すように2−の荷重印加
体11−1.11−2聞ドワイヤー13管配設して荷重
印加体1m−1,】l−1間に与えられる荷重Ft−測
定可能とする構成も実填可能である。
以上−細に説明したようにこの@fli4によると第】
のコイルに印加さrLゐ交流電圧のIIl設数に依存せ
ず、且つその8N比が極めて良好で、被検出荷重に対し
て広範囲にわたって優れた璽−特性で対応したalh槽
1[)創足會専囲気ム験の悪影昏を受けずに行うことが
可能な荷重検出装f#Vr提供することができる。
【図面の簡単な説明】 纂1図はこの発明の荷重検出装置の簀細例の榊at−示
す図、第2図はこの発明の荷重検出装置に用−られるワ
イヤーの嬌I11會示す図で(2)は正面断面図、但)
Fi儒部面断面図第3図←)はこの尭−の荷菖柳出装置
の畠lのコイルに印加される電圧波形図、118 al
l@はこの発明の荷慮檜出装置の第20コイルに得られ
る検出信号alf形図、鶴4図乃至帛7図はこの発明の
荷点検#fl装置に用いられるワイヤーの一気特性を示
す図で各WJfKtthて(AJは馬1のコイルに印加
される電圧によ〕ワイヤーに与えられる外l1la界の
波形図、0)扛ワイヤーの外殻部及び心tsomnV示
す閣、纂8図はこの発明の荷重検出ii*の実権例にお
けるワイヤーに印加されh張力Tと帛2のコイルの重子
tllnK得られる検出信−5)O*mmとの関係を示
す図、第9図はこの発明の荷重検出&11Eの他のsa
m4Mlの構成を示す図である。 IJ、11−1.11−2:荷重印加体、12−1.1
2−1:基台、13:ワイヤー、14:6部、15:外
殻部、16:第1のコイル、17:第2のコイル 特許61人  矢崎−殖株式会社 代理人 軍野 単 左 4 図 (A) (8) 76 図 (B) (8) (Bン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 引着検出荷重が同端間に印力され、その外殻部の保纏力
    が6部の保−力よりも大きく、前記外殼S検び前記心l
    B′lIx軸に沿ってそれぞれ反対方向に磁化された被
    層でこれら聞に―ミーが形成されるワイヤーと、このワ
    イヤーに@Hされる第1のコイルと、仁の1F11f)
    Wイルの端子間に51流電気信勺を印加する手段と、前
    記9イヤーKm@されゐ第2のコイルと、前記被楡出荷
    重によって前記第2のコイルの両端間に生ずる電圧習化
    tS出する検出手段とを有することを特数とする荷重検
    出装置。
JP10606481A 1981-07-06 1981-07-06 荷重検出装置 Granted JPS587532A (ja)

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JPS587532A true JPS587532A (ja) 1983-01-17
JPS618377B2 JPS618377B2 (ja) 1986-03-13

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04142404A (ja) * 1990-10-04 1992-05-15 Mayekawa Mfg Co Ltd 逆磁歪特性を利用した磁歪弾性体の形状歪検出方法
US5252155A (en) * 1992-03-10 1993-10-12 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Shrink film labeling with polyurethane hot melts
JP2011095033A (ja) * 2009-10-28 2011-05-12 Sumitomo Denko Steel Wire Kk 張力測定方法

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