JPS60239643A - 力変換器用円柱状ビーム部材 - Google Patents
力変換器用円柱状ビーム部材Info
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- JPS60239643A JPS60239643A JP60096838A JP9683885A JPS60239643A JP S60239643 A JPS60239643 A JP S60239643A JP 60096838 A JP60096838 A JP 60096838A JP 9683885 A JP9683885 A JP 9683885A JP S60239643 A JPS60239643 A JP S60239643A
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- 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
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- G01L13/00—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values
- G01L13/02—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using elastically-deformable members or pistons as sensing elements
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- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0051—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
- G01L9/006—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of metallic strain gauges fixed to an element other than the pressure transmitting diaphragm
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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】
〔技術分野〕
本発明は力変換器に関し特に力変換器用の改善されたビ
ーム組立体に関する。
ーム組立体に関する。
標準的な力変換器は、六入力に対応する出力信号を発生
する。この六入力は、固定支持体に片持式に固定された
板ばね撓み手段もしくはビームの自由端もしくはこれら
自由端の近傍に印加される。
する。この六入力は、固定支持体に片持式に固定された
板ばね撓み手段もしくはビームの自由端もしくはこれら
自由端の近傍に印加される。
印加された力に対応して、先の固定支持体のまわりに片
持ビームの角度変位が発生する。ゼ鴛位置もしくは中立
位置からの片持ビームの角度変位に対応する出力信号は
、片持ビームに接合した歪ゲージが発生する。
持ビームの角度変位が発生する。ゼ鴛位置もしくは中立
位置からの片持ビームの角度変位に対応する出力信号は
、片持ビームに接合した歪ゲージが発生する。
断面積一定のビームの自由端もしくはその近傍に印加さ
れた六入力は、応力を発生し、この応力は先の固定支持
体での最大値から減少する。許容可能な最大応力は、ビ
ームの材料的性質により限定される。平均応力が力変換
器の感度を決定するが、この平均応力は最大応力よりも
必然的に小さいＯ 米国特許第４，４２４，７１７号明細書を参照すると、
成る六入力の大きさに比例した出力信号を発生する力変
換器を開示している。これによると、固定ベースと可動
ベース各々に係留されて片持支持され、相対向する外側
部分を備え、かつ中央の薄手部分へと断面積が漸減して
行く複合板はね撓み手段より成るビーム組立体によって
、ビーム大きさが等しく反対方向の力が発生され、そし
て、可動部材は、力を上記の中央の薄手部分の中心を通
りこれに垂直な軸線に沿って印加させ剛結合を介して可
動ベースへ伝達させることにより、ゼｐ位置すなわち中
立位置からの直線的変位に拘束される。
れた六入力は、応力を発生し、この応力は先の固定支持
体での最大値から減少する。許容可能な最大応力は、ビ
ームの材料的性質により限定される。平均応力が力変換
器の感度を決定するが、この平均応力は最大応力よりも
必然的に小さいＯ 米国特許第４，４２４，７１７号明細書を参照すると、
成る六入力の大きさに比例した出力信号を発生する力変
換器を開示している。これによると、固定ベースと可動
ベース各々に係留されて片持支持され、相対向する外側
部分を備え、かつ中央の薄手部分へと断面積が漸減して
行く複合板はね撓み手段より成るビーム組立体によって
、ビーム大きさが等しく反対方向の力が発生され、そし
て、可動部材は、力を上記の中央の薄手部分の中心を通
りこれに垂直な軸線に沿って印加させ剛結合を介して可
動ベースへ伝達させることにより、ゼｐ位置すなわち中
立位置からの直線的変位に拘束される。
極端によい精度が必要とされる場合には、六入力をビー
ム組立体の中央部分に非常に正確に印加することが重要
である。これを実現するために必要とされる正確な位置
決めは、上記従来技術による装置のように、ビーム組立
体が、別個の可動ベース部材内に受容されこれに力が加
えられる場合には達成が困難なことがある。
ム組立体の中央部分に非常に正確に印加することが重要
である。これを実現するために必要とされる正確な位置
決めは、上記従来技術による装置のように、ビーム組立
体が、別個の可動ベース部材内に受容されこれに力が加
えられる場合には達成が困難なことがある。
また、従来技術による装置は２部品構造であるため、ビ
ーム組立体の外側寸法が比較的大きくなり、組立体内の
空き容積が大きくなってしまう。
ーム組立体の外側寸法が比較的大きくなり、組立体内の
空き容積が大きくなってしまう。
油がこの空き容積に充填されまた力変換器のある種の性
能特性はこの油体積に依存するので、空き容積を減じて
できるだけ少なくすることが好ましい。
能特性はこの油体積に依存するので、空き容積を減じて
できるだけ少なくすることが好ましい。
以上の理由により、力変換器用の極度に精度が高く整列
したビーム組立体を開発することが望ましい。
したビーム組立体を開発することが望ましい。
本発明によれば、米国特許第４ｉ ４２４．７１７号明
細書に開示された型の力変換器用の改良された゛ 撓み
手段すなわちビーム組立体が提供され、ビーム組立体と
ベースとは１部品ユニットとして形成される。詳しくい
えば、ビーム組立体とベースとの組合せは、単一部品の
円柱状棒材から形成され、この円柱状棒材の一側に沿っ
て平坦面が形成されて歪ゲージが備えられ、またはぼＬ
字形の溝孔がこの円柱状棒材（シリンダー）を通って形
成されて比較的薄手のビーム部分と比較的厚手のレバ一
部分とを画成する。シリンダーの一端部は、力変換器の
固定ベース部材に定置され、また横穴がその中央に形成
されており、ビーム組立体を力変換器のダイヤフラムも
しくは他の力伝達部材へ結合する柱状部材がこれに受容
されている。
細書に開示された型の力変換器用の改良された゛ 撓み
手段すなわちビーム組立体が提供され、ビーム組立体と
ベースとは１部品ユニットとして形成される。詳しくい
えば、ビーム組立体とベースとの組合せは、単一部品の
円柱状棒材から形成され、この円柱状棒材の一側に沿っ
て平坦面が形成されて歪ゲージが備えられ、またはぼＬ
字形の溝孔がこの円柱状棒材（シリンダー）を通って形
成されて比較的薄手のビーム部分と比較的厚手のレバ一
部分とを画成する。シリンダーの一端部は、力変換器の
固定ベース部材に定置され、また横穴がその中央に形成
されており、ビーム組立体を力変換器のダイヤフラムも
しくは他の力伝達部材へ結合する柱状部材がこれに受容
されている。
図面を参照しながら、本発明の好ましい実施例を説明す
る。
る。
力変換器１０が例示されており、これは、円筒状ハウジ
ング１２と、 このハウジング内に装着される本発明のビーム組立体１
４と、 ビーム組立体に動作的に結合し、ハウジングの一側に装
着される第１のダイヤフラム組立体１６と、 第２のダイヤプラム組立体１８と、 ビーム組立体が係留されるベース組立体２ｏとビーム組
立体をハウジング内に保持するニップル２２と を備えている。
ング１２と、 このハウジング内に装着される本発明のビーム組立体１
４と、 ビーム組立体に動作的に結合し、ハウジングの一側に装
着される第１のダイヤフラム組立体１６と、 第２のダイヤプラム組立体１８と、 ビーム組立体が係留されるベース組立体２ｏとビーム組
立体をハウジング内に保持するニップル２２と を備えている。
ハウジング１２には、ビーム組立体１４の挿入除来のた
めの開口端部が設けられている。ビーム組立体はベース
部材２０に堅固に係留され、ベース部材２０は、ハウジ
ング内に形成される肩部材２４へ係合して１Ｐ−ｘ、る
。また、ニップル２２の端部はベース部材を肩部材２４
に対して圧締めしている。
めの開口端部が設けられている。ビーム組立体はベース
部材２０に堅固に係留され、ベース部材２０は、ハウジ
ング内に形成される肩部材２４へ係合して１Ｐ−ｘ、る
。また、ニップル２２の端部はベース部材を肩部材２４
に対して圧締めしている。
第３図を゛参照すると、ビーム組立体の大半は円柱状部
材２８であり、円柱状部材の一側には全長に沿って形成
される平坦面３ｏを有する。円柱状部材２８を通ってほ
ぼ１字形の溝孔３２が形成されて、レバ一部分３４とテ
ーパ形状のビーム部分３６を画成する。このビーム部分
３６は、米国特許第４４２４７１７号明細書に開示され
た複合板ばね撓み手段と同様に形成される。詳、シくい
やと。
材２８であり、円柱状部材の一側には全長に沿って形成
される平坦面３ｏを有する。円柱状部材２８を通ってほ
ぼ１字形の溝孔３２が形成されて、レバ一部分３４とテ
ーパ形状のビーム部分３６を画成する。このビーム部分
３６は、米国特許第４４２４７１７号明細書に開示され
た複合板ばね撓み手段と同様に形成される。詳、シくい
やと。
Ｌ字形溝孔は、その長脚の中央に向って比較的薄、手の
中央部位４２へとテーパー形状であり、ビーム部分５６
は、長脚の端部３８．４０近傍で比較的重い。
中央部位４２へとテーパー形状であり、ビーム部分５６
は、長脚の端部３８．４０近傍で比較的重い。
第１図と第２図を参照すると、平端面３０には・ 歪ゲ
ージ４４．４６が結合ないしは接着され、歪ゲージから
は電気的導線が延びてケーブル４Ｂへと接続して、周知
の方法で出力信号を制御装置へ提供する。
ージ４４．４６が結合ないしは接着され、歪ゲージから
は電気的導線が延びてケーブル４Ｂへと接続して、周知
の方法で出力信号を制御装置へ提供する。
こ−に例示した力変換器は種々の状態の測定たとえば絶
対圧力、圧力差、液レベル、もしくはビーム組立体に印
加される力入力へと変換することのできる他の状態の測
定に対して応用可能である。
対圧力、圧力差、液レベル、もしくはビーム組立体に印
加される力入力へと変換することのできる他の状態の測
定に対して応用可能である。
例示された実施例においては、力変換器１０は、ダイヤ
フラム組立体１６．１８”による差圧測定用に使用され
、ダイヤフラム組立体は、ビーム組立体１４内に貫通・
収容されハウジング１２内に形成された穴を貫通してい
る柱状部材５２．５４に各々力Ｆ１、Ｆ２を印加する。
フラム組立体１６．１８”による差圧測定用に使用され
、ダイヤフラム組立体は、ビーム組立体１４内に貫通・
収容されハウジング１２内に形成された穴を貫通してい
る柱状部材５２．５４に各々力Ｆ１、Ｆ２を印加する。
第１のダイヤフラム組立体１６はふた部材５６を備え、
このふた部材５６は複数のねじもしくはこれと同様の手
段（図示せず）により、ハウジング１２上に形成される
ボスに装着され、またダイヤ７ラム６０を備えており、
これは柱状部材５２に係合しふた部材５６とボス５８間
でクランプされている。米国特許第４．４２４７１７号
明細書においても述べられているように、開口部６２で
の圧力Ｐ１と開口部６４での圧力Ｐ２との差により。
このふた部材５６は複数のねじもしくはこれと同様の手
段（図示せず）により、ハウジング１２上に形成される
ボスに装着され、またダイヤ７ラム６０を備えており、
これは柱状部材５２に係合しふた部材５６とボス５８間
でクランプされている。米国特許第４．４２４７１７号
明細書においても述べられているように、開口部６２で
の圧力Ｐ１と開口部６４での圧力Ｐ２との差により。
力がダイヤフラムにより柱状部材５２へ印加され。
この力に比例する出力信号が歪ゲージ４４．４’６によ
って発生される。
って発生される。
第２のダイヤフラム組立体１８は、第１のダイヤプラム
組立体１６と同様であり、ふた部材６６とボス６８とダ
イヤ７ラム７０と圧力開口部７２．７４を備え、圧力Ｐ
３と２４間の差に比例する力Ｆ２をビーム組立体へ印加
するよう動作できる。
組立体１６と同様であり、ふた部材６６とボス６８とダ
イヤ７ラム７０と圧力開口部７２．７４を備え、圧力Ｐ
３と２４間の差に比例する力Ｆ２をビーム組立体へ印加
するよう動作できる。
本発明の技術思想から逸脱することなく様々な応用・変
更ができることは当業者には咀−らかであろう。
更ができることは当業者には咀−らかであろう。
第１図は、本発明にょる力変換器の要部公開の正面図で
ある。 第２図は、第１図の線２−２により見た要部公開の破砕
図である。 第３図は、本発明のビーム組立体の斜視図である。 図面の各番号が示す名称を以下に挙げる。なお、同一番
号は同一部位を示すものとする。 １０：力変換器 １２：円筒袂ハウジング １４：ビーム組立体 １６：第１のダイヤフラム組立体 １８：第２のダイヤフラム組立体 ２ｏ：ベース部材 ２２：ニップル ２４：肩部材 ２６）ダイヤプラム ２８：円柱状部材 ３０：平坦面 ３２：Ｌ字形溝孔 ３４：ｔパ一部分 ３６Ｘビ一ム部分 ３８、ａｏ＝端部 ４２：中央部位 ４４：歪ゲージ ４６：歪ゲージ ４８：ケーブル ５０！制御装置 ５２．５４：柱状部材 ５６：ふた部材 ５８ｘボス ６０：ダイヤフラム ６２．６４：開口部 ６６：ふた部材 ６Ｂ＝ボス 、７０：ダイヤフラム ７２．７４；圧力開口部
ある。 第２図は、第１図の線２−２により見た要部公開の破砕
図である。 第３図は、本発明のビーム組立体の斜視図である。 図面の各番号が示す名称を以下に挙げる。なお、同一番
号は同一部位を示すものとする。 １０：力変換器 １２：円筒袂ハウジング １４：ビーム組立体 １６：第１のダイヤフラム組立体 １８：第２のダイヤフラム組立体 ２ｏ：ベース部材 ２２：ニップル ２４：肩部材 ２６）ダイヤプラム ２８：円柱状部材 ３０：平坦面 ３２：Ｌ字形溝孔 ３４：ｔパ一部分 ３６Ｘビ一ム部分 ３８、ａｏ＝端部 ４２：中央部位 ４４：歪ゲージ ４６：歪ゲージ ４８：ケーブル ５０！制御装置 ５２．５４：柱状部材 ５６：ふた部材 ５８ｘボス ６０：ダイヤフラム ６２．６４：開口部 ６６：ふた部材 ６Ｂ＝ボス 、７０：ダイヤフラム ７２．７４；圧力開口部
Claims (6)
- （１）印加される力の大きさの変化に比例して変化する
出力信号を発生し、 ハウジングと、 ハウジング内に片持支持され、テーパー形状をなすビー
ム部分を備えるビーム組立体と。 ビーム部分に取り付けられ、ビーム組立体に印加された
力によって発生するビーム部分の歪に比例する出力信号
を発生するよう動作可能な少なくとも１つの歪ゲージと
〜 を備える力変換器において、 前記ビーム組立体は、 ハウジングに係留されている一端と自由な他端とを備え
るほぼ円柱状の単一部材と、 この円柱状部材内に形成されて、レバ一部分とビーム部
分とを画成するほぼＬ字形の溝孔と・レバ一部分に結合
している第１の力伝達部材と、ビーム部分に結合してい
る第２の力伝達部材とを 備えていることを特徴とする力変換器。 - （２） 第１・第２の力伝達部材は、その縦方向軸線に
垂直に円柱状部材から延びている第１・第２の柱状部材
を備える特許請求の範囲第１項記載の力変換器。 - （３）第１・第２の柱状部材は、第１・第２の力発生手
段へ結合するために、ハウジング中を延びている特許請
求の範囲第２項記載の力変換器。 - （４）Ｌ字形の溝孔は、円柱状部材の縦方向軸線に平行
でこの軸線から変位している長脚と、この軸線に垂直な
短脚とを備え、テーパー形状をなすビーム部分は、長脚
と円柱状部材の隣接する側部との間で形成される特許請
求の範囲第１項記載の力変換器。 - （５） 円柱状部材は、Ｌ字形の溝孔の長脚に隣接して
その一側に形成される平坦面を備える特許請求の範囲第
４項記載の力変換器。 - （６）平坦面には、少なくとも１つの歪ゲージが装着さ
れている特許請求の範囲第５項記載の力変換器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/608,689 US4527434A (en) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | Cylindrical force transducer beam |
| US608689 | 1984-05-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60239643A true JPS60239643A (ja) | 1985-11-28 |
| JPH0570771B2 JPH0570771B2 (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=24437593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60096838A Granted JPS60239643A (ja) | 1984-05-10 | 1985-05-09 | 力変換器用円柱状ビーム部材 |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4527434A (ja) |
| EP (1) | EP0161929B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60239643A (ja) |
| KR (1) | KR900000657B1 (ja) |
| AU (1) | AU572292B2 (ja) |
| BR (1) | BR8501489A (ja) |
| CA (1) | CA1223463A (ja) |
| DE (1) | DE3568873D1 (ja) |
| ES (1) | ES8608158A1 (ja) |
| HK (1) | HK58489A (ja) |
| IN (1) | IN161904B (ja) |
| MX (1) | MX165317B (ja) |
| SG (1) | SG29689G (ja) |
Families Citing this family (4)
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| US4823604A (en) * | 1987-05-22 | 1989-04-25 | Pall Corporation | Pressure transducer assembly |
| WO1994014042A1 (en) * | 1992-12-11 | 1994-06-23 | Nippondenso Co., Ltd. | Semiconductor type pressure sensor |
| DE102005004060A1 (de) * | 2005-01-28 | 2006-08-03 | Bosch Rexroth Aktiengesellschaft | Bolzenförmige Kraftmesseinrichtung |
| CN102341684B (zh) * | 2009-03-06 | 2014-11-26 | 德怀尔仪器公司 | 具有磁性结合膜片的压力计 |
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| JPS57191527A (en) * | 1981-05-21 | 1982-11-25 | Toshiba Corp | Load cell |
| JPS58144724A (ja) * | 1981-10-08 | 1983-08-29 | ザ・バブコツク・アンド・ウイルコツクス・カンパニ− | 力トランスジユ−サ |
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| DE3176209D1 (en) * | 1980-11-29 | 1987-06-25 | Tokyo Electric Co Ltd | Load cell and method of manufacturing the same |
| US4365520A (en) * | 1981-01-07 | 1982-12-28 | Gould Inc. | Strain gage transducers |
| JPS58120139A (ja) * | 1982-01-12 | 1983-07-16 | Toshiba Corp | ロ−ドセル |
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1984
- 1984-05-10 US US06/608,689 patent/US4527434A/en not_active Expired - Fee Related
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1985
- 1985-01-30 KR KR1019850000577A patent/KR900000657B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1985-03-01 IN IN151/CAL/85A patent/IN161904B/en unknown
- 1985-03-13 MX MX204592A patent/MX165317B/es unknown
- 1985-03-20 CA CA000477044A patent/CA1223463A/en not_active Expired
- 1985-03-29 BR BR8501489A patent/BR8501489A/pt not_active IP Right Cessation
- 1985-05-08 AU AU42202/85A patent/AU572292B2/en not_active Ceased
- 1985-05-09 ES ES542969A patent/ES8608158A1/es not_active Expired
- 1985-05-09 JP JP60096838A patent/JPS60239643A/ja active Granted
- 1985-05-10 DE DE8585303340T patent/DE3568873D1/de not_active Expired
- 1985-05-10 EP EP85303340A patent/EP0161929B1/en not_active Expired
-
1989
- 1989-05-09 SG SG296/89A patent/SG29689G/en unknown
- 1989-07-20 HK HK584/89A patent/HK58489A/xx unknown
Patent Citations (2)
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| JPS58144724A (ja) * | 1981-10-08 | 1983-08-29 | ザ・バブコツク・アンド・ウイルコツクス・カンパニ− | 力トランスジユ−サ |
Also Published As
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|---|---|
| HK58489A (en) | 1989-07-28 |
| JPH0570771B2 (ja) | 1993-10-05 |
| KR850008406A (ko) | 1985-12-16 |
| IN161904B (ja) | 1988-02-20 |
| EP0161929B1 (en) | 1989-03-15 |
| SG29689G (en) | 1989-08-11 |
| EP0161929A3 (en) | 1986-11-26 |
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