JPS6157828A - 軸力センサ検定装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、製造された軸力センサの性能等を検定する軸
力センサ検定装置に関する。

〔発明の背景〕

軸力センサは、ある物体に作用する力又はモーメントあ
るいはその両者の所定軸に関する成分を検出する機能を
有する。例えは、産業ロボット等の装置においては、当
該装置の特定部分に作用する力やモーメントを検出し、
この検出値に基づいて最適の制御が実施される。さらに
、このような軸力センサは産業の分野ばかりでなく、種
々の学術的実験においても広く用いられている。以下、
軸力センサの概略について図により説明する。

第１１図は軸力センサの正面図である。図で、１は軸力
センサを示す。２は剛体で作られた円筒形の外枠、３は
外枠２の直径方向にこれと一体猶成された肉厚の薄いた
わみ梁である。４ａ乃至４１１はたわみ梁３の両面の所
定個所に設げられたストレインゲージであり、歪に応じ
てその抵抗値が変婦′　　　化する。

第１２区１（ａ）、（ｂ）は第１１図に示す軸力センサ
に力およびモーメントが作用したときの軸力センサの一
部破断正面図である。今、第１１図に示す軸力センサ１
のたわみ梁３に、その中心Ｏに向いて垂直な力Ｆが作用
すると、たわみ梁３は、両端が外枠２に固定されている
ため、第１２図（ａ）に示すような力Ｆに応じた変形を
生じ、この変形に伴なってストレインゲージ４ａ乃至４
ｄに圧縮雀、ストレインゲージ４ｅ乃至４ｈに引張歪を
生じる。

ここで、無負荷時のゲージの検出部長さをｌ。、負荷に
よる変形後のゲージの検出部長さをｌとすると、歪ε１
はεを−（ｌ　＃ｏ）／ｄｏとなる。一方、たわみ梁３
に対して、その中心Ｏを通る紙面に垂直な軸のまわりに
、矢印で示すモーメントＭが作用すると、たわみ梁３は
第１２図（ｂ）に示すようなモーメン）Ｍに応じた変形
を生じ、この変形に伴なって、ストレインゲージ４ａ、
４ｂ、４ｅ、４ｆに圧縮歪、ストレインゲージ４　ｃ、
　　４　ｄ、　　４　ｇｓ４ｈに引張歪を生じる。この
ように、モーメントＭが作用した場合の歪を６２とする
と、εｔ＝　（ｌ−ｌｏ　）　／　Ｊｌ！ｏ　で表わさ
れる。力ＦおよびモーメントＭはこれら各ストレインゲ
ージの歪に基づき、適宜の検出回路により検出される。

このような軸力センサは、例えば米国特許第４０９４１
９２号明細書などにより知られている。

以上、力およびモーメントを検出する軸力セン′すの概
略について述べたが、軸力センサには種々の形態のもの
があり、又、力、モーメントにつ（・ての検出し得る軸
成分も１軸から６軸まで存在する。しかしながら、軸力
センサがどのような形態のものであっても、これに対し
て高い精度が要求されることに変りはない。したがって
、製造された軸力センサについては、使用者に引渡す前
に、実際に力やモーメントを作用させてその性能を検定
するとともに正確な校正表を作成しておかなければなら
ない。そして、この検定装置は、軸力センサ１に対して
、力とモーメントをそれぞれ大きさ、方向とも正確に負
荷できることが必要である１、次に、従来の検定装置の
いくつかを図により説明する。

第１３図は従来の軸力センサ検定装置の正面図である。

図で、１は第１１図に示す軸力センサ、１１は軸力セン
サ１のたわみ梁３の中心点０に剛性をもって固定された
剛体の変換バー、１２Ａは変換バー１１における中心点
Ｏと対応する位置に釣り下げられる第１の皿、１２Ｂは
変換バー１１における中心点０と対応する位置から所定
長さ離れた位置に釣り下げられる第２の皿である。１３
は第１の皿１２Ａおよび第２の皿１２Ｂを釣り下げるた
めのナイフェツジリング（次回に示される）、１４は第
１の皿１２Ａと第２の皿１２Ｂをそれぞれナイフェツジ
リング１３に釣り下げるワイヤである。

第１４図（ａ）、（ｂ）はナイフェツジリングの断面図
および側面図である。ナイフェツジリング１３は剛体で
作られており、リング体１３ａ、このリング体１３　ａ
からリング内方へ突出形成された錐形のナイフェツジ部
、およびリング体１３　ａに設けられ、ワイヤ１４を固
定するワイヤ固定部により構成されている。一方、変換
バー１１の所定個所には錐形溝１１、８が形成されてい
る。ナイフェツジリング１３ヲ変換バー１１に嵌入し、
そのナイフェツジ部１３　ｂの尖端を変換バー１１の錐
形溝１１　ａに嵌合させることにより、ナイフェツジリ
ング１３と変換バー１１との接触は接触面積が極めて小
さい接触となり、接触面積の存在による測定誤差の発生
を防止するようになっている。

ここで第１３図に戻り、軸力センサ１に力Ｆを作用させ
るため、第１の皿１２Ａに所定のおもり１５　Ａ（図示
されていない）を載せると、そのおもり１５Ａによる力
はワイヤ１４、ナイフェツジリング１３、変換バー１１
を介してたわみ梁の中心０に伝達され、ここに力が作用
することになる。又、軸力センサ１にモーメン）Ｍを作
用させるため、第２の皿１２Ｂに所定のおもり１５　Ｂ
を載せると、そのおもり１５Ｂによる力はワイヤ１４、
ナイフェツジリング１３を介して変換バー１１に伝えら
れる。この力の伝達位置は中心Ｏから所定長さ離れてい
るので、中心Ｏには、この長さと力によるモーメントが
作用することになる。即ち、変換バー１１により力がモ
ーノ１　　　ントに変換される。

しかしながら、上記のようにモーメントを負荷すると、
これと同時に中心Ｏに力をも負荷するととになるのは明
らかであり、モーメントを作用させた場合の検定の結果
に対して力の干渉をも考慮する必要が生じ、極めて面倒
である。

第１５図は従来の他の軸力センサ検定装置の正面図であ
る。図で、軸力センサ１、変換バー１１、ナイフェツジ
リング１３、ワイヤ１４、第１．第２の皿１２Ａ、１２
Ｂは第１３図に示すものと同じである。ただし、変換バ
ー１１については、中心Ｏに対して画側に伸び、２つの
ナイフェツジリング１３は中心０に対して変換バー１１
上の等距離の位置（負荷点）に嵌合されている。１６は
所定の位置に設けられた滑車、１７ａは滑車１６に掛け
られたワイヤ１４と第２の皿１２Ｂのワイヤ１４とを結
合する釣り具（第１６図（ａ）、（ｂ）に示される）、
１７　ｂは滑車１６に掛けられたワイヤ１４と一方のナ
イフェツジリング１３のワイヤ１４とを結合する釣り具
（いずれも第１７図（ａ）、（ｂ）に示される）である
。

第１６図（ａ）、（ｂ）は滑車の正面図および断面図で
ある。図で、１．６　ａは所定位置に固定されて滑車１
６を可回動に支持する滑車支持部、１６　ｂは滑車支持
部１６　ａに固定された滑車軸、１．６　Ｃは滑車１６
が滑車軸１６　ｂから抜は出すのを防止する滑車押え具
である。ワイヤ１４の動きにより滑車１６は滑車軸１６
ｂのまわりをほとんど抵抗なく回動するようになりでい
る。

第１７図（ａ）、（１））は釣り具の側面図および正面
図である。図示のように１第１５図に示す釣り具１７ａ
、１７ｂは釣り針状に曲げられ、曲げられていない直線
部分にはワイヤ１４が固定されている。１８は釣り具１
７ａ、１７ｂに係合されたワイヤ１４の止め具であり、
この止め具１８により釣り具１７ａ、１７ｂに係合する
ためのワイヤ１４の輪を確実に保持する。

ここで第１５図に戻り、皿１２Ａ、１．２Ｂにそれぞれ
重量の等しいおもり１５Ａ、１５Ｂを載せると、おもり
１５Ａの力は皿１２Ａ、ワイヤ１４．ナイフェツジリン
グ１３を介して変換バー１１の一端に鉛直下向きに伝達
される。一方、おもり１５　Ｂの力は皿１２Ｂ、ワイヤ
１４、釣り具１７ａ、滑車１６、釣り具１７ｂ、ワイヤ
１４、ナイフェツジリング１３を介して変換ツク−１１
の他端に伝達される。この場合、この力は滑車１６によ
り方向変換され、鉛直上向きの力となる。両ナイフェツ
ジリング１３は中心０から等距離にあり、ここに加えら
れる力は大きさ等しく方向反対なので、中心Ｏにはモー
メントのみ作用し、第１２図に示す装置に生じるような
力の干渉を避けることができる。しかしながら、上記の
手段では、おもり１５Ａ、１５Ｂの重量に差を生じると
、その重量差がモーメントに関する誤差を生じるととも
に、力の干渉をも発生するという欠点がある。

第１８図は従来のさらに他の軸力センサ検定装置の正面
図である。図で、軸力センサ１、変換バー１１、皿１２
、ナイフェツジリング１３、ワイヤ１４については第１
５図に示すものと同じである。１６Ａ、１６Ｂは第１５
図に示す滑車１６と同じ滑車であり、所定位置に設けら
れている。１７ａ、１７ｂも第１５図、第１７図（ａ）
、（ｂ）に示すものと同じ釣り具である。

１９は釣りナイフェツジ（第１９図（ａ）、（ｂ）に示
される）である。この装置の場合、皿は１つだけ設けら
れ、又、釣りナイフェツジ１９からのワイヤは、釣り具
１７ｂ１滑車１６Ｂ、滑車１６Ａ１釣り具１７ａを経て
ナイフェツジリング１３に掛は渡されている。ナイフェ
ツジリング１３と釣りナイフェツジ１９の変換バー１１
上の位置は中心Ｏに対して等距離にある。

第１９図（ａ）は釣りナイフェツジの正面図、第１９図
（ｂ）は第１９図（ａ）の線Ｘ　’ｔ■Ｘ　ｂｉ）に沿
う断面図である。図で、１９は釣りナイフェツジを示し
、１９ａ、、１９ａ、は釣り部、１９ｂｌ、１９ｂｔは
釣り部１９　ａ　、。

１９ａ２から内方に突出したナイフェツジ部、１９Ｃ１
゜１９Ｃ２は釣り部１９ａ、　、　１９ａ、に形成され
たワイヤ固定部である。１１　ａは変換バー１１の所定
個所に形成された錐形溝である。ナイフェツジ部１９ａ
１を上から、ナイフェツジ部１９ａ、を下から錐形溝１
１　ａに嵌合させることにより、第１８図に示す保合関
係が構成される。

ここで第１８図に戻り、皿１２におもり１５を載せると
、おもり１５の力は皿１２、ワイヤ１４、釣りナイフ゛
１　　　エツジ１９のナイフェツジ部１９ｂ、を介して
変換ノ（−１１の一端に鉛直下向きの力として伝達され
るとともに、さらに、釣り具１７ｂ１滑車１６Ｂ、１６
Ａ、釣り具１７ａ１ナイフェツジリング１３を介して変
換バー１１の他端に鉛直上向きの力として伝達される。

この場合、変換バー１１の両端に作用する力の大きさは
等しく方向は反対となり、ナイフェツジリング］３と釣
りナイフェツジ１９の中心Ｏからの距離は等しいので、
中心Ｏにモーメントのみ作用し、第１５図に示す装置に
おける２つのおもりの重量差による欠点を避けることが
できる。しかしながら、このような手段では、釣りナイ
フェツジ１９からナイフェツジリング１３に至るワイヤ
１４に伸びが生じると、釣りナイフェツジ１９から変換
バー１１に伝達される力とナイフェツジリング］３から
変換バー１１に伝達される力との間に差を生じ、第１５
図に示す装置と同様の欠点が発生することになる。なお
、滑車１６Ａ、１６Ｂを使用したことにより、変換バー
１１両端に負荷される実際の力は等しくなくなる欠点が
生じるが、この欠点については、第２０図に示す従来例
の説明において詳細に述べる。

Ｈ＞２Ｂ図は従来の他の軸力センサ検定装置の正面図で
ある。図で、第１８図と同一部分には同一符号が付しで
ある。２１は負荷が加えられる載荷ノく−である。載荷
バー２１の中心には、ナイフェツジ１】ング１３により
ワイヤ１４を介して皿１２が釣り下げられる。載荷バー
２１上の中心から等距離にある両端位置（負荷点）にそ
れぞれナイフェツジリング１３が係合せしめられ、一方
のナイフェツジリング１３は変換バー１１の一方端に係
合したナイフェツジリング１３とワイヤ１４で連結され
、又、他方のナイフェツジリング１３は釣り具１７　ｂ
とワイヤ１４で連結されている。釣り具１７　ｂから変
換バー１１の他方のナイフェツジリング１３に至る構成
は第１８図に示す装置と同じである。

ここで、皿１２におもり１５を載せると、おもり１５の
力は皿１２、ワイヤ１４、ナイフェツジリング１３を経
て載荷バー２１へ伝達され等分される。この等分された
力の一方は、ナイフェツジリング１３、ワイヤ１４、ナ
イフェツジリング１３を経て変換ノ＜−１１の一端に鉛
直下向きの力となって伝達され、他は、ナイフェツジリ
ング１３、釣り具１７ｂ１滑車１６Ｂ。

１６Ａ１釣り具１７ａ１ナイフェツジリング１３を経て
変換バー１１の他端に鉛直上向きの力となって伝達され
る。この装置では、各部のワイヤ１４のうち、どのワイ
ヤに伸びが生じても、変換バー１１の両端に伝達される
力には変化がなく、たわみ梁３の中心０には、第１８図
に示す装置におけるような欠点なくモーメントを負荷す
ることができる。しかしながら、この装置における構成
では、載荷バー２１の力を滑車１６Ｂ、１６Ａを介して
伝達するため、次のような欠点を生じる。この欠点を第
２１図を参照しながら説明する。

第２１図は第加図に示す滑車の拡大図である。今、ワイ
ヤ１４に加わる鉛直下向きの力をｆｉｓ滑車１６　Ｂを
介してワイヤ１４により水平方向に伝達される力を’２
ａ力ｆ、、ｆ、による滑車１６　Ｂとその滑車軸間の最
大静止摩擦係数をμとすると、この滑車１６　Ｂの最大
静止摩擦力Δｆは Δｆ＝μＦ０ ここで、 Ｆｏ＝　ｆ１／　ｓｉｎ　４５゜ ｆ、＝−ｆ。

ｒ、−ｔ；±Δｆ であるから ｆ、＝−ｆ１±μｍ　ｆ、　／ｓｉｎ　４５゜となる。

なお、上式中、符号ｒ＋Ｊ、ｒ−Ｊは、力ｆ、が増加し
ている場合に正、減少している場合に負となる。以上に
より、変換バー１１の図示左端部に負荷される力ｆ２は
、滑車が２個介在するため、 ｆ、、、、、−ｆ、±２・μ・ｆ１／５ｉｎ４５゜とな
る。

上式から、変換バー１１の両端に負荷される力は、実際
には等しいものではなく、したがって、第２０図に示す
装置では、たわみ梁３の中心Ｏへの負荷モーメントの精
度が低くなるばかりでなく、鉛直方向に±２・μ・ｆ、
　／５ｉｎ４５°の大きさの干渉力を生じるおそれがあ
る。

第２２図は従来の他の軸力センサ検定装置の正面図であ
る。図で、第四図と同一部分には同一符号が付しである
。２１Ａは載荷バーであり、その中心にはナイフェツジ
リング１３、ワイヤ１４を介して皿１２が釣り下げられ
ている。この載荷バー２１Ａは第１９図に示す装置の載
荷バー２１とは異なり、変換バー１１の両端間より大き
な長さを有する。載荷バー・２１Ａの中心から等距離に
ある両端位置（負荷点）にはナイフェツジリング１３が
嵌合され、一方のナイフェツジリング１３はワイヤ１４
により直接変換バー１１に嵌合された一方のナイフェツ
ジリング】３に連結され、又、他方のナイフェツジリン
グ１３はワイヤ１４により滑車１６を介して変換バー１
１に嵌合された他方のナイフェツジリング１３に連結さ
れている。

皿１２におもり１５を載せると、載荷バー２１Ａにより
等分されたおもり１５の力の一方は、変換バー１１の一
方へ鉛直下向きの力として伝達され、おもり１５の力の
他方は、滑車１６を介して変換バー１１の他方へ鉛直上
向きの力として伝達され、この結果、中心Ｏにモーメン
トが負荷される。しかしながら、載荷バー２１の力を滑
車１６を介して伝達する構成となっているので、この装
置も本質的に第四図に示す装置と同様の欠点を内在し、
ただ滑車数が１個に減じられているので、モーメントの
精度が２倍に上昇し、力の干渉量が１／２に減少するに
過ぎず、検定装置として満足できるものではない。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり
、その目的は、上記従来の問題点を解決し、軸力センサ
に対して、方向および大きさとも正確で、かつ、干渉力
の小さいモーメントを作用させることができる軸力セン
サ検定装置を提供するにある。

〔発明の＊要〕

上記の目的を達成するため、本発明は、軸力センサの検
出部に、この検出部に作用するモーメントの作用軸と同
軸にモーメント変換機構を固定し、この変換機構に、力
が作用する第１の負荷点および第２の負荷点を設け、さ
らに、別途、負荷分割機構を設けて、この負荷分割機構
に、与えられた負荷を等分する第３の負荷点および第４
の負荷点を設け、第１の負荷点と第３の負荷点との間、
および第２の負荷点と第４の負荷点との間のいずれか一
方、又は両方に、与えられた負荷を、その方向を変換し
て伝達する剛体より成る負荷方向変換機構を介在させた
ことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図示の各実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１の実施例に係る軸力センサ検定装
置の正面図である。図で、軸力センサ１、変換バー１１
、皿１２、ナイフェツジリング１３、ワイヤ１４、おも
り１５、載荷バー２１は第四図に示すものと同じである
。５は剛体で作られたバー、渓はバー５の中点を支承す
る支点（第２図に示される）である。バー５上には支点
部から等距離の両端位置において、ナイフェツジリング
１３が嵌合されている。載荷バー２１の中点には、ナイ
フェツジリング１３、ワイヤ１４を介して皿１２が釣り
下げられ、載荷バー２１の両端のナイフェツジリング１
３の一方は変換バー１１の一方のナイフェツジリング１
３にワイヤ１４で連結され、又、他方はバー５の一方の
ナイフェツジリング１３にワイヤ１４で連結されている
。

さらに、バー５の他方のナイフェツジリング１３は変換
バー１１の他方のナイフェツジリング］３にワイヤ１４
で連結されている。

第２図（ａ）、（ｂ）は支点の断面図および側面図であ
る。図で、２６　ａは支点部を所定の位置に固定する固
定部、２６　ｂは固定部２６　ａから突出したナイフェ
ツジ部である。又、２５ａはバー５の中点に形成された
錐形溝である。錐形溝２５ａの尖端角度はナイフェツジ
部２６ｂの尖端角度より大きい。ナイフェツジ部２６　
ｂを錐形溝２５ａに嵌合させることにより、バー５は線
接触により支点２６に支持される。

ここで第１図に戻り、おもり１５を皿１２に載せると、
おもり１５の力は載荷バー２１で等分され、一方は載荷
バー　２１のナイフェツジリング１３、ワイヤ１４、変
換バー１１のナイフェツジリング１３を介して変換バー
１１の一端（図で右端）に鉛直下向きの力とし″　　　
て伝達される。又、等分された他方の力は載荷バー２１
のナイフェツジリング１３、ワイヤ１４、バー２５のナ
イフェツジリング１３を介してバー５の一端（右端）に
鉛直下向きの力として伝達される。この力は、バー５が
その中点を支承する支点２６とともにてこを構成してい
るところから、バー５の他端（左端）において、同一大
きさで鉛直上向きの力に変換される。この変換された力
はナイフェツジリング１３、ワイヤ１４、変換バー１１
のナイフェツジリング１３を介して変換バー１１の他端
（左端）に鉛直上向きの力として伝達される。結局、変
換バー１１の両端には大きさ等しく方向反対の力が加え
られ、たおみ梁３の中心Ｏにはモーメントが負荷される
。

このように、本実施例では、おもり１個を用いたので、
おもり２個を用いた場合の重量差によるモーメントの誤
差をなくし、又、載荷バーを用いたので、ワイヤの伸び
によるモーメントの誤差や干渉力を排除し、さらに、剛
体のバーおよび支点によるでと構成を用いたので、滑車
を用いた方向変換の場合に生じるモーメントの誤差や干
渉力を排除し、軸力センサに、方向および大きさが正確
で、かつ、干渉力の小さいモーメントを作用させること
かできる。

第３図は不発゛明の第２の実施例に係る軸力センサの正
面図である。図で、第１図に示す部分と同一部分には同
一符号を伺して説明を省略する。５Ａは剛体のバー、２
６はバー２５Ａの中点を支承する支点であり、バー２！
５Ａと支点２６とで第１の実施例におけるバー５、支点
２６と同じく、方向変換用のてこを構成する。このてこ
構成は、第１の実施例のそれが、軸力センサ１に対して
載荷バー２１と反対側に配置されていたのに対し、載荷
バー２１と同じ側に配置されている。３０は変換バー１
１とバー５Ａとを連結するブツシュロッド、３１ａ、３
１ｂは変換バー１１ドパ−２！５ａにブツシュロッド３
０を可回動に結合するピンである。ピン３１　ａの位置
は、たわみ梁３の中心Ｏに対して変換バー１１における
反対！（右４）のナイフェツジリング１３と等距離にあ
り、又、ピン３１　ｂの位置は、支点２６Ａに対してノ
く一２５Ａの反対端（右端）のナイフェツジリング１３
と等距離にある。載荷バー２１の一端（左端）のナイフ
ェツジリング１３とバー２５Ａの一端（右端）のナイフ
ェツジリング１３はワイヤ１４で連結され、載荷バー２
１の他端（右端）のナイフェツジリング１３と変換バー
１１の一端（右端）のナイフェツジリング１３はワイヤ
１４で連結されている。

今、皿１２におもり１５を載せると、おもり１５の力は
載荷バー２１により等分され、その一方の力はワイヤ１
４、ナイフェツジリング１３を介してハーニ”５Ａの一
端（右端）に鉛直下向きの力として伝達１れ、さらにこ
の力はバー５Ａにより同じ大きさの鉛直上向きの力に変
換され、ブツシュロッド加を介して変換バー１１の一端
（左端）に伝達される。載荷バー２１により等分された
他方の力は、ワイヤ１４　。

ナイフェツジリング１３を介して変換バー１１の他端（
右端）に鉛直下向きの力として伝達される。結局、変換
バー１１の両端には、大きさ等しく方向反対の力が加え
られ、軸力センサ１にモーメントが負荷される。

このように、本実施例では、１つのおもり、載荷バー、
剛体のバーと支点によるてこ構成を用いたので、第１の
実施例と同じ効果を秦する。

第４図は本発明の第３の実施例に係る軸力センサ検定装
置の旧鍵図である。図で、第１図に示す部分と同一部分
には同一符号を付して説明を省略する。２１　Ｂは変換
バー１１とほぼ同じ長さの載荷バーであり、その中点に
皿１２が釣り下げられ、中点から等距離の両端位置にナ
イフェツジリング１３が嵌合されている。３３Ａ、３３
ＢはＬ字状に形成された剛体のＬ型バーであり、それぞ
れ直角部分を支点２６Ａ、２６Ｂにより支承されている
。３４ａ、、３４ａ。

はＬ型バー３３Ａの２つの端部に設けられたピン、３４
ｂ、　、　３４１）ｔはＬ型バー３３　Ｂの２つの端部
に設けられたピン、３５ａ、３５ｂは変換バー１１の端
部に設けられたピンである（なお、ピン３５　ｂは図示
されていない。）。載荷バー　２１　Ｂの一方のナイフ
ェツジリング１３とＬ型バー３３　Ａのピン３４ａ１と
はワイヤ１４で結合され、Ｌ型バー３３Ａのピン３４ａ
２と変換バー１１のピン３５　ａもワイヤ］４で結合さ
れている。又、１′載荷バー２１１３の他方のナイフェ
ツジリング１３とＬ型バー３３Ｂのピン：３４ｂ、とは
ワイヤ１４で結合され、Ｌ型バー３３　Ｂのピン３４ｂ
、と変換バー１１のピン３５　ｂもワイヤ１４で結合さ
れている。

このような構成において、皿１２におもり１５を載ぜる
と、おもり１５の力は載荷バー２１　Ｂにより等分され
、その一方の力は、ナイフェツジリング１３、ワイヤ１
４、ピン３４ａ、を介してＬ型バー３３Ａの一端に鉛直
下向きの力として伝達される。このため、Ｌ型バー３３
Ａは支点２６Ａを中心に回動し、この鉛直下向きの力を
他端において水平方向の力に変換する。変換された水平
方向の力は、ピン３４ａ２、ワイヤ１４、ピン３５　ａ
を介して変換バー１１の一方端部に伝えられる。又、載
荷バー２１　Ｂにより等分された他方の力も同様にして
Ｌ型バー３３　Ｂにより水平方向の力に変換され、変換
バー１１の他方端部に伝達される。変換バー１１の各端
部に伝達される水平方向の力は大きさ等しく方向反対の
力である。この結果、変換バー１１により、軸力センサ
１にモーメントが負荷されることになる。

このように、本実施例では、１つのおもり、載荷バー、
剛体のＬ型バーと支点による力の方向変換機構を用いた
ので、第１の実施例と同じ効果を奏する。

第５図は本発明の第４の実施例に係る軸力センサ検定装
置の斜視図である。図で、第４図に示す部分と同一部分
には同一符号を付して説明を省略する。３６はＬ型バー
３３　Ａのピン３４ａ２と変換バー１１のピン３５　ａ
との間を連結するブツシュロッドである。本実施例と第
３の実施例の異なる点は、第３の実施例がＬ壓バー３３
Ａ、３３Ｂの向きを互いに逆向きとし、ピン３４ａ２と
ピン３５　ａとをワイヤ１４で連結したのに対し、本実
施例はＬ！バー３３Ａ、３３Ｂの向きを同一とし、ピン
３４ａ、とピン３５　ａとをブツシュロッド３６で連結
した点のみであり、他の構成については両省同じである
。そして、Ｌ型バー３３Ａ、３３Ｂを同−向きとしたこ
とにより、Ｌ型バー３３Ａにより変換された水平方向の
力は、変換バー１１の一端を押す力としなげればならず
、本実施例において、この力はワイヤ１４に代わるブツ
シュロッドあにより支障なく伝達される。本実施例のそ
の他の部分における力の伝達作用は第３の実施例　　□
と同じであり、変換バー１１の両端には大きさ等しく方
向反対の力が伝達され、軸力センサ１にはモーメントが
負荷される。本実施例の効果は第３の実施例の効果と同
じである。

第６図は本発明の第５の実施例に係る軸力センサ検定装
置の斜視図である。図で、第４図に示す部分と同一部分
には同一符号を伺して説明を省略する。３６　ａはＬ型
バー３３　Ａのピン３４ａ２と変換バー１１の一端のピ
ン３５　ａとを連結するブツシュロッド、３６　ｂはＬ
型バー３３　Ｂのピン３４ｂ２と変換バー１１の他端の
ピン３５ｂ（図示されていない）とを連結するブツシュ
ロッドである。本実施例と第３の実施例とが異なる点は
、嬉３の実施例がＬ型バー３３Ａ。

３３　Ｂから変換バー１１への水平方向の力の伝達をワ
イヤ１４で引くことにより行なう構成とされているのに
対し、本実施例は当該力の伝達をブツシュロッド３６ａ
、３６ｂで押すことにより行なう構成とされている点の
みであり、その他の構成、作用は同じである。そして、
本実施例の効果も第３の実施例の効果と同じである。

なお、第３．第４．第５の実施例において、Ｌ型バー３
３Ａ、、３３Ｂは直角を有するバーとして説明したが、
これは必ずしも直角に限ることは７ｊい。

第７図は本発明の第６の実施例に係る軸カセンサ検足装
置の正…１図である。図で、第１図に示す部分と同一部
分には同一符号が付しである。２１Ｃ２２１１）、　２
１Ｊ　２１１！”は力を等分する載荷バー、１２Ｃ１１
２Ｄ、１２Ｊ　１２Ｆは各載荷バー２Ｉ　Ｃ，２１Ｄ、
　２］、　Ｊ２］、　ｆ”に釣り下げられた皿、１９は
第１７図およびゐＪ：１８図（ａ）、（ｂ）に示すもの
と同じ釣りナイフェツジである。２５Ｂ、２．５Ｃは剛
体のバーであり、各バーｚ５＋３，２５ｃはその中点を
支承する支点２６とともにてこを構成する。載荷バー２
Ｉ　Ｃの一端と載荷バー　２１　Ｅの一端、および当該
載荷バー２１　Ｅの一端とバー２．５　Ｂの一端はそれ
ぞれワイヤ１４で連結されている。又、載荷バー２１１
）の一端と載荷バー２１　Ｅの他端、および尚該載荷バ
ー２１１！：の他端と変換バー１１の一端、ならびに当
該変換バー１１の一端とバー“１　　　δＣの一端がそ
れぞれワイヤ１４で連結されている。

さらに、載荷バー２１　Ｃの他端と載荷バー２１１”の
一端、および当該載荷バー２１　ｆ”の一端とバー２！
５Ｃの他端はそれぞれワイヤ１４で連結されている。さ
らに又、載荷バー２１　Ｄの他端と載荷バー２１　Ｆの
他端、および当該載荷バー２１　Ｆの他端と変換バー１
１の他端、ならびに当該変換バー１１の他端とバー２！
５Ｂの他端はワイヤ１４で連結されている。なお、変換
バー１１の他端とバー２！５Ｂの他端との連結は、連結
の中間にバー２！５Ｃが介在するので、バー２５０の貫
通孔２５ｈにワイヤ１４を挿通させることにより行なわ
れる。このような構成により、本実施例は軸力センサ１
に対して鉛直上向きおよび下向きの力、時計方向および
反時計方向のモーメントをそれぞれ負荷することができ
る。以下、それぞれの作用を説明する。

（１）鉛直上向きの力を負荷する場合、皿１２Ｃにおも
り１５を載せると、おもり１５の力は載荷バー２１０で
２等分され、その一方の力は載荷バー２ＩＣの一端（図
で右端）のナイフェツジリング１３、ワイヤ１４、載荷
バー２］Ｅの釣りナイフェツジ１９、ワイヤ１４、バー
２５Ｂのナイフェツジリング１３を介してバー２５Ｂの
一端（右端）に鉛直下向きの力とじて伝這される。この
力はバー２５　Ｂと支点２６により、バー２５　Ｂの他
端（左端）において鉛直上向きの力に変換され、この力
はナイフェツジリング１３、貝通孔２５１１を通るワイ
ヤ１４、釣りナイフェツジ１９を介して変換バーＩＪの
一端（左端）に伝達される。

又、等分された他方の力は、載荷バー２１０の他端（左
端）のナイフェツジリング１３、ワイヤ１４、載荷／＜
　−２１ｈｌの釣りナイフェツジ１９、ワイヤ１４、バ
ー２５Ｃの一端（左端）のナイフェツジリング１３を介
してバー２５０に鉛直下向きの力として伝達される。こ
の力はバー２５Ｃと支点２６によりバー２５０の他端（
右端）で鉛直上向きの力に変換され、この力はナイフェ
ツジリング］３、ワイヤ１４、釣りナイフェツジ１９を
介して変換バー１１の他端（右端）に伝達される。結局
、変換バー１１の両端には同じ大きさの鉛直上向きの力
が伝達されるので、軸力センサ１には鉛直上向きの力か
負荷されることになる。

（２）鉛直下向きの力を負荷する場合、皿】２１）にお
もり１５をａせると、このおもり１５の力は載荷バー２
１Ｄで２等分され、一方の力は載荷バー２１　Ｄの一端
（右端）のナイフェツジリング１３、ワイヤ１４、載荷
バー２１　Ｅの釣りナイフェツジ１９、変換バー１１の
釣りナイフェツジ１９を介して変換バー１１の一端（右
端）に鉛直下向きの力として伝達される。全く同様に、
２等分された他方の力はナイフェツジリング１３、ワイ
ヤ１４、釣りナイフェツジ１９、ワイヤ１４、釣りナイ
フェツジ１９を介して変換バー１］の他端（左端）に鉛
直下向きの力として伝達される。

結局、軸力センサ１には鉛直下向きの力が負荷されるこ
とになる。

（３）時計方向のモーメントを負荷する場合、皿１２　
Ｅにおもり１５を載せると、おもり１５の力は載荷バー
２１　Ｅで２等分され、その一方は載荷バー２１　ｈｃ
の一端（右端）の釣りナイフェツジ１９、ワイヤ１４、
ナイフェツジリング１３を介してバー２５Ｂの一端（右
端）に伝達され、バー２５Ｂの他端（左端）で鉛直上向
きの力に変換される。この力はナイフェツジリング１３
、ワイヤ１４、釣りナイフェツジ１９を介して変換バー
１１の一端（左端）に伝達される。又、２等分された他
方の力は、載荷バー２１１（の他端（左端）の釣りナイ
フェツジ】９、ワイヤ１４、釣りナイフェツジ１９を介
して変換バー１１の他端（右端）に鉛直下向きの力とし
て伝達される。この結果、軸力センサ１には時計方向の
モーメントが負荷されることになる。

（４）反時計方向のモーメントを負荷する場合、１１１
１１２１！’におもり１５をｉｉ＆ぜると、おもり１５
の力は載荷バー２１　ｒｒで２等分され、その一方は載
荷バー２１Ｆの一端（左端）の釣りナイフェツジ１９、
ワイヤ１４、ナイフェツジリング１３を介してバー２！
５Ｃの一部（左端）に伝達され、バー２５Ｂの他端（右
端）で鉛直上向きの力に変換される。この力はナイフェ
ツジリング１３、ワイヤ１４、釣りナイフェツジ１９を
介して変換バー１１の一部（右端）に伝達される。

又・　２４分２また他方の力は・載荷″“−２」“゛曳
他端（右端）の釣りナイフェツジ１９、ワイヤ１４、釣
りナイフェツジ１９全介して変換バー１１の他端（左端
）に鉛直下向きの力として伝速される。この結果、軸力
センサ１には反時計方向のモーメントが負荷されること
になる。

このように、本実施例では、２つのてこ機構および、負
荷すべき４つの荷重に対応して４つの載荷バーを設けた
ので、第１の実施例と同じ効果を奏するとともに、治具
の交換なしに４つの荷重を負荷することができ、又、容
器のおもりを調節すれば、治具等により発生する僅かな
力やモーメントを相殺することが可能である。

第８図は本発明の第７の実施例に係る軸カセンサ検定装
瞳の一部の正面図である。本実施例では、第１乃至第６
の実施例における負荷分割機構として、載荷バーに代え
て滑車を用いるものである。

そして、その他の機構は第１乃至第６の実施例のものと
同じであるので、図示および説明は省略する。図で、３
９Ａ、３９Ｂは定滑車、４０Ａ、４０Ｂは定滑車３９Ａ
、３９Ｂの軸である。軸４０Ａ、４０Ｂは互いに水平に
配置されている。４１は動滑車、４２は動滑車４１の軸
である。軸４２は軸４ＱＡ、４０Ｂ間の中点から垂直に
おろした線上に位置する。ワイヤ１４が定滑車３９Ａ、
動滑車４１．定滑車３９１３にわたって掛は渡される。

動滑車４１に力Ｆが加えられると、この力は２等分され
、定滑車３９Ａ、３９Ｂから引き出されているワイヤ】
４に、Ｆ／２の力が与えられることになる。

このように、本実施例では、負荷分割機構を２つの定滑
車と１つの動滑車で構成したので、＠１の実施例と同じ
効果を奏するとともに、安定した負荷分割機構を得るこ
とができる。

第９図は本発明の第８の実施例に係る軸カセンサ横定装
置の正面図である。これまで述べた各実施例においては
、載荷バー２１はその中点におもり１５を負荷する構成
となっていた。しかしながら、本実施例では載荷バーの
中点以外の位置におもりを負荷する構成としたものであ
る。図で、第１図に示す部分と同一部分には同一符号を
付して説明を省略する。１１　Ａは変換バーであり、中
心点Ｏに連結された点から一方のナイフェツジリング１
３までの長さはｌＬｌ他方のナイフェツジリング１３ま
でナイフェツジリング１３までの長さはぎ７．他方のナ
イフェツジリング１３までの長さはｌａに選定され７て
いる。２５Ｅはてこを構成するバーであり、支点２６か
ら一方のナイフェツジリング１：つまでの長さはｌａ。

他方のナイフェツジリング１３までの長さはｅβに選定
されている。

今、おもり１５ヲ皿１２に載せると、おもり１５の力は
載荷バー２１Ｇにより、ｌ、　：　ｌａの割合で分割さ
れ、それぞれおもり１５による力の　４δ／＜ｌｒ＋６
δ）倍および　ｌ、／（１，＋　ｌａ）倍となる。載荷
バー２１Ｇにより上記　ｌδ／（ｌｒ＋ｌδ）倍された
力は、ナイフェツジリング１３、ワイヤ１４、ナイフェ
ツジリング１３を介して変換バー１１Ａの一端（図で右
端）に鉛直下向きの力として伝達される。又、載荷バー
２１Ｇにより　ｇ、／　（％　＋　ｌａ）倍された力は
、ナイフェツジリング１３、ワイヤ１４、ナイフェツジ
リング１３を介してバー２５Ｅの一端（図で右端）に鉛
直下向きの力として伝達される。この力は、バー２５Ｂ
が支点あとともにてこを構成しているところカラ、バー
２５Ｅの他端（左端）において鉛直上向きの力として伝
升され、しかも、その力はバー５Ｂの一端（右端）に伝
達された力のｌβ／ｌａ倍となる。即ち、バー２５１＞
の他端（左端）に伝達される力は、鉛直上向きに、おも
りによる力の４．・ｌβ／（ｌ、＋Ａδ）・１．倍の力
となる。したがって、この力はナイフェツジリング１３
、ワイヤ１４、ナイフェツジリング１３を介して変換バ
ー１１Ａの他端（左端）に鉛直上向きの力として伝達さ
れる。ここで、載荷バー２１　ａおよびバー２！５Ｅの
分割された長さの割合が、 ４、：ｌδ＝ム：ｌβ の割合になるように選定すると、変換バー１１．Ａの両
端に加えられる力の太きさは寺しくなり、かつ、方向は
反対となる。このため、軸力センサ１に加えられる力の
成分はキャンセルされ、軸力センサ１には、変換バー１
１Ａの両端に加えられた合力にそれぞれ長さｌＬ、ｌ、
ｌを乗じたモーメントの和の１′　　　モーメントのみ
が負荷されることになる。

このように、本実施例では、載荷バーにおけるおもりの
釣り下げ点の両側の長さおよびてこを構成するバーにお
ける支点の両（ｋｉｌｌの長さを異ならしめ、かつ、載
荷バーにおける前記両側の長さの比と、てこを構成する
バーにおける前記両側の長さの比とが等しくなるように
各長さを選定したので、第１の実施例と同じ効果を奏す
る。

第１０図は本発明の第９の実施例に係る軸力センサ検定
装置の正面図である。図で、第１図に示す部分と同一部
分には同一符号を付して説明を省略する。１１　Ｂは変
換バーである。本実施例が第１図に示す実施例と異なる
のは、後者が分割された変換バー１１Ｂの両側の長さが
等しく構成されているのに対し、前者は当該長さを異に
する点のみである。そして、上記第１乃至第７の実施例
の説明から明らかなように、変換バー１１　Ｂの両端に
加えられる力は大きさ等しく方向反対であり、又、上記
第８の実施例の説明から明らかなように、軸力センサ１
に加えられるモーメントは、変換バー１１　Ｂの端部に
加えられる力に分割されたそれぞれの長さを乗じて得ら
れるモーメントの和である。したかつで、変換バー１１
　Ｂにおける分割された長さが異なっても、軸力センサ
１にはモーメントのみが加えられることになり、本実施
例も第１の実施例の効果と同じ効果を萎する。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、１つの負荷を負荷分割
機構により等分に分割し、この分割された負性のうちの
少なくとも一方を負荷方向変侠機構を介してモーメント
変換機構に与えるようにしたので、方向および大きさが
正確で、かつ、干渉力の小さいモーメントを軸力センサ
に負荷することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る軸力センサ検定装
置の正面図、第２図（ａ）、（ｂ）は第１図に示す支点
の断面図およびｉｊｌ＋面図、第３図は本発明の第２の
実施例に係る軸力センサ検定装置の正面図、第４１＊ｌ
、第５図および第６図はそれぞれ本発明の第３、第４、
第５の実施例に係る軸力センサ検定装置の斜視図、第７
図は本発明の第６の実施例に係る軸力センサ検定装置の
正面図、第８図は本発明の第７の実施例に係る軸力セン
サ検定装置の一部正面図、第９図および第１０図はそれ
ぞれ本発明の第８、第９の実施例に係る軸カセンサ検足
装置の正面図、第１１図は軸力センサの正面図、第１２
図（ａ）、（ｂ）はカおよびモーメントが作用したとき
の軸力センサの一部破断正面図、第１３図は従来の軸力
センサ検定装置の正面図、第１４図（ａ）、（ｂ）はナ
イフェツジリングの断面図および側面図、第１５図は従
来の他の軸力センサ検定装置の正面図、第１６図（ａ）
、（ｂ）は滑車の正面図および断面図、第１７図（ａ）
、（ｂ）は釣り具の側面図および正面図、第１８図は従
来のさらに他の軸力センサ検定装置の正面図、第１９図
（ａ）、（ｂ）は釣りナイフェツジの正面図および断面
図、第四図は従来の他の軸力センサ検定装置の正面図、
第２１図は第四図に示す滑車の拡大図、第ｎ図は従来の
他の軸力センサ検定装置の正面図である。 １・・・・・・軸力センサ、３・・曲たわみ梁、４ａ〜
４ｈ・・・・・・ストレインケ−シ、　１１．　ＩＩＡ
、　ＩＩＢ・・曲変換バー、１礼１２Ａ〜１２Ｇ・・囲
器、１３・・曲ナイフェツジリング、１４・・・・・・
ワイヤ、１５・・・・・・おもり、１９・・・・・・釣
りナイフェツジ、２１．、２Ｎ：３〜２１Ｆ・・・・・
・載荷バー、２５．Ｚ５Ａ〜２５Ｃ・・・・・・バー、
２６　、２６　Ａ　、　２６Ｂ・・・・・・支点、３０
，３６゜３６　ａ　、　３６　ｂ　・−・・−ブツシュ
ロッド、３１ａ、　３１ｂ、　３４ａ、。 ３４ａ２．３４ｂ１．３４ｂ２．３５ａ−−−−−−ピ
ン、３３Ａ、　３３Ｂ　・・・−・・Ｌ型バー、３９Ａ
、３９Ｂ・・・・・・定滑車、４２・・・・・・動滑車
。 、５ＩＰｔ図 牙２図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ
）牙７図 、１−８図 牙ｌ１図 ！ 牙１２図 （ａ） （ｂ） 牙１３図 ７．１ １１４図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　（ｂ）１１５図 牙！６図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）
＾　　　　　１’ｔ％ 牙！９図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　（ｂ）ＸＩＸｂ　。 ｔｘｂ　Ｌ 牙２０図 １６Ａ　　　　　　　１４　　　　　　１６Ｂ、、　　
　　　　　１２ □ｆ２′ −Δｆ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１つの軸まわりに作用するモーメントを
   検出する軸力センサの検出部に前記軸と直交した面内に
   ありかつ第１の負荷点とこれに対向する第２の負荷点と
   を有するモーメント変換機構を備えた軸力センサ検定装
   置において、前記第１の負荷点および前記第２の負荷点
   に伝達されるべき負荷を１つの負荷から与えられる第３
   の負荷点および第４の負荷点を有する負荷分割機構と、
   前記第１の負荷点と前記第３の負荷点間および前記第２
   の負荷点と前記第４の負荷点間のうちの少なくとも一方
   に介在して負荷の方向を変換して伝達する負荷方向変換
   機構とを設け前記モーメント変換機構の両端に大きさ等
   しく方向反対の負荷が作用するようにしたことを特徴と
   する軸力センサ検定装置 ２、特許請求の範囲第１項において、前記負荷方向変換
   機構は、前記剛体を支点まわりに回動させるてこ機構で
   あることを特徴とする軸力センサ検定装置 ３、特許請求の範囲第１項において、前記負荷方向変換
   機構は、前記剛体を支点まわりに回動させるてこ機構を
   含むリンク機構であることを特徴とする軸力センサ検定
   装置 ４、特許請求の範囲第１項において、前記負荷方向変換
   機構は、所定角度を有しかつ当該角度をなす角部を中心
   に回動する剛体により構成されることを特徴とする軸力
   センサ検定装置 ５、特許請求の範囲第１項において、前記負荷分割機構
   は、２つの定滑車と、これら２つの定滑車の中間に介在
   しかつ負荷が作用する動滑車と、前記各定滑車および前
   記動滑車にかけ渡されたワイヤとで構成されていること
   を特徴とする軸力センサ検定装置