JPS63163241A - 磁気弾性力変換器 - Google Patents
磁気弾性力変換器Info
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- JPS63163241A JPS63163241A JP62315961A JP31596187A JPS63163241A JP S63163241 A JPS63163241 A JP S63163241A JP 62315961 A JP62315961 A JP 62315961A JP 31596187 A JP31596187 A JP 31596187A JP S63163241 A JPS63163241 A JP S63163241A
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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
- G01L1/12—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress
- G01L1/127—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress by using inductive means
-
- 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
- G01L1/12—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress
- G01L1/125—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress by using magnetostrictive means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Pens And Brushes (AREA)
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】
本発明は力測定用の磁気弾性変換器すなわら磁気弾性力
変ｌ！ｉ！！器に関する。
変ｌ！ｉ！！器に関する。
本発明の変換器は新規な構造を特徴とし、製造を据え付
けに関する限り従来の磁気弾性力変換器よりもかなり簡
甲化されている。工学おＪ：び種々のプロセスを制御、
監視するための他の産業のあらゆる分野で、強固かつ安
価な力変換器が必要とされている。
けに関する限り従来の磁気弾性力変換器よりもかなり簡
甲化されている。工学おＪ：び種々のプロセスを制御、
監視するための他の産業のあらゆる分野で、強固かつ安
価な力変換器が必要とされている。
従来、たとえばスエーデン特許第１５１，２６７号に記
載のような磁気（ｌｌｌ性力変換器が知られている。こ
の変換器は、？ｇ数の磁気弾性シートで作られた受力磁
芯を備え、この磁芯に形成した４個の！：１通孔に互い
に直交する巻線が配置される。一方の谷線は励磁巻線で
あり交流が供給されて…芯内に磁束を発生する。他方の
巻線は測定巻線であって該測定巻線を通る磁束の大ぎざ
を検出する。
載のような磁気（ｌｌｌ性力変換器が知られている。こ
の変換器は、？ｇ数の磁気弾性シートで作られた受力磁
芯を備え、この磁芯に形成した４個の！：１通孔に互い
に直交する巻線が配置される。一方の谷線は励磁巻線で
あり交流が供給されて…芯内に磁束を発生する。他方の
巻線は測定巻線であって該測定巻線を通る磁束の大ぎざ
を検出する。
この磁束の大きさは磁芯に加えられた外力の大きさに従
う。
う。
上記スエーデン特許の４１Ｉｉ造のものが生産されるよ
うになってから、磁気弾性シートからなる磁芯の原理的
構造が幾つかの点で発展され複雑化されて変換；Ｓの性
能を改善してぎた。
うになってから、磁気弾性シートからなる磁芯の原理的
構造が幾つかの点で発展され複雑化されて変換；Ｓの性
能を改善してぎた。
かように性能改善された変換器の例がヨーロッパ特許第
０．０８９．９１６号（日本国特許出願特願昭５８−４
８６１３号）に記載されてる。この磁気弾性力変換器の
シート部は、測定部分が折り曲げ２重ビーム（桁）とし
て形成されるといった特別な構造を有している。そして
、この変操器は、直線性と零電圧値に関する限り権めで
良好な性能を９する。
０．０８９．９１６号（日本国特許出願特願昭５８−４
８６１３号）に記載されてる。この磁気弾性力変換器の
シート部は、測定部分が折り曲げ２重ビーム（桁）とし
て形成されるといった特別な構造を有している。そして
、この変操器は、直線性と零電圧値に関する限り権めで
良好な性能を９する。
しかしながら、上記変換器を製造するに際しては金属シ
ート成形、孔あけ、′８１ｆＡ、にかわづけ等に用いる
工具など多くの手段が必要とされる。そのため、この変
換器は比較的高価になり、特にそれほど高い性能が要求
されない場合に見合わない。
ート成形、孔あけ、′８１ｆＡ、にかわづけ等に用いる
工具など多くの手段が必要とされる。そのため、この変
換器は比較的高価になり、特にそれほど高い性能が要求
されない場合に見合わない。
したがって、直線性、零残留電圧などの要件が余り厳し
くない装首で使用され、製造面からも有利なｌ！！ ’
ｉで強固かつ安価な力変換器が長い間に回り種々の分野
で要望されていた。
くない装首で使用され、製造面からも有利なｌ！！ ’
ｉで強固かつ安価な力変換器が長い間に回り種々の分野
で要望されていた。
本発明の磁気弾性力変換器の構造は一連の自動生産に極
めてよく適合する。したがって、従来の構造に比べ製造
費用が格安となる。
めてよく適合する。したがって、従来の構造に比べ製造
費用が格安となる。
本発明の磁気弾性変換器は同一の２個の円筒体からなる
。第１円形端面に第１中央軸孔が形成され、この孔の軸
長は円筒体の軸長よりも幾分類かい。円筒体の残りの中
央部に、上記中央孔の直径よりも短かい直径の第２中央
軸孔を形成し、この孔の内面をねじ切りする。
。第１円形端面に第１中央軸孔が形成され、この孔の軸
長は円筒体の軸長よりも幾分類かい。円筒体の残りの中
央部に、上記中央孔の直径よりも短かい直径の第２中央
軸孔を形成し、この孔の内面をねじ切りする。
円筒体の第２円形端面に、該円筒体の軸長よりも幾分短
かい軸長の管状スペースを円筒体と同心状に設ける。管
状スペースの内径は、このスペースと第１孔との間に薄
い円筒管状壁が形成されるような寸法にする。
かい軸長の管状スペースを円筒体と同心状に設ける。管
状スペースの内径は、このスペースと第１孔との間に薄
い円筒管状壁が形成されるような寸法にする。
各管状スペースが互いに向い合うように２個の円筒体を
対向させて組み立てる。第１中央孔に対して隙間を生じ
る程度の幹部径と小径のねじ切り中央孔に見合うボルト
寸法とをもつスタットボルトを用いて円筒体の組み立て
を行なう。スタットボルトの幹部は、組み上った変換器
の外部へ若干突出り°る程度の長さを有する。また、ス
タットボルトによる変換器磁界の乱れを妨ぐため、スタ
ッドボルトは非磁性材で適宜作！ＦＪする。
対向させて組み立てる。第１中央孔に対して隙間を生じ
る程度の幹部径と小径のねじ切り中央孔に見合うボルト
寸法とをもつスタットボルトを用いて円筒体の組み立て
を行なう。スタットボルトの幹部は、組み上った変換器
の外部へ若干突出り°る程度の長さを有する。また、ス
タットボルトによる変換器磁界の乱れを妨ぐため、スタ
ッドボルトは非磁性材で適宜作！ＦＪする。
両回筒体を組み立てた時に各管状スペースが合体される
ので、その中にボビンを配置する。ボビンは、薄い円筒
管状壁の外径に嵌合する内径と合体管状スペースの軸長
に相当する軸長を有する。
ので、その中にボビンを配置する。ボビンは、薄い円筒
管状壁の外径に嵌合する内径と合体管状スペースの軸長
に相当する軸長を有する。
ボビン上には２ｆｌＸ］の測定巻線が巻回され、各巻線
は各円筒体内の薄い円筒管状壁の外側で軸方向に設りら
れる。ボビンには励磁巻線も巻回され、この巻線は測定
巻線の外側でボビンの全軸長に亘って設（プられる。
は各円筒体内の薄い円筒管状壁の外側で軸方向に設りら
れる。ボビンには励磁巻線も巻回され、この巻線は測定
巻線の外側でボビンの全軸長に亘って設（プられる。
磁気的な見地から、再測定巻線は反対ｒａＩｉｉ性で接
続され、したがって、各巻線に誘起される電圧も反対極
性で結合されるので、印加力が零のとぎ全出力電圧はほ
ぼ零である。
続され、したがって、各巻線に誘起される電圧も反対極
性で結合されるので、印加力が零のとぎ全出力電圧はほ
ぼ零である。
第１円形端面の側で変換器を固定ベースに置き、被測定
力をスタッドボルトの幹部へ加えると、ベースに近い方
の薄い円筒管状壁内に圧縮応力が発生し力印加側の薄い
円筒管状壁内に引張り応力が発生する。公知のように、
かかる発１応力は磁気弾性変換器の磁気状態に影響を与
え、印加力に比例する信号が（ｑられる。
力をスタッドボルトの幹部へ加えると、ベースに近い方
の薄い円筒管状壁内に圧縮応力が発生し力印加側の薄い
円筒管状壁内に引張り応力が発生する。公知のように、
かかる発１応力は磁気弾性変換器の磁気状態に影響を与
え、印加力に比例する信号が（ｑられる。
変換器を簡単に変更すれば引張り力の測定が行なえる。
このためには、スタッドボルトに例えばループ等を取り
付（プる。
付（プる。
本発明の磁気りｌｉ性変換冴は、印加力が零のもとであ
る程度の残留電圧を生じ完全な直線性を示さないことが
ある。しかし、多くの場合、変換器が曲中で強固かつ安
価であることが優先してかかる不具合は大して問題にな
らない。そして、例えば比較的短かい開隔で印加される
力を測定する場合や単に過負荷保護装置として動作させ
る場合などに本発明の変［を用いることができる。
る程度の残留電圧を生じ完全な直線性を示さないことが
ある。しかし、多くの場合、変換器が曲中で強固かつ安
価であることが優先してかかる不具合は大して問題にな
らない。そして、例えば比較的短かい開隔で印加される
力を測定する場合や単に過負荷保護装置として動作させ
る場合などに本発明の変［を用いることができる。
以下、実茄例を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図、第３図に示すように、本発明の一実施例の磁気
弾性力変換器は同一の２個の円筒体１゜２を有する。図
示のように、円形端面３，４から延びる第１中央軸孔５
，６が形成され、これらの孔の軸方向長さずなわち軸方
向深さは円筒体１゜２の軸長よりも幾分短かい。
弾性力変換器は同一の２個の円筒体１゜２を有する。図
示のように、円形端面３，４から延びる第１中央軸孔５
，６が形成され、これらの孔の軸方向長さずなわち軸方
向深さは円筒体１゜２の軸長よりも幾分短かい。
残る中央芯部には第２中央軸孔７，８が形成される。こ
れらの孔７．８にはねじ９，１０／ｆｉ切り込まれてい
る。
れらの孔７．８にはねじ９，１０／ｆｉ切り込まれてい
る。
円筒体１．２の他の端面１１，１２からは管状スペース
１３．１４がそれぞれ円筒体１．２と同心状に形成され
、これらのスペースの釉方向長さも第１図、第３図から
明らかなように円筒体１゜２の長さよりら幾分短かい。
１３．１４がそれぞれ円筒体１．２と同心状に形成され
、これらのスペースの釉方向長さも第１図、第３図から
明らかなように円筒体１゜２の長さよりら幾分短かい。
このようにして、中空スペース５と１３との問および６
と１４との闇にそれぞれ薄い円筒管状壁１５．１６が形
成される。
と１４との闇にそれぞれ薄い円筒管状壁１５．１６が形
成される。
第２図はボビン１７を示し、このボビンに測定温Ｎ１８
．１９と励磁巻線２０とが巻回される。
．１９と励磁巻線２０とが巻回される。
ボビン１７の内径寸法は、該ボビンが円筒管状壁１５の
外径上に摺嵌できるような大きさにしである。
外径上に摺嵌できるような大きさにしである。
第１図、第３図の円筒体１，２と第２図のボビン１７と
を具廂する磁気弾性変換器は第４図のように組み立てら
れる。２個の円筒体１，２を互いに固定するために、ス
タッドボルト２１を用いて組み立てが行なわれる。そし
て、このスタッドボルトには１１１ｉ１１１１定力Ｐが
印加される。スタッドボルト２１の幹部の径を選んで中
央孔５または６内に隙間が生じるようにする。また、ス
タッドボルト２１は、？１７．８内のねじ９．１０に対
応するねじ部を有する。
を具廂する磁気弾性変換器は第４図のように組み立てら
れる。２個の円筒体１，２を互いに固定するために、ス
タッドボルト２１を用いて組み立てが行なわれる。そし
て、このスタッドボルトには１１１ｉ１１１１定力Ｐが
印加される。スタッドボルト２１の幹部の径を選んで中
央孔５または６内に隙間が生じるようにする。また、ス
タッドボルト２１は、？１７．８内のねじ９．１０に対
応するねじ部を有する。
力の測定詩、変換器は固定ベース２２上に置かれる。
引張り力を測定するためには、前述のようにスタッドボ
ルト２１にループ等（第４図に図示してない）を取すイ
ｑける。
ルト２１にループ等（第４図に図示してない）を取すイ
ｑける。
第４図は変換器の基本的構造を示すものであり、本発明
の範囲内で、ある程度構成要素を足したり変更したりす
ることができる。スタッドボルト２１の￥？８ＩＩ案内
用として低Ｊ５！擦の適切な材料のベアリングブツシュ
を孔５に設けることができる。
の範囲内で、ある程度構成要素を足したり変更したりす
ることができる。スタッドボルト２１の￥？８ＩＩ案内
用として低Ｊ５！擦の適切な材料のベアリングブツシュ
を孔５に設けることができる。
また、ベース２２への固定用として、ある秤のフランジ
等を変換器に適宜設けてもよい。
等を変換器に適宜設けてもよい。
巻線は第５図に示すように結線される。すなわち、変換
器の測定巻線は通常の如く反対極性で接続される。印加
力に比例して発生する出力信号は較正済み計測器２３に
供給され、印加力を計測器から読み取る。
器の測定巻線は通常の如く反対極性で接続される。印加
力に比例して発生する出力信号は較正済み計測器２３に
供給され、印加力を計測器から読み取る。
第１図は、本発明の磁気弾性変換器に用いられる同一の
２個の円筒体のうち一方の円筒体を示ず断面図、第２図
は、２個の測定巻線と１個の励磁巻線が巻回されたボビ
ンを示す断面図、第３図は、本発明の磁気弾性変換器に
用いられる同一の２個の円筒体のうら他方の円筒体を示
ず断面図、第４図は本発明の、磁気弾性変換器を示す断
面図、第５図は巻線の結線図である。 １．２・・・円筒体、 ３．４・・・外側端面、 ５．６・・・第１孔、 ７．８．９．１０・・・第２ねじ孔、 １３．１４・・・管状スペース、 １７・・・ボビン、 １８．１９・・・測定巻線、 ２０・・・励ｔａ巻線、 ２１・・・スタッドボルト。
２個の円筒体のうち一方の円筒体を示ず断面図、第２図
は、２個の測定巻線と１個の励磁巻線が巻回されたボビ
ンを示す断面図、第３図は、本発明の磁気弾性変換器に
用いられる同一の２個の円筒体のうら他方の円筒体を示
ず断面図、第４図は本発明の、磁気弾性変換器を示す断
面図、第５図は巻線の結線図である。 １．２・・・円筒体、 ３．４・・・外側端面、 ５．６・・・第１孔、 ７．８．９．１０・・・第２ねじ孔、 １３．１４・・・管状スペース、 １７・・・ボビン、 １８．１９・・・測定巻線、 ２０・・・励ｔａ巻線、 ２１・・・スタッドボルト。
Claims (4)
- （１）交流が供給される１個の励磁巻線（２０）と２個
の測定巻線（１８、１９）とを設けた磁気弾性固体材閉
芯を備えた磁気弾性力変換器において、前記閉芯は、中
央部で軸方向に互いにねじ止めされる同一の２個の円筒
体（１）、（２）からなり、各円筒体には軸方向の内部
管状スペース（１３、１４）が同心状に形成され、測定
巻線と励磁巻線とが巻回されたボビン（１７）がこれら
の管状スペース内に配置され、前記円筒体の外側端面（
３、４）の中央部に各円筒体の軸長よりも短かい軸長の
第１孔（５、６）を軸方向に形成し、２個の円筒体を互
いにねじ止めするためのスタッドボルト（２１）を一方
の第１孔へ挿入し、第１孔の径はスタットボルトの幹部
に対して隙間が得られる程度とし、両円筒体の残りの中
央部に、該円筒体を互いにねじ止めするための第２ねじ
孔（７、９、８、１０）を軸方向に形成したことを特徴
とする磁気弾性力変換器。 - （２）特許請求の範囲第１項において、各円筒体内に配
備された各測定巻線が、前記第１中央軸孔と内部同心管
状スペースとの間に同心状に形成された円筒管状壁の外
側に軸方向に配置されてなることを特徴とする磁気弾性
力変換器。 - （３）特許請求の範囲第１項において、励磁巻線はボビ
ンの全長に亘り軸方向に設けられることを特徴とする磁
気弾性力変換器。 - （４）特許請求の範囲第１項において、スタッドボルト
は非磁性材で作られ、その幹部は第１中央軸孔の長さよ
りも長いことを特徴とする磁気弾性力変換器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8605377A SE455885B (sv) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | Magnetoelastisk kraftgivare |
| SE8605377-4 | 1986-12-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63163241A true JPS63163241A (ja) | 1988-07-06 |
Family
ID=20366638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62315961A Pending JPS63163241A (ja) | 1986-12-15 | 1987-12-14 | 磁気弾性力変換器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4802368A (ja) |
| JP (1) | JPS63163241A (ja) |
| SE (1) | SE455885B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022035082A (ja) * | 2020-08-20 | 2022-03-04 | 日本発條株式会社 | 応力検出装置 |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3819083A1 (de) * | 1988-06-04 | 1989-12-07 | Daimler Benz Ag | Magnetoelastische kraftmessvorrichtung |
| SE465184B (sv) * | 1989-12-19 | 1991-08-05 | Asea Brown Boveri | Magnetoelastisk kraftgivare omfattande en kraftupptagande rotationssymmetrisk kaerna av magnetoelastiskt material |
| US5007295A (en) * | 1990-01-03 | 1991-04-16 | Asea Brown Boveri Ab | Magnetoelastic force transducer |
| US5675094A (en) * | 1990-12-10 | 1997-10-07 | Sensortech Lp | Load variation detector |
| US5686672A (en) * | 1990-12-10 | 1997-11-11 | Klauber; Robert D. | Stress and load variation detector |
| SE470196B (sv) * | 1992-05-05 | 1993-11-29 | Asea Brown Boveri | Tredimensionell magnetoelastisk kraftgivare |
| US5437197A (en) * | 1993-08-20 | 1995-08-01 | The Board Of Governors Of Wayne State University | Magnetostrictive sensor structures |
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