JPWO2006087936A1 - 歪測定装置及び歪測定素子の固定方法 - Google Patents

Abstract

タイバー歪測定装置において、取り付け用のベルトに伸びが生じても、その伸びを吸収して、継続的に十分な押し付け力で歪センサをタイバーに押し付けることができる。歪ゲージは歪ゲージ固定部材に固定される、ベルト状部材をタイバーの外周に巻回し、歪ゲージ固定部材をタイバーの外周面に押圧しながら保持する。締め付け装置によりベルト状部材を締め付ける。締め付け力は締め付け装置に設けられた皿バネの弾性復元力により発生する。

Description

本発明は歪測定技術に係り、特に棒状部材の歪を測定するための歪測定装置及び歪測定素子の固定方法に関する。

射出成形機等の成形機において、可動プラテンの移動を案内する案内機構として棒状部材であるタイバーが用いられることが多い。タイバーは円柱状のロッド（棒状部材）であり、タイバーに嵌合したブッシュがタイバーに沿って移動することで可動プラテンをタイバーに沿って往復移動させることができる。

例えば可動プラテンの位置をタイバーを規準として決定するような場合、タイバーの歪（主に伸び）を考慮する必要があり、タイバーの歪を測定する必要が生じる場合がある。また、タイバーの一端側を固定プラテンに取り付け、且つ他端に固定部を取り付けて、可動プラテンの移動機構を固定部に取り付ける場合がある。この場合、タイバーが可動プラテンの押し付け力（型締め力）を受けることとなり、タイバーの歪を測定することにより型締め力を測定することができる。

以上のように、成形機のタイバーに歪センサとして歪測定素子を取り付けて歪を測定する要求がある。一般に、円柱状（棒状を含む）部材の歪（例えば、ねじれ、撓み、及び引っ張り）等の物理量を測定するには、歪ゲージ（ストレインゲージ）が用いられる。具体的には、円柱状部材の歪を測定する際には、円柱状部材の側面に接着剤等を用いて歪ゲージを貼り付ける。これにより、円柱状部材の歪に伴って歪ゲージにも歪が生じる。

上述のように、円柱状部材（タイバー）に直接歪ゲージを装着した場合、歪ゲージが、例えば、保護部材等によって保護されていないので、長期間に亘って連続的に使用されると、歪ゲージが劣化するなど、耐久性に問題がある。さらに、接着剤を用いて歪ゲージを装着しているため、円柱状部材（タイバー）の所定の箇所に装着するには時間がかかってしまうばかりでなく、所定の箇所に精度よく装着することが難しく、測定誤差が大きくなってしまうという問題もある。

そこで、歪ゲージを保護部材に取り付け、保護部材を介して歪ゲージを円柱状部材に押し付け、円柱状部材の外周に巻きつけたバンド又はベルトで保護部材を締め付けることで歪ゲージを円柱状部材に押し付ける構成の歪測定装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−２５５１１３号公報

上述のようにバンド又はベルトで保護部材を締め付けて固定する構造では、バンドの経時変化や熱膨張等によりバンドが伸びて締め付けが緩んでしまうおそれがある。バンドが大きく緩んだ場合は歪ゲージが動作しなくなるのでバンドの緩みを認識することができる。このような場合はバンドを締め付け直す必要がある。一方、バンドの緩みが小さい場合でも、歪ゲージと円柱状部材との間に滑りが生じて、測定値の誤差を生じるおそれがある。このような場合もバンドを締め付け直す必要があるが、バンドの締め付けが緩んでいることを認識あるいは検出することが難しいといった問題がある。

本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、歪センサをタイバーに取り付けるためのバンドに伸びが生じても、その伸びを吸収して、継続的に十分な押し付け力で歪センサをタイバーに押し付けることができるタイバー歪測定装置及びタイバー歪測定素子の固定方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明によれば、棒状部材の歪を測定する歪測定装置であって、歪測定素子が固定された固定部材と、該固定部材を前記タイバーの外周面に押圧しながら保持するための保持部材を有し、該保持部材を前記棒状部材の外周に締め付ける締め付け装置と、該締め付け装置に設けられ、前記固定部材に加えられる押圧力を弾性復元力により発生する弾性部材とを有することを特徴とする歪測定装置が提供される。

上述の歪測定装置において、前記固定部材は、前記棒状部材の外周面に係合して前記歪測定素子を前記棒状部材の外周面上で位置決めする位置決め部材を含むことが好ましい。また、前記歪測定素子は２個設けられ、前記位置決め部材により前記棒状部材の円周方向で直径方向に対向する位置に配置されたこととしてもよい。前記位置決め部材は、前記保持部材が締め付けられた際に、前記締め付け装置と干渉しないような形状に形成されることが好ましい。

また、上述の歪測定装置において、前記保持部材の表面に摩擦係数を低減する処理が施されていることとしてもよい。さらに、前記保持部材は締め付け状態を検出するための締付力検出手段を有することとしてもよい。また、前記締め付け装置は、前記弾性部材を支持する弾性体支持部材を有し、前記弾性部材は、該弾性支持部材と前記固定部材との間に設けられることとしてもよい。

また、上述の歪測定装置は、前記弾性体支持部材に取り付けられて前記弾性部材と前記固定部材との間に延在する支柱を有し、前記弾性部材は該支柱により位置決めされることとしてもよい。あるいは、上述の歪測定装置は、前記弾性体支持部材に取り付けられて前記弾性部材と前記固定部材との間に延在するボルト部材を有し、前記弾性部材は該ボルト部材の頭部と前記弾性体支持部材との間に配置され、前記ボルト部材のねじ部の端部は前記弾性体支持部材を貫通して延在し、該ねじ部の端部にナット部材が係合していることとしてもよい。

また、本発明の他の面によれば、棒状部材の歪を測定する歪測定素子の固定方法であって、該歪測定素子を固定部材に固定し、該固定部材を前記棒状部材の外周面と保持部材との間に挟み、前記保持部材を、弾性部材の弾性復元力により発生する締め付け力により締め付け、前記歪測定素子を前記棒状部材の外周面に押圧しながら保持することを特徴とする歪測定素子の固定方法が提供される。

また、本発明の他の面によれば、棒状部材の歪を測定する歪測定素子の固定方法であって、該歪測定素子を固定部材に固定し、該固定部材を弾性部材を介して弾性体支持部材に取り付け、保持部材を前記棒状部材の外周に取り付けて、該弾性体支持部材を前記棒状部材の外周面と該保持部材との間に挟み、前記保持部材を締め付けることにより、前記弾性部材を介して、前記歪測定素子を前記弾性部材の弾性復元力により前記棒状部材の外周面に押圧しながら保持することを特徴とする歪測定素子の固定方法が提供される。

さらに、本発明の他の面によれば、棒状部材の歪を測定する歪測定素子の固定方法であって、弾性体支持部材が取り付けられた保持部材を前記棒状部材の外周に取り付け、歪測定素子が固定された固定部材を、該弾性体支持部材に支持された弾性部材と前記棒状部材との間に配置し、圧縮されていた前記弾性部材の圧縮を弱めることで、前記弾性部材を伸長させて前記弾性部材の復元力を前記固定部材に作用させることを特徴とする歪測定素子の固定方法が提供される。

本発明によれば、歪測定素子を締め付ける帯状の保持部材に伸びが生じても、弾性部材により伸びを吸収して、歪測定素子を棒状部材に継続的に適度な押し付け力で押し付けることができる。したがって、歪測定素子による棒状部材の歪の測定を長期間継続的に精度良く行なうことができる。

本発明の第１実施例によるタイバー歪測定装置の斜視図である。 本発明の第２実施例によるタイバー歪測定装置の側面図である。 本発明の第２実施例によるタイバー歪測定装置の斜視図である。 図２に示す位置決め部材の斜視図である。 図２に示す歪ゲージ固定部材の断面図である。 本発明の第３実施例によるタイバー歪測定装置の正面図である。 本発明の第３実施例によるタイバー歪測定装置の側面図である。 本発明の第３実施例によるタイバー歪測定装置の断面図である。 本発明の第４実施例によるタイバー歪測定装置の断面図である。

符号の説明

１０，２０，４０ タイバー歪測定装置
１１，２１，５４ 歪ゲージ
１２，２２ 歪ゲージ固定部材
１２a 内周面
１３ ケーブル保護部材
１４，２４ ケーブル
１５，２５ ベルト状部材
１５a 固定部
１５ｂ 目盛り部
１６，４６ ボルト
１７，４８ ナット
１８，２８ 皿バネ
２３ タイバー
２６ 締め付け装置
２７ ボルト
２９ ボルト保持部
３０ ワシャ
３１ 位置決め部材
３１ａ 凹部
３１ｂ ベルトガイド
３２ ガイド
３３ ガイド止めボルト
４２ 弾性体支持部材
４２ａ 本体部
４２ｂ 固定部
４４ 保持部材
５０ 板バネ
５２ 固定部材
５４ 歪ゲージ
５６ 支柱
５８，６４ ナット部材
６０ コイルバネ
６２ ボルト部材
６２ａ 頭部

次に、本発明に実施形態について図面を参照しながら説明する。

先ず、本発明の第１実施例によるタイバー歪測定装置について、図１を参照しながら説明する。図１は本発明の第１実施例によるタイバー歪測定装置の斜視図である。なお、タイバー歪測定装置は、成形機のタイバーに取り付けてタイバーの歪を測定するタイバー歪センサとして機能するものである。タイバーは、例えば金型移動装置の可動部である可動プラテンの移動を案内するガイドレールとして機能する円柱状部材である。タイバーは、成形機に広く用いられており、周知の部材であるため図示及び説明は省略する。

図１に示すタイバー歪測定装置１０は、歪測定素子として周知の歪ゲージ１１を用いている。歪ゲージ１１は線状の抵抗素子の歪による抵抗変化量を検出して歪量を測定するセンサであり、歪を測定する被測定物の歪と共に歪ませる必要がある。したがって、歪ゲージ１１は、被測定物（本実施例ではタイバー）に密着させて固定する必要がある。

歪ゲージ１１は、歪ゲージ固定部材１２に貼り付けられ固定される。歪ゲージ固定部材１２の一つ面（以下、内周面と称する）１２ａは、タイバーの外周面の曲率と実質的に同じ曲率を有する曲面に形成されている。歪ゲージ１１は、内周面１２ａに接着剤等により強固に貼り付けられる。歪ゲージ固定部材１２の内周面１２ａと対向する外面からはケーブル保護部材１３で保護されたケーブル１４が延出している。ケーブル１４は歪ゲージ固定部材１２の内部で歪ゲージ１１に接続されており、歪ゲージ１１に電圧を印加することができる。

歪ゲージ固定部材１２には、内周面１２ａに対してほぼ平行に延びるベルト挿通穴（図示せず）が形成されている。このベルト挿通穴に帯状の保持部材として薄板リング状のベルト状部材１５が挿通されている。なお、ベルト状部材１５は湾曲自在な（可撓性を有する）素材で成形されている。ベルト状部材１５の両端には固定部１５ａが形成されている。ベルト状部材１５をタイバーをはさみ込んで巻きつけた後、ボルト１６及びナット１７を用いて固定部１５ａを皿バネ１８を貫通して締め付けて固定する。なお、本実施例では、固定部１５ａを有するベルト状部材１５（保持部材）とボルト１６及びナット１７とで締め付け装置が構成される。

ここで、固定部１５ａとナット１７の間に弾性体として皿バネ１８が設けられている。ボルト１６及びナット１７を締め付ける際に、皿バネ１８が圧縮されて弾性変形する。したがって、圧縮された皿バネ１８の弾性復元力によりベルト状部材１５の締め付け力が発生する。なお、本実施例では弾性部材として皿バネ１８を用いているが、例えば、板バネ、コイルスプリング、ゴム材、ウレタン等の弾性高分子材など、様々な種類の弾性部材を用いることができる。

固定部材１２と保持部材１５とを一体的に作成してもよい。固定部材１２と保持部材１５とを一体に作成した場合には、保持部材１５はタイバーの外径とほぼ同じ内径を有する半リング状の部材で構成される。そして、保持部材１５に直接、歪ゲージ１１が貼り付けられるため、保持部材１５は固定部材１２としての機能を備える。

本実施例の場合、ベルト状部材１５は、皿バネ１８が十分に圧縮され且つ両側の固定部１５ａの間に僅かに空隙が残る状態となるように締め付けられる。一方の固定部１５ａの端部から締め付け力検出手段としての目盛り部１５ｂが他方の固定部１５ｂに向かって延在しており、目盛り部１５ｂには締め付けトルク管理用の目盛りが設けられている。

目盛り部１５ｂの目盛りは、ボルト１６及びナット１７でベルト状部材１５を締め付けた際に、固定部１５ａの間の空隙の距離を視認するための目安とするために設けられる。すなわち、ベルト状部材１５を締め付ける際に、固定部１５ａの間の空隙がある所定の距離となるまでボルト１６及びナット１７を締め付ける。この所定の距離は皿バネ１８が十分に圧縮された時点での空隙の距離として予め設定されている。これにより、ベルト状部材１５に経時変化や温度変化に起因して伸びが生じた場合でも、弾性変形した皿バネ１８の弾性復元力により締め付け力は十分な程度に維持される。したがって、ベルト状部材１５に伸びが生じても、歪ゲージ１１はタイバーの外周面に密着し続け、タイバーの歪を長時間継続的に測定することができる。

固定部１５ａの間の間隙の距離を目盛りによりチェックし、定期的にボルト１６及びナット１７を増し締めすることで、適正な締め付け力（すなわち、皿バネ１８の弾性復元力）を維持することとしてもよい。目盛りは、例えば等間隔に複数の目盛りを並べてもよく、単に最初の空隙間距離の目安となるように一本の目盛りだけを設けることとしてもよい。

ベルト状部材１５は、締め付けられる際にタイバーの外周面上を僅かに滑ることとなる。この際ベルト状部材１５とタイバー表面との間の摩擦が大きいと、タイバーに傷が付いたり、ベルト状部材１５の歪が全体的に一様でなく部分的に偏ったりするおそれがある。そこで、ベルト状部材１５を摩擦係数の小さな材料で形成することが好ましい。あるいは、ベルト状部材１５の表面において、少なくともタイバーに接触する面に、摩擦係数を低減する処理を施すことが好ましい。そのような処理として、例えばフッ化樹脂のように低摩擦係数の材料をコーティングする処理がある。

本実施例では、互いに径の異なる（長さの異なる）複数のベルト状部材１５を準備しておき、タイバーの径に合わせてベルト状部材１５を選択することが好ましい。なお、ベルト状部材１５の代わりに可撓性のひも状部材を用いることもできる。また、本実施例では１個の歪ゲージ固定部材１２をベルト状部材１５に設けて１個の歪ゲージ１１をタイバーに固定するように構成されているが、歪ゲージ固定部材１２の数を増やして複数の歪ゲージ固定部材１２を設け、一つのタイバー歪測定装置１０で複数の歪ゲージ１１をタイバーに固定することとしてもよい。さらに、締め付け装置を一つのベルト状部材１５に一箇所だけに設けた例を示したが、複数箇所に設けるようにしてもよい。

次に、本発明の第２実施例によるタイバー歪測定装置について、図２及び図３を参照しながら説明する。図２は本発明の第２実施例によるタイバー歪測定装置２０の側面図である。図３は本発明の第２実施例によるタイバー歪測定装置２０の斜視図である。

タイバー歪測定装置２０は、タイバー２３の外周の一部に歪センサである歪ゲージ２１を押し付けて固定するもので、上述の第１実施例と同様に、歪ゲージ固定部材２２を有する。ただし、本実施例では２個の歪ゲージ２１をタイバー２３の外周面の円周上に同時に固定する構成であり、２個の歪ゲージ固定部材２２が設けられる。２個の歪ゲージ固定部材２２はタイバーの円周上で直径方向に互いに対向した位置に配置される。本実施例では２個の歪ゲージ２１を取り付ける構成であるが、上述の第１実施例のように１個の歪ゲージ２１を取り付けることとしてもよく、あるいは３個以上の歪ゲージ２１を取り付けることとしてもよい。

歪ゲージ固定部材２２は、帯状の保持部材としてベルト状部材２５により締め付けられてタイバー２３の外周面に固定される。すなわち、歪ゲージ固定部材２２はベルト状部材２５とタイバー２３の外周面との間に挟まれた状態に配置され、ベルト状部材２５を締め付けることによりタイバー２３に対して固定される。歪ゲージ固定部材２２の歪ゲージが貼り付けられる面は、第１実施例と同様に、タイバーの外周面の曲率と同じ曲率を有する曲面であることが好ましい。

ベルト状部材２５を締め付けるための締め付け装置２６は、係合孔２５aを有するベルト状部材２５と、ボルト２７と、ボルト２７を支持するボルト保持部２９とにより構成される。ボルト２７を回すことによりボルト２７のネジ部がベルト状部材２５に整列して設けられた係合孔２５ａに順次係合してベルト状部材２５は締め付けられる。このような締め付け機構はホースやチューブ等の締め付け機構に広く用いられている。本実施例では締め付け装置２６のボルト２７の頭部とボルト保持部２９との間に複数の皿バネ２８が設けられている。また、皿バネ２８とボルト２７の頭部との間にはワシャ３０が設けられている。

ボルト保持部２９は皿バネ２８を貫通してベルト状部材２５の一端側に固定されており、ボルト２７はボルト保持部２９に回転自在に支持されながら、ボルト２７のネジ部がベルト状部材２５の他端付近に設けられた係合孔２５aに係合している。したがって、ボルト２７を締め付け方向に回転させるとベルト状部材２５の他端がボルト２７のねじ部のねじ作用により引き寄せられ、ベルト状部材２５を締め付けることができる。この際、ボルト２７の頭部とボルト保持部２９との間に皿バネ２８が設けられているので、ベルト状部材２５は締め付けられながら皿バネ２８が圧縮される。したがって、圧縮された皿バネ２８の弾性復元力がベルト状部材２５の締め付け力に相当する。

以上のように、皿バネ２８の弾性復元力によりベルト状部材２５を締め付けているため、ベルト状部材２５に経時変化や温度変化に起因して伸びが生じた場合でも、弾性変形した皿バネ２８の弾性復元力により締め付け力は十分な程度に維持される。したがって、ベルト状部材２５に伸びが生じても、歪ゲージ２１はタイバーの外周面に密着し続け、タイバー２３の歪を長時間継続的に測定することができる。なお、本実施例では弾性部材として皿バネ２８を用いているが、例えば、板バネ、コイルスプリング、ゴム材、ウレタン等の弾性高分子材など、様々な種類の弾性部材を用いることができる。

本実施例では、歪ゲージ固定部材２２はバンド部材２５とは別個の部品であり、歪ゲージ固定部材２２をタイバー２３に対して適切な位置に配置した状態で、ベルト状部材２５を歪ゲージ固定部材２２に係合させて締め付ける。したがって、２個の歪ゲージ固定部材２２を同時に適切な位置に配置しておく必要がある。そこで、本実施例では、ベルト状部材２５をタイバー２３に巻回する前に、位置決め部材３１を用いて２個の歪ゲージ固定部材２２をタイバー２３の外周面に取り付けて仮固定する。

図４は位置決め部材３１の斜視図である。位置決め部材３１は金属板等の薄板で形成され、タイバー２３の外周面の曲率より僅かに小さな曲率で湾曲し、タイバー２３の半周分より僅かに長い。したがって、位置決め部材３１をタイバー２３の外周に装着すると、位置決め部材３１はタイバーを抱きかかえた状態で保持される。

位置決め部材３１の両端付近には歪ゲージ固定部材２２を保持する保持部３１ａが形成される。保持部３１ａは歪ゲージ固定部材２２を収容するようにチャンネル型に屈曲された凹部が形成された部分であり、この凹部に歪ゲージ固定部材２２が保持された状態で、位置決め部材３１はタイバー２３に取り付けられる。

保持部３１ａには凹部とは反対側に折り曲げて形成されたベルトガイド３１ｂが設けられる。２つの直立したベルトガイド３１ｂの間にベルト状部材２５が収まってガイドされるようになっている。位置決め部材３１は、図５に示すように、歪ゲージ固定部材２２にガイド止めボルト３３で固定されたガイド３２にベルトガイド３１ｂを突き当てることで適切な位置に配置される。歪ゲージ固定部材２２の上面は位置決め部材３１により覆われるため、歪ゲージ２１に接続されるケーブル２４は、歪ゲージ固定部材２２の側面から延出している。

以上のように、本実施例では、位置決め部材３１を用いて２個の歪ゲージ固定部材２２（すなわち２個の歪ゲージ２１）をタイバー２３の直径方向に対向した位置に仮に取り付け、その後、ベルト状部材２５を固定部材２２の上側からタイバー２３の外周に巻回して締め付けることにより、２個の歪ゲージ固定部材２２（すなわち２個の歪ゲージ２１）を容易にタイバー２３に強固に固定することができる。この際、ベルト状部材２５はベルトガイド３１ｂに案内されて歪ゲージ固定部材２２の上面の適切な位置に配置されるので、歪ゲージ固定部材２５をベルト状部材２５により確実に適切な位置で締め付けることができる。

なお、位置決め部材３１はタイバー２３の半周より僅かに大きい程度の長さであり、位置決め部材３１の延在しない部分に締め付け装置２６が配置されるようにベルト状部材２５をタイバー２３に巻回する。すなわち、位置決め部材３１は、ベルト状部材２５が締め付けられた際に前記締め付け装置と干渉しないような形状に形成されており、位置決め部材３１を設けても、確実にベルト状部材２５により締め付けを行なうことができる。

また、本実施例においても、上述の第１実施例と同様に、ベルト状部材２５の締め付け程度を視認するために、ベルト状部材２５に締付力検出手段としての目盛り２５ｂを設けている。例えば、ボルト保持部材の端部が目盛り２５ｂのどの位置になったら皿バネ２８が適度に圧縮され適切な締め付け力が得られるかを予め調べておくことで、ボルト２７を回転させながらベルト状部材２５を適切な締め付け力で締め付けることができる。また、目盛り２５ｂで締め付け力をチェックし、定期的にボルト２７を増し締めすることで、適正な締め付け力（すなわち、皿バネ２８の弾性復元力）を維持することとしてもよい。目盛り２５ｂは、例えば等間隔に複数の目盛りを並べてもよく、単に最初の間隙間距離の目安となるように一本の目盛りだけを設けることとしてもよい。

ベルト状部材２５は、締め付けられる際にタイバー２３の外周面上及び位置決め部材３１の外周面上を僅かに滑ることとなる。この際ベルト状部材２５とタイバー２３の表面との間の摩擦が大きいと、タイバー２３あるいは位置決め部材３１に傷が付いたり、ベルト状部材２５の歪が全体的に一様でなく部分的に偏ったりするおそれがある。そこで、ベルト状部材２５を摩擦係数の小さな材料で形成することが好ましい。あるいは、ベルト状部材２５の表面において、少なくともタイバー２３及び位置決め部材３１に接触する面に、摩擦係数を低減する処理を施すことが好ましい。そのような処理として、例えばフッ化樹脂のように低摩擦係数の材料をコーティングする処理がある。

本実施例では、ベルト状部材２５により形成されるループの径は、ボルト２７を回転することで調節することができる。したがって、径の異なるタイバーであっても一つのベルト状部材２５で対応することができる。

次に、本発明の第３実施例によるタイバー歪測定装置について、図６乃至図８を参照しながら説明する。図６は本発明の第３実施例によるタイバー歪測定装置の正面図であり、図７は図６に示すタイバー歪測定装置の側面図であり、図８は図６に示すタイバー歪測定装置の断面図である。

本発明の第３実施例によるタイバー歪測定装置４０は、２つの弾性体支持部材４２と２本の保持部材４４とを有する。弾性体支持部材４２は本体部４２ａの一部として固定部４２ｂを有する。保持部材４４は図１に示すベルト状部材１５と同等な構成を有しており、固定部４２ｂを介してタイバー２３に巻回され、固定部４２ｂをタイバー２３に押し付ける機能を有する。すなわち、保持部材４４はタイバー２３の外径に合わせて略円形に形成された帯状の部材であり、両端をボルト４６及びナット４８で締め付けて径を縮小させることにより、固定部４２ｂ、すなわち本体部４２ａ、をタイバー２３に対して押し付けることができる。なお、本実施例では、保持部材４４と弾性体支持部材４２とボルト４６及びナット４８とで締め付け装置が構成される。この場合、保持部材４４の周方向において、１箇所で締め付けるため、割りフランジのように２箇所で締め付ける構造よりも、締め付ける際にバランスを崩すことなく、歪ゲージ５４を締め付けることができる。

弾性体支持部材４２の本体部４２ａは、図８に示すように、中空構造を有しておりその中に、弾性部材としての複数の板バネ（皿バネ）５０と、固定部材５２と、歪センサとしての歪ゲージ５４とが収容されている。固定部材５２は、歪ゲージ５４を板バネ５０の反発力により全体的にタイバー２３に対して押圧するために設けられる剛性部材である。

皿バネ５０の各々は中央に貫通孔を有しており、この貫通孔に支柱５６が貫通して延在している。これにより、複数の板バネ５０は固定部材５２上に対して位置決めされる。支柱５６は弾性体支持部材４２の本体部４２ａを貫通して外側に延在するボルト部５６ａを有している。支柱５６は、ボルト部５６ａにナット部材５８をねじ込んで、本体部４２ａを挟んで締め付けることにより、本体部４２ａに固定される。支柱５６ａの長さは、板バネ５０が圧縮される前に、最も固定部材５２に近い板バネ５０の貫通孔に挿入されるような長さであり、且つ板バネ５０が圧縮された際にも、固定部材５２の上面に接触しないような長さであることが好ましい。あるいは、固定部材５２の上面に凹部を設けておき、支柱５６の下端部がこの凹部に収容されるようにしてもよい。

板バネ５０に加重がかけられていないとき（保持部材４４による締め付けが行なわれる前）には、歪ゲージ５４は本体部４２ａの収容部から外に出たような状態となっている。そして、保持部材４４を締め付けて本体部４２ａがタイバー２３の外周面に当接した際に、板バネ５０に所定の撓みが発生するように構成されている。したがって、保持部材４４を締め付けて本体部４２ａがタイバー２３の外周面に当接した際に、歪ゲージ５４は板バネ５０により発生する所定の押圧力でタイバー２３に押圧される。

板ばね５０の押し付け力は、弾性体支持部材４２のサイズ又は固定部材５２の厚みを変更することで、調整又は変更することができる。したがって、押し付け力の強さを示す指標（目盛り）としての弾性体支持部材４２のサイズ又は固定部材５２の厚みを、弾性体支持部材４２の表面等に明示してもよい。

また、図６中左下の部分に示すように、本体部４２ａの先端部分を折り返して保持部材４４を挟み込んでおくこととしてもよい。この場合、保持部材４４に本体部４２ａが取り付けられているため、タイバーに組み込む際の作業がやり易いといった効果がある。本体部４２ａの折り返した部分は保持部材４４に溶接したり、蝋付けしてもよい。

なお、本実施例においても、上述の第１実施例のように、保持部材４４の両端部間の間隙の距離を目盛りによりチェックし、定期的にボルト４６及びナット４８を増し締めすることで、適正な締め付け力（すなわち、皿バネ１８の弾性復元力）を維持することとしてもよい。また、保持部材（ベルト状部材）４４の表面において、少なくともタイバー２３に接触する面に、摩擦係数を低減する処理を施すことが好ましい。さらに、本実施例では、互いに径の異なる（長さの異なる）複数の保持部材４４を準備しておき、タイバー２３の径に合わせて保持部材４４を選択することが好ましい。なお、ベルト状の保持部材４４の代わりに可撓性のひも状部材を用いることもできる。

さらに、本体部４２ａを保持部材４４と溶接等にて固着させた場合、複数の歪ゲージ５４のタイバー２３に対する取付け位置を、常に一定の角度の間隔を持たせて取り付けることができる。

また、本実施例では弾性部材として板バネ５０を用いたが、コイルバネ、ゴム材、弾性樹脂材など、弾性力を発生するものであれば、適宜用いることができる。

また、本実施例では２個の弾性体保持部材４２を用いて２個の歪ゲージ５４をタイバー２３に固定するように構成されているが、弾性体保持部材４２を１個として１個の歪ゲージ５４を取り付けることとしてもよく、あるいは、弾性体保持部材４２を３個以上として３個以上の歪ゲージ５４を取り付けることとしてもよい。

次に本発明の第４実施例によるタイバー歪測定装置について、図９を参照しながら説明する。図９は本発明の第４実施例によるタイバー歪測定装置の断面図である。図９において、図６乃至８に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。

本実施例によるタイバー歪測定装置において、図６に示す板バネ５０がコイルバネ６０に置き換えられている。コイルバネ６０はボルト部材６２の頭部６２ａと本体部４２ａとの間にボルト部材６０が貫通した状態で配置されている。ボルト部材６０のねじ部６２ｂは本体部４２ａを貫通して外部に突出しており、この突出した部分にナット部材６４がねじ込まれている。ボルト部材６２が回転しないようにナット部材を回転させて締め付けたり緩めたりする際に、ボルト部材６２が回転しないようにするため、ねじ部６２ｂの先端にすり割り（回り止め用の溝）６２ｃが形成されている。

以上のような構成のタイバー歪測定装置をタイバー２３に取り付けるには、まずナット部材６４を締め込んでコイルバネ６０を密着状態あるいはそれに近い状態としておく。コイルバネ６０はボルト部材６２の頭部６２ａにより支持されているため、ナット部材６４を締め付けてボルト部材６２の頭部６２ａが引き上げられると、頭部６２ａと本体部４２ａとの間で圧縮される。

このように頭部６２ａを引き上げた状態で、保持部材４４をタイバー２３に巻きつけて完全に締め付ける。この状態では、頭部６２ａを引き上げられており、タイバー２３の外周面とボルト部材６２の頭部６２ａとの間に空間ができている。この空間に歪ゲージ５４と固定部材５２とを容易に配置することができる。頭部６２ａの下に歪ゲージ５４と固定部材５２とを配置した後、ナット部材６４を緩めると、頭部６２ａが下がり、固定部材５２の上面に当接する。この状態からさらにナット部材６４を緩めると、コイルバネ６０によるバネ荷重、すなわちコイルバネ６０の復元力が固定部材５２に加わることとなる。このバネ荷重により、歪ゲージ５４はタイバー２３に押圧された状態で取り付けられる。したがって、タイバー歪測定装置がタイバー２３に取り付けられて機能している際には、ナット部材６４は緩められた状態である。

以上のように、本実施例によるタイバー歪測定装置によれば、歪ゲージ５４を容易に取り付けることができる。また、ナット部材６４を締め付けてボルト部材６２の頭部を持ち上げるだけで、歪ゲージ５４の位置調整も容易に行うことができるという効果もある。

コイルバネ６０の押し付け力は、弾性体支持部材４２のサイズ又は固定部材５２の厚みを変更することで、調整又は変更することができる。したがって、押し付け力の強さを示す指標（目盛り）としての弾性体支持部材４２のサイズ又は固定部材５２の厚みを、弾性体支持部材４２の表面等に明示してもよい。

本発明は上述の具体的に開示された実施例に限られず、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変形例及び改良例がなされるであろう。

本出願は、２００５年２月１８日出願の日本特許出願第２００５−０４２５３８号に基づくものであり、その全内容はここ援用される。

本発明は、射出成形機のタイバーのような棒状部材の歪を測定するための歪測定装置及び歪測定素子の固定方法に適用可能である。

Claims (12)

1. 棒状部材の歪を測定する歪測定装置であって、
   歪測定素子が固定された固定部材と、
   該固定部材を前記タイバーの外周面に押圧しながら保持するための保持部材を有し、該保持部材を前記棒状部材の外周に締め付ける締め付け装置と、
   該締め付け装置に設けられ、前記固定部材に加えられる押圧力を弾性復元力により発生する弾性部材と
   を有することを特徴とする歪測定装置。
2. 請求項１記載の歪測定装置であって、
   前記固定部材は、前記棒状部材の外周面に係合して前記歪測定素子を前記棒状部材の外周面上で位置決めする位置決め部材を含むことを特徴とする歪測定装置。
3. 請求項２記載の歪測定装置であって、
   前記歪測定素子は２個設けられ、前記位置決め部材により前記棒状部材の円周方向で直径方向に対向する位置に配置されたことを特徴とする歪測定装置。
4. 請求項２記載の歪測定装置であって、
   前記位置決め部材は、前記保持部材が締め付けられた際に、前記締め付け装置と干渉しないような形状に形成されたことを特徴とする歪測定装置。
5. 請求項１記載の歪測定装置であって、
   前記保持部材の表面に摩擦係数を低減する処理が施されていることを特徴とする歪測定装置。
6. 請求項１記載の歪測定装置であって、
   前記保持部材は締め付け状態を検出するための締付力検出手段を有することを特徴とする歪測定装置。
7. 請求項１記載の歪測定装置であって、
   前記締め付け装置は、前記弾性部材を支持する弾性体支持部材を有し、
   前記弾性部材は、該弾性支持部材と前記固定部材との間に設けられることを特徴とする歪測定装置。
8. 請求項７記載の歪測定装置であって、
   前記弾性体支持部材に取り付けられて前記弾性部材と前記固定部材との間に延在する支柱を有し、前記弾性部材は該支柱により位置決めされることを特徴とする歪測定装置。
9. 請求項７記載の歪測定装置であって、
   前記弾性体支持部材に取り付けられて前記弾性部材と前記固定部材との間に延在するボルト部材を有し、前記弾性部材は該ボルト部材の頭部と前記弾性体支持部材との間に配置され、前記ボルト部材のねじ部の端部は前記弾性体支持部材を貫通して延在し、該ねじ部の端部にナット部材が係合していることを特徴とする歪測定装置。
10. 棒状部材の歪を測定する歪測定素子の固定方法であって、
    該歪測定素子を固定部材に固定し、
    該固定部材を前記棒状部材の外周面と保持部材との間に挟み、
    前記保持部材を、弾性部材の弾性復元力により発生する締め付け力により締め付け、前記歪測定素子を前記棒状部材の外周面に押圧しながら保持する
    ことを特徴とする歪測定素子の固定方法。
11. 棒状部材の歪を測定する歪測定素子の固定方法であって、
    該歪測定素子を固定部材に固定し、
    該固定部材を弾性部材を介して弾性体支持部材に取り付け、
    保持部材を前記棒状部材の外周に取り付けて、該弾性体支持部材を前記棒状部材の外周面と該保持部材との間に挟み、
    前記保持部材を締め付けることにより、前記弾性部材を介して、前記歪測定素子を前記弾性部材の弾性復元力により前記棒状部材の外周面に押圧しながら保持する
    ことを特徴とする歪測定素子の固定方法。
12. 棒状部材の歪を測定する歪測定素子の固定方法であって、
    弾性体支持部材が取り付けられた保持部材を前記棒状部材の外周に取り付け、
    歪測定素子が固定された固定部材を、該弾性体支持部材に支持された弾性部材と前記棒状部材との間に配置し、
    圧縮されていた前記弾性部材の圧縮を弱めることで、前記弾性部材を伸長させて前記弾性部材の復元力を前記固定部材に作用させる
    ことを特徴とする歪測定素子の固定方法。
    

Images