KR20180096713A - Load detector - Google Patents
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Abstract
하중 검출기는, 하중을 지지하는 축을 보지하는 내륜부, 이 내륜부를 둘러싸서 마련되며 둘레 방향으로 간격을 두고 복수 형성된 설치 구멍을 통하여 체결 부재에 의해 설치 부재에 체결되는 외륜부, 및 내륜부로부터 직경 외측 방향으로 연장된 스프링부 단부에서 외륜부에 접속된 스프링부로 구성된 보지 유닛과, 하중에 의해 생기는 내륜부의 변위를 검출하는 변위 검출부를 구비하고 있다. 설치 구멍의 주연부에는 체결 부재의 외륜부에 대한 접합면인 설치 고정부를 갖는다. 외륜부에는 설치 구멍과 스프링부 단부 사이에 저 강성부가 형성되어 있으며, 저 강성부의 둘레 방향의 굽힘 강성은 외륜부의 다른 부위의 굽힘 강성과 비교하여 낮다.The load detector includes an inner ring portion for holding a shaft supporting the load, an outer ring portion which is provided so as to surround the inner ring portion and which is fastened to the mounting member by a fastening member through a plurality of mounting holes formed at intervals in the circumferential direction, And a spring portion connected to the outer ring portion at an end portion of the spring portion extending in the outward direction and a displacement detecting portion for detecting displacement of the inner ring portion caused by the load. The mounting hole has a mounting fixing portion which is a bonding surface to the outer ring portion of the fastening member. The outer ring portion is provided with a low rigidity portion between the mounting hole and the end portion of the spring portion, and the bending rigidity in the circumferential direction of the low rigidity portion is lower than the bending rigidity at other portions of the outer ring portion.
Description
본 발명은, 예컨대 종이, 옷감, 필름, 금속박 등의 웹(web) 또는 케이블 등의 선재의 장력을 검출하는 장력 검출기 등에 적용되는 하중 검출기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
종이, 옷감, 필름, 금속박 등의 웹의 권취나 인쇄, 가공 공정에 있어서, 주름짐, 휨, 인쇄 편차 등의 문제점을 방지하기 위해, 웹에 작용하는 장력을 제어할 필요가 있다. 장력의 제어는 웹에 작용하는 장력을 웹이 감기는 롤에 작용하는 하중으로서 검출함으로써 실행된다.It is necessary to control the tension acting on the web in order to prevent problems such as creasing, warping, printing deviation, and the like in the winding, printing, and processing processes of webs such as paper, cloth, film and metal foil. The tension is controlled by detecting the tension acting on the web as a load acting on the web roll.
롤에 작용하는 하중의 검출에는 하중 검출기가 이용되지만, 하중 검출기의 고유 진동수가 낮으면, 웹의 이송에 따른 진동에 의해, 상기 가공 공정의 고속화를 할 수 없는 문제가 있다. 그 때문에, 고유 진동수가 높은 하중 검출기가 요구되고 있으며, 예컨대, 하중이 걸리는 탄성체를 외팔보로 하고, 그 외팔보의 굽힘 모멘트에 대한 중립축을 하중의 중심과 거의 일치시킴으로써 하중 검출기의 고유 진동수를 높이는 하중 검출기가 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).A load detector is used to detect the load applied to the roll. However, if the natural frequency of the load detector is low, there is a problem that the speed of the above-described processing can not be increased due to vibration caused by the conveyance of the web. For this reason, a load detector having a high natural frequency is required. For example, a load detector that increases the natural frequency of the load detector by making a cantilever with an elastic body to which a load is applied and a neutral axis with respect to a bending moment of the cantilever, (See, for example, Patent Document 1).
상기 하중 검출기에서는, 하중 검출기 그 자체의 고유 진동수는 높일 수 있지만, 하중 검출기의 설치 부재에 대한 설치가 검출 성능에 미치는 영향이 고려되어 있지 않다.In the load detector, although the natural frequency of the load detector itself can be increased, the influence of the installation of the load detector on the mounting member does not take into consideration the influence on the detection performance.
설치에 의한 영향이 큰 검출 성능으로서는, 특히, 검출 성능의 히스테리시스의 증가, 및 히스테리시스의 증가에 따른 고유 진동수의 저하를 예로 들 수 있다.Examples of the detection performance with a large influence by the installation include an increase in the hysteresis of the detection performance and a decrease in the natural frequency due to the increase in the hysteresis.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 고유 진동수가 높고, 또한 설치 부재에 대한 설치가 용이하며, 히스테리시스가 작은 하중 검출기를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a load detector having a high natural frequency, easy installation on an installation member, and a small hysteresis.
본 발명의 하중 검출기는, 하중을 지지하는 축을 보지하는 내륜부, 이 내륜부를 둘러싸서 마련되며 둘레 방향으로 간격을 두고 복수 형성된 설치 구멍을 통하여 체결 부재에 의해 설치 부재에 체결되는 외륜부, 및 상기 내륜부로부터 직경 외측 방향으로 연장된 스프링부 단부에서 상기 외륜부에 접속된 스프링부로 구성된 보지 유닛과,The load detector of the present invention comprises an inner ring portion for holding a shaft supporting a load, an outer ring portion which is provided so as to surround the inner ring portion and is fastened to the mounting member by a fastening member through a plurality of mounting holes formed at intervals in the circumferential direction, And a spring portion connected to the outer ring portion at an end portion of the spring portion extending from the inner ring portion in the radially outward direction,
상기 하중에 의해 생기는 상기 내륜부의 변위를 검출하는 변위 검출부를 구비하고,And a displacement detector for detecting a displacement of the inner ring caused by the load,
상기 설치 구멍의 주연부에는, 상기 체결 부재의 상기 외륜부에 대한 접합면인 설치 고정부를 갖는, 하중 검출기로서,A load detector having a mounting portion at a peripheral portion of the mounting hole, the mounting portion being a joint surface of the coupling member with respect to the outer ring portion,
상기 외륜부에는 상기 설치 구멍과 상기 스프링부 단부 사이에 저 강성부가 형성되어 있으며, 상기 저 강성부의 둘레 방향의 굽힘 강성은 상기 외륜부의 다른 부위의 굽힘 강성과 비교하여 낮다.The outer ring portion is provided with a low rigidity portion between the mounting hole and the end portion of the spring portion, and the bending rigidity in the circumferential direction of the low rigidity portion is low as compared with the bending rigidity at other portions of the outer ring portion.
본 발명에 따른 하중 검출기에 의하면, 외륜부의 설치 구멍과 스프링부 단부 사이에 저 강성부가 형성되어 있으며, 저 강성부의 둘레 방향의 굽힘 강성이 외륜부의 다른 부위의 굽힘 강성과 비교하여 낮은 것에 의해, 고유 진동수가 높고, 또한 설치가 용이하며, 검출 성능의 히스테리시스가 작은 하중 검출기의 구조를 제공할 수 있기 때문에, 하중 검출기의 추가적인 검출 정밀도의 향상, 검출기의 적용 범위의 확대에 현저한 효과를 발휘한다.According to the load detector of the present invention, since the low rigidity portion is formed between the mounting hole of the outer ring portion and the end portion of the spring portion and the bending rigidity in the circumferential direction of the low rigidity portion is lower than the bending rigidity of other portions of the outer ring portion, It is possible to provide a structure of a load detector having a high frequency, an easy installation, and a small hysteresis of detection performance. Therefore, the present invention exhibits a remarkable effect in further improving the detection accuracy of the load detector and expanding the application range of the detector.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 하중 검출기의 설치 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1을 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 화살표에서 본 단면도이다.
도 3은 도 1의 하중 검출기를 도시하는 정면도이다.
도 4는 도 1의 보지 유닛을 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 3의 저 강성부의 변형예를 도시하는 확대 정면도이다.
도 6은 도 3의 저 강성부의 변형예를 도시하는 확대 정면도이다.
도 7은 도 3의 저 강성부의 변형예를 도시하는 확대 정면도이다.
도 8은 도 3의 저 강성부의 변형예를 도시하는 확대 정면도이다.
도 9는 도 3의 저 강성부의 변형예를 도시하는 확대 정면도이다.
도 10은 도 3의 저 강성부의 변형예를 도시하는 확대 정면도이다.
도 11은 도 1의 하중 검출기의 변형예로서, 스프링부의 손상을 방지하는 기구를 구비한 하중 검출기를 도시하는 정면도이다.
도 12는 도 11의 스프링부의 손상을 방지하는 기구를 도시하는 확대도이다.
도 13은 도 1의 하중 검출기의 변형예로서, 스프링부의 구조가 다른 하중 검출기를 도시하는 정면도이다.
도 14는 도 1의 하중 검출기의 변형예로서, 스프링부의 구조가 다른 하중 검출기를 도시하는 정면도이다.
도 15는 도 1의 하중 검출기의 변형예로서, 검출 구조가 다른 하중 검출기를 도시하는 정면도이다.
도 16은 도 1의 하중 검출기의 설치에 이용되는 스페이서를 도시하는 정면도이다.
도 17은 도 16의 스페이서를 이용한 하중 검출기의 설치 구성을 도시하는 측면도이다.
도 18은 복수의 부품으로 구성한 도 1의 하중 검출기를 도시하는 정면도이다.
도 19는 도 18의 하중 검출기의 분해 정면도이다.
도 20은 본 발명의 실시형태 2에 따른 하중 검출기를 도시하는 정면도이다.
도 21은 도 20의 스프링부를 도시하는 확대도이다.
도 22는 본 발명의 실시형태 3에 따른 하중 검출기를 도시하는 정면도이다.
도 23은 도 22의 하중 검출기에 작용하는 굽힘 모멘트를 설명하는 설명도이다.
도 24는 도 22의 하중 검출기에 작용하는 굽힘 모멘트를 설명하는 설명도이다.
도 25는 본 발명의 실시형태 4에 따른 하중 검출기를 도시하는 정면도이다.
도 26은 본 발명의 실시형태 5에 따른 하중 검출기를 도시하는 정면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a mounting structure of a load detector according to
Fig. 2 is a sectional view taken along the line II-II in Fig. 1; Fig.
Fig. 3 is a front view showing the load detector of Fig. 1; Fig.
4 is a perspective view showing the holding unit of Fig.
5 is an enlarged front view showing a modified example of the low rigidity portion in Fig.
Fig. 6 is an enlarged front view showing a modified example of the low rigidity portion of Fig. 3;
7 is an enlarged front view showing a modified example of the low rigidity portion in Fig.
8 is an enlarged front view showing a modified example of the low rigidity portion in Fig.
Fig. 9 is an enlarged front view showing a modified example of the low rigidity portion in Fig. 3; Fig.
10 is an enlarged front view showing a modified example of the low rigidity portion in FIG.
Fig. 11 is a front view showing a load detector provided with a mechanism for preventing damage to the spring portion as a modification of the load detector of Fig. 1; Fig.
12 is an enlarged view showing a mechanism for preventing the spring portion of Fig. 11 from being damaged.
13 is a modification of the load detector of Fig. 1, and is a front view showing a load detector having a different spring structure.
14 is a modification of the load detector of Fig. 1, which is a front view showing a load detector having a different spring structure.
Fig. 15 is a modification of the load detector of Fig. 1, wherein the detection structure is a front view showing another load detector. Fig.
Fig. 16 is a front view showing a spacer used for installing the load detector of Fig. 1; Fig.
17 is a side view showing the installation structure of the load detector using the spacer of Fig.
Fig. 18 is a front view showing the load detector of Fig. 1 constructed of a plurality of parts. Fig.
19 is an exploded front view of the load detector of Fig. 18;
20 is a front view showing a load detector according to
21 is an enlarged view showing the spring portion of Fig.
22 is a front view showing a load detector according to
Fig. 23 is an explanatory view for explaining a bending moment acting on the load detector of Fig. 22;
Fig. 24 is an explanatory view for explaining the bending moment acting on the load detector of Fig. 22; Fig.
25 is a front view showing a load detector according to
26 is a front view showing a load detector according to
이하, 본 발명의 각 실시형태의 하중 검출기에 대해 도면에 근거하여 설명하지만, 각 도면에서 동일 또는 상당 부재, 부위에 대해서는 동일 부호를 부여하여 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a load detector according to each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent members and portions are denoted by the same reference numerals.
실시형태 1.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 하중 검출기(5)의 설치 구성을 도시하는 도면이며, 도 2는 도 1을 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 화살표에서 본 단면도이며, 도 3은 도 1의 하중 검출기(5)를 도시하는 정면도이며, 도 4는 도 1의 보지 유닛(8)을 도시하는 사시도이다.Fig. 1 is a sectional view taken along the line II-II in Fig. 1, Fig. 3 is a sectional view taken along the line II-II in Fig. 1, Fig. 4 is a perspective view showing the
또한, 도 1의 X축 방향은 하중 검출기(5)의 폭방향, Y축 방향은 하중 검출기(5)의 높이 방향, Z축 방향은 하중 검출기(5)의 안길이 방향으로 하고, 이후의 도면에서도 동일한 부호를 이용한다. 하중 검출기(5)에서 검출하는 하중은 -Y 방향으로 작용한다.1, the width direction of the
이 실시형태의 하중 검출기(5)는 설치 부재(7)에 고정되며, 롤 축심(3)을 거쳐서 하중 검출기(5)에 작용하는 Y축 방향의 하중(F)을 검출한다.The
하중 검출기(5)에 작용하는 하중(F)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 웹(1)의 장력(T)의 합력이며 장력(T)은 다음 식으로 나타난다.The load F acting on the
T=(F-W)/2cosθ····(1)T = (F-W) / 2cos? (1)
여기서, θ는 도 2에 도시하는 포위각, W는 롤(2a)의 중량이며, 하중(F)을 측정함으로써, (1) 식으로부터 장력(T)을 얻을 수 있다.Here,? Is the enclosure angle shown in Fig. 2, and W is the weight of the roll 2a, and by measuring the load F, the tension T can be obtained from the equation (1).
하중(F)과 변위의 사이, 및 하중(F)과 뒤틀림의 사이에는 비례 관계가 성립하기 때문에, 하중 검출기(5)의 구성 부재에 발생하는 변위 혹은 뒤틀림을 측정함으로써 하중(F)을 검출할 수 있다.Since a proportional relationship is established between the load F and the displacement and between the load F and the twist, the load F is detected by measuring the displacement or the twist generated in the component of the
종이, 옷감, 필름, 금속박 등의 검출 대상인 웹(1)은 제 1 롤(2a), 제 2 롤(2b), 제 3 롤(2c)에 감겨져 이송된다. 제 1 롤(2a)의 축인 롤 축심(3)의 양 단부에는 각각 베어링(4)가 끼워진다. 각 베어링(4)에는 설치 부재(7)에 설치된 하중 검출기(5)가 장착된다.The
하중 검출기(5)는, 롤 축심(3)으로부터의 Y축 방향의 하중(F)을 받는 보지 유닛(8)과, 하중(F)에 의해 보지 유닛(8)의 구성 부재에 생기는 변위를 측정하는 변위 검출부인 차동 트랜스(9)를 구비하고 있다.The
보지 유닛(8)은, 베어링(4)을 끼우고, 롤 축심(3)으로부터의 하중을 받는 내륜부(10)와, 이 내륜부(10)의 외측에 형성된, 설치 부재(7)에 고정되는 원환상의 외륜부(11)와, 내륜부(10)와 외륜부(11)를 연결하는 직경 방향으로 연장된 2개소의 스프링부(12)를 갖고 있다.The holding
내륜부(10)는, 원환상의 하중 지지부(10a)와, 이 하중 지지부(10a)로부터 X축 방향으로 연장된 코어 고정부(10b)를 갖고 있다.The
외륜부(11)는, 등분 간격으로 3개소에 형성되며 설치 부재(7)에 고정하기 위해서 볼트 등이 장착되는 설치 구멍(11a)과, 이 설치 구멍(11a)의 주변 1㎜~10㎜의 범위에 위치하는 설치 고정부(11b)와, 외륜부(11)와 스프링부(12)의 접속부인 스프링부 단부(12a)의 사이에 형성된 저 강성부(11c)와, 차동 트랜스(9)가 설치되는 평면 형상의 측정기 고정부(11d)를 갖고 있다. 저 강성부(11c)는 절결에 의해 외륜부(11)의 직경 방향의 두께가 얇게 되어 있다. 즉, 저 강성부(11c)의 직경 방향의 두께는 외륜부(11)의 다른 부위의 직경 방향의 두께와 비교하여 작게 되어 있다. 이에 의해, 저 강성부(11c)는 외륜부(11)의 다른 부위와 비교하여 둘레 방향의 굽힘 강성이 낮게 되어 있다.The
또한, 여기에서의 굽힘 강성은 외륜부(11)의 재질의 영률(E)과 둘레 방향의 단면 2차 모멘트(I)를 곱한 값을 의미한다.Here, the bending rigidity means a value obtained by multiplying the Young's modulus E of the material of the
보지 유닛(8)은, 내륜부(10)와 외륜부(11)가 하중 지지부(10a)로부터 직경 방향으로 연장된 스프링부(12)로 연결되어 있으며, 제 1 롤(2a), 제 2 롤(2b) 및 제 3 롤(2c)의 웹(1)에 대한 장착 방법에 따라서는 +Y 방향과 -Y 방향의 어느 쪽으로도 하중을 받기 때문에, 코어 고정부(10b)를 제외하고, 하중(F)의 중심(A)을 통과하는 X축 방향의 직선에 대하여 선대칭 형상이다. 베어링(4)을 장착하는 내륜부(10)의 내륜 구멍(10c)의 중심은 하중 중심(A)과 일치하고 있다.The retaining
차동 트랜스(9)는, 내륜부(10)의 코어 고정부(10b)에 고정되는 차동 트랜스 코어(9b)와, 외륜부(11)의 측정기 고정부(11d)에 고정되는 차동 트랜스 코일(9a)을 갖고 있으며, 차동 트랜스 코일(9a)과 차동 트랜스 코어(9b)의 Y축 방향의 상대 변위를 측정한다.The
하중 검출기(5)는, 롤 축심(3)으로부터 작용하는 Y축 방향의 하중(F)을 베어링(4)을 거쳐서 하중 지지부(10a)에서 받고, 스프링부(12)가 휨으로써 코어 고정부(10b)에 생기는 변위를 측정기 고정부(11d)에 설치된 차동 트랜스(9)로 측정한다.The
이 하중 검출기(5)에서는, 차동 트랜스 코일(9a)이 고정된 측정기 고정부(11d)의 변위는 코어 고정부(10b)의 변위에 비해 미소하기 때문에, 차동 트랜스(9)에 의한 측정 변위는 코어 고정부(10b)의 Y축 방향의 변위로 간주할 수 있다.In this
다음에, 하중 검출기(5)의 검출 성능에 큰 영향을 미치는 히스테리시스에 대하여 설명한다.Next, the hysteresis which greatly affects the detection performance of the
히스테리시스는 하중(F)의 검출 출력이 하중(F)의 부하 전후에서 상이한 현상이며, 하중(F)의 부하시에 생긴 접합면의 미소한 어긋남이, 하중(F)을 제거한 후도 완전하게는 원래대로 되돌아가지 않는 것이 주요 발생 요인이다.The hysteresis is a phenomenon in which the detection output of the load F is different between before and after the load F. The slight deviation of the abutment surface caused by the load F is completely eliminated even after the load F is removed The main cause is not returning to the original.
하중 검출기(5)의 설치는, 상술한 바와 같이, 볼트를 이용하는 경우가 많지만, 하중 부하시에 설치 고정부(11b)의 접합면에 미소한 어긋남이 생기면, 설치 고정부(11b)의 접합면에 작용하는 마찰력의 영향으로 하중을 제거한 후도 어긋남이 남아, 히스테리시스가 발생한다.As described above, bolts are often used to mount the
설치 고정부(11b)에 생기는 미소한 어긋남은 Y축 방향의 하중(F)에 의해 설치 고정부(11b)에 굽힘 모멘트가 작용하는 것이 원인이다. 그 때문에, 히스테리시스를 줄이려면, 설치 고정부(11b)에 작용하는 굽힘 모멘트를 작게 하는 것이 중요해진다.The minute deviation occurring in the mounting fixing portion 11b is caused by a bending moment acting on the mounting fixing portion 11b due to the load F in the Y-axis direction. Therefore, in order to reduce the hysteresis, it becomes important to reduce the bending moment acting on the mounting fixing portion 11b.
실시형태 1에 따른 하중 검출기(5)에서는, Y축 방향의 하중(F)에 의해 굽힘 모멘트가 하중 지지부(10a)로부터 스프링부 단부(12a), 저 강성부(11c)를 지나 설치 고정부(11b)에 생기지만, 저 강성부(11c)의 굽힘 강성은 외륜부(11)의 다른 부위와 비교하여 작기 때문에, 저 강성부(11c)가 우선적으로 변형되어, 설치 고정부(11b)에 작용하는 굽힘 모멘트를 작게 할 수 있다.In the
그 때문에, 설치 고정부(11b)의 접합면에 생기는 어긋남을 저감하여, 히스테리시스를 줄일 수 있다.Therefore, the displacement occurring on the joint surface of the mounting fixing portion 11b can be reduced, and the hysteresis can be reduced.
또한, 볼트 체결 등의 접합면의 어긋남을 저감할 수 있기 때문에, 높은 고유 진동수를 갖는 하중 검출기(5)를 제작하는 것이 가능해진다.In addition, since the displacement of the joint surface of the bolt fastening or the like can be reduced, it becomes possible to manufacture the
도 3에 도시하는 하중 검출기(5)에서는, 설치 구멍(11a)은 3개이며, 외륜부(11)의 원주 방향으로 균등하게 배치되어 있지만, 하중 검출기(5)를 설치 부재(7)에 고정할 수 있으면, 설치 구멍(11a)의 수 및 위치는 특별히 문제 삼지 않는다.The
저 강성부(11c)는, 예컨대, 도 5의 형상에 한정되지 않으며, 도 6 내지 도 10에 도시하는 형상이어도 좋다. 도 5는 외륜부(11)의 내주측 혹은 외주측의 한쪽으로부터 사각형의 절결을 외륜부(11)에 마련함으로써 외륜부의 외주의 폭을 작게 하여, 외륜부의 다른 부위보다 굽힘 강성을 작게 하고 있다. 도 6은 도 5의 절결의 일부를 원호 형상으로 한 저 강성부이며, 도 7은 슬릿의 선단에 둥근 구멍을 마련함으로써 형성되는 저 강성부이며, 슬릿 선단의 응력 집중을 둥근 구멍으로 완화하고 있다. 도 8은 외륜부(11)에 둥근 구멍을 마련함으로써 형성되는 저 강성부이며, 구멍 가공만이기 때문에, 가공 비용을 삭감할 수 있다. 도 9는 외륜부(11)의 내주측 및 외주측으로부터 외륜부(11)에 절결을 마련함으로써 형성되는 저 강성부이며, 도 10은 복수의 슬릿을 마련함으로써 형성되는 저 강성부이다.For example, the low rigid portion 11c is not limited to the shape shown in Fig. 5, and may be a shape shown in Figs. 6 to 10. 5 shows that the
또한, 저 강성부(11c)는 외륜부(11)를 Z축 방향으로 얇게 하도록 해도 좋다.Further, the low rigidity portion 11c may be made thinner in the Z-axis direction than the
저 강성부(11c)의 둘레 방향의 굽힘 강성이 외륜부(11)의 다른 부위보다 작으면 그 수나 형상은 특별히 문제 삼지 않는다.If the bending stiffness in the circumferential direction of the low rigid portion 11c is smaller than the other portions of the
제작상은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 저 강성부에 대응하는 외륜부(11)의 외주의 폭을 작게 함으로써, 굽힘 강성을 효과적으로 저감할 수 있다.3, the bending rigidity can be effectively reduced by making the width of the outer periphery of the
또한, 본원 발명자는, 저 강성부(11c)의 외륜부(11)의 둘레 방향의 굽힘 강성이 외륜부(11)의 다른 부위의 굽힘 강성에 대하여 8분의 1 이하인 경우에, 하중 검출기(5)의 히스테리시스가 현저하게 향상하는 것을 실험적으로 얻을 수 있었다. 예컨대, 저 강성부(11c)의 둘레 방향의 굽힘 강성을 외륜부(11)의 다른 부위의 굽힘 강성의 8분의 1로 한 경우, 히스테리시스는 외륜부(11)에 저 강성부를 마련하지 않는 경우의 약 절반이 되었다.The inventor of the present invention has found that when the bending rigidity in the circumferential direction of the
도 11은 도 1의 하중 검출기(5)의 변형예로서, 스프링부(12)의 손상을 방지하는 기구인 스토퍼(13a)를 구비한 하중 검출기(5)를 도시하는 정면도이며, 도 12는 도 11의 스토퍼(13a)를 도시하는 확대도이다.Fig. 11 is a front view showing a
이 스토퍼(13a)는, 기단부가 외륜부(11)에 고정되어 있다. 스토퍼(13a)의 선단부는 하중 중심(A)을 지향하는 동시에 내륜부(10)의 외주면에 대향하고 있으며, 내륜부(10)와의 사이에 간극이 형성되어 있다.The base end of the stopper 13a is fixed to the
다른 구성은 도 3에 도시한 하중 검출기(5)와 동일하다.The other configuration is the same as the
이 하중 검출기(5)에서는, 하중 검출기(5)의 허용 하중 이하의 하중에서는, 하중 지지부(10a)는 스토퍼(13a)에 접촉하지 않지만, 허용 하중을 초과하는 하중이 작용했을 때에는, 하중 지지부(10a)의 외주가 스토퍼(13a)에 접촉하여, 스프링부(12)의 변형이 억제됨으로써, 스프링부(12)의 손상은 방지된다.In the
스프링부(12)의 손상을 방지하는 기능을 가지면, 스토퍼(13a)의 재질이나 형상은 특정하지 않지만, 예컨대, 스토퍼(13a)로서, 멈춤 나사 등의 볼트를 이용하면, 스토퍼(13a)의 선단과 하중 지지부(10a)의 외주의 간극을 용이하게 조정할 수 있다.The stopper 13a has a function of preventing damage to the
도 13 및 도 14는 도 3의 하중 검출기(5)의 변형예로서, 스프링부(12)의 구조가 상이한 하중 검출기(5)를 도시하는 정면도이다.13 and 14 are front views showing a
실시형태 1의 스프링부(12)는, Y축 방향의 하중(F)으로 생기는 굽힘 모멘트에 의해, 스프링부(12)가 휨으로써 검출에 필요한 변위가 내륜부(10)의 코어 고정부(10b)에 발생하며, 또한 파괴하지 않는 구조이면, 형상이나 개수, 대칭성은 특별히 문제 삼지 않는다.The
도 13의 예는 외륜부(11)와 내륜부(10)를 연결하는 평행한 2개의 스프링부(12)를 갖고 있으며, 트러스 구조에 의해 코어 고정부(10b)의 변위 거동이 하중 방향과 평행에 가까워지기 때문에, 검출 하중의 선형성을 양호하게 할 수 있다.13 has two
도 14의 예는 외륜부(11)와 내륜부(10)를 연결하는 1개의 스프링부(12)를 갖고 있으며, 스프링부(12)가 Y축 방향의 하중(F)에 의해 스프링부(12)에 작용하는 굽힘 모멘트에 의해 휘기 쉬워, 코어 고정부(10b)의 변위를 증대시킬 수 있다.14 has one
그 때문에, 검출 출력이 증가하여, 외란에 강한 하중 검출기(5)를 실현할 수 있다.Therefore, the detection output is increased, and the
스프링부(12)를 하중 중심(A)을 통과하는 X축 방향의 직선에 대하여 선대칭인 구조로 하면, 하중(F)의 방향이 정부(正負) 반전되어도, 코어 고정부(10b)는 반전 전후에서 동일한 변위 거동을 취하기 때문에, 하중 검출의 대칭성이 양호한 하중 검출기(5)를 실현할 수 있다.Even if the direction of the load F is reversed in the positive or negative direction, the core fixing portion 10b can be reversed before and after the reversal It is possible to realize the
또한, 하중(F)에 의해 스프링부 단부(12a)에 생기는 굽힘 모멘트는 하중 중심(A)으로부터의 X축 방향의 거리에 비례하기 때문에, 스프링부(12)가 하중 중심(A)으로부터 X축 방향의 거리가 커지는 위치에 있으면, 스프링부(12)의 휨이 커져, 코어 고정부(10b)의 변위를 증대시킬 수 있다.Since the bending moment generated in the spring end portion 12a by the load F is proportional to the distance in the X axis direction from the load center A, the
그 때문에, 검출 출력이 증가하여, 외란에 강한 하중 검출기(5)를 실현할 수 있다.Therefore, the detection output is increased, and the
변위 측정 개소인 코어 고정부(10b)의 위치나 형상은 특별히 문제 삼지 않지만, 스프링부(12)의 휨에 의해 코어 고정부(10b)에 생기는 변위를 크게 할 수 있기 때문에, 스프링부 단부(12a)로부터 X축 방향으로 멀어진 위치에 코어 고정부(10b) 및 차동 트랜스 코어(9b)를 마련하는 것이 바람직하다.The position and shape of the core fixing portion 10b as the displacement measurement portion are not particularly limited but the displacement caused in the core fixing portion 10b can be increased by the bending of the
도 15는 실시형태 1에 따른 하중 검출기(5)의 다른 검출 구조를 도시하는 정면도이다.15 is a front view showing another detection structure of the
도 3의 하중 검출기(5)에서는, 코어 고정부(10b)에 생기는 변위를, 차동 트랜스(9)를 이용하여 측정함으로써 하중(F)을 검출했지만, 이 변형예에서는, 차동 트랜스(9) 대신에 스프링부(12)에 뒤틀림 게이지(14)가 부착되어 있다. 뒤틀림 게이지(14)는 하중(F)에 의해 변형되는 스프링부(12)의 변형량, 즉 스프링부(12)의 뒤틀림량을 검출하는 변형 검출부이다. 하중(F)은 뒤틀림 게이지(13)에 의해 측정된 변형량에 근거하여 검출된다.3, the load F is detected by measuring the displacement occurring in the core fixing portion 10b by using the
다른 구성은 도 3에 도시한 하중 검출기(5)와 동일하다.The other configuration is the same as the
이 변형예에서는, 스프링부(12)의 변형에 대한 검출 감도가 높은 뒤틀림 게이지(14)를 이용함으로써, 내륜부(10)에 생기는 변위를 작게 해도 하중(F)을 검출할 수 있다. 즉, 스프링부(12)의 굽힘 강성을 크게 할 수 있기 때문에, 내륜부(10)를 강고하게 안정되게 지지할 수 있으며, 또한 고유 진동수가 높은 하중 검출기(5)를 실현할 수 있다.In this modification, the load F can be detected even if the displacement occurring in the
또한, 차동 트랜스(9)는 삭제되고, 또한 내륜부(10)의 코어 고정부(10b), 외륜부(11)의 측정기 고정부(11d)의 가공은 불필요해져, 도 3에 도시한 하중 검출기(5)와 비교하여 구조를 간단화할 수 있다.The
도 16은 도 1의 하중 검출기(5)의 설치에 이용되는 스페이서(6)를 도시하는 정면도이며, 도 17은 도 16의 스페이서(6)를 이용한 하중 검출기(5)의 설치 구성을 도시하는 측면도이다.16 is a front view showing a
이 예에서는, 하중 검출기(5)의 전면 및 배면을 도 16에 도시하는 스페이서(6)로 끼우고, 하중 검출기(5)를, 케이스(15)를 거쳐서 설치 부재(7)에 고정되어 있다. 이에 의해, 보지 유닛(8)의 축방향의 양 단면은 케이스(15)로 덮여 있다. 또한, 케이스(15)는 내륜부(10) 및 스프링부(12)의 각각과 간극을 거쳐서 배치되어 있다.In this example, the
스페이서(6)는 설치 상태에서 내륜부(10) 및 스프링부(12)가 설치 부재(7) 등의 다른 부재에 접촉하지 않는 역할을 담당하며, 하중(F)이 작용했을 때, 내륜부(10) 및 스프링부(12)의 변형이 다른 부재와의 마찰에 의해 방해되는 것을 방지한다.The
또한, 스페이서(6)의 구조는 설치 상태에서 내륜부(10) 및 스프링부(12)가 다른 부재에 접촉하지 않으면, 특정되지 않는다.The structure of the
또한, 롤 축심(3)이 통과하는 개소를 제외하고, 보지 유닛(8)의 X축과 Y축으로 뻗어나가는 면 전체를 덮는 케이스(15)가, 도 17에 도시하는 바와 같이, 각 스페이서(6)의 각각의 외측에 장착되어 있으며, 하중 검출기(5)는 외부로부터의 먼지나 접촉으로부터 보호되어 있다.A case 15 covering the entire surface extending in the X axis and the Y axis of the holding
또한, 케이스(15)를 외륜부(11)에만 접촉하며, 내륜부(10) 및 스프링부(12)에 접촉하지 않는 구조로 하면, 스페이서(6)가 불필요해지므로, 부품 점수의 삭감에 의한 작업성의 향상을 도모할 수 있다.Since the
또한, 내륜부(10) 및 스프링부(12)의 Z축 방향의 두께를 외륜부(11)보다 작게 하여, 접촉을 방지함으로써 스페이서(6)를 필요로 하지 않아도 좋다.Further, the thickness of the
도 18은 도 1의 하중 검출기(5)를 복수의 부품으로 구성한 것을 도시하는 정면도이며, 도 19는 도 18의 하중 검출기(5)의 분해 정면도이다.Fig. 18 is a front view showing that the
도 3에 도시한 보지 유닛(8)은 단일의 부품으로 구성되어 있었지만, 이 예에서는, 복수 부품으로 구성되어 있다.The holding
이 하중 검출기(5)는, 외륜부(11)가 내륜부(10) 및 스프링부(12)와 다른 부품으로 되어 있다. 외륜부(11)와 스프링부(12)는, 도 19에 도시하는 바와 같이, 스프링부 단부(12a)의 평탄부(12b)와 외륜 오목부(11e)의 평탄부(11f)를 맞추고, 볼트 등으로 고정된다.This
외륜부(11)와 스프링부(12)의 고정이 가능하면, 그 고정 방법은 특별히 문제 삼지 않는다.If the
스프링부 단부(12a)의 측면(12c)과 외륜 오목부(11e)의 측면(11g)과의 사이에 끼워맞춤을 마련함으로써, 스프링부(12)의 위치 맞춤이 가능해져, 용이하게 스프링부(12)의 고정 위치를 결정할 수 있다.It is possible to align the
단일의 부품에서는 복잡한 구조라도, 복수의 부품으로 나눔으로써 하나의 부품 당의 구조를 단순화할 수 있어서, 압출 성형이나 프레스 가공이 가능해져서 제조 비용을 삭감할 수 있다.Even a complicated structure in a single part can be achieved by simplifying the structure per one part by dividing the part into a plurality of parts, which makes it possible to perform extrusion molding and press working, thereby reducing the manufacturing cost.
또한, 내륜부(10) 및 스프링부(12)의 Z축 방향의 두께를 외륜부(11)보다 작게 한 구조를 압출 성형 등으로 용이하게 제작할 수 있다. 이에 의해, 설치시에 이용하는 스페이서(6)가 불필요해지기 때문에, 부품 점수의 삭감 및 작업성을 향상한다. 또한, 스프링부 단부(12a)가 고정되는 외륜 오목부(11e)의 폭을 크게 마련함으로써, 스프링 단부(12a)를 고정할 뿐만 아니라, 저 강성부(11c)를 구비한 구조로 할 수 있다.Further, a structure in which the thickness of the
보지 유닛(8)의 재질로서는, 예컨대, 탄소강, 고 장력강, 압연강, 스테인리스강, 구조용 합금강 등의 철계 재료 및 그들을 모재로 한 도금강, 혹은, 알루미늄, 마그네슘, 티타늄, 황동, 구리 등의 재료 및 합금 재료를 이용해도 좋다.Examples of the material of the holding
도 18에 도시하는 보지 유닛(8)은 Z축 방향으로 압출한 단순한 형상이기 때문에, 압출 성형이 가능하며, 특히, 알루미늄 합금을 사용함으로써 생산의 고효율화, 하중 검출기(5)의 경량화를 도모할 수 있다.Since the holding
실시형태 2.
도 20은 본 발명의 실시형태 2에 따른 하중 검출기(5)를 도시하는 정면도이며, 도 21은 도 20의 스프링부(12)를 도시하는 확대도이다.Fig. 20 is a front view showing the
이 실시형태 2의 하중 검출기(5)는, 도 20에 도시하는 바와 같이, 하중 중심(A)을 통과하는 X축 방향의 직선에 대하여 대칭인 2개의 L자형의 스프링부(12)를 구비하고 있다. 스프링부(12)는 하중 지지부(10a)의 외주부로부터 직경 방향의 외측으로 연장되며, 스프링부(12)의 굴곡점인 점(B)에서 굴곡되어, L자 형상을 이루며, 외륜부(11)에 연결되는 형상이다. 스프링부(12)와 외륜 내주면(13b) 사이에는, 외륜부(11)의 직경 방향으로 간극이 형성되어 있다. 이에 의해, 외륜부(11)와 스프링부(12) 사이에는, 외륜부(11)의 외륜 내주면(13b)과, 이 외륜 내주면(13b)과 대향한 스프링부(12)의 면과의 간격이 일정하게 되는 영역이 존재하고 있다.As shown in Fig. 20, the
다른 구성은 도 3에 도시한 하중 검출기(5)와 동일하다.The other configuration is the same as the
이 실시형태의 하중 검출기(5)에 의하면, Y축 방향의 하중(F)에 의해 스프링부(12)에 생기는 굽힘 모멘트는 하중 중심(A)으로부터의 X축 방향의 거리에 비례하기 때문에, 그 거리가 크면, 스프링부(12)의 굴곡점(B)에 큰 굽힘 모멘트가 작용하여, 스프링부(12)가 변형된다.According to the
하중 중심(A)과 스프링부(12)의 굴곡점인 점(B)의 X축 방향의 거리(a)를 크게 취함으로써, 코어 고정부(10b)에 생기는 변위가 증가하여, 코어 고정부(10b)에 장착된 차동 트랜스(9)의 검출 출력이 증대하고, 외란에 강한 하중 검출기(5)를 얻을 수 있다.By taking the distance a in the X axis direction between the load center A and the point B as the bending point of the
또한, 스프링부(12)와 외륜 내주면(13b)의 간극의 크기를 조정하여, 하중 검출기(5)의 허용 하중 이하의 하중에서는, 스프링부(12)가 외륜 내주면(13b)과 접촉하지 않지만, 허용 하중을 초과하는 하중이 작용했을 때에는, 스프링부(12)가 외륜 내주면(13b)에 접촉하도록 되어 있으며, 허용 하중을 초과하는 하중이 작용했을 때의 스프링부(12)의 변형이 억제되어, 스프링부(12)의 손상을 방지할 수 있다.The
따라서, 도 12에 도시하는 스프링부(12)의 손상 방지용의 스토퍼(13a)를 별도 마련할 필요가 없기 때문에, 하중 검출기(5)의 부품 점수를 삭감할 수 있어서, 조립 작업성이 향상된다.Therefore, it is unnecessary to separately provide a stopper 13a for preventing damage of the
또한, 도 20에 도시하는 바와 같이, 외륜부(11)의 외륜 내주면(13b)과, 이 외륜 내주면(13b)과 대향한 스프링부(12)의 면에서 간격이 일정하게 되는 영역을 갖고 있다.20, the outer ring inner
따라서, 하중 검출기(5)에 허용 하중을 초과하는 하중이 작용했을 때에, 간격이 일정해지는 영역에서 접촉하기 때문에, 다른 형상의 접촉과 비교하여 접촉 면적이 커진다. 그 때문에, 접촉 응력이 작아져, 접촉부의 손상을 억제할 수 있다.Therefore, when a load exceeding the allowable load is applied to the
실시형태 3.Embodiment 3:
도 22는 본 발명의 실시형태 3에 따른 하중 검출기(5)를 도시하는 정면도이다.22 is a front view showing a
이 실시형태 3의 하중 검출기(5)에서는, 외륜부(11)가 내륜부(10) 및 스프링부(12)와 다른 부품이며, 2개의 L자형의 스프링부(12)를 구비한 구조이다.The
스프링부(12)는 하중 지지부(10a)의 외주부로부터 직경 방향으로 연장되며, 스프링부(12)의 굴곡점인 점(B)에서 굴곡되어, L자 형상을 이루며, 외륜부(11)에 연결되는 형상이다.The
스프링부 단부(12a)는 스프링부(12)의 평탄부(12b)와 하중 중심(A)과의 X축 방향의 거리(b)가 작아지는 위치에 마련되며, 스프링부 단부(12a)를 외륜 오목부(11e)에 끼우고, 볼트 등으로 고정함으로써, 보지 유닛(8)이 구성된다.The spring end portion 12a is provided at a position where the distance b in the X axis direction between the flat portion 12b of the
또한, 외륜부(11)와 스프링부(12)의 고정이 가능하면, 그 고정 방법은 특별히 문제 삼지 않는다. 또한, 스프링부 단부(12a)의 위치는 스프링부 단부(12a)의 평탄부(12b)와 하중 중심(A)과의 X축 방향의 거리(b)가 작은 것이 Y축 방향의 하중(F)에 의해 스프링부 단부(12a)에 작용하는 굽힘 모멘트가 작아지기 때문에 바람직하다.Further, if the
또한, 도 22에 도시하는 하중 검출기(5)에서는, 스프링부 단부(12a)가 고정되는 외륜 오목부(11e)를 크게 마련함으로써, 스프링 단부(12a)를 고정할 뿐만 아니라, 외륜 오목부(11e)가 저 강성부(11c)를 구비하고 있다.The
또한, 외륜부(11)와 스프링부(12)가 고정된 상태에서는, 외륜 내주면(13b)과 스프링부(12) 사이에 외륜부(11)의 직경 방향으로 간극이 생기는 구조이다. 간극은, 허용 하중을 초과하는 하중이 작용했을 때에, 스프링부(12)가 외륜 내주면(13b)에 접촉하여, 스프링부(12)의 변형을 억제함으로써, 스프링부의 손상을 방지하는 기능을 구비하고 있다. 베어링(4)을 장착하는 내륜부(10)의 내륜 구멍(10c)의 중심은 하중 중심(A)과 일치한다.A gap is formed between the outer
도 22의 하중 검출기(5)에 의하면, Y축 방향의 하중(F)에 의해, 스프링부(12)의 점(B)에 작용하는 굽힘 모멘트를 크게 할 수 있는 한편, 스프링부 단부(12a)의 평탄부(12b)와 하중 중심(A)과의 X축 방향의 거리(b)를 작게 함으로써, 스프링부 단부(12a)에 작용하는 굽힘 모멘트를 작게 할 수 있다.The
즉, 스프링부(12)의 휨이 커짐으로써, 코어 고정부(10b)에 생기는 변위를 증대시키는 동시에, 스프링부 단부(12a)와 외륜 오목부(11e)와의 접합면의 어긋남을 작게 할 수 있어서, 스프링부(12)와 외륜부(11)의 설치 고정부(11b)와의 사이에 생기는 히스테리시스를 작게 할 수 있다. 특히, 거리(b)가 제로인 경우는, 스프링부 단부(12a)에 작용하는 굽힘 모멘트는 최소가 되어, 히스테리시스가 가장 저감된다. 또한, 접합면의 어긋남을 저감할 수 있어서, 하중 검출기(5)의 고유 진동수를 높일 수 있다.That is, since the warpage of the
다음에, 스프링부 단부(12a)에 작용하는 굽힘 모멘트를 설명하는, 도 23 및 도 24를 이용하여, 거리(b)를 작게 함으로써, 외륜 오목부(11e)의 굽힘 모멘트가 작아질 수 있는 것에 대하여 설명한다.23 and 24, which explain the bending moment acting on the spring end portion 12a, the bending moment of the outer ring recess portion 11e can be reduced by decreasing the distance b .
도 23은 X축 방향 및 Y축 방향에 따른 비임이며, 점(P)에 하중(W)이 -Y 방향으로 가해지고, 점(S)에서 완전 고정된다.Fig. 23 shows a beam along the X-axis direction and the Y-axis direction, and the load W is applied to the point P in the -Y direction, and is fixed at the point S completely.
도 24는 도 23의 비임이 반시계방향으로 θ 회전한 비임이며, 도 23과 마찬가지로, 점(P)에 하중(W)이 -Y 방향으로 가해지고, 점(S)에서 완전 고정된다.Fig. 24 is a beam obtained by rotating the beam counterclockwise in the counterclockwise direction in Fig. 23, and the load W is applied to the point P in the -Y direction at the point P as shown in Fig.
도 23 및 도 24의 비임의 점(P), 점(Q), 점(R), 점(S)은 각각 도 22의 점(D), 점(C), 점(B), 스프링부 단부(12a)에 상당한다.The point P, point Q, point R and point S of the beam in FIGS. 23 and 24 respectively correspond to points D, C, B, (12a).
또한, 점(C)은 하중 지지부(10a)와 스프링부(12)의 접합부, 점(D)은 하중 중심(A)을 통과하는 Y축 방향의 직선과 하중 지지부(10a)의 교점이다. 도 23 및 도 24에 따른 점(S)의 하중(F)에 의한 굽힘 모멘트(M)는 모두 다음 식으로 표현된다.The point C is a junction of the load supporting portion 10a and the
M=F(L1-L2)····(2)M = F (L1-L2) (2)
따라서, 스프링부 단부(12a)에 상당하는 점(S)에 작용하는 굽힘 모멘트는 비임의 각도에 따르지 않으며, 하중 방향에 수직인 방향의 점(P)으로부터 점(S)의 거리(L1-L2)에 비례하며, 굽힘 모멘트는 거리(L1-L2)가 제로일 때 최소가 되는 것을 알 수 있다.Therefore, the bending moment acting on the point S corresponding to the spring end portion 12a does not depend on the angle of the beam, and the distance L-L2 from the point P in the direction perpendicular to the load direction to the point S , And the bending moment becomes minimum when the distance L1-L2 is zero.
또한, 도 20에 도시한 실시형태 2의 하중 검출기(5)의 보지 유닛(8)은 외륜 내주면(13b)과 스프링부(12) 사이에 세장형 간극을 갖고, 복잡한 구조이지만, 도 22에 도시하는 이 실시형태의 하중 검출기(5)에서는, 보지 유닛(8)을 구성하는 각각의 부품인 외륜부(11)와, 내륜부(10) 및 스프링부(12)는 단순한 구조이기 때문에, 압출 성형이나 프레스 가공 등에 의해 제조 비용을 억제할 수 있다.The holding
또한, 내륜부(10) 및 스프링부(12)의 Z축 방향의 두께를 외륜부(11)보다 작은 구조로 하면, 설치 상태에서 내륜부(10) 및 스프링부(12)가 설치 부재(7) 등의 다른 부재와 접촉하지 않기 때문에, 내륜부(10) 및 스프링부(12)의 변형이 다른 부재와의 마찰에 의해 방해받지 않으며, 스페이서(6)가 불필요해진다.When the
또한, 2개의 스프링부(12)는, 도 22에 도시하는 바와 같은 하중 중심(A)을 통과하는 X축 방향의 직선에 대하여 선대칭인 구조이며, 하중(F)의 방향이 정부 반전되어도, 코어 고정부(10b)는 반전 전과 동일한 변위 거동을 취하여, 하중 검출의 대칭성이 양호한 하중 검출기(5)를 실현할 수 있다.The two
실시형태 4.
도 25는 본 발명의 실시형태 4에 따른 하중 검출기(5)를 도시하는 정면도이다.25 is a front view showing a
이 실시형태 4의 하중 검출기(5)에서는, 2개의 스프링부(12)는 내륜부(10)와 외륜부(11)를 연결하고 하중 중심(A)을 통과하는 Y축 방향의 직선에 대하여 선대칭으로 배치되어 있다.In the
Y축 방향의 하중(F)에 의한 굽힘 모멘트로 한쌍의 스프링부(12)는 휘고, 코어 고정부(10b)에 생기는 변위는 측정기 고정부(11d)에 설치된 차동 트랜스(9)에서 측정한다.The pair of
코어 고정부(10b)와 차동 트랜스(9)는 스프링부(12)의 대칭선인 하중 중심(A)을 통과하는 Y축 방향의 직선 상에 설치된다. 스프링부(12)는 하중 중심(A)을 통과하는 Y축 방향의 직선에 대하여 선대칭이면, 특별히 구조나 개수는 문제 삼지 않는다.The core fixing portion 10b and the
실시형태 1 내지 3에 나타낸 하중 검출기(5)에서는, Y축 방향의 하중(F)에 의한 굽힘 모멘트로 스프링부(12)가 변형되었을 때, 변위 측정 개소인 코어 고정부(10b)가 원호 거동을 취하기 때문에, 변위가 직선 거동의 경우와 비교하여, 하중에 대한 측정 변위의 직선성이 저하한다.In the
이에 반하여, 도 25에 도시한 하중 검출기(5)에서는, 스프링부(12)가, 하중 중심(A)을 통과하는 Y축 방향의 직선에 대하여 선대칭인 구조이며, 하중(F)이 작용했을 때에 코어 고정부(10b)가 직선 거동을 취하기 때문에, 측정 변위의 선형성이 좋아져, 하중의 검출 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.On the other hand, in the
또한, 실시형태 4의 보지 유닛(8)은, 단일의 부품 구조가 아닌, 복수의 부품으로 구성되어 있어도 좋다.The holding
실시형태 5.Embodiment 5:
도 26은 본 발명의 실시형태 5에 따른 하중 검출기(5)를 도시하는 정면도이다.26 is a front view showing a
이 실시형태 5의 하중 검출기(5)에서는, 도 26에 도시하는 바와 같이, 외륜부(11)가 내륜부(10) 및 스프링부(12)와 다른 부품으로 되어 있으며, 하중 중심(A)에 대하여 점대칭인 2개의 L자형의 스프링부(12)를 구비한 구조이다.26, the
이 실시형태 5의 스프링부(12)는, 하중 중심(A)에 대하여 점대칭인 것을 제외하면, 도 22에 도시한 실시형태 3의 스프링부(12)와 동일한 기구를 갖는다.The
이 실시형태 5의 하중 검출기(5)에 의하면, 실시형태 4의 하중 검출기(5)와 마찬가지로, 하중 지지부(10a)에 Y축 방향의 하중(F)이 작용했을 때, 코어 고정부(10b)가 직선 거동을 취하기 때문에, 원호 거동보다 측정 변위의 선형성이 좋아져, 하중의 검출 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.When the load F in the Y axis direction acts on the load supporting portion 10a as in the
또한, 스프링부(12)는, 하중 중심(A)과 스프링부(12)의 점(B)과의 X축 방향의 거리(a)를 크게 취하여, 스프링부(12)의 점(B)에 작용하는 굽힘 모멘트를 크게 하는 한편, 스프링부(12)의 평탄부(12b)와 하중 중심(A) 사이의 X축 방향의 거리(b)를 작게 하여, 스프링부 단부(12a)에 작용하는 굽힘 모멘트를 저감시키고 있다.The
그 때문에, 코어 고정부(10b)에 생기는 변위를 크게 한 다음, 스프링부 단부(12a)와 외륜 오목부(11e) 사이의 접합면의 어긋남에 의해 생기는 히스테리시스를 작게 할 수 있다.Therefore, it is possible to reduce the hysteresis caused by the displacement of the joint surface between the spring end portion 12a and the outer ring recess portion 11e after increasing the displacement occurring in the core fixing portion 10b.
또한, 스프링부 단부(12a)와 외륜 오목부(11e) 사이의 접합면의 어긋남을 저감할 수 있기 때문에, 하중 검출기(5)의 고유 진동수를 높이는 것이 가능하다.Further, since the displacement of the joint surface between the spring end portion 12a and the outer ring recessed portion 11e can be reduced, the natural frequency of the
그에 더하여, 실시형태 5의 한쌍의 스프링부(12)는, 스프링부(12)가 하중 중심(A)에 대해서 점대칭인 구조이기 때문에, 하중(F)의 방향이 정부 반전되어도, 코어 고정부(10b)는 반전 전과 동일한 변위 거동을 취하여, 하중 검출의 대칭성이 좋은 하중 검출기를 실현할 수 있다.In addition, since the
또한, 실시형태 5의 보지 유닛(8)은 단일의 부품 구조라도 좋다.Further, the holding
또한, 상기 각 실시형태의 하중 검출기(5)에서는, 롤(2a~2c)에 걸쳐지는 대상으로서, 웹(1)에 대하여 설명했지만, 케이블 등의 선재라도 좋다.In the
또한, 웹(1)과 롤(2a~2c)의 구성은 특정되지 않으며, 예컨대, 롤(2a~2c)에 대하여, 웹(1)이 역방향으로 장착되어도 좋다.The configuration of the
또한, 롤(2a)의 지지가 가능하면, 롤 축심(3)의 양단이 아니라, 편단만을 하중 검출기(5)에서 지지하고, 타단은 지지하지 않고, 자유단으로 해도 좋다.If the roll 2a can be supported, only the one end of the
또한, 하중 검출기(5)의 설치 부재(7)에 대한 고정은 체결 부재인 볼트를 이용했지만, 이것은 일 예이며, 나사 등의 체결 부재라도 좋다. 또한, 그 경우, 설치 고정부(11b)는 하중 검출기(5)를 설치 부재(7)에 고정하기 위한 힘이 작용하는 부위이다. 나아가, 뒤틀림 게이지(14)는 실시형태 1뿐만이 아니라, 실시형태 2 내지 5의 스프링부(12)에 적용해도 좋다.In addition, although the bolt as the fastening member is used for fixing the
1: 웹(검출 대상), 2a, 2b, 2c: 롤, 3: 롤 축심, 4: 베어링, 5: 하중 검출기, 6: 스페이서, 7: 설치 부재, 8: 보지 유닛, 9: 차동 트랜스(변위 검출부), 9a: 차동 트랜스 코일, 9b: 차동 트랜스 코어, 10: 내륜부, 10a: 하중 지지부, 10b: 코어 고정부, 10c: 내륜 구멍, 11: 외륜부, 11a: 설치 구멍, 11b: 설치 고정부, 11c: 저 강성부, 11d: 측정기 고정부, 11e: 외륜 오목부, 11f: 평탄부, 11g: 측면, 12: 스프링부, 12a: 스프링부 단부, 12b: 평탄부, 12c: 측면, 13a: 스토퍼, 13b: 외륜 내주면, 14: 뒤틀림 게이지(변형 검출부), 15: 케이스The present invention relates to a differential pressure transducer and a method of controlling the same in a differential pressure transducer of a differential pressure transducer, 10a: load supporting portion, 10b: core fixing portion, 10c: inner ring hole, 11: outer ring portion, 11a: mounting hole, 11b: mounting hole, 11a: differential casing, 9b: differential transmission core, 11a and 11b and 11c and 11c and 11d and 11c and 11d and 11c and 11c and 11c and 11d and 11c and 11c and 11c and 11c and 11d, respectively, Stopper, 13b: inner circumferential surface of the outer ring, 14: warping gauge (deformation detecting section), 15:
Claims (12)
상기 하중에 의해 생기는 상기 내륜부의 변위를 검출하는 변위 검출부를 구비하고,
상기 설치 구멍의 주연부에는, 상기 체결 부재의 상기 외륜부에 대한 접합면인 설치 고정부를 갖는, 하중 검출기로서,
상기 외륜부에는 상기 설치 구멍과 상기 스프링부 단부 사이에 저 강성부가 형성되어 있으며, 상기 저 강성부의 둘레 방향의 굽힘 강성은 상기 외륜부의 다른 부위의 굽힘 강성과 비교하여 낮은
하중 검출기.An outer ring portion which is provided so as to surround the inner ring portion to hold the shaft supporting the load, and which is fastened to the mounting member by a fastening member through a plurality of mounting holes formed in a circumferential direction and spaced apart from each other in the circumferential direction; And a spring portion connected to the outer ring portion at an end portion of the extended spring portion,
And a displacement detector for detecting a displacement of the inner ring caused by the load,
A load detector having a mounting portion at a peripheral portion of the mounting hole, the mounting portion being a joint surface of the coupling member with respect to the outer ring portion,
The outer ring portion is provided with a low rigidity portion between the mounting hole and the end portion of the spring portion and the bending rigidity in the circumferential direction of the low rigidity portion is lower than the bending rigidity of the other portion of the outer ring portion
Load detector.
상기 하중에 의해 변형되는 상기 스프링부의 변형량을 검출하는 변형 검출부를 구비하고,
상기 설치 구멍의 주연부에는, 상기 체결 부재의 상기 외륜부에 대한 접합면인 설치 고정부를 갖는, 하중 검출기로서,
상기 외륜부에는 상기 설치 구멍과 상기 스프링부 단부 사이에 저 강성부가 형성되어 있으며, 상기 저 강성부의 둘레 방향의 굽힘 강성은 상기 외륜부의 다른 부위의 굽힘 강성과 비교하여 낮은
하중 검출기.An outer ring portion which is provided so as to surround the inner ring portion to hold the shaft supporting the load, and which is fastened to the mounting member by a fastening member through a plurality of mounting holes formed in a circumferential direction and spaced apart from each other in the circumferential direction; And a spring portion connected to the outer ring portion at an end portion of the extended spring portion,
And a deformation detecting unit for detecting a deformation amount of the spring portion deformed by the load,
A load detector having a mounting portion at a peripheral portion of the mounting hole, the mounting portion being a joint surface of the coupling member with respect to the outer ring portion,
The outer ring portion is provided with a low rigidity portion between the mounting hole and the end portion of the spring portion and the bending rigidity in the circumferential direction of the low rigidity portion is lower than the bending rigidity of the other portion of the outer ring portion
Load detector.
상기 외륜부는 상기 스프링부 및 상기 내륜부와 다른 부품인
하중 검출기.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the outer ring part is a part different from the spring part and the inner ring part
Load detector.
상기 스프링부는 2개 이상 마련되고, 또한 각 상기 스프링부는, 상기 내륜부의 중심을 통과하며 하중 방향에 대하여 수직인 직선에 대해 선대칭으로 배치되어 있는
하중 검출기.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The spring portions are arranged in a line symmetry with respect to a straight line passing through the center of the inner ring portion and perpendicular to the load direction
Load detector.
상기 스프링부는 2개 이상 마련되고, 또한 각 상기 스프링부는, 상기 내륜부의 중심을 통과하며 하중의 방향으로 연장된 직선에 대하여 선대칭으로 배치되어 있는
하중 검출기.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein each of the spring portions is arranged in a line symmetry with respect to a straight line extending in the direction of the load passing through the center of the inner ring portion
Load detector.
상기 스프링부는 2개 이상 마련되고, 또한 각 상기 스프링부는 상기 내륜부의 중심에 대하여 상기 스프링부가 점대칭으로 배치되어 있는
하중 검출기.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The spring portions are provided in two or more of the spring portions and the spring portions are arranged in point symmetry with respect to the center of the inner ring portion
Load detector.
상기 스프링부는, 상기 내륜부로부터 굴곡점을 지나 상기 스프링부 단부가 상기 외륜부에 접속되어 있으며, 상기 내륜부의 중심을 통과하는 상기 하중의 방향의 직선에 대한 수직 방향의 거리에 있어서, 상기 직선으로부터 상기 굴곡점까지의 상기 거리가 상기 직선으로부터 상기 스프링부 단부까지의 상기 거리보다 큰
하중 검출기.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Wherein the spring portion has a spring portion end connected to the outer ring portion beyond a bending point from the inner ring portion and a distance in a direction perpendicular to a straight line passing through the center of the inner ring portion, Wherein the distance to the inflection point is greater than the distance from the straight line to the end of the spring portion
Load detector.
상기 외륜부의 외륜 내주면과, 이 외륜 내주면과 대향한 상기 스프링부의 면과의 간격이 일정하게 되는 영역이 존재하는 것을 특징으로 하는
하중 검출기.8. The method of claim 7,
There is an area in which the distance between the inner circumferential surface of the outer ring of the outer ring part and the surface of the spring part facing the inner circumferential surface of the outer ring is constant
Load detector.
기단부가 상기 외륜부에 고정되며, 선단부가 상기 내륜부의 외주면에 간극을 거쳐서 대향하고 있는 스토퍼를 구비하고 있는
하중 검출기.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
And a base end portion fixed to the outer ring portion and having a distal end portion opposed to an outer circumferential surface of the inner ring portion via a gap
Load detector.
상기 변위 검출부는, 상기 외륜부에 고정된 차동 트랜스 코일과, 상기 내륜부에 고정되며 상기 차동 트랜스 코일에 대하여 상대 변위하는 차동 트랜스 코어를 구비한 차동 트랜스인
하중 검출기.10. The method according to any one of claims 1 to 9,
Wherein the displacement detecting portion includes a differential transconductor fixed to the outer ring portion and a differential transconductor fixed to the inner ring portion and relatively displaced relative to the differential transconductor,
Load detector.
상기 저 강성부의 직경 방향의 두께는 상기 외륜부의 다른 부위의 직경 방향의 두께와 비교하여 작은
하중 검출기.11. The method according to any one of claims 1 to 10,
The thickness of the low rigidity portion in the radial direction is smaller than the thickness in the radial direction of the other portion of the outer ring portion
Load detector.
상기 보지 유닛의 축방향의 양 단면은 케이스로 덮여 있으며,
상기 케이스는 상기 내륜부 및 상기 스프링부의 각각과 간극을 거쳐서 배치되어 있는
하중 검출기.12. The method according to any one of claims 1 to 11,
Both end faces in the axial direction of the holding unit are covered with a casing,
Wherein the case is disposed through a gap between each of the inner ring portion and the spring portion
Load detector.
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