JPS59112239A - 荷重変換器 - Google Patents
荷重変換器Info
- Publication number
- JPS59112239A JPS59112239A JP20102182A JP20102182A JPS59112239A JP S59112239 A JPS59112239 A JP S59112239A JP 20102182 A JP20102182 A JP 20102182A JP 20102182 A JP20102182 A JP 20102182A JP S59112239 A JPS59112239 A JP S59112239A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- strain
- main body
- diaphragm
- strain induction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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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
- G01L1/20—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
- 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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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Measurement Of Force In General (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、ひずみゲージによって受感部に加わる荷重の
大きさを電気的に測定するための荷重変換器に関するも
のである。
大きさを電気的に測定するための荷重変換器に関するも
のである。
この種の従来の荷重変換器の受感部形状として、測定す
る荷重の大きさ、荷重変換器の形状（例えば、小型、薄
型等）、精度、等により異なり種々の方式のものがある
。比較的小さな荷重を測定する荷重変換器では、一般に
梁の曲げひずみをひずみゲージによって検出している。
る荷重の大きさ、荷重変換器の形状（例えば、小型、薄
型等）、精度、等により異なり種々の方式のものがある
。比較的小さな荷重を測定する荷重変換器では、一般に
梁の曲げひずみをひずみゲージによって検出している。
梁の方式としては、一端を固定して他端に荷重を負荷す
るカンチレバー（片持梁）方式、両端を固定して梁の中
央部に荷重を負荷する両端固定梁方式、更には複式的げ
を受ける平行四辺形梁方式等種々の方式がある。
るカンチレバー（片持梁）方式、両端を固定して梁の中
央部に荷重を負荷する両端固定梁方式、更には複式的げ
を受ける平行四辺形梁方式等種々の方式がある。
ところが、上記カンチレバ一方式および平行四辺形梁方
式等の如く一端を固定し他端に荷重を負荷する方式では
、荷重によって梁が撓んだときに荷重点が外方に移動す
るという欠点があり、特に横荷量阻止およびひずみゲー
ジの吸湿防止のためダイヤプラムを梁に取付けた場合に
は、該荷重点の移動によりダイヤフラムに引張力が作用
し、これが梁の撓み特性に影響を与えてひずみゲージに
よる荷重−出力特性の直線性を阻害する要因となってい
た。
式等の如く一端を固定し他端に荷重を負荷する方式では
、荷重によって梁が撓んだときに荷重点が外方に移動す
るという欠点があり、特に横荷量阻止およびひずみゲー
ジの吸湿防止のためダイヤプラムを梁に取付けた場合に
は、該荷重点の移動によりダイヤフラムに引張力が作用
し、これが梁の撓み特性に影響を与えてひずみゲージに
よる荷重−出力特性の直線性を阻害する要因となってい
た。
また、上記両端固定型の梁は、荷重によって撓むとき、
梁に張力が発生し、梁の撓み特性に影響を与えて、ひず
みゲージによる荷重−出力特性は、非直線的となる。特
に小さな荷重を測定する受感部は、梁の厚みが薄くなり
撓みが大きくなるのでこの張力の影響を受は易く高精度
のものの実現は困難である。また、比較的大きな荷重を
測定する場合には、梁は厚く撓みも小さいが発生する張
力はかなり大きなものとなって固定端の固定方法に問題
が生じ、固定端のすべり等によるヒステリシスが発生し
て精度を損なう欠陥がある。
梁に張力が発生し、梁の撓み特性に影響を与えて、ひず
みゲージによる荷重−出力特性は、非直線的となる。特
に小さな荷重を測定する受感部は、梁の厚みが薄くなり
撓みが大きくなるのでこの張力の影響を受は易く高精度
のものの実現は困難である。また、比較的大きな荷重を
測定する場合には、梁は厚く撓みも小さいが発生する張
力はかなり大きなものとなって固定端の固定方法に問題
が生じ、固定端のすべり等によるヒステリシスが発生し
て精度を損なう欠陥がある。
本発明は、従来の荷重変換器の上記欠陥を解消すべくな
されたもので、その目的とするところは、簡単な構成で
、荷重点の移動がなく、横荷重防止用のダイヤフラムに
よる影響を受けず、荷重−出力特性の直線性の良好な荷
重変換器を提供することにある。
されたもので、その目的とするところは、簡単な構成で
、荷重点の移動がなく、横荷重防止用のダイヤフラムに
よる影響を受けず、荷重−出力特性の直線性の良好な荷
重変換器を提供することにある。
すなわち、本発明の特徴とするところは、ひずみゲージ
によって、受感部に加わる荷重の大きさを゛ｄ気的に測
定する荷重変換器において、剛性の犬なる本体部周壁か
ら該本体部の内方に張り出し、その先端に球または球面
状をなす突状部が設けられた片持梁状の起歪部を有する
受感部本体と、周縁を前記本体部に固定され、中心部に
荷重を受は該荷重を内方に位置する前記起歪部の前記突
状部に伝達する荷重塵を有するダイヤフラムと、前記起
歪部に添着され前記荷重に応じた電気信号を出力するひ
ずみゲージとを備えたことにある。
によって、受感部に加わる荷重の大きさを゛ｄ気的に測
定する荷重変換器において、剛性の犬なる本体部周壁か
ら該本体部の内方に張り出し、その先端に球または球面
状をなす突状部が設けられた片持梁状の起歪部を有する
受感部本体と、周縁を前記本体部に固定され、中心部に
荷重を受は該荷重を内方に位置する前記起歪部の前記突
状部に伝達する荷重塵を有するダイヤフラムと、前記起
歪部に添着され前記荷重に応じた電気信号を出力するひ
ずみゲージとを備えたことにある。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を詳述する。
第１図は、本発明の一実施例の構成を示す正面中央横断
面図、第２図は、同実施例中の受感部本体の平面図であ
る。
面図、第２図は、同実施例中の受感部本体の平面図であ
る。
同図において、１は受感部本体であり、内部に空隙を有
する厚肉円盤状をなし、剛性の犬なる本体部１ａには、
４つの取付ボルト挿通孔１ｂが穿設され、図上、右側周
面から中央に向けてケーブル引出し穴ＩＣが穿設され、
また本体部１ａ内周壁から内方（該本体部１ａの中央位
置近傍）に向けて張り出し、本体部１ａより薄肉とされ
た片持梁状の起歪部１ｄを有している。この起歪部１ｄ
の先端には、球面状をなす突状部２が設けられており、
起歪部１ｄの基端部上下面には起歪部１ｄの曲げひずみ
を検出するひずみゲージＳＧが接着等の手段により添着
されており、このひずみゲージＳＧの出力は、ケーブル
引出し穴ＩＣに挿通されるケーブル（図示せず）によっ
て外部に導出される。３は、横荷重阻止およびひずみゲ
ージｓＧの吸湿防止の機能をもたせるべく設けた薄板円
板状をなすダイヤフラムであり、その周縁部は、前記本
体部１ａ上端に固定され、その中心部には、外方（第１
図においては上方）から荷重Ｗを受け、該荷重Ｗを内方
（第１図においては下方）に位置する前記起歪部１ｄの
突状部２に伝達する荷重塵４が固着されている。前記本
体部１ａの下端には、薄板円板状をなす盲蓋５が、その
周縁部を溶接等にて固着されている。この盲蓋５および
ダイヤフラム３は、起歪部１ｄの加工、ひずみゲージＳ
Ｇの添着、ひずみゲージＳＧとケーブルとの接続等の作
業終了後、例えば溶接により本体部１ａの上端および下
端に固着する。
する厚肉円盤状をなし、剛性の犬なる本体部１ａには、
４つの取付ボルト挿通孔１ｂが穿設され、図上、右側周
面から中央に向けてケーブル引出し穴ＩＣが穿設され、
また本体部１ａ内周壁から内方（該本体部１ａの中央位
置近傍）に向けて張り出し、本体部１ａより薄肉とされ
た片持梁状の起歪部１ｄを有している。この起歪部１ｄ
の先端には、球面状をなす突状部２が設けられており、
起歪部１ｄの基端部上下面には起歪部１ｄの曲げひずみ
を検出するひずみゲージＳＧが接着等の手段により添着
されており、このひずみゲージＳＧの出力は、ケーブル
引出し穴ＩＣに挿通されるケーブル（図示せず）によっ
て外部に導出される。３は、横荷重阻止およびひずみゲ
ージｓＧの吸湿防止の機能をもたせるべく設けた薄板円
板状をなすダイヤフラムであり、その周縁部は、前記本
体部１ａ上端に固定され、その中心部には、外方（第１
図においては上方）から荷重Ｗを受け、該荷重Ｗを内方
（第１図においては下方）に位置する前記起歪部１ｄの
突状部２に伝達する荷重塵４が固着されている。前記本
体部１ａの下端には、薄板円板状をなす盲蓋５が、その
周縁部を溶接等にて固着されている。この盲蓋５および
ダイヤフラム３は、起歪部１ｄの加工、ひずみゲージＳ
Ｇの添着、ひずみゲージＳＧとケーブルとの接続等の作
業終了後、例えば溶接により本体部１ａの上端および下
端に固着する。
このように構成された荷重変換器は、ダイヤフラム３の
荷重塵４に第１図の矢印方向から荷重Ｗが印加されると
、ダイヤフラム３が下方に撓み、その荷重塵４の底面で
起歪部１ｄの球面状をなす突状部２を押下げ、該起歪部
１ｄを時計方向に撓ませる。この起歪部１ｄが撓み、突
状部２が図中、時計方向に僅かに回動すると荷重塵４に
対する接触位置が僅かにずれるが、荷重塵４における接
触位置は、常に荷重塵４の底面中心部にあり、殆んど移
動しない。つまり、球面状を呈する突状部２における荷
重塵４に対する接触点は、起歪部１ｄが下方に撓むに従
って、除々に起歪部１ｄの固定端側へ移動するが、荷重
塵４の突状部２に対する接触位置は、変らず常にその底
面の中心位置で接触する。従って、この荷重変換器は、
荷重Ｗを受けて起歪部１ｄが撓んでも固定端（基端）と
荷重端（荷重塵４に対する接触点）の距離が実質的に変
化しないので、この起歪部１ｄの基端部りに添着された
ひずみゲージＳＧでホイートストンプリッジを形成する
ことにより、該荷重Ｗに応じた電気信号を該ホイートス
トンブリッジより得ることができる。而してこの場合、
従来のように、ダイヤプラムと起歪部とが連結されてお
らず、ダイヤフラム３に設けた荷重塵４の底面（平面）
と起歪部１ｄに設けた突状部２の上面（球面）とが接触
する構成となっているので、荷重印加時にダイヤフラム
３に起歪部１ｄの撓みによる引張力が作用することは皆
無であり、従来のものに比べこの点でも荷重−出力特性
の直線性を向上せしめることができる。
荷重塵４に第１図の矢印方向から荷重Ｗが印加されると
、ダイヤフラム３が下方に撓み、その荷重塵４の底面で
起歪部１ｄの球面状をなす突状部２を押下げ、該起歪部
１ｄを時計方向に撓ませる。この起歪部１ｄが撓み、突
状部２が図中、時計方向に僅かに回動すると荷重塵４に
対する接触位置が僅かにずれるが、荷重塵４における接
触位置は、常に荷重塵４の底面中心部にあり、殆んど移
動しない。つまり、球面状を呈する突状部２における荷
重塵４に対する接触点は、起歪部１ｄが下方に撓むに従
って、除々に起歪部１ｄの固定端側へ移動するが、荷重
塵４の突状部２に対する接触位置は、変らず常にその底
面の中心位置で接触する。従って、この荷重変換器は、
荷重Ｗを受けて起歪部１ｄが撓んでも固定端（基端）と
荷重端（荷重塵４に対する接触点）の距離が実質的に変
化しないので、この起歪部１ｄの基端部りに添着された
ひずみゲージＳＧでホイートストンプリッジを形成する
ことにより、該荷重Ｗに応じた電気信号を該ホイートス
トンブリッジより得ることができる。而してこの場合、
従来のように、ダイヤプラムと起歪部とが連結されてお
らず、ダイヤフラム３に設けた荷重塵４の底面（平面）
と起歪部１ｄに設けた突状部２の上面（球面）とが接触
する構成となっているので、荷重印加時にダイヤフラム
３に起歪部１ｄの撓みによる引張力が作用することは皆
無であり、従来のものに比べこの点でも荷重−出力特性
の直線性を向上せしめることができる。
また、上記実施例の場合、受感部本体１特に起歪部１ｄ
の機械加工を容易に行なうことができる。
の機械加工を容易に行なうことができる。
すなわち、厚肉円盤状の本体部ｌを旋削加工をし、上部
空隙６および下部空隙７に相当する部分を座ぐるように
して旋削し、更に上部および下部空隙６および７を連通
する連通孔８を上部より見てコ字状（第２図参照）に削
孔することにより容易に製作することができるので、安
価な荷重変換器を大量に供給することができる。
空隙６および下部空隙７に相当する部分を座ぐるように
して旋削し、更に上部および下部空隙６および７を連通
する連通孔８を上部より見てコ字状（第２図参照）に削
孔することにより容易に製作することができるので、安
価な荷重変換器を大量に供給することができる。
更にまた、剛性大なる本体部１ａ周壁から本体部１ａの
内方に張り出すようにして起歪部１ｄを形成し、本体部
１ａのフランジ状をなす部分に取付ボルト挿通孔１ｂを
穿設しであることにより、この荷重変換器を被測定対象
物に取付けたとき本体部１ａが変形しにくく、また仮に
僅かに変形したとしても起歪部１ｄには殆んどその変形
による影響が及ばず、従って取付時における初期不平衡
値の変化を極めて少なく抑えることができる。
内方に張り出すようにして起歪部１ｄを形成し、本体部
１ａのフランジ状をなす部分に取付ボルト挿通孔１ｂを
穿設しであることにより、この荷重変換器を被測定対象
物に取付けたとき本体部１ａが変形しにくく、また仮に
僅かに変形したとしても起歪部１ｄには殆んどその変形
による影響が及ばず、従って取付時における初期不平衡
値の変化を極めて少なく抑えることができる。
尚、本発明は上述し且つ図示した実施例に何ら限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲での各種の
変形実施が可能である。
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲での各種の
変形実施が可能である。
例えば、起歪部１ｄの先端に設けた突状部２は、先端が
球面状に加工されたねじを用いているが、これに代え、
起歪部１ｄの先端上部に剛球を埋め込んでもよい。
球面状に加工されたねじを用いているが、これに代え、
起歪部１ｄの先端上部に剛球を埋め込んでもよい。
また、受感部本体１は、図示のものは、上面より見て円
形状を呈しているが、角形状その他の形状とすることが
できる。
形状を呈しているが、角形状その他の形状とすることが
できる。
また、受感部本体１は、図示のようにダイヤフラム３と
盲蓋５とにより起歪部１ｄを密封すると共に図示は省略
したがケーブル引出し穴１ｃ内を挿通するケーブル、コ
ードグランド金具、コード固定チューブ、気密端子等を
用いて内部を封止することが、ひずみゲージＳＧの防湿
上の観点より望ましい。また、内部に不活性ガスを充填
してもよい。
盲蓋５とにより起歪部１ｄを密封すると共に図示は省略
したがケーブル引出し穴１ｃ内を挿通するケーブル、コ
ードグランド金具、コード固定チューブ、気密端子等を
用いて内部を封止することが、ひずみゲージＳＧの防湿
上の観点より望ましい。また、内部に不活性ガスを充填
してもよい。
以上詳述したように本発明によれば、構成が簡素で、被
測定対象物等への取付けが容易でしかもその際初期不平
衡値の変化が少なく、荷重を受けて起歪部が撓むときに
荷重点の横移動がなく、横荷重防止用のダイヤプラムを
用いているにも拘らず、起歪部にはダイヤフラムの影響
を与えず、荷重−出力特性の直線性の良好な荷重変換器
を提供することができる。
測定対象物等への取付けが容易でしかもその際初期不平
衡値の変化が少なく、荷重を受けて起歪部が撓むときに
荷重点の横移動がなく、横荷重防止用のダイヤプラムを
用いているにも拘らず、起歪部にはダイヤフラムの影響
を与えず、荷重−出力特性の直線性の良好な荷重変換器
を提供することができる。
第１図は、本発明の一実施例の構成を示す正面中央横断
面図、第２図は同実施例中の受感部本体の平面図である
。 ■・・・・・・受感部本体、 １ａ・・・・・・本体
部、１ｄ・・・・・・起歪部、 ２・・・・・・突状
部、３・・・・・・ダイヤフラム、 ４・・・・・・
荷重塵、５・・・・・・盲蓋。 第１図 号 ２ 図
面図、第２図は同実施例中の受感部本体の平面図である
。 ■・・・・・・受感部本体、 １ａ・・・・・・本体
部、１ｄ・・・・・・起歪部、 ２・・・・・・突状
部、３・・・・・・ダイヤフラム、 ４・・・・・・
荷重塵、５・・・・・・盲蓋。 第１図 号 ２ 図
Claims (1)
- （１１ひずみゲージによって受感部に加わる荷重の大き
さを電気的に測定する荷重変換器において、剛性の犬な
る本体部周壁から該本体部の内方に張り出し、その先端
に球または球面状をなす突状部が設けられた片持梁状の
起歪部を有する受感部本体と、周縁を前記本体部に固定
され、中心部に荷重を受は該荷重を内方に位置する前記
起歪部の突状部に伝達する荷重座を有するダイヤフラム
と、前記起歪部に一緋着され前記荷重に応じた電気信号
を出力するひずみゲージとを備えたことを特徴とする荷
重変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20102182A JPS59112239A (ja) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | 荷重変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20102182A JPS59112239A (ja) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | 荷重変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59112239A true JPS59112239A (ja) | 1984-06-28 |
| JPH0141208B2 JPH0141208B2 (ja) | 1989-09-04 |
Family
ID=16434143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20102182A Granted JPS59112239A (ja) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | 荷重変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59112239A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4965226A (en) * | 1987-10-16 | 1990-10-23 | U.S. Philips Corporation | Method of forming an interconnection between conductive levels |
| JPH03162630A (ja) * | 1989-11-20 | 1991-07-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 荷重検出装置 |
| JPH0783737A (ja) * | 1993-09-14 | 1995-03-31 | Bridgestone Corp | 荷重測定装置 |
-
1982
- 1982-11-18 JP JP20102182A patent/JPS59112239A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4965226A (en) * | 1987-10-16 | 1990-10-23 | U.S. Philips Corporation | Method of forming an interconnection between conductive levels |
| JPH03162630A (ja) * | 1989-11-20 | 1991-07-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 荷重検出装置 |
| JPH0783737A (ja) * | 1993-09-14 | 1995-03-31 | Bridgestone Corp | 荷重測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0141208B2 (ja) | 1989-09-04 |
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