JP2001221699A - 把持力変換器 - Google Patents
把持力変換器Info
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Abstract
等を電気量に変換する。 【解決手段】 中央の略円柱状の荷重受部1と、両側の
支持部2と、荷重受部1と支持部2と連結する検出部3
から成り、荷重受部1においては径方向に十字状に2つ
のスリット4が設けられ、4個の受部分1a〜1dに等
分割されている。各受部分1a〜1dはそれぞれ両端に
おいて角柱状の橋架部分3a〜3hから成る2つの検出
部3を介して両側の支持部2にそれぞれ連結されてい
る。検出部3における橋架部分3a〜3hの外側の平坦
部には1個の橋架部分3a〜3hについて2枚ずつ計1
6枚のストレインゲージ5が貼付されている。荷重受部
1に力が加えられると橋架部分3a〜3hの機械歪が生
じ、この機械歪に比例したストレインゲージ5の抵抗値
の変化を電気量に変換する。
Description
等に使用可能で、電気的出力が得られる把持力変換器に
関するものである。
ね力を用いた機械式の測定器が使用されている。
来例においては、電気的に出力を発生させるものは少な
い。従って、測定を無人化して行ったり遠隔的に測定を
行うことは困難である。
外部から加えられた押付力、握り力、把持力等を電気量
に変換する把持力変換器を提供することにある。
の本発明に係る把持力変換器は、荷重受部と検出部と支
持部とを金属ブロックを加工して成る把持力変換器であ
って、断面が略円状の外形を有し径方向に設けたスリッ
トにより複数個に分割した受部分から成る前記荷重受部
は、これらの受部分ごとに橋架部分から成る前記検出部
を介して支持部に連結し、前記検出部の橋架部分にスト
レインゲージを貼付したことを特徴とする。
詳細に説明する。図1の斜視図、図2の分解斜視図、図
3の荷重受部の横断面図、図4の縦断面図に示すよう
に、本実施例の把持力変換器は中央の略円柱状の荷重受
部1と、両側の支持部2と、荷重受部1と支持部2と連
結する検出部3から成り、荷重受部1においては径方向
に十字状に2つのスリット4が設けられ、開き角が90
度の扇形断面を有する4個の受部分1a〜1dに等分割
されている。各受部分1a〜1dはそれぞれ両端におい
て角柱状の橋架部分3a〜3hから成る2つの検出部3
を介して両側の支持部2にそれぞれ連結されている。そ
して、これらは、鋼、アルミニウムなどの例えば一体の
円柱状の金属ブロックから、旋盤、フライス盤、ワイヤ
カットにより切削加工されている。
側は円弧状に削り取られており、外側の平坦部には1個
の橋架部分3a〜3hについて2枚ずつ計16枚のスト
レインゲージ5が貼付されていて、ストレインゲージ5
のリード線6は片側の支持部2に設けられた中心孔から
外部の測定回路に引き出されている。また、検出部3及
び支持部2は荷重受部1と同径の別体の金属製の円筒状
カバー7により覆われており、カバー7は支持部2に対
し図示のように挿着するか、或いはねじ込みにより固定
されている。
に対して、直線的な機械歪が生ずるように設計されてお
り、橋架部分3a〜3hの機械歪が生ずる個所にストレ
インゲージ5をそれぞれ貼り付け、機械歪に比例したス
トレインゲージ5の抵抗値の変化を電気量に変換してい
る。
架部分3a〜3hに対しては、個々に分銅等により負荷
校正されており、橋架部分3a〜3hの個々の特性の違
いは、予め電気的、機械的に補償されている。変換器全
体に加わる把持力は分割された受部分1a〜1dの総和
で検出されるので、ストレインゲージ5の個々の出力を
電気的に合成し、その数値を円筒形全体に与えられるト
ータルな把持力とする。
を握ると各受部分1a〜1dには内側方向に応力が掛か
り、その力が両側の検出部3に伝達され、図5に示すよ
うに橋架部分3a〜3hが変形する。このときの変形を
ストレインゲージ5により検出し、これらのストレイン
ゲージ5の出力は電気回路において和算され、荷重受部
1全体に掛かる握力として電気的に測定される。また、
この握力は荷重受部1全体の表面積で除算することによ
り、単位面積当たりに掛かる押圧力に換算することもで
きる。
もでき、各橋架部分3a〜3bの変形を個々に求めて、
各方向ごとにその大きさを測定することは容易である。
ることができるが、サポータやストッキング等のように
締付力として測定する場合には、図6に示すようにサン
ブルSが荷重受部1の縦方向長さよりも長く、荷重受部
1の両側からはみ出すことがあり、そのはみ出し部は変
換器の外形で把持力を受けない状態となるので無抵抗と
なり、その部分は大きく変形をすることになる。このた
め、荷重受部1の端部に偏った集中力が加わり、誤差が
発生して正確な計測ができないことになる。
1の径と同径のカバー7を荷重受部1の両側に設け、図
7に示すように荷重受部1からはみ出したサンプルSの
部分の把持力をカバー7により保持し、荷重受部1には
正規な把持力が加わるようにすることにより、サンプル
Sの単位面積当りの締付力を正確に求めることができ
る。従って、カバー7は単に検出部3を機械的に保護す
るだけでなく、このような測定対象に対して有効に作用
することになる。
部3が設けられているが、図8に示すように検出部3を
片側のみに配置し、握り力、つまみ力等の測定用として
使用することもできる。この場合には、荷重受部1の分
割された受分部1a〜1dの片側は相互に連結してもよ
い。なお、このように片側にのみ検出部3を設けた場合
に、握り力変換器として使用するには荷重受部1の外形
は球状が好ましく、用途に応じては握り易くするために
例えば楕円球状としてもよい。
間の経験的な感覚による測定ではなく、電気的な出力に
より把持力を数値的に求めることができる。例えば、そ
の測定対象としては次のようなものが挙げられる。
ポータ等の締付力の測定、下着、靴下等の締付力の測
定、日用品で使用されている輪ゴム等の締付力の測定、
テープ等による巻付力の測定、工業用として使用する回
転の伝達でプーリ間におけるベルトの張り具合によりプ
ーリ軸に与えられるラジアル方向の力の測定、金属、ゴ
ムロールの押し付け圧力の測定、つまみ、ノブ等の握り
力の測定。
荷重受部1を4分割したが、必ずしも4分割ではなく、
2分割、3分割等の複数分割としても支障はない。更に
は、外形は必ずしも円柱形でなくとも、例えば多角形な
どの略円形であってもよく、本発明の要旨の範疇内で種
々の変形が可能である。
変換器は、締め付け方向の力を電気的に測定することが
でき、各種用途に適用可能である。
Claims (4)
- 【請求項1】 荷重受部と検出部と支持部とを金属ブロ
ックを加工して成る把持力変換器であって、断面が略円
状の外形を有し径方向に設けたスリットにより複数個に
分割した受部分から成る前記荷重受部は、これらの受部
分ごとに橋架部分から成る前記検出部を介して支持部に
連結し、前記検出部の橋架部分にストレインゲージを貼
付したことを特徴とする把持力変換器。 - 【請求項2】 前記受部分は両端において橋架部分を介
して支持部に連絡した請求項1に記載の把持力変換器。 - 【請求項3】 前記荷重受部は略円柱形とした請求項1
に記載の把持力変換器。 - 【請求項4】 前記荷重受部の外径と同一の外径寸法を
有する別体のカバーを前記検出部の周囲に周設した請求
項3に記載の把持力変換器。
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- 2000-02-08 JP JP2000030847A patent/JP3320054B2/ja not_active Expired - Fee Related
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