JP5039512B2 - Fluid force measuring device - Google Patents

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Description

本発明は、流れ場に置かれた構造物が流体から受ける力を計測することに関する。   The present invention relates to measuring the force that a structure placed in a flow field receives from a fluid.

原子炉では、炉心の中性子量を検出するため、中性子量を計る検出器を通すための導通管であるシンブルチューブを炉心へ挿入する。この場合、シンブルチューブの流動振動摩耗に対する健全性を評価するため、原子炉内の冷却材である水からシンブルチューブが受ける力（流体力）を精度よく把握する必要がある。荷重を検出する手段として、例えば、特許文献１には、一端が支持され、他端に計量皿が取り付けられた起歪体にひずみゲージを貼り付けて、起歪体の撓みをひずみゲージで検出することにより、計量皿に載置された物体の重量を計測する重量検出装置が開示されている。   In a nuclear reactor, in order to detect the amount of neutrons in the core, a thimble tube which is a conducting tube for passing a detector for measuring the amount of neutrons is inserted into the core. In this case, in order to evaluate the soundness of the thimble tube against flow vibration wear, it is necessary to accurately grasp the force (fluid force) that the thimble tube receives from the water that is the coolant in the nuclear reactor. As a means for detecting a load, for example, in Patent Document 1, a strain gauge is attached to a strain generating body having one end supported and a weighing pan attached to the other end, and the strain of the strain generating body is detected by the strain gauge. Thus, a weight detection device that measures the weight of an object placed on a weighing pan is disclosed.

特公平６−１０３２１２号公報（（３）ページ左欄）Japanese Examined Patent Publication No. 6-103212 (left column of (3) page)

特許文献１に開示された重量検出装置を流体力の計測に適用すると、例えば、計量皿で流体力を受けることになる。この場合、計量皿に流体力が作用する場所が異なると、起歪体の固定端と起歪体への入力位置とが変化する。したがって、流体力が同じ大きさであっても、起歪体の撓みが異なるので、流体力を正しく計測できないおそれがある。本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、流れ場に置かれた構造物が流体から受ける力の計測精度を向上させることを目的とする。   When the weight detection device disclosed in Patent Document 1 is applied to measurement of fluid force, for example, the fluid force is received by a weighing pan. In this case, if the place where the fluid force acts on the weighing pan differs, the fixed end of the strain generating body and the input position to the strain generating body change. Therefore, even if the fluid force is the same magnitude, the flexure of the strain generating body is different, so that there is a possibility that the fluid force cannot be measured correctly. The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to improve the measurement accuracy of the force received from the fluid by the structure placed in the flow field.

上述の目的を達成するために、本発明に係る流体力計測装置は、自由端同士が対向するように配置される一対のカンチレバーと、前記カンチレバーが取り付けられて、前記カンチレバーを支持する一対の支持部材と、流体からの力を受け、かつ一対の前記カンチレバーによってピン支持される受感部と、前記カンチレバーと前記受感部との間に設けられ、かつ前記カンチレバーと前記受感部との少なくとも一方とは非拘束となって、前記カンチレバーと前記受感部との間で力を伝達する力伝達部材と、それぞれの前記カンチレバーの固定端と前記力伝達部材との間に設けられる力検出手段と、を含み、前記カンチレバー、前記支持部材及び前記受感部の軸線が略一致しており、流体が流れる管内に前記軸線方向に沿って挿入されることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a fluid force measuring device according to the present invention includes a pair of cantilevers arranged so that free ends thereof face each other, and a pair of supports to which the cantilevers are attached to support the cantilevers. A member, a sensing part that receives force from the fluid and is pin-supported by a pair of cantilevers, and is provided between the cantilever and the sensing part, and at least between the cantilever and the sensing part A force transmission member that is unconstrained and transmits force between the cantilever and the sensing part, and a force detection means provided between the fixed end of the cantilever and the force transmission member When, viewed including the said cantilever, said and support member and the axis of the sensing part is substantially coincident, characterized in that it is inserted along the axial direction in a tube through which fluid flows To.

この流体力計測装置は、カンチレバーと流体からの力（流体力）を受ける受感部との間に、カンチレバーと受感部との少なくとも一方とは別個の構造体で構成される力伝達部材を設け、一対のカンチレバーによって受感部を両持ちで、かつピン支持する。そして、それぞれのカンチレバーの撓みに基づいて得られる力の和を流体力とする。これによって、カンチレバーの固定端と入力部、すなわち力伝達部材が配置される部分との距離は、受感部が受ける流体力の場所に関わらず一定になるので、流体力の計測精度が向上する。なお、カンチレバーと受感部とはピン結合されていてもよい。   The fluid force measuring device includes a force transmission member configured by a structure separate from at least one of the cantilever and the sensing part between the cantilever and the sensing part that receives a force (fluid force) from the fluid. It is provided and the sensing part is both supported by a pair of cantilevers and is pin-supported. And the sum of the force obtained based on the bending of each cantilever is made into fluid force. As a result, the distance between the fixed end of the cantilever and the input portion, that is, the portion where the force transmission member is disposed is constant regardless of the location of the fluid force received by the sensing portion, so that the fluid force measurement accuracy is improved. . The cantilever and the sensing part may be pin-coupled.

また、本発明に係る流体力計測装置は、自由端同士が対向するように配置される一対のカンチレバーと、前記カンチレバーが取り付けられて、前記カンチレバーを支持する一対の支持部材と、流体からの力を受け、かつ一対の前記カンチレバーによってピン支持される受感部と、前記カンチレバーと前記受感部との間に設けられ、かつ前記カンチレバーと前記受感部との少なくとも一方とは非拘束となって、前記カンチレバーと前記受感部との間で力を伝達する力伝達部材と、それぞれの前記カンチレバーの固定端と前記力伝達部材との間に設けられる力検出手段と、を含み、前記受感部は、少なくとも前記カンチレバーによって支持される部分に、前記カンチレバーの自由端が入る空間を有しており、前記カンチレバーの自由端が前記空間に入るとともに、前記力伝達部材が前記カンチレバーの外側と前記受感部との間に設けられることが望ましい。これによって、受感部がカンチレバーの外側に配置されてカンチレバーをカバーするので、カンチレバーに流体力が作用するおそれを低減して確実に受感部が流体力を受けることができる。その結果、流体力の計測精度がより向上する。 The fluid force measuring apparatus according to the present invention includes a pair of cantilever free end to each other is disposed to face, with the cantilever is mounted, a pair of support members for supporting the cantilever, the force from the fluid A sensing part that is pin-supported by a pair of cantilevers, and is provided between the cantilever and the sensing part, and at least one of the cantilever and the sensing part is unconstrained. A force transmission member for transmitting a force between the cantilever and the sensing part, and a force detection means provided between a fixed end of each cantilever and the force transmission member. The sensing part has a space where the free end of the cantilever enters at least a portion supported by the cantilever, and the free end of the cantilever is the space. With entering, it is desirable that the force transmission member is provided between the outer and the sensing part of the cantilever. As a result, the sensing part is disposed outside the cantilever and covers the cantilever, so that the possibility that the fluid force acts on the cantilever can be reduced and the sensing part can reliably receive the fluid force. As a result, the measurement accuracy of the fluid force is further improved.

本発明の好ましい態様としては、前記流体力計測装置において、前記受感部は、筒状の部材であることが望ましい。これによって、カンチレバーの自由端が入る空間を簡単に構成できる。また、受感部を軽量化できるので、流体力を受けたときの応答性が向上する。このため、特に、流体励振力を計測する場合には好ましい。   As a preferred aspect of the present invention, in the fluid force measuring device, it is desirable that the sensing part is a cylindrical member. Thereby, the space in which the free end of the cantilever enters can be configured easily. Moreover, since the sensitive part can be reduced in weight, the responsiveness when receiving a fluid force is improved. For this reason, it is particularly preferable when measuring the fluid excitation force.

本発明の好ましい態様としては、前記流体力計測装置において、一対の前記カンチレバーは筒状の部材であり、一対の前記支持部材同士を連結するとともに、一対の前記カンチレバーを貫通する連結部材を備えることが望ましい。これによって、流体力計測装置を一体化して、流体力計測装置の剛性を向上させることができる。   As a preferred aspect of the present invention, in the fluid force measuring device, the pair of cantilevers are cylindrical members, and connect the pair of support members to each other and include a connecting member that penetrates the pair of cantilevers. Is desirable. Thereby, the fluid force measuring device can be integrated and the rigidity of the fluid force measuring device can be improved.

本発明の好ましい態様としては、前記流体力計測装置において、前記受感部と、一対の前記支持部材との間に封止部材を設けることが望ましい。これによって、流体力計測装置の内部へ水等の液体が浸入することを抑制できるので、液体中において流体力を計測できる。   As a preferred aspect of the present invention, in the fluid force measuring device, it is desirable to provide a sealing member between the sensing part and the pair of support members. Thereby, since it can suppress that liquids, such as water, permeate into the inside of a fluid force measuring device, fluid force can be measured in a liquid.

本発明の好ましい態様としては、前記流体力計測装置において、前記受感部及び前記支持部材は、外形状が円形であり、少なくとも前記受感部の外径を、前記支持部材の前記カンチレバーが取り付けられる側とは反対側に接続される接続対象の外径よりも小さくすることが望ましい。これによって、流体力計測装置が管の内面等に押し付けられた状態であっても、受感部が動く空間を確保できるので、このような態様においても確実に流体力を計測できる。   As a preferred aspect of the present invention, in the fluid force measuring device, the sensing part and the support member have a circular outer shape, and at least the outer diameter of the sensing part is attached to the cantilever of the support member. It is desirable to make it smaller than the outer diameter of the connection target connected to the side opposite to the side to be connected. Thus, even when the fluid force measuring device is pressed against the inner surface of the pipe or the like, a space in which the sensing part moves can be secured, so that the fluid force can be reliably measured even in such a mode.

本発明の好ましい態様としては、前記流体力計測装置において、筒状の前記受感部は、その周方向に分割され、また、一対の前記カンチレバーは、分割されたそれぞれの前記受感部に対応して設けられて、分割されたそれぞれの受感部を支持し、さらに、前記力伝達部材は、それぞれの前記受感部と、それぞれの前記受感部に対応する前記カンチレバーとの間に設けられることが望ましい。これによって、流体力の大きさの他、流体力の方向も計測できる。   As a preferred aspect of the present invention, in the fluid force measuring device, the cylindrical sensing part is divided in the circumferential direction, and the pair of cantilevers correspond to the divided sensing parts. The force transmission member is provided between each of the sensing parts and the cantilever corresponding to each of the sensing parts. It is desirable that Thereby, in addition to the magnitude of the fluid force, the direction of the fluid force can also be measured.

本発明の好ましい態様としては、前記流体力計測装置において、分割されたそれぞれの前記受感部の間には、封止部材が設けられることが望ましい。これによって、受感部のつなぎ目から流体力計測装置の内部へ水等の液体が浸入することを抑制できるので、液体中において流体力を計測できる。   As a preferred aspect of the present invention, in the fluid force measuring device, it is desirable that a sealing member is provided between each of the divided sensing parts. Thereby, since it can suppress that liquids, such as water, permeate into the inside of a fluid force measuring device from the joint of a sensing part, fluid force can be measured in the liquid.

本発明の好ましい態様としては、前記流体力計測装置において、前記力検出手段は、前記カンチレバーの変形を電気抵抗の変化に変換するひずみゲージであることが望ましい。これによって、簡単な構成でカンチレバーの変形を検出できる。   As a preferred aspect of the present invention, in the fluid force measuring device, the force detecting means is preferably a strain gauge that converts deformation of the cantilever into a change in electric resistance. Thereby, the deformation of the cantilever can be detected with a simple configuration.

本発明の好ましい態様としては、前記流体力計測装置において、前記力検出手段は、力を電圧に変換する圧電素子であることが望ましい。これによって、カンチレバーの変形を検出することの他、圧電素子に電圧を与えることによってカンチレバーを介して受感部を動かすことができる。これによって、この流体力計測装置では、受感部を振動させることもできるので、受感部の周りの流体を振動させる加振装置としても用いることができる。   As a preferred aspect of the present invention, in the fluid force measuring device, the force detecting means is preferably a piezoelectric element that converts force into voltage. Accordingly, in addition to detecting the deformation of the cantilever, it is possible to move the sensing part via the cantilever by applying a voltage to the piezoelectric element. As a result, the fluid force measuring device can also vibrate the sensing part, so that it can also be used as a vibration device that vibrates the fluid around the sensing part.

本発明は、流れ場に置かれた構造物が流体から受ける力の計測精度を向上させることができる。   The present invention can improve the measurement accuracy of the force that the structure placed in the flow field receives from the fluid.

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、以下の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。なお、本発明は、流れ場に置かれた構造物が流体から受ける力を計測すること全般に適用でき、本発明の適用対象が以下の実施形態で説明するものに限定されるものではない。また、流れ場に置かれた構造物としては、例えば管が挙げられる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the best mode for carrying out the invention (hereinafter referred to as an embodiment). In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those in a so-called equivalent range. Note that the present invention can be applied to the general measurement of the force received from a fluid by a structure placed in a flow field, and the application target of the present invention is not limited to that described in the following embodiments. Moreover, a pipe | tube is mentioned as a structure placed in the flow field, for example.

（実施形態１）
本実施形態は、自由端同士が対向するように配置される一対のカンチレバーによって、流体からの力を受ける受感部をピン支持するとともに、カンチレバーの固定端と自由端との間に設けた力検出手段によって受感部が受けた流体からの力を計測する点に特徴がある。 (Embodiment 1)
In this embodiment, a pair of cantilevers arranged so that the free ends are opposed to each other pin-support the sensing part that receives a force from the fluid, and a force provided between the fixed end and the free end of the cantilever. It is characterized in that the force from the fluid received by the sensing part is measured by the detecting means.

図１は、原子炉の概略図である。図２−１、図２−２は、案内管内におけるシンブルチューブを示す模式図である。図１に示す原子炉１００では、複数の燃料集合体で構成される炉心１０１へ、原子炉１００の上部から、中性子量を計る検出器を通すための導通管であるシンブルチューブ１を挿入する。シンブルチューブ１は、案内管２を通して炉心１０１へ導かれる。図２−１に示すように、案内管２内は、炉心１０１の冷却材である水が案内管２の管軸方向、すなわち図２−１の矢印Ｌ方向に流れ、シンブルチューブ１は、水から流体による励振力Ｆｆを受ける。   FIG. 1 is a schematic diagram of a nuclear reactor. FIGS. 2-1 and 2-2 are schematic views showing a thimble tube in the guide tube. In the nuclear reactor 100 shown in FIG. 1, a thimble tube 1 that is a conducting tube for passing a detector for measuring the amount of neutrons is inserted from the upper part of the nuclear reactor 100 into a core 101 composed of a plurality of fuel assemblies. The thimble tube 1 is guided to the core 101 through the guide tube 2. As shown in FIG. 2A, in the guide tube 2, water that is a coolant of the core 101 flows in the tube axis direction of the guide tube 2, that is, in the direction of arrow L in FIG. 2-1. Receives an exciting force Ff from the fluid.

シンブルチューブ１が流体から励振力を受けることにより、シンブルチューブ１が流動振動摩耗したり、疲労したりすることがあるので、シンブルチューブ１が流体から受ける励振力を把握する必要がある。この場合、例えば、図２−２に示すように、シンブルチューブ１が案内管２の内面に押し付けられた状態で流動試験を行い、シンブルチューブ１が流体から受ける励振力を計測する。本実施形態では、シンブルチューブ１の途中に、流体から受ける励振力を計測するための流体力計測装置１０を設けて流体から受ける励振力を計測し、評価する。次に、本実施形態に係る流体力計測装置１０を説明する。   When the thimble tube 1 receives an excitation force from the fluid, the thimble tube 1 may wear due to fluid vibration or fatigue, so it is necessary to grasp the excitation force that the thimble tube 1 receives from the fluid. In this case, for example, as shown in FIG. 2B, the flow test is performed in a state where the thimble tube 1 is pressed against the inner surface of the guide tube 2, and the excitation force that the thimble tube 1 receives from the fluid is measured. In the present embodiment, a fluid force measuring device 10 for measuring the excitation force received from the fluid is provided in the middle of the thimble tube 1 to measure and evaluate the excitation force received from the fluid. Next, the fluid force measuring apparatus 10 according to the present embodiment will be described.

図３は、実施形態１に係る流体力計測装置を示す構成図である。図４は、実施形態１に係る流体力計測装置の動作を説明するための模式図である。図５−１は、図３のＡ−Ａ断面図であり、図５−２は、図３のＢ−Ｂ断面図である。流体力計測装置１０は、シンブルチューブ１の途中に設けられて、流体による励振力（流体力）Ｆｆを計測する。流体力計測装置１０は、カンチレバー（片持ち梁）の撓みを力に変換して流体力Ｆｆを計測する。   FIG. 3 is a configuration diagram illustrating the fluid force measurement device according to the first embodiment. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the operation of the fluid force measurement apparatus according to the first embodiment. 5A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3, and FIG. 5-2 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. The fluid force measuring device 10 is provided in the middle of the thimble tube 1 and measures an excitation force (fluid force) Ff caused by a fluid. The fluid force measuring device 10 measures the fluid force Ff by converting the bending of the cantilever (cantilever) into a force.

流体力計測装置１０は、筒状の構造物であり、流体力Ｆｆを受ける受感部１２と、受感部１２を自由端側でピン支持するカンチレバー１１と、カンチレバー１１に取り付けられて、カンチレバー１１の変形量に基づいて流体力Ｆｆを検出する力検出手段であるひずみゲージ１４と、受感部１２とカンチレバー１１との間に介在して受感部１２をピン支持するとともに、受感部１２からの力をカンチレバー１１へ伝達する力伝達部材１５と、を含んでいる。   The fluid force measuring device 10 is a cylindrical structure, and includes a sensing part 12 that receives the fluid force Ff, a cantilever 11 that supports the sensing part 12 on the free end side, and a cantilever 11 attached to the cantilever 11. 11, a strain gauge 14, which is a force detection means for detecting a fluid force Ff based on the deformation amount of 11, and a sensor unit 12 between the sensor unit 12 and the cantilever 11 and pin-supporting the sensor unit 12. And a force transmission member 15 for transmitting the force from 12 to the cantilever 11.

図３に示すように、流体力計測装置１０は、一対のカンチレバー１１、１１を備える。一対のカンチレバー１１、１１は、それぞれの自由端１１Ｆ、１１Ｆ同士が対向するように配置される。本実施形態では、一対のカンチレバー１１、１１が、流体力計測装置１０の中心軸（装置中心軸）Ｚを含むように配置される。ここで、装置中心軸Ｚは、シンブルチューブ１の管軸に相当する。   As shown in FIG. 3, the fluid force measuring device 10 includes a pair of cantilevers 11 and 11. The pair of cantilevers 11 and 11 are arranged so that the free ends 11F and 11F face each other. In the present embodiment, the pair of cantilevers 11 and 11 are arranged so as to include the central axis (device central axis) Z of the fluid force measuring device 10. Here, the device central axis Z corresponds to the tube axis of the thimble tube 1.

図４に示すように、それぞれのカンチレバー１１、１１の固定端１１Ｋは、一対の支持部材１３、１３にそれぞれ取り付けられ、支持される。一対の支持部材１３、１３は、外形が円形であり、連結部材１７によって連結される。ここで、本実施形態において、カンチレバー１１は、円筒状の構造体であり、連結部材１７は、一対のカンチレバー１１、１１内を貫通して、カンチレバー１１を取り付けた端部同士が対向配置される一対の支持部材１３、１３を連結する。このように、連結部材１７で一対の支持部材１３、１３同士を連結することにより、流体力計測装置１０を一体化する。なお、支持部材１３のカンチレバー１１を取り付けた端部とは反対側の端部には、シンブルチューブ１が接続される。   As shown in FIG. 4, the fixed ends 11 </ b> K of the cantilevers 11 and 11 are attached to and supported by the pair of support members 13 and 13, respectively. The pair of support members 13 and 13 have a circular outer shape and are connected by a connecting member 17. Here, in the present embodiment, the cantilever 11 is a cylindrical structure, and the connecting member 17 passes through the pair of cantilevers 11, 11, and ends where the cantilevers 11 are attached are opposed to each other. A pair of support members 13 and 13 are connected. Thus, the fluid force measuring device 10 is integrated by connecting the pair of support members 13 and 13 with the connecting member 17. The thimble tube 1 is connected to the end of the support member 13 opposite to the end where the cantilever 11 is attached.

それぞれのカンチレバー１１、１１の外側には、円筒形状のカンチレバーカバー１６、１６が配置されて、流体（本実施形態では液体であり、水）がそれぞれのカンチレバー１１、１１へ衝突しないように構成される。それぞれのカンチレバーカバー１６、１６は、一対の支持部材１３、１３それぞれに取り付けられる。受感部１２は、一対のカンチレバーカバー１６、１６の間に配置される。   Cylindrical cantilever covers 16 and 16 are arranged outside the respective cantilevers 11 and 11 so that fluid (in this embodiment, liquid and water) does not collide with each cantilever 11 and 11. The Each cantilever cover 16 and 16 is attached to a pair of support members 13 and 13, respectively. The sensing part 12 is disposed between the pair of cantilever covers 16 and 16.

受感部１２は、少なくとも一対のカンチレバー１１、１１によって支持される部分に、カンチレバー１１の自由端１１Ｆが入る空間を有している。そして、それぞれのカンチレバー１１、１１の自由端１１Ｆ、１１Ｆが、前記空間に入る。本実施形態において、受感部１２は円筒形状であるので、両端部にカンチレバー１１の自由端１１Ｆが入る空間を有することになる。なお、受感部１２は、少なくとも一対のカンチレバー１１、１１によって支持される部分に、カンチレバー１１の自由端１１Ｆが入る空間を有していればよく、それ以外の部分は中実であってもよい。   The sensing part 12 has a space in which the free end 11 </ b> F of the cantilever 11 enters at least a portion supported by the pair of cantilevers 11 and 11. And the free ends 11F and 11F of the respective cantilevers 11 and 11 enter the space. In this embodiment, since the sensing part 12 is cylindrical, it has a space where the free end 11F of the cantilever 11 enters at both ends. In addition, the sensor part 12 should just have the space in which the free end 11F of the cantilever 11 enters in the part supported by at least a pair of cantilevers 11 and 11, and other parts may be solid. Good.

一対のカンチレバー１１、１１の自由端１１Ｆ側は、円筒形状の受感部１２の両側から内部に挿入され、受感部１２の両端部の内部に一対のカンチレバー１１、１１が配置される。そして、一対のカンチレバー１１、１１は、それぞれ力伝達部材１５、１５を介して受感部１２を支持する。本実施形態において、受感部１２の外径と、カンチレバーカバー１６の外径とは、略同一である。シンブルチューブ１の外径は場所に関わらず略一定なので、受感部１２の外径とカンチレバーカバー１６の外径とを略同一に構成することで、実際の流動状況をより正確に再現できる。   The free ends 11 </ b> F of the pair of cantilevers 11, 11 are inserted into the inside from both sides of the cylindrical sensing part 12, and the pair of cantilevers 11, 11 are arranged inside both ends of the sensing part 12. And a pair of cantilevers 11 and 11 support the sensor part 12 via the force transmission members 15 and 15, respectively. In the present embodiment, the outer diameter of the sensing part 12 and the outer diameter of the cantilever cover 16 are substantially the same. Since the outer diameter of the thimble tube 1 is substantially constant regardless of the location, the actual flow situation can be more accurately reproduced by configuring the outer diameter of the sensing part 12 and the outer diameter of the cantilever cover 16 to be substantially the same.

本実施形態において、力伝達部材１５はゴムのＯリングを用いる。この場合、ＪＩＳ硬度で４０度〜６０度の範囲のゴムを用いることが好ましい。これによって、力の伝達時における損失を最小限に抑制できるとともに、カンチレバー１１や受感部１２を組み立て易くなる。また、前記Ｏリングを受感部１２とカンチレバー１１との間に介在させることで、受感部１２の内部への水の侵入を抑制できる。なお、前記Ｏリングは、ゴムの他に樹脂やエラストマを用いてもよい。   In the present embodiment, the force transmission member 15 uses a rubber O-ring. In this case, it is preferable to use rubber having a JIS hardness in the range of 40 degrees to 60 degrees. As a result, loss during transmission of force can be minimized and the cantilever 11 and the sensing part 12 can be easily assembled. Further, by interposing the O-ring between the sensing part 12 and the cantilever 11, it is possible to suppress water from entering the sensing part 12. The O-ring may be made of resin or elastomer in addition to rubber.

本実施形態では、円筒形状のカンチレバー１１の内側にひずみゲージ１４が取り付けられるので、前記Ｏリングにより受感部１２の内部への水の侵入を抑制すれば、円筒形状のカンチレバー１１の内部に対する水の侵入を抑制できる。これによって、ひずみゲージ１４が水没することに起因するひずみゲージ１４の耐久性低下を抑制できる。なお、本実施形態では、ひずみゲージ１４をカンチレバー１１の内側に取り付ける構成に限定するものではなく、ひずみゲージ１４をカンチレバー１１の外側に取り付けてもよい。   In the present embodiment, since the strain gauge 14 is attached to the inside of the cylindrical cantilever 11, if the intrusion of water into the interior of the sensing part 12 is suppressed by the O-ring, water against the inside of the cylindrical cantilever 11 can be obtained. Can be prevented. Thereby, the durability fall of the strain gauge 14 resulting from the strain gauge 14 being submerged can be suppressed. In the present embodiment, the configuration is not limited to the configuration in which the strain gauge 14 is attached to the inside of the cantilever 11, and the strain gauge 14 may be attached to the outside of the cantilever 11.

本実施形態では、連結部材１７に中空のパイプを用いる。これによって、図３に示すように、一方のカンチレバー１１に取り付けられるひずみゲージ１４の配線１８を連結部材１７に通して、他方のカンチレバー１１側に引き出すことができる。これによって、ひずみゲージ１４の配線１８をコンパクトに取り回すことができる。   In this embodiment, a hollow pipe is used for the connecting member 17. As a result, as shown in FIG. 3, the wiring 18 of the strain gauge 14 attached to one cantilever 11 can be drawn through the connecting member 17 to the other cantilever 11 side. Thereby, the wiring 18 of the strain gauge 14 can be handled compactly.

図３、図４に示すように、流体力計測装置１０は、受感部１２が受けた流体力Ｆｆの一部であるＦｆ１が、力伝達部材１５を介して一方のカンチレバー１１の自由端１１Ｆ側へ入力され、残りの流体力Ｆｆ２（＝Ｆｆ−Ｆｆ１）が他方のカンチレバー１１へ入力される。このように、流体力計測装置１０は、流体力Ｆｆの一部がカンチレバー１１へ入力される位置（入力位置）が、力伝達部材１５の位置となる。ここで、Ｆｆ＝Ｆｆ１＋Ｆｆ２となる。   As shown in FIGS. 3 and 4, in the fluid force measuring device 10, Ff <b> 1, which is a part of the fluid force Ff received by the sensing unit 12, passes through the force transmission member 15 and the free end 11 </ b> F of one cantilever 11. The remaining fluid force Ff2 (= Ff−Ff1) is input to the other cantilever 11. Thus, in the fluid force measuring device 10, the position (input position) at which a part of the fluid force Ff is input to the cantilever 11 is the position of the force transmission member 15. Here, Ff = Ff1 + Ff2.

力伝達部材１５は、受感部１２と、カンチレバー１１との少なくとも一方とは物理的に切り離されている。すなわち、力伝達部材１５は、受感部１２と、カンチレバー１１との少なくとも一方とは別の部材で構成される。このため、力伝達部材１５は、受感部１２と、カンチレバー１１との少なくとも一方とは非拘束となる。これによって、一対のカンチレバー１１、１１で受感部１２がピン支持される。流体力計測装置１０は、一対のカンチレバー１１、１１を、自由端１１Ｆ同士が対向するように配置するので、受感部１２は、それぞれのカンチレバー１１、１１によってピン支持される。すなわち、受感部１２の支持構造は、両持ち梁の構造となる。   The force transmission member 15 is physically separated from the sensing part 12 and at least one of the cantilever 11. That is, the force transmission member 15 is configured by a member different from at least one of the sensing part 12 and the cantilever 11. For this reason, the force transmission member 15 is not restrained by at least one of the sensing part 12 and the cantilever 11. As a result, the sensing part 12 is pin-supported by the pair of cantilevers 11 and 11. Since the fluid force measuring device 10 arranges the pair of cantilevers 11 and 11 so that the free ends 11F face each other, the sensing part 12 is pin-supported by the cantilevers 11 and 11, respectively. That is, the support structure of the sensing part 12 is a double-supported beam structure.

このような構成により、流体力計測装置１０では、一対のカンチレバー１１、１１へピン支持される受感部１２が受けた流体力Ｆｆが、それぞれのカンチレバー１１、１１へ入力される。すなわち、流体力Ｆｆは、受感部１２を介してそれぞれのカンチレバー１１、１１へ入力され、流体力Ｆｆが直接カンチレバー１１へ入力されることはない。また、力伝達部材１５の位置、すなわち入力位置とカンチレバー１１の固定端１１Ｋとの距離は常に一定となる。これによって、力伝達部材１５を介してカンチレバー１１へ入力される力の大きさが同じであれば、カンチレバー１１の撓みは常に同じ大きさとなる。ここで、カンチレバー１１の撓みは、カンチレバー１１に入力された力の大きさに比例するので、カンチレバー１１に取り付けられたひずみゲージ１４が検出したカンチレバー１１の撓みから、カンチレバー１１に入力された力の大きさを求めることができる。なお、ひずみゲージ１４の出力と、カンチレバー１１へ入力された力の大きさとの関係は、予め求めておく。   With such a configuration, in the fluid force measuring device 10, the fluid force Ff received by the sensing unit 12 pin-supported by the pair of cantilevers 11 and 11 is input to the cantilevers 11 and 11. That is, the fluid force Ff is input to the cantilevers 11 and 11 via the sensing part 12, and the fluid force Ff is not directly input to the cantilever 11. Further, the position of the force transmission member 15, that is, the distance between the input position and the fixed end 11K of the cantilever 11 is always constant. Thus, if the magnitude of the force input to the cantilever 11 via the force transmission member 15 is the same, the deflection of the cantilever 11 is always the same. Here, since the bending of the cantilever 11 is proportional to the magnitude of the force input to the cantilever 11, the force input to the cantilever 11 is detected from the bending of the cantilever 11 detected by the strain gauge 14 attached to the cantilever 11. The size can be determined. The relationship between the output of the strain gauge 14 and the magnitude of the force input to the cantilever 11 is obtained in advance.

このような構成により、流体力Ｆｆが直接カンチレバー１１へ入力されることはなく、また、カンチレバー１１への入力位置とカンチレバー１１の固定端１１Ｋとの距離は常に一定となるので、カンチレバー１１に対する流体力Ｆｆの入力位置が異なることに起因してカンチレバー１１の撓みが変化することを回避できる。それぞれのカンチレバー１１、１１へ入力される流体力Ｆｆの配分は、受感部１２が流体力Ｆｆを受ける場所によって異なるが、それぞれのカンチレバー１１、１１が備えるひずみゲージ１４、１４によって検出される流体力Ｆｆの大きさの和は、受感部１２が受けた流体力Ｆｆの大きさに等しくなる。   With this configuration, the fluid force Ff is not directly input to the cantilever 11, and the distance between the input position to the cantilever 11 and the fixed end 11K of the cantilever 11 is always constant. It can be avoided that the bending of the cantilever 11 changes due to the difference in the input position of the physical strength Ff. The distribution of the fluid force Ff input to each of the cantilevers 11 and 11 differs depending on the place where the sensing unit 12 receives the fluid force Ff, but the flow detected by the strain gauges 14 and 14 included in each of the cantilevers 11 and 11 is different. The sum of the magnitudes of the physical strength Ff is equal to the magnitude of the fluid force Ff received by the sensing unit 12.

したがって、流体力計測装置１０は、流体力Ｆｆの大きさが同じであれば、受感部１２が流体力Ｆｆを受ける位置に関わらず、流体力計測装置１０から出力される流体力Ｆｆの大きさは同じ大きさとなる。流体力計測装置１０を用いれば、純粋な流体力Ｆｆのみを計測することができる。また、受感部１２は、それぞれのカンチレバー１１、１１によってピン支持された両持ち梁の構造なので、受感部１２に対して流体力Ｆｆが一点で入力した場合には、それぞれのカンチレバー１１によって検出された力の配分から、受感部１２へ入力した流体力Ｆｆの位置も知ることができる。   Therefore, if the magnitude of the fluid force Ff is the same, the fluid force measurement device 10 has a magnitude of the fluid force Ff output from the fluid force measurement device 10 regardless of the position at which the sensing unit 12 receives the fluid force Ff. The size is the same. If the fluid force measuring device 10 is used, only pure fluid force Ff can be measured. In addition, since the sensing part 12 is a doubly supported beam structure that is pin-supported by each cantilever 11, 11, when the fluid force Ff is input to the sensing part 12 at a single point, each cantilever 11 From the distribution of the detected force, the position of the fluid force Ff input to the sensing unit 12 can also be known.

図５−１、図５−２は、図３に示すそれぞれのカンチレバー１１、１１の、装置中心軸Ｚと垂直な断面を示している。図５−１は図３のＡ−Ａ断面であり、図５−２は図３のＢ−Ｂ断面である。図５−１、図５−２の０°、９０°、１８０°、２７０°は、装置中心軸Ｚを中心とした中心角であり、図５−１と図５−２とにおいて、前記中心角の位置関係は同じである。   FIGS. 5A and 5B show cross sections of the cantilevers 11 and 11 shown in FIG. 5A is a cross section taken along the line AA in FIG. 3, and FIG. 5-2 is a cross section taken along the line BB in FIG. In FIGS. 5A and 5B, 0 °, 90 °, 180 °, and 270 ° are central angles with respect to the apparatus central axis Z. In FIGS. The positional relationship of the corners is the same.

図５−１、図５−２に示すように、本実施形態において、ひずみゲージ１４は、円筒形状のカンチレバー１１の内側に、円筒形状のカンチレバー１１の周方向に向かって４個取り付けられる。このとき、それぞれのひずみゲージ１４は、装置中心軸Ｚを中心として、中心角９０度の間隔で配置される。なお、ひずみゲージ１４の個数は４個に限定されるものではない。   As shown in FIGS. 5A and 5B, in the present embodiment, four strain gauges 14 are attached inside the cylindrical cantilever 11 in the circumferential direction of the cylindrical cantilever 11. At this time, the strain gauges 14 are arranged at intervals of a central angle of 90 degrees around the apparatus central axis Z. The number of strain gauges 14 is not limited to four.

また、図５−１、図５−２に示すように、図３のＡ−Ａ断面とＢ−Ｂ断面において、それぞれのひずみゲージ１４の取り付け位置は揃えてある。すなわち、一対のカンチレバー１１、１１において、一対のカンチレバー１１、１１間では、それぞれのカンチレバー１１、１１に取り付けられるそれぞれのひずみゲージ１４の位相は揃えてある。これによって、流体力Ｆｆの検出精度が向上する。   Further, as shown in FIGS. 5A and 5B, the attachment positions of the strain gauges 14 are aligned on the AA cross section and the BB cross section of FIG. 3. That is, in the pair of cantilevers 11, 11, the phases of the strain gauges 14 attached to the cantilevers 11, 11 are aligned between the pair of cantilevers 11, 11. This improves the detection accuracy of the fluid force Ff.

（第１変形例）
図６は、実施形態１の第１変形例に係る流体力計測装置を示す構成図である。本変形例に係る流体力計測装置は、実施形態１に係る流体力計測装置と略同一の構成であるが、流体力を受けて動く受感部とカンチレバーカバーとの間に封止部材を備える点が異なる。その他の構成は実施形態１と同様なので、同一の構成要素には同一の符号を付すとともに、同一の構成、及び同一の作用、効果の説明は省略する。 (First modification)
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a fluid force measuring device according to a first modification of the first embodiment. The fluid force measurement device according to the present modification has substantially the same configuration as the fluid force measurement device according to the first embodiment, but includes a sealing member between the sensing part that moves by receiving the fluid force and the cantilever cover. The point is different. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and descriptions of the same configurations and the same operations and effects are omitted.

図６に示すように、流体力計測装置１０ａのカンチレバーカバー１６ａと受感部１２ａとの間には、封止部材１９が設けられる。封止部材１９は、カンチレバー１１よりも剛性を低くして、カンチレバー１１の変形を拘束しないように構成される。例えば、ゴムリング、樹脂のフィルム等の柔構造物で封止部材１９を構成する。このように、カンチレバーカバー１６ａと受感部１２ａとの間に封止部材１９を設けることで、カンチレバーカバー１６ａと受感部１２ａとの間から流体力計測装置１０ａの内部へ流体（液体）が侵入することを回避できるので、液体中でも流体力Ｆｆを計測できる。   As shown in FIG. 6, a sealing member 19 is provided between the cantilever cover 16a and the sensing part 12a of the fluid force measuring device 10a. The sealing member 19 is configured to have a lower rigidity than the cantilever 11 so as not to restrain deformation of the cantilever 11. For example, the sealing member 19 is composed of a flexible structure such as a rubber ring or a resin film. Thus, by providing the sealing member 19 between the cantilever cover 16a and the sensing part 12a, fluid (liquid) flows from between the cantilever cover 16a and the sensing part 12a into the fluid force measuring device 10a. Since intrusion can be avoided, the fluid force Ff can be measured even in a liquid.

受感部１２ａの両端部の外側及びカンチレバーカバー１６ａが受感部１２ａと対向する部分の外側に封止部材１９の厚さと同等の凹部を設けて階段状に形成し、この部分に封止部材１９を取り付けることが好ましい。このようにすれば、カンチレバーカバー１６ａの表面と受感部１２ａの表面と封止部材１９の表面とを略同一にできるので、流体力計測装置１０ａの表面を滑らかに流体が流れる。これによって、流体の流れの乱れを抑制して、流体力（流体励振力）Ｆｆの計測精度が向上する。   A recess equivalent to the thickness of the sealing member 19 is formed on the outside of both ends of the sensing part 12a and the outside of the part where the cantilever cover 16a faces the sensing part 12a. 19 is preferably attached. In this way, the surface of the cantilever cover 16a, the surface of the sensing part 12a, and the surface of the sealing member 19 can be made substantially the same, so that the fluid flows smoothly on the surface of the fluid force measuring device 10a. Thereby, the disturbance of the fluid flow is suppressed, and the measurement accuracy of the fluid force (fluid excitation force) Ff is improved.

（第２変形例）
図７は、実施形態１の第２変形例に係る流体力計測装置を示す構成図である。図８は、実施形態１の第２変形例に係る流体力計測装置を用いて流体力を計測する態様を示す模式図である。本変形例に係る流体力計測装置は、実施形態１に係る流体力計測装置と略同一の構成であるが、少なくとも、流体力を受けて動く受感部の外径を、流体力計測装置が接続されるシンブルチューブの外径よりも小さくする点が異なる。その他の構成は実施形態１と同様なので、同一の構成要素には同一の符号を付すとともに、同一の構成、及び同一の作用、効果の説明は省略する。 (Second modification)
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating a fluid force measuring device according to a second modification of the first embodiment. FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a mode in which the fluid force is measured using the fluid force measurement device according to the second modification of the first embodiment. The fluid force measuring device according to this modification has substantially the same configuration as the fluid force measuring device according to the first embodiment, but at least the outer diameter of the sensing part that moves by receiving the fluid force is determined by the fluid force measuring device. The difference is that it is smaller than the outer diameter of the connected thimble tube. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and descriptions of the same configurations and the same operations and effects are omitted.

図７に示すように、流体力計測装置１０ｂの受感部１２ｂの外径Ｄ３は、シンブルチューブ１の外径Ｄ０よりも小さい。これによって、図８に示すように、シンブルチューブ１が案内管２へ押し付けられた状態においても、受感部１２ｂと案内管２との間には隙間が形成されるので、受感部１２ｂが装置中心軸Ｚと直交する方向に移動する空間が存在する。これによって、シンブルチューブ１が案内管２へ押し付けられた状態であっても、装置中心軸Ｚと直交する方向における受感部１２ｂの動き、及びカンチレバー１１の変形が拘束されないので、流体力Ｆｆを計測できる。   As shown in FIG. 7, the outer diameter D3 of the sensing part 12b of the fluid force measuring device 10b is smaller than the outer diameter D0 of the thimble tube 1. As a result, as shown in FIG. 8, even when the thimble tube 1 is pressed against the guide tube 2, a gap is formed between the sensitive portion 12b and the guide tube 2, so that the sensitive portion 12b There is a space that moves in a direction orthogonal to the apparatus center axis Z. As a result, even if the thimble tube 1 is pressed against the guide tube 2, the movement of the sensing part 12b in the direction orthogonal to the device center axis Z and the deformation of the cantilever 11 are not constrained. It can be measured.

流体力計測装置１０ｂは、少なくとも、流体力Ｆｆを受けて動く受感部１２ｂの外径Ｄ３は、支持部材１３のカンチレバー１１が取り付けられる側とは反対側に接続される接続対象であるシンブルチューブ１の外径Ｄ０よりも小さくすればよい。また、カンチレバーカバー１６の外径Ｄ２も、シンブルチューブ１の外径Ｄ０よりも小さくしてもよい。支持部材１３は、案内管２の内面へ接して流体力計測装置１０ｂを支持するので、支持部材１３の外径Ｄ１は、シンブルチューブ１の外径Ｄ０と同等とすることが好ましい。   In the fluid force measuring device 10b, at least the outer diameter D3 of the sensing part 12b that moves by receiving the fluid force Ff is a thimble tube that is a connection target connected to the opposite side of the support member 13 to the side on which the cantilever 11 is attached. What is necessary is just to make it smaller than the outer diameter D0 of 1. Further, the outer diameter D2 of the cantilever cover 16 may be smaller than the outer diameter D0 of the thimble tube 1. Since the support member 13 is in contact with the inner surface of the guide tube 2 and supports the fluid force measuring device 10b, the outer diameter D1 of the support member 13 is preferably equal to the outer diameter D0 of the thimble tube 1.

ここで、支持部材１３の外径Ｄ１をシンブルチューブ１の外径Ｄ０よりも大きくすると、シンブルチューブ１が案内管２の内面から離れることになり、流動試験中においてはシンブルチューブ１の周りの実際の流れとは異なるおそれがある。このため、支持部材１３の外径Ｄ１は、シンブルチューブ１の外径Ｄ０と同等とすることが好ましい。これによって、実際の状態を精度よく再現できる。   Here, when the outer diameter D1 of the support member 13 is larger than the outer diameter D0 of the thimble tube 1, the thimble tube 1 is separated from the inner surface of the guide tube 2, and the actual surroundings of the thimble tube 1 during the flow test are obtained. It may be different from the flow. For this reason, it is preferable that the outer diameter D1 of the support member 13 is equal to the outer diameter D0 of the thimble tube 1. As a result, the actual state can be accurately reproduced.

（第３変形例）
図９は、実施形態１の第３変形例に係る流体力計測装置を示す構成図である。図１０は、図９のＣ−Ｃ断面図である。本変形例に係る流体力計測装置は、実施形態１に係る流体力計測装置と略同一の構成であるが、流体力を受けて動く筒状の受感部を周方向に分割し、分割した受感部をそれぞれに対応するカンチレバーでピン支持する点が異なる。その他の構成は実施形態１と同様なので、同一の構成要素には同一の符号を付すとともに、同一の構成、及び同一の作用、効果の説明は省略する。 (Third Modification)
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating a fluid force measurement device according to a third modification of the first embodiment. 10 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. The fluid force measuring device according to the present modification has substantially the same configuration as the fluid force measuring device according to the first embodiment, but the cylindrical sensing part that moves by receiving the fluid force is divided in the circumferential direction and divided. The difference is that the sensitive parts are pin-supported by corresponding cantilevers. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and descriptions of the same configurations and the same operations and effects are omitted.

流体力計測装置１０ｃの受感部１２ｃは、筒状（本変形例では円筒状）の構造物である。図１０に示すように、受感部１２ｃは周方向に分割（本変形例では４分割）される。なお、受感部１２ｃの分割数は４分割に限定されるものではない。   The sensing part 12c of the fluid force measuring device 10c is a cylindrical (cylindrical in this modification) structure. As shown in FIG. 10, the sensor unit 12 c is divided in the circumferential direction (four divisions in this modification). Note that the number of divisions of the sensing unit 12c is not limited to four divisions.

受感部１２ｃは、第１受感部１２ｃ１、第２受感部１２ｃ２、第３受感部１２ｃ３、第４受感部１２ｃ４の４個の部材を、封止部材（以下受感部封止部材という）２０で連結して構成される。これによって、第１受感部１２ｃ１と第２受感部１２ｃ２と第３受感部１２ｃ３と第４受感部１２ｃ４との間から、流体力計測装置１０ｃの内部へ流体（液体）が侵入することを抑制できるので、液体中でも流体力Ｆｆを計測できる。受感部封止部材２０は、受感部１２ｃの動きを妨げないように、例えばゴムのような、伸縮性があり、かつ柔軟な材料で構成することが好ましい。   The sensing part 12c includes four members, a first sensing part 12c1, a second sensing part 12c2, a third sensing part 12c3, and a fourth sensing part 12c4, as sealing members (hereinafter referred to as sensing part sealing). And 20). As a result, fluid (liquid) enters the fluid force measuring device 10c from between the first sensor 12c1, the second sensor 12c2, the third sensor 12c3, and the fourth sensor 12c4. Since this can be suppressed, the fluid force Ff can be measured even in a liquid. It is preferable that the sensitive part sealing member 20 is made of a flexible and flexible material such as rubber so as not to hinder the movement of the sensitive part 12c.

カンチレバー１１ｃは、第１カンチレバー１１ｃ１、第２カンチレバー１１ｃ２、第３カンチレバー１１ｃ３、第４カンチレバー１１ｃ４の４個から構成される。ひずみゲージ１４ｃは、カンチレバー１１ｃを構成する第１カンチレバー１１ｃ１、第２カンチレバー１１ｃ２、第３カンチレバー１１ｃ３、第４カンチレバー１１ｃ４のそれぞれに設けられる。   The cantilever 11c is composed of four pieces, namely, a first cantilever 11c1, a second cantilever 11c2, a third cantilever 11c3, and a fourth cantilever 11c4. The strain gauge 14c is provided on each of the first cantilever 11c1, the second cantilever 11c2, the third cantilever 11c3, and the fourth cantilever 11c4 constituting the cantilever 11c.

カンチレバー１１ｃを構成する第１カンチレバー１１ｃ１、第２カンチレバー１１ｃ２、第３カンチレバー１１ｃ３、第４カンチレバー１１ｃ４それぞれには、力伝達部材１５ｃが取り付けてある。そして、第１カンチレバー１１ｃ１は力伝達部材１５ｃを介して第１受感部１２ｃ１をピン支持し、第２カンチレバー１１ｃ２は力伝達部材１５ｃを介して第２受感部１２ｃ２をピン支持し、第３カンチレバー１１ｃ３は力伝達部材１５ｃを介して第３受感部１２ｃ３をピン支持し、第４カンチレバー１１ｃ４は力伝達部材１５ｃを介して第４受感部１２ｃ４をピン支持する。なお、力伝達部材１５ｃは、受感部１２ｃを構成する第１受感部１２ｃ１、第２受感部１２ｃ２、第３受感部１２ｃ３、第４受感部１２ｃ４それぞれに取り付けてもよい。   A force transmission member 15c is attached to each of the first cantilever 11c1, the second cantilever 11c2, the third cantilever 11c3, and the fourth cantilever 11c4 constituting the cantilever 11c. The first cantilever 11c1 pin-supports the first sensing part 12c1 via the force transmission member 15c, and the second cantilever 11c2 pin-supports the second sensing part 12c2 via the force transmission member 15c. The cantilever 11c3 pin-supports the third sensing part 12c3 via the force transmission member 15c, and the fourth cantilever 11c4 pin-supports the fourth sensing part 12c4 via the force transmission member 15c. Note that the force transmission member 15c may be attached to each of the first sensing part 12c1, the second sensing part 12c2, the third sensing part 12c3, and the fourth sensing part 12c4 constituting the sensing part 12c.

図９に示すように、流体力計測装置１０ｃは、第１変形例に係る流体力計測装置１０ａ（図６参照）と同様に、カンチレバーカバー１６ｃと受感部１２ｃとの間に封止部材１９を設ける。これによって、カンチレバーカバー１６ｃと受感部１２ｃとの間から流体力計測装置１０ｃの内部へ流体（液体）が侵入することを回避できるので、液体中でも流体力Ｆｆを計測できる。   As shown in FIG. 9, the fluid force measuring device 10c is similar to the fluid force measuring device 10a according to the first modified example (see FIG. 6), between the cantilever cover 16c and the sensing part 12c. Is provided. Accordingly, it is possible to prevent the fluid (liquid) from entering the fluid force measuring device 10c from between the cantilever cover 16c and the sensing part 12c, so that the fluid force Ff can be measured even in the liquid.

流体計測装置１０ｃは、受感部１２ｃを周方向に分割し、分割した受感部１２ｃをそれぞれに対応するカンチレバー１１ｃでピン支持する。そして、流体計測装置１０ｃは、それぞれのカンチレバー１１ｃに取り付けたそれぞれのひずみゲージ１４ｃで計測した、それぞれのカンチレバー１１ｃの撓みに基づいて、流体力Ｆｆを計測する。これによって、流体計測装置１０ｃは、流体力Ｆｆの大きさの他、流体力の方向も計測できる。すなわち、ひずみゲージ１４ｃによって検出されたカンチレバー１１ｃの撓みの大きさによって流体力Ｆｆの大きさを計測でき、また、撓みが検出されたカンチレバー１１ｃを特定することで、流体力Ｆｆの方向を計測できる。   The fluid measuring device 10c divides the sensing part 12c in the circumferential direction, and pins the divided sensing parts 12c with corresponding cantilevers 11c. Then, the fluid measuring device 10c measures the fluid force Ff based on the bending of each cantilever 11c measured by each strain gauge 14c attached to each cantilever 11c. Thereby, the fluid measuring device 10c can measure not only the magnitude of the fluid force Ff but also the direction of the fluid force. That is, the magnitude of the fluid force Ff can be measured by the magnitude of the deflection of the cantilever 11c detected by the strain gauge 14c, and the direction of the fluid force Ff can be measured by specifying the cantilever 11c from which the deflection is detected. .

（第４変形例）
図１１は、実施形態１の第４変形例に係る流体力計測装置を示す構成図である。本変形例に係る流体力計測装置は、実施形態１に係る流体力計測装置と略同一の構成であるが、ロードセルによって受感部が受けた流体力を計測する点に特徴がある。その他の構成は実施形態１と同様なので、同一の構成要素には同一の符号を付すとともに、同一の構成、及び同一の作用、効果の説明は省略する。 (Fourth modification)
FIG. 11 is a configuration diagram illustrating a fluid force measuring device according to a fourth modification of the first embodiment. The fluid force measurement device according to this modification has substantially the same configuration as the fluid force measurement device according to the first embodiment, but is characterized in that the fluid force received by the sensing unit by the load cell is measured. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and descriptions of the same configurations and the same operations and effects are omitted.

流体力計測装置１０ｄは、一対の支持部１３ｄが連結部材１７ｄによって連結されるとともに、連結部材１７ｄの外周部に、円筒形状の受感部１２ｄが配置される。そして、受感部１２ｄは、２個のロードセル２１を介して連結部材１７ｄに支持される。ここで、支持部１３ｄの外形状は、シンブルチューブ１と流体力計測装置１０ｄとを接続する部分であるので、シンブルチューブ１の外形状と同様の外形状、すなわち円形としてある。   In the fluid force measuring device 10d, a pair of support portions 13d are connected by a connecting member 17d, and a cylindrical sensing portion 12d is disposed on the outer peripheral portion of the connecting member 17d. The sensing part 12d is supported by the connecting member 17d via the two load cells 21. Here, since the outer shape of the support portion 13d is a portion connecting the thimble tube 1 and the fluid force measuring device 10d, the outer shape is the same as the outer shape of the thimble tube 1, that is, a circular shape.

受感部１２ｄが受ける流体力Ｆｆは、２個のロードセル２１、２１によって計測される。すなわち、流体力Ｆｆの大きさは、それぞれのロードセル２１、２１によって検出された力の大きさの和である。流体力計測装置１０ｄは、ロードセル２１で流体力Ｆｆを直接計測するので、実施形態１に係る流体力計測装置１０や第１変形例に係る流体力計測装置１０ａ等と比較して、装置の構造を簡略化できるという利点がある。   The fluid force Ff received by the sensing unit 12d is measured by the two load cells 21 and 21. That is, the magnitude of the fluid force Ff is the sum of the magnitudes of the forces detected by the load cells 21 and 21. Since the fluid force measuring device 10d directly measures the fluid force Ff by the load cell 21, the structure of the device is compared with the fluid force measuring device 10 according to the first embodiment, the fluid force measuring device 10a according to the first modification, and the like. There is an advantage that can be simplified.

以上、本実施形態及びその変形例では、カンチレバーと、流体力を受ける受感部との間に、カンチレバーと受感部との少なくとも一方とは別個の構造体で構成される力伝達部材を設ける。受感部は、一対のカンチレバーによって両持ちで、かつピン支持される。そして、流体力は、それぞれのカンチレバーの撓みに基づいて得られる力の和とする。これによって、カンチレバーの固定端と力伝達部材が配置される部分との距離は、受感部が受ける流体力の場所に関わらず一定になるので、流体力の計測精度が向上する。   As mentioned above, in this embodiment and its modification, the force transmission member comprised with a structure different from at least one of a cantilever and a receiving part is provided between the cantilever and the receiving part which receives a fluid force. . The sensing part is both supported by a pair of cantilevers and is pin-supported. The fluid force is the sum of forces obtained based on the bending of each cantilever. As a result, the distance between the fixed end of the cantilever and the portion where the force transmission member is disposed is constant regardless of the location of the fluid force received by the sensing part, so that the measurement accuracy of the fluid force is improved.

また、カンチレバーの外側に円筒形状の受感部を設けることで、装置全体を比較的コンパクトに構成できるので、実際のシンブルチューブの外径（１０ｍｍ前後）と同程度の外径とすることができる。また、カンチレバーを円筒形状とし、その内部にカンチレバーを支持する部材同士を連結する連結部材を配置するので、カンチレバーの内部を有効に利用して、装置全体を比較的コンパクトに構成できる。本実施形態及びその変形例で開示した構成は、下記実施形態でも適宜適用できる。   Further, by providing a cylindrical sensing part outside the cantilever, the entire apparatus can be configured relatively compactly, so that the outer diameter of the actual thimble tube (about 10 mm) can be made the same. . In addition, since the cantilever has a cylindrical shape and a connecting member that connects the members that support the cantilever is disposed therein, the inside of the cantilever can be effectively used to make the entire apparatus relatively compact. The configurations disclosed in the present embodiment and its modifications can be applied as appropriate in the following embodiments.

（実施形態２）
本実施形態に係る流体力計測装置は、実施形態１に係る流体力計測装置と略同一の構成であるが、力検出手段として圧電素子を用いる点が異なる。その他の構成は実施形態１と同様なので、同一の構成要素には同一の符号を付すとともに、同一の構成、及び同一の作用、効果の説明は省略する。 (Embodiment 2)
The fluid force measuring device according to the present embodiment has substantially the same configuration as the fluid force measuring device according to the first embodiment, except that a piezoelectric element is used as the force detecting means. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and descriptions of the same configurations and the same operations and effects are omitted.

図１２は、実施形態２に係る流体力計測装置を示す構成図である。流体力計測装置１０ｅは、力検出手段として、圧電素子１４ｅを用いる。圧電素子１４ｅは、力を電圧に変換する、あるいは電圧を力に変換するものであり、カンチレバー１１とカンチレバーカバー１６との間に介在する。本実施形態では、カンチレバー１１とカンチレバーカバー１６との両方に圧電素子１４ｅを固定する。圧電素子１４ｅには、例えば、ピエゾ素子を用いる。   FIG. 12 is a configuration diagram illustrating a fluid force measurement apparatus according to the second embodiment. The fluid force measuring device 10e uses a piezoelectric element 14e as force detecting means. The piezoelectric element 14 e converts force into voltage, or converts voltage into force, and is interposed between the cantilever 11 and the cantilever cover 16. In the present embodiment, the piezoelectric element 14 e is fixed to both the cantilever 11 and the cantilever cover 16. For example, a piezoelectric element is used as the piezoelectric element 14e.

流体力計測装置１０ｅは、受感部１２が受けた流体力Ｆｆが力伝達部材１５を介してカンチレバー１１へ伝達される。これによって、カンチレバー１１が撓んで変形する。圧電素子１４ｅは、カンチレバー１１の変形によって力が与えられる。カンチレバー１１の変形によって圧電素子１４ｅに与えられる力は、カンチレバー１１へ伝達される力（流体力Ｆｆの一部あるいは全部）に比例する。   In the fluid force measuring device 10 e, the fluid force Ff received by the sensing unit 12 is transmitted to the cantilever 11 via the force transmission member 15. As a result, the cantilever 11 is bent and deformed. A force is applied to the piezoelectric element 14 e by the deformation of the cantilever 11. The force applied to the piezoelectric element 14e by the deformation of the cantilever 11 is proportional to the force transmitted to the cantilever 11 (part or all of the fluid force Ff).

圧電素子１４ｅは、カンチレバー１１の変形によって与えられる前記力を電圧に変換して出力する。圧電素子１４ｅが出力する電圧は、圧電素子１４ｅに与えられる力と相関がある。したがって、圧電素子１４ｅが出力する電圧に基づいて圧電素子１４ｅに与えられる力を求め、この力からカンチレバー１１へ伝達される力を求めて、流体力Ｆｆを求めることができる。なお、圧電素子１４ｅの出力と、カンチレバー１１へ入力された力の大きさとの関係は、予め求めておく。   The piezoelectric element 14e converts the force applied by the deformation of the cantilever 11 into a voltage and outputs the voltage. The voltage output from the piezoelectric element 14e has a correlation with the force applied to the piezoelectric element 14e. Accordingly, the fluid force Ff can be obtained by obtaining the force applied to the piezoelectric element 14e based on the voltage output from the piezoelectric element 14e and obtaining the force transmitted from this force to the cantilever 11. The relationship between the output of the piezoelectric element 14e and the magnitude of the force input to the cantilever 11 is obtained in advance.

また、流体力計測装置１０ｅは、圧電素子１４ｅに電圧を与えることによって圧電素子１４ｅを変形させる、すなわち、圧電素子１４ｅに力を発生させることもできる。これによって、カンチレバー１１を介して受感部１２を動かすことができる。そして、流体力計測装置１０ｅは、圧電素子１４ｅに所定周波数の電圧を与えることにより、受感部１２を振動させることができる。このように、流体力計測装置１０ｅは、受感部１２の周りの流体を振動させる加振装置としても機能する。   The fluid force measuring device 10e can also deform the piezoelectric element 14e by applying a voltage to the piezoelectric element 14e, that is, generate a force on the piezoelectric element 14e. As a result, the sensing part 12 can be moved via the cantilever 11. And the fluid force measuring apparatus 10e can vibrate the sensitive part 12 by giving the voltage of the predetermined frequency to the piezoelectric element 14e. As described above, the fluid force measuring device 10 e also functions as a vibration device that vibrates the fluid around the sensing unit 12.

ここで、上述した実施形態１の第３変形例のように、流体力を受けて動く筒状の受感部を周方向に分割し、分割した受感部をそれぞれに対応するカンチレバーでピン支持し、カンチレバーの撓みによる変形を圧電素子で検出してもよい。このようにすれば、流体力Ｆｆの大きさの他、流体力の方向も計測できる。   Here, as in the above-described third modification of the first embodiment, the cylindrical sensing part that moves under fluid force is divided in the circumferential direction, and the divided sensing parts are pin-supported by corresponding cantilevers. The deformation due to the bending of the cantilever may be detected by a piezoelectric element. In this way, the direction of the fluid force can be measured in addition to the magnitude of the fluid force Ff.

（第１変形例）
図１３は、実施形態２の第１変形例に係る流体力計測装置を示す構成図である。図１４−１は、図１３のＥ−Ｅ断面図である。図１４−２は、実施形態２の第１変形例に係る流体力計測装置の他の構成例を示しており、図１３のＥ−Ｅ断面を示す断面図である。本変形例に係る流体力計測装置は、実施形態２に係る流体力計測装置と略同一の構成であるが、流体力を受けて動く受感部とカンチレバーとの間に、力検出手段を設ける点が異なる。その他の構成は実施形態２と同様なので、同一の構成要素には同一の符号を付すとともに、同一の構成、及び同一の作用、効果の説明は省略する。 (First modification)
FIG. 13 is a configuration diagram illustrating a fluid force measuring device according to a first modification of the second embodiment. 14A is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. FIG. 14-2 illustrates another configuration example of the fluid force measurement device according to the first modification of the second embodiment, and is a cross-sectional view illustrating a cross section taken along line EE in FIG. 13. The fluid force measurement device according to the present modification has substantially the same configuration as the fluid force measurement device according to the second embodiment, but a force detection means is provided between the sensing part that moves by receiving the fluid force and the cantilever. The point is different. Since other configurations are the same as those of the second embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and descriptions of the same configurations and the same operations and effects are omitted.

図１３、図１４−１に示すように、流体力計測装置１０ｆは、筒状（本変形例では円筒形状）の受感部１２ｆと筒状（本変形例では円筒形状）のカンチレバー１１ｆとの間に、力検出手段である圧電素子１４ｅを設けてある。図１４−１に示すように、圧電素子１４ｅは、受感部１２ｆ及びカンチレバー１１ｆの周方向に向かって複数（本変形例では４個）設けられる。これによって、受感部１２ｆが受けた流体力Ｆｆは、直接圧電素子１４ｆによって計測される。   As shown in FIGS. 13 and 14-1, the fluid force measuring device 10f includes a cylindrical (cylindrical in the present modification) sensing part 12f and a cylindrical (cylindrical in the present modification) cantilever 11f. A piezoelectric element 14e serving as force detection means is provided between them. As shown in FIG. 14A, a plurality of (four in this modification) piezoelectric elements 14e are provided in the circumferential direction of the sensing part 12f and the cantilever 11f. As a result, the fluid force Ff received by the sensing unit 12f is directly measured by the piezoelectric element 14f.

流体力計測装置１０ｆは、圧電素子１４ｆで直接流体力Ｆｆを計測するので、実施形態１に係る流体力計測装置１０や実施形態２に係る流体力計測装置１０ｅ等で用いた力伝達部材１５は不要になる。力伝達部材１５に、例えばゴムのＯリングを用いた場合、Ｏリングの変形や振動減衰能等に起因する流体力Ｆｆの計測誤差が発生するが、流体力計測装置１０ｆは、圧電素子１４ｆによって直接流体力Ｆｆを計測するので、このような計測誤差を抑制できる。その結果、流体力計測装置１０ｆは、流体力Ｆｆの計測精度が向上するという利点が得られる。   Since the fluid force measuring device 10f directly measures the fluid force Ff with the piezoelectric element 14f, the force transmission member 15 used in the fluid force measuring device 10 according to the first embodiment, the fluid force measuring device 10e according to the second embodiment, or the like is used. It becomes unnecessary. For example, when a rubber O-ring is used as the force transmission member 15, a measurement error of the fluid force Ff due to deformation of the O-ring, vibration damping capability, or the like occurs. Since the fluid force Ff is directly measured, such a measurement error can be suppressed. As a result, the fluid force measuring device 10f has an advantage that the measurement accuracy of the fluid force Ff is improved.

また、図１３に示すように、流体力計測装置１０ｆのカンチレバーカバー１６と受感部１２ｆとの間には、封止部材１９が設けられる。これによって、カンチレバーカバー１６と受感部１２ｆとの間から流体力計測装置１０ｆの内部へ流体（液体）が侵入することを回避できるので、液体中でも流体力Ｆｆを計測できるという利点も得られる。   Further, as shown in FIG. 13, a sealing member 19 is provided between the cantilever cover 16 and the sensing part 12f of the fluid force measuring device 10f. As a result, it is possible to prevent the fluid (liquid) from entering the fluid force measuring device 10f from between the cantilever cover 16 and the sensing part 12f, so that there is also an advantage that the fluid force Ff can be measured even in the liquid.

図１４−２に示すように、流体力計測装置１０ｆは、上記実施形態１の第３変形例に係る流体力計測装置１０ｃ（図９、図１０）と同様に、筒状（本変形例では円筒状）の構造物である受感部１２ｆを、周方向に分割（本変形例では４分割）してもよい。そして、受感部１２ｆは、第１受感部１２ｆ１、第２受感部１２ｆ２、第３受感部１２ｆ３、第４受感部１２ｆ４の４個の部材を、受感部封止部材２０で連結して構成される。なお、受感部１２ｆの分割数は４分割に限定されるものではない。   As shown in FIG. 14B, the fluid force measuring device 10f has a cylindrical shape (in this modified example), like the fluid force measuring device 10c (FIGS. 9 and 10) according to the third modified example of the first embodiment. The sensing part 12f, which is a cylindrical structure, may be divided in the circumferential direction (four divisions in this modification). The sensing part 12f is composed of four members, the first sensing part 12f1, the second sensing part 12f2, the third sensing part 12f3, and the fourth sensing part 12f4, by the sensing part sealing member 20. Concatenated. Note that the number of divisions of the sensing unit 12f is not limited to four divisions.

カンチレバー１１ｆは、第１カンチレバー１１ｆ１、第２カンチレバー１１ｆ２、第３カンチレバー１１ｆ３、第４カンチレバー１１ｆ４の４個から構成される。圧電素子１４ｆは、カンチレバー１１ｆを構成する第１カンチレバー１１ｆ１、第２カンチレバー１１ｆ２、第３カンチレバー１１ｆ３、第４カンチレバー１１ｆ４のそれぞれに設けられる。   The cantilever 11f is composed of four pieces, a first cantilever 11f1, a second cantilever 11f2, a third cantilever 11f3, and a fourth cantilever 11f4. The piezoelectric element 14f is provided in each of the first cantilever 11f1, the second cantilever 11f2, the third cantilever 11f3, and the fourth cantilever 11f4 constituting the cantilever 11f.

流体計測装置１０ｆは、受感部１２ｆを周方向に分割し、分割した受感部１２ｆと、それぞれに対応するカンチレバー１１ｆとの間に、それぞれ圧電素子１４ｆを設ける。そして、流体計測装置１０ｃは、それぞれの圧電素子によって、それぞれの受感部１２ｆが受けた流体力Ｆｆを直接計測する。これによって、流体計測装置１０ｆは、流体力Ｆｆの大きさの他、流体力の方向も計測できる。すなわち、圧電素子１４ｆによって流体力Ｆｆの大きさを計測でき、また、流体力Ｆｆを計測した、すなわち電圧を出力した圧電素子１４ｅが取り付けられるカンチレバー１１ｆを特定することで、流体力Ｆｆの方向を計測できる。   The fluid measuring device 10f divides the sensing part 12f in the circumferential direction, and provides the piezoelectric elements 14f between the divided sensing parts 12f and the corresponding cantilevers 11f. Then, the fluid measuring device 10c directly measures the fluid force Ff received by each sensing unit 12f by each piezoelectric element. Thereby, the fluid measuring device 10f can measure the direction of the fluid force in addition to the magnitude of the fluid force Ff. That is, the magnitude of the fluid force Ff can be measured by the piezoelectric element 14f, and the direction of the fluid force Ff can be determined by specifying the cantilever 11f to which the piezoelectric element 14e that outputs the voltage, that is, the fluid force Ff is measured. It can be measured.

（第２変形例）
図１５は、実施形態２の第２変形例に係る流体力計測装置を示す構成図である。本変形例に係る流体力計測装置は、実施形態２に係る流体力計測装置と略同一の構成であるが、装置中心軸上に対向配置される一対の支持部材同士を連結するとともに力検出手段を支持する連結部材と、この連結部材の外周部に配置される受感部との間に力伝達手段である圧電素子を設けた点に特徴がある。その他の構成は実施形態２と同様なので、同一の構成要素には同一の符号を付すとともに、同一の構成、及び同一の作用、効果の説明は省略する。 (Second modification)
FIG. 15 is a configuration diagram illustrating a fluid force measuring device according to a second modification of the second embodiment. The fluid force measuring device according to the present modification has substantially the same configuration as the fluid force measuring device according to the second embodiment, but connects a pair of support members disposed opposite to each other on the center axis of the device and detects force. The piezoelectric element which is a force transmission means is provided between the connection member that supports the sensor and the sensing part disposed on the outer periphery of the connection member. Since other configurations are the same as those of the second embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and descriptions of the same configurations and the same operations and effects are omitted.

流体力計測装置１０ｇは、装置中心軸Ｚ上に対向配置される一対の支持部１３ｇが連結部材１７ｇによって連結されるとともに、連結部材１７ｇの外周部に、円筒形状の受感部１２ｇが配置される。そして、受感部１２ｇと連結部材１７ｇとの間には、圧電素子１４ｇを設ける。ここで、支持部１３ｇの外形状は、シンブルチューブ１と流体力計測装置１０ｇとを接続する部分であるので、シンブルチューブ１の外形状と同様の外形状、すなわち円形としてある。   In the fluid force measuring device 10g, a pair of support portions 13g arranged opposite to each other on the device center axis Z are connected by a connecting member 17g, and a cylindrical sensing portion 12g is arranged on the outer peripheral portion of the connecting member 17g. The A piezoelectric element 14g is provided between the sensing part 12g and the connecting member 17g. Here, since the outer shape of the support portion 13g is a portion connecting the thimble tube 1 and the fluid force measuring device 10g, the outer shape is the same as the outer shape of the thimble tube 1, that is, a circular shape.

受感部１２ｇが受ける流体力Ｆｆは、圧電素子１４ｇによって計測される。このように、流体力計測装置１０ｇは、圧電素子１４ｇで流体力Ｆｆを直接計測するので、実施形態２に係る流体力計測装置１０ｅと比較して、装置の構造を簡略化できるという利点がある。   The fluid force Ff received by the sensing part 12g is measured by the piezoelectric element 14g. Thus, since the fluid force measuring device 10g directly measures the fluid force Ff with the piezoelectric element 14g, there is an advantage that the structure of the device can be simplified as compared with the fluid force measuring device 10e according to the second embodiment. .

図１６は、実施形態２の第２変形例に係る流体力計測装置の他の構成例を示す構成図である。この流体力計測装置１０ｈは、装置中心軸Ｚ上に対向配置される一対の支持部１３ｇのうち一方に力伝達部材支持手段１７ｈを取り付ける。そして、力伝達部材支持手段１７ｈと、力伝達部材支持手段１７ｈの外周部に配置した受感部１２ｈとの間に圧電素子１４ｈを設けて、圧電素子１４ｈで流体力Ｆｆを直接計測する。このように構成することにより、この流体力計測手段１０ｈは、図１５に示す流体力計測装置１０ｇと比較して、さらに装置の構造を簡略化できるという利点がある。   FIG. 16 is a configuration diagram illustrating another configuration example of the fluid force measurement apparatus according to the second modification of the second embodiment. In the fluid force measuring device 10h, a force transmission member support means 17h is attached to one of a pair of support portions 13g arranged opposite to each other on the device center axis Z. Then, the piezoelectric element 14h is provided between the force transmission member support means 17h and the sensing part 12h arranged on the outer periphery of the force transmission member support means 17h, and the fluid force Ff is directly measured by the piezoelectric element 14h. With this configuration, the fluid force measuring means 10h has an advantage that the structure of the device can be further simplified as compared with the fluid force measuring device 10g shown in FIG.

以上、本実施形態及びその変形例では、カンチレバーと、流体力を受ける受感部との間に、カンチレバーと受感部との少なくとも一方とは別個の構造体で構成される力伝達部材を設ける。受感部は、一対のカンチレバーによって両持ちで、かつピン支持される。そして、流体力は、それぞれのカンチレバーの撓みに基づいて得られる力の和とする。これによって、カンチレバーの固定端と力伝達部材が配置される部分との距離は、受感部が受ける流体力の場所に関わらず一定になるので、流体力の計測精度が向上する。また、力検出手段に圧電素子を用いるので、流体力計測装置を、受感部の周りの流体を振動させる加振装置としても用いることができる。   As mentioned above, in this embodiment and its modification, the force transmission member comprised with a structure different from at least one of a cantilever and a receiving part is provided between the cantilever and the receiving part which receives a fluid force. . The sensing part is both supported by a pair of cantilevers and is pin-supported. The fluid force is the sum of forces obtained based on the bending of each cantilever. As a result, the distance between the fixed end of the cantilever and the portion where the force transmission member is disposed is constant regardless of the location of the fluid force received by the sensing part, so that the measurement accuracy of the fluid force is improved. Moreover, since a piezoelectric element is used for the force detection means, the fluid force measuring device can be used as a vibration device for vibrating the fluid around the sensing part.

なお、実施形態１、実施形態２、及びこれらの変形例では、次の発明が開示される。この発明は、自由端同士が対向するように配置される一対のカンチレバーと、前記カンチレバーが取り付けられて、前記カンチレバーを支持する一対の支持部材と、流体からの力を受け、かつ一対の前記カンチレバーによってピン支持される受感部と、前記カンチレバーと前記受感部との間に設けられ、かつ前記カンチレバーと前記受感部との少なくとも一方とは非拘束となって、前記カンチレバーと前記受感部との間で力を伝達する力伝達部材と、それぞれの前記カンチレバーの固定端と前記力伝達部材との間に設けられる力検出手段と、を含んで構成される流体力計測装置、すなわち、実施形態１、実施形態２、及びこれらの変形例で開示された流体力計測装置を、原子炉の内部で中性子量を計る検出器を通すための導通管を前記原子炉の炉心へ導く案内管の内部へ配置する手順と、前記流体力計測装置によって、前記導通管が前記案内管の内部を流れる流体から受ける力を計測する手順と、を含むことを特徴とする流体力計測方法である。   In the first embodiment, the second embodiment, and modifications thereof, the following invention is disclosed. The present invention relates to a pair of cantilevers arranged so that free ends face each other, a pair of support members to which the cantilevers are attached to support the cantilevers, a force from a fluid, and a pair of cantilevers A sensing part that is pin-supported by the sensor, and provided between the cantilever and the sensing part, and at least one of the cantilever and the sensing part is unconstrained, and the cantilever and the sensitivity A fluid force measuring device configured to include a force transmitting member that transmits a force between the fixed portion and a force detecting means provided between the fixed end of each cantilever and the force transmitting member, that is, A conducting tube for passing a detector for measuring the amount of neutrons inside the reactor through the fluid force measuring device disclosed in the first embodiment, the second embodiment, and the modifications thereof is the reactor. A fluid force comprising: a procedure of arranging inside the guide tube leading to the core; and a procedure of measuring the force received from the fluid flowing through the guide tube by the fluid force measuring device. This is a measurement method.

この流体力計測方法により、導通管であるシンブルチューブが、案内管の内部を流れる流体から受ける力を計測する際の精度が向上する。また、この流体力計測方法により、導通管が流体から受ける力のみならず、原子炉の制御棒を案内する制御棒ガイド管が流体から受ける力を計測することもでき、この場合においても、前記力の計測精度が向上する。   This fluid force measurement method improves the accuracy when the thimble tube, which is a conducting tube, measures the force received from the fluid flowing inside the guide tube. In addition, this fluid force measuring method can measure not only the force that the conducting tube receives from the fluid, but also the force that the control rod guide tube that guides the control rod of the nuclear reactor receives from the fluid. Force measurement accuracy is improved.

以上のように、本発明に係る流体力計測装置は、流れ場に置かれた構造物が流体から受ける力を計測することに有用であり、特に、前記力の計測精度を向上させることに適している。   As described above, the fluid force measurement device according to the present invention is useful for measuring the force received from the fluid by the structure placed in the flow field, and particularly suitable for improving the measurement accuracy of the force. ing.

原子炉の概略図である。1 is a schematic view of a nuclear reactor. 案内管内におけるシンブルチューブを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the thimble tube in a guide tube. 案内管内におけるシンブルチューブを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the thimble tube in a guide tube. 実施形態１に係る流体力計測装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the fluid force measuring device which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係る流体力計測装置の動作を説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the operation of the fluid force measurement device according to the first embodiment. 図３のＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 図３のＢ−Ｂ断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 実施形態１の第１変形例に係る流体力計測装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the fluid force measuring device which concerns on the 1st modification of Embodiment 1. 実施形態１の第２変形例に係る流体力計測装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the fluid force measuring device which concerns on the 2nd modification of Embodiment 1. 実施形態１の第２変形例に係る流体力計測装置を用いて流体力を計測する態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the aspect which measures a fluid force using the fluid force measuring device which concerns on the 2nd modification of Embodiment 1. FIG. 実施形態１の第３変形例に係る流体力計測装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the fluid force measuring device which concerns on the 3rd modification of Embodiment 1. 図９のＣ−Ｃ断面図である。It is CC sectional drawing of FIG. 実施形態１の第４変形例に係る流体力計測装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the fluid force measuring device which concerns on the 4th modification of Embodiment 1. 実施形態２に係る流体力計測装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the fluid force measuring device which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態２の第１変形例に係る流体力計測装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the fluid force measuring device which concerns on the 1st modification of Embodiment 2. 図１３のＥ−Ｅ断面図である。It is EE sectional drawing of FIG. 実施形態２の第１変形例に係る流体力計測装置の他の構成例を示しており、図１３のＥ−Ｅ断面を示す断面図である。It is the sectional view which shows the other structural example of the fluid force measuring device which concerns on the 1st modification of Embodiment 2, and shows the EE cross section of FIG. 実施形態２の第２変形例に係る流体力計測装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the fluid force measuring device which concerns on the 2nd modification of Embodiment 2. 実施形態２の第２変形例に係る流体力計測装置の他の構成例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other structural example of the fluid force measuring device which concerns on the 2nd modification of Embodiment 2.

符号の説明Explanation of symbols

１ シンブルチューブ
２ 案内管
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ 流体計測装置
１１、１１ｃ、１１ｆ カンチレバー
１１Ｋ 固定端
１１Ｆ 自由端
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈ 受感部
１４、１４ｃ ひずみゲージ
１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈ 圧電素子
１５、１５ｃ 力伝達部材
１６、１６ａ、１６ｃ カンチレバーカバー
１７、１７ｄ、１７ｇ 連結部材
１７ｈ 力伝達部材支持手段
１９ 封止部材
２０ 受感部封止部材
２１ ロードセル
１００ 原子炉
１０１ 炉心 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thimble tube 2 Guide tube 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h Fluid measuring device 11, 11c, 11f Cantilever 11K Fixed end 11F Free end 12, 12a, 12b, 12c, 12d, 12f, 12g, 12h Sensitive part 14, 14c Strain gauge 14e, 14f, 14g, 14h Piezoelectric element 15, 15c Force transmission member 16, 16a, 16c Cantilever cover 17, 17d, 17g Connecting member 17h Force transmission member support means 19 Sealing member 20 Sensitive part sealing member 21 Load cell 100 Reactor 101 Core

Claims (10)

自由端同士が対向するように配置される一対のカンチレバーと、
前記カンチレバーが取り付けられて、前記カンチレバーを支持する一対の支持部材と、
流体からの力を受け、かつ一対の前記カンチレバーによってピン支持される受感部と、
前記カンチレバーと前記受感部との間に設けられ、かつ前記カンチレバーと前記受感部との少なくとも一方とは非拘束となって、前記カンチレバーと前記受感部との間で力を伝達する力伝達部材と、
それぞれの前記カンチレバーの固定端と前記力伝達部材との間に設けられる力検出手段と、
を含み、
前記カンチレバー、前記支持部材及び前記受感部の軸線が略一致しており、流体が流れる管内に前記軸線方向に沿って挿入されることを特徴とする流体力計測装置。 A pair of cantilevers arranged so that the free ends face each other;
A pair of support members attached to the cantilever to support the cantilever;
A sensing part that receives force from the fluid and is pin-supported by the pair of cantilevers;
A force that is provided between the cantilever and the sensing part, and that transmits at least one of the cantilever and the sensing part and transmits force between the cantilever and the sensing part. A transmission member;
Force detection means provided between a fixed end of each of the cantilevers and the force transmission member;
Only including,
The fluid force measuring device is characterized in that the axes of the cantilever, the support member, and the sensing part are substantially coincident and are inserted along the axial direction into a pipe through which a fluid flows . 自由端同士が対向するように配置される一対のカンチレバーと、
前記カンチレバーが取り付けられて、前記カンチレバーを支持する一対の支持部材と、
流体からの力を受け、かつ一対の前記カンチレバーによってピン支持される受感部と、
前記カンチレバーと前記受感部との間に設けられ、かつ前記カンチレバーと前記受感部との少なくとも一方とは非拘束となって、前記カンチレバーと前記受感部との間で力を伝達する力伝達部材と、
それぞれの前記カンチレバーの固定端と前記力伝達部材との間に設けられる力検出手段と、
を含み、
前記受感部は、少なくとも前記カンチレバーによって支持される部分に、前記カンチレバーの自由端が入る空間を有しており、前記カンチレバーの自由端が前記空間に入るとともに、前記力伝達部材が前記カンチレバーの外側と前記受感部との間に設けられることを特徴とする流体力計測装置。 A pair of cantilevers arranged so that the free ends face each other;
A pair of support members attached to the cantilever to support the cantilever;
A sensing part that receives force from the fluid and is pin-supported by the pair of cantilevers;
A force that is provided between the cantilever and the sensing part, and that transmits at least one of the cantilever and the sensing part and transmits force between the cantilever and the sensing part. A transmission member;
Force detection means provided between a fixed end of each of the cantilevers and the force transmission member;
Including
The sensing part has a space in which the free end of the cantilever enters at least in a portion supported by the cantilever, the free end of the cantilever enters the space, and the force transmission member of the cantilever Fluid Force measuring device characterized in that provided between the outer and the sensing part. 前記受感部は、筒状の部材であることを特徴とする請求項２に記載の流体力計測装置。   The fluid force measuring device according to claim 2, wherein the sensing part is a cylindrical member. 一対の前記カンチレバーは筒状の部材であり、
一対の前記支持部材同士を連結するとともに、一対の前記カンチレバーを貫通する連結部材を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体力計測装置。 The pair of cantilevers are cylindrical members,
The fluid force measuring device according to claim 1, further comprising a connecting member that connects the pair of support members and penetrates the pair of cantilevers. 前記受感部と、一対の前記支持部材との間に封止部材を設けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の流体力計測装置。   The fluid force measuring device according to claim 1, wherein a sealing member is provided between the sensing part and the pair of support members. 前記受感部及び前記支持部材は、外形状が円形であり、少なくとも前記受感部の外径を、前記支持部材の前記カンチレバーが取り付けられる側とは反対側に接続される接続対象の外径よりも小さくすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の流体力計測装置。   The sensing part and the support member have a circular outer shape, and the outer diameter of at least the sensing part is connected to the opposite side of the support member to the side on which the cantilever is attached. The fluid force measuring device according to any one of claims 1 to 5, wherein the fluid force measuring device is smaller. 筒状の前記受感部は、その周方向に分割され、
また、一対の前記カンチレバーは、分割されたそれぞれの前記受感部に対応して設けられて、分割されたそれぞれの受感部を支持し、
さらに、前記力伝達部材は、それぞれの前記受感部と、それぞれの前記受感部に対応する前記カンチレバーとの間に設けられることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の流体力計測装置。 The cylindrical sensing part is divided in the circumferential direction,
Further, the pair of cantilevers are provided corresponding to the divided sensitive parts, and support the divided sensitive parts,
Furthermore, the said force transmission member is provided between each said sensing part and the said cantilever corresponding to each said sensing part, The any one of Claims 3-6 characterized by the above-mentioned. Fluid force measuring device. 分割されたそれぞれの前記受感部の間には、封止部材が設けられることを特徴とする請求項７に記載の流体力計測装置。   The fluid force measuring device according to claim 7, wherein a sealing member is provided between each of the divided sensing parts. 前記力検出手段は、前記カンチレバーの変形を電気抵抗の変化に変換するひずみゲージであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の流体力計測装置。   The fluid force measuring device according to claim 1, wherein the force detection unit is a strain gauge that converts deformation of the cantilever into a change in electric resistance. 前記力検出手段は、力を電圧に変換する圧電素子であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の流体力計測装置。   The fluid force measuring device according to claim 1, wherein the force detection unit is a piezoelectric element that converts force into voltage.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5412269B2 (en) * 2009-12-25 2014-02-12 三菱重工業株式会社 Fluid force measuring device
JP2012058156A (en) * 2010-09-10 2012-03-22 Kuraray Co Ltd Pressure sensor and clothing pressure measuring method
KR101924545B1 (en) * 2017-01-28 2018-12-04 유아이엘 주식회사 Apparatus for measuring pressure

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5051773A (en) * 1973-09-07 1975-05-08
JPS5434875A (en) * 1977-08-23 1979-03-14 Taisei Corp Method of and apparatus for measuring fluid force
JPS55134332A (en) * 1979-03-30 1980-10-20 Cleveland Machine Controls Web tension measuring apparatus
JPS5814123U (en) * 1981-07-20 1983-01-28 トキコ株式会社 Flowmeter
JPS59136658A (en) * 1983-01-25 1984-08-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Wind vane and anemometer
JPS6166137A (en) * 1984-09-04 1986-04-04 バルナウルスコエ　オピトノ−コンストルクトルスコエビユ−ロ　アフトマチキ　ナウチノ−プロイズヴオドストヴエンノゴ　オビエデイネニア“ヒマフトマチカ” Device for measuring pressure of liquid,gas and bulk substance in pipeline
JPS6370121A (en) * 1986-09-11 1988-03-30 Tokyo Keiso Kk Apparatus for measuring flow rate and pressure
JP2001153879A (en) * 1999-11-30 2001-06-08 Sumitomo Electric Ind Ltd Optical wind vane and anemometer

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