JPH04116744U - 応力測定器及びそれを構成する触知スクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 １個のストレン・ゲージの羽根板の一端を固
定端及び可動端に支持させ、殊に可動端によって前記羽
根板の変形の原因となる外力の付加に対して適切に対応
するようにした、応力測定器に関する。又、この種の測
定器に用いられる触知スクリーンに関する。 【構成】 ストレン・ゲージを載置した羽根板(12)と、
固定支持体(10)と可動支持体(11)を備える応力測定器
(5) であって、各支持体は前記羽根板の第１及び第２端
部を受容する。その支持体の少なくとも一つが羽根板を
受容するために、前記支持体にはＵ字型部材(13)が形成
され、前記羽根板の端部が上記部材の２個の枝部材の間
に、わずかに弾性接触するように挿入される。触知スク
リーンは、固定フレーム(21)と可動支持板(22)の間に収
容された一連の応力測定器の助けによって構成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は１個のストレン・ゲージの羽根板の一端を固定端及び可動端に支持 させ、殊に可動端によって前記羽根板の変形の原因となる外力の付加に対して適 切に対応するようにした、応力測定器に関する。 この考案は又、この種の測定器に用いられる触知スクリーンに関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の測定器に用いられる触知スクリーンは、米国特許第４，５５８，７５ ７号に記載されている。この中で触知スクリーンはストレン・ゲージを介して固 定フレームに結合した板体よりなる。例えば指によって抑圧力がこのスクリーン 板に加えられた時、ストレン・ゲージはスクリーン板の変位を検知する。各ゲー ジによって検知された変位値を総合することにより、抑圧力を加えられた場所が 推定できる。これは総合的な電子回路にとって有益である。このような触知スク リーンはオペレータと表示装置又はデータ・プロセッサとの接合部分に配置して 用いることができる。

【０００３】 ストレン・ゲージは小さな弾性板上に個々に載置される。これ等はその端部が 突出して錙ポイントの役目をするように配列される。その一端は可動板部材に把 持され、他端は固定フレームに取付けられる。変形はストレン・ゲージが載置さ れている小さな弾性羽根板部材の中心で起こる。 このような触知スクリーンは様々に変化する条件の下に置かれ、広い温度領域 と位置変化に対応して多少とも微妙な操作が必要である。広範な使用条件に耐え るため、これらは強じんなだけではなく使用条件に適合するための調整機構を出 来るだけ少なくすべきである。ある種の障害、例えば熱放流が初期の測定値に与 える影響があり、これを補償するために電子部品を用いることもできるが高価に つく。他の障害としては、補償することのできない破損又は過荷重、または単純 破損がある。

【０００４】 ストレン・ゲージを支持する小さな弾性板は、米国特許第４，５５８，７５７ 号に示されるが、スクリーン板自体と固定フレームの双方に固定することにより 、種々の変化する温度および位置変化の中で使用することの困難性を有していた 。後者の場合、スクリーン板を完全に水平状態にしないと、その重量自体が測定 結果を混乱させる。また垂直状態に置かれた時も同様である。これらの欠点のい くつかは、ストレン・ゲージを保持する測定器のその他の用途に対しても有害で ある。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

したがって、本考案の特に顕著な目的は、前述のような欠点を大幅に除去した 、ストレン・ゲージ付き測定器を提供することである。いま、上述のような見地 の一つに立脚して、本考案はＵ字型部材よりなる支持部材の少なくとも一つの枝 部に対し、羽根板の端部をわずかに弾性接触する要素の間にはさみ、その羽根板 は一般的に前記枝部材と協働し、枝部材に向う方向には基本的にゼロ間隙であり 、前記枝部材に沿う方向には低い摩擦の運動を許容する。 こうして、より有利には、ストレン・ゲージまたは支持体もしくはその両方が 、温度により変化し、夫々膨張したり収縮したりする。しかしながら、これらの 変化は引続いて起る電子回路処理を複雑にすることはしない。また、固定または 可動支持によるいかなるたわみの影響も容易に克服される。ゲージの変形による 計測の正確さは、使用条件を変化させることによっては影響を受けない。 いま、羽根を縦断するいかなる方向の可動支持による変位も、ストレン・ゲー ジの変形の基礎となり、容易に測定することができる。しかしなから、羽根に沿 った方向には、ストレン・ゲージは支持がストッパ要素によって支持されている だけであるから、自由に動くことができる。そのため、ストレン・ゲージは自由 に滑動し、いかなる伸張やたわみも補償してしまう。ストッパ要素は比較的小さ な面積で接触するので、最小限の摩擦でもって上記滑動がなされる。これは円形 の、例えば半球状のストッパによりなされる。これらストッパは板体又はＵ字型 部材に固着される。これらは一体成形されるか、適宜位置に糊ではり付けられる か、はんだ付けその他適当な手段で固着される。より好ましい形態としては、Ｕ 字状部材に一体成形される。そうすることにより羽根板の夫々対応する２つの面 と接触するストッパ要素の軸を完全にそろえることが可能となる。事実、もし係 合子が相対する面で適当な位置になければ、このゲージにより測定される値は、 電子回路により補償することが必要となる。

【０００６】 接触部分の弾性については、Ｕ字状部材またはストッパ要素もしくはＵ字状部 材とストッパ要素との間で分担して持たせるようにする。正確な弾性値はストッ パ要素またはＵ字状部材の枝部材の厚さを補正することによって、またはこれら 部材に用いる材料の物性によって決められる。これらの部材は、ゴム、プラスチ ック、合成材料の中から選択される。 本考案による、ストレン・ゲージを担持する羽根板を備えこれを二つの支持体 の間に支持した検知器は夫々に独立して、例えば結局のところ応力検知器として 用いられる。

【０００７】 一連の検知器が、一個の可動板を複数のストレン・ゲージ上に載置するような 適用の仕方で用いられる。例えば、米国特許第４５５８７５７号に表示されてい る触知スクリーンが、このケースである。このことは考案の要旨に対応して、ま た表面のいかなる部分に力が加えられたかが知れるようになる。この触知スクリ ーンは主として基本的に水平位置をとるようにして置かれた板体と共に操作され るよう設計されている。それが垂直位置に置かれた時、板体の重量がストレン・ ゲージからもたらされる電気計測結果を混乱させる。そして各ゲージは種々の異 なる働きをするので、これを補償するためには極めて複雑な電子的操作が必要と なる。位置変化、温度、板体の平滑度など、これら種々のパラメータが測定値の 補正を増々複雑なものにする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

触知スクリーンの板を支持するためのこれらの不利な状態は、本考案による種 々の装置を用いることにより解消することができる。 このため、この考案はまた、可動支持板と共に固定された触知スクリーンにも 関する。この可動支持板は、ストレン・ゲージによって測定される抑圧力を受容 する可動板と、固定フレームよりなる固定支持部分を有する。この固定フレーム は可動板がある一定値以上に動かないように、動きを阻止する阻止部材と、さら に請求項１から８までに示す、少なくとも２個の検知器を備え、板体上を縦断的 に加圧するいかなる局部的抑圧力をも検知する。全体的な動きには、回転と共に 置き換えも含まれる。もしそのような動きの好ましい方向が知られたら、それら は重力によって引起されるものであるから、阻止部材は一つまたはそれ以上の懸 吊具によって専ら重量に対抗する引張力を作用させるようにする。このために極 めて簡単な機構として、懸吊具は針金その他の適当な材料が用いられる。別の認 識をすれば、阻止部材は専ら抑圧力に対抗するストッパの役目をする。

【０００９】 より好ましくは、垂直位置については、板体の重量はもはやストレン・ゲージ 検知器でなく、主として単数又は複数の懸吊具によって支持されている。このよ うに、板体の重量を通して作用する重力と、人間の操作者によって又はスタイラ スのような何らかの部材によって板体に加えられる抑圧力との関係が断たれる。 板体を固定フレームに対して、懸吊具の作用に抗しかつ板体をその位置に保持し ようとする少なくとも１個の弾性ファスナによって取付ける。触知スクリーンは 好ましくは頂上に２個の懸吊具と底部に２個の弾性ファスナを備え、固定フレー ム上に係合する位置は、可動板を取巻く長方形または台形を描く。懸吊具の弾性 支持体は、衝撃力または振動に対して有効に抵抗力を発揮する。

【００１０】

【実施例】

図１Ａは固定支持体10、可動支持体11および分離しては示されないがストレン ・ゲージを担持した羽根板12からなる応力測定器５を示す。羽根板の第１端部は 支持体10内の溝孔内に固着される。羽根板の第２端部は可動支持体11に固定され たＵ字型部材の枝の間に導入される。 要素９は、羽根板の変形による許容範囲内で可動支持体が動く限界を規定する 。Ｕ字型部材13の中に２個のストッパ要素14, 15が、羽根板の第２端部と２つの 板部材の夫々の間に設けられている。ストッパとＵ字型部材の間の接触はわずか に弾性を持たせてある。ストッパの厚さは、羽根板がＵ字型部材の脚に対して垂 直に縦断する方向には間隙が無いようになっている。抑圧力が可動支持体にかか り、羽根板の面上を縦断するように作用するとき、可動支持体11はＵ字型部材13 と羽根板12の第２端部と一体になって作動する。羽根板に基本的に平行な方向に は、羽根板はストッパとの接触抵抗が小さいので滑動する。このように、可動支 持体にかかるいかなる横断方向の力も常に羽根上に加えられる横断力となり、通 常位置すなわちストッパ要素14, 15の位置に、羽根板の第２端部がＵ字型部材の 枝の方向にそって移動する動きに関りなく作用する。このようにして、測定結果 の正確さを減少させるいかなる寄生的な微小応力も排除される。

【００１１】 図１Ａはストッパ要素14, 15が羽根板12に固着されている実施例を示す。図１ Ｂはストッパ要素14A, 15AがＵ字型部材13A の側に固着している実施例を示す。 後者の実施例では、ストッパはＵ字型部材13A が成形される過程で形成される。 この工程によれば上下のストッパは共通の軸上に正確に形成することができ、こ れが正確に羽根板の対向面を支えない場合における補償の必要性を無しにできる 。 可動支持体上に支持する代りに、Ｕ字型部材を固定支持体上に支架することも できる。２つの支持体が共にＵ字型部材であることもできる。この場合、ストッ パの間の羽根板の滑動はＵ字型部材の底面によって規制され、羽根板はストッパ から抜け出すことはない。

【００１２】 図２は触知スクリーンが固定フレーム21に固着支持されており、かつ可動支持 板22と３個の本考案よりなる検知器23-1，23-2, 23-3が、その一方は固定フレー ム21に、その他方は可動支持板22に収容されている状態を示す。３個の検知器の ３つの固定支持は固定フレームにより構成される。３個の可動支持部は可動板に より構成される。図１Ａから図１Ｃには本考案装置の詳細が広範囲に記載されて いる訳ではないが、次に述べるような事柄は注目すべきことである。すなわち、 フレーム21は実線で示され、また可動支持板22は破線で示される。可動支持板22 は２個の懸吊要素24-1及び24-2によってフレーム21から吊られ、各懸吊要素は小 円で示す固着具でその端部が可動支持板及びフレームに固着される。懸吊要素は ナイロン、金属その他充分な抗張力をもつ材料で形成されるワイヤ又は棒からな る。好ましくは、２個のワイヤの方向は図示するように多少なりとも垂直である 方が良い。さらに、検知器23-2は図１Ａに示すようなＵ字型部材100 を「上方」 から示している。Ｕ字の枝部は平滑であり上側に伸びる。ストッパ要素14, 15は 小円で示される。可動板に固着されたＵ字型部材13の一部分は右方向に張出して いる。板体104 は小さな長方形として示される。最後に、羽根板が固着している 固定支持板の部分は長方形106 で示される。他の応力検知器23-1, 23-2も同様に 示されている。

【００１３】 懸吊要素24-1, 24-2を設ける目的は、可動支持板22の重量がストレン・ゲージ 検知器23-1, 23-2及び23-3によって測定される値に影響を及ぼすのを除去するた めである。弾性ファスナ25-1, 25-2が底部に、例えばうず巻きばねを用いて、懸 吊要素24-1, 24-2に対応するように可動支持板22を固定フレームに接続している 。一実施例では、図２の触知スクリーンは垂直面に対して約30°の傾斜をもって 操作することができる。 ４個の検知器を板体の隈角部に配置することも可能である。この場合、可動板 22と固定フレーム21の平滑度を変化させることによりその支持が困難となる。そ こで４個の検知器の内の１つを図１Ｃに示す方式で製作したものを用いることに より調節が可能となる。これは図１Ａに示すものと同じ要素を含むがそれに加え て調節ねじ30が、ばね31に抗して作動するように取付けられている。この調節ね じ30はＵ字型部材13と可動支持体11の間隙を調整する。センタリングピン32がＵ 字型部材と指示された可動支持体の適正位置を決めるのに役立つ。

【００１４】 図3A, 3B, 3C, 3Dは懸吊具と弾性ファスナの異なる支架の態様を示す。図３Ａ は中央懸吊具24-1が頂上にあり２個の弾性ファスナ25-1, 25-2が底部に配設され ているものを示す。後者は板体を中央に保つために三角形をなすよう配置されて いる。 図３Ｂは２個の懸吊具24-1, 24-2が夫々頂上にあり、わずかに三角状に板を吊 上げている態様を示す。板体の底部はこの場合は図２に示すような応力検知器自 体で支持されており、この図には示されていない。 図３Ｃは図３Ｂの実施態様にさらに中央の弾性ファスナ25-1を付加したものを 示す。底部分の板体の保持が改良されている。 図３Ｄは図２に示すように、２個の懸吊具24-1, 24-2を夫々頂角に、２個の弾 性ファスナ25-1, 25-2を夫々底角部に配置した実施例を示す。この形態がより好 ましい実施例である。固定フレームの４個の懸吊点は板22を囲む長方形26によっ て定められる。板体はかくして正確にＸ−ＸおよびＹ−Ｙ方向に支持される。 板体を減じて長い肢状の棒にし、応力検知器をその端に取付けることも可能で ある。こうして全体はカーソルとして作動する。

【図面の簡単な説明】

本考案は次に示す図面によって、より明確な理解が得ら
れるが、実施例であってこれに限定されるものではな
い。

【図１】Ａは、本考案による応力測定器の二側面であ
り、ストッパ要素が板とＵ字型部材上に置かれた状態を
示す。 Ｂは、本考案による応力測定器の二側面であり、ストッ
パ要素が板とＵ字型部材上に置かれた状態を示す。 Ｃは、設置位置の調節装置を付加した可動支持体を備え
る、本考案による応力測定器の側面を示す。

【図２】３個の応力検知器と、懸吊具および弾性ファス
ナを備えた、触知スクリーンの概念図である。

【図３】Ａは、懸吊具および弾性ファスナの配置につい
ての他の実施例を示す。 Ｂは、懸吊具および弾性ファスナの配置についての他の
実施例を示す。 Ｃは、懸吊具および弾性ファスナの配置についての他の
実施例を示す。 Ｄは、懸吊具および弾性ファスナの配置についての他の
実施例を示す。

【符号の説明】

5 応力測定器 9 要素 10 固定支持体 11 可動支持体 12 羽根板 13 Ｕ字型部材 14, 15 ストッパ要素 20 触知スクリーン 21 フレーム 22 可動支持板 23 検知器 24 懸吊要素 25 弾性ファスナ 30 調節ねじ 31 ばね 32 センタリングピン 100 Ｕ字型部材 104 板体 106 長方形

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 ギユイ マルタン フランス国 94370 ノゾー リユ エド ウアール ブランリー 15ビス (72)考案者 ミツシエル クルデイル フランス国 94370 スシ−アン−ブリ リユ ド ラ レピユブリツク 36 (72)考案者 ミツシエル ルモニエ フランス国 92170 バンブ リユ ドユ クロ モントロン 12

Claims (12)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 可動支持体(22)と固定支持体(21)を、ス
   トレン・ゲージにより抑圧力を測定するようにした少な
   くとも２個の検知器によって相互連結した触知スクリー
   ン(20)において、前記固定支持体との間の連結を、可動
   支持体を弾性を持たせて保持するための保持手段により
   行うことを特徴とする、応力測定器及びそれを構成する
   触知スクリーン。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の触知スクリーンにおい
   て、前記保持手段が、板の上端面に配置した１個または
   それ以上の懸吊要素により構成されていることを特徴と
   する、応力測定器及びそれを構成する触知スクリーン。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の触知スクリーンにおい
   て、板の底部端面に設けた少なくとも１個の弾性ファス
   ナによって固定フレームと連結されていることを特徴と
   する、応力測定器及びそれを構成する触知スクリーン。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の触知スクリーンにおい
   て、固定フレーム(21)が可動支持板(22)を四辺形で囲む
   ように、２個の懸吊要素と２個の弾性ファスナによって
   連結されていることを特徴とする、応力測定器及びそれ
   を構成する触知スクリーン。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の触知
   スクリーンにおいて、前記ストレン・ゲージ羽根板(12)
   が固定フレーム(21)と可動支持板(22)との間に連結され
   る第１及び第２端部をもち、可動支持板が夫々Ｕ字型部
   材(13)によって連結され、Ｕ字型部材の脚部とそれに対
   応する羽根板の面の間は、わずかに弾性圧力を許容する
   要素によって連結し、羽根板が脚に対して垂直な方向に
   は間隔が無いようにし、羽根板の面に平行な方向には軽
   い摩擦力で移動することを可能にした、応力測定器及び
   それを構成する触知スクリーン。
6. 【請求項６】 請求項５に記載した測定器において、連
   結する要素は小接触面を有するストッパ(14 ,15)よりな
   ることを特徴とする、応力測定器及びそれを構成する触
   知スクリーン。
7. 【請求項７】 請求項５又は６に記載した測定器におい
   て、連結する要素は、ストッパ(14, 15)が羽根板12また
   はＵ字型部材13に対になって固着されることを特徴とす
   る、応力測定器及びそれを構成する触知スクリーン。
8. 【請求項８】 請求項５乃至７の内１つに記載の測定器
   において、Ｕ字型部材(13)あるいはストッパ要素(14, 1
   5)のいずれかに弾性接触作用を持たせるようにしたこと
   を特徴とする、応力測定器及びそれを構成する触知スク
   リーン。
9. 【請求項９】 請求項６から８に記載された応力測定器
   において、Ｕ字型部材(13)とストッパ要素(14, 15)との
   協働により、両者間の弾性接触作用が行なわれるように
   したことを特徴とする、応力測定器及びそれを構成する
   触知スクリーン。
10. 【請求項１０】 請求項６から９に記載の応力測定器に
    おいて、ストッパ要素(14, 15)はＵ字型部材(13)と一体
    成型されることを特徴とする、応力測定器及びそれを構
    成する触知スクリーン。
11. 【請求項１１】 請求項６乃至１０の内の１項に記載さ
    れた応力測定器において、少なくとも１個のストッパ要
    素(14, 15)は円頭形をしていることを特徴とする、応力
    測定器及びそれを構成する触知スクリーン。
12. 【請求項１２】 請求項６乃至１１の内の１項に記載さ
    れた応力測定器において、少なくとも１個のストッパ要
    素(14, 15)および／またはＵ字型部材がゴム、プラスチ
    ック、合成材料の中から選択された材料で形成されるこ
    とを特徴とする、応力測定器及びそれを構成する触知ス
    クリーン。