JPH0783766A - Load converter - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To accurately detect the tensile force and compression force acting on the connection shaft connecting two connection parts in a relatively rotatable manner and to simplify the machining of a strain gauge attaching place. CONSTITUTION:Two small diameter parts 5, 6 are provided between the first group fitting part 2 and second group fitting parts 3, 4 of a connection shaft 1. Bending stress detection holes 7, 8 are respectively provided in the small diameter parts 5, 6 in parallel by drilling to form two Robervel mechanisms respectively consisting of two parallel beam parts 5c, 5d, and 6c, 6d to the small diameter parts 5, 6. When tensile force P acts on connection parts in the direction shown by an arrow shown in the drawing, the strain gauges SG1, SG3 and SG5, SG7 among the strain gauges attached to the inner peripheral surfaces of the bending strain detection holes 7, 8 receive compression strain and the strain gauges SG2, SG4 and SG6, SG7 among them receive tensile strain. These strain gauges SG1, SG8 are subjected to bridge connection.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、１本の結合軸により連
結された荷重伝達系をなす２つの連結部の間に付与され
る逆方向の相対荷重に起因して結合軸に生じる剪断力を
検出することによって当該相対荷重の大きさを検出する
荷重変換器に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shearing force generated on a connecting shaft due to a relative load in opposite directions applied between two connecting portions forming a load transmission system connected by one connecting shaft. The present invention relates to a load converter that detects the magnitude of the relative load by detecting.

【０００２】[0002]

【従来の技術】例えば実公昭６０−４２１０８号公報
（実開昭５８−１８０９１７号公報）に開示された船舶
用の繋船装置や各種のクレーン装置のように、荷重
（力）伝達系を構成する２つの連結部（剛体部）の間を
実質的に１本の結合軸で連結するように構成された装置
では、大きな荷重が繋船ワイヤや吊下げワイヤ等を介し
て１本の結合軸に加えられる。2. Description of the Related Art For example, a load (force) transmission system is constructed as in a boat connecting device for ships and various crane devices disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 60-42108 (Japanese Utility Model Publication No. 58-180917). In a device configured to connect two connecting parts (rigid body parts) with substantially one connecting shaft, a large load is applied to one connecting shaft via a connecting wire or a hanging wire. To be

【０００３】そのため、実際にワイヤに掛る荷重引張力
を常に計測して、過荷重によるワイヤ切断という事故が
発生しないように監視するという必要性が生じる。そし
て、ワイヤに掛る荷重を計測する方法としては、付与さ
れた荷重に起因して結合軸に発生する剪断力を、剪断ひ
ずみ検出ゲージを用いて計測するという技術が従来から
知られている。この剪断ひずみ検出ゲージを用いた計測
方法を、例えば図１０および図１１に示す結合軸５０を
例にして説明する。Therefore, it is necessary to constantly measure the load tensile force actually applied to the wire and monitor it so that an accident of wire cutting due to overload does not occur. As a method of measuring the load applied to the wire, a technique of measuring the shearing force generated in the bond axis due to the applied load using a shear strain detection gauge has been conventionally known. A measurement method using this shear strain detection gauge will be described by taking the coupling shaft 50 shown in FIGS. 10 and 11 as an example.

【０００４】例えば繋船用のワイヤを支持する一方の剛
体をなす連結部（図示なし）が結合軸５０と回転可能に
嵌合する軸上領域を中央領域５１となし、例えば埠頭側
の固定部に連結した他方の剛体部（図示なし）が結合軸
５０と回転可能に嵌合する軸上領域を２つの端部領域５
２、５３となすように結合軸５０を構成する。[0004] For example, one rigid body connecting portion (not shown) for supporting a wire for boating is rotatably fitted to the coupling shaft 50, and an axial region is formed as a central region 51, for example, at a fixing portion on the wharf side. The other rigid body portion (not shown) connected to the coupling shaft 50 is rotatably fitted on the axial region into two end regions 5.
The coupling shaft 50 is configured so as to be 2, 53.

【０００５】今、中央領域５１と両方の端部領域５２、
５３との間に小径の検出領域５４、５５を設け、この検
出領域５４、５５の外周をそれぞれ他の領域５１、５
２、５３の外径より小さく削成し、さらにその外周側か
ら平面的に切削することにより、図１１に示すように、
結合軸５０の軸線を挟んで対称的な位置にそれぞれ一対
の平行平面５４ａ、５４ｂおよび５５ａ、５５ｂを形成
する。この場合、それぞれの平行平面５４ａ、５４ｂお
よび５５ａ、５５ｂの間に形成される偏平部分が、結合
軸５０に発生する剪断力を検出する起歪部となる。Now, the central region 51 and both end regions 52,
Small detection areas 54 and 55 are provided between the detection areas 54 and 55, and the outer circumferences of the detection areas 54 and 55 are respectively set to other areas 51 and
As shown in FIG. 11, by cutting to be smaller than the outer diameter of 2, 53 and further planarly cutting from the outer peripheral side,
A pair of parallel planes 54a, 54b and 55a, 55b are formed at symmetrical positions with respect to the axis of the coupling shaft 50. In this case, the flat portion formed between the parallel planes 54a and 54b and 55a and 55b serves as a strain-flexing portion that detects the shearing force generated in the coupling shaft 50.

【０００６】さて、一方の剛体をなす連結部と他方の剛
体をなす連結部との間に互いに逆方向（図では上下方
向）に働く引張力Ｐが作用すると、図１２に示すよう
に、結合軸５０の検出領域５４、５５（図示せず）の偏
平部分にこの引張力Ｐによる剪断応力が発生する。な
お、図１２は、右側の検出領域５４における状態のみを
示す。When tensile forces P acting in opposite directions (vertical direction in the figure) act between the connecting portion forming one rigid body and the connecting portion forming the other rigid body, as shown in FIG. Shear stress is generated by the tensile force P in the flat portions of the detection regions 54, 55 (not shown) of the shaft 50. Note that FIG. 12 shows only the state in the detection area 54 on the right side.

【０００７】そして、この剪断力に起因して、検出領域
５４の偏平部分には、矢印「イ」−「ロ」方向の微小量
の変形が生じるが、このとき、この微小量の変形に伴っ
て、矢印「イ」−「ロ」方向に働く引張応力と矢印
「ハ」−「ニ」方向に働く圧縮応力とが生じる。Due to the shearing force, a small amount of deformation in the directions of arrows "a" and "b" occurs in the flat portion of the detection area 54. At this time, the deformation is accompanied by the small amount. As a result, a tensile stress acting in the arrow “a”-“b” direction and a compressive stress acting in the arrow “c”-“d” direction are generated.

【０００８】そのため、左側の検出領域５４の一対の平
行平面５４ａ、５４ｂ上に、図１０に示すようなひずみ
ゲージ、すなわち、矢印「イ」−「ロ」方向にグリッド
軸を有するゲージパターンと矢印「ハ」−「ニ」方向に
グリッド軸を有するようなゲージパターンとを形成した
ひずみゲージ５６を添着して、この引張応力と圧縮応力
とをひずみ量として検出するように構成すれば、左側の
検出領域５４の偏平部分に発生した剪断力を電気的に検
出することが可能になる。Therefore, on the pair of parallel planes 54a and 54b of the detection area 54 on the left side, a strain gauge as shown in FIG. 10, that is, a gauge pattern having a grid axis in the arrow "a"-"b" direction and an arrow is formed. If a strain gauge 56 formed with a gauge pattern having a grid axis in the “C”-“D” direction is attached and the tensile stress and the compressive stress are detected as strain amounts, the left side It becomes possible to electrically detect the shearing force generated in the flat portion of the detection region 54.

【０００９】そして、従来の剪断ひずみ検出ゲージを用
いた計測方法は、このような検出手段を用いて結合軸５
０に発生する剪断力を検出するようにしている。In the conventional measuring method using the shear strain detecting gauge, such a detecting means is used to form the coupling shaft 5
The shearing force generated at 0 is detected.

【００１０】この場合、ひずみゲージ５６の添着個所
は、湿気に対してシールを行わなければならないので、
検出領域５４、５５の各一対の平行平面５４ａ、５４ｂ
および５５ａ、５５ｂは、普通には、図１３に示すよう
に、検出領域５４、５５の外周からそれぞれ座繰り穴５
７、５８を開けてそれぞれの底面を利用して形成するよ
うにしている。In this case, since the attachment point of the strain gauge 56 must be sealed against moisture,
Each pair of parallel planes 54a, 54b of the detection areas 54, 55
Normally, 55a and 55b are countersunk holes 5 from the outer circumference of the detection areas 54 and 55, respectively, as shown in FIG.
7 and 58 are opened to form the bottom surface of each.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、剪断ひずみ
は、作用する個所の断面積だけで決定されるものである
ため、剪断力をひずみゲージで検出する方法では、例え
ば１００ｋｇ以下の低容量での検出が困難になるという
大きな問題が生じる。By the way, since the shear strain is determined only by the cross-sectional area of the acting portion, in the method of detecting the shear force with a strain gauge, for example, a low capacity of 100 kg or less is used. The big problem arises that it becomes difficult to detect.

【００１２】さらに、ひずみゲージ５６の添着個所を形
成するときの機械加工、とりわけ座繰り穴底面の精密機
械加工が簡単には行かないという問題も生じる。例えば
図１１の場合には、平面フライスを用いてミーリング加
工を行って一対の平行平面５４ａ、５４ｂを形成し、そ
の後、この平面５４ａ、５４ｂを研磨しなければなら
ず、また、図１３の場合には、エンドミルを使って一対
の平行平面５４ａ、５４ｂを形成し且つその後に研磨し
なければならないため、機械加工に要するコストが高く
なるという問題が生じる。Further, there arises a problem that the machining for forming the attachment point of the strain gauge 56, particularly the precision machining of the bottom face of the counterbore is not easy. For example, in the case of FIG. 11, the pair of parallel flat surfaces 54a and 54b must be formed by milling using a flat milling cutter, and then the flat surfaces 54a and 54b must be ground. In the case of FIG. In this case, since a pair of parallel flat surfaces 54a and 54b must be formed using an end mill and then polished, there arises a problem that the cost required for machining becomes high.

【００１３】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、２つの連結部の間
を所定方向に相対回転可能に連結する結合軸の剪断力
を、低容量から高容量まで精度良く検出することが可能
で、且つ、ひずみゲージの添着個所を形成するときの機
械加工が従来方式のものに比べて簡単である荷重変換器
を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to reduce the shearing force of a connecting shaft for connecting two connecting portions so as to be relatively rotatable in a predetermined direction. (EN) It is possible to provide a load transducer capable of detecting from a high capacity to a high capacity with high accuracy and having a simpler machining process when forming an attachment point of a strain gauge as compared with a conventional type.

【００１４】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る荷重変換器は、測定側の連結部と非
測定側の連結部との間を、円形断面を有する１本の結合
軸により所定方向に相対回転可能に連結する方式の連結
器に用いる荷重変換器において、前記測定側の連結部と
固定的に結合する第１群の嵌合部と、前記非測定側の連
結部と相対回転可能に結合する第２群の嵌合部とが、前
記結合軸の軸芯方向において交互に位置するような状態
で形成され、前記第１群の嵌合部と前記第２群の嵌合部
との間に、前記第１群および第２群の嵌合部の直径より
も小直径に設定された小径部が設けられ、この小径部の
前記測定側の連結部における荷重印加方向と直交する方
向であって前記結合軸の軸芯と直交する方向に、曲げひ
ずみ検出孔が貫通的に穿設されることによって薄肉の起
歪部が設けられ、前記２つの連結部間に荷重が印加され
たときに、この印加荷重に起因して前記起歪部に発生す
る曲げ応力を検出し得るひずみゲージが、前記曲げひず
み検出孔の内周面にそれぞれ添着され、この曲げひずみ
検出用のひずみゲージからの検出出力に基づいて前記結
合軸に作用する剪断力を計測し得るように構成したこと
を特徴とするものである。In order to achieve the above-mentioned object, a load converter according to the present invention is a load transducer having a circular cross section between a measuring side connecting portion and a non-measuring side connecting portion. In a load converter used for a coupler of a type in which relative rotation is possible in a predetermined direction by a coupling shaft of, a first group fitting portion fixedly coupled to the coupling portion on the measurement side, and a non-measurement side member on the non-measurement side. The connecting portions and the second group fitting portions that are rotatably coupled to each other are formed such that they are alternately positioned in the axial direction of the coupling shaft, and the first group fitting portions and the second group A small diameter portion having a diameter smaller than the diameter of the fitting portion of the first group and the fitting portion of the second group is provided between the fitting portion of the group, and the load on the measurement side connecting portion of the small diameter portion. The bending strain detection hole penetrates in a direction orthogonal to the applying direction and orthogonal to the axis of the coupling shaft. A thin strain element is provided by piercing the wire, and when a load is applied between the two connecting portions, the bending stress generated in the strain element due to the applied load is detected. Strain gauges to be obtained are respectively attached to the inner peripheral surfaces of the bending strain detection holes, and the shear force acting on the coupling shaft can be measured based on the detection output from the strain gauges for bending strain detection. It is characterized by that.

【００１５】[0015]

【作用】上記のように構成された荷重変換器は、先ず、
測定側の連結部と固定的に結合する第１群の嵌合部と非
測定側の連結部と相対回転可能に結合する第２群の嵌合
部とを、前記結合軸の軸芯方向において互いに交互に位
置するような状態で形成すると共に、第１群の嵌合部と
第２群の嵌合部との間に、第１群および第２群の嵌合部
の直径よりも小直径に設定された小径部を形成してある
ので、この小径部に剪断応力が生じるようになる。The load converter constructed as described above firstly
A first group of fitting portions that are fixedly coupled to the measurement side coupling portion and a second group of coupling portions that are relatively rotatably coupled to the non-measurement side coupling portion are arranged in the axial direction of the coupling shaft. They are formed so that they are located alternately with each other, and between the fitting portions of the first group and the fitting portion of the second group, a diameter smaller than the diameter of the fitting portions of the first group and the second group. Since the small-diameter portion set at is formed, shear stress is generated in the small-diameter portion.

【００１６】この小径部に測定側の連結部における荷重
印加方向と直交する方向であって結合軸の軸芯と直交す
る方向に曲げひずみ検出孔を貫通的に穿設することによ
り薄肉の起歪部を設けてあるので、この曲げひずみ検出
孔を挟んだ起歪部の上下方向の部分にそれぞれ平行ビー
ム部が形成されることになり、結果として、この上下の
平行ビーム部と第１群および第２群の嵌合部とでロバー
バル機構が構成される。A bending strain detecting hole is penetratingly formed in the small diameter portion in a direction orthogonal to the load applying direction in the measuring side connecting portion and orthogonal to the axis of the coupling shaft, thereby causing a thin strain. Since the portions are provided, the parallel beam portions are formed in the vertical portion of the strain generating portion sandwiching the bending strain detection hole, respectively, and as a result, the upper and lower parallel beam portions and the first group and A Roberval mechanism is configured with the second group of fitting portions.

【００１７】さらに、上下の平行ビーム部が第１群およ
び第２群の嵌合部とそれぞれ接する個所の近傍位置であ
って且つ曲げひずみ検出孔の内周面上に、起歪部に発生
する曲げ応力をそれぞれ圧縮応力および引張応力として
検出し得るひずみゲージを添着してある。Further, the upper and lower parallel beam portions are generated in the strain generating portion on the inner peripheral surface of the bending strain detecting hole in the vicinity of the positions where they are in contact with the fitting portions of the first group and the second group, respectively. Strain gauges capable of detecting bending stress as compressive stress and tensile stress are attached.

【００１８】従って、２つの剛体部間に荷重が印加され
たときに、この印加荷重に起因して荷重印加方向に平行
に撓む上下の平行ビーム部に発生する圧縮応力および引
張応力を、それぞれのひずみゲージで検出することによ
って結合軸に作用する剪断力を計測することができる。Therefore, when a load is applied between the two rigid body portions, the compressive stress and the tensile stress generated in the upper and lower parallel beam portions which are bent in parallel to the load applying direction due to the applied load are respectively generated. The shear force acting on the bond axis can be measured by detecting with a strain gauge.

【００１９】[0019]

【実施例】以下、図示の実施例に基づいて本発明に係る
荷重変換器の構成および作用を説明する。なお、第１実
施例では、測定側の剛体部の連結端部Ｓ１がフォーク状
（二股状）に形成され、このフォーク状の連結端部Ｓ１
内に非測定側の剛体部の連結端部Ｓ２が位置するような
構造で、２つの剛体部の連結端部Ｓ１、Ｓ２が、図１に
おいて結合軸１の軸芯Ｏを中心として相対回転可能に連
結した方式の連結器に使用される荷重変換器を対象とし
て説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The construction and operation of a load converter according to the present invention will be described below based on the illustrated embodiments. In addition, in the first embodiment, the connecting end S1 of the rigid portion on the measurement side is formed in a fork shape (forked shape), and the fork-like connecting end S1
The structure is such that the connecting end S2 of the rigid part on the non-measurement side is located inside, and the connecting ends S1 and S2 of the two rigid parts are relatively rotatable about the axis O of the coupling shaft 1 in FIG. The load converter used in the coupler connected to the above will be described.

【００２０】図１は、本発明の第１実施例に係る荷重変
換器の結合軸の構成を示す平面図であり、図２は、図１
に示す結合軸の正面構成を示す正面図、図３は、図１に
示す結合軸のＡ−Ａ線矢視方向およびＢ−Ｂ線矢視方向
断面構成を共通に示す断面図である。FIG. 1 is a plan view showing the structure of a coupling shaft of a load converter according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a front view showing the front configuration of the coupling shaft shown in FIG. 3, and FIG. 3 is a cross-sectional view commonly showing the cross-sectional configuration of the coupling shaft shown in FIG.

【００２１】図１〜図３において、１は、例えば埠頭側
の築造物に強固に固定結合された非測定側の剛体部の連
結部としての連結端部Ｓ２と、例えば繋船用のワイヤを
支持する測定側の剛体部の連結部としての連結端部Ｓ１
とを連結するための結合軸で、円形断面を有する軸とし
て形成されている。1 to 3, reference numeral 1 denotes a connecting end portion S2 as a connecting portion of a rigid body portion on the non-measurement side, which is firmly fixedly connected to a structure on the wharf side, and a wire for boating, for example. A connecting end S1 as a connecting portion of the rigid body portion on the measurement side
It is a coupling shaft for connecting and, and is formed as a shaft having a circular cross section.

【００２２】この結合軸１は、非測定側の剛体部の連結
端部Ｓ２と相対回転可能に結合する第１群の嵌合部２
と、測定側の剛体部の連結端部Ｓ１と固定的に結合する
第２群の嵌合部３、４と、第１群の嵌合部２と第２群の
嵌合部３、４との間に介在的に形成された２つの小径部
５、６とを有するように構成されている。The coupling shaft 1 is a first group of fitting portions 2 which are rotatably coupled to the coupling end portion S2 of the rigid portion on the non-measurement side.
A second group of fitting portions 3 and 4 fixedly coupled to the measurement-side rigid body connecting end S1; a first group of fitting portions 2 and a second group of fitting portions 3 and 4; It is configured to have two small-diameter portions 5 and 6 that are formed between the two.

【００２３】この場合、第１群の嵌合部２と第２群の嵌
合部３、４の外径は、いずれも、例えば同一直径として
設定され、また、小径部５、６の外径は、非測定側の剛
体部の連結端部Ｓ２が第１群の嵌合部２上を結合軸１の
軸芯Ｏに沿って僅かに移動したときでも、この連結端部
Ｓ２が小径部５、６に当接しないように、第１群および
第２群の嵌合部２〜４の直径よりも僅かに小直径に設定
されている。In this case, the outer diameters of the fitting portion 2 of the first group and the fitting portions 3 and 4 of the second group are both set to the same diameter, and the outer diameters of the small diameter portions 5 and 6 are set. Even when the connecting end S2 of the rigid portion on the non-measurement side slightly moves on the fitting portion 2 of the first group along the axis O of the connecting shaft 1, the connecting end S2 has a small diameter portion 5 , 6 are set to have a diameter slightly smaller than the diameter of the fitting portions 2 to 4 of the first group and the second group.

【００２４】そして、非測定側の剛体部の連結端部Ｓ２
は、第１群の嵌合部２上を図１の左右方向には移動しな
いように、予め適宜の案内手段（図示なし）によって移
動制限されるように構成されている。Then, the connecting end portion S2 of the rigid body portion on the non-measurement side
Is configured to be restricted in advance by an appropriate guide means (not shown) so as not to move on the fitting portion 2 of the first group in the left-right direction in FIG.

【００２５】なお、本発明は、第１実施例のような連結
構造に限定されるものではなく、他の実施例として、測
定側の剛体部の連結端部と非測定側の剛体部の連結端部
とをそれぞれ複数個設け、これらの連結端部が互いに結
合軸１の軸芯Ｏ方向に所定の間隔（小径部５、６の幅に
相当する）を隔てて交互に配置されるように組合せ、さ
らに、これに対応するように、結合軸１の側に複数個の
第１群の嵌合部と複数個の第２群の嵌合部とを形成し、
且つ、これらの間に複数個の小径部を形成するように構
成することも可能である。The present invention is not limited to the connecting structure as in the first embodiment, but as another embodiment, the connecting end of the rigid portion on the measuring side and the rigid portion on the non-measuring side are joined. A plurality of end portions are provided, and these connecting end portions are alternately arranged at predetermined intervals (corresponding to the widths of the small diameter portions 5 and 6) in the direction of the axis O of the coupling shaft 1. A combination, and correspondingly, a plurality of first group fitting portions and a plurality of second group fitting portions are formed on the coupling shaft 1 side,
Moreover, it is also possible to form a plurality of small diameter portions between them.

【００２６】さて、上述した２つの小径部５、６には、
図３に示すように、結合軸１の軸線Ｏを挟んで対象的な
等距離ｄの位置にそれぞれ平行平面５ａ、５ｂおよび６
ａ、６ｂが形成されている。Now, in the above-mentioned two small-diameter portions 5 and 6,
As shown in FIG. 3, parallel planes 5a, 5b and 6 are arranged at symmetrical equidistant d positions with the axis O of the coupling axis 1 interposed therebetween.
a and 6b are formed.

【００２７】さらに、各々の平行平面（５ａ、５ｂ）、
（６ａ、６ｂ）の中央部分には、測定側の剛体部の連結
端部Ｓ１における荷重印加方向と直交する方向であっ
て、しかも、結合軸１の軸線Ｏと直交する方向（各平行
平面と直交する方向でもある）に、所定の開口を具えた
曲げひずみ検出孔７、８が貫通的に穿設されるように構
成されている。Furthermore, each parallel plane (5a, 5b),
The central portion of (6a, 6b) is a direction orthogonal to the load applying direction at the connecting end S1 of the rigid portion on the measurement side, and also orthogonal to the axis O of the coupling shaft 1 (each parallel plane). Bending strain detecting holes 7 and 8 each having a predetermined opening are penetratingly provided in a direction orthogonal to each other).

【００２８】なお、これらの曲げひずみ検出孔７、８
は、例えば適宜のリーマ穿孔用のドリルを用いて穿孔さ
れ、その内周面が滑らかな内側円筒面となるように形成
されている。Incidentally, these bending strain detecting holes 7, 8
Are perforated by using, for example, an appropriate reamer perforation drill, and are formed so that the inner peripheral surface thereof becomes a smooth inner cylindrical surface.

【００２９】そして、左側の小径部５には、この曲げひ
ずみ検出孔７の存在によって、図１における上側部分に
上方ビーム部５ｃが形成され、さらに、下側部分にこの
上方ビーム部５ｃと平行する下方ビーム部５ｄが形成さ
れることになり、同様に、右側の小径部６には、曲げひ
ずみ検出孔８の存在によって、上側部分と下側部分と
に、互いに平行な上方ビーム部６ｃおよび下方ビーム部
６ｄが形成されることになる。Due to the existence of the bending strain detecting hole 7, the left small-diameter portion 5 has an upper beam portion 5c formed in the upper portion thereof in FIG. 1, and further has a lower portion parallel to the upper beam portion 5c. The lower beam portion 5d is formed, and similarly, due to the presence of the bending strain detection hole 8 in the right small diameter portion 6, the upper beam portion 6c and the upper beam portion 6c parallel to each other are formed in the upper portion and the lower portion. The lower beam portion 6d will be formed.

【００３０】この結果、第１群の嵌合部２と左側に位置
する第２群の嵌合部３との間に、上方ビーム部５ｃと下
方ビーム部５ｄとを平行ビーム部とする所謂「ロバーバ
ル機構」が構成され、同様に、第１群の嵌合部２と右側
に位置する第２群の嵌合部４との間に、上方ビーム部６
ｃと下方ビーム部６ｄとを平行ビーム部とする「ロバー
バル機構」が構成されることになる。As a result, between the first group fitting section 2 and the second group fitting section 3 located on the left side, the upper beam section 5c and the lower beam section 5d are so-called "parallel beam sections". The Roberval mechanism "is configured, and similarly, the upper beam portion 6 is provided between the fitting portion 2 of the first group and the fitting portion 4 of the second group located on the right side.
A "Roberval mechanism" in which c and the lower beam portion 6d are parallel beam portions is configured.

【００３１】尚、この小径部５、６において、曲げひず
み検出孔７、８が穿設されることによって、曲げひずみ
検出孔７および８と小径部５および６の外周との間に残
された薄肉部を起歪部と称することとし、上述した上方
ビーム部５ｃ、５ｄと６ｃ、６ｄが相当する。Bending strain detecting holes 7 and 8 are formed in the small diameter portions 5 and 6 so that they are left between the bending strain detecting holes 7 and 8 and the outer circumferences of the small diameter portions 5 and 6. The thin portion is referred to as a strain generating portion, and corresponds to the above-described upper beam portions 5c, 5d and 6c, 6d.

【００３２】ＳＧ１〜ＳＧ４は、２つの剛体部の連結端
部Ｓ１、Ｓ２の間に荷重（力）が印加されたときに、こ
の印加荷重に起因して、左側の小径部５における起歪部
としての上方ビーム部５ｃと下方ビーム部５ｄの各々の
両端部近傍領域に発生する曲げひずみ（応力）を検出す
るための第１〜第４のひずみゲージで、曲げひずみ検出
孔７の内周面であって上方ビーム部５ｃと下方ビーム部
５ｄの両端部近傍領域にそれぞれ添着されている。When a load (force) is applied between the connecting ends S1 and S2 of the two rigid body parts, SG1 to SG4 are caused by the applied load, and the strain generating part in the small diameter part 5 on the left side is generated. The first to fourth strain gauges for detecting bending strain (stress) generated in the regions near both ends of each of the upper beam portion 5c and the lower beam portion 5d as an inner peripheral surface of the bending strain detecting hole 7. In addition, the upper beam portion 5c and the lower beam portion 5d are respectively attached to the regions near both ends.

【００３３】ＳＧ５〜ＳＧ８は、２つの剛体部の連結端
部Ｓ１、Ｓ２の間に荷重が印加されたときに、この印加
荷重に起因して、右側の小径部６における起歪部として
の上方ビーム部６ｃと下方ビーム部６ｄの各々の両端部
近傍領域に発生する曲げひずみを検出するための第５〜
第８のひずみゲージで、曲げひずみ検出孔８の内周面で
あって上方ビーム部６ｃと下方ビーム部６ｄの両端部近
傍領域にそれぞれ添着されている。When a load is applied between the connecting ends S1 and S2 of the two rigid bodies, SG5 to SG8 are upward strained parts in the small diameter part 6 on the right side due to the applied load. The fifth to fifth portions for detecting bending strains generated in the regions near both ends of the beam portion 6c and the lower beam portion 6d
The eighth strain gauge is attached to the inner peripheral surface of the bending strain detection hole 8 in the regions near both ends of the upper beam portion 6c and the lower beam portion 6d, respectively.

【００３４】この場合、図１に示す荷重印加状態におい
て、左側の曲げひずみ検出孔７の軸線Ｏを挟んで左斜め
の対称的な位置に添着された第１および第３のひずみゲ
ージＳＧ１、ＳＧ３は、左側の小径部５の上方ビーム部
５ｃおよび下方ビーム部５ｄに発生する圧縮応力をそれ
ぞれ検出し、また、曲げひずみ検出孔７の軸線を挟んで
右斜めの対称的な位置に添着された第２および第４のひ
ずみゲージＳＧ２、ＳＧ４は、この上方ビーム部５ｃお
よび下方ビーム部５ｄに発生する引張応力をそれぞれ検
出するように構成されている。In this case, in the load applied state shown in FIG. 1, the first and third strain gauges SG1 and SG3 attached to the left obliquely symmetrical positions with the axis O of the left bending strain detecting hole 7 interposed therebetween. Respectively detect the compressive stress generated in the upper beam portion 5c and the lower beam portion 5d of the small diameter portion 5 on the left side, and are attached at symmetrical positions diagonally to the right with the axis of the bending strain detection hole 7 interposed therebetween. The second and fourth strain gauges SG2, SG4 are configured to detect the tensile stress generated in the upper beam portion 5c and the lower beam portion 5d, respectively.

【００３５】同様に、右側の曲げひずみ検出孔８の軸線
を挟んで右斜めの対称的な位置に添着された第５および
第７のひずみゲージＳＧ５、ＳＧ７は、右側の小径部６
の上方ビーム部６ｃおよび下方ビーム部６ｄに発生する
圧縮応力をそれぞれ検出し、また、曲げひずみ検出孔８
の軸線を挟んで左斜めの対称的な位置に添着された第６
および第８のひずみゲージＳＧ６、ＳＧ８は、この上方
ビーム部６ｃおよび下方ビーム部６ｄに発生する引張応
力をそれぞれ検出するように構成されている。Similarly, the fifth and seventh strain gauges SG5 and SG7 attached to the diagonally right symmetrical positions with the axis of the right bending strain detecting hole 8 interposed therebetween are the small diameter portion 6 on the right side.
The compressive stress generated in the upper beam portion 6c and the lower beam portion 6d of each of the
Attached to the left diagonally symmetrical position across the axis of No. 6
The eighth strain gauges SG6 and SG8 are configured to detect the tensile stress generated in the upper beam portion 6c and the lower beam portion 6d, respectively.

【００３６】そして、これら第１〜第８のひずみゲージ
ＳＧ１〜ＳＧ４、ＳＧ５〜ＳＧ８は、図５に示すように
第１および第３のひずみゲージＳＧ１、ＳＧ３がホイー
トストーンブリッジ回路の第１ブリッジ辺に、また、第
２および第４のひずみゲージＳＧ２、ＳＧ４がこれと隣
り合う第２ブリッジ辺に、また、第５および第７のひず
みゲージＳＧ５、ＳＧ７が第１ブリッジ辺と対向する第
３ブリッジ辺に、さらに、第６および第８のひずみゲー
ジＳＧ６、ＳＧ８が第２ブリッジ辺と対向する第４ブリ
ッジ辺に、それぞれ配置されるように構成されている。
この場合、第１〜第８のひずみゲージＳＧ１〜ＳＧ８を
図６に示すようなホイートストーンブリッジ回路として
組むことも可能である。In the first to eighth strain gauges SG1 to SG4 and SG5 to SG8, as shown in FIG. 5, the first and third strain gauges SG1 and SG3 are the first bridges of the Wheatstone bridge circuit. A second bridge side on which the second and fourth strain gauges SG2 and SG4 are adjacent to this side, and a third and fifth strain gauges SG5 and SG7 which face the first bridge side. The bridge side and the sixth and eighth strain gauges SG6 and SG8 are arranged to be respectively arranged on the fourth bridge side facing the second bridge side.
In this case, the first to eighth strain gauges SG1 to SG8 can be assembled as a Wheatstone bridge circuit as shown in FIG.

【００３７】なお、図５および図６において、ｅｉはホ
イートストーンブリッジ回路に印加されるブリッジ電圧
であり、ｅｏはホイートストーンブリッジ回路からの検
出出力の電圧であるが、この検出電圧は、例えばひずみ
量計測手段（図示なし）に出力され、このひずみ量計測
手段において、結合軸１に加えられた引張力Ｐに起因す
る剪断力の値として計測されることになる。5 and 6, ei is the bridge voltage applied to the Wheatstone bridge circuit, and eo is the voltage of the detection output from the Wheatstone bridge circuit. For example, it is output to a strain amount measuring means (not shown), and in this strain amount measuring means, it is measured as the value of the shearing force resulting from the tensile force P applied to the bond shaft 1.

【００３８】次に、このように構成された第１実施例の
荷重変換器の動作ないし作用について、図４の配置説明
図を用いて説明する。図１の状態において、測定側の剛
体よりなる連結部の連結端部Ｓ１と非測定側の剛体部の
連結端部Ｓ２との間に、図１に示す矢印方向の引張力Ｐ
が加わると、この引張力Ｐにより２つの小径部に上下方
向の剪断力が発生する。そして、この剪断力に起因し
て、小径部では各々の起歪部である上方ビーム部５ｃ、
６ｃおよび下方ビーム部５ｄ、６ｄに曲げ応力が発生す
る。Next, the operation or action of the load converter of the first embodiment thus constructed will be described with reference to the layout explanatory view of FIG. In the state of FIG. 1, a tensile force P in the direction of the arrow shown in FIG. 1 is provided between the connecting end S1 of the measuring side rigid body connecting part and the connecting end S2 of the non-measuring side rigid body part.
Is applied, a vertical shearing force is generated in the two small diameter portions by this tensile force P. Then, due to this shearing force, the upper beam portion 5c, which is each strain generating portion in the small diameter portion,
Bending stress is generated in 6c and the lower beam portions 5d and 6d.

【００３９】以下、このとき生じる応力の状況を、左側
の小径部５の曲げひずみ検出孔を角孔にモデル化した図
４に従って説明する。図４は、引張力Ｐが加わった時の
上方ビーム部５ｃおよび下方ビーム部５ｄの変形状態を
示しており、各々のビームは、両端固定梁の曲げ変形と
なり、上方ビーム部５ｃの下面では左側に圧縮応力が生
じ、右側に引張応力が生じる。同様に、下方ビーム部５
ｄの上面では左側に引張応力が生じ、右側に圧縮応力が
生じる。The state of the stress generated at this time will be described below with reference to FIG. 4 in which the bending strain detecting hole of the small diameter portion 5 on the left side is modeled as a square hole. FIG. 4 shows the deformed state of the upper beam portion 5c and the lower beam portion 5d when a tensile force P is applied. Each beam is a bending deformation of the beam fixed at both ends, and the left side is the lower surface of the upper beam portion 5c. A compressive stress occurs on the right side and a tensile stress occurs on the right side. Similarly, the lower beam section 5
On the upper surface of d, tensile stress is generated on the left side and compressive stress is generated on the right side.

【００４０】従って、上方ビーム部５ｃの下面の左端の
ひずみゲージＳＧ１は、圧縮ひずみを、右端のひずみゲ
ージＳＧ２は、引張ひずみをそれぞれ検出し、下方ビー
ム部５ｄの上面の左端のひずみゲージＳＧ４は、引張ひ
ずみを、右端のひずみゲージＳＧ３は、圧縮ひずみをそ
れぞれ検出する。Therefore, the strain gauge SG1 at the left end of the lower surface of the upper beam portion 5c detects the compressive strain, the strain gauge SG2 at the right end detects the tensile strain, and the strain gauge SG4 at the left end of the upper surface of the lower beam portion 5d is detected. , And the strain gauge SG3 at the right end detects compressive strain.

【００４１】一方、右側の小径部６においても上方ビー
ム部６ｃおよび下方ビーム部６ｄの変形は、左側の小径
部５と同様になり、ひずみゲージＳＧ５、ＳＧ７は、圧
縮ひずみを検出し、ひずみゲージＳＧ６、ＳＧ８は、引
張ひずみを検出する。On the other hand, also in the small diameter portion 6 on the right side, the upper beam portion 6c and the lower beam portion 6d are deformed in the same manner as the small diameter portion 5 on the left side, and the strain gauges SG5 and SG7 detect the compressive strain, and the strain gauges SG6 and SG8 detect tensile strain.

【００４２】そして、このとき、各々のひずみゲージＳ
Ｇ１〜ＳＧ８で検出されたひずみ検出出力は、ホイート
ストーンブリッジ回路で検出電圧として合成されてひず
み量計測手段（ひずみ測定器）に出力される。At this time, each strain gauge S
The strain detection outputs detected by G1 to SG8 are combined as a detection voltage in the Wheatstone bridge circuit and output to the strain amount measuring means (strain measuring device).

【００４３】この場合、圧縮ひずみを検出するための第
１および第３のひずみゲージＳＧ１、ＳＧ３と第５およ
び第７のひずみゲージＳＧ５、ＳＧ７とが、図５のホイ
ートストーンブリッジ回路の互いに対向するブリッジ辺
に接続され、また、引張ひずみを検出するための第２お
よび第４のひずみゲージＳＧ２、ＳＧ４と第６および第
８のひずみゲージＳＧ６、ＳＧ８とが、互いに対向する
ブリッジ辺に接続される関係で、計測方向以外の成分力
の影響がキャンセルされることになる。In this case, the first and third strain gauges SG1 and SG3 for detecting the compressive strain and the fifth and seventh strain gauges SG5 and SG7 are opposed to each other in the Wheatstone bridge circuit of FIG. The second and fourth strain gauges SG2, SG4 and the sixth and eighth strain gauges SG6, SG8 for detecting the tensile strain are connected to the bridge sides facing each other. Therefore, the influence of the component force other than the measurement direction is canceled.

【００４４】ひずみ量計測手段では、このひずみ検出出
力に基づいて結合軸１に発生した剪断力を演算し、これ
らの演算に基づいて結合軸１に加えられた引張力Ｐを求
めることになる。In the strain amount measuring means, the shearing force generated in the joint shaft 1 is calculated based on this strain detection output, and the tensile force P applied to the joint shaft 1 is obtained based on these calculations.

【００４５】この場合、求められたその時々の引張力Ｐ
を、ひずみ量計測手段内の比較手段に予め設定された安
全基準値と比較し得るように構成し、そのときの引張力
Ｐが安全基準値を超えたときには、その状態を適宜の表
示警告手段または発音警告手段を介して警報し得るよう
に構成することが好ましい。In this case, the obtained tensile force P at each time
Is configured so that it can be compared with a safety reference value preset in the comparing means in the strain amount measuring means, and when the tensile force P at that time exceeds the safety reference value, the state is appropriately displayed and warning means. Alternatively, it is preferable to be configured to be able to give an alarm via the pronunciation warning means.

【００４６】なお、第１実施例では、適宜の案内手段に
より、予め、非測定側の剛体部の連結端部Ｓ２が結合軸
１に対して図１において左右方向に移動しないように構
成されてはいるが、測定側の剛体部の連結端部Ｓ１と非
測定側の剛体部の連結端部Ｓ２との間に、図１における
上下方向の引張力Ｐが加わる際には、非測定側の剛体部
の連結端部Ｓ２が結合軸１の第１群の嵌合部２に対して
結合軸１の軸線Ｏ方向に多少「ずれる」という現象が生
じることもある。In the first embodiment, the connecting end portion S2 of the rigid portion on the non-measurement side is preliminarily configured so as not to move in the left-right direction in FIG. However, when the vertical pulling force P in FIG. 1 is applied between the connecting end S1 of the rigid part on the measurement side and the connecting end S2 of the rigid part on the non-measurement side, A phenomenon may occur in which the connecting end portion S2 of the rigid body portion is slightly "displaced" in the direction of the axis O of the coupling shaft 1 with respect to the first group fitting portion 2 of the coupling shaft 1.

【００４７】このような「ずれ」現象が生じると、結合
軸１の軸線Ｏ方向に荷重点（引張力Ｐの印加点）が移動
して計測精度に悪影響を与えることになるから、本発明
では、２つの起歪部を第１群の嵌合部２に対して小径に
形成して、たとえ非測定側の剛体部の連結端部Ｓ２が結
合軸１の軸線Ｏ上を第１群の嵌合部２に対して左右方向
に多少ずれた場合であっても、結合軸１の軸線Ｏ方向に
おける荷重点（引張力Ｐの印加点）の移動による悪影響
が生じないようにしている。When such a "deviation" phenomenon occurs, the load point (point to which the tensile force P is applied) moves in the direction of the axis O of the coupling shaft 1 and adversely affects the measurement accuracy. Two strain generating parts are formed to have a small diameter with respect to the fitting part 2 of the first group, and even if the connecting end S2 of the rigid part on the non-measurement side is fitted on the axis O of the coupling shaft 1 of the first group. Even if the joint portion 2 is slightly deviated in the left-right direction, it is prevented that the load point (point to which the tensile force P is applied) in the direction of the axis O of the joint shaft 1 is adversely affected.

【００４８】なお、本発明では、結合軸１に対する測定
側の剛体部と非測定側の剛体部との関係を、第１実施例
とは逆の関係、すなわち、図示例では結合軸１上の両端
領域に位置している剛体部の連結端部Ｓ１を、第２群の
嵌合部３、４に対して相対回転可能に嵌合させ、結合軸
１上の中央領域に位置している剛体部の連結端部Ｓ２
を、第１群の嵌合部２に固定的に結合させるような関係
に構成することも可能である。In the present invention, the relationship between the rigid body portion on the measurement side and the rigid body portion on the non-measurement side with respect to the bond axis 1 is opposite to that of the first embodiment, that is, on the bond axis 1 in the illustrated example. A rigid body located in the central region on the coupling shaft 1 by fitting the connecting ends S1 of the rigid body parts located in both end regions to the second group of fitting parts 3 and 4 in a relatively rotatable manner. Connection end S2
Can also be configured to be fixedly coupled to the fitting unit 2 of the first group.

【００４９】図７および図８に示すのは、本発明の第２
実施例に係る荷重変換器の構成を説明するための平面図
および図７の断面図であるが、これらの図において、図
１〜図６に使用した符号と同じ符号を持つものは図１〜
図６の場合と同じであるので、その詳細な説明を省略す
る。FIG. 7 and FIG. 8 show the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view and a cross-sectional view of FIG. 7 for explaining the configuration of the load converter according to the embodiment. In these drawings, those having the same reference numerals as those used in FIGS.
Since it is the same as the case of FIG. 6, its detailed description is omitted.

【００５０】さて、図７および図８において、１１は、
例えば結合軸１の左側の第２群の嵌合部３内に設けられ
たケーブル取出し用の中空凹部で、結合軸１の左側端面
に開口した部分が所定の内径を有する軸線Ｏ上の円筒凹
部として形成され、また、その奥に位置する部分が小径
円筒凹部１１ａとして形成されている。Now, in FIG. 7 and FIG. 8, 11 is
For example, a hollow recess for taking out a cable provided in the second group of fitting portions 3 on the left side of the coupling shaft 1 and a cylindrical recess on the axis O having a predetermined inner diameter at a portion opened to the left end face of the coupling shaft 1. And a portion located at the back is formed as a small-diameter cylindrical recess 11a.

【００５１】１２は左側の曲げひずみ検出孔７に添着さ
れた第１〜第４のひずみゲージＳＧ１〜ＳＧ４からのリ
ード線と、右側の曲げひずみ検出孔８に添着された第５
〜第８のひずみゲージＳＧ５〜ＳＧ８からのリード線
（いずれも、図示なし）とを中空凹部１１に取出すため
のリード線導出孔で、例えば軸線Ｏ上において、中空凹
部１１から左側の曲げひずみ検出孔７を貫通して右側の
曲げひずみ検出孔８に達するような深さ（長さ）の、例
えば円形断面孔として形成されている。Reference numeral 12 denotes the lead wires from the first to fourth strain gauges SG1 to SG4 attached to the bending strain detecting hole 7 on the left side, and the fifth lead attached to the bending strain detecting hole 8 on the right side.
~ Lead wires from the eighth strain gauges SG5 to SG8 (none of which are shown) are lead wire lead-out holes for taking out to the hollow recess 11, and for example, on the axis O, bending strain detection on the left side of the hollow recess 11 is detected. It is formed, for example, as a circular cross-section hole having a depth (length) that penetrates the hole 7 and reaches the bending strain detection hole 8 on the right side.

【００５２】この場合、左側の曲げひずみ検出孔７から
右側の曲げひずみ検出孔８までの間の中間孔部分１２ｂ
の孔径を、中空凹部１１から左側の曲げひずみ検出孔７
に至る左側孔部分１２ａの孔径よりも細い孔として形成
してもよい。In this case, an intermediate hole portion 12b between the bending strain detecting hole 7 on the left side and the bending strain detecting hole 8 on the right side.
The hole diameter of the bending strain detection hole 7 on the left side from the hollow recess 11
It may be formed as a hole smaller than the hole diameter of the left side hole portion 12a up to.

【００５３】１３は結合軸１の第１群の嵌合部２と非測
定側の剛体部の連結端部Ｓ２との間の回転動作を円滑に
するための潤滑油（例えば、グリース等）を封入するた
めの潤滑油充填孔で、結合軸１の軸芯Ｏから所定の距離
だけ離れた位置において、結合軸１の右側端面から所定
の深さ（長さ）と所定の内径とを持つ軸線Ｏに平行な孔
として設けられている。Reference numeral 13 denotes a lubricating oil (for example, grease) for smoothing the rotating operation between the first group of fitting portions 2 of the coupling shaft 1 and the connecting end portion S2 of the rigid portion on the non-measurement side. An axis having a predetermined depth (length) and a predetermined inner diameter from the right end surface of the coupling shaft 1 at a position separated from the axis O of the coupling shaft 1 by a predetermined distance in a lubricating oil filling hole for sealing. It is provided as a hole parallel to O.

【００５４】なお、この潤滑油充填孔１３は、例えば円
形断面孔として穿孔され、さらに、結合軸１の右側端面
に近い開口領域には、後述のグリースニップル１６が螺
合する雌ねじ部１３ａが形成されている。The lubricating oil filling hole 13 is formed as, for example, a hole having a circular cross section, and an internal thread portion 13a into which a grease nipple 16 described later is screwed is formed in an opening region near the right end surface of the coupling shaft 1. Has been done.

【００５５】１４はこの潤滑油充填孔１３の中間個所か
ら第１群の嵌合部２の外周表面に向けて穿孔された潤滑
油滲出孔で、その内部には、例えば潤滑油充填孔１３内
に充填された潤滑油が液体である場合に、この液体潤滑
油を、毛細管現象を利用して第１群の嵌合部２の表面に
滲出させ得る、例えばフェルト等の油滲出部材１４ａが
内蔵されるように構成されている。Reference numeral 14 denotes a lubricating oil seepage hole which is bored from the middle portion of the lubricating oil filling hole 13 toward the outer peripheral surface of the first group fitting portion 2, and inside thereof, for example, inside the lubricating oil filling hole 13. When the lubricating oil filled in is liquid, the liquid lubricating oil can be exuded to the surface of the fitting portion 2 of the first group by utilizing a capillary phenomenon, for example, an oil exuding member 14a such as felt is built in. It is configured to be.

【００５６】１５は結合軸１の軸線Ｏに対して潤滑油充
填孔１３と対称的に穿孔された捨て孔で、潤滑油滲出孔
１４を除いて、潤滑油充填孔１３と同形の孔として形成
されている。なお、結合軸１の右側端面に近い捨て孔１
５の開口領域にも、潤滑油孔１３の雌ねじ部１３ａと同
形の雌ねじ部１５ａが形成されている。Reference numeral 15 is a discard hole symmetrically formed with respect to the lubricating oil filling hole 13 with respect to the axis O of the coupling shaft 1, and is formed as a hole having the same shape as the lubricating oil filling hole 13 except for the lubricating oil seepage hole 14. Has been done. In addition, the discard hole 1 near the right end surface of the coupling shaft 1
Also in the opening region of 5, the female screw portion 15a having the same shape as the female screw portion 13a of the lubricating oil hole 13 is formed.

【００５７】１６は潤滑油充填孔１３内に潤滑油を注入
し且つ注入後の潤滑油を外部に漏らさないためのグリー
スニップルで、Ｏリング等の適宜のパッキン部材を介し
て潤滑油充填孔１３の雌ねじ部１３ａに螺着されてい
る。なお、このグリースニップル１６を捨て孔１５の雌
ねじ部１５ａにも螺着させるように構成してもよい。Reference numeral 16 is a grease nipple for injecting the lubricating oil into the lubricating oil filling hole 13 and for preventing the injected lubricating oil from leaking to the outside. The lubricating oil filling hole 13 is provided through an appropriate packing member such as an O-ring. Is screwed to the female screw portion 13a. The grease nipple 16 may be screwed to the female screw portion 15a of the discard hole 15.

【００５８】１７は中空凹部１１内の小径円筒凹部１１
ａとの段部に取付けられた適宜の配線基板である。この
配線基板１７には、少なくとも、リード線導出孔１２の
中間孔部分１２ｂおよび左側孔部分１２ａを介して取出
された第５〜第８のひずみゲージＳＧ５〜ＳＧ８のリー
ド線と、リード線導出孔１２の左側孔部分１２ａを介し
て取出された第１〜第４のひずみゲージＳＧ１〜ＳＧ４
のリード線とを電気的に接続し、且つ、機械的に固定す
るための接続端子手段１７ａが形成されている。Reference numeral 17 denotes a small-diameter cylindrical recess 11 inside the hollow recess 11.
It is an appropriate wiring board attached to a step with a. In the wiring board 17, at least the lead wires of the fifth to eighth strain gauges SG5 to SG8 taken out through the intermediate hole portion 12b and the left hole portion 12a of the lead wire lead-out hole 12 and the lead wire lead-out hole. First to fourth strain gauges SG1 to SG4 taken out via the left side hole portion 12a of 12
Connection terminal means 17a for electrically connecting and mechanically fixing the lead wire is formed.

【００５９】さらに、この配線基板１７の表面または裏
面に、各ひずみゲージＳＧ１〜ＳＧ４、ＳＧ５〜ＳＧ８
からの検出出力を電気的に処理するための適宜の回路部
品（図示なし）を、必要に応じて取付けるように構成す
ることも可能である。１８は中空凹部１１の開口を覆う
ための蓋部材で、適宜の固定方法により、Ｏリングのよ
うなパッキン部材１９を介して結合軸１の左側端面に固
定されるように構成されている。Further, the strain gauges SG1 to SG4, SG5 to SG8 are provided on the front surface or the back surface of the wiring board 17.
Appropriate circuit components (not shown) for electrically processing the detection output from the device can be configured to be attached as necessary. Reference numeral 18 denotes a lid member for covering the opening of the hollow recess 11 and is configured to be fixed to the left end surface of the coupling shaft 1 via a packing member 19 such as an O ring by an appropriate fixing method.

【００６０】そして、この蓋部材１８の中央領域には、
一端が配線基板１７上の接続端子手段１７ａと電気的に
接続されたケーブル２０を外部に取出すためのケーブル
取出し孔１８ａが設けられている。２１はケーブル取出
し孔１８ａ近傍においてケーブル２０を蓋部材１８に固
定するためのそれ自体公知のねじ結合による構造を持つ
固定手段である。Then, in the central region of the lid member 18,
A cable take-out hole 18a for taking out the cable 20 whose one end is electrically connected to the connection terminal means 17a on the wiring board 17 is provided. Reference numeral 21 is a fixing means having a structure by screw connection known per se for fixing the cable 20 to the lid member 18 in the vicinity of the cable extraction hole 18a.

【００６１】この第２実施例の荷重変換器では、非測定
側の剛体部の連結端部Ｓ２と第１群の嵌合部２との嵌合
部に、潤滑油充填孔１３からの潤滑油を潤滑油滲出孔１
４を介して継続的に供給することができるので、両者の
円滑な嵌合状態を長期間に亘って維持することが可能に
なる。In the load converter of the second embodiment, the lubricating oil from the lubricating oil filling hole 13 is fitted to the fitting portion between the coupling end portion S2 of the rigid portion on the non-measurement side and the fitting portion 2 of the first group. The lubricating oil exudation hole 1
Since it can be continuously supplied via 4, it is possible to maintain a smooth fitted state of both for a long period of time.

【００６２】なお、第２実施例における中空凹部１１、
リード線導出孔１２、潤滑油充填孔１３、捨て孔１５
は、いずれも結合軸１の第１群の嵌合部２および第２群
の嵌合部３、４の剛体機能を損なわない状態で形成され
ることになる。また、中空凹部１１およびリード線導出
孔１２と潤滑油充填孔１３および捨て孔１５の設置位置
を逆の位置に置換してもよい。The hollow concave portion 11 in the second embodiment,
Lead wire lead-out hole 12, lubricating oil filling hole 13, waste hole 15
Will be formed in a state where the rigid body functions of the first group fitting portion 2 and the second group fitting portions 3 and 4 of the coupling shaft 1 are not impaired. Further, the installation positions of the hollow recess 11 and the lead wire lead-out hole 12, the lubricating oil filling hole 13 and the discard hole 15 may be replaced with the opposite positions.

【００６３】ところで、第１および第２実施例では、２
つの曲げひずみ検出孔７、８をいずれも円形開口の貫通
孔として設けているが、この開口形状は円形に限られる
ものではなく、例えば図４に示すような四角形開口の貫
通孔として構成することも可能である。By the way, in the first and second embodiments, 2
Both of the bending strain detection holes 7 and 8 are provided as through holes having a circular opening, but the shape of the opening is not limited to a circular shape, and for example, it may be configured as a through hole having a square opening as shown in FIG. Is also possible.

【００６４】また、図９に示すように、それぞれ中間溝
３０で連結された２個の円形孔７ａ、７ｂおよび８ａ、
８ｂから成る特殊開口形状の検出孔として構成すること
もできる。Further, as shown in FIG. 9, two circular holes 7a, 7b and 8a, respectively connected by the intermediate groove 30,
It can also be configured as a detection hole having a special opening shape made of 8b.

【００６５】以上、図示実施例について説明したが、本
発明は、これに限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲内で種々に変形実施することが可能であ
る。Although the illustrated embodiment has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

【００６６】例えば図示実施例では、それぞれの曲げひ
ずみ検出孔７、８内に各二対のひずみゲージＳＧ１〜Ｓ
Ｇ４、ＳＧ５〜ＳＧ８を添着するように構成している
が、ひずみゲージの設置数は、必要に応じて、または、
事情により種々の数に決定することができる。For example, in the illustrated embodiment, two pairs of strain gauges SG1 to SG are provided in the bending strain detection holes 7 and 8, respectively.
G4, SG5 to SG8 are configured to be attached, but the number of strain gauges to be installed may be as necessary, or
Various numbers can be determined depending on the circumstances.

【００６７】また、図示実施例では、結合軸の第１群の
嵌合部の直径と結合軸の２つの第２群の嵌合部の直径と
を同一直径に形成しているが、それぞれの領域における
剛体機能が維持されるならば特に同一直径に設定する必
要はない。Further, in the illustrated embodiment, the diameter of the fitting portion of the first group of the coupling shaft and the diameter of the fitting portions of the two second groups of the coupling shaft are formed to be the same diameter. If the rigid body function in the area is maintained, it is not necessary to set the diameter to the same.

【００６８】また、図示実施例では、測定側の剛体部の
連結端部Ｓ１を結合軸の第１群の嵌合部２に相対回転可
能に結合（嵌合）させ、非測定側の剛体部の連結端部Ｓ
２を２つの第２群の嵌合部３、４に固定的に結合させる
ように構成しているが、この結合関係を逆にするように
構成してもよい。この場合、第２実施例の潤滑油滲出孔
１４は、回転嵌合する２つの第２群の嵌合部３、４の外
周表面に向ってそれぞれ１個所づつ設けられることにな
る。Further, in the illustrated embodiment, the connecting end S1 of the rigid portion on the measurement side is relatively rotatably coupled (fitted) to the fitting portion 2 of the first group of the coupling shaft, and the rigid portion on the non-measurement side. Connecting end S
Although 2 is configured to be fixedly coupled to the two second group fitting portions 3 and 4, this coupling relationship may be reversed. In this case, the lubricating oil seepage hole 14 of the second embodiment is provided at each one position toward the outer peripheral surface of the two second group fitting portions 3 and 4 that are rotationally fitted.

【００６９】さらに、２つの曲げひずみ検出孔７、８内
の防湿性を確保するために、結合軸１の小径部５、６の
外周面に露出している各曲げひずみ検出孔７、８の両端
の開口部を適宜の防湿蓋で覆うように構成するのが好ま
しい。Further, in order to secure the moisture resistance inside the two bending strain detecting holes 7 and 8, the bending strain detecting holes 7 and 8 exposed on the outer peripheral surfaces of the small diameter portions 5 and 6 of the coupling shaft 1 are formed. It is preferable that the openings at both ends are covered with appropriate moisture-proof lids.

【００７０】例えば薄い合成樹脂製の可撓性防湿シール
を小径部５、６の外周面に貼付して、蓋部材１８のパッ
キン部材１９との協働作用で曲げひずみ検出孔７、８内
の気密化を図るようにすることが好ましい。この場合、
可撓性防湿シールの材質および厚さは、この防湿シール
の存在によって小径部５、６での応力検出に悪影響を与
えないような材質と厚さに設定する必要がある。For example, a flexible moisture-proof seal made of thin synthetic resin is attached to the outer peripheral surfaces of the small-diameter portions 5 and 6, and the bending strain detecting holes 7 and 8 are accommodated in cooperation with the packing member 19 of the lid member 18. It is preferable to achieve airtightness. in this case,
The material and the thickness of the flexible moisture-proof seal must be set so that the presence of the moisture-proof seal does not adversely affect the stress detection in the small diameter portions 5 and 6.

【００７１】[0071]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の荷重変換器
では、２つの連結部の間を相対回転可能に連結する結合
軸に発生する剪断力を、ひずみ検出個所における曲げひ
ずみとして検出し、互いに逆方向に作用する２つの連結
部の力を計測する方法を採用しているので、結合軸の剪
断力を低容量から高容量まで精度良く検出することが可
能となった。As described above, in the load converter of the present invention, the shearing force generated in the connecting shaft connecting the two connecting portions so as to be rotatable relative to each other is detected as the bending strain at the strain detecting portion. Since the method of measuring the force of the two connecting portions acting in the opposite directions to each other is adopted, it becomes possible to accurately detect the shearing force of the coupling shaft from low capacity to high capacity.

【００７２】さらに、ひずみ検出個所を単純な形状の貫
通孔として構成したので、ひずみ検出個所を形成すると
きの機械加工が従来方式のものに比べて著しく簡単にな
り、その分、コストを低減化することができるという大
きな効果も生じる。Further, since the strain detecting portion is formed as a through hole having a simple shape, the machining for forming the strain detecting portion is remarkably easier than that of the conventional method, and the cost is reduced accordingly. There is also a great effect that it can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の第１実施例に係る荷重変換器の結合軸
の外観構成を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing an external configuration of a coupling shaft of a load converter according to a first embodiment of the present invention.

【図２】図１の結合軸の外観構成を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing the external configuration of the coupling shaft of FIG.

【図３】図１の結合軸のＡ−Ａ線矢視方向およびＢ−Ｂ
線矢視方向の断面構成を共通に示す断面図である。FIG. 3 is a view in the direction of arrows AA and BB of the coupling axis in FIG.
It is sectional drawing which shows the cross-sectional structure in a line arrow direction in common.

【図４】左側の曲げひずみ検出孔の内周面に添着された
各一対のひずみゲージの配置の変形の模様を説明するた
めの模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the pattern of deformation of the arrangement of each pair of strain gauges attached to the inner peripheral surface of the left bending strain detection hole.

【図５】図１に示す２つの曲げひずみ検出孔にそれぞれ
添着された各二対のひずみゲージを結線して構成してな
るホイートストーンブリッジ回路図である。5 is a Wheatstone bridge circuit diagram formed by connecting two pairs of strain gauges attached to the two bending strain detection holes shown in FIG. 1, respectively.

【図６】図５のホイートストーンブリッジ回路の変形例
を示す変形回路図である6 is a modified circuit diagram showing a modified example of the Wheatstone bridge circuit of FIG.

【図７】本発明の第２実施例に係る荷重変換器の結合軸
の断面構成を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a sectional configuration of a coupling shaft of a load converter according to a second embodiment of the present invention.

【図８】図７の結合軸のＣ−Ｃ線矢視方向断面構成を示
す断面図である。8 is a cross-sectional view showing a cross-sectional configuration of the coupling shaft of FIG. 7 taken along the line C-C.

【図９】本発明の荷重変換器に係る２つの曲げひずみ検
出孔の変形構成例を示す部分的な正面図である。FIG. 9 is a partial front view showing a modified configuration example of two bending strain detection holes according to the load converter of the present invention.

【図１０】剪断ひずみ検出型のひずみゲージを用いた従
来の計測方法に基づく荷重変換器に係る結合軸の平面図
である。FIG. 10 is a plan view of a coupling shaft according to a load converter based on a conventional measuring method using a strain gauge of shear strain detection type.

【図１１】図１０に示す結合軸のＤ−Ｄ線およびＥ−Ｅ
線矢視方向の共通の断面を示す断面図である。11 is a DD line and EE of the bond axis shown in FIG.
It is sectional drawing which shows the common cross section of a line arrow direction.

【図１２】図１０の結合軸の起歪部に作用する引張応力
および圧縮応力を説明するための作用説明図である。12 is an operation explanatory view for explaining a tensile stress and a compressive stress which act on the strain generating portion of the coupling shaft of FIG.

【図１３】図１０の結合軸の起歪部に係る変形構成例を
示す共通の断面構成を示す断面図である。13 is a cross-sectional view showing a common cross-sectional configuration showing a modified configuration example relating to the strain-flexing portion of the coupling shaft in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Ｓ１ 測定側の剛体部の連結端部 Ｓ２ 非測定側の剛体部の連結端部 １ 結合軸 Ｏ 軸線 ２ 第１群の嵌合部 ３、４ 第２群の嵌合部 ５、６ 小径部 ５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ 平行平面 ５ｃ、６ｃ 上方ビーム部（起歪部） ５ｄ、６ｄ 下方ビーム部（起歪部） ７、８ 曲げひずみ検出孔 １１ 中空凹部 １１ａ 小径円筒凹部 １２ リード線導出孔 １３ 潤滑油充填孔 １４ 潤滑油滲出孔 １４ａ 油滲出部材 １５ 捨て孔 １６ グリースニップル １７ 配線基板 １７ａ 接続端子手段 １８ 蓋部材 １８ａ ケーブル取出し孔 １９ パッキン部材 ２０ ケーブル ２１ 固定手段 ３０ 中間溝 Ｐ 引張力 ＳＧ１〜ＳＧ４ 第１〜第４のひずみゲージ ＳＧ５〜ＳＧ８ 第５〜第８のひずみゲージ S1 Connection end of the rigid part on the measurement side S2 Connection end of the rigid part on the non-measurement side 1 Coupling axis O Axis 2 Fitting part of the 1st group 3, 4 Fitting part of the 2nd group 5, 6 Small diameter part 5a 5b, 6a, 6b Parallel planes 5c, 6c Upper beam part (straining part) 5d, 6d Lower beam part (straining part) 7,8 Bending strain detection hole 11 Hollow recess 11a Small diameter cylindrical recess 12 Lead wire lead-out hole 13 Lubricating oil filling hole 14 Lubricating oil exuding hole 14a Oil exuding member 15 Discarding hole 16 Grease nipple 17 Wiring board 17a Connecting terminal means 18 Lid member 18a Cable extracting hole 19 Packing member 20 Cable 21 Fixing means 30 Intermediate groove P Tensile force SG1 to SG4 1st-4th strain gauge SG5-SG8 5th-8th strain gauge

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 測定側の連結部と非測定側の連結部との
間を、円形断面を有する１本の結合軸により所定方向に
相対回転可能に連結する方式の連結器に用いる荷重変換
器において、 前記測定側の連結部と固定的に結合する第１群の嵌合部
と、前記非測定側の連結部と相対回転可能に結合する第
２群の嵌合部とが、前記結合軸の軸芯方向において交互
に位置するような状態で形成され、 前記第１群の嵌合部と前記第２群の嵌合部との間に、前
記第１群および第２群の嵌合部の直径よりも小直径に設
定された小径部が設けられ、 この小径部の前記測定側の連結部における荷重印加方向
と直交する方向であって前記結合軸の軸芯と直交する方
向に、曲げひずみ検出孔が貫通的に穿設されることによ
って薄肉の起歪部が設けられ、 前記２つの連結部間に荷重が印加されたときに、この印
加荷重に起因して前記起歪部に発生する曲げ応力を検出
し得るひずみゲージが、前記曲げひずみ検出孔の内周面
にそれぞれ添着され、 この曲げひずみ検出用のひずみゲージからの検出出力に
基づいて前記結合軸に作用する剪断力を計測し得るよう
に構成したことを特徴とする荷重変換器。1. A load converter for use in a coupler in which a coupling portion on the measurement side and a coupling portion on the non-measurement side are coupled to each other by a single coupling shaft having a circular cross-section so as to be relatively rotatable in a predetermined direction. In, the first group of fitting portions that are fixedly coupled to the measurement-side coupling portion and the second group of coupling portions that are relatively rotatably coupled to the non-measurement-side coupling portion are the coupling shafts. Of the first group and the second group of fitting portions are formed between the fitting portions of the first group and the fitting portions of the second group. Is provided with a small diameter portion set to a diameter smaller than the diameter of, the bending direction in the direction orthogonal to the load applying direction in the connecting portion of the measurement side of the small diameter portion and orthogonal to the axis of the coupling shaft, A thin strain element is provided by penetrating the strain detecting hole, and the two connecting portions are provided. When a load is applied to, strain gauges capable of detecting the bending stress generated in the strain-causing part due to the applied load are attached to the inner peripheral surface of the bending strain detection hole, respectively. A load transducer configured to measure a shearing force acting on the coupling shaft based on a detection output from a strain gauge for detection. 【請求項２】 前記小径部に穿設された前記曲げひずみ
検出孔の存在によって、前記曲げひずみ検出孔を挟んで
対称的な個所に形成された前記起歪部の一方のビーム部
と他方のビーム部とが、前記結合軸の軸芯に対して互い
に平行になり、前記一方のビーム部および他方のビーム
部を挟む前記第１群の嵌合部および前記第２群の嵌合部
とをもってロバーバル機構を構成して成ることを特徴と
する請求項１に記載された荷重変換器。2. Due to the presence of the bending strain detecting hole formed in the small diameter portion, one beam portion and the other of the beam generating portion of the strain generating portion formed at symmetrical positions with the bending strain detecting hole interposed therebetween. A beam part and a fitting part of the first group and a fitting part of the second group that are parallel to each other with respect to the axis of the coupling shaft and sandwich the one beam part and the other beam part. The load converter according to claim 1, wherein the load converter comprises a Roberval mechanism. 【請求項３】 前記曲げひずみ検出孔の内周面であっ
て、且つ、前記一方のビーム部の両端部近傍個所および
前記他方のビーム部の両端部近傍個所に、前記曲げひず
み検出用のひずみゲージをそれぞれ添着するように構成
して成ることを特徴とする請求項２に記載された荷重変
換器。3. A strain for detecting the bending strain is provided on an inner peripheral surface of the bending strain detecting hole, and at a portion near both ends of the one beam portion and a portion near both ends of the other beam portion. The load converter according to claim 2, wherein the load transducers are configured to be attached to respective gauges. 【請求項４】 前記曲げひずみ検出孔の内周面に添着さ
れた前記各ひずみゲージのリード線を前記結合軸内に穿
設された前記ひずみ検出孔から外部に導出するためのリ
ード線導出孔を、その開口部が前記結合軸の一方の端面
に露出するような状態で前記結合軸の軸芯上に形成して
成ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記
載された荷重変換器。4. A lead wire lead-out hole for leading the lead wire of each of the strain gauges attached to the inner peripheral surface of the bending strain detection hole to the outside from the strain detection hole formed in the coupling shaft. The load according to any one of claims 1 to 3, wherein the opening is formed on the axis of the coupling shaft such that the opening is exposed at one end surface of the coupling shaft. converter. 【請求項５】 前記非測定側の連結部と相対回転可能に
結合する第２群の嵌合部の外周表面に潤滑油を供給する
ための潤滑油充填孔と、前記結合軸の軸芯に関して、こ
の潤滑油充填孔と剛性機能的に均衡させるための捨て穴
とを、それぞれの開口部が前記結合軸の一方の端面に露
出するような状態で前記結合軸の軸芯を挟んで等距離の
位置にそれぞれ形成して成ることを特徴とする請求項１
ないし３のいずれかに記載された荷重変換器。5. A lubricating oil filling hole for supplying lubricating oil to an outer peripheral surface of a second group of fitting portions that is rotatably coupled to the non-measurement side coupling portion, and an axial center of the coupling shaft. , The lubricating oil filling hole and a sacrificial hole for balancing rigidity and function are equidistant with the axis of the coupling shaft sandwiched so that each opening is exposed at one end face of the coupling shaft. 2. It is characterized in that it is formed at each position.
The load converter described in any one of 1 to 3.