JPH0139542B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、主として棒状の屈曲体を備え、気密
なカバーで外界の影響から保護され、測定すべき
力をその一部に加え得る、伸張計測条帯の形態を
した電気機械的変換素子を少くとも１箇有する、
特り計量器等用の電気機械的屈曲力計測器に関す
るものである。

公知のこの種の屈曲力計測器においては、カバ
ーを蛇腹または薄膜で構成している（米国特許第
3554026号）。蛇腹を使用する場合には、屈曲体全
体を収容する必要上直径が大きくなり、面慣性モ
ーメント、したつて測定すべき伸張度にも影響を
与えることになる。薄膜の場合は、例えば伸張計
測条帯に直接取付けたり、その近くに取付けるの
であるが、望ましくない非直線的影響を測定結果
に及ぼす。蛇腹や薄膜のカバーの場合には、さら
に、屈曲体と違つた熱膨張係数を有するため異な
つた対温度挙動をとり、測定結果に望ましくない
誤差を与えることもある。この種の障害的効果
は、特に比較的低荷重用の、20Kg以下の計測用の
棒状屈曲力計測器において、正確な計測を負に傾
けるような結果をもたらすものである。またさら
に、これら公知のカバーは製作費が高価となる。

本発明の課題は、カバーが実際上測定結果に何
等の影響を及ぼさないように電気機械的屈曲力計
測器を構成すると共に、それをそのようなカバー
で気密に封鎖することにある。

このような課題は、本発明による以下の方法に
よつて解決されるものである。すなわち、１個ま
たは数個の伸張計測条帯を屈曲体の溝状空洞内に
配置し、屈曲体の少くとも伸張計測条帯の存在す
る部分の断面を、屈曲中立部位もしくはその近辺
に設置した膜により伸張計測条帯が気密にカバー
されている如く形成せしめるものである。

以下、本発明につ図面を参照し実施例に基づい
て詳述する。

第１図乃至第３図に示した電気機械的屈曲力計
測器は棒状の屈曲体１を包含しており、この屈曲
体１は固定支持台２に一方の端が螺子３によつて
片持ち固定されており、この屈曲体１は固定支持
台２に一方の端が螺子３によつて片持ち固定され
ており、他方の自由端に測定すべき力Ｐの荷重が
加えられるものである。屈曲体１は、第３図で最
も明らかなような特殊の断面形状を有している。
図示の様に、屈曲体１の中心線に沿つて長さ方向
に、本質的な長さにわたつて伸びる、段のついた
溝状の空洞４が設けられている。その底壁５は、
この屈曲体１の残部分よりも高く聳えた高部６の
内部にある。高部６の横側に、２本のフランジ部
７，８が、同じく屈曲体１の長さの方向に走つて
いる。図示した実施例では屈曲体１の中央部分に
のみ走つている溝状空洞４は、屈曲体の全長に及
んで構成せしめることもできる。この場合には、
溝はその屈曲体の両端部を、別な封鎖物で周知の
方法によつて封鎖しなければならない。

図示した実施例では下方に向つて開口した溝状
空洞４の底壁５には、２箇の伸張計測条帯９，１
１が固定されている。これらの伸張計測条帯９，
１１は、それ自身公知の方法で相互に結線されて
おり、第１図には略図的に示したのみであるが、
これらの伸張計測条帯を結ぶ測定電線１２は気密
充填材１３を通つて周知の方法で屈曲体１から外
部に導かれている。測定電線１２は常法により評
価装置に結線される。

測定すべき力Ｐによつて屈曲体１に荷重がかか
ると、屈曲体１は屈曲し、伸張計測条帯９，１１
は相応した機械的負荷を受けるので、その負荷を
常法により測定して力Ｐの大きさを出すものであ
る。

特に第３図に示した如く、溝状の空洞４は環状
に走る肩部あるいは段１４を有している。第１図
乃至第３図で下方に向いたこの段１４の界面は、
屈曲体１の屈曲中立部位に位置せしめてあるの
で、屈曲体１が曲げられても、実際的には何等の
伸張または圧縮も受けない。この中立部位に位置
した段１４に、カバー膜１５を接着、蝋付け、ま
たは溶接し、内部に伸張計測条帯９，１１を蔵し
た小室を空洞内に気密に形成せしめ、外界の影響
から計測条帯９，１１を隔絶保護せしめてある。
膜１５もまた屈曲中立部位に位置することになる
ので、屈曲体１およびそれに固定した伸張計測条
帯９，１１の屈曲挙動には事実上影響を及ぼさな
いものとなる。

カバー膜１５は、同じ熱挙動特性を有せしめる
という観点から、好ましくは屈曲体１と同一の素
材、特に金属製が好ましい。必要あれば、さら
に、膜１５で気密に保たれた伸張計測条帯９，１
１を含む小室には、不活性の保護ガスを封入して
も良い。また、この膜１５で気密に保たれた小室
に、例えば電気抵抗体で構成した零点調節平衝素
子をも同時に封入すれば、これまた膜１５により
外界の影響から保護できる。このような膜１５で
カバーされた室における平衝素子の構成は、本発
明の後述の実施例として述べるところの、伸張計
測条帯がブリツジ回路の一部を形成し、平衝素子
でブリツジの零点を調整を行わしめるような場合
に特に有利である。曲げ応力に対する障害的影響
をできる限り排除するために、カバー膜１５はま
たできる限り薄く、できる限り小さな弾性モジユ
ールを有するものであるべきである。

第４図乃至第６図は、第１図乃至第３図によつ
て製作された屈曲体を２組使用した、いわゆるパ
ラレログラム屈曲力計測器である。２組の屈曲体
の個々は、好ましくはやはり金属製の棒状屈曲体
４１から、ボーリング孔またはフライス孔４２，
４３を削出して仕上げたものである。これらのボ
ーリング孔またはフライス孔を第６図に示してあ
る。この図で最も明らかなように、棒状屈曲体４
１の上側と下側に、第１図乃至第３図の空洞４に
相当する、長さ方向のフライス加工による溝状空
洞４４，４５が設けてある。すなわち、ボーリン
グまたはフライス加工による空洞４２，４３の部
分での屈曲体４１の断面を示した第６図による断
面図は、本質的には第３図に示した屈曲体１の断
面図に相当するものであるが、第４図乃至第６図
では２個の屈曲体が屈曲体４１の体幹部で相互に
一体となつているものである。第４図で最も明ら
かなように、溝状空洞４４，４５とボーリング孔
またはフライス孔４２，４３との間の壁は最も薄
くなつており、この部分が関接的部分になつて屈
曲体４１の値の部分全体のパラレログラム的動き
を可能ならしめるものである。この、薄い部分に
伸張計測条帯４６，４７および４８，４９が装着
されており、測定すべき力Ｐにより屈曲体４１が
荷重を受けた時、機械的負荷を受け、これを電気
信号に変えて評価回路に送るものである。伸張計
測条帯４６，４７，４８，４９はやはり周知の方
法で相互に結線され（図示はしてない）、ブリツ
ジ回路と連絡している。測定電線１２は、例えば
ガラス充填材５１を通して外部に取出される。

第１図乃至第３図の実施例と同様に、この場合
にもまた、屈曲体４１の上側と下側のフライス孔
４２，４３の中の段付き溝状空洞４４，４５はそ
れぞれカバー膜５２，５３によつて屈曲中立位置
で密閉され、伸張計測条帯４６，４７，４８，４
９を外界、特に湿気から気密に守るようになつて
いる。

この場合、カバー膜５２，５３は、６―６線に
沿つた断面のみが屈曲中立位置になつているので
あるが、変換素子である伸張計測条帯４６，４
７，４８，４９は比較的細く形成できること、お
よび上述の関節的に動く薄い部分以外での伸張が
極めて少ないことにより、測定値に及ぼす障害影
響は全く生じない。

さらに、屈曲力計測器の別な実施例として、第
７図乃至第１０図に屈曲体７１を示した。この屈
曲体７１の断面は、第１図乃至第３図に示した屈
曲体１と本質的には同じである。下側に開口した
溝状空洞７３の底壁７２には、測定電線１２で結
線された４個の伸張計測条帯７４，７５，７６，
７７が固定されている。この第７図乃至第１０図
の実施例の場合、４箇の伸張計測条帯で簡単なブ
リツジ回路を形成せしめる目的で、屈曲体７１に
正と負の伸張（伸張と圧縮）部分を生成させるた
め、測定すべき力Ｐは屈曲体に直接的ではなく、
反撥性を有する力の伝達腕部７８（「反撥性腕
部」）にもたらされる。これは屈曲体７１の自由
な端部に螺子７９で取付けれている。伸張εは、
屈曲体７１の有効長ｌについて第９図に示した如
く変化する。第７図乃至第９図の左側についての
部分は圧縮（負の伸張ε）を生じ、ｌ／２点から
腕部７８の受軸部分までは（正の）伸張εを生じ
る。この種の正負の伸張部分を持つ屈曲力計測器
は、例えば米国特許第3341796号ですでに周知で
ある。

溝状空洞７３の底部に設置されている伸張計測
条帯７４，７５，７６，７７を外気影響から気密
に遮断するため、以前に述べた実施例におけると
同様に、溝状空洞７３の屈曲中立位置にある段８
１上に薄いカバー膜８２を例えば接着によつて取
付ける。その結果、膜８２もまた屈曲体７１の実
際上の中立位置となり、その屈曲挙動が影響を及
ぼさなくなる。

カバー膜は屈曲体７１の全有効長ｌにわたつて
伸びている。第７図乃至第１０図に示したよう
に、溝７３が屈曲体７１の端部にまで突抜けて、
換言すれば開いて形成されている場合には、その
端部にて溝とカバー膜の間隙に一般の充填材等を
挿入するなどして別に封鎖しておく必要がある。
その替りに、第１図乃至第３図で示した実施例の
如く、溝を屈曲体１の中間部分にだけ延ばしてお
き、両端は始めから閉じておくこともできる。

さらに、第８図と第１０図に見られる如く、屈
曲体７１の屈曲特性の改善のため、溝の開口を挾
む両側上面に削取部８３，８４，８５，８６を設
けることができる。特に第７図、第８図、第１０
図参照。

上述した如く、変換素子（伸張計測条帯）と一
緒に平衝素子をもカバー膜で気密に保つた小室に
封入しておくと有利であるが、本発明による別の
実施態様においては、これらの被カバー素子の全
体または一部をカバー膜の外に置いたり、あるい
はカバー膜を初めは計測条帯の上だけに留めてお
き、引続いて平衡達成後さらに平衡素子をカバー
するようにすることも有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による屈曲体の部分断面略示側
面図、第２図は第１図の屈曲体の矢印Ａの方向か
ら見た下面図、第３図は第１図の線３―３に沿つ
た拡大断面図、第４図はパラレログラム屈曲体の
部分断面側面図、第５図は第４図の屈曲体の上面
図、第６図は第４図の線６―６に沿つた断面図、
第７図は反撥性力伝達腕部付きの屈曲力計測器、
第８図は力伝達腕部を除いた第７図の屈曲力計測
器の上面図、第９図は第７図及び第８図による屈
曲力計測器の長さ方向の伸張度変化のグラフ、第
１０図は第７図の線１０―１０に沿つた拡大断面
図である。 １…屈曲体、４…溝状空洞、７，８…フランジ
部、９，１１…伸張計測条帯、１４…段、１５…
カバー膜、４１…屈曲体、４２，４３…孔、４
４，４５…溝状空洞、４６，４７，４８，４９…
伸張計測条帯、５２，５３…カバー膜、７１…屈
曲体、７３…溝状空洞、７４，７５，７６，７７
…伸張計測条帯、７８…腕部、８１…段、８２…
カバー膜、Ｐ…被測定力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主として棒状の屈曲体を備え、気密なカバー
   で外界の影響から保護され、測定すべき力をその
   一部に加え得る、伸張計測条帯の形態をした電気
   機械的変換素子を少なくとも１箇有する、計量器
   等用の電気機械的屈曲力計測器において、１箇ま
   たは数個の伸張計測条帯９，１１を屈曲体１の溝
   状空洞４内に配置し、屈曲体の少くとも伸張計測
   条帯９，１１の存在す部分の断面を屈曲中立部位
   もしくはその近辺に設置した膜１５により伸張計
   測条帯が気密にカバーされている如く形成せしめ
   ることを特徴とす屈曲力計測器。 ２ 溝状空洞４４，４５に配置された伸張計測条
   帯４６，４７，４８，４９と屈曲中立部位に配置
   されたカバー膜５２，５３とを有する２つの本質
   的に棒状の屈曲体が、パラレログラム屈曲力計測
   器として結合していことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の屈曲力計測器。 ３ 溝状空洞７３に配置した伸張計測条帯７４，
   ７５，７６，７７と屈曲中立部位に位置したカバ
   ー膜８２とを有する屈曲体７１が、正と負の伸張
   部分を持つよう反撥性腕部７８で被測定力Ｐの荷
   重を受けることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の屈曲力計測器。 ４ カバー膜１５；５２，５３；８２が屈曲体
   １，４１，７１と同じ材料から構成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項
   のいずれか１項に記載の屈曲力計測器。 ５ 屈曲体１，４１，７１とカバー膜１５；５
   ２，５３；８２が金属製であることを特徴とする
   特許請求の範囲第４項に記載の屈曲力計測器。 ６ 屈曲体１，４１，７１が段状断面を有し、カ
   バー膜１５；５２，５３；８２が平らな段１４上
   で屈曲体と気密に接着または蝋付け、または溶接
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項乃至第５項のいずれか１項に記載の屈曲力計測
   器。 ７ カバー膜１５；５２，５３；８２によつて気
   密に封鎖した空洞４；４４，４５；７３に保護性
   気体を封入してあることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項乃至第６項のいずれか１項に記載の屈
   曲力計測器。 ８ 伸張計測条帯４６，４７，４８，４９；７
   ４，７５，７６，７７に連結するブリツジ回路用
   の零点調節平衝素子も、カバー膜５２，５３；８
   ２で気密に封鎖した空洞４４，４５；７３内に配
   置してあることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項乃至第７項のいずれか１項に記載の屈曲力計測
   器。