JPH025251B2 - - Google Patents
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- JPH025251B2 JPH025251B2 JP57052940A JP5294082A JPH025251B2 JP H025251 B2 JPH025251 B2 JP H025251B2 JP 57052940 A JP57052940 A JP 57052940A JP 5294082 A JP5294082 A JP 5294082A JP H025251 B2 JPH025251 B2 JP H025251B2
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2206—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
- G01L1/2218—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being of the column type, e.g. cylindric, adapted for measuring a force along a single direction
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/02—Measuring force or stress, in general by hydraulic or pneumatic means
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- Measurement Of Force In General (AREA)
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、検出ブロツク部に貫通孔を穿設し
て、その貫通孔の上下の孔面と検出ブロツク部の
上下の面との間に変形容易な平衡薄肉構造部分を
形成した圧力変換器に関する。
て、その貫通孔の上下の孔面と検出ブロツク部の
上下の面との間に変形容易な平衡薄肉構造部分を
形成した圧力変換器に関する。
ぜい弱な地盤でシールド掘進機を用いて屈伸土
量と排出土量とを平衡させつつトンネルを掘る
際、掘進機の回転カツタで掘削した土砂をバルク
ヘツドで仕切つたチヤンバ内に充満させ、そのチ
ヤンバ内土圧が切羽を安定に保つ切端静止土圧か
否か検出が行なわれるが、このような用途に供さ
れる土圧計は小石などの存在によつて集中的な偏
心荷重を受けたときでも常に正しい平均応力を出
力できるものでなければならない。同様なこと
は、サイロの設計や管理のため、サイロ内面に加
わる力の状態を解明する場合等々、各種の技術分
野でも渇望されている。かかる要請に答えること
がきる荷重変換器の構造としては、下記の如き構
成が従来公知である。すなわち、第１は特開昭54
−12416号公報に開示の如く、検出ブロツクに断
面四角の貫通孔を穿設することで平行平板構造部
分を構成するものであり、第２は昭和56年10月20
日日本機械学会の開催する第59期全国大会講演論
文前刷p.51〜58に示されているように、平行平板
構造を断面四角の貫通孔で構成する製作上の不便
に鑑み、四角孔に代えて、二つの小さい丸穴間を
切除連結した貫通孔となすものであつて、製作が
極めて容易であるばかりでなく、平行平板構造の
機能と等価な機能を奏せしめることができる。後
者については特願昭56−188126号として出願済み
であるが、該特許出願に記載の一実施例を第１図
に転記し、これについて簡単に説明すると、門形
形状をなす検出ブロツク部１ｂには、その長手方
向に直交する向きに小さな丸穴３，３を上下にあ
け且つ両丸穴３，３間を連通穴４で連絡した貫通
孔２，２を逆ハの字状に穿設し、こうして二つの
貫通孔２，２に挾まれた検出ブロツク部１ｂの中
間にある受圧部分５と、その両側にある保持部分
６とを、上記した上下の丸穴３，３が対峙する検
出ブロツク部１ｂ上下の面との間に形成された上
下の平行薄肉構造部分７，７で連接し、また受圧
部分５の上方に受圧板部１ａを、保持部分６の下
方に両持梁状に保持する環状の基部１ｃをそれぞ
れ一体形成し、基部１ｃには開口部８を形成して
いた。いま受圧板部１ａに軸方向の荷重がかかつ
たとすると、検出ブロツク部１ｂ中間の受圧部分
５は重心を平行移動する形で上下に変位するか
ら、下方に変位検出手段や力の検出手段を設ける
ことにより、その際の変位や力を知ることができ
るほか、湾曲する平行薄肉構造部分７にはそれぞ
れ圧縮と引張の歪を生ずるから、四個の歪ゲージ
を貼りつけてホイツトストンブリツジを組むこと
で歪出力を得られる。
量と排出土量とを平衡させつつトンネルを掘る
際、掘進機の回転カツタで掘削した土砂をバルク
ヘツドで仕切つたチヤンバ内に充満させ、そのチ
ヤンバ内土圧が切羽を安定に保つ切端静止土圧か
否か検出が行なわれるが、このような用途に供さ
れる土圧計は小石などの存在によつて集中的な偏
心荷重を受けたときでも常に正しい平均応力を出
力できるものでなければならない。同様なこと
は、サイロの設計や管理のため、サイロ内面に加
わる力の状態を解明する場合等々、各種の技術分
野でも渇望されている。かかる要請に答えること
がきる荷重変換器の構造としては、下記の如き構
成が従来公知である。すなわち、第１は特開昭54
−12416号公報に開示の如く、検出ブロツクに断
面四角の貫通孔を穿設することで平行平板構造部
分を構成するものであり、第２は昭和56年10月20
日日本機械学会の開催する第59期全国大会講演論
文前刷p.51〜58に示されているように、平行平板
構造を断面四角の貫通孔で構成する製作上の不便
に鑑み、四角孔に代えて、二つの小さい丸穴間を
切除連結した貫通孔となすものであつて、製作が
極めて容易であるばかりでなく、平行平板構造の
機能と等価な機能を奏せしめることができる。後
者については特願昭56−188126号として出願済み
であるが、該特許出願に記載の一実施例を第１図
に転記し、これについて簡単に説明すると、門形
形状をなす検出ブロツク部１ｂには、その長手方
向に直交する向きに小さな丸穴３，３を上下にあ
け且つ両丸穴３，３間を連通穴４で連絡した貫通
孔２，２を逆ハの字状に穿設し、こうして二つの
貫通孔２，２に挾まれた検出ブロツク部１ｂの中
間にある受圧部分５と、その両側にある保持部分
６とを、上記した上下の丸穴３，３が対峙する検
出ブロツク部１ｂ上下の面との間に形成された上
下の平行薄肉構造部分７，７で連接し、また受圧
部分５の上方に受圧板部１ａを、保持部分６の下
方に両持梁状に保持する環状の基部１ｃをそれぞ
れ一体形成し、基部１ｃには開口部８を形成して
いた。いま受圧板部１ａに軸方向の荷重がかかつ
たとすると、検出ブロツク部１ｂ中間の受圧部分
５は重心を平行移動する形で上下に変位するか
ら、下方に変位検出手段や力の検出手段を設ける
ことにより、その際の変位や力を知ることができ
るほか、湾曲する平行薄肉構造部分７にはそれぞ
れ圧縮と引張の歪を生ずるから、四個の歪ゲージ
を貼りつけてホイツトストンブリツジを組むこと
で歪出力を得られる。
しかし、上下４個所の平行薄肉構造部分は何れ
もが同じ方向に向く構成のために、荷重の方向が
これと同じか或いは直交するかの別で、その特性
や得られた結果に相異を生じさせ勝ちであつた。
この点は一文字状の検出ブロツク部１ｂを十文字
状に構成することによつて改善することは可能で
あるが、何れも検出ブロツク部１ｂの基部１ｃと
の間に開口部８を生ずるため、環状の基部１ｃの
内側に液体を封じ込み液圧に変換して検出すると
か不活性ガス封入の防爆型ターミナルボツクスと
したくても、その侭ではできないといつた不便を
伴つた。
もが同じ方向に向く構成のために、荷重の方向が
これと同じか或いは直交するかの別で、その特性
や得られた結果に相異を生じさせ勝ちであつた。
この点は一文字状の検出ブロツク部１ｂを十文字
状に構成することによつて改善することは可能で
あるが、何れも検出ブロツク部１ｂの基部１ｃと
の間に開口部８を生ずるため、環状の基部１ｃの
内側に液体を封じ込み液圧に変換して検出すると
か不活性ガス封入の防爆型ターミナルボツクスと
したくても、その侭ではできないといつた不便を
伴つた。
本発明の目的は上記した欠点を解消することが
できる荷重変換器を提供することにある。この目
的を達成するために、本発明は、検出ブロツク部
の二方向からそれぞれ二つの貫通孔を互いに交叉
する如く穿設し、これ等の貫通孔で囲まれた中央
の受け圧部分と該部分を囲繞する周囲の保持部分
とは各貫通孔の上下の孔面と検出ブロツク部の上
下の面との間に連続して形成される上下の平行薄
肉構造部分で接続するところにその特徴がある
が、本発明を図面に示す実施例によつて説明する
と、つぎのとおりである。
できる荷重変換器を提供することにある。この目
的を達成するために、本発明は、検出ブロツク部
の二方向からそれぞれ二つの貫通孔を互いに交叉
する如く穿設し、これ等の貫通孔で囲まれた中央
の受け圧部分と該部分を囲繞する周囲の保持部分
とは各貫通孔の上下の孔面と検出ブロツク部の上
下の面との間に連続して形成される上下の平行薄
肉構造部分で接続するところにその特徴がある
が、本発明を図面に示す実施例によつて説明する
と、つぎのとおりである。
第１図との対比をし易くした本発明の一実施例
を示した第２図において、円柱状の検出ブロツク
部１ｂには、その二方向からそれぞれ二つの貫通
孔２，２を交叉させて穿設している。このため、
第１図では単一の方向だつた貫通孔の向きはほぼ
直交する二つの向きとなつているし、同じことは
検出ブロツク部１ｂの受圧部分５と保持部分６と
を上下で連接する平行薄肉構造部分７，７につい
てもいえ、第１図では単に並列していたものが、
第２図では角形に連続する。このほか第２図では
第１図の開口部８相当のものがなくなつている。
かかる穿孔切削加工は格別の技術を要する迄もな
く充分な精度でもつて行なえる点については多言
をまたない。
を示した第２図において、円柱状の検出ブロツク
部１ｂには、その二方向からそれぞれ二つの貫通
孔２，２を交叉させて穿設している。このため、
第１図では単一の方向だつた貫通孔の向きはほぼ
直交する二つの向きとなつているし、同じことは
検出ブロツク部１ｂの受圧部分５と保持部分６と
を上下で連接する平行薄肉構造部分７，７につい
てもいえ、第１図では単に並列していたものが、
第２図では角形に連続する。このほか第２図では
第１図の開口部８相当のものがなくなつている。
かかる穿孔切削加工は格別の技術を要する迄もな
く充分な精度でもつて行なえる点については多言
をまたない。
第２図の交叉する四つの貫通孔２，２，…によ
つて得られる孔部だけを抜き出して第３図に示し
たが、貫通孔２の断面形状としては決して図示の
ものに限定されるものではなく、例えば連通穴４
は二つの丸穴３，３を結ぶ中心線と合致させて設
けたり、かような溝の代りに複数の丸穴の一部重
畳した連続孔としたりしてもよく、更には単一の
丸穴をもつて貫通孔２とすることもできる。また
四つの貫通孔２，２，…によつて囲まれる中央の
受圧部分５の形状についても、あたかも下がすぼ
まつた四角錐状のものとして示しているが、四つ
の貫通孔２，２，…を垂直としたとき得られる四
角柱状のものでもよい。尚、受圧板部分１ａは、
本器が荷重計用として使用されるならば、これに
適合したネジ棒状とするといつたように、用途に
応じて適宜の変更を施すことができる。
つて得られる孔部だけを抜き出して第３図に示し
たが、貫通孔２の断面形状としては決して図示の
ものに限定されるものではなく、例えば連通穴４
は二つの丸穴３，３を結ぶ中心線と合致させて設
けたり、かような溝の代りに複数の丸穴の一部重
畳した連続孔としたりしてもよく、更には単一の
丸穴をもつて貫通孔２とすることもできる。また
四つの貫通孔２，２，…によつて囲まれる中央の
受圧部分５の形状についても、あたかも下がすぼ
まつた四角錐状のものとして示しているが、四つ
の貫通孔２，２，…を垂直としたとき得られる四
角柱状のものでもよい。尚、受圧板部分１ａは、
本器が荷重計用として使用されるならば、これに
適合したネジ棒状とするといつたように、用途に
応じて適宜の変更を施すことができる。
第２図の構成に基づく実際の構造例を第４図に
示す。本例では受圧板部分１ａの側面とは或る間
隔を有するように保護筒９を基部１ｃ上に溶接
し、基部１ｃの鍔状に張出した個所に複数個のボ
ールト孔１０を穿設して本器を各種装置に装着可
能となし、また基部１ｃの底部にはリード線１１
の受１２と有する蓋１３をボールト１４によつて
取付ける。受圧板部分１ａの側面と保護筒９内面
との間隙は常温加硫型シリコンゴムの注入成型品
である柔かい弾性シール材１５でもつてシールす
ることにより、例えば圧力計として必須の線形性
や非履歴性を保証し、しかも確実なシールが可能
である。
示す。本例では受圧板部分１ａの側面とは或る間
隔を有するように保護筒９を基部１ｃ上に溶接
し、基部１ｃの鍔状に張出した個所に複数個のボ
ールト孔１０を穿設して本器を各種装置に装着可
能となし、また基部１ｃの底部にはリード線１１
の受１２と有する蓋１３をボールト１４によつて
取付ける。受圧板部分１ａの側面と保護筒９内面
との間隙は常温加硫型シリコンゴムの注入成型品
である柔かい弾性シール材１５でもつてシールす
ることにより、例えば圧力計として必須の線形性
や非履歴性を保証し、しかも確実なシールが可能
である。
検出ブロツク部１ｂと基部１ｃとの連接個所は
要すれば符号１６で示すように環状薄肉部とな
し、この変換器の構造体の変形が検出部に伝わら
ないようにしている。下側平行薄肉構造部分７の
歪を歪ゲージで検出する場合には、ホイツトスト
ンブリツジを組む四個の歪ゲージ１７を貼りつけ
ると、保持部分６側の歪ゲージには圧縮歪、受圧
部分５側の歪ゲージには引張り歪をそれぞれ検知
することができる。これらの歪ゲージ１７は端子
板１８を介してリード線１１の各線と接続する。
端子板１８は端子板保持部材１９によつて保持さ
れ、該部材１９はボールト２０によつて基部１ｃ
の内側座部に取付かる。
要すれば符号１６で示すように環状薄肉部とな
し、この変換器の構造体の変形が検出部に伝わら
ないようにしている。下側平行薄肉構造部分７の
歪を歪ゲージで検出する場合には、ホイツトスト
ンブリツジを組む四個の歪ゲージ１７を貼りつけ
ると、保持部分６側の歪ゲージには圧縮歪、受圧
部分５側の歪ゲージには引張り歪をそれぞれ検知
することができる。これらの歪ゲージ１７は端子
板１８を介してリード線１１の各線と接続する。
端子板１８は端子板保持部材１９によつて保持さ
れ、該部材１９はボールト２０によつて基部１ｃ
の内側座部に取付かる。
第５図にはその圧力方向較正曲線を示すが、線
形性は非常に良好であるし、ヒステリシスはほと
んどない。また第６図には偏心荷重特性を示して
いるが、荷重作用点の偏心度とは係わりなく歪出
力はほぼ一定の値を示している。
形性は非常に良好であるし、ヒステリシスはほと
んどない。また第６図には偏心荷重特性を示して
いるが、荷重作用点の偏心度とは係わりなく歪出
力はほぼ一定の値を示している。
第７図には、受圧板部１ａで受けた圧力を受圧
部分５に伝え、更に環状の基部１ｃの内側に封じ
込んだ液体２１に伝え、その液圧変動をブルドン
管２２により直示させた例を示している。
部分５に伝え、更に環状の基部１ｃの内側に封じ
込んだ液体２１に伝え、その液圧変動をブルドン
管２２により直示させた例を示している。
以上の説明から明らかなように、本発明は大量
生産に甚だ有効な製作の容易性を維持したまま、
特に偏心荷重特性を一段と向上させることができ
る。また検出ブロツク部１ｂの下方に仕切られた
室を作り、種々の変換素子を配したのちはそれら
を密閉して周囲の空間と隔離したり、液体を封じ
込んで液圧変換により検出したりすることができ
る点で甚だ優れている。
生産に甚だ有効な製作の容易性を維持したまま、
特に偏心荷重特性を一段と向上させることができ
る。また検出ブロツク部１ｂの下方に仕切られた
室を作り、種々の変換素子を配したのちはそれら
を密閉して周囲の空間と隔離したり、液体を封じ
込んで液圧変換により検出したりすることができ
る点で甚だ優れている。
第１図は本発明によらない場合の説明用斜視
図、第２図は本発明のよる場合の説明用斜視図、
第３図は第２図の交叉した貫通孔の孔部だけを抜
き出して示した図、第４図は第２図に基づく実際
の構造例を示す断面図、第５図と第６図はその圧
力方向較正曲線と偏心荷重特性を示す図、第７図
はブルドン管による直示を示す図である。 １ｂ……検出ブロツク部、２……貫通孔、３…
…丸穴、４……連通孔、５……受圧部分、６……
保持部分、７……平行薄肉構造部分。
図、第２図は本発明のよる場合の説明用斜視図、
第３図は第２図の交叉した貫通孔の孔部だけを抜
き出して示した図、第４図は第２図に基づく実際
の構造例を示す断面図、第５図と第６図はその圧
力方向較正曲線と偏心荷重特性を示す図、第７図
はブルドン管による直示を示す図である。 １ｂ……検出ブロツク部、２……貫通孔、３…
…丸穴、４……連通孔、５……受圧部分、６……
保持部分、７……平行薄肉構造部分。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 検出ブロツク部の二方向からそれぞれ二つの
貫通孔を互いに交叉する如く穿設し、これ等の貫
通孔で囲まれた中央の受け圧部分と該部分を囲繞
する周囲の保持部分とは各貫通孔の上下の孔面と
検出ブロツク部の上下の面との間に形成される上
下の平行薄肉構造部分で連接したことを特徴とす
る圧力変換器。 ２ 貫通孔は二つの小さな丸穴を連ぐ連通孔とか
らなる特許請求の範囲第１項記載の圧力変換器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57052940A JPS58169042A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 圧力変換器 |
| US06/479,075 US4491028A (en) | 1982-03-31 | 1983-03-25 | Pressure transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57052940A JPS58169042A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 圧力変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58169042A JPS58169042A (ja) | 1983-10-05 |
| JPH025251B2 true JPH025251B2 (ja) | 1990-02-01 |
Family
ID=12928859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57052940A Granted JPS58169042A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 圧力変換器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4491028A (ja) |
| JP (1) | JPS58169042A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114034427A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-02-11 | 长沙理工大学 | 一种土压力多点分布测试装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5111702A (en) * | 1990-06-22 | 1992-05-12 | Hottinger Baldwin Measurements, Inc. | Torsion ring transducer |
| DE19859992B4 (de) * | 1998-12-23 | 2013-12-12 | Mettler-Toledo Ag | Kraftmeßvorrichtung, insbesondere Wägezelle I |
| CN105300570B (zh) * | 2015-11-20 | 2018-02-27 | 深圳大学 | 零应变土压力传感器 |
| CN112629735B (zh) * | 2020-12-10 | 2022-11-29 | 西南交通大学 | 用于模型试验的三向土压力测量装置及其使用方法 |
| CN115370378B (zh) * | 2022-09-02 | 2024-12-03 | 浙江福仑德重工有限公司 | 一种盾构机前盾堆积土隔离板 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2472047A (en) * | 1946-03-14 | 1949-05-31 | Baldwin Locomotive Works | Electrical load weighing apparatus |
| US2934092A (en) * | 1956-05-29 | 1960-04-26 | British Overseas Airways Corp | Load cell for weighing machines |
| US3309921A (en) * | 1964-02-14 | 1967-03-21 | Toroid Corp | Solid block transducer |
| JPS5930205B2 (ja) * | 1978-03-20 | 1984-07-25 | 健児 千々岩 | 圧力変換器 |
-
1982
- 1982-03-31 JP JP57052940A patent/JPS58169042A/ja active Granted
-
1983
- 1983-03-25 US US06/479,075 patent/US4491028A/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| CN114034427A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-02-11 | 长沙理工大学 | 一种土压力多点分布测试装置 |
| CN114034427B (zh) * | 2021-10-21 | 2024-03-26 | 长沙理工大学 | 一种土压力多点分布测试装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4491028A (en) | 1985-01-01 |
| JPS58169042A (ja) | 1983-10-05 |
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