JPS59501920A - 細長いシヤフト状物体の荷重を測定する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、細長いシャフト状物体の荷重、特に、シャフトの荷重を測定する方法 、とりわけ、ひずみに原因した力を測定する方法に係る。引っ張り力と圧縮力は もとより、シャフトに作用するたわみ力を測定する必要がおる。本方法は、シャ フトに荷重がかかつている間、当該シャフトの荷重を連続的に測定し、この荷重 を表示できるようにしている。又、本発明は、記載の方法を実施する装置にも係 る。

今まで、荷重のかかつているシャフトから実際に荷重を測定する、荷重の測定と その記録を連続的に行なえるようにした単純で有効な方法がなかった。本発明に よシ、非磁化材料をシャフト状物体に設け、荷重によってシャフトに起きる変化 をセンサで検知すれば、磁化材料で作った細長いシャフト状物体のひずみを非常 に簡単に測定できることが判明した。このために、軸線方向外側に延びる環状層 をシャフト状物体に設けである。この環状層は、空隙として作られている。単純 化するために、環状凹所が、シャフト状物体の一方の端に設けられ、軸線方向外 側に延びている。

シャフト状物体が、環状凹所を設けるのに困難な寸法であれば、シャフト状物体 に軸孔を設け、との軸孔内にロッドを挿入し、このロッドが、そのまま残してお く空隙を除いて軸孔を塞いでもよい。

空隙の変化を測定するために、磁界が空隙に近接して形成されており、この磁界 の強さは、空隙の厚みの関数として変化する。次いで、磁界の変化はセンサによ ってモニタされる。

記載の方法を実施するために、装置が提案されている。

この装置は、シャフトの端部に配置された鉄リングを備え、シャフトは、軸線方 向に延びる環状空隙を備えている。前記鉄リングの内周に、永久磁石が配されて おり、これら永久磁石は、磁束の変化を表示するセンサと連絡している。適当な センサは、ホール効果センサでアリ、そのホール効果センサは空隙に近接して配 置される。これらセンサは、増幅器を介して、空隙の変化を荷重の関数として記 録し表示する表示ユニットに連絡している。

本発明の実態の概要を明らかにするために、本発明の好−！しい実施例を図解し て示す添付図面について説明する。

第１図は、測定装置を備えたシャフト状物体の軸方向断面図である。

第２図は、第１図の物体の正面図である。

第３図は、変更例である。

実施例によれば、荷重はシャフト１上で測定され、そのシャフトは、ベアリング ２を介して、所定愈の力を伝達するように構成した駆動ディスク３を支えている 。

シャフトの荷重を測定するために、環状凹所５がシャフトの軸線４に同軸的に設 けられておシ、この環状凹所は、荷重を与えている駆動ディスク３の中央面６に 向けて延びている。

環状凹所を設けたことで問題が起こるようなら、先ず、環状凹所５の外径りを持 つ通路を中央面６まで作シ、そして、ねじを持った小さい通路７を作る。この小 さい通路は、最初の通路の端壁から内側に延び、ロッド状部分８とねじ部９（第 ３図）とを備えたねじ付きロッドを受け入れる役目をしている。更に、このねじ 付きロッドは、環状凹所５を残している。

シャフト１の荷重を測定するのに、環状凹所５に発生する空隙の変化が測定され る。この役割を果たす測定装置は、鉄リング１０を備えておシ、その鉄リングの 外径は、シャフト１の直径に相当している。永久磁石１１が、リング１０の内周 の廻シに一様に配されている。実施例のケースでは、４箇のこうした磁石が設け られている。

各磁石の前にホール効果センサ１２が置かれておシ、当該センサは、環状凹所５ が形成した空隙に近接して配置されている〇 これらホール効果センサは、ハイ・キャリア移動度（ｈｉｇｈ　ｃａｒｒｉｅｒ 　ｍｏｂｉｌｉｔｙ　）　ｆ持ツ半導体ノ板体カラ成っている。前記板体を電流 が流れると、電圧に応じた磁界が、前記電流に直角にしかも現存する磁界に直角 に発生する。磁石１１が作）だす磁束は、空隙の変化によって影響を受ける。こ の磁束の変化によってホールセンサが応答し、１から１０ミクロンの大きさの空 気層の変化を、ホール効果センサが指示する。このホール効果センサは、表示ユ ニットを作動させる総合増幅器（図示せず）に連絡している。この表示ユニット は、荷重のノくターンに見合う曲線を表示する。これにより、発生している引つ 張シカ、圧縮力、及び、たわみ力を正確に測定することができる。

前述した方法と装置は、様々に変更できる。重要なことは、中間層に非磁化材料 を設けることであり、この層の変化を測定することである。記載の実施例の場合 、中間層は空隙であるが、この中間Ｍを合成材料で作ることもでき、或は、液体 の形態でもよい。この中間層のあらゆる変化が、いつでも磁束に変化を生じさせ るものでなくてはならず、この変化は、ホール効果センサによって読み取られる 。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔシャフト状物体に非磁化層を設け、荷重によって生じる前記層の変化をセンサ によって検知することを特徴とする細長いシャフト状物体の荷重を測定する方法 。 ２軸線方向外側へ延びる環状層がシャフト状物体に設けられていることを特徴と する請求の範囲第１項に記載の方法。 五空隙が環状層として設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項、又は 、第２項に記載の方法。 ４軸線方向外側に延びる環状凹所が、シャフト状物体の一方の端に設けられてい ることを特徴とする請求の範囲第１項、又は、第２項に記載の方法。 五軸孔がシャフト状物体に設けられ、との軸孔内にロッドが挿入され、とのロッ ドが、そのまま残しておく空隙を除いて軸孔を塞ぐことを特徴とする請求の範囲 第１項に記載の方法。 ＆磁界が空隙に近接して形成され、前記磁界の強さが前記空隙の厚みの関数とし て変化し、そして、磁界がセンサによってモニタされていることを特徴とする請 求の範囲第１項に記載の方法。 ２シヤフトの端に配置した鉄リングを有し、前記シャフトは、軸線方向に延びる 環状空隙を有し、永久磁石が、前記鉄リングの内周の廻りに配されておシ、しか も、前記永久磁石が、磁束の変化を表示するセンサと連絡していることを特徴と する請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の方法を実施するための装 置。 ａホール効果センサが、空隙に近接して配置されていることを特徴とする請求の 範囲第７項に記載の装置。 ９センサが、増幅器を介して表示ユニットに連絡していることを特徴とする請求 の範囲第７項、又は、第８項に記載の装置。