JP2730596B2 - Structural deformation detector - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、種々の機械、機構を構成する構造物に生じ
る変形を検出する構造物の変形検出器に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structural deformation detector for detecting deformation occurring in structures constituting various machines and mechanisms.
[従来の技術] 種々の機械にあつては、その機械を用いたときに生じ
る力の大きさを検出し、その検出値に基づいて当該機械
の制御を行ない、又は当該機械について種々の解析を行
なう手段が採用されている。以下、このような手段が採
用されているプレス機械を例示して説明する。[Related Art] For various machines, the magnitude of a force generated when the machine is used is detected, and the machine is controlled based on the detected value, or various analyzes are performed on the machine. A means of doing so is employed. Hereinafter, a press machine employing such means will be described as an example.
第10図はプレス機械の側面図である。図で、1は全体
が箱形に構成されたフレーム、2はフレーム1の底部に
固定された油圧シリンダ、3は油圧シリンダ2のピスト
ン、4は油圧シリンダ2の圧油、5はピストン3の端部
に結合された下厚板、6はフレーム1の上部に連結され
下厚板6と対向する上厚板である。7は下厚板5と上厚
板6との間に載置されるワークを示す。油圧シリンダ2
に圧油が供給されるとピストン3が上方に伸長し、これ
によりワーク7のプレスが行なわれる。FIG. 10 is a side view of the press machine. In the drawing, 1 is a frame having a box shape as a whole, 2 is a hydraulic cylinder fixed to the bottom of the frame 1, 3 is a piston of the hydraulic cylinder 2, 4 is hydraulic oil of the hydraulic cylinder 2, and 5 is a hydraulic oil of the piston 3. The lower plank 6 connected to the end is an upper plank connected to the upper part of the frame 1 and facing the lower plank 6. Reference numeral 7 denotes a work placed between the lower thick plate 5 and the upper thick plate 6. Hydraulic cylinder 2
When the pressurized oil is supplied, the piston 3 extends upward, whereby the work 7 is pressed.
ワーク7のプレスが行なわれたとき、下厚板5には上
向きの力、上厚板6には下向きの反力が生じ、これらの
力はフレーム1を通つて伝達される。その伝達経路の一
部が一点鎖線8で示されている。この力は図の左右が均
等であることはなく、それぞれの経路により大きさが異
なる。特にワークの形や置かれる位置によつては片荷の
状態となり、それに応じてフレームに左右不均等な変形
が生じる。プレス加工によつて前記の力が発生すると、
フレーム1に上記変形が生じ、この変形によつてワーク
7の加工寸法に微小な誤差を生じて加工精度が低下する
こととなるので、フレーム1の変形に基づいて補正を行
なえば、これにより加工精度の低下を防止することがで
きることになる。When the work 7 is pressed, an upward force is generated on the lower thick plate 5 and a downward reaction force is generated on the upper thick plate 6, and these forces are transmitted through the frame 1. A part of the transmission path is indicated by a chain line 8. This force is not equal on the left and right sides of the figure, and the magnitude differs depending on each path. In particular, depending on the shape of the work and the position where the work is placed, the load is unloaded, and accordingly, the frame is deformed unequally in the right and left directions. When the above-mentioned force is generated by press working,
The above-described deformation occurs in the frame 1, and this deformation causes a small error in the processing dimension of the work 7, thereby lowering the processing accuracy. Therefore, if the correction is performed based on the deformation of the frame 1, the processing is thereby performed. It is possible to prevent a decrease in accuracy.
このような力の大きさを知ることは、適正なプレスを
行なうための油圧シリンダ2の駆動制御に必要であるば
かりでなく、ワーク7を高精度で加工するためにも必要
である。Knowing the magnitude of such a force is necessary not only for drive control of the hydraulic cylinder 2 for performing appropriate pressing, but also for processing the work 7 with high accuracy.
従来、前記の力は油圧シリンダ2の油圧を測定するこ
とにより検出されていたが、これは間接的手段であるた
め、力の大きさを正確に知ることは出来ず、又、フレー
ム1の変形を知ることは不可能である。そこで、フレー
ム1の力の伝達経路8にひずみゲージを貼着することに
より直接力を検出する手段が採用されている。これらひ
ずみゲージが第10図に符号S1〜S4で示されている。この
ようにひずみゲージS1〜S4を用いることにより、力を直
接検出することができ、かつ、フレーム1の変形を知る
ことができる。なお、ひずみゲージS1,S2はフレーム1
の伸縮変形を、又、ひずみゲージS3,S4はフレーム1の
せん断変形を検出する。Conventionally, the above-mentioned force has been detected by measuring the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder 2. However, since this is an indirect means, the magnitude of the force cannot be accurately known. It is impossible to know. Therefore, means for directly detecting force by attaching a strain gauge to the force transmission path 8 of the frame 1 is employed. These strain gauges is shown at S 1 to S 4 in FIG. 10. By using this way a strain gauge S 1 to S 4, it is possible to detect a force directly, and can know the deformation of the frame 1. The strain gauges S 1 and S 2 are frame 1
And the strain gauges S 3 and S 4 detect the shear deformation of the frame 1.
このような力を検出する手段は、機械のみならず構造
物にも適用される。その適用例を第11図に示す。第11図
はホツパの側面図である。9はホツパ、10はホツパ9の
支持柱、11は台である。各支持柱10の適所にはひずみゲ
ージSが貼着されている。これらのひずみゲージSによ
り、ホツパおよびその収納物の重量による各支持柱10の
変形が検出され、その検出値に基づいて収納物の重量を
知ることができる。The means for detecting such a force is applied not only to a machine but also to a structure. An application example is shown in FIG. FIG. 11 is a side view of the hopper. 9 is a hopper, 10 is a supporting column of the hopper 9, and 11 is a table. A strain gauge S is attached to an appropriate position of each support column 10. With these strain gauges S, the deformation of each support column 10 due to the weight of the hopper and the stored item is detected, and the weight of the stored item can be known based on the detected value.
[発明が解決しようとする課題] ところで、上記従来の力検出手段においては、ひずみ
ゲージを変形を生じる構造物に直接貼着する手段が採用
されているため、ひずむゲージを適切に貼着するために
多くの手間と時間を要するばかりでなく、貼着後におい
て、その部分又は全面に剥離が生じるおそれもあり、安
定性と信頼性に欠けるという問題があつた。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, in the above-mentioned conventional force detecting means, since means for directly attaching a strain gauge to a structure causing deformation is adopted, it is necessary to appropriately attach a strain gauge. Not only requires much labor and time, but also there is a possibility that the part or the entire surface may be peeled off after sticking, resulting in a problem of lack of stability and reliability.
さらに、構造物に生じる変形は極めて微小であり、し
たがつてひずみゲージにおけるひずみ量も微小であつ
て、満足し得る精度の検出値を得ることはできなかつ
た。Furthermore, the deformation that occurs in the structure is extremely small, and therefore, the amount of strain in the strain gauge is also small, and it has not been possible to obtain a detection value with satisfactory accuracy.
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決
し、高い信頼性をもつて高精度の検出を行なうことがで
き、かつ、取付が容易である構造物の変形検出器を提供
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, and to provide a deformation detector for a structure that can perform high-precision detection with high reliability and that can be easily mounted. .
[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するため、本発明は、力が伝達され
る構造物表面に取付けられる固定部およびこの固定部か
ら延び出した延長部より成る第1のブロツクと、前記構
造物表面と同一表面に取付けられる固定部およびこの固
定部から延び出し前記第1のブロツクの延長部と対向す
る延長部より成る第2のブロツクと、前記第1のブロツ
クおよび前記第2のブロツクの各延長ブロツク間を弾性
的に結合する結合部材と、前記各延長部間に備えられこ
れら各延長部間の変位を検出する変位検出手段とで構造
物の変形検出器を構成したことを特徴とする。Means for Solving the Problems To achieve the above object, the present invention provides a first block comprising a fixed portion attached to a surface of a structure to which a force is transmitted and an extension extending from the fixed portion. A second block consisting of a fixed portion attached to the same surface as the surface of the structure and an extension extending from the fixed portion and facing the extension of the first block; the first block and the second block. A structural deformation detector is constituted by a connecting member for elastically connecting between the extension blocks of the second block and a displacement detecting means provided between the respective extension portions and detecting a displacement between the respective extension portions. It is characterized by the following.
さらに、本発明は、上記構成に加えて、前記各延長部
の少なくとも一方において前記変位検出手段の近辺に温
度検出手段を設けたことをも特徴とする。Furthermore, the present invention is characterized in that, in addition to the above-described configuration, at least one of the extension portions is provided with a temperature detecting means near the displacement detecting means.
[作用] 構造物に力が作用し、伸縮変形やせん断変形を生じる
と、第1のブロツクと第2のブロツクの各固定部間に当
該変形に応じた変位が生じる。この変位は互いに対向し
て配置されている第1のブロツクの延長部と第2のブロ
ツクの延長部との間に現れる。この変位は変位検出手段
により検出される。又、構造物表面に固定されないこと
により自由端を構成する各延長部において、その構造物
表面に対する垂直方向の動きは、結合部材により規制さ
れる。結合部材のこの働きにより、両延長部は検出しよ
うとする方向のみにずれ変形を生じることになり、変位
検出手段には所要の変形のみが与えられ、他方向の変形
は与えられないので高精度の検出が実現される。[Operation] When a force acts on the structure to cause expansion and contraction or shear deformation, a displacement corresponding to the deformation is generated between the fixed portions of the first block and the second block. This displacement appears between an extension of the first block and an extension of the second block located opposite each other. This displacement is detected by the displacement detecting means. In each extension that is not fixed to the surface of the structure to form a free end, the movement in the vertical direction with respect to the surface of the structure is restricted by the coupling member. Due to this action of the coupling member, the two extension portions are displaced and deformed only in the direction to be detected, and only the required deformation is given to the displacement detecting means, and the deformation in the other direction is not given. Is detected.
又、本発明の他の発明では、延長部の一方又は両方に
おいて、変位検出部近辺に温度検出手段を設けて構造物
の温度を検出し、温度により生じる変形の誤差を修正す
る。In another aspect of the present invention, a temperature detecting means is provided near one of the displacement detecting portions in one or both of the extended portions to detect the temperature of the structure, and correct a deformation error caused by the temperature.
[実施例] 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be described based on an illustrated example.
第1図(a),(b)は本発明の実施例に係る変形検
出器の平面図である。図で、1は第10図に示すフレーム
である。10は本実施例の変形検出器を示す。11は第1の
ブロツク体であり、フレーム1に固定され固定部11a、
固定部11aを固定するボルト11b1,11b2および固定部11a
からフレーム1の伸縮方向に延び出した延長部11cで構
成されている。又、12は第1のブロツク体11と対向して
設けられる第2のブロツク体であり、フレーム1に固定
される固定部12a、固定部12aを固定するボルト12b1,12
b2および固定部12aからフレーム1の伸縮方向に延び出
した延長部12cで構成されている。各延長部11c,12cは互
いに対向して平行に延びており、フレーム1に対して自
由端となつている。1 (a) and 1 (b) are plan views of a deformation detector according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is the frame shown in FIG. Reference numeral 10 denotes a deformation detector of the present embodiment. Reference numeral 11 denotes a first block body, which is fixed to the frame 1 and has fixed portions 11a,
Bolts 11b 1 , 11b 2 for fixing fixing part 11a and fixing part 11a
And an extension 11c extending from the frame 1 in the direction of expansion and contraction of the frame 1. Also, 12 is the second block member provided to face the first block body 11, the fixing portion 12a fixed to the frame 1, the bolts 12b 1, 12 for fixing the fixing portion 12a
b 2 and an extended portion 12 c extending from the fixed portion 12 a in the direction of expansion and contraction of the frame 1. The extension portions 11c and 12c extend in parallel to each other and are free ends with respect to the frame 1.
13a,13bは各延長部11c,12c間を上下で結合する薄板形
状の平板であり、互いに平行関係にある。平板13a,13b
はフレーム1の伸縮方向には容易に弾性変形するが、そ
の他の方向の力に対しては高い剛性を示す。14は延長部
11c,12c間に連結されたせん断板であり、その厚さは延
長部11c,12cの厚さより遥かに薄い板体が用いられる。1
5a,15bはせん断板14の表裏両面に貼着されたひずみゲー
ジであり、その伸縮により抵抗値が変化する。表裏4つ
のひずみゲージは図示しないブリツジ回路に構成され
る。Reference numerals 13a and 13b denote thin plate-shaped flat plates that connect the extension portions 11c and 12c vertically, and are in parallel with each other. Flat plates 13a, 13b
Is easily elastically deformed in the direction of expansion and contraction of the frame 1, but exhibits high rigidity against forces in other directions. 14 is the extension
It is a shear plate connected between 11c and 12c, and its thickness is much smaller than the thickness of the extension portions 11c and 12c. 1
Reference numerals 5a and 15b denote strain gauges adhered to the front and back surfaces of the shear plate 14, and the resistance value changes due to expansion and contraction. The four front and back strain gauges are configured in a bridge circuit (not shown).
このような構造において、第1図(b)に矢印で示す
ような力がフレーム1に伝達されると、フレーム1には
伸縮変形が生じ、各延長部11c,12c間に相対的なずれが
生じ、この結果、平板13a,13bおよびせん断板14が図示
のように変形する。なお、図では各変形の大きさが著し
く誇張されて描かれている。せん断板14の図示のような
変形により、ひずみゲージ15aに伸びが、又、ひずみゲ
ージ15bに縮みが生じ(裏面に貼着された各ひずみゲー
ジにも同様の伸縮が生じる)、これにより、前記ブリツ
ジ回路からは当該変形に比例した信号、ひいてはフレー
ム1に作用した力および伸縮変形に比例した信号が出力
される。In such a structure, when a force as indicated by an arrow in FIG. 1 (b) is transmitted to the frame 1, the frame 1 expands and contracts, and the relative displacement between the extension portions 11c and 12c is changed. As a result, the flat plates 13a and 13b and the shear plate 14 are deformed as shown. It should be noted that the size of each deformation is illustrated in a greatly exaggerated manner in the figure. Due to the deformation of the shear plate 14 as shown in the drawing, the strain gauge 15a is elongated, and the strain gauge 15b is contracted (similar expansion and contraction is also caused in each of the strain gauges attached to the back surface). The bridge circuit outputs a signal proportional to the deformation, and thus a signal proportional to the force applied to the frame 1 and the expansion and contraction deformation.
上記変形検出器10においては、フレーム1に生じた伸
縮変形は延長部11c,12c間のせん断板に拡大されたひず
みとして現れる。そのひずみ拡大率は、各固定部11a,12
aの固定点間の距離をh、各延長部11c,12c間の距離をl
とすると、h/lとなる。In the deformation detector 10, the expansion and contraction deformation generated in the frame 1 appears as an expanded strain on the shear plate between the extension portions 11c and 12c. The strain expansion rate is determined by the fixed parts 11a, 12
The distance between the fixed points of a is h, and the distance between each extension 11c and 12c is l
Then, it becomes h / l.
このように、本実施例では、フレームに2つのブロツ
クを固定し、これらブロツクの自由端である延長部を対
向させ、これら延長部間にせん断板を設け、このせん断
板にひずみゲージを貼着して変形を検出するようにした
ので、フレームに直接ひずむゲージを貼着する必要はな
く、変形検出器をフレームに取付けるだけでよいので、
取付容易であり、かつ、ひずみゲージをフレームに直接
貼着する場合に比較し、これに他の物体が接触するおそ
れが減少し、信頼性、安定性を増大せしめることができ
る。又、変形をせん断板にひずみとして拡大することが
できるので、より精度の高い検出が可能となる。さら
に、2つの延長部間に平板を設けたので、延長部のフレ
ームに垂直な方向の動きを規制することができ、検出精
度をより一層高くすることができる。As described above, in the present embodiment, two blocks are fixed to the frame, the extension portions which are free ends of the blocks are opposed to each other, a shear plate is provided between the extension portions, and a strain gauge is attached to the shear plate. Since it is designed to detect deformation, it is not necessary to attach a strain gauge directly to the frame, just attach the deformation detector to the frame,
As compared with the case where the strain gauge is directly attached to the frame, the possibility of contact with another object is reduced, and the reliability and stability can be increased. In addition, since the deformation can be expanded to the shear plate as strain, more accurate detection is possible. Furthermore, since the flat plate is provided between the two extension portions, the movement of the extension portions in the direction perpendicular to the frame can be restricted, and the detection accuracy can be further improved.
第2図(a)は第1図(a)に示す変形検出器の一具
体例の平面図、第2図(b)は第2図(a)に示す線II
b−IIbに沿う断面図である。各図で、第1図(a)に示
す部分と同一又は等価な部分には同一符号を付して説明
を省略する。この具体例では、第1のブロツク11、第2
のブロツク12、および平板13a,13bは1つの方形ブロツ
クをエンドミル加工することにより形成される。即ち、
エンドミルで方形ブロツクの一方端近くに右方向から穴
16aを形成することにより、第1のブロツク11の固定部1
1aと延長部11cが構成され、同じくエンドミルで方形ブ
ロツクの他方端近くに左方向から穴16bを形成すること
により、第2のブロツク12の固定部12aと延長部12cが構
成される。さらに、両延長部11c,12c間で、かつ、穴16
a,16bに接近した個所にエンドミルで穴17a,17bをあける
ことにより、平板13a,13bが構成される。最後に、穴17
a,17b間のブロツク体を表裏から所定の厚さに切削する
ことにより、せん断板14が構成される。なお、19はフレ
ーム1と変形検出器との間に敷かれたシリコンゴム板を
示す。各穴16a,16b,17a,17bおよび延長部11c,12cとシリ
コンゴム板19との間には、伝熱性シリコンゴムが充填さ
れている。18a,18bはせん断板14の近くの延長部11c,12c
の壁面に貼着された温度ゲージである。2 (a) is a plan view of a specific example of the deformation detector shown in FIG. 1 (a), and FIG. 2 (b) is a line II shown in FIG. 2 (a).
It is sectional drawing in alignment with b-IIb. In each figure, the same or equivalent parts as those shown in FIG. In this example, the first block 11 and the second block 11
Block 12 and flat plates 13a and 13b are formed by end milling one rectangular block. That is,
A hole from the right side near one end of the square block with an end mill
By forming 16a, the fixing portion 1 of the first block 11 is formed.
1a and an extension 11c are formed. Similarly, a hole 16b is formed from the left side near the other end of the square block by an end mill, thereby forming a fixed portion 12a and an extension 12c of the second block 12. Further, between the two extension portions 11c and 12c, and the hole 16
The flat plates 13a and 13b are formed by drilling holes 17a and 17b at locations close to a and 16b with an end mill. Finally, hole 17
The shear plate 14 is formed by cutting the block between a and 17b from the front and back to a predetermined thickness. Reference numeral 19 denotes a silicon rubber plate laid between the frame 1 and the deformation detector. The gap between each of the holes 16a, 16b, 17a, 17b and the extension portions 11c, 12c and the silicone rubber plate 19 is filled with a heat conductive silicone rubber. 18a and 18b are extensions 11c and 12c near the shear plate 14.
Is a temperature gauge adhered to the wall surface of FIG.
このように構成することにより、加工が極めて容易に
なり、かつ、シリコンゴム板の敷設および伝熱性シリコ
ンゴムの充填により、変形検出器とフレームとの間に良
好な熱平衡を得ることができ、検出精度を高めることが
できる。又、温度ゲージを設けたことによりフレームに
発生している温度を検出することができ、検出された温
度に基づいて、温度による変形分を補正することができ
る。With this configuration, the processing becomes extremely easy, and a good thermal equilibrium can be obtained between the deformation detector and the frame by laying the silicon rubber plate and filling with the heat conductive silicon rubber. Accuracy can be increased. Further, by providing the temperature gauge, the temperature generated in the frame can be detected, and the deformation due to the temperature can be corrected based on the detected temperature.
第3図〜第4図は第1図(a)に示すせん断板とひず
みゲージにより構成される変位検出手段以外の変位検出
手段を示す図であり、各図で、第1図(a)に示す部分
と同一又は等価な部分には同一符号を付して説明を省略
する。3 and 4 are views showing displacement detecting means other than the displacement detecting means constituted by the shear plate and the strain gauge shown in FIG. 1 (a). The same reference numerals are given to the same or equivalent parts as those shown, and the description is omitted.
第3図はたわみ部とひずみゲージより成る変位検出手
段を用いた変形検出器の平面図である。図で、21は延長
部11c,12c間に結合された平板状のたわみ部、22はたわ
み部21は貼着されたひずみゲージを示す。フレーム1の
伸縮変形により、たわみ部21には第1図(b)に示す平
板13a,13bの変形と同じ変形が発生し、その変形に応じ
てひずみゲージ22の抵抗値が変化する。これによりフレ
ーム1の伸縮変形が検出される。FIG. 3 is a plan view of a deformation detector using displacement detecting means including a flexure and a strain gauge. In the figure, reference numeral 21 denotes a plate-shaped flexure portion connected between the extension portions 11c and 12c, and reference numeral 22 denotes a flexure portion 21 attached to a strain gauge. Due to the expansion and contraction deformation of the frame 1, the same deformation as the deformation of the flat plates 13a and 13b shown in FIG. 1 (b) occurs in the bending portion 21, and the resistance value of the strain gauge 22 changes according to the deformation. Thereby, the expansion and contraction deformation of the frame 1 is detected.
第4図は差動変圧器を変位検出手段として用いた変形
検出器の平面図である。図で、11dは延長部11cから延長
部12cの方へ向つて突出した突出部、12dは延長部12cか
ら延長部11cの方へ向つて突出した突出部である。24は
突出部11dに固定された鉄心、25は突出部12dに設置され
た巻線である。フレーム1の伸縮変形により、突出部11
d,12d間に拡大された変位が生じ、この変位に応じて鉄
心24の巻線25内に挿入される量が定まり、これにより巻
線25の出力が変化し、フレーム1の伸縮変形を検出する
ことができる。FIG. 4 is a plan view of a deformation detector using a differential transformer as displacement detecting means. In the figure, reference numeral 11d denotes a protrusion protruding from the extension 11c toward the extension 12c, and 12d denotes a protrusion protruding from the extension 12c toward the extension 11c. Reference numeral 24 denotes an iron core fixed to the protrusion 11d, and reference numeral 25 denotes a winding provided on the protrusion 12d. Due to the expansion and contraction deformation of the frame 1, the protrusion 11
An enlarged displacement occurs between d and 12d, and the amount inserted into the winding 25 of the iron core 24 is determined according to the displacement, whereby the output of the winding 25 changes and the expansion and contraction deformation of the frame 1 is detected. can do.
第5図は圧電素子より成る変位検出手段を用いた変形
検出器の平面図である。図で、11d,12dは第4図に示す
ものと同じ突出部である。27が各突出部11d,12d間に設
けられた圧電素子である。フレーム1の伸縮変形により
突出部11d,12d間に変位が生じ、この変位に応じて圧電
素子27が加圧されてこれに応じた電気信号が出力され
る。これにより、フレーム1の伸縮変形を検出すること
ができる。FIG. 5 is a plan view of a deformation detector using a displacement detecting means composed of a piezoelectric element. In the figure, 11d and 12d are the same protrusions as those shown in FIG. Reference numeral 27 denotes a piezoelectric element provided between each of the protrusions 11d and 12d. A displacement occurs between the protruding portions 11d and 12d due to the expansion and contraction of the frame 1, and the piezoelectric element 27 is pressurized according to the displacement, and an electric signal corresponding to the displacement is output. Thereby, the expansion and contraction deformation of the frame 1 can be detected.
第6図は静電容量を利用した変位検出手段を有する変
形検出器の平面図である。図で、11d,12dは第4,5図に示
すものと同じ突出部である、29a,29bはそれぞれ突出部1
1d,12dに設けられた互いに対向する電極である。フレー
ム1の伸縮変形により突出部11d,12d間に変位が生じ、
この変位に応じて電極29a,29b間の距離が変化し、この
変化が両電極間の静電容量の変化として捕捉される。こ
れにより、フレーム1の伸縮変形を検出することができ
る。FIG. 6 is a plan view of a deformation detector having displacement detecting means using capacitance. In the figure, 11d and 12d are the same protrusions as shown in FIGS. 4 and 5, 29a and 29b are the protrusions 1 respectively.
These electrodes are provided on 1d and 12d and face each other. Displacement occurs between the protruding portions 11d and 12d due to expansion and contraction of the frame 1,
The distance between the electrodes 29a and 29b changes according to the displacement, and this change is captured as a change in the capacitance between the two electrodes. Thereby, the expansion and contraction deformation of the frame 1 can be detected.
第7図は光を利用した変位検出手段を有する変形検出
器の平面図である。図で、11d,12dは第4図に示すもの
と同じ突出部である。31a,31bは突出部11dに所定の間隔
を置いて設けられたグラスフアイバ等より成る導光体、
32は突出部12dに設けられた反射面である。導光体31bは
図示しない光源からの光を導いてこれを反射面32へ放射
する。導光体31aは反射面32からの反射光を入射し、こ
の入射光を図示しない光量検出器に導入する。今、フレ
ーム1に伸縮変形が生じると、突出部11d,12d間に変位
が生じる。この変位により、導光体31a,31bと反射面32
との間の間隔が変化し、この変化量に応じて導光体31a
に入射される入射光量も変化する。したがつて、この入
射光量を検出することによりフレーム1の伸縮変形を検
出することができる。FIG. 7 is a plan view of a deformation detector having displacement detecting means using light. In the figure, 11d and 12d are the same protrusions as those shown in FIG. 31a, 31b is a light guide made of glass fiber or the like provided at a predetermined interval on the protrusion 11d,
32 is a reflection surface provided on the protruding portion 12d. The light guide 31b guides light from a light source (not shown) and emits the light to the reflection surface 32. The light guide 31a receives the reflected light from the reflection surface 32 and introduces the incident light to a light amount detector (not shown). Now, when the frame 1 undergoes expansion and contraction, displacement occurs between the protrusions 11d and 12d. Due to this displacement, the light guides 31a, 31b and the reflecting surface 32
Is changed, and the light guide 31a is changed in accordance with the change amount.
Also changes the amount of incident light. Therefore, the expansion and contraction deformation of the frame 1 can be detected by detecting the amount of incident light.
これらの変位検出手段を用いた変形検出器も、第1図
(a)に示す変形検出器と同じ効果を奏する。The deformation detector using these displacement detecting means has the same effect as the deformation detector shown in FIG.
以上の説明では、構造物の変形として伸縮変形を例示
して説明したが、せん断変形に対しても変形検出器の設
置方向を変えることによりこれを検出することができる
のは明らかである。即ち第8図(a)はせん断変形に対
する変形検出器の平面図、第8図(b)は第8図(a)
の線VIIIb−VIIIbに沿う断面図、第9図(a)はせん断
変形に対する他の変形検出器の平面図、第9図(b)は
第9図(a)の線IXb−IXbに沿う断面図である。各図で
第1図(a)に示す部分と同一又は等価な部分には同一
符号を付して説明を省略する。これら変形検出器も、そ
の作用、効果は第1図(a)に示す変形検出器と同じで
ある。In the above description, expansion and contraction deformation is exemplified as the deformation of the structure. However, it is apparent that shear deformation can be detected by changing the installation direction of the deformation detector. That is, FIG. 8 (a) is a plan view of a deformation detector for shear deformation, and FIG. 8 (b) is FIG. 8 (a).
9 (a) is a plan view of another deformation detector for shear deformation, and FIG. 9 (b) is a cross-section along line IXb-IXb of FIG. 9 (a). FIG. In each figure, the same or equivalent parts as those shown in FIG. The functions and effects of these deformation detectors are the same as those of the deformation detector shown in FIG.
なお、構造物がプレス機械のフレームに限定されない
のは当然である。又、平板は1つでもよいし、3つ以上
設けてもよい。Note that the structure is not limited to the frame of the press machine. Further, the number of flat plates may be one, or three or more.
[発明の効果] 以上述べたように、本発明では、構造物の変形が各ブ
ロツクの延長部間での変位検出手段に集中して現れるよ
うにしたので、高精度で構造物の変形を検出することが
できる。又、結合部材により、検出しようとする方向以
外の方向の変形は制限されるので、変位検出手段には所
要の変形のみが与えられ、これにより高精度の検出が保
証される。又、構造物に直接ひずみゲージを貼着する手
段に比較し、より安定性、信頼性の高い検出を行なうこ
とができる。さらに、温度ゲージを設けた場合には、温
度ゲージにより検出された温度に基づいて温度による変
形を補正することができ、これによりよい一層精度の高
い検出を行なうことができる。[Effects of the Invention] As described above, in the present invention, the deformation of the structure is concentrated on the displacement detecting means between the extensions of the blocks, so that the deformation of the structure is detected with high accuracy. can do. In addition, since the deformation in the direction other than the direction to be detected is limited by the coupling member, only the required deformation is given to the displacement detecting means, thereby ensuring highly accurate detection. In addition, more stable and reliable detection can be performed as compared with a means of directly attaching a strain gauge to a structure. Further, in the case where a temperature gauge is provided, deformation due to temperature can be corrected based on the temperature detected by the temperature gauge, so that better and more accurate detection can be performed.
第1図(a),(b)は本発明の実施例に係る変形検出
器の平面図、第2図(a),(b)は第1図(a)に示
す変形検出器の構造の一具体例を示す平面図および側面
断面図、第3,4,5,6,7図はそれぞれ異なる変位検出手段
を用いた変形検出器の平面図、第8図(a)、(b)は
せん断変形を検出する変形検出器の平面図および側面断
面図、第9図(a)、(b)はせん断変形を検出する他
の変形検出器の平面図および側面断面図、第10図および
第11図はプレス加工機およびホツパの側面図である。 1……フレーム、10……変位検出器、11……第1のブロ
ツク、11a,12a……固定部、11c,12c……延長部、12……
第2のブロツク、13a,13b……平板、14……せん断板、1
5a,15b,22……ひずみゲージ、18a,18b……温度ゲージ、
21……たわみ部、24……鉄心、25……巻線、27……圧電
素子、29a,29b……電極、31a,31b……導光体、32……反
射面。1 (a) and 1 (b) are plan views of a deformation detector according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) show the structure of the deformation detector shown in FIG. 1 (a). FIGS. 3, 4, 5, 6, and 7 are a plan view and a side sectional view showing one specific example, FIGS. 3, 4, 5, 6, and 7 are plan views of a deformation detector using different displacement detecting means, and FIGS. 9 (a) and 9 (b) are plan and side sectional views of another deformation detector for detecting shear deformation, and FIGS. 10 and 10. FIG. 11 is a side view of the press machine and the hopper. 1 ... frame, 10 ... displacement detector, 11 ... first block, 11a, 12a ... fixed part, 11c, 12c ... extended part, 12 ...
2nd block, 13a, 13b ... flat plate, 14 ... shear plate, 1
5a, 15b, 22 …… Strain gauge, 18a, 18b …… Temperature gauge,
21 ... flexure part, 24 ... iron core, 25 ... winding, 27 ... piezoelectric element, 29a, 29b ... electrode, 31a, 31b ... light guide, 32 ... reflection surface.
Claims (4)
固定部およびこの固定部から延び出した延長部より成る
第1のブロツクと、前記構造物表面と同一表面に取付け
られる固定部およびこの固定部から延び出し前記第1の
ブロツクの延長部と対向する延長部より成る第2のブロ
ツクと、前記第1のブロツクおよび前記第2のブロツク
の各延長部間を弾性的に結合する結合部材と、前記各延
長部間に備えられこれら各延長部間の変位を検出する変
位検出手段とで構成されていることを特徴とする構造物
の変形検出器。1. A first block comprising a fixed portion attached to a surface of a structure to which a force is transmitted and an extension extending from the fixed portion, a fixed portion attached to the same surface as the surface of the structure, and a first block. A second block extending from the fixed portion and extending from the first block and facing the extension of the first block; and a coupling member for elastically coupling between the first block and the second block. And a displacement detection means provided between the extension portions and detecting displacement between the extension portions.
間隔を置いて2つ設けられ、かつ、前記変位検出手段
は、前記間隔間に配置されることを特徴とする構造物の
変形検出器。2. The method according to claim 1, wherein the connecting member comprises:
A structural deformation detector, wherein two displacement detectors are provided at intervals, and the displacement detecting means is disposed between the intervals.
前記結合部材は、変位方向にのみ変形可能な平板状弾性
部材であることを特徴とする構造物の変形検出器。(3) In claim (1) or (2),
A structural deformation detector, wherein the coupling member is a flat elastic member that can be deformed only in a displacement direction.
固定部およびこの固定部から延び出した延長部より成る
第1のブロツクと、前記構造物表面と同一表面に取付け
られる固定部およびこの固定部から延び出し前記第1の
ブロツクの延長部と対向する延長部より成る第2のブロ
ツクと、前記第1のブロツクおよび前記第2のブロツク
の各延長部間を弾性的に結合する結合部材と、前記各延
長部間に備えられこれら各延長部間の変位を検出する変
位検出手段と、前記各延長部の少なくとも一方において
前記変位検出手段の近辺に設けられた温度検出手段とで
構成されていることを特徴とする構造物の変形検出器。4. A first block comprising a fixed portion attached to a surface of a structure to which a force is transmitted and an extension extending from the fixed portion, a fixed portion attached to the same surface as the surface of the structure, and a first block. A second block extending from the fixed portion and extending from the first block and facing the extension of the first block; and a coupling member for elastically coupling between the first block and the second block. A displacement detection means provided between the extension parts to detect a displacement between the extension parts, and a temperature detection means provided in the vicinity of the displacement detection means in at least one of the extension parts. A structural deformation detector.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23442889A JP2730596B2 (en) | 1989-09-09 | 1989-09-09 | Structural deformation detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23442889A JP2730596B2 (en) | 1989-09-09 | 1989-09-09 | Structural deformation detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0396806A JPH0396806A (en) | 1991-04-22 |
| JP2730596B2 true JP2730596B2 (en) | 1998-03-25 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1989
- 1989-09-09 JP JP23442889A patent/JP2730596B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH0396806A (en) | 1991-04-22 |
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