(57)【要約】【課題】取り付けスペースを小さくでき、局部的な構造物の応力集中部近くでの測定を可能とした疲労度検出ひずみゲージを提供することである。【解決手段】ゲージ受感部と隣接するゲージ受感部とを折り返しタブで接続して成る疲労度検出ひずみゲージにおいて、前記折り返しタブと前記ゲージ受感部とが繋がる折り返し部の内側形状を連続的に曲率が徐々に変わる曲線形状としたひずみ検出部と、前記ひずみ検出部と直列に接続した導通部と、前記導通部と並列に接続し、疲労度検出用ゲージ受感部と隣接する疲労度検出用ゲージ受感部とを疲労度検出用折り返しタブで接続して成り、前記疲労度検出用折り返しタブと前記疲労度検出用ゲージ受感部とが繋がる疲労度検出用折り返し部の内側形状を曲率が一定の円形状とした疲労度検出部と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲージ受感部と隣接するゲージ受感部とを折り返しタブで接続して成る疲労度検出ひずみゲージにおいて、
前記折り返しタブと前記ゲージ受感部とが繋がる折り返し部の内側形状を連続的に曲率が徐々に変わる曲線形状としたひずみ検出部と、
前記ひずみ検出部と直列に接続した導通部と、
前記導通部と並列に接続し、疲労度検出用ゲージ受感部と隣接する疲労度検出用ゲージ受感部とを疲労度検出用折り返しタブで接続して成り、前記疲労度検出用折り返しタブと前記疲労度検出用ゲージ受感部とが繋がる疲労度検出用折り返し部の内側形状を曲率が一定の円形状とした疲労度検出部と、
を備えたことを特徴とする疲労度検出ひずみゲージ。
【請求項２】
前記疲労度検出部が、前記疲労度検出用折り返しタブの線幅に対する長さの比をＥＴＲとしたとき、互いにＥＴＲが異なる複数の前記疲労度検出用折り返しタブを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の疲労度検出ひずみゲージ。
【請求項３】
複数の前記疲労度検出用折り返しタブが、互いに大きさの異なる切り込みを有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の疲労度検出ひずみゲージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、疲労度検出ひずみゲージに関し、詳しくは、ひずみゲージを接着した検出対象物の疲労度を検出することができる疲労度検出ひずみゲージに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、屈曲可能なフィルム状部材の表面や裏面に設けた抵抗体からなるひずみゲージが知られている。
【０００３】
このひずみゲージは、検出対象の変形にともなって変形し、このひずみゲージの変形に応じた抵抗値の変化に基づき検出対象のひずみを検出する。
【０００４】
特許文献１では、構造物の疲労度を推定する疲労センサとして、スリットを設けた金属箔に複数のひずみゲージを貼り付けてなる疲労センサを用いており、構造物の疲労に伴うスリットのき裂の進展をひずみゲージで検出する構成を開示している。
【０００５】
また、特許文献２では、折り返し部の形状に特徴を有し、疲労寿命を改善した、はくひずみゲージを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１６４５１５号公報
【特許文献２】特許第３４４３１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の発明では、金属箔に複数のひずみゲージを貼り付ける構造であるため、ひずみゲージの面積よりも大きな面積である金属箔の面積が、疲労センサを取り付けるためのスペースとして必要になり、局部的な構造物の応力集中部近くでの測定ができないという問題があった。
【０００８】
また、特許文献１に記載の疲労センサに、特許文献２に記載のひずみゲージを用いたとしても、局部的な構造物の応力集中部近くでの測定ができないという問題は、依然として解消しないものであった。
【０００９】
本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、１つのひずみゲージで取り付けスペースを小さくでき、従来のひずみゲージと同様に動ひずみが測定可能で、なおかつ局部的な構造物の応力集中部近くでの測定を段階的に可能とした疲労度検出ひずみゲージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記の目的を達成するために、ゲージ受感部と隣接するゲージ受感部とを折り返しタブで接続して成る疲労度検出ひずみゲージにおいて、前記折り返しタブと前記ゲージ受感部とが繋がる折り返し部の内側形状を連続的に曲率が徐々に変わる曲線形状としたひずみ検出部と、前記ひずみ検出部と直列に接続した導通部と、前記導通部と並列に接続し、疲労度検出用ゲージ受感部と隣接する疲労度検出用ゲージ受感部とを疲労度検出用折り返しタブで接続して成り、前記疲労度検出用折り返しタブと前記疲労度検出用ゲージ受感部とが繋がる疲労度検出用折り返し部の内側形状を曲率が一定の円形状とした疲労度検出部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、１つのひずみゲージで取り付けスペースを小さくでき、従来のひずみゲージと同様に動ひずみが測定可能で、なおかつ局部的な構造物の応力集中部近くでの測定を段階的に可能とした疲労度検出ひずみゲージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る疲労度検出ひずみゲージを用いたセンサの平面図である。
【図２】図１に示した疲労度検出ひずみゲージ１００の構造を示す平面図である。
【図３】図２に示した疲労度検出用折り返しタブ１３１ａを拡大して示す平面図である。
【図４】図２に示した疲労度検出用折り返しタブ１３１ａに切り込みを入れる第１の例を示す平面図である。
【図５】図２に示した疲労度検出用折り返しタブ１３１ａに切り込みを入れる第２の例を示す平面図である。
【図６】図２に示した疲労度検出用折り返し部分の内側隅部を鋭角にした第３の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を用いて、本発明の実施形態に係る疲労度検出ひずみゲージについて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施の形態に係る疲労度検出ひずみゲージを用いたセンサの平面図である。
【００１５】
本実施の形態の疲労度検出ひずみゲージでは、電気抵抗式のひずみゲージを用いる。この電気抵抗式のひずみゲージは、電気抵抗体にひずみを与えたとき、その抵抗値が変化する物理現象を応用してひずみ測定を行なうものであって、絶縁体である屈曲可能なフィルム状部材（例えばフレキシブル基板）の表面や裏面にひずみゲージを例えばフォトエッチングで設けてセンサを形成し、このセンサを被測定体の例えば表面に取り付け、その部分のひずみを電気量に変換して検出する。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態のセンサ１は、フィルム状部材２に疲労度検出ひずみゲージ１００を設けて構成される。
【００１７】
図２は、図１に示した疲労度検出ひずみゲージ１００の構造を示す平面図である。
【００１８】
本実施の形態では、疲労度検出ひずみゲージ１００は、フィルム状部材２に電気抵抗体を所定の形状で形成して成るものであり、この電気抵抗体は、外部出力用の端子部１０４と端子部１０５との間に、ひずみ検出部１０１と、導通部１０２と、疲労度検出部１０３とを接続して構成される。
【００１９】
本実施の形態では、図２に示す、疲労度検出ひずみゲージ１００の横長さＸは例えば３．６６ｍｍであり、縦長さＹは例えば３．６３ｍｍである。
【００２０】
ひずみ検出部１０１は、複数のゲージ受感部１１０をつづら折り状に形成して成る。すなわち、ひずみ検出部１０１は、所定のゲージ受感部１１０と隣接するゲージ受感部１１０とを折り返しタブ１１１で接続して成る。
【００２１】
このひずみ検出部１０１の、折り返しタブ１１１とゲージ受感部１１０とが繋がる折り返し部分の内側（例えば図２の破線の円Ａで囲んだ部分）の形状は、連続的に曲率が徐々に変わる曲線形状としている。これは、特許文献２において開示した、応力集中を軽減し、疲労寿命を延ばすことができる形状、すなわち疲労による断線をしにくい形状である。
【００２２】
ひずみ検出部１０１は、その一端を端子部１０４に接続し、その他端を導通部１０２に接続する。導通部１０２は、その一端をひずみ検出部１０１に接続し、その他端を端子部１０５に接続する。
【００２３】
導通部１０２は、電気抵抗体１２５を折り返しタブ１２１で折り返すつづら折り形状にしている。折り返しタブ１２１の内側（例えば図２の破線の円Ｂで囲んだ部分）の形状は、連続的に曲率が徐々に変わる曲線形状としている。これは、特許文献２において開示した、応力集中を軽減し、疲労寿命を延ばすことができる形状、すなわち疲労による断線をしにくい形状である。
【００２４】
なお、導通部１０２は、つづら折り形状に限られるものではなく、たとえば電気抵抗体１２５を直線状に設けてもよい。
【００２５】
疲労度検出部１０３は導通部１０２と並列に接続している。疲労度検出部１０３は、本実施の形態では、ひずみ検出部１０１と直列に接続しているが、本発明はこれに限られず、ひずみ検出部１０１と並列に接続してもよい。
【００２６】
疲労度検出部１０３は、複数の疲労度検出用ゲージ受感部１３０をつづら折り状に形成して成る。すなわち、疲労度検出部１０３は、所定の疲労度検出用ゲージ受感部１３０と隣接する疲労度検出用ゲージ受感部１３０とを疲労度検出用折り返しタブ１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃまたは１３１ｄで接続して成り、疲労度検出用折り返しタブ１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃまたは１３１ｄと疲労度検出用ゲージ受感部１３０とが繋がる疲労度検出用折り返し部分の内側（例えば図２の破線の円Ｃで囲んだ部分）の形状は、隅部がＲ形状としている。これは、特許文献２において開示した、応力を集中し、疲労寿命を短くした形状、すなわち疲労による断線をしやすい形状である。
【００２７】
疲労度検出部１０３は、被測定体の疲労に伴う疲労度検出部１０３の疲労により断線を生じ、この断線による端子部１０４と端子部１０５との間の抵抗値の変化により、センサ１は、被測定体の疲労度を検出する。
【００２８】
疲労度検出部１０３では、疲労度検出用折り返しタブ１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃおよび１３１ｄの複数の疲労度検出用折り返しタブを有する。
【００２９】
図３は、図２に示した疲労度検出用折り返しタブ１３１ａを拡大して示す平面図である。
【００３０】
本実施の形態では、疲労度検出用折り返しタブの線幅Ｗに対する長さＬの比をＥＴＲ（ＥＮＤ  ＴＡＢ  ＲＡＴＩＯ）と呼び、このＥＴＲが異なる複数の疲労度検出用折り返しタブを設けており、この複数の疲労度検出用折り返しタブ１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃおよび１３１ｄのそれぞれを導通部１０２と並列に接続している。
【００３１】
本実施の形態では、疲労度検出用折り返しタブ１３１ａのＥＴＲを１２とし、疲労度検出用折り返しタブ１３１ｂのＥＴＲを９とし、疲労度検出用折り返しタブ１３１ｃのＥＴＲを６とし、疲労度検出用折り返しタブ１３１ｄのＥＴＲを３とした。
【００３２】
本発明者は、ＥＴＲが大きいほど疲労に弱く、疲労による断線をしやすいことを、実験によって発見した。そこで、本実施の形態では、疲労度検出用折り返しタブ１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃおよび１３１ｄのように、ＥＴＲが異なる複数の疲労度検出用折り返しタブを有する構成とした。すなわち、疲労度検出部１０３の疲労度検出用折り返しタブ１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃおよび１３１ｄでは、それぞれで疲労による断線のしやすさを異ならせており、これによって、疲労が蓄積されるにつれて、断線する疲労度検出用折り返しタブが増え、段階的に疲労度を検出することができる。すなわち、本実施の形態では、疲労度検出用折り返しタブ１３１ａないし１３１ｃのいずれも断線していない状態、疲労度検出用折り返しタブ１３１ａのみが断線した状態、疲労度検出用折り返しタブ１３１ａおよび１３１ｂのみが断線した状態、さらに疲労度検出用折り返しタブ１３１ａ、１３１ｂおよび１３１ｃのすべてが断線した状態の４段階で、段階的に疲労度を検出することができる。
【００３３】
なお、図１に示した実施の形態では、疲労度検出用折り返しタブ１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃおよび１３１ｄを、線幅および長さ方向に直線的に延びる形状にしたが、本発明はこれに限られず、疲労度検出用折り返しタブ１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃおよび１３１ｄに切り込みを入れることによって、疲労による断線のしやすさを異ならせるようにしてもよい。
【００３４】
図４は、図２に示した疲労度検出用折り返しタブ１３１ａに切り込みを入れる第１の例を示す平面図である。
【００３５】
図４に示す例では、疲労度検出用折り返しタブ１３１ａに切り込み１３２ａを２つ設けている。この切り込み１３２ａは、疲労度検出用折り返しタブ１３１ａの両側を疲労度検出用折り返し部分の内側底辺に対向するように三角形状に切り落としている。この切り込み１３２ａにより、疲労度検出用折り返しタブ１３１ａは、疲労による断線のしやすさが増すことになる。また、この断線のしやすさは、切り込みが大きいほど増すことになる。したがって、複数の疲労度検出用折り返しタブが、互いに大きさの異なる切り込みを有する構成とすれば、これによって、疲労が蓄積されるにつれて、断線する疲労度検出用折り返しタブが増え、段階的に疲労度を検出することができる。
【００３６】
図５は、図２に示した疲労度検出用折り返しタブ１３１ａに切り込みを入れる第２の例を示す平面図である。
【００３７】
図５に示す例では、疲労度検出用折り返しタブ１３１ａに切り込み１３２ｂを２つ設けている。この切り込み１３２ｂは、疲労度検出用折り返しタブ１３１ａの両側を疲労度検出用折り返し部分の内側底辺に対向するように半円状に切り落としており、２つの切り込み１３２ｂにより疲労度検出用折り返しタブ１３１ａの側方を両側から切り落としている。この２つの切り込み１３２ｂにより、疲労度検出用折り返しタブ１３１ａは、疲労による断線のしやすさが増すことになる。また、この断線のしやすさは、切り込みが大きいほど増すことになる。したがって、複数の疲労度検出用折り返しタブが、互いに大きさの異なる切り込みを有する構成とすれば、これによって、疲労が蓄積されるにつれて、断線する疲労度検出用折り返しタブが増え、段階的に疲労度を検出することができる。
図６は、図２に示した疲労度検出用折り返し部分の内側隅部を鋭角にした第３の例を示す平面図である。
【００３８】
図６の例では、疲労度検出用ゲージ受感部１３０と疲労度検出用折り返しタブ１３１ａとの接続箇所である、疲労度検出用折り返し部分の内側隅部１３２ｃを鋭角にしている。この内側隅部１３２ｃにより、疲労度検出用折り返しタブ１３１ａは、疲労による断線のしやすさが増すことになる。また、この断線のしやすさは、より鋭角であるほど増すことになる。したがって、複数の疲労度検出用折り返しタブが、互いに鋭角度合いの異なる内側隅部を有する構成とすれば、これによって、疲労が蓄積されるにつれて、断線する疲労度検出用折り返しタブが増え、段階的に疲労度を検出することができる。
【００３９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、実施の形態については上記に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更および組み合わせが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１  センサ
１００  疲労度検出ひずみゲージ
１０１  ひずみ検出部
１０２  導通部
１０３  疲労度検出部
１０４、１０５  端子部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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