ひずみゲージの歴史 The history of of Strain Gages 世界初の接着型ひずみゲージ 1938 年 ( 昭和昭和年 ) にに金属抵抗線を用いた線ひずみゲージがアメリカで発表されたこの年がひずみゲージ誕生の年と言われている昭和昭和年 (19

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せぴあかたづ
5 years ago
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1 ( 株 ) 共和電業の紹介共和電業ひずみゲージの歴史と産業別分野での計測事例 The history and Applications Overview 1

ひずみゲージの歴史 The history of of Strain Gages 世界初の接着型ひずみゲージ 1938 年 ( 昭和昭和 13 13 年 ) にに

周年を周年を記念してアメリカでは盛大な記念行事が行われたひずみゲージの歴史 The history of of Strain Gages アメリカでは第二次世界大戦中にボーイング B-29

2 ひずみゲージの歴史 The history of of Strain Gages 世界初の接着型ひずみゲージ 1938 年 ( 昭和昭和年 ) にに金属抵抗線を用いた線ひずみゲージがアメリカで発表されたこの年がひずみゲージ誕生の年と言われている昭和昭和年 (1988) にはにはひずみゲージ誕生周年を周年を記念してアメリカでは盛大な記念行事が行われたひずみゲージの歴史 The history of of Strain Gages アメリカでは第二次世界大戦中にボーイング B-29 B-29 の開発にも多数のひずみゲージが用いられていたと伝えられている創業者の渡辺社長も戦時中の陸軍航空技術研究所時代に井の頭公園? に墜落した墜落機をもとにして B29 B29 爆撃機の調査をおこなった際翼桁に貼り付けられたひずみゲージを見た経験があった 2

ひずみゲージの歴史 The history of of Strain Gages 日本では第二次世界大戦中にはまだひずみゲージがなく

Gages in in Japan 戦後間もない1950 年に共和電業は当時の運輸省運輸技術研究所船舶構造部からひずみ測定器の試作を受注し

gage was called paper gage and formed with resistance wire and paper.

3 ひずみゲージの歴史 The history of of Strain Gages 日本では第二次世界大戦中にはまだひずみゲージがなく飛行機を試作すると鉛の入った袋を人間の手で翼の上に並べ図のような機械式のひずみ計を使って測定していた The history of of Strain Gages in in Japan 戦後間もない1950 年に共和電業は当時の運輸省運輸技術研究所船舶構造部からひずみ測定器の試作を受注し運輸省運輸技術研究所の担当員の指導を受けてひずみゲージと静ひずみ測定器の研究と設計が進められた In those days, this strain gage was called paper gage and formed with resistance wire and paper. この当時アメリカ製ゲージは 1 枚 2 ドル以上国内価格は 1000 円以上と高価だったこの当時の若者の給料が 3000 円といった時代だったので現在の物価に換算するとゲージ 1 枚が 5 万円から 10 万円もした! 3

Japan s Japan s first first stress stress

4 Japan s Japan s first first stress stress measurement measurement on onactual actualship ship １９５１年に弊社が運輸省１９５１年に弊社が運輸省に納入したひずみゲージ数百枚と静ひずみ測定器に納入したひずみゲージ数百枚と静ひずみ測定器１０台を用いてさっそく運輸省の練習船近油丸で実船試験がおこなわれた１０台を用いてさっそく運輸省の練習船近油丸で実船試験がおこなわれた当時船体は従来のリベット結合から溶接結合に切り替えられていたので当時船体は従来のリベット結合から溶接結合に切り替えられていたのでその溶接の構造強度の検査が主な目的であったその溶接の構造強度の検査が主な目的であったこの実験の成果が発表されると産業界から大反響がありまたこの実験が契機この実験の成果が発表されると産業界から大反響がありまたこの実験が契機となってひずみゲージの研究が盛んになったとなってひずみゲージの研究が盛んになった日本におけるひずみゲージの歴史の出発点日本におけるひずみゲージの歴史の出発点日本でのひずみゲージの開発の歴史は日本でのひずみゲージの開発の歴史は船舶と鉄道という２つの工業界から船舶と鉄道という２つの工業界からスタートしたスタートした 4

Strain gage has progressed two direction stress measurement 応力測定

ひずみゲージは2 つの方向へ向けて進んでいくことになるつの方向へ向けて進んでいくことになるすなわちひずみゲージ単体で被測定物に貼られてひずみ

様々なひずみゲージ式変換器が生まれたセンサの検出素子として用いられ様々なひずみゲージ式変換器が生まれた当時のひずみゲージによる応力計測事例

5 Strain gage has progressed two direction stress measurement 応力測定 application for for sensors センサの検出素子 Strain gage gage その後ひずみゲージはその後ひずみゲージは2 つの方向へ向けて進んでいくことになるつの方向へ向けて進んでいくことになるすなわちひずみゲージ単体で被測定物に貼られてひずみ応力を計測する用途とすなわちひずみゲージ単体で被測定物に貼られてひずみ応力を計測する用途とセンサの検出素子として用いられ様々なひずみゲージ式変換器が生まれたセンサの検出素子として用いられ様々なひずみゲージ式変換器が生まれた当時のひずみゲージによる応力計測事例上野公園モノレールの上野公園モノレールの応力測定応力測定三菱造船長崎造船所での三菱造船長崎造船所でのマンモスタンカーモデルのマンモスタンカーモデルの応力測定応力測定東京都水道局東京都水道局直径直径 2400mm 2400mm 水道水道鋼管の応力測定鋼管の応力測定豊洲の新東京火力発電所豊洲の新東京火力発電所タービンの応答特性試験タービンの応答特性試験東京タワーの振動計測と東京タワーの振動計測と基礎部の応力測定基礎部の応力測定城ヶ島大橋の応力測定城ヶ島大橋の応力測定 5

6 Applications of of Strain Gage and Strain Gage Type Transducers Overview ひずみゲージひずみゲージ式変換器を用いた計測事例の紹介 Tank Scale Signal Conditioner プラント化学食品物流 Load Cell Load Cell タンクの内容量の測定制御タンクの内容量を検出できるので監視配合混合制御遠隔計測が可能ロードセル 4 個でタンクの重量を検出接続箱でロードセルの出力を合算制御信号によりバルブの開閉等の制御が可能 6

Vehicular-axle weighing system 交通システム Weighing Sensor

通過車両が載る載荷板は路面との段差がないように設置されておりこの載荷板の下にロードセルが設置されている

Load Cell Signal Conditioner ボクシングのパンチ力空手のキック力

7 Vehicular-axle weighing system 交通システム Weighing Sensor Vehicular-axle weighing system at highway gate 高速道路料金所のゲート近くにある検出器の上を車両が通過する際に軸重を自動計測し総重量が規格を超過している可能性のある車両に警告を発することができる通過車両が載る載荷板は路面との段差がないように設置されておりこの載荷板の下にロードセルが設置されている Measurement of Punch and Kick Force スポーツ教育機関レジャー娯楽 Load Cell Signal Conditioner ボクシングのパンチ力空手のキック力相撲の張り手力などを測定衝撃荷重が加わる検出板の裏面に 4 個のロードセルを設置し出力を合算することにより衝撃力の測定をおこなうロードセルの出力は動ひずみ測定器を介してオシログラフィックレコーダなどで記録する 7

8 Performance test on fan jet engine 航空宇宙産業 tachometer Load Cell thrust force measurement of aircraft jet engine 航空機のジェットエンジンの推力を調べるためエンジンを取り付けた台車をロードセルに押し当てることでエンジンの推力を計測するエンジン回転計によって回転数と推力の関係をレコーダに記録する事が出来る大型振動台制御システム Huge Huge 3-dimensional shaking table table control system 建設防災建築物や構造物の耐震設計や免震技術の開発のために使用さ建築物や構造物の耐震設計や免震技術の開発のために使用される振動台実験装置の制御システムに圧力計が使われているれる振動台実験装置の制御システムに圧力計が使われている実際に発生した地震と同じ振動を再現する水平垂直同時加振型実際に発生した地震と同じ振動を再現する水平垂直同時加振型振動台実験装置や大型振動台実験装置には圧力計のほかにも振動台実験装置や大型振動台実験装置には圧力計のほかにも制御用センサとして変位計加速度計などが使用されている制御用センサとして変位計加速度計などが使用されている 8

地すべり観測システム Landslide monitoring system 建設防災

9 地すべり観測システム Landslide monitoring system 建設防災住宅地に隣接した裏山などの地すべり危険住宅地に隣接した裏山などの地すべり危険地域に機器を設置し災害を未然に防ぐ住地域に機器を設置し災害を未然に防ぐ住民に避難の必要性を知らせる小規模なシス民に避難の必要性を知らせる小規模なシステムから地すべりや岩盤崩落を抑止するテムから地すべりや岩盤崩落を抑止するために行われた工事の効果を確認するためために行われた工事の効果を確認するための大規模な計測システムまで様々な用途の大規模な計測システムまで様々な用途がありますがあります地すべり観測システム Landslide monitoring system 建設防災地すべり発生要因のひとつとされる大雨による地下水位の上昇を圧力計で測定し災害の防止に役立てるボーリング孔内に設置する水位計や土中に埋設する間隙水圧計などの圧力計は傾斜計地表面変位計雨量計などと一緒に設置され測定結果をデータロガーで収録解析をおこなうことが出来る 9

スポーツ関連の研究人間の立位時の重心動揺を計測ゴルフスイング時における重心移動を計測しゴルフの上達の研究に利用 (

生態研究のために利用されるエアドームの管理制御 Automatic Automatic maintenance

dome roof roof 建築設備維持管理エアドーム ( 空気膜構造 ) の屋根の変位を測定

10 スポーツ関連の研究人間の立位時の重心動揺を計測ゴルフスイング時における重心移動を計測しゴルフの上達の研究に利用 ( 素振り動作と実打動作における重心移動の違いを測定 ) 重心動揺の計測は人間の姿勢制御に関する運動機能生態研究のために利用されるエアドームの管理制御 Automatic Automatic maintenance maintenance control control system system on on air air dome dome roof roof 建築設備維持管理エアドーム ( 空気膜構造 ) の屋根の変位を測定監視して加圧送風量の制御をおこなう液体で満たした導圧管を膜屋根に沿って敷設する導圧管の各所に接続された圧力計によって基準点からの水頭差を屋根の高低差として測定し屋根の変形状態を監視する 10

11 マスクメロンの成長研究農業研究教育機関樹木の成長応力測定農林研究教育機関木材利用のための熱帯樹木にひずみゲージを接着し樹幹表面の成長応力を測定樹木の成長にともない表面に発生する成長応力と樹幹内部の応力が重ね合わさって樹幹内に応力分布ができる 11

山梨リニア実験線の走行試験 Running Running test test on on Yamanashi linear linear motor

12 山梨リニア実験線の走行試験 Running Running test test on on Yamanashi linear linear motor motor car car test-line test-line 運輸交通山梨リニア実験線の走行実験では山梨リニア実験線の走行実験では車両の振動加速度や車両各部の車両の振動加速度や車両各部のひずみゲージによる応力測定がひずみゲージによる応力測定が行われている行われている JR 東海鉄道総合技術研究所 (JR 総研 ) JR 東海鉄道総合技術研究所 (JR 総研羽田空港拡張工事 Expansion work work of of Haneda HanedaAirport 空港港湾増加する便数と航空機の大型化によって空港の拡張の必要性が生じたが海上埋め立て沖合移転という工事の性格上工事には種々の難しさがあった工事の施工管理安全管理に共和電業の傾斜計応力計土圧計層別沈下計荷重計など約 1000 点以上のセンサが使用された 12

関西国際空港の地盤不同沈下対応 Uneven ground subsidence

13 関西国際空港の地盤不同沈下対応 Uneven ground subsidence measured on Kansai International Airport 空港港湾差圧式構造物沈下計を用い空港庁舎管制塔の不同沈下量を把握得られた計測データに基づき必要に応じて建物のジャッキアップを行い不同沈下を修正する六ヶ所村原子力燃料再処理工場建設での施工管理エネルギー青森県六ヶ所村の使用済み核燃料再処理工場の建設では基礎工事に多くのひずみゲージ式センサが使用された山留め工法のため傾斜計荷重計土圧計ひずみ計鉄筋計など数百点のセンサが使用された 13

グライダー主翼の破壊試験 Destructive test test on on glider s

Static Static load load test test on on huge huge

14 グライダー主翼の破壊試験 Destructive test test on on glider s glider s main main wing wing 航空航空長大吊り橋の静的載荷試験 Static Static load load test test on on huge huge suspension bridge bridge 昭和昭和年に開通した関門橋開通を直前に控え設計値と実測値を比較検証するために大規模な静的載荷試験が実施された 1 台 14 14トンのダンプトラック台を使用したこの試験にはひずみゲージ点が用いられた 14

15 コンクリートダムの施工管理保守管理建設途上はコンクリートの打設に伴い施工管理を目的として継目計温度計鉄筋計ひずみ計応力計などを設置完成後の堤体監視用として温度計継目計漏水量計傾斜計などが設置されている Automatic measurement of level in water Water Water Level Level Transducer PC PC control control Data Data Logger Logger 圧力計タイプの水位計をディジタルストレインレコーダに接続し無人で長期間のデータ集録をおこなう AC 電源がない遠隔地や山間部などでの測定に用いられる 15

16 That s all. Any questions? 16

ひずみゲージ・センサの概要と産業別分野での計測事例

ひずみゲージ・センサの概要と産業別分野での計測事例応力計測の共和電業について会社設立 : 1949 年 (2002 年 6 月東証 1 部上場 ) 資本金 : 13 億 900 万円子会社 : 7 社営業所 : 16 営業所従業員数 : 約 770 名 (2011 年 6 月連結 ) 連結売上高 : 132 億円 (2010 年 12 月 ) 1 企業理念 : 計測と制御を通じて安全と安心の提供で社会に貢献する技術創造企業主要