JP2016527504A - 変形特性を改善した棒状の力変換器 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも、前側（１０３）、後側（１０４）、左側（１０５）、右側（１０６）、上端側及び下端側を有する棒状の変形体と、変形体に取り付けられ、変形体の縦歪及び横歪を測定するために設けられた少なくとも４つの歪センサ（１１７，１２１）を備える、圧力及び／又は張力を測定するための力変換器に関する。前側（１０３）で、変形体の中心縦軸と中心横軸（Ｑ１）の間の交点（Ｓ）の領域に、前側の縦長リセス（１０９）が設けられている。この前側の縦長リセス（１０９）に相対するように、後側に、後側の縦長リセス（１１０）が設けられている。左側（１０５）で、中心横軸（Ｑ１）の上及び中心横軸（Ｑ１）の下に少なくとも１つの左上のノッチ及び左下のノッチが設けられている。左側のこれらノッチにそれぞれ相対するように、右側（１０６）に、少なくとも１つの右上のノッチ及び右下のノッチが設けられている。材料横断面の第１の部分領域の面積と材料横断面の第２の部分領域の面積の合計に対する、中心縦軸に直交して延在し且つ中心横軸（Ｑ１）を含む中心面内の材料横断面の面積の比は、１．５６より小さくなく、２．１５より大きくない。

Description

本発明は、その変形特性が、公知の棒状の力変換器よりも改善された棒状の力変換器に関する。

棒状の測定体もしくは変形体に取り付けられた複数の歪センサによってそれぞれ変形体の縦歪及び横歪が検出される棒状の力変換器が知られている。従って、歪センサによって発生された電気信号から、測定すべき力を算定することができる。歪センサが計量器を構成するために設けられている場合、このような力変換器は、ロードセルとも呼ばれる。

説明した形式の棒状の力変換器の場合、回転調整とも呼ばれる費用のかかる調整が必要である。これにより、変形体又は歪センサにおける製造に起因する公差が対処され、力変換器は、横力の影響に対して、従って力導入部における変化に対してより鈍感にされるべきである。

回転調整は、次のように行なわれる。棒状の力変換器の一端が、保持装置内にクランプされる。力変換器が、その他端において負荷装置によって負荷を受ける。この工程は、保持装置をクランプされた力変換器と共に９０°だけそれぞれ回転させた後に更に３回繰り返される。異なった回転位置での力変換器の測定値から、調整が必要であるかが結論付けられる。これがそうであれば、力変換器は、新たに複数回にわたって回転され、材料除去による機械的な調整及び／又は電気的な調整が行なわれる。選択的に、力変換器が回転されるのではなく、負荷装置が回転されることによって、調整を行なうこともできる。この場合には、機械的な調整のために、複数の材料除去装置又は１つの回転可能な材料除去装置が必要とされる。

回転調整は、常に複数の回転及び負荷を必要とする。従って、回転調整の実施は、費用がかかる。

欧州特許第０ ８００ ０６４号明細書では、前で説明した形式の棒状の力変換器が説明され、力変換器のために行なわれる回転調整が言及されている。西独国特許出願公開第４４ １６ ４４２号明細書では、回転調整が詳細に説明されている。

このような回転調整後ですら、次の効果によって、測定結果の歪曲の危険がある。変形体の端面側の端部における力導入面を介して、力が、完全には、棒状に形成された変形体の縦軸に対して同軸に導入されない及び／又は付加的な横力が作用する場合は、変形体が、縦軸に対して横の方向に均等に変形するのではなく、片側に変形する。換言すれば、変形体は、一方の側に向かって傾き、その縦軸に対して同軸には変形せず、これにより、力線は、もはや所望のように経過しない。これは、測定結果を歪曲する。

回転調整以外に、例えば更に温度調整も行なわれるので、前で説明した形式の公知の棒状の力変換器の場合、全体として複数の調整措置が実施されている。

英国特許第２ １６２ ３２２号明細書からは、その端面に検出すべき力が作用するシリンダ状の圧縮体を有する棒状の力変換器も公知である。この力変換器は、力方向に対して縦に整向され且つ互いに相対する２つの長穴を備え、その底面がウェブを構成し、このウェブに、力方向に対して縦及び横に配置された歪ゲージが取り付けされている。ウェブは、力方向で歪ゲージの前及び後にそれぞれ１つの貫通孔を備える。２つの孔に起因して、力の作用時に、力線は、両孔の横を経過する。これにより、力線分布も、歪ゲージが存在する圧縮体の中心でますます不均質になる。ウェブの、歪ゲージの間に位置する領域を経る力線が少ない程、２つの孔の直径が大きくなり、歪ゲージからのその間隔が小さくなる。力変換器の感度は、両長穴を深くする及び／又は広げることによって高めることができる。力変換器の感度は、両孔の直径を拡大することによって低下させることができる。

この英国特許第２ １６２ ３２２号明細書に記載された力変換器の場合、線形の特性曲線を有する測定領域を拡大するために、材料除去によって測定特性が影響を受ける。この場合、力変換器の感度は、２つの長穴を深くする及び／又は広げることによって高められ、２つの孔の直径を拡大することによって低下させられる。従って、線形の特性曲線を有する測定領域は、非常に正確に調整されるべきである。これは、反復式で費用の掛かる工程である。

欧州特許第０ ８００ ０６４号明細書 西独国特許出願公開第４４ １６ ４４２号明細書 英国特許第２ １６２ ３２２号明細書

本発明の課題は、その変形体の片側の変形を回避することができ、これにより、前で説明した費用のかかる措置を講じなくても高線形に作動し、非常に正確な測定結果を供給する、力変換器を提供することにある。

この課題は、主請求項１に記載の力変換器によって解決される。力変換器の有利な発展形は、従属請求項に記載されている。

請求項１によれば、圧力及び／又は張力を測定するための力変換器は、少なくとも、前側、後側、左側、右側、上端側及び下端側を備える棒状の変形体と、変形体に取り付けられ、変形体の縦歪及び横歪を測定するために設けられた少なくとも４つの歪センサを有する。前側で、変形体の中心縦軸と中心横軸の間の交点の領域に、前側の縦長リセスが設けられている。この前側の縦長リセスに相対するように、後側に、後側の縦長リセスが設けられている。左側で、中心横軸の上及び中心横軸の下に、少なくとも１つの左上のノッチ及び左下のノッチが設けられている。左側のこれらノッチにそれぞれ相対するように、右側に、少なくとも１つの右上のノッチ及び右下のノッチが設けられている。中心縦軸に直交して延在し且つ中心横軸を含む中心面内での変形体の材料横断面が、材料横断面面積を備える。材料横断面の左側の第１の部分領域が、左側に向かう前側の縦長リセスの周縁と左側に向かう後側の縦長リセスの周縁を経て延在する左側の第１の直線から、左側に向かう材料横断面の周縁にまで延在する。第１の部分領域は、第１の部分領域面積を備える。材料横断面の右側の第２の部分領域が、右側に向かう前側の縦長リセスの周縁と右側に向かう後側の縦長リセスの周縁を経て延在する右側の第２の直線から、右側に向かう中心横断面の周縁にまで延在する。第２の部分領域は、第２の部分領域面積を備える。材料横断面面積と、第１の部分領域面積及び第２の部分領域面積の合計との間の比が、１．５６より小さくなく、２．１５より大きくない。

その前側及び後側の縦長リセス、その左側及び右側のノッチ、並びにその材料横断面における特別な面積比を有する変形体の特殊な形成は、変形体が、測定すべき圧力の作用時に左側及び右側に向かって対称に膨張することを生じさせる。測定すべき張力の作用時に、変形体は、相応に左側及び右側から対称に収縮する。これは、力が完全には同軸に作用しない場合及び／又は付加的な横力の影響がある場合でもそれぞれ当て嵌まる。

対称の変形は、特定のやり方で配置された縦長リセスとノッチの間にそれぞれ薄いウェブしか残っていないことによって得られる。これにより、一種の“ジョイント作用”が得られる。これは、材料横断面における特殊な面積比と協働して、特に対称の変形を生じさせる。

従って、棒状の力変換器は、公知の棒状の力変換器よりも良好な変形特性を備える。これにより、この棒状の力変換器は、測定精度に対する要求が標準的である場合には全く十分な高い線形性及び測定精度を備える。これは、前で説明した特徴が存在する場合には、力変換器の定格負荷に関係なく常に当て嵌まる。

請求項２によれば、中心横軸と、前側の縦長リセスと左上のノッチの間の最短の結合線との間の角度は、１７°より小さくなく、２９°より大きくない。

中心横軸と最短の結合線との間の角度が、１７°より小さくなく、２９°より大きくない場合には、前記の“ジョイント作用”が、特に明確に生じる。これは、力変換器の定格負荷に関係なく当て嵌まる。

従って、力変換器は、その製造後に、変形体又は歪センサにおける製造に起因する公差を補償するための材料除去による機械的な調整及び／又は電気的な調整を、特に回転調整をしなくても、外乱の影響に対して鈍感である。これにより、費用のかかる調整措置を省略することができ、力変換器は、容易に調整することができる。

請求項３によれば、縦長リセスが、それぞれ実質的に楕円形に形成されている。

縦長リセスを楕円形又はほぼ楕円形に形成した場合、縦長リセスは、一貫して凸に形成されている。ノッチも一貫して凸に形成されている場合は、それぞれ正確にリセスとノッチの間に最も薄い箇所が存在する。これは、測定すべき圧力の作用時でも、測定すべき張力の作用時でも、変形体の対称の変形を支援する。加えて、実質的に楕円形の縦長リセスは、回転対称の工具によって良好に製造することができる。

請求項４によれば、ノッチが、それぞれ実質的に部分円状に形成されている。

ノッチを部分円状又はほぼ部分円状に形成した場合は、ノッチは、一貫して凸に形成されている。縦長リセスも一貫して凸に形成されている場合は、それぞれ正確にリセスとノッチの間に最も薄い箇所が存在する。これは、更にまた測定すべき圧力の作用時でも、測定すべき張力の作用時でも、変形体の対称の変形を支援する。加えて、実質的に部分円状のノッチも回転対称の工具によって良好に製造することができる。

請求項５によれば、前側の縦長リセスと後側の縦長リセスが、それぞれ交点に対して調心されて配置されている。加えて、左上のノッチと左下のノッチ並びに右上のノッチと右下のノッチが、それぞれ中心横軸に対して対称に配置されている。

縦長リセスの調心された配置及びノッチの対称の配置は、測定すべき圧力又は張力の力線が均等に変形体に分散することを生じさせる。これにより、変形体も、均等に変形する。

請求項６によれば、前側の縦長リセス内に、少なくとも４つの前側リセスが設けられ、これら前側リセスにそれぞれ相対するように後側の縦長リセス内に、少なくとも４つの後側リセスが設けられ、それぞれ貫通した又は貫通しないリセスとすることができる。

前側及び後側リセスにより、変形体の対称の変形が、所望のやり方で支援される。

請求項７によれば、力測定時に、横歪と縦歪の間の比が、５５％〜７２％である。

横歪と縦歪の間のこの比−この比は、例えば欧州特許第０ ８００ ０６４号明細書に記載された力変換器のような金属から成る力変換器については約３０％の横歪と縦歪の間の通常の比とは明らかに違うが−によって、変形体の特殊な形成により、最良の測定結果が得られる。

請求項８によれば、前側の縦長リセス内に、少なくとも３つの前側の歪センサが配置され、後側の縦長リセス内に、少なくとも３つの後側の歪センサが配置されている。前側の歪センサの１つと後側の歪センサの１つが、交点に対して調心されて配置され、縦歪を測定するために設けられている。前側の歪センサの２つと後側の歪センサの２つが、中心横軸に対して対称に中心横軸の上及び下に配置され、横歪を測定するために設けられている。

縦歪を測定するための歪センサを交点に対して調心することにより、歪センサは、それぞれ、歪センサが最良の測定結果を供給する箇所に配置されている。横歪用の前側及び後側のそれぞれ２つの歪センサの対称配置は、これら歪センサの偏心配置に起因するその測定結果の偏差を補償することを可能にする。

請求項９によれば、変形体が、中心縦軸及び中心横軸によって構成される第１の面に対して対称に形成されている。加えて、変形体は、少なくとも、前側の縦長リセス、後側の縦長リセス及びノッチが存在する領域内で、中心横軸に直交して延在し且つ中心縦軸を含む第２の面に対しても対称に形成され、中心面に対して対称に形成されている。

変形体の大部分に対して対称な形成は、その対称の変形を支援する。

請求項１０によれば、変形体が、鋼、チタン、アルミニウム又はベリリウム銅から成る。

前記の金属は、変形体の所望の変形特性を可能にする材料特性、特にポアソン比を備える。

本発明を、以下で概略図と関係した実施例に基づいて詳細に説明する。

第１の実施例による力変換器１０１の正面図（１ａ）、Ｋ−Ｋ断面（１ｂ）及び斜視図（１ｃ） 第２の実施例による力変換器２０１の正面図（２ａ）、Ｋ−Ｋ断面（２ｂ）及び斜視図（２ｃ） 第３の実施例による力変換器３０１の正面図（３ａ）、Ｋ−Ｋ断面（３ｂ）及び斜視図（３ｃ） 第４の実施例による力変換器４０１の正面図（４ａ）、Ｋ−Ｋ断面（４ｂ）及び斜視図（４ｃ） 第５の実施例による力変換器５０１の正面図（５ａ）、Ｋ−Ｋ断面（５ｂ）及び斜視図（５ｃ）

図１ａは、第１の実施例による力変換器１０１の正面図を示し、図１ｂは力変換器１０１のＫ−Ｋ断面を示し、図１ｃは、力変換器１０１の斜視図を示す。

力変換器１０１は、例えば鋼、チタン、アルミニウム又はベリリウム銅のような金属から成る棒状の変形体１０２を有する。変形体は、円形、正方形又は他の横断面を有する棒から、例えば１つの丸鋼又は四角鋼から作成することができる。以下の説明は、変形体がシリンダ状の棒をベースにして、図面に図示したようなシリンダ状の基本形状を自ら有する。しかしながらまた、変形体１０２が以下で説明する側よりも多くの側を備えることもできる他のバリエーションも可能である。

変形体１０２は、図１ａに示した正面図では垂直に延在する中心縦軸Ｌを備える。変形体は、中心縦軸Ｌに直交するように配置され、図１ａに示した正面図で水平に延在する第１の中心横軸Ｑ１も備える。中心縦軸Ｌ及び第１の中心横軸Ｑ１に直交するように配置された変形体１０２の第２の中心横軸Ｑ２図１ａに示した正面図で、画面の中へ延在し図１ｂに示されている。中心縦軸Ｌと両中心横軸Ｑ１及びＱ２は、全て、共通の交点Ｓを通り、それぞれ互いに直交して延在する。これらの軸は、同様にそれぞれ互いに直交して延在する３つの面を構成する。力変換器１０１及びその変形体１０２は、大部分が中心縦軸Ｌと両中心横軸Ｑ１及びＱ２によって構成もしくは張設される３つの面のそれぞれに対して対称であり、これは、以下で詳細に説明する。

変形体１０２は、図１ａに示した正面図では正面に図示された前側１０３を備える。変形体は、図面では完全にみることができない、図１ｂで少なくとも横断面図で図示された後側１０４も備える。後側は、図１ａに図示した前側１０３に対して対称であり、正面図では前側のように見える。換言すれば、図１ａで、後側１０４も、これが違う符号を備えるのであれば、正面図で示すことができるということである。変形体１０２は、更に、図１ａの左に存在する左側１０５、図１ａで右に存在する右側１０６、図１ａで上に存在する上端側１０７及び図１ａで下に存在する下端側１０８を備える。

上端側１０７及び下端側１０８は、それぞれ１つの力導入面を構成し、この力導入面を介して測定すべき力Ｆもしくは対応する反力を導入することができる。上端側１０７及び下端側１０８は、好ましくは球状に、中心縦軸Ｌに対して調心されて形成されている。しかしながら、上端側１０７及び下端側１０８は、例えば平らに形成することもできる。上端側１０７も下端側１０８も平らに形成することもできる。

図１ｂに図示され、図１ｃで良好に認められるように、変形体１０２の製造時に、変形体がベースとするシリンダ状の棒から、その縦方向で中心領域を、前側及び後側の材料が除去されたので、前側１０３及び後側１０４は、この中心領域がそれぞれ平坦化もしくは平らに形成されている。変形体１０２の上端及び下端では、それぞれシリンダ状の基本形状が維持されたが、直径は、複数のステップで変化し、これには、以下で更に詳細に立ち入る。

特に図１ａ及び図１ｃで良好に見ることができるように、変形体１０２は、その前側１０３に前側の縦長リセス１０９を備え、この前側の縦長リセスは、前側１０３の平坦化された領域内で、上端側１０７及び下端側１０８を経て延在する変形体１０２の中心縦軸Ｌの方向に延在する。前側の縦長リセスは、その上端及びその下端に、更に、前側１０３の平坦化された領域の周縁に対して明らかな間隔を備えるが、その左端及びその右端では、この周縁直前で初めて終了する。換言すれば、前側の縦長リセス１０９の主軸は、中心縦軸Ｌの方向に延在し、その副軸が、第１の中心横軸Ｑ１の方向に延在し、その主頂点が、その上端及び下端を構成し、その副頂点が、その左端及び右端を構成するということである。

その後側１０４に、変形体１０２は、後側の縦長リセス１１０を備え、この後側の縦長リセスは、図面で完全に見ることができないが、図１ｂで少なくとも横断面図に図示されている。後側の縦長リセスは、前側の縦長リセス１０９に相対しており、前側の縦長リセス１０９と同じ形態を備え、後側１０４の平坦化された領域内に存在する。換言すれば、図１ａ及び１ｃで、後側の縦長リセス１１０も、これが違う符号を備えるのであれば、示すことができるということである。

両縦長リセス１０９及び１１０は、それぞれ変形体１０２の中心に、即ち中心縦軸Ｌと、左側１０５から右１０６に向かって延在する第１の中心横軸Ｑ１と、前側１０３から後側１０４に向かって延在する第２の中心横軸Ｑ２との間の交点Ｓの領域に、存在する。正確に言えば、両縦長リセス１０９及び１１０は、それぞれ交点Ｓに対して調心されて配置されているということである。縦長リセス１０９及び１１０のそれぞれは、好ましくは楕円形に形成されている。しかしながら、例えば長穴の形態又は以下で第５の実施例と関係して説明する形態のような他の縦長の形態も可能である。

図１ｂで良好に認められるように、前側の縦長リセス１０９と後側の縦長リセス１１０の間には、中心ウェブ１１１が残っており、この中心ウェブに、以下で詳細に説明するように、歪センサが貼り付けられている。それぞれ中心ウェブ１１１の一方の側を構成する前側の縦長リセス１０９の下端の底面と後側の縦長リセス１１０の下端の底面は、好ましくは平面平行である。

縦長リセス１０９及び１１０の深さ、従ってその間に残っている中心ウェブ１１１の厚さｄは、力変換器１０１のどのような定格負荷に対して設計されているかを顧慮して選択されている。第１の実施例は、例えば７５００ｋｇのような比較的低い定格負荷から出発しているので、この場合の中心ウェブ１１１の厚さｄは、比較的小さい。定格負荷が高い場合、厚さｄは、変形体１０２の安定に対する高い要求を満足するために相応に大きくなる。

図１ｂに示した力変換器１０１のＫ−Ｋ断面には、変形体１０２の材料横断面Ａが、ハッチングされて図示されている。力変換器１０１のＫ−Ｋ断面、従って変形体１０２の材料横断面Ａは、中心縦軸Ｌに直交して延在し且つ第１の中心横軸Ｑ１を含む、変形体１０２もしくは力変換器１０１の中心面内に延在する。材料横断面Ａの面積は、以下で材料横断面面積と呼ばれている。

図１ｂに破線で示した左側に存在するもしくは左側の第１の直線Ｇ１は、Ｋ−Ｋ断面の図１ｂで左側に存在する領域内で、前側の縦長リセス１０９の左側の周縁及び後側の縦長リセス１１０の左側の周縁を経て延在する、もしくは、これら周縁の延長部である。前側の縦長リセス１０９の左側の周縁及び後側の縦長リセス１１０の左側の周縁は、それぞれ変形体１０２左側１０５に向かう縦長リセスの周縁である。

図１ｂに同様に破線で示した右側に存在するもしくは右側の第２の直線Ｇ２は、Ｋ−Ｋ断面の図１ｂで右側に存在する領域内で、前側の縦長リセス１０９の右側の周縁及び後側の縦長リセス１１０の右側の周縁を経て延在する、もしくは、これら周縁の延長部である。前側の縦長リセス１０９の右側の周縁及び後側の縦長リセス１１０の右側の周縁は、それぞれ変形体１０２の右側１０６に向かう縦長リセスの周縁である。

材料横断面Ａの左側に存在するもしくは左側の第１の部分領域Ｂ１は、図１ｂで左側の第１の直線Ｇ１の左隣りに存在し且つ変形体１０２もしくは材料横断面Ａの左側の周縁にまで延在する材料横断面Ａの部分領域である。換言すれば、左側の第１の部分領域Ｂ１は、左側の第１の直線Ｇ１から、変形体１０２の左側１０５に向かう材料横断面Ａの周縁にまで延在するということである。左側の第１の部分領域Ｂ１の面積は、以下では第１の部分領域面積と呼ばれている。

材料横断面Ａの右側に存在するもしくは右側の第２の部分領域Ｂ２は、図１ｂで右側の第２の直線Ｇ２の右隣に存在し且つ変形体１０２もしくは材料横断面Ａの右側の周縁にまで延在する材料横断面Ａの領域である。換言すれば、右側の第２の部分領域Ｂ２は、右側の第２の直線Ｇ２から、変形体１０２の右側１０６に向かう材料横断面Ａの周縁にまで延在するということである。右側の第２の部分領域Ｂ２は、以下では第２の部分領域面積と呼ばれている。

材料横断面とその両部分領域Ｂ１及びＢ２は、互いに特殊な比率になっている。正確に言えば、材料横断面面積と、第１の部分領域面積と第２の部分領域面積の合計との間の比は、１．５６〜２．１５、即ち１．５６より小さくなく、２．１５より大きくないということである。

図１ａ及び１ｃで良好に見ることができるように、変形体１０２は、その左側１０５に、第１の中心横軸Ｑ１の上に存在する左上の溝もしくはノッチ１１２と、第１の中心横軸Ｑ１の下に存在する左下の溝もしくはノッチ１１３を備える。更に、変形体１０２の右側１０６に、第１の中心横軸Ｑ１の上に存在し且つ左上のノッチ１１２に相対する右上の溝もしくはノッチ１１４と、第１の中心横軸Ｑ１の下に存在し且つ左下のノッチ１１３に相対する右下の溝もしくはノッチ１１５が設けられている。側毎に２つより多くのノッチを有するバリエーションも考えられる。

左側のノッチ１１２及び１１３は、両方とも、第１の中心横軸Ｑ１に対してもしくは第１の中心横軸と第２の中心横軸Ｑ２によって構成される面に対して同じ間隔を備え、即ち左側のノッチは、第１の中心横軸Ｑ１もしくはこの面に対して対称に配置されている。同じことが、右側のノッチ１１４及び１１５についても当て嵌まる。ノッチ１１２，１１３，１１４及び１１５のそれぞれは、好ましくは部分円状に形成されているが、例えば楕円部分の形態のような他の形態を備えることもできる。第１の実施例による力変換器１０１の場合、ノッチ１１２，１１３，１１４及び１１５のそれぞれが、前側１０３の平坦化された領域及び後側１０４の平坦化された領域内にまで延在する。

前側の縦長リセス１０９とノッチ１１２，１１３，１１４及び１１５の間には、後側の縦長リセス１１０とノッチ１１２，１１３，１１４及び１１５の間と同様に、その最も薄い箇所に幅ｂを備えるそれぞれ１つのウェブが残っている。これは、図１ａで、模範的に前側の縦長リセス１０９、左上のノッチ１１２及びその間のウェブ１１６について図示されているが、変形体１０２の十分に対称な形成に基づいて、他のノッチ１１３，１１４及び１１５並びに後側の縦長リセス１１０に対しても相応に当て嵌まる。換言すれば、前側の縦長リセス１０９とノッチ１１２，１１３，１１４及び１１５のそれぞれの間並びに後側の縦長リセス１１０とノッチ１１２，１１３，１１４及び１１５のそれぞれの間に、その最も薄い箇所に幅ｂを備えるそれぞれ１つのウェブが存在するということである。

前側の縦長リセス１０９及び後側の縦長リセス１１０が、厳密に凸にもしくは一貫して凸に形成されている、即ち、例えば前で説明したように楕円形であり、ノッチ１１２，１１３，１１４及び１１５も、厳密に凸にもしくは一貫して凸に形成されている、即ち、例えば前で説明したように部分円状である場合、それぞれ縦長リセス１０９及び１１０の一方とノッチ１１２，１１３，１１４及び１１５の１つの間に、正確に、それぞれのウェブが幅ｂを備える薄い箇所が存在する。従って、それぞれ正確に、縦長リセスとノッチの間に、ウェブの幅ｂと同じ長さｌを有する最短の結合線が生じる。例えば、図１ａに示したように、前側の縦長リセス１０９と左上のノッチ１１２の間に、長さｌを有する最短の結合線Ｖが存在する。

図１ａに図示したような、第１の中心横軸Ｑ１と、前側の縦長リセス１０９と左上のノッチ１１２も間の長さｌを有する最短の結合線Ｖとの間の角度αは、１７°〜２９°であり、即ち１７°より小さくなく、２９°より大きくない。これは、変形体１０２の十分に対称の形成に基づいて相応に後側の縦長リセス１１０と他のノッチ１１３，１１４及び１１５についても当て嵌まる。

変形体１０２の前側１０３に、図１ａ及び図１ｃに図示したように前側中心の歪センサ１１７、前側上の歪センサ１１８及び前側下の歪センサ１１９が取り付けられ、これら歪センサは、共通のキャリヤ又は別々のキャリヤ上に実現することができる。図１ａ及び図１ｃには、前側の共通のキャリヤ１２０によるバリエーションが示されている。共通のキャリヤは、欧州特許第０ ８００ ０６４号明細書に記載された、例えば低い製造コスト、低い配線費用及び簡素化された取付けのような利点を必然的に伴う。

前側の共通のキャリヤ１２０もしくは前側の歪センサ１１７，１１８及び１１９は、前側の縦長リセス１０９内に配置されている。前側中心の歪センサ１１７は、中心縦軸Ｌの方向に生じる変形体１０２の縦歪を測定するために設けられ、交点Ｓに対して調心されて配置されている。これに対して前側上の歪センサ１１８及び前側下の歪センサ１１９は、第１の中心横軸Ｑ１の方向に生じる変形体１０２の横歪を測定するために設けられ、中心縦軸Ｌに対して調心された位置決めされ、第１の中心横軸Ｑ１に対してもしくは第１の中心横軸Ｑ１と第２の中心横軸Ｑ２によって構成される面に対して対称に、即ちこれらに対して同じ間隔を置いて、第１の中心横軸Ｑ１もしくはこの面の上及び下に配置されている。

変形体１０２の後側１０４に、後側中心の歪センサ１２１、後側上の歪センサ１２２及び後側下の歪センサ１２３が取り付けられ、これら歪センサは、図１ａ及び図１ｃでは見ることができず、図１ｂでは部分的にだけみることができる。これら後側の歪センサは、前側の歪センサ１１７，１１８及び１１９と一致し、前側の歪センサ１１７，１１８及び１１９にそれぞれ相対している。後側の歪センサも、共通のキャリヤ又は別々のキャリヤ上に実現することができ、ここでは図１ａ及び１ｃで見ることができず、図１ｂでは横断面図で見ることができる後側の共通のキャリヤ１２４から始められる。図１ａ及び図１ｃには、これに応じて３つの後側の歪センサ１２１，１２２及び１２３並びにその後側の共通のキャリヤ１２４も、これらが違う符号を備えるのであれば、示すことができる。

従って、後側の共通のキャリヤ１２４もしくは後側の歪センサ１２１，１２２及び１２３は、後側の縦長リセス１１０内に且つそれぞれ前側の共通のキャリヤ１２０もしくは前側の歪センサ１１７，１１８及び１１９に相対して配置されている。後側中心の歪センサ１２１は、前側中心の歪センサ１１７と同様に、中心縦軸Ｌの方向に生じる変形体１０２の縦歪を測定するために設けられ、交点Ｓに対して調心されて配置されている。これに対して後側上の歪センサ１２２及び後側下の歪センサ１２３は、前側の歪センサ１１８及び１１９と同様に、中心横軸Ｑ１の方向に生じる変形体１０２の横歪を測定するために設けられ、中心縦軸Ｌに対して調心されて位置決めされ、第１の中心横軸Ｑ１に対してもしくは第１の中心横軸Ｑ１と第２の中心横軸Ｑ２によって構成される面に対して対称に、即ちこれらに対して同じ間隔を置いて、第１の中心横軸Ｑ１もしくはこの面の上及び下に配置されている。

歪センサ１１７，１１８，１１９，１２１，１２２及び１２３は、例えば電気式又は光学式の歪センサとすることができる。従って、例えば、前側の歪センサ１１７，１１８及び１１９を、３つの測定格子としてフィルム−歪ゲージのフィルム上に実現し、後側の歪センサ１２１，１２２及び１２３を、３つの測定格子として別のフィルム−歪ゲージのフィルム上に実現すること、又は、全ての歪センサを、光学式歪ゲージのブラッグ格子として実現することもできる。

違った数の歪センサを設けることもできる。従って、欧州特許第０ ８００ ０６４号明細書に記載されているように、例えば前側１０３にも後側１０４にも、それぞれ、縦歪を測定するためにただ１つの歪センサを取り付け、横歪を測定するためにただ１つの歪センサを取り付けることができる。歪センサは、ホイートストンブリッジ回路内で互いに接続することができる。加えて、例えば増幅器、Ａ／Ｄコンバータ等のような歪センサから供給される信号の次処理をするための所定の電子部品を設けることができ、これらは、統合された回路の一部として実現することもできる。

力変換器１０１が、導入された力Ｆを測定するために使用される場合、即ち力測定をする場合、歪センサ１１７，１１８，１１９，１２１，１２２及び１２３によって測定される変形体１０２の横歪と縦歪の間の比は、５５％〜７２％である。

図１ａ及び１ｃに見られるように、前側の縦長リセス１０９内には、４つの前側リセス１２５’，１２５’’，１２５’’’及び１２５’’’’が設けられ、これら前側リセスは、以下でまとめて前側リセス１２５とも呼ばれている。第１の前側リセス１２５’及び第２の前側リセス１２５’’は、前側の歪センサ１１７，１１８及び１１９の上もしくは前側の共通のキャリヤ１２０の上に配置され、両前側リセスは、中心縦軸Ｌに対してもしくは中心縦軸Ｌと第２の中心横軸Ｑ２によって構成される面に対して同じ間隔を備える、即ち両前側リセスは、中心縦軸Ｌもしくはこの面に対して対称に配置されている。第３の前側リセス１２５’’’及び第４の前側リセス１２５’’’’は、前側の歪センサ１１７，１１８及び１１９の下もしくは前側の共通のキャリヤ１２０の下に配置され、両前側リセスは、中心縦軸Ｌに対してもしくは中心縦軸Ｌと第２の中心横軸Ｑ２よって構成される面に対して同じ間隔を備える、即ち両前側リセスは、中心縦軸Ｌもしくはこの面に対して対称に配置されている。

加えて、一方の側の第１の前側リセス１２５’及び第２の前側リセス１２５’’と他方の側の第３の前側リセス１２５’’’及び第４の前側リセス１２５’’’’は、それぞれ、第１の中心横軸Ｑ１に対してもしくは第１の中心横軸Ｑ１と第２の中心横軸Ｑ２によって構成される面に対して同じ間隔を備える、即ち一方の側の前側リセスと他方の側の前側リセスは、中心横軸Ｑ１もしくはこの面に対して対称に配置されている。

後側の縦長リセス１１０内に、４つの後側リセス１２６’，１２６’’，１２６’’’及び１２６’’’’が設けられ、これら後側リセスは、図面に示されておらず、以下ではまとめて後側リセス１２６とも呼ばれている。これら後側リセスは、４つの前側リセス１２５にそれぞれ相対しており、前側リセスと同じ形態を備える。換言すれば、図１ａ及び図１ｃには、４つの後側リセス１２６も、これらが違う符号を備えるのであれば、示すことができるということである。

４つの前側リセス１２５は、それぞれ貫通したリセスとすることができ、その場合には、４つの後側リセス１２６と重なるもしくは同一である。４つの前側リセス１２５及び４つの後側リセス１２６は、それぞれ貫通しないリセスとすることもでき、その場合には、それぞれ、相対するリセスの下端の底面の間に材料が残っている。これは、第１の実施例による力変換器１０１の場合にはそうである。

４つの前側リセス１２５及び４つの後側リセス１２６は、図１ａ及び図１ｃに示したように円形の横断面を備えることができるが、例えば楕円形の横断面を備えること、長穴として形成されていること、又は、他の形態を備えること、もできる。加えて、４つより多い又は少ないリセスを設けること及び図１ａ及び図１ｃに図示したものとは違うようにリセスを配置することもできる。

変形体１０２の上端及び下端には、それぞれ、前側１０３もしくは後側１０４の平坦化された領域からシリンダ状の基本形状が維持された領域への移行部に、まず、幅の狭い環状の上の突起１２７もしくは幅の狭い環状の下の突起１２８存在し、この突起の直径は、左側１０５から右側１０６までの間隔及び好ましくはこの間隔と同じ大きさの、突起１２７及び１２８の直ぐ向こうの変形体１０２の直径よりも僅かに大きい。この直径を有する上の第１の部分１２９もしくは下の第１の部分１３０と、わずかに小さい直径を有する上の第２の部分１３１もしくは下の第２の部分１３２が続き、上の第２の部分１３１は、その上端で、上端側１０７によってもしくは上端側１０７により構成される力導入面によって終了させられ、下の第２の部分１３２は、その下端で、下端側１０８によってもしくは下端側１０８により構成される力導入面によって終了させられている。

上の第２の部分１３１には、例えば測定すべき力Ｆを導入することができる計量器の台秤のような力導入装置との結合のために、図１ａ及び図１ｃに示したようにネジ１３３を設けること又は例えば横孔のような図示してない他の固定手段を設けることができる。下の第２の部分１３２には、例えば相応の反力を導入することができる計量器のベースプレートのような力導入装置との結合のために、図１ａ及び図１ｃに示したようにネジ１３４を設けること又は例えば横孔のような図示してない他の固定手段を設けることができる。

上の第１の部分１２９には、水平に始まり、次に斜め下に向かって折れ曲がり最後に上の突起１２７の下で右上のノッチ１１４の上の領域で終了する貫通穴１３５を設けることができる。この貫通穴は、図面に図示してないケーブルを通すために使用され、このケーブルを介して、歪センサ１１７，１１８，１１９，１２１，１２２及び１２３又はその下流の電子部品を接続することができる。このようにして、歪センサ１１７，１１８，１１９，１２１，１２２及び１２３又は電子部品は、埃、湿度又は他の環境の影響からの保護のために密閉されるようにカプセル化されている場合でも、例えば評価装置及び／又は表示装置と接続することができる。この場合、カプセル化は、例えば、中心縦軸Ｌに沿って前側１０３もしくは後側１０４の平坦化された領域とほぼ同じように延在する、周囲を閉鎖したスリーブによって実現することができる。

図２は、第２の実施例による力変換器２０１の正面図を示し、図２ｂは、力変換器２０１のＫ−Ｋ断面を示し、図２ｃは、力変換器２０１の斜視図を示す。

要素２０２〜２２４及び２２７〜２３５は、以下で説明する部分変更を除いて、第１の実施例と関係して説明した要素１０２〜１２４及び１２７〜１３５と一致するが、第２の実施例による力変換器２０１の場合は、前側リセス１２５及び後側リセス１２６に一致する要素が設けられていない。部分変更は、第２の実施例では例えば１５０００ｋｇのように高められた定格負荷から出発させられることに起因する。

図２ａ，２ｂ及び２ｃに認められるように、縦長リセス２０９及び２１０は、縦長リセス１０９及び１１０よりも若干幅を狭く形成されているが、これは、前側２０３及び後側２０４の平坦化された領域に対しても同様に当て嵌まる。中心ウェブ２１１の厚さｄは、中心ウェブ１１１の厚さよりも若干大きい。縦長リセス２０９及び２１０は、それぞれその上端及びその下端に、前側２０３もしくは後側２０４の平坦化された領域の周縁に対して明らかな間隔を備えるが、それぞれその左端及びその右端には、ほとんど完全にこの周縁にまで迫っている。

ノッチ２１２，２１３，２１４及び２１５は、ノッチ１１２，１１３，１１４及び１１５よりも若干少ない深さであり、それぞれ前側２０３の平坦化された領域の周縁及び後側２０４の平坦化された領域の周縁にまで延在する。

図３ａは、第３の実施例による力変換器３０１の正面図を示し、図３ｂは、力変換器３０１のＫ−Ｋ断面を示し、図３ｃは、力変換器３０１の斜視図を示す。

要素３０２〜３３２及び３３５は、以下で説明する部分変更を除いて、第１の実施例と関係して説明した要素１０２〜１３２及び１３５に一致するが、第３の実施例による力変換器３０１の場合は、上のネジ１３３及び下のネジ１３４に一致する要素が設けられていない。部分変更は、第３の実施例では例えば２００００ｋｇのような高い定格負荷から出発させられることに起因する。

図３ａ，３ｂ及び３ｃに認められるように、縦長リセス３０９及び３１０は、縦長リセス１０９及び１１０よりも幅を狭く形成されており、これは、前側３０３及び後側３０４の平坦化された領域に対しても同様に当て嵌まる。中心ウェブ３１１の厚さｄは、中心ウェブ１１１の厚さよりも大きい。縦長リセス３０９及び３１０は、それぞれその上端及びその下端に、前側３０３もしくは後側３０４の平坦化された領域の周縁に対して明らかな間隔を備えるが、それぞれその左端及びその右端ではこの周縁にまで達する。

ノッチ３１２，３１３，３１４及び３１５は、ノッチ１１２，１１３，１１４及び１１５よりも深く且つ小さい半径で形成されているが、前側３０３の平坦化された領域及び後側３０４の平坦化された領域内までも延在する。

４つの前側リセス３２５は、それぞれ貫通したリセスであり、４つの後側リセス３２６と重なるもしくはこれらと同一である。

図４ａは、第４の実施例による力変換器４０１の正面図を示し、図４ｂは、力変換器４０１のＫ−Ｋ断面を示し、図４ｃは、力変換器４０１の斜視図を示す。

要素４０２〜４３２及び４３５は、以下で説明する部分変更を除いて、第１の実施例と関係して説明した要素１０２〜１３２及び１３５と一致するが、第４の実施例による力変換器４０１の場合は、上のネジ１３３及び下のネジ１３４に一致する要素が設けられていない。部分変更は、第４の実施例では例えば３００００ｋｇのような更に高い定格負荷から出発させられることに起因する。

図４ａ，４ｂ及び４ｃに認められるように、縦長リセス４０９及び４１０は、縦長リセス１０９及び１１０よりも明らかに幅を狭く形成されており、これは、前側４０３及び牛利側４０４の平坦化された領域に対しても同様に当て嵌まる。中心ウェブ４１１の厚さｄは、中心ウェブ１１１の厚さよりも明らかに大きい。縦長リセス４０９及び４１０は、それぞれその上端及びその下端に、前側４０３もしくは後側４０４の平坦化された領域の周縁に対して明らかな間隔を備えるが、それぞれその左端及びその右端ではこの周縁にまで達する。

ノッチ４１２，４１３，４１４及び４１５は、ノッチ１１２，１１３，１１４及び１１５よりも深く且つ小さい半径で形成されている。これらノッチは、それぞれ前側４０３の平坦化された領域及び後側４０４の平坦化された領域にまで完全に延在するのではない。

前側の縦長リセス４０９内に、６つの前側リセス４２５’，４２５’’，４２５’’’，４２５’’’’，４２５’’’’’及び４２５’’’’’’が設けられ、これら６つの前側リセスは、以下ではまとめて前側リセス４２５と呼ばれている。４つの前側リセス４２５’，４２５’’，４２５’’’及び４２５’’’’は、４つの前側リセス１２５’，１２５’’，１２５’’’及び１２５’’’’と一致する。第５の前側リセス４２５’’’’’は、第１の前側リセス４２５’及び第２の前側リセス４２５’’の上に、中心縦軸Ｌに対して調心された配置されている。第６の前側リセス４２５’’’’’’は、第３の前側リセス１２５’’’及び第４の前側リセス１２５’’’’の下に、中心縦軸Ｌに対して調心されて配置されている。６つの前側リセス４２５は、それぞれ貫通したリセスであり、６つの後側リセス４２６と重なるもしくはこれらと同一である。

図５ａは、第５の実施例による力変換器５０１の正面図を示し、図５ｂは、力変換器５０１のＫ−Ｋ断面を示し、図５ｃは、力変換器５０１の斜視図を示す。

第５の実施例による力変換器５０１は、第１の実施例による力変換器１０１に非常に似ている。要素５０２〜５０８及び５１１〜５３５は、第１の実施例と関係して説明した要素１０２〜１０８及び１１１〜１３５と一致する。縦長リセス５０９及び５１０だけが、縦長リセス１０９及び１１０とは違うように形成されている。

図５ａ及び５ｃに認められるように、縦長リセス５０９及び５１０は、その上端及びその下端において、それぞれもう一度拡幅される。これにより、ノッチ５１２，５１３，５１４及び５１５の周縁及び縦長リセス５０９及び５１０の周縁は、それぞれある区間にわたって平行に延在し、最も薄い箇所ではなく、リセスとノッチの間のそれぞれのウェブにおける幅ｂを有する最も薄い領域が存在する。従って、正確に、ウェブの幅ｂと同じ長さｌを有する最短の結合ラインが、縦長リセスとノッチの間に生じる。従って、ここで角度αの定義にとっては、幅ｂを有する最も薄い領域の中心を経て延在する、最短の結合ラインが重要である。これは、図５で、前側の縦長リセス５０９と左上のノッチ５１２の間の長さｌを有する最短の結合線Ｖに関して示されている。

ノッチ５１２，５１３，５１４及び５１５と縦長リセス５０９及び５１０の周縁が、それぞれ短い区間だけにわたって平行に延在し、従って、リセスとノッチの間の其々のウェブにおける幅ｂを有する最も薄い領域が小さい限り、角度αが１７°より小さくなく、２９°より大きくない場合には、他の実施例の場合と同じプラスの効果が生じる。

縦長リセス５０９及び５１０の形態は、縦長リセスの完全に楕円形の形成に対する複数の可能な選択肢のうちの１つである。この場合、これら選択肢は、第１の実施例をベースにするだけでなく、第２、第３又は第４の実施例をベースにしても使用することができる。

第１の実施例〜第５の実施例による力変換器１０１〜５０１の更なる部分変更が可能である。従って例えば第１の実施例による力変換器１０１の場合には、前側リセス１２５と後側リセス１２６は、貫通していることも、従って重なっていることもできる。第２の実施例による力変換器２０１の場合には、前側リセス１２５及び後側リセス１２６に一致する要素を設けることができ、貫通した又は貫通しないリセスとすることができる。加えて、全ての実施例において、違った数の前側及び後側リセスが可能である。

更に、例えば第３の実施例による力変換器３０１と第４の実施例による力変換器４０１の場合には、それぞれ上のネジ１３３及び下のネジ１３４に一致する要素又は他の固定手段を設けることができる。同様に、他の実施例による力変換器は、このようなネジ又は固定手段なしで形成することもできる。

更に、前記力変換器の多数の別の部分変更が、特に説明したこれら力変換器の要素に関して可能である。

要約すると、本発明は、少なくとも、前側、後側、左側、右側、上端側及び下端側を有する棒状の変形体と、変形体に取り付けられ、変形体の横歪及び縦歪を測定するために設けられた少なくとも４つの歪センサを備える、圧力及び／又は張力を測定するための力変換器に関する。前側には、変形体の中心縦軸と中心横軸の間の交点の領域に前側の縦長リセスが設けられている。前側の縦長リセスに相対して、後側には、後側の縦長リセスが設けられている。左側には、中心横軸の上及び中心横軸の下に、少なくとも１つの左上のノッチ及び左下のノッチが設けられている。左側のこれらノッチにそれぞれ相対して、右側には、少なくとも１つの右上のノッチ及び右下のノッチが設けられている。材料横断面の第１の部分領域の面積と材料横断面の第２の部分領域の面積の合計に対する、中心縦軸に直交して延在し且つ中心横軸を含む中心面内の材料横断面の面積の比は、１．５６より小さくなく、２．１５より大きくない。

力変換器において、変形体の片側の変形を回避することができる。これにより、力変換器は、高線形に作動し、非常に正確な測定結果を供給する。

１０１ 力変換器
１０２ 変形体
１０３ 前側
１０４ 後側
１０５ 左側
１０６ 右側
１０７ 上端側
１０８ 下端側
１０９ 前側の縦長リセス
１１０ 後側の縦長リセス
１１１ 中心ウェブ
１１２ 左上のノッチ
１１３ 左下のノッチ
１１４ 右上のノッチ
１１５ 右下のノッチ
１１６ ウェブ
１１７ 前側中心の歪センサ
１１８ 前側上の歪センサ
１１９ 前側下の歪センサ
１２０ 前側の共通のキャリヤ
１２１ 後側中心の歪センサ
１２２ 後側上の歪センサ
１２３ 後側下の歪センサ
１２４ 後側の共通のキャリヤ
１２５ ４つの前側リセス
１２６ ４つの後側リセス
１２７ 上の突起
１２８ 下の突起
１２９ 上の第１の部分
１３０ 下の第１の部分
１３１ 上の第２の部分
１３２ 下の第２の部分
１３３ ネジ
１３４ ネジ
１３５ 貫通穴
ｂ ウェブの幅
ｄ 中心ウェブの厚さ
Ｆ 力
ｌ 最短の結合線の長さ
Ｌ 中心縦軸
Ｑ１ 第１の中心横軸
Ｑ２ 第２の中心横軸
Ｓ 交点
Ｖ 最短の結合線
α 角度
Ａ 材料横断面
Ｂ１ 左側の第１の部分領域
Ｂ２ 右側の第２の部分領域
Ｇ１ 左側の第１の直線
Ｇ２ 右側の第２の直線

Claims (10)

1. 少なくとも、前側（１０３；２０３；３０３；４０３；５０３）、後側（１０４；２０４；３０４；４０４；５０４）、左側（１０５；２０５；３０５；４０５；５０５）、右側（１０６；２０６；３０６；４０６；５０６）、上端側（１０７；２０７；３０７；４０７；５０７）及び下端側（１０８；２０８；３０８；４０８；５０８）を備える棒状の変形体（１０２；２０２；３０２；４０２；５０２）と、
   変形体（１０２；２０２；３０２；４０２；５０２）に取り付けられ、変形体（１０２；２０２；３０２；４０２；５０２）の縦歪及び横歪を測定するために設けられた少なくとも４つの歪センサ（１１７，１１８，１１９，１２１，１２２，１２３；２１７，２１８，２１９，２２１，２２２，２２３；３１７，３１８，３１９，３２１，３２２，３２３；４１７，４１８，４１９，４２１，４２２，４２３；５１７，５１８，５１９，５２１，５２２，５２３）を有し、
   前側（１０３；２０３；３０３；４０３；５０３）で、変形体（１０２；２０２；３０２；４０２；５０２）の中心縦軸（Ｌ）と中心横軸（Ｑ１）の間の交点（Ｓ）の領域に、前側の縦長リセス（１０９；２０９；３０９；４０９；５０９）が設けられ、この前側の縦長リセスに相対するように、後側（１０４；２０４；３０４；４０４；５０４）に、後側の縦長リセス（１１０；２１０；３１０；４１０；５１０）が設けられ、
   左側（１０５；２０５；３０５，４０５；５０５）で、中心横軸（Ｑ１）の上及び中心横軸（Ｑ１）の下に少なくとも１つの左上のノッチ（１１２；２１２；３１２；４１２；５１２）及び左下のノッチ（１１３；２１３；３１３；４１３；５１３）が設けられ、これらノッチにそれぞれ相対するように、右側（１０６；２０６；３０６；４０６；５０６）に、少なくとも１つの右上のノッチ（１１４；２１４；３１４；４１４；５１４）及び右下のノッチ（１１５；２１５；３１５；４１５；５１５）が設けられ、
   中心縦軸（Ｌ）に直交して延在し且つ中心横軸（Ｑ１）を含む中心面内での変形体（１０２；２０２；３０２；４０２；５０２）の材料横断面（Ａ）が、材料横断面面積を備え、
   材料横断面（Ａ）の左側の第１の部分領域（Ｂ１）が、左側（１０５；２０５；３０５；４０５；５０５）に向かう前側の縦長リセス（１０９；２０９；３０９；４０９；５０９）の周縁と左側（１０５；２０５；３０５；４０５；５０５）に向かう後側の縦長リセス（１１０；２１０；３１０；４１０；５１０）の周縁を経て延在する左側の第１の直線（Ｇ１）から、左側（１０５；２０５；３０５；４０５；５０５）に向かう材料横断面（Ａ）の周縁にまで延在し、第１の部分領域面積を備え、
   材料横断面（Ａ）の右側の第２の部分領域（Ｂ２）が、右側（１０６；２０６；３０６；４０６；５０６）に向かう前側の縦長リセス（１０９；２０９；３０９；４０９；５０９）の周縁と右側（１０６；２０６；３０６；４０６；５０６）に向かう後側の縦長リセス（１１０；２１０；３１０；４１０；５１０）の周縁を経て延在する右側の第２の直線（Ｇ２）から、右側（１０６；２０６；３０６；４０６；５０６）に向かう中心横断面（Ａ）の周縁にまで延在し、第２の部分領域面積を備え、
   材料横断面面積と、第１の部分領域面積及び第２の部分領域面積の合計との間の比が、１．５６より小さくなく、２．１５より大きくない、
   圧力及び／又は張力を測定するための力変換器（１０１；２０１；３０１；４０１；５０１）。
2. 中心横軸（Ｑ１）と、前側の縦長リセス（１０９；２０９；３０９；４０９；５０９）と左上のノッチ（１１２；２１２；３１２；４１２；５１２）の間の最短の結合線（Ｖ）との間の角度（α）が、１７°より小さくなく、２９°より大きくないこと、を特徴とする請求項１に記載の力変換器（１０１；２０１；３０１；４０１；５０１）。
3. 縦長リセス（１０９，１１０；２０９，２１０；３０９，３１０；４０９，４１０；５０９，５１０）が、それぞれ実質的に楕円形に形成されていること、を特徴とする請求項１又は２に記載の力変換器（１０１；２０１；３０１；４０１；５０１）。
4. ノッチ（１１２，１１３，１１４，１１５；２１２，２１３，２１４，２１５；３１２，３１３，３１４，３１５；４１２，４１３，４１４，４１５；５１２，５１３，５１４，５１５）が、それぞれ実質的に部分円状に形成されていること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の力変換器（１０１；２０１；３０１；４０１；５０１）。
5. 前側の縦長リセス（１０９；２０９；３０９；４０９；５０９）と後側の縦長リセス（１１０；２１０；３１０；４１０；５１０）が、それぞれ交点（Ｓ）に対して調心されて配置され、
   左上のノッチ（１１２；２１２；３１２；４１２；５１２）と左下のノッチ（１１３；２１３；３１３；４１３；５１３）並びに右上のノッチ（１１４；２１４；３１４；４１４；５１４）と右下のノッチ（１１５；２１５；３１５；４１５；５１５）が、それぞれ中心横軸（Ｑ１）に対して対称に配置されていること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の力変換器（１０１；２０１；３０１；４０１；５０１）。
6. 前側の縦長リセス（１０９；２０９；３０９；４０９；５０９）内に、少なくとも４つの前側リセス（１２５；２２５，３２５，４２５；５２５）が設けられ、これら前側リセスにそれぞれ相対するように後側の縦長リセス（１１０；２１０；３１０；４１０；５１０）内に、少なくとも４つの後側リセス（１２６；２１６；３１６；４１６；５１６）が設けられ、それぞれ貫通した又は貫通しないリセスとすることができること、を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の力変換器（１０１；２０１；３０１；４０１；５０１）。
7. 力測定時に、横歪と縦歪の間の比が、５５％〜７２％であること、を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の力変換器（１０１；２０１；３０１；４０１；５０１）。
8. 前側の縦長リセス（１０９；２０９；３０９；４０９；５０９）内に、少なくとも３つの前側の歪センサ（１１７，１１８，１１９；２１７，２１８，２１９；３１７，３１８，３１９；４１７，４１８，４１９；５１７，５１８，５１９）が配置され、後側の縦長リセス（１１０；２１０；３１０；４１０；５１０）内に、少なくとも３つの後側の歪センサ（１２１，１２２，１２３；２２１，２２２，２２３；３２１，３２２，３２３；４２１，４２２，４２３；５２１，５２２，５２３）が配置され、
   前側の歪センサの１つ（１１７；２１７；３１７；４１７；５１７）と後側の歪センサの１つ（１２１；２２１；３２１；４２１；５２１）が、交点（Ｓ）に対して調心されて配置され、縦歪を測定するために設けられ、
   前側の歪センサの２つ（１１８，１１９；２１８，２１９；３１８，３１９；４１８，４１９；５１８，５１９）と後側の歪センサの２つ（１２２，１２３；２２２，２２３；３２２，３２３；４２２，４２３；５２２，５２３）が、中心横軸（Ｑ１）に対して対称に中心横軸の上及び下に配置され、横歪を測定するために設けられていること、を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の力変換器（１０１；２０１；３０１；４０１；５０１）。
9. 変形体（１０２；２０２；３０２；４０２；５０２）が、中心縦軸（Ｌ）及び中心横軸（Ｑ１）によって構成される第１の面に対して対称に形成され、
   変形体（１０２；２０２；３０２；４０２；５０２）は、少なくとも、前側の縦長リセス（１０９；２０９；３０９；４０９；５０９）、後側の縦長リセス（１１０；２１０；３１０；４１０；５１０）及びノッチ（１１２，１１３，１１４，１１５；２１２，２１３，２１４，２１５；３１２，３１３，３１４，３１５；４１２，４１３，４１４，４１５；５１２，５１３，５１４，５１５）が存在する領域内で、中心横軸（Ｑ１）に直交して延在し且つ中心縦軸（Ｌ）を含む第２の面に対しても対称に形成され、中心面に対して対称に形成されていること、を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の力変換器（１０１；２０１；３０１；４０１；５０１）。
10. 変形体（１０２；２０２；３０２；４０２；５０２）が、鋼、チタン、アルミニウム又はベリリウム銅から成ること、を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の力変換器（１０１；２０１；３０１；４０１；５０１）。
    

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