JPH10502736A

JPH10502736A - 力測定装置

Info

Publication number: JPH10502736A
Application number: JP8504815A
Authority: JP
Inventors: アンソニーマーチ，アドリアン
Original assignee: アドリアンマーチリミティド
Priority date: 1994-07-15
Filing date: 1995-07-14
Publication date: 1998-03-10
Also published as: DE69512781D1; AU681306B2; ES2139914T3; CN1152955A; WO1996002814A1; AU2932695A; DE69512781T2; EP0771412B1; US5827981A; GB9414299D0; EP0771412A1

Abstract

(57)【要約】力検知装置（２）は実質的に非可撓性の連結部分（４，８，14，16）と、間隔をおいて配され連結部分（４，８，14，16）の間に延びる弾性変形可能な細長い部材（18，20）とを具備している。この装置はさらに、連結部分（４，８，14，16）の間に加えられた力、特に圧縮力を細長い部材（18，20）の歪みを測定することにより測定する測定用具を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】力測定装置発明の背景発明の分野本発明は力を測定する装置に関する。従来技術の概要多くの産業上の用途において力を弾性部材に加えこの部材の偏倚又は歪みを測定することにより力を測定することは普通のことである。検知部材をできるだけコンパクトに保持することが通常必要とされ、また特にトンのオーダーの荷重に対しては、公知の方法は加えられた荷重によって生じた最大応力の場所の局部歪みを測定することである。典型的にはこれはシリンダーに圧縮が加えられ又はブロックに剪断力が加えられる電気抵抗歪みゲージによって達成される。このような歪みゲージの設計と取付けは妥協の事項であり、例えばこれら歪みゲージの接着による固定部が可撓性でありすぎたならば、歪みゲージは不正確となり、また歪みゲージが堅すぎたならば、離れて落ちてしまう。歪みゲージで消散される電力は制限され、また普通に要求されるような0.02％の精度を達成するためには、マイクロボルトのオーダーの信号レベルが測定されなければならない。これは、厳しい干渉が付近の大きく変化する電気的負荷によって生じることのある産業上の事態においては容易なことではない。さらに、最大の精度と感度を達成するためには、弾性部材の最大の歪みはできるだけ高くなければならず、これは受けた力のもとでクリープと変動する力に応じたヒステリシスとの問題を生じる。比較的小さな歪みが歪みゲージにより測定される上記の弾性部材の使用に代える方法は、プル−ビングリング、すなわち決定されるべき力が直径を横切って加えられ偏倚がこの同じ直径又はこれと直角な直径を横切って測定される円環体又は“アンカーリング”である。与えられた力にとって、プル−ビングリングが要求されるのとほとんど同じ大きさの偏倚に屈撓するよう設計されるが、形状による張力と剪断力と曲げとの応力の組合せのためプルーブリングが物理的に大きくなり、使いにくいものとなりまた他の装置よりも高価となる。発明の概要本発明は、小さな寸法で、歪みゲージにより通常測定されるよりも非常に大きな加えられた力のもとに偏倚を生じそれにより他の直線形変位トランスジューサを用いることかできるようになる弾性部材を提供することを目的とする。したがって、本発明の第１の形態は、最も広くは、検査リングが円形でなく楕円形の変形されない状態を有している。したがって、この第１の形態は、少なくとも一部が弾性変形可能な材料からなるリングと、前記リングの直径の各端部に位置する２つの連結部分と、力が装置の前記連結部分の間に加えられた時前記リングの歪みを決定する測定手段とを具備し、前記リングがその休止状態においてリングの平面上で前記直径に沿った第１の方向でこれに直角な第２の方向よりも大きな寸法となっている、力検知装置を提供する。第２の形態においては、本発明は、２つの実質的に非可撓性の連結部分と、この連結部分の間に延びる少なくとも１つの可撓性の細長い部材と、力が装置の前記連結部分の間に加えられた時前記少なくとも１つの細長い部材の横方向の歪みを決定する測定手段とを有する力検知装置を提供する。したがって、前記装置のいずれかの形態によれば、力が加えられる連結部分を有し、またこの連結部分の間に弾性部分を有しこの弾性部分が力が加えられしかも荷重のもとに横方向に変形した時の方向にほぼ平行となっている力検知装置を提供することができる。本発明の好適な実施態様において、公知の弾性部材において歪みゲージを用いそれにより荷重のもとのクリープとヒステリシスとがなくなり又は実質的に減少されるようにした著しく低い応力のもとで有用な偏倚を達成することができる。このような実施態様のさらなる利点は、直線形の測定を実際の物理的な目盛に関連づけることができまたその結果直線形の測定を歪みゲージシステムにおいて典型的なアナログ出力とは異なり直接デジタル形式で表現することができることである。この用途に適している直線形測定システムは本出願人の現存するヨーロッパ特許明細書第 0100243号と第 0184286号に包含される特徴を有する検知装置を用いて構成することができ、その記載は実例を挙げることによりこれらの特徴がどのようにして本発明に適用されるかが以下に示される。しかし、上記型式の弾性部材の使用はこの測定技術に限定されず、任意のこれに代わる適当な直線形測定システムを用いることができる。図面の簡単な記載本発明の実施態様が添付図面を参照し実例を示すことにより以下に詳細に記載される。ここで図１は本発明により構成された荷重検知装置（“荷重計”）の概略図を示す。図２はその電子機器と共に保護ハウジング内部に収容された図１の荷重検知装置を示す。図３は荷重のもとでの図１の弾性部材の偏倚の形態を示す。図４は図１において用いられる直線形変位測定手段の基本的光学装置を示す。図５は、荷重計の直線形変位測定手段の図１で“Ｘ”方向から見た図である。図６は図４の直線形変位測定手段のための他の光学装置を示す。図７は図５と６の測定手段で用いられる検知装置に対する光学的目盛の関係の拡大図である。図８は図７に示される光学的目盛の拡大図である。図９は本発明の弾性部材の他の形式を示す。図10は本発明の弾性部材のさらに他の形式を示す。詳細な記載本発明により構成された荷重センサーの全体的な配置構造を示す図１をまず参照すると、荷重センサーは、典型的には硬化され焼戻されたスチールから作られその特性が実際上完全な弾性の限界を越えることなく高い応力に耐えるようになっている弾性部材２からなっている。この弾性部材２は、その下端に弾性部材の高さの典型的には２倍の半径の球面を有する下側表面６を備えた円筒形部分４を有している。弾性部材２の上端は、典型的には弾性部材の高さにほぼ等しい曲率の球面半径を有する上側表面10を備えた同様の円筒形部分８を有している。弾性部材２は２つの硬化されたスチールの担持面（図３で56と60として示される）の間で作動し、また球面６及び10と前記担持面56及び60との組合せは、力が上側担持面を通して矢印Ｆの方向に加えられた時に弾性部材が機械的安定性を維持するのを保証するようになっている。円筒形部分４及び８と球面６及び 10とは公知の荷重計の通常の構造である。円筒形部分４と８は矩形断面の２つのわん曲した圧縮部材18と20に端部固定性を与える正方形又は矩形の中間部分14と16の延長部である。この円筒体半径22は独特のもので、圧縮部材18と20の各々の両端部において中間部分14及び16と合体する場所の応力の集中を最小にする。円筒形部分４と８が中間部分14と16に合体するところに図２に示されるように保護ハウジングを取付けることができる低い立上り部24と26が形成される。圧縮部材18と20の各々の中心で相互に対面する表面上に、センサー支持体28と目盛支持体30（大きく点線で示される）とがそれぞれ取付けられ、Ｆで加えられた荷重のもとでの圧縮部材18と20の相互に離れる変位を決定するのに用いられる測定システムを形成している。ねじ32がセンサー支持体28を圧縮部材18に固定しまた目盛支持体30を圧縮部材20に固定する。取付けの他の手段が可能であり、例えば圧縮部材18と20の孔により生じる応力の集中をなくすることが必要と考えられた場合に接着剤又は機械的な締めつけも可能であるが、これは必らずしも重要なことではない。温度の変化から生じる問題、特に断熱的な負荷をかけることから生じる問題を最小にするため、センサー支持体28と目盛支持体30とが弾性部材２と同じ熱膨張係数を有する材料で作られまたこれら支持体が前記弾性部材２と良好な熱接触の状態にあることが望ましい。このようにして、環境の変化により又は負荷が変化することにより弾性部材２の温度が変化した時、センサー支持体28と目盛支持体 30がこの温度変化に正確に追随し、そしてこれら支持体の熱膨張が弾性部材２の熱膨張を補償する。このようにして重要な熱作用だけが弾性部材２のヤング係数の温度による変化となり、多くの目的のためこれが無視されるが、しかしより大きな精度が必要な時はこの温度を測定することができそして補正が与えられる。図２は、弾性部材２と測定システムの構成要素28及び30との臨界的部分が作動時弾性部材２に38と40でそれぞれ溶接されまた相互に42で溶接された上側円筒状カップ34と下側円筒状カップ36とからなるハウジングによって保護される方法を示している。電気的接続はハウジングの内部に行われ下側カップ36に接合部48で溶接された出口差込み46の金属対ガラスのシール44を介して形成されるようにする。電気回路板50と52（略図式に示され現実的には示されていない）が必要であればねじ54によって弾性部材２の上方部分に固定されるが、ハウジング内部での他の取付け手段も可能である。電気的な接続は変位測定手段28及び30と回路板50 及び52と金属対ガラスシール44との間で必要となるが、これらは公知であり混乱を避けるため図面には示されていない。図３は作動時荷重計の弾性部材２が球面６でどのようにして硬化された平坦面 56上に典型的に支持され、また圧縮力Ｆが硬化されたパッド60を介して球面10に加えられるかを示している。円筒形部分４と８の一方又は双方は円形ブッシュにより所定位置に拘束されるが、これらは図面には示されていない。球面６と10は、力を加える点が接触している平坦な支持面がほぼ平行であるならば、力を加える点が装置の中心線に接近して保持されることを保証する。これらのわん曲した形状の結果と力Ｆの作用のもとに、曲げモーメントが圧縮部材18と20に生じ、圧縮部材18と20は18Ａ及び20Ａとして点線で示される位置に偏倚する。その中央個所の間の分離62の増加が、図１に示され図３には明瞭のため省略されているセンサー支持体28と目盛支持体30とからなる直線形変位測定手段によって測定される。与えられた力の増加に対する偏倚の増加は曲率に依存するため、力と偏倚との間の関係は非直線的となる。力の適当な値が簡単な比例定数によって得られ、また正確な値は参照用テーブルから見出される。これに代え、より複雑な多項形式の動力級数を信号処理作用に用い加えられた力の正確な値を直接つくり出すことができる。ヨーロッパ特許第 0100243号と第 0184286号の原理を適用する変位測定システムの本質的な構成要素が図４に示されている。蒸発されたクロムからエッチングされる目盛64が図１の目盛支持体30（図４には示されていない）上に担持されるガラス又は石英物質66の表面上に形成される。目盛の運動は、シリコンの型（普通には“チップ”）70上の直線状配列の光要素からなり型への電気的接続部（図示しない）を担持するアルミナプレート72上に取付けられたセンサー組立体68に対して決定される。融解された光ファイバー74の短い切片がシリコンの型70の表面に取付けられ、そして型をアルミナプレート72上のトラックに接続する接合ワイヤ（図示しない）がシール用化合物76により被覆される。シール用化合物76は望ましくは不透明の黒色であり型70に到達するそれた光が不利な光電効果を生じることがないようにする。目盛64は典型的には光ファイバー74の面から50μｍであり、またレンズ80により平行ビームに視準を正した発光ダイオード78からの光により光ファイバー面上に“影が作られる”。融解された光ファイバー74は目盛 64の影が作られた像を形成する光をシリコン型70の表面上の光要素に導くが、これは、接合ワイヤ（図示しない）が型70の表面から突出しそれにより目盛64の表面への十分に密接した直接の接近を妨げるために、必要となる。図４に示される構成要素の実際の具体例は図５に示され、ここではセンサー68 、レンズ80、及び発光ダイオード78が図１に示される圧縮部材18に取付けられたセンサー支持体28により支持されている。透明基板66上の目盛64は圧縮部材20に取付けられた目盛支持体30により支持される。発光ダイオード78は光を均一に適当な十分な角度の範囲で全方向に発射しそれによりレンズ80による視準後にほぼ平行なビームが均一の強さに形成されるようにする型のものである。図示の位置ではセンサー 68が目盛の一方の端部にありそのためセンサーは圧縮部材18と20が荷重のもとに離間するにつれて目盛64の長さ方向に通過するようになることがわかるであろう。これに代わる幾分か簡単な光学装置が図６に描かれており、ここでは別体の発光ダイオード78とレンズ80とが半球形の端部を有する発光ダイオード82に置換えられている。センサー支持体28は支持するための１つの構成要素しかないため変更されているが、他の全ての要素は図５と同じとなっている。発光ダイオード82 は図５のダイオード18とレンズ80との組合せと同じ均一性の又は同じ平行のビームを提供するようにはなっていないが、最高の精度が必要とされない多くの目的にとっては十分であることかわかるであろう。図７は基板66上の目盛64（略図式に描かれている）とこれに対する融解された光ファイバー74の経路84（図４に見られる）との全体構造を示している。目盛64 は移動方向に直角な方向の精密な関係が重要ではないように光ファイバー74よりも著しく幅広に作られている。センサー（図４，５及び６の68）に達するそれた光の量を最小にするため、目盛64は基板66の表面上の他の不透明の塗膜における透明な部分として形成される。目盛64にとって適当な表示パターンが図８に示されている。この例においては、図面の便利のため、目盛は黒の線が透明部分を表わし残り部分が不透明である陰画として示されている。84で示される目盛の部分は、ヨーロッパ特許第 01002 43号と第 0184286号に説明されているようにセンサー68に対する目盛64の粗い位置を決定する相関工程において用いられる偽無作為の２進パターンであり、これに対し86で示される残りの部分はセンサー68上の感光要素と相互に作用しその位相が精密な位置を形成するのに用いられるモアレしまの形式を生じる均一なバーパターンである。図１の圧縮部材18と20が矩形断面で均一の曲率のバーの形式をとらなければならないと理由はないが、これは設計し製造するための簡単な形式である。実際には、図１から３に示される簡単な形状は各部材の両端と中央との双方に応力の集中を有する傾向があり、また改善された性能は図９の88と90に示されるような圧縮部材を形成することにより得られ、ここでは圧縮部材88と90は最小曲げモーメントの位置92で厚さが減少されそれにより応力分布が最大の負荷でできるだけ均一となるようにする。このようにして最大の偏倚としたがってまた最大の感度とが与えられた最高の負荷と最大の応力とに対して得られる。横方向の偏倚が図１の18と20におけるように加えられた力を検知するのに用いられる１つ又は複数の部材にとってこの力に抵抗するため直接用いられることは必須ではなく、図10は２つの圧縮部材と別体の検知部材とを用いる他の構造を側面図で示している。できる限り図１と同じ番号を残すと、頂部と底部の中央部分 14と16は横方向に長くされ、Ｆで加えられた（また図示しない硬いパッド上に載る表面６により抵抗される）力を間に曲がった検知部材98がある圧縮部材94と96 に伝達する。力Ｆの効果は圧縮部材94と96を相互に離れるよう偏倚させ、それにより端部の荷重を検知部材98に加えるようにすることである。この端部荷重のもとで検知部材98は中央部分16に向って下方に偏倚し、そしてその間の距離100の変化の測定からＦで加えられた力の大きさを決定することができる。加えられた荷重を支持することが必要でないため、検知部材98の曲率と厚さとを変えることによりシステムの感度を制御するのに大きな自由度が存在することが明らかとなるであろう。さらに、少なくとも一部において、加えられた荷重に対する圧縮部材の非直線形の応動を検知部材98の逆の非直線形の応動によって相殺することが可能となる。本発明による力を検知するための弾性部材の設計に大きな自由度が存在し、示される図面は可能な構造を表わすものとしてのみ考えられることが明らかとなろう。検知部材は図１におけるように荷重を支持し又は図10におけるように荷重とは無関係とすることができる。図10に示される型の装置は表面６と10との間で弾性部材の全体の高さを最小に保つことが望まれる場合に特に有用である。同様に、ある用途にとって、弾性部材を他の材料、例えば硬化されたスチールに代えて強化プラスチックで作ることが十分に実施可能となる。精密な設計は当業者の能力の範囲内であり、有利には数学的な応力分析にとって特有の容易さを有している。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９６年６月１２日【補正内容】明細書これは受けた力のもとのクリープと変動する力に応じたヒステリシスとの問題を生じる。比較的小さな歪みが歪みゲージにより測定される上記の弾性部材の使用に代える方法は、プル−ビングリング、すなわち決定されるべき力が直径を横切って加えられ偏倚がこの同じ直径又はこれと直角な直径を横切って測定される円環体又は“アンカーリング”である。与えられた力にとって、プル−ビングリングが要求されるのとほとんど同じ大きさの偏倚に屈撓するよう設計されるが、形状による張力と剪断力と曲げとの応力の組合せのためプルーブリングが物理的に大きくなり、使いにくいものとなりまた他の装置よりも高価となる。ヨーロッパ特許公開第 0003685号とドイツ特許公開第 3725535号はそれぞれプル−ビングリングを含む構造を開示している。リングが、力が加えられる直径の対向端部に締め具を有している。ドイツ特許公開第 3725535号では、リング（円形である）の変形は力を加える方向で測定される。ヨーロッパ特許公開第 00036 35号ではリングの変形は力を加える方向に直角の方向で測定される。米国特許第 5115680号は２つの細長い部材が一対のブロックの間に取付けられた力を検知する他の装置を開示している。このブロックの一方は端部が固定され検知されるべき力がスプリングの一端に加えられ、スプリングの他端は第１のブロックに対して固定されている。スプリングの偏倚は他方のブロックを動かし、それにより細長い部材を変形させるようにする。この変形が測定され力を測定する。発明の概要本発明は、小さな寸法で、歪みゲージにより通常測定されるよりも非常に大きな加えられた力のもとに偏倚を生じそれにより他の直線変位トランスジューサを用いることができるようになる弾性部材を提供することを目的とする。したがって、本発明の第１の形態は、少なくとも部分的に弾性変形可能な材料で構成されたリングと、前記リングの直径の各端部に位置する２つの連結部分と、力が力検知装置の前記連結部分の間に加えられた時前記リングの歪みを決定する測定手段とを具備し、前記リングがその休止形状においてリングの平面上で前記直径に沿う第１の方向でこの方向に直角の第２の方向におけるよりも大きな直径となっている力検知装置において、前記リングが前記２つの連結部分にそれぞれ取付けられた２つの中間部分と、この２つの中間部分の間に延びかつ中間部分と一体の少なくとも２つの細長い部材とを有し、２つの細長い部材の幅が中間部分との接合部において前記第２の方向に次第に増大している力検知装置を提供する。第２の形態においては、本発明は、２つの実質的に非可撓性の連結部分と、前記連結部分の間に延びる少なくとも１つの弾性変形可能な細長い部材と、力が力検知装置の前記連結部分の間に加えられた時前記少なくとも１つの細長い部材の横方向の歪みを決定する測定手段とを有する力検知装置において、前記少なくとも１つの細長い部材が前記２つの連結部分にそれぞれ取付けられた中間部分の各端部で終わり、前記２つの中間部分が前記少なくとも１つの細長い部材と一体であり、力が加えられる方向に直角な前記少なくとも１つの細長い部材の幅が中間部分への細長い部材の接合部において次第に増大している力検知装置を提供する。したがって、本発明によれば、力が加えられる連結部分を有し、また力が加えられる方向にほぼ平行に延びるが荷重のもとでは横方向に変形する前記連結部分の間の細長い部材を有する力検知装置を提供することができる。本発明の好適な実施態様において、公知の弾性部材において歪みゲージを用いそれにより荷重のもとにクリープとヒステリシスとがなくなり又は減少されるようにした著しく低い応力のもとで有用な偏倚を達成することができる。請求の範囲１．力検知装置であって、少なくとも一部が弾性変形可能な材料で構成されたリング（２）と、前記リング（２）の直径の各端部に位置する２つの連結部分（４，８）と、力が力検知装置の前記連結部分（４，８）の間に加えられた時前記リング（２）の歪みを決定する測定手段（28，30）とを具備し、前記リング（２）が休止した形状ではリング（２）の平面上で前記直径に沿った第１の方向でこの方向に直角な第２の方向におけるよりも大きな寸法となっている、力検知装置において、前記リング（２）が２つの連結部分（４，８）にそれぞれ取付けられた２つの中間部分（14，16）と、２つの中間部分（14，16）の間に延び中間部分（14，16 ）と一体の少なくとも２つの細長い部材（18，20；88，90；94，96）とを有し、２つの細長い部材（18，20；88，90；94，96）の幅が中間部分（14，16）との接合部で前記第２の方向に次第に増大していることを特徴とする力検知装置。２．前記測定手段（28，30）が、前記第２の方向の前記リングの寸法の変化を測定するよう配設されている請求項いに記載の力検知装置。３．前記測定手段が前記第２の方向で相互に向き合う前記リングの部分に固定された要素（28，30）と前記要素（28，30）の相対変位を測定する関連手段（66 ，68）とを含んでいる請求項２に記載の力検知装置。４．前記関連手段が、前記要素の一方（28）にあって前記要素の他方（30）の相対位置の光学的な測定をするセンサー（68）を具備している請求項３に記載の力検知装置。５．前記連結部分の間の力を前記測定された歪みを用いて決定する手段をさらに具備している前記各請求項のうちのいずれかに記載の力検知装置。６．前記細長い部材（94，96）が弾性変形可能な中間部材（98）により連結され、前記測定手段が前記中間部材の歪みを決定することにより細長い部材の前記歪みを決定する前記各請求項のうちのいずれかに記載の力検知装置。７．力検知装置であって、２つの実質的に非可撓性の連結部分（４，８）と、前記連結部分（４，８）の間に延びる少なくとも１つの弾性変形可能な細長い部材（18，20；88，90；94，96）と、力検知装置の前記連結部分（４，８）の間に力が加えられた時前記少なくとも１つの細長い部材（18，20；88，90;94，96）の横方向の歪みを決定する測定手段（28，30）とを有する力検知装置において、前記少なくとも１つの細長い部材（18，20；88，90；94，96）が２つの連結部分（４，８）にそれぞれ取付けられた中間部分（14，16）の各端部で終わり、２つの中間部分（14，16）が前記少なくとも１つの細長い部材（18，20；88，90； 94，96）と一体であり、力を加える方向に直角の少なくとも１つの細長い部材（ 18，20；88，90；94，96）の幅が中間部分（14，16）への少なくとも１つの細長い部材（18，20；88，90；94，96）の接合部において次第に増大していることを特徴とする力検知装置。８．細長い部材（88，90）が不均一な厚さであり、それにより厚さが曲げモーメントの係数が局部的な最小値を有する各点で又は各点の近くで最小となるようにしている前記各請求項のうちのいずれかに記載の力検知装置。９．細長い部材（88，90）がその端部の中間で最大の厚さとなっている請求項８に記載の力検知装置。 10．細長い部材（18，20；88，90；94，96）が弓形である前記各請求項のうちのいずれかに記載の力検知装置。 11．細長い部材（18，20；88，90；94，96）が容器（36）の中に収容され、この容器から連結部分（４，８）の各部分が突出している前記各請求項のうちのいずれかに記載の力検知装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．力検知装置であって、少なくとも一部が弾性変形可能な材料で構成されたリングと、前記リングの直径の各端部に位置する２つの連結部分と、力が力検知装置の前記連結部分の間に加えられた時前記リングの歪みを決定する測定手段とを具備し、前記リングが休止した形状ではリングの平面上で前記直径に沿った第１の方向でこの方向に直角な第２の方向におけるよりも大きな寸法となっている、力検知装置。２．前記測定手段が、前記第２の方向の前記リングの寸法の変化を測定するよう配設されている請求項１に記載の力検知装置。３．前記測定手段が前記第２の方向で相互に向き合う前記リングの部分に固定された要素と前記要素の相対変位を測定する関連手段とを含んでいる請求項２に記載の力検知装置。４．前記関連手段が、前記要素の一方にあって前記要素の他方の相対位置の光学的な測定をするセンサーを具備している請求項３に記載の力検知装置。５．前記連結部分の間の力を前記測定された歪みを用いて決定する手段をさらに具備している前記各請求項のうちのいずれかに記載の力検知装置。６．前記測定手段が前記弾性変形可能な材料と実質的に等しい事実上の熱膨張係数を有し、温度変化による前記リングの膨張又は収縮が前記測定手段の膨張又は収縮により少なくとも部分的にそれぞれ補償されるようにしている前記各請求項のうちのいずれかに記載の力検知装置。７．力検知装置の前記連結部分が前記リングと共に一部材として形成され、前記連結部分が前記リングより大きな厚さを有しそれにより前記リングより可撓性が低くなるようにしている前記各請求項のうちのいずれかに記載の力検知装置。８．リングが不均一な厚さを有しそれにより厚さが、曲げモーメントの係数が局部的な最小値を有している各点で又は各点の近くで最小となるようにしている前記各請求項のうちのいずれかに記載の力検知装置。９．力検知装置であって、２つの実質的に非可撓性の連結部分と、前記連結部分の間に延びる少なくとも１つの弾性変形可能な細長い部材と、力検知装置の前記連結部分の間に力が加えられた時前記少なくとも１つの細長い部材の横方向の歪みを決定する測定手段とを有する力検知装置。 10．前記少なくとも１つの細長い部材が不均一な厚さでありそれにより曲げモーメントの係数が局部的な最小値を有している各点で又は各点の近くで厚さが最小となるようにしている請求項９に記載の力検知装置。 11．前記少なくとも１つの細長い部材がその端部の中間で最大の厚さとなっている請求項９又は10に記載の力検知装置。 12．前記少なくとも１つの細長い部材が弓形である請求項９，10又は11に記載の力検知装置。 13．前記少なくとも１つの細長い部材か容器の中に収容され、この容器から連結部分の各部分が突出している請求項９から12のうちのいずれかに記載の力検知装置。 14．２つ又はそれ以上の前記細長い部材があり、前記細長い部材が間隔をおいて配されている請求項９から13のうちのいずれかに記載の力検知装置。 15．前記測定手段がその各部分の分離の変化を決定することにより細長い部材の歪みを決定する請求項14に記載の力検知装置。 16．前記細長い部材が弾性変形可能な中間部材により連結され、前記測定手段が前記中間部材の歪みを決定することにより細長い部材の前記歪みを決定する請求項14又は15に記載の力検知装置。