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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024111490
(43)【公開日】2024-08-19
(54)【発明の名称】荷重測定方法、荷重測定装置および荷重測定装置の治具
(51)【国際特許分類】
G01L 5/165 20200101AFI20240809BHJP
【ＦＩ】
G01L5/165
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023016027
(22)【出願日】2023-02-06
(71)【出願人】
【識別番号】000220033
【氏名又は名称】東京コスモス電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中野 英樹
(72)【発明者】
【氏名】坂井 祐介
【テーマコード（参考）】
2F051
【Ｆターム（参考）】
2F051AB09
2F051BA07
2F051DA03
2F051DB03
(57)【要約】
【課題】軸回りのモーメントを測定する場合において、軸同士を分離した測定が可能な荷重測定方法、荷重測定装置および荷重測定装置の治具を提供する。
【解決手段】荷重測定装置の治具は、力覚センサに固定される被固定部と、相互に直交する方向であるＦｘ方向、Ｆｙ方向およびＦｚ方向において、被固定部に対して対称的に配置され、Ｆｙ方向およびＦｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、被固定部からＦｘ方向の一側および被固定部からＦｘ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部と、被固定部に対して対称的に配置され、Ｆｘ方向およびＦｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、被固定部からＦｙ方向の一側および被固定部からＦｙ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部と、を備える。
【選択図】図３Ａ
【解決手段】荷重測定装置の治具は、力覚センサに固定される被固定部と、相互に直交する方向であるＦｘ方向、Ｆｙ方向およびＦｚ方向において、被固定部に対して対称的に配置され、Ｆｙ方向およびＦｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、被固定部からＦｘ方向の一側および被固定部からＦｘ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部と、被固定部に対して対称的に配置され、Ｆｘ方向およびＦｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、被固定部からＦｙ方向の一側および被固定部からＦｙ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部と、を備える。
【選択図】図３Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
力覚センサに固定される被固定部と、
相互に直交する方向であるＦｘ方向、Ｆｙ方向およびＦｚ方向において、前記被固定部に対して対称的に配置される、前記被固定部からＦｘ方向一側に延在するＦｘ方向一側の延在部、および、前記被固定部からＦｘ方向他側に延在するＦｘ方向他側の延在部と、
前記被固定部に対して対称的に配置される、前記被固定部からＦｙ方向一側に延在するＦｙ方向一側の延在部、および、前記被固定部からＦｙ方向他側に延在するＦｙ方向他側の延在部と、
を備える治具を用いて、前記治具を介して力覚センサにかかる荷重を測定する荷重測定方法であって、
前記Ｆｙ方向一側の延在部および前記Ｆｙ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｚ方向で互いに反対で、かつ、前記荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｘ方向に沿って延ばされた軸であるＦｘ方向軸回りのモーメントを測定する工程と、
前記Ｆｘ方向一側の延在部および前記Ｆｘ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｚ方向で互いに反対で、かつ、前記荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｙ方向に沿って延ばされた軸であるＦｙ方向軸回りのモーメントを測定する工程と、
前記Ｆｘ方向一側の延在部および前記Ｆｘ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｙ方向で互いに反対で、かつ、前記荷重の大きさを同一にすることにより、および／または、前記Ｆｙ方向一側の延在部および前記Ｆｙ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｘ方向で互いに反対で、かつ、荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｚ方向に沿って延ばされた軸であるＦｚ方向軸回りのモーメントを測定する工程と、
を備える、
荷重測定方法。
相互に直交する方向であるＦｘ方向、Ｆｙ方向およびＦｚ方向において、前記被固定部に対して対称的に配置される、前記被固定部からＦｘ方向一側に延在するＦｘ方向一側の延在部、および、前記被固定部からＦｘ方向他側に延在するＦｘ方向他側の延在部と、
前記被固定部に対して対称的に配置される、前記被固定部からＦｙ方向一側に延在するＦｙ方向一側の延在部、および、前記被固定部からＦｙ方向他側に延在するＦｙ方向他側の延在部と、
を備える治具を用いて、前記治具を介して力覚センサにかかる荷重を測定する荷重測定方法であって、
前記Ｆｙ方向一側の延在部および前記Ｆｙ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｚ方向で互いに反対で、かつ、前記荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｘ方向に沿って延ばされた軸であるＦｘ方向軸回りのモーメントを測定する工程と、
前記Ｆｘ方向一側の延在部および前記Ｆｘ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｚ方向で互いに反対で、かつ、前記荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｙ方向に沿って延ばされた軸であるＦｙ方向軸回りのモーメントを測定する工程と、
前記Ｆｘ方向一側の延在部および前記Ｆｘ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｙ方向で互いに反対で、かつ、前記荷重の大きさを同一にすることにより、および／または、前記Ｆｙ方向一側の延在部および前記Ｆｙ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｘ方向で互いに反対で、かつ、荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｚ方向に沿って延ばされた軸であるＦｚ方向軸回りのモーメントを測定する工程と、
を備える、
荷重測定方法。
【請求項2】
前記Ｆｙ方向一側の延在部および前記Ｆｙ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｘ方向で同一で、かつ、前記荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｘ方向の荷重を測定する工程と、
前記Ｆｘ方向一側の延在部および前記Ｆｘ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｙ方向で同一で、かつ、前記荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｙ方向の荷重を測定する工程と、
前記Ｆｘ方向一側の延在部および前記Ｆｘ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｚ方向で同一で、かつ、前記荷重の大きさを同一にすることにより、および／または、前記Ｆｙ方向一側の延在部および前記Ｆｙ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｚ方向で同一で、かつ、前記荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｚ方向の荷重を測定する工程と、
をさらに備える、
請求項１に記載の荷重測定方法。
前記Ｆｘ方向一側の延在部および前記Ｆｘ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｙ方向で同一で、かつ、前記荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｙ方向の荷重を測定する工程と、
前記Ｆｘ方向一側の延在部および前記Ｆｘ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｚ方向で同一で、かつ、前記荷重の大きさを同一にすることにより、および／または、前記Ｆｙ方向一側の延在部および前記Ｆｙ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｚ方向で同一で、かつ、前記荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｚ方向の荷重を測定する工程と、
をさらに備える、
請求項１に記載の荷重測定方法。
【請求項3】
治具を介して力覚センサにかかる荷重を測定する荷重測定装置であって、
前記治具は、
前記力覚センサに固定される被固定部と、
相互に直交する方向であるＦｘ方向、Ｆｙ方向およびＦｚ方向において、前記被固定部に対して対称的に配置され、前記Ｆｙ方向および前記Ｆｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、前記被固定部からＦｘ方向の一側および前記被固定部からＦｘ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部と、
前記被固定部に対して対称的に配置され、前記Ｆｘ方向および前記Ｆｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、前記被固定部からＦｙ方向の一側および前記被固定部からＦｙ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部と、
を備える、
荷重測定装置。
前記治具は、
前記力覚センサに固定される被固定部と、
相互に直交する方向であるＦｘ方向、Ｆｙ方向およびＦｚ方向において、前記被固定部に対して対称的に配置され、前記Ｆｙ方向および前記Ｆｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、前記被固定部からＦｘ方向の一側および前記被固定部からＦｘ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部と、
前記被固定部に対して対称的に配置され、前記Ｆｘ方向および前記Ｆｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、前記被固定部からＦｙ方向の一側および前記被固定部からＦｙ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部と、
を備える、
荷重測定装置。
【請求項4】
一対のロードセルをさらに備え、
前記一対のロードセルの一方は、前記一対のロードセルの他方が前記Ｆｘ方向の一側の延在部に荷重をかける場合、前記Ｆｘ方向の他側の延在部に荷重をかけ、
前記一対のロードセルの一方は、前記一対のロードセルの他方が前記Ｆｙ方向の一側の延在部に荷重をかける場合、前記Ｆｙ方向の他側の延在部に荷重をかける、
請求項３に記載の荷重測定装置。
前記一対のロードセルの一方は、前記一対のロードセルの他方が前記Ｆｘ方向の一側の延在部に荷重をかける場合、前記Ｆｘ方向の他側の延在部に荷重をかけ、
前記一対のロードセルの一方は、前記一対のロードセルの他方が前記Ｆｙ方向の一側の延在部に荷重をかける場合、前記Ｆｙ方向の他側の延在部に荷重をかける、
請求項３に記載の荷重測定装置。
【請求項5】
治具を介して力覚センサにかかる荷重を測定する荷重測定装置の治具であって、
前記力覚センサに固定される被固定部と、
相互に直交する方向であるＦｘ方向、Ｆｙ方向およびＦｚ方向において、前記被固定部に対して対称的に配置され、前記Ｆｙ方向および前記Ｆｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、前記被固定部からＦｘ方向の一側および前記被固定部からＦｘ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部と、
前記被固定部に対して対称的に配置され、前記Ｆｘ方向および前記Ｆｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、前記被固定部からＦｙ方向の一側および前記被固定部からＦｙ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部と、
を備える、
荷重測定装置の治具。
前記力覚センサに固定される被固定部と、
相互に直交する方向であるＦｘ方向、Ｆｙ方向およびＦｚ方向において、前記被固定部に対して対称的に配置され、前記Ｆｙ方向および前記Ｆｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、前記被固定部からＦｘ方向の一側および前記被固定部からＦｘ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部と、
前記被固定部に対して対称的に配置され、前記Ｆｘ方向および前記Ｆｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、前記被固定部からＦｙ方向の一側および前記被固定部からＦｙ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部と、
を備える、
荷重測定装置の治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、荷重測定方法、荷重測定装置および荷重測定装置の治具に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、特許文献１には、対向する一対の加圧板の間にゴム試験片を配置し、一対の加圧板を軸方向に移動させて、ゴム試験片を圧縮し、ゴム試験片にかかる圧縮荷重を測定する圧縮試験装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第６７６４０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、特許文献１に係る圧縮試験装置では、一対の加圧板を軸方向に移動させて圧縮荷重を測定する場合、軸方向である一方向にかかる荷重を測定することしかできないという問題がある。
【0005】
また、同装置により軸回りのモーメントを測定することは困難である。さらに、軸回りのモーメントを測定する場合において、他軸への影響が発生するため、軸同士を分離した測定が困難になるという問題がある。
【0006】
本発明の目的は、軸回りのモーメントを測定する場合において、軸同士を分離した測定が可能な荷重測定方法、荷重測定装置および荷重測定装置の治具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の目的を達成するため、本発明における荷重測定方法は、
力覚センサに固定される被固定部と、
相互に直交する方向であるＦｘ方向、Ｆｙ方向およびＦｚ方向において、前記被固定部に対して対称的に配置される、前記被固定部からＦｘ方向一側に延在するＦｘ方向一側の延在部、および、前記被固定部からＦｘ方向他側に延在するＦｘ方向他側の延在部と、
前記被固定部に対して対称的に配置される、前記被固定部からＦｙ方向一側に延在するＦｙ方向一側の延在部、および、前記被固定部からＦｙ方向他側に延在するＦｙ方向他側の延在部と、
を備える治具を用いて、前記治具を介して力覚センサにかかる荷重を測定する荷重測定方法であって、
前記Ｆｙ方向一側の延在部および前記Ｆｙ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｚ方向で互いに反対で、かつ、前記荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｘ方向に沿って延ばされた軸であるＦｘ方向軸回りのモーメントを測定する工程と、
前記Ｆｘ方向一側の延在部および前記Ｆｘ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｚ方向で互いに反対で、かつ、前記荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｙ方向に沿って延ばされた軸であるＦｙ方向軸回りのモーメントを測定する工程と、
前記Ｆｘ方向一側の延在部および前記Ｆｘ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｙ方向で互いに反対で、かつ、前記荷重の大きさを同一にすることにより、および／または、前記Ｆｙ方向一側の延在部および前記Ｆｙ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｘ方向で互いに反対で、かつ、荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｚ方向に沿って延ばされた軸であるＦｚ方向軸回りのモーメントを測定する工程と、
を備える。
力覚センサに固定される被固定部と、
相互に直交する方向であるＦｘ方向、Ｆｙ方向およびＦｚ方向において、前記被固定部に対して対称的に配置される、前記被固定部からＦｘ方向一側に延在するＦｘ方向一側の延在部、および、前記被固定部からＦｘ方向他側に延在するＦｘ方向他側の延在部と、
前記被固定部に対して対称的に配置される、前記被固定部からＦｙ方向一側に延在するＦｙ方向一側の延在部、および、前記被固定部からＦｙ方向他側に延在するＦｙ方向他側の延在部と、
を備える治具を用いて、前記治具を介して力覚センサにかかる荷重を測定する荷重測定方法であって、
前記Ｆｙ方向一側の延在部および前記Ｆｙ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｚ方向で互いに反対で、かつ、前記荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｘ方向に沿って延ばされた軸であるＦｘ方向軸回りのモーメントを測定する工程と、
前記Ｆｘ方向一側の延在部および前記Ｆｘ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｚ方向で互いに反対で、かつ、前記荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｙ方向に沿って延ばされた軸であるＦｙ方向軸回りのモーメントを測定する工程と、
前記Ｆｘ方向一側の延在部および前記Ｆｘ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｙ方向で互いに反対で、かつ、前記荷重の大きさを同一にすることにより、および／または、前記Ｆｙ方向一側の延在部および前記Ｆｙ方向他側の延在部のそれぞれにかける荷重の向きがＦｘ方向で互いに反対で、かつ、荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｚ方向に沿って延ばされた軸であるＦｚ方向軸回りのモーメントを測定する工程と、
を備える。
【0008】
また、本発明における荷重測定装置は、
治具を介して力覚センサにかかる荷重を測定する荷重測定装置であって、
前記治具は、
前記力覚センサに固定される被固定部と、
相互に直交する方向であるＦｘ方向、Ｆｙ方向およびＦｚ方向において、前記被固定部に対して対称的に配置され、前記Ｆｙ方向および前記Ｆｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、前記被固定部からＦｘ方向の一側および前記被固定部からＦｘ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部と、
前記被固定部に対して対称的に配置され、前記Ｆｘ方向および前記Ｆｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、前記被固定部からＦｙ方向の一側および前記被固定部からＦｙ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部と、
を備える。
治具を介して力覚センサにかかる荷重を測定する荷重測定装置であって、
前記治具は、
前記力覚センサに固定される被固定部と、
相互に直交する方向であるＦｘ方向、Ｆｙ方向およびＦｚ方向において、前記被固定部に対して対称的に配置され、前記Ｆｙ方向および前記Ｆｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、前記被固定部からＦｘ方向の一側および前記被固定部からＦｘ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部と、
前記被固定部に対して対称的に配置され、前記Ｆｘ方向および前記Ｆｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、前記被固定部からＦｙ方向の一側および前記被固定部からＦｙ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部と、
を備える。
【0009】
また、本発明における荷重測定装置の治具は、
治具を介して力覚センサにかかる荷重を測定する荷重測定装置の治具であって、
前記力覚センサに固定される被固定部と、
相互に直交する方向であるＦｘ方向、Ｆｙ方向およびＦｚ方向において、前記被固定部に対して対称的に配置され、前記Ｆｙ方向および前記Ｆｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、前記被固定部からＦｘ方向の一側および前記被固定部からＦｘ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部と、
前記被固定部に対して対称的に配置され、前記Ｆｘ方向および前記Ｆｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、前記被固定部からＦｙ方向の一側および前記被固定部からＦｙ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部と、
を備える。
治具を介して力覚センサにかかる荷重を測定する荷重測定装置の治具であって、
前記力覚センサに固定される被固定部と、
相互に直交する方向であるＦｘ方向、Ｆｙ方向およびＦｚ方向において、前記被固定部に対して対称的に配置され、前記Ｆｙ方向および前記Ｆｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、前記被固定部からＦｘ方向の一側および前記被固定部からＦｘ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部と、
前記被固定部に対して対称的に配置され、前記Ｆｘ方向および前記Ｆｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、前記被固定部からＦｙ方向の一側および前記被固定部からＦｙ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部と、
を備える。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、軸回りのモーメントを測定する場合において、軸同士を分離した測定をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本開示の実施の形態における荷重測定装置を示す正面図である。図２は、５軸テーブルを示す斜視図である。図１には、相互に直交するＷ軸、Ｄ軸およびＨ軸が描かれている。図１において、左右方向をＷ方向といい、右方向をＷ方向一側または「＋Ｗ方向」、左方向をＷ方向他側または「－Ｗ方向」という。また、図１の紙面における奥行方向をＤ方向といい、手前方向をＤ方向一側または「＋Ｄ方向」、奥方向をＤ方向他側または「－Ｄ方向」という。また、図１において、上下方向をＨ方向といい、上方向をＨ方向一側または「＋Ｈ方向」、下方向をＨ方向他側又は「－Ｈ方向」という。
【0013】
図１及び図２に示すように、荷重測定装置１は、治具２（図３Ａを参照）を介して力覚センサ３に荷重がかかる場合、力覚センサ３の測定値に基づいて力覚センサ３の出力特性を検査する。力覚センサ３は円筒形状の外形を有している。円筒形状の中心軸３ａ上には検出中心３ｂが配置されている。以下の説明で、中心軸３ａに対して直交する方向であって、中心軸３ａから離れる方向を「放射方向」という。
【0014】
図３Ａは、力覚センサの中心軸が上下方向に向けられた場合の治具等を示す斜視図である。図３Ｂは、力覚センサの中心軸が水平方向に向けられた場合の治具等を示す図である。荷重測定装置１は、治具２及びターンテーブル８ｃにより力覚センサ３を中心軸３ａの方向から挟むようにセットするとともに、中心軸３ａの方向を上下方向（図３Ａに示す方向）と水平方向（図３Ｂに示す方向）との間で転換する。
【0015】
（力覚センサ３）
図４Ａは、力覚センサの中心軸が上下方向に向けられた場合の治具等を示す図である。図４Ｂは、治具等の一部を拡大して示す部分拡大図である。力覚センサ３は、３軸の荷重と各軸回りのモーメントとを同時に測定する公知のセンサである。力覚センサ３は、例えば、荷重の大きさに応じて２つの平行に対面させた導体間の距離が変わることで、導体間に蓄えられた静電容量が変化し、静電容量に応じた電圧を出力し、出力電圧に基づいて荷重の大きさを測定することが可能な静電容量型の力覚センサである。なお、本開示における力覚センサは、静電容量型の力覚センサに限らず、例えば、ひずみゲージを用いた電気抵抗式や、圧電素子を用いた圧電式や、光センサを用いた光学式の力覚センサでもよい。
図４Ａは、力覚センサの中心軸が上下方向に向けられた場合の治具等を示す図である。図４Ｂは、治具等の一部を拡大して示す部分拡大図である。力覚センサ３は、３軸の荷重と各軸回りのモーメントとを同時に測定する公知のセンサである。力覚センサ３は、例えば、荷重の大きさに応じて２つの平行に対面させた導体間の距離が変わることで、導体間に蓄えられた静電容量が変化し、静電容量に応じた電圧を出力し、出力電圧に基づいて荷重の大きさを測定することが可能な静電容量型の力覚センサである。なお、本開示における力覚センサは、静電容量型の力覚センサに限らず、例えば、ひずみゲージを用いた電気抵抗式や、圧電素子を用いた圧電式や、光センサを用いた光学式の力覚センサでもよい。
【0016】
図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、および、図４Ｂに示すように、力覚センサ３は、中心軸３ａの方向にかかる荷重Ｆｚを測定し、また、中心軸３ａに対して直交する直交軸３ｃの方向にかかる荷重Ｆｘを測定し、さらに、中心軸３ａおよび直交軸３ｃのそれぞれに直交する直交軸３ｄの方向にかかる荷重Ｆｙを測定する。また、力覚センサ３は、中心軸３ａ回りのモーメントＭｚを測定し、また、直交軸３ｃ回りのモーメントＭｘを測定し、さらに、直交軸３ｄ回りのモーメントＭｙを測定する。以下の説明で、荷重が力覚センサ３にかかる場合において、荷重Ｆｘがかかる方向を「Ｆｘ方向」といい、また、荷重Ｆｙがかかる方向を「Ｆｙ方向」といい、さらに、荷重Ｆｚがかかる方向を「Ｆｚ方向」という。なお、中心軸３ａ、直交軸３ｃおよび直交軸３ｄのそれぞれが、本開示の「Ｆｚ方向軸」、「Ｆｘ方向軸」および「Ｆｙ方向軸」に対応する。
【0017】
図１に示すように、荷重測定装置１は、台４、一対の柱５、梁６、一対のロードセル７、および、５軸テーブル８を備えている。
【0018】
（台４）
台４は、天板１１、正面壁１２、背面板１３、および、両側面壁１４，１５を備えている。天板１１は、Ｗ方向かつＤ方向に沿って広がる横長矩形の平面を有している。正面壁１２は、天板１１のＤ方向一側縁からＷ方向かつＨ方向に沿って広がる矩形の平面を有している。背面壁１３は、天板１１のＤ方向他側縁からＷ方向かつＨ方向に沿って広がる矩形の平面を有している。Ｗ方向一側に配置された側面壁１４は、天板１１のＷ方向一側縁からＤ方向かつＨ方向に沿って広がる矩形の平面を有している。Ｗ方向他側に配置された側面壁１５は、天板１１のＷ方向他側縁からＤ方向かつＨ方向に沿って広がる矩形の平面を有している。
台４は、天板１１、正面壁１２、背面板１３、および、両側面壁１４，１５を備えている。天板１１は、Ｗ方向かつＤ方向に沿って広がる横長矩形の平面を有している。正面壁１２は、天板１１のＤ方向一側縁からＷ方向かつＨ方向に沿って広がる矩形の平面を有している。背面壁１３は、天板１１のＤ方向他側縁からＷ方向かつＨ方向に沿って広がる矩形の平面を有している。Ｗ方向一側に配置された側面壁１４は、天板１１のＷ方向一側縁からＤ方向かつＨ方向に沿って広がる矩形の平面を有している。Ｗ方向他側に配置された側面壁１５は、天板１１のＷ方向他側縁からＤ方向かつＨ方向に沿って広がる矩形の平面を有している。
【0019】
（一対の柱５）
一対の柱５は、天板１１のＷ方向一側縁部およびＷ方向他側縁部のそれぞれの位置からＨ方向一側（＋Ｈ方向）に延在する。
一対の柱５は、天板１１のＷ方向一側縁部およびＷ方向他側縁部のそれぞれの位置からＨ方向一側（＋Ｈ方向）に延在する。
【0020】
（梁６）
梁６は、一対の柱５のそれぞれの上端部に掛け渡されるように配置されている。梁６には一対のロードセル７が配置されている。図１に、梁６のＷ方向およびＤ方向における中心線ＣＬを示し、また、中心線ＣＬに対して平行な直線であって、中心線ＣＬよりもＷ方向一側（＋Ｗ方向）に所定距離ＤＰだけ離れた平行線ＰＬ１を示し、さらに、中心線ＣＬに対して平行な直線であって、中心線ＣＬよりもＷ方向他側（－Ｗ方向）に所定距離ＤＰだけ離れた平行線ＰＬ２を示す。
梁６は、一対の柱５のそれぞれの上端部に掛け渡されるように配置されている。梁６には一対のロードセル７が配置されている。図１に、梁６のＷ方向およびＤ方向における中心線ＣＬを示し、また、中心線ＣＬに対して平行な直線であって、中心線ＣＬよりもＷ方向一側（＋Ｗ方向）に所定距離ＤＰだけ離れた平行線ＰＬ１を示し、さらに、中心線ＣＬに対して平行な直線であって、中心線ＣＬよりもＷ方向他側（－Ｗ方向）に所定距離ＤＰだけ離れた平行線ＰＬ２を示す。
【0021】
（一対のロードセル７）
一対のロードセル７のそれぞれは梁６に取り付けられる。ロードセル７Ｒは、平行線ＰＬ１に沿うように配置される。ロードセル７Ｌは、平行線ＰＬ２に沿うように配置される。一対のロードセル７Ｒ，７Ｌは、互いに同じ構成を有している。以下の説明では、一対のロードセル７Ｒ，７Ｌを代表してロードセル７Ｒの構成を説明し、ロードセル７Ｌの構成については、ロードセル７Ｒの構成と異なる場合に説明する。
一対のロードセル７のそれぞれは梁６に取り付けられる。ロードセル７Ｒは、平行線ＰＬ１に沿うように配置される。ロードセル７Ｌは、平行線ＰＬ２に沿うように配置される。一対のロードセル７Ｒ，７Ｌは、互いに同じ構成を有している。以下の説明では、一対のロードセル７Ｒ，７Ｌを代表してロードセル７Ｒの構成を説明し、ロードセル７Ｌの構成については、ロードセル７Ｒの構成と異なる場合に説明する。
【0022】
ロードセル７Ｒは昇降ユニット９を備えている。昇降ユニット９は、ボールねじ式の駆動機構である。昇降ユニット９は、梁６に設けられた軸受け９ａと、軸受け９ａに回転可能に支持され、軸受け９ａの位置からＨ方向一側（＋Ｈ方向）に延ばされたボールねじ９ｂと、ボールねじ９ｂに螺合されるナット９ｃと、ボールねじ９ｂを回転させるモータ９ｄと、ボールねじ９ｂに沿うように延在するガイドレール９ｅと、ガイドレール９ｅに沿って移動可能にされたスライド９ｆと、連結部９ｇと、ロッド９ｈと、梁６に設けられたガイド部９ｉと、アタッチメント９ｍ（図４Ａを参照）と、２個の凸状圧子ＡＰ１と、１個の凹状圧子ＡＰ２（図７Ｂを参照）と、を有している。
【0023】
ナット９ｃは、ボールねじ９ｂの回転により上下方向（Ｈ方向）に移動する。連結部９ｇは、ナット９ｃとスライド９ｆとを連結する。ロッド９ｈは、ガイド部９ｉに挿通している。ロッド９ｈにおけるガイド部９ｉの位置からＨ方向一側（＋Ｈ方向）に延ばされたＨ方向一側の延在部は、連結部９ｇに固定されている。ロッド９ｈの下側の延在部は、ガイド部９ｉの位置からＨ方向他側（－Ｈ方向）に延ばされている。
【0024】
アタッチメント９ｍは、上下方向（Ｈ方向）の位置を調整するための調整ネジを介してロッド９ｈの下側の延在部に取り付けられている。アタッチメント９ｍはＣ字形に形成されている。アタッチメント９ｍは、Ｈ方向一側（＋Ｈ方向）に位置するＨ方向一側取付部と、Ｈ方向他側（－Ｈ方向）に位置するＨ方向他側取付部と、両方の取付部を連結する連結部とを有している。
【0025】
２個の凸状圧子ＡＰ１のそれぞれは、平行線ＰＬ１上に配置され、Ｈ方向一側取付部に取り付けられている。一方の凸状圧子ＡＰ１は、Ｈ方向一側取付部からＨ方向他側（－Ｈ方向）に垂下する軸部を有している。また、他方の凸状圧子ＡＰ１は、Ｈ方向他側取付部からＨ方向一側（＋Ｈ方向）に起立する軸部を有している。また、凹状圧子ＡＰ２は、平行線ＰＬ１上に配置され、Ｈ方向他側取付部に取り付けられている。凹状圧子ＡＰ２は、Ｈ方向他側取付部からＨ方向一側（＋Ｈ方向）に凹入するように配置されている。
【0026】
以上から、ロードセル７Ｒにおいて、一方の凸状圧子ＡＰ１、他方の凸状圧子ＡＰ１、および、凹状圧子ＡＰ２のそれぞれは、平行線ＰＬ１上に配置されている。ロードセル７Ｌにおいて、一方の凸状圧子ＡＰ１、他方の凸状圧子ＡＰ１、および、凹状圧子ＡＰ２のそれぞれは、平行線ＰＬ２上に配置されている。
【0027】
＜ロードセル７Ｒの動作＞
ロードセル７Ｒは制御部（不図示）により制御される。モータ９ｄがボールねじ９ｂを回転する場合、ナット９ｃ、スライド９ｆ、連結部９ｇ、ロッド９ｈおよびアタッチメント９ｍのそれぞれが一体的に上下方向（Ｈ方向）に移動する。これにより、アタッチメント９ｍに取り付けられた凸状圧子ＡＰ１および凹状圧子ＡＰ２のそれぞれが平行線ＰＬ１上を上下方向（Ｈ方向）に移動する。
ロードセル７Ｒは制御部（不図示）により制御される。モータ９ｄがボールねじ９ｂを回転する場合、ナット９ｃ、スライド９ｆ、連結部９ｇ、ロッド９ｈおよびアタッチメント９ｍのそれぞれが一体的に上下方向（Ｈ方向）に移動する。これにより、アタッチメント９ｍに取り付けられた凸状圧子ＡＰ１および凹状圧子ＡＰ２のそれぞれが平行線ＰＬ１上を上下方向（Ｈ方向）に移動する。
【0028】
＜ロードセル７Ｌの動作＞
ロードセル７Ｌは制御部により制御される。モータ９ｄがボールねじ９ｂを回転する場合、ナット９ｃ、スライド９ｆ、連結部９ｇ、ロッド９ｈおよびアタッチメント９ｍのそれぞれが一体的に上下方向（Ｈ方向）に移動する。これにより、アタッチメント９ｍに取り付けられた凸状圧子ＡＰ１および凹状圧子ＡＰ２のそれぞれが平行線ＰＬ２上を上下方向（Ｈ方向）に移動する。
ロードセル７Ｌは制御部により制御される。モータ９ｄがボールねじ９ｂを回転する場合、ナット９ｃ、スライド９ｆ、連結部９ｇ、ロッド９ｈおよびアタッチメント９ｍのそれぞれが一体的に上下方向（Ｈ方向）に移動する。これにより、アタッチメント９ｍに取り付けられた凸状圧子ＡＰ１および凹状圧子ＡＰ２のそれぞれが平行線ＰＬ２上を上下方向（Ｈ方向）に移動する。
【0029】
（５軸テーブル８）
５軸テーブル８は、アンダーテーブル８ａ、アッパーテーブル８ｂ、ターンテーブル８ｃ、一対の脚状体８ｄ，８ｅ、軸状体８ｆ、板状体８ｇ、パルスモータ８ｈ、および、パルスモータ８ｉを備えている。
５軸テーブル８は、アンダーテーブル８ａ、アッパーテーブル８ｂ、ターンテーブル８ｃ、一対の脚状体８ｄ，８ｅ、軸状体８ｆ、板状体８ｇ、パルスモータ８ｈ、および、パルスモータ８ｉを備えている。
【0030】
アンダーテーブル８ａは、台４上に固定されている。アッパーテーブル８ｂは、アンダーテーブル８ａに対して左右方向（Ｗ方向）および奥行き方向（Ｄ方向）のそれぞれに移動可能に配置されている。
【0031】
一対の脚状体８ｄ，８ｅのそれぞれはアッパーテーブル８ｂに立設されている。一対の脚状体８ｄ，８ｅは、互いに左右方向（Ｗ方向）で離間した位置に配置されている。軸状体８ｆは、Ｗ方向に沿って延ばされ、一対の脚状体８ｄ，８ｅに掛け渡され、Ｗ軸回りに回転可能に軸支されている。
【0032】
板状体８ｇは、軸状体８ｆに固定されている。板状体８ｇは、板状で略円形の外形形状を有している。板状体８ｇは、ターンテーブル８ｃを固定している。力覚センサ３は、その中心軸３ａの軸線とターンテーブル８ｃの回転軸の軸線とが一致するように、ターンテーブル８ｃに固定される。
【0033】
＜５軸テーブル８の動作＞
５軸テーブル８は、制御部（不図示）によって制御される。制御部は、ターンテーブル８ｃに固定された力覚センサ３による荷重測定が行われる場合、検出中心３ｂが中心線ＣＬ上に位置するように、５軸テーブル８を制御する。
５軸テーブル８は、制御部（不図示）によって制御される。制御部は、ターンテーブル８ｃに固定された力覚センサ３による荷重測定が行われる場合、検出中心３ｂが中心線ＣＬ上に位置するように、５軸テーブル８を制御する。
【0034】
例えば、５軸テーブル８は、アッパーテーブル８ｂをアンダーテーブル８ａに対して左右方向（Ｗ方向）に移動することで、力覚センサ３を左右方向（Ｗ方向）に移動する。
【0035】
５軸テーブル８は、アッパーテーブル８ｂをアンダーテーブル８ａに対して奥行き方向（Ｄ方向）に移動することで、力覚センサ３を奥行き方向（Ｄ方向）移動する。
【0036】
パルスモータ８ｉは、軸状体８ｆをＷ軸回りに回転することで、力覚センサ３の中心軸３ａの方向を上下方向と水平方向とに転換する。図２に、Ｗ軸回りの回転方向Ｂを示す。
【0037】
パルスモータ８ｈは、力覚センサ３を中心軸３ａ（ターンテーブル８ｃの回転軸）回りに回転する。図２に、ターンテーブル８ｃの回転軸回りの回転方向Ｃを示す。
【0038】
【0039】
力覚センサ３は、治具２及びターンテーブル８ｃによりＦｚ方向から挟むようにセットされる。この場合、ターンテーブル８ｃに力覚センサ３の裏側ＢＳが固定され、力覚センサ３の表側ＦＳに治具２が固定される。これにより、治具２は、ターンテーブル８ｃの回転軸回りに力覚センサ３と一体的に回転可能にされる。以下の説明で、治具２がターンテーブル８ｃの回転軸回りに回転する場合、治具２を構成する部位のそれぞれが描く回転軌跡に接する接線の方向を「接線方向」という。
【0040】
５軸テーブル８は、力覚センサ３に固定された治具２をＷ軸およびＤ軸のそれぞれの軸に沿って移動し、さらに、Ｆｘ方向軸（直交軸３ｃ）、Ｆｙ方向軸（直交軸３ｄ）、および、Ｆｚ方向軸（中心軸３ａ）のそれぞれの軸回りに回転する。
【0041】
治具２は被固定部２０を備えている。被固定部２０は、平板状で、略円形状の外周縁部を有している。
【0042】
被固定部２０は、力覚センサ３の表側ＦＳに固定される。被固定部２０が力覚センサ３に固定された状態では、被固定部２０の中心軸の軸線と力覚センサ３の中心軸３ａの軸線とが一致している。なお、力覚センサ３の中心軸３ａの軸線とターンテーブル８ｃの回転軸の軸線とが一致しているため、被固定部２０の中心軸の軸線とターンテーブル８ｃの回転軸の軸線とが一致している。
【0043】
被固定部２０の外周縁部には、周方向に沿って等間隔で８個の締結部２８が配置されている。
【0044】
治具２は、一対の延在部２１、一対の延在部２２、一対の延在部２３および一対の延在部２４を備えている。図３Ａに示すように、一対の延在部２１のそれぞれは、締結部２８のそれぞれの位置からＦｙ方向（直交軸３ｄ）に沿って放射方向に延在している。一対の延在部２２のそれぞれは、締結部２８のそれぞれの位置からＦｘ方向（直交軸３ｃ）に沿って放射方向に延在している。一対の延在部２３のそれぞれは、締結部２８のそれぞれの位置から所定の位置（周方向で延在部２１と延在部２２との間に位置）に向かって放射方向に延在している。一対の延在部２４のそれぞれは、締結部２８のそれぞれの位置から所定の位置（周方向で延在部２１と延在部２２との間に位置）に向かって放射方向に延在している。
【0045】
（延在部２１、凹状被圧子ＰＰ１）
図４Ｂは、図４Ａに示す治具の一部を拡大して示す拡大図である。延在部２１は、幅方向（接線方向と同じ方向）に所定幅を有し、また、放射方向および幅方向のそれぞれに直交する板厚方向に所定の厚みを有している。延在部２１は、板厚方向に貫通する貫通穴ＨＬ１を有している。凹状被圧子ＰＰ１は、貫通穴ＨＬ１には嵌め込まれ、止めネジＳＣＲによって貫通穴ＨＬ１から抜け止めされる。
凹状被圧子ＰＰ１は、２つの円錐状穴を有している。２つの円錐状穴のそれぞれの位置は、被固定部２０が力覚センサ３に固定された状態で、力覚センサ３の中心軸３ａから放射方向に所定距離ＤＰだけ離れた位置に配置される。一方の円錐状穴は板厚方向の一側に配置されている。一方の円錐状穴の穴径は、板厚方向の一側から中央位置に向かって円錐状穴に嵌入する凸状圧子ＡＰ１の放射方向かつ幅方向のそれぞれの位置を修正可能なように、板厚方向の一側から中央位置に向かって徐々に小さくなる。他方の円錐状穴は板厚方向の他側に配置されている。他方の円錐状穴の穴径は、板厚方向の他側から中央位置に向かって円錐状穴に嵌入する凸状圧子ＡＰ１の放射方向かつ幅方向のそれぞれの位置を修正可能なように、板厚方向の他側から中央位置に向かって徐々に小さくなる。
図４Ｂは、図４Ａに示す治具の一部を拡大して示す拡大図である。延在部２１は、幅方向（接線方向と同じ方向）に所定幅を有し、また、放射方向および幅方向のそれぞれに直交する板厚方向に所定の厚みを有している。延在部２１は、板厚方向に貫通する貫通穴ＨＬ１を有している。凹状被圧子ＰＰ１は、貫通穴ＨＬ１には嵌め込まれ、止めネジＳＣＲによって貫通穴ＨＬ１から抜け止めされる。
凹状被圧子ＰＰ１は、２つの円錐状穴を有している。２つの円錐状穴のそれぞれの位置は、被固定部２０が力覚センサ３に固定された状態で、力覚センサ３の中心軸３ａから放射方向に所定距離ＤＰだけ離れた位置に配置される。一方の円錐状穴は板厚方向の一側に配置されている。一方の円錐状穴の穴径は、板厚方向の一側から中央位置に向かって円錐状穴に嵌入する凸状圧子ＡＰ１の放射方向かつ幅方向のそれぞれの位置を修正可能なように、板厚方向の一側から中央位置に向かって徐々に小さくなる。他方の円錐状穴は板厚方向の他側に配置されている。他方の円錐状穴の穴径は、板厚方向の他側から中央位置に向かって円錐状穴に嵌入する凸状圧子ＡＰ１の放射方向かつ幅方向のそれぞれの位置を修正可能なように、板厚方向の他側から中央位置に向かって徐々に小さくなる。
【0046】
５軸テーブル８を制御することにより、一方の延在部２１に配置された凹状被圧子ＰＰ１の円錐状穴が上下方向（Ｈ方向）に向けられ、かつ、上方向の凸状圧子ＡＰ１と下方向の凸状圧力ＡＰ１との間の隙間の位置（平行線ＰＬ１上）に移動される。また、他方の延在部２１に配置された凹状被圧子ＰＰ１の円錐状穴が上下方向（Ｈ方向）に向けられ、かつ、上方向の凸状圧子ＡＰ１と下方向の凸状圧子ＡＰ１との間の隙間の位置（平行線ＰＬ２上）に移動される。
【0047】
以上により、一方の延在部２１に配置された凹状被圧子ＰＰ１の円錐状穴に凸状圧子ＡＰ１を上方向から嵌め込み、凹状被圧子ＰＰ１を押し加圧することが可能となる。また、一方の延在部２１に配置された凹状被圧子ＰＰ１の円錐状穴に凸状圧子ＡＰ１を下方向から嵌め込み、凹状被圧子ＰＰ１を引き加圧することが可能となる。なお、凸状圧子ＡＰ１が円錐状穴に嵌め込まれた状態では、凸状圧子ＡＰ１と円錐状穴とが互いに接する接点の位置と検出中心３ｂの位置とは、Ｆｚ方向で一致する（図４Ｂを参照）。
一方の延在部２１に配置された凹状被圧子ＰＰ１と他方の延在部２１に配置された凹状被圧子ＰＰ１とは、被固定部２０の中心軸に対して対称的に配置され、同じ構成を有しているため、他方の延在部２１に配置された凹状被圧子ＰＰ１の説明を省略する。さらに、一対の延在部２２のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１は、一対の延在部２１のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１と同じ構成を有しているため、一対の延在部２２のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１の説明を省略する。
一方の延在部２１に配置された凹状被圧子ＰＰ１と他方の延在部２１に配置された凹状被圧子ＰＰ１とは、被固定部２０の中心軸に対して対称的に配置され、同じ構成を有しているため、他方の延在部２１に配置された凹状被圧子ＰＰ１の説明を省略する。さらに、一対の延在部２２のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１は、一対の延在部２１のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１と同じ構成を有しているため、一対の延在部２２のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１の説明を省略する。
【0048】
＜荷重Ｆｚの測定＞
図５Ａは、力覚センサの中心軸が上下方向に向けられた場合の治具等を示す図である。図５Ｂは、荷重Ｆｚの測定時に引き加圧される場合の治具等を示す図である。図５Ｃは、荷重Ｆｚの測定時に押し加圧される場合の治具等を示す図である。図６Ａは、力覚センサの中心軸が上下方向に向けられた場合の治具等を示す図である。図６Ｂは、モーメントＭｘを測定する場合の治具等を示す図である。図６Ｃは、モーメントＭｙを測定する場合の治具等を示す図である。図５Ａから図６Ｃにおいて、押し加圧の方向を白抜きの矢印で示し、引き加圧の方向を、ハッチングを付した矢印で示す。
図５Ａは、力覚センサの中心軸が上下方向に向けられた場合の治具等を示す図である。図５Ｂは、荷重Ｆｚの測定時に引き加圧される場合の治具等を示す図である。図５Ｃは、荷重Ｆｚの測定時に押し加圧される場合の治具等を示す図である。図６Ａは、力覚センサの中心軸が上下方向に向けられた場合の治具等を示す図である。図６Ｂは、モーメントＭｘを測定する場合の治具等を示す図である。図６Ｃは、モーメントＭｙを測定する場合の治具等を示す図である。図５Ａから図６Ｃにおいて、押し加圧の方向を白抜きの矢印で示し、引き加圧の方向を、ハッチングを付した矢印で示す。
【0049】
一対の延在部２１のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１と、上方向の凸状圧子ＡＰ１および下方向の凸状圧子ＡＰ１のそれぞれとの対応関係を変更するように、５軸テーブル８を制御することで、力覚センサ３により測定される荷重を切り替えることが可能となる。例えば、一対の延在部２１のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１と下方向の凸状圧子ＡＰ１とを対応させた場合、力覚センサ３により測定される荷重がＦｚ方向の引き加圧による荷重となる（図５Ｂを参照）。この場合、一対の延在部２１のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１において、凸状圧子ＡＰ１が凹状被圧子ＰＰ１にかける荷重は同一であって、かつ、荷重の向きが同一である。また、一対の延在部のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１と上方向の凸状圧子ＡＰ１とを対応させた場合、力覚センサ３により測定される荷重がＦｚ方向の押し加圧による荷重となる（図５Ｃを参照）。この場合、一対の延在部２１のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１において、凸状圧子ＡＰ１が凹状被圧子ＰＰ１にかける荷重は同一であって、かつ、荷重の向きが同一である。
【0050】
＜モーメントＭｘの測定＞
一方の延在部２１のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１と上方向の凸状圧子ＡＰ１とが対応し、かつ、他方の延在部２１に配置された凹状被圧子ＰＰ１と下方向の凸状圧子ＡＰ１とが対応するように、５軸テーブル８を制御する。これにより、力覚センサ３により測定される荷重が直交軸３ｃ回りのモーメントＭｘとなる（図６Ｂを参照）。この場合、一対の延在部２１のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１において、凸状圧子ＡＰ１が凹状被圧子ＰＰ１にかける荷重は同一であって、かつ、荷重の向きが互いに反対である。
一方の延在部２１のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１と上方向の凸状圧子ＡＰ１とが対応し、かつ、他方の延在部２１に配置された凹状被圧子ＰＰ１と下方向の凸状圧子ＡＰ１とが対応するように、５軸テーブル８を制御する。これにより、力覚センサ３により測定される荷重が直交軸３ｃ回りのモーメントＭｘとなる（図６Ｂを参照）。この場合、一対の延在部２１のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１において、凸状圧子ＡＰ１が凹状被圧子ＰＰ１にかける荷重は同一であって、かつ、荷重の向きが互いに反対である。
【0051】
＜モーメントＭｙの測定＞
一対の延在部２２のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１と、上方向の凸状圧子ＡＰ１および下方向の凸状圧子ＡＰ１のそれぞれとの対応関係を変更するように、５軸テーブル８を制御することで、力覚センサ３により測定される荷重を切り替えることが可能となる。例えば、一方の延在部２２に配置された凹状被圧子ＰＰ１と上方向の凸状圧子ＡＰ１とが対応し、かつ、他方の延在部２２に配置された凹状被圧子ＰＰ１と下方向の凸状圧子ＡＰ１とが対応するように、５軸テーブル８を制御する。力覚センサ３は、図６Ｂに示す状態から図６Ｃに示す状態になる。これにより、力覚センサ３により測定される荷重がＦｙ方向軸回りのモーメントＭｙとなる（図６Ｃを参照）。この場合、一対の延在部２２のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１において、凸状圧子ＡＰ１が凹状被圧子ＰＰ１にかける荷重は同一であって、かつ、荷重の向きが互いに反対である。
一対の延在部２２のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１と、上方向の凸状圧子ＡＰ１および下方向の凸状圧子ＡＰ１のそれぞれとの対応関係を変更するように、５軸テーブル８を制御することで、力覚センサ３により測定される荷重を切り替えることが可能となる。例えば、一方の延在部２２に配置された凹状被圧子ＰＰ１と上方向の凸状圧子ＡＰ１とが対応し、かつ、他方の延在部２２に配置された凹状被圧子ＰＰ１と下方向の凸状圧子ＡＰ１とが対応するように、５軸テーブル８を制御する。力覚センサ３は、図６Ｂに示す状態から図６Ｃに示す状態になる。これにより、力覚センサ３により測定される荷重がＦｙ方向軸回りのモーメントＭｙとなる（図６Ｃを参照）。この場合、一対の延在部２２のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１において、凸状圧子ＡＰ１が凹状被圧子ＰＰ１にかける荷重は同一であって、かつ、荷重の向きが互いに反対である。
【0052】
（延在部２１，２２、凸状被圧子ＰＰ２）
図７Ａは、荷重Ｆｘを測定する場合の治具等を示す図である。図７Ｂは、図７Ａに示す治具等の一部を拡大して示す部分拡大図である。図８Ａは、荷重Ｆｙを測定する場合の治具等を示す図である。図８Ｂは、図８Ａに示す治具等の一部を拡大して示す部分拡大図である。なお、図７Ａおよび図８Ａにおいて、押し加圧の方向を白抜きの矢印で示す。
一対の延在部２１のそれぞれに配置された凸状被圧子ＰＰ２は、被固定部２０の中心軸に対して対称的に配置されている。また、一対の延在部２２のそれぞれに配置された凸状被圧子ＰＰ２は、被固定部２０の中心軸に対して対称的に配置されている。なお、延在部２１，２２のそれぞれに配置された凸状被圧子ＰＰ２は、同じ構成をしているため、以下の説明では、延在部２１に配置された凸状被圧子ＰＰ２を代表して説明する。
延在部２１には、２つの嵌合穴ＨＬ２および２つの凸状被圧子ＰＰ２が配置されている。２つの嵌合穴ＨＬ２のそれぞれは、放射方向で凹状被圧子ＰＰ１と同じ位置に配置されている。２つの凸状被圧子ＰＰ２の中の一方は、凸状被圧子ＰＰ２の中の一方に嵌め込まれ、延在部２１から接線方向の一方に向けて突出する軸部を有している。２つの凸状被圧子ＰＰ２の中の他方は、２つの凸状被圧子ＰＰ２の中の他方に嵌め込まれ、延在部２１から接線方向の他方に向けて突出する軸部を有している。なお、凸状被圧子ＰＰ２が凹状圧子ＡＰ２に嵌め込まれた状態では、凸状被圧子ＰＰ２の軸部の位置と検出中心３ｂの位置とは、Ｆｚ方向で一致する。
図７Ａは、荷重Ｆｘを測定する場合の治具等を示す図である。図７Ｂは、図７Ａに示す治具等の一部を拡大して示す部分拡大図である。図８Ａは、荷重Ｆｙを測定する場合の治具等を示す図である。図８Ｂは、図８Ａに示す治具等の一部を拡大して示す部分拡大図である。なお、図７Ａおよび図８Ａにおいて、押し加圧の方向を白抜きの矢印で示す。
一対の延在部２１のそれぞれに配置された凸状被圧子ＰＰ２は、被固定部２０の中心軸に対して対称的に配置されている。また、一対の延在部２２のそれぞれに配置された凸状被圧子ＰＰ２は、被固定部２０の中心軸に対して対称的に配置されている。なお、延在部２１，２２のそれぞれに配置された凸状被圧子ＰＰ２は、同じ構成をしているため、以下の説明では、延在部２１に配置された凸状被圧子ＰＰ２を代表して説明する。
延在部２１には、２つの嵌合穴ＨＬ２および２つの凸状被圧子ＰＰ２が配置されている。２つの嵌合穴ＨＬ２のそれぞれは、放射方向で凹状被圧子ＰＰ１と同じ位置に配置されている。２つの凸状被圧子ＰＰ２の中の一方は、凸状被圧子ＰＰ２の中の一方に嵌め込まれ、延在部２１から接線方向の一方に向けて突出する軸部を有している。２つの凸状被圧子ＰＰ２の中の他方は、２つの凸状被圧子ＰＰ２の中の他方に嵌め込まれ、延在部２１から接線方向の他方に向けて突出する軸部を有している。なお、凸状被圧子ＰＰ２が凹状圧子ＡＰ２に嵌め込まれた状態では、凸状被圧子ＰＰ２の軸部の位置と検出中心３ｂの位置とは、Ｆｚ方向で一致する。
【0053】
＜荷重Ｆｘの測定＞
一対の延在部２１のそれぞれに配置された凸状被圧子ＰＰ２と凹状圧子ＡＰ２との対応関係を変更するように、５軸テーブル８を制御することで、力覚センサ３により測定される荷重を切り替えることが可能となる。例えば、一方の延在部２１に配置された凸状被圧子ＰＰ２とロードセル７Ｒ側の凹状圧子ＡＰ２とが対応し、かつ、他方の延在部２１に配置された凸状被圧子ＰＰ２とロードセル７Ｌ側の凹状圧子ＡＰ２とが対応するように、５軸テーブル８を制御する。これにより、力覚センサ３により測定される荷重がＦｘ方向からの荷重となる（図７Ａを参照）。この場合、一対の延在部２１のそれぞれに配置された凸状被圧子ＰＰ２において、凹状圧子ＡＰ２が凸状被圧子ＰＰ２にかける荷重は同一であって、かつ、荷重の向きが同一である。
一対の延在部２１のそれぞれに配置された凸状被圧子ＰＰ２と凹状圧子ＡＰ２との対応関係を変更するように、５軸テーブル８を制御することで、力覚センサ３により測定される荷重を切り替えることが可能となる。例えば、一方の延在部２１に配置された凸状被圧子ＰＰ２とロードセル７Ｒ側の凹状圧子ＡＰ２とが対応し、かつ、他方の延在部２１に配置された凸状被圧子ＰＰ２とロードセル７Ｌ側の凹状圧子ＡＰ２とが対応するように、５軸テーブル８を制御する。これにより、力覚センサ３により測定される荷重がＦｘ方向からの荷重となる（図７Ａを参照）。この場合、一対の延在部２１のそれぞれに配置された凸状被圧子ＰＰ２において、凹状圧子ＡＰ２が凸状被圧子ＰＰ２にかける荷重は同一であって、かつ、荷重の向きが同一である。
【0054】
＜荷重Ｆｙの測定＞
一対の延在部２２のそれぞれに配置された凸状被圧子ＰＰ２と凹状圧子ＡＰ２との対応関係を変更するように、５軸テーブル８を制御することで、力覚センサ３により測定される荷重を切り替えることが可能となる。例えば、一方の延在部２２に配置された凸状被圧子ＰＰ２とロードセル７Ｒ側の凹状圧子ＡＰ２とが対応し、かつ、他方の延在部２２に配置された凸状被圧子ＰＰ２とロードセル７Ｌ側の凹状圧子ＡＰ２とが対応するように、５軸テーブル８を制御する。これにより、力覚センサ３により測定される荷重がＦｙ方向からの荷重となる（図８Ａを参照）。この場合、一対の延在部２２のそれぞれに配置された凸状被圧子ＰＰ２において、凹状圧子ＡＰ２が凸状被圧子ＰＰ２にかける荷重は同一であって、かつ、荷重の向きが同一である。
一対の延在部２２のそれぞれに配置された凸状被圧子ＰＰ２と凹状圧子ＡＰ２との対応関係を変更するように、５軸テーブル８を制御することで、力覚センサ３により測定される荷重を切り替えることが可能となる。例えば、一方の延在部２２に配置された凸状被圧子ＰＰ２とロードセル７Ｒ側の凹状圧子ＡＰ２とが対応し、かつ、他方の延在部２２に配置された凸状被圧子ＰＰ２とロードセル７Ｌ側の凹状圧子ＡＰ２とが対応するように、５軸テーブル８を制御する。これにより、力覚センサ３により測定される荷重がＦｙ方向からの荷重となる（図８Ａを参照）。この場合、一対の延在部２２のそれぞれに配置された凸状被圧子ＰＰ２において、凹状圧子ＡＰ２が凸状被圧子ＰＰ２にかける荷重は同一であって、かつ、荷重の向きが同一である。
【0055】
（延在部２３、凹状被圧子ＰＰ１）
図９Ａは、モーメントＭｚを測定する場合の治具等を示す図である。図９Ｂは、図９Ａに示す治具等の一部を拡大して示す部分拡大図である。なお、図９Ａおよび図９Ｃにおいて、押し加圧の方向を白抜きの矢印で示し、引き加圧の方向を、ハッチングを付した矢印で示す。一対の延在部２３のそれぞれは、凹状被圧子ＰＰ１を有している。一方の延在部２３に配置された凹状被圧子ＰＰ１と他方の延在部２３に配置された凹状被圧子ＰＰ１とは、被固定部２０の中心軸に対して対称的に配置され、同じ構成をしている。以下の説明では、一方の延在部２３に配置された凹状被圧子ＰＰ１の構成を代表して説明し、他方の延在部２３に配置された凹状被圧子ＰＰ１の構成については、一方の延在部２３に配置された凹状被圧子ＰＰ１の構成と異なる場合に説明する。
図９Ａは、モーメントＭｚを測定する場合の治具等を示す図である。図９Ｂは、図９Ａに示す治具等の一部を拡大して示す部分拡大図である。なお、図９Ａおよび図９Ｃにおいて、押し加圧の方向を白抜きの矢印で示し、引き加圧の方向を、ハッチングを付した矢印で示す。一対の延在部２３のそれぞれは、凹状被圧子ＰＰ１を有している。一方の延在部２３に配置された凹状被圧子ＰＰ１と他方の延在部２３に配置された凹状被圧子ＰＰ１とは、被固定部２０の中心軸に対して対称的に配置され、同じ構成をしている。以下の説明では、一方の延在部２３に配置された凹状被圧子ＰＰ１の構成を代表して説明し、他方の延在部２３に配置された凹状被圧子ＰＰ１の構成については、一方の延在部２３に配置された凹状被圧子ＰＰ１の構成と異なる場合に説明する。
【0056】
延在部２３は、幅方向（接線方向と同じ方向）に所定幅を有し、また、放射方向および幅方向のそれぞれに直交する板厚方向に所定の厚みを有している。延在部２３は、幅が広い部分と幅が狭い部分とを有している。幅の狭い部分は、幅方向に貫通する貫通穴ＨＬ３を有している。凹状被圧子ＰＰ１は、貫通穴ＨＬ３には嵌め込まれ、止めネジＳＣＲによって嵌合穴ＨＬ３から抜け止めされる。貫通穴ＨＬ３にはめ込まれる被圧子は、貫通穴ＨＬ１に嵌め込まれる凹状被圧子ＰＰ１と同じ被圧子である。凹状被圧子ＰＰ１は２つの円錐状穴を有している。２つの円錐状穴のそれぞれの位置は、被固定部２０が力覚センサ３に固定された状態で、力覚センサ３の中心軸３ａから放射方向に所定距離ＤＰだけ離れた位置に配置される。一方の円錐状穴は幅方向の一側に配置されている。一方の円錐状穴の穴径は、幅方向の一側から中央位置に向かって円錐状穴に嵌入する凸状圧子ＡＰ１のＷ方向かつＤ方向のそれぞれの位置を修正可能なように、幅方向の一側から中央位置に向かって徐々に小さくなる。他方の円錐状穴は幅方向の他側に配置されている。他方の円錐状穴の穴径は、幅方向の他側から中央位置に向かって円錐状穴に嵌入する凸状圧子ＡＰ１のＷ方向かつＤ方向のそれぞれの位置を修正可能なように、幅方向の他側から中央位置に向かって徐々に小さくなる。なお、凸状圧子ＡＰ１が円錐状穴に嵌め込まれた状態では、凸状圧子ＡＰ１の軸部の位置と検出中心３ｂの位置とは、Ｆｚ方向で一致する。
【0057】
＜モーメントＭｚの測定＞
一方の延在部２３に配置された凹状被圧子ＰＰ１と上方向の凸状圧子ＡＰ１とが対応し、かつ、他方の延在部２３に配置された凹状被圧子ＰＰ１と下方向の凸状圧子ＡＰ１とが対応するように、５軸テーブル８を制御する。これにより、力覚センサ３により測定される荷重がＦｚ方向軸回りのモーメントＭｚとなる（（図９Ａを参照）。この場合、一対の延在部２３のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１おいて、凸状圧子ＡＰ１が凹状被圧子ＰＰ１にかける荷重は同一であって、かつ、荷重の向きが互いに反対である。
一方の延在部２３に配置された凹状被圧子ＰＰ１と上方向の凸状圧子ＡＰ１とが対応し、かつ、他方の延在部２３に配置された凹状被圧子ＰＰ１と下方向の凸状圧子ＡＰ１とが対応するように、５軸テーブル８を制御する。これにより、力覚センサ３により測定される荷重がＦｚ方向軸回りのモーメントＭｚとなる（（図９Ａを参照）。この場合、一対の延在部２３のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１おいて、凸状圧子ＡＰ１が凹状被圧子ＰＰ１にかける荷重は同一であって、かつ、荷重の向きが互いに反対である。
【0058】
他方の延在部２３に配置された凹状被圧子ＰＰ１と上方向の凸状圧子ＡＰ１とが対応し、かつ、一方の延在部２３に配置された凹状被圧子ＰＰ１と下方向の凸状圧子ＡＰ１とが対応するように、５軸テーブル８を制御する。これにより、力覚センサ３により測定される荷重がＦｚ方向軸回りのモーメントＭｚとなる（（図９Ｃを参照）。この場合においても、一対の延在部２３のそれぞれに配置された凹状被圧子ＰＰ１おいて、凸状圧子ＡＰ１が凹状被圧子ＰＰ１にかける荷重は同一であって、かつ、荷重の向きが互いに反対である。
【0059】
（延在部２４、圧力センサＰＳ）
図１０Ａは、押し加圧確認時の治具等を示す断面図である。図１０Ｂは、引き加圧確認時の治具等を示す断面図である。なお、図１０Ａおよび図１０Ｂにおいて、押し加圧の方向を白抜きの矢印で示し、引き加圧の方向を、ハッチングを付した矢印で示す。一対の延在部２４のそれぞれは、圧力センサＰＳを有している。一方の延在部２４のそれぞれに配置される圧力センサＰＳは、中心軸３ａに対して対称的に配置されている。以下の説明では、一方の延在部２４に配置される圧力センサＰＳを代表して説明し、他方の延在部２４に配置される圧力センサＰＳについては、一方の延在部２４に配置される圧力センサＰＳと異なる場合に説明する。
図１０Ａは、押し加圧確認時の治具等を示す断面図である。図１０Ｂは、引き加圧確認時の治具等を示す断面図である。なお、図１０Ａおよび図１０Ｂにおいて、押し加圧の方向を白抜きの矢印で示し、引き加圧の方向を、ハッチングを付した矢印で示す。一対の延在部２４のそれぞれは、圧力センサＰＳを有している。一方の延在部２４のそれぞれに配置される圧力センサＰＳは、中心軸３ａに対して対称的に配置されている。以下の説明では、一方の延在部２４に配置される圧力センサＰＳを代表して説明し、他方の延在部２４に配置される圧力センサＰＳについては、一方の延在部２４に配置される圧力センサＰＳと異なる場合に説明する。
【0060】
延在部２４は、幅方向（接線方向と同じ方向）に所定幅を有し、また、放射方向および幅方向のそれぞれに直交する板厚方向に所定の厚みを有している。延在部２４は、幅方向一側から幅方向他側に凹入する嵌合穴ＨＬ４を有している。嵌合穴ＨＬ４の幅方向他側には圧力センサＰＳが嵌め込まれている。嵌合穴ＨＬ４の幅方向一側には案内子ＧＤが嵌め込まれている。案内子ＧＤは円錐状穴を有している。円錐状穴の位置は、被固定部２０が力覚センサ３に固定された状態で、力覚センサ３の中心軸３ａから放射方向に所定距離ＤＰだけ離れた位置に配置される。円錐状穴は、案内子ＧＤの幅方向一側の位置と幅方向他側に配置された圧力センサＰＳの位置との間を貫通している。円錐状穴の穴径は、幅方向一側から幅方向他側に向かって円錐状穴に嵌入する凸状圧子ＡＰ１のＷ方向かつＤ方向のそれぞれの位置を修正可能なように、幅方向一側から幅方向他側に向かって徐々に小さくなる。なお、凸状圧子ＡＰ１が円錐状穴に嵌め込まれた状態では、凸状圧子ＡＰ１の軸部の位置と検出中心３ｂの位置とは、Ｆｚ方向で一致する。
【0061】
＜押し加圧確認時と引き加圧確認時との切り替え＞
力覚センサ３にかける荷重は、一対の延在部２４のそれぞれに配置される圧力センサＰＳとロードセル７Ｒ側およびロードセル７Ｌ側のそれぞれの凸状圧子ＡＰ１との対応関係を変更することで、押し加圧確認時と引き加圧確認時とを切り替えることが可能となる。
力覚センサ３にかける荷重は、一対の延在部２４のそれぞれに配置される圧力センサＰＳとロードセル７Ｒ側およびロードセル７Ｌ側のそれぞれの凸状圧子ＡＰ１との対応関係を変更することで、押し加圧確認時と引き加圧確認時とを切り替えることが可能となる。
【0062】
＜押し加圧確認＞
例えば、一方の延在部２４に配置された圧力センサＰＳとロードセル７Ｒ側の凸状圧子ＡＰ１とが対応し、かつ、他方の延在部２４に配置された圧力センサＰＳとロードセル７Ｌ側の凸状圧子ＡＰ１とが対応するように、５軸テーブル８を制御する。次に、ロードセル７Ｒ，７Ｌのそれぞれのアタッチメント９ｍが下降するように、ロードセル７Ｒ，７Ｌのそれぞれを制御する。これにより、アタッチメント９ｍに取り付けられた凸状圧子ＡＰ１が圧力センサＰＳを押し加圧する。なお、押し加圧は、予め定められた複数の荷重（Ｎ）によって行われる。圧力センサＰＳは、凸状圧子ＡＰ１による押し加圧を測定する。圧力センサＰＳの測定結果に基づいて、押し加圧を確認することが可能となる。
例えば、一方の延在部２４に配置された圧力センサＰＳとロードセル７Ｒ側の凸状圧子ＡＰ１とが対応し、かつ、他方の延在部２４に配置された圧力センサＰＳとロードセル７Ｌ側の凸状圧子ＡＰ１とが対応するように、５軸テーブル８を制御する。次に、ロードセル７Ｒ，７Ｌのそれぞれのアタッチメント９ｍが下降するように、ロードセル７Ｒ，７Ｌのそれぞれを制御する。これにより、アタッチメント９ｍに取り付けられた凸状圧子ＡＰ１が圧力センサＰＳを押し加圧する。なお、押し加圧は、予め定められた複数の荷重（Ｎ）によって行われる。圧力センサＰＳは、凸状圧子ＡＰ１による押し加圧を測定する。圧力センサＰＳの測定結果に基づいて、押し加圧を確認することが可能となる。
【0063】
＜引き加圧確認＞
例えば、他方の延在部２４に配置された圧力センサＰＳとロードセル７Ｒ側の凸状圧子ＡＰ１とが対応し、かつ、一方の延在部２４に配置された圧力センサＰＳとロードセル７Ｌ側の凸状圧子ＡＰ１とが対応するように、５軸テーブル８を制御する。次に、ロードセル７Ｒ，７Ｌのそれぞれのアタッチメント９ｍが上昇するように、ロードセル７Ｒ，７Ｌのそれぞれを制御する。これにより、アタッチメント９ｍに取り付けられた凸状圧子ＡＰ１が圧力センサＰＳを引き加圧する。なお、引き加圧は、予め定められた複数の荷重（Ｎ）によって行われる。圧力センサＰＳは、凸状圧子ＡＰ１による引き加圧を測定する。圧力センサＰＳの測定結果に基づいて、引き加圧を確認することが可能となる。
例えば、他方の延在部２４に配置された圧力センサＰＳとロードセル７Ｒ側の凸状圧子ＡＰ１とが対応し、かつ、一方の延在部２４に配置された圧力センサＰＳとロードセル７Ｌ側の凸状圧子ＡＰ１とが対応するように、５軸テーブル８を制御する。次に、ロードセル７Ｒ，７Ｌのそれぞれのアタッチメント９ｍが上昇するように、ロードセル７Ｒ，７Ｌのそれぞれを制御する。これにより、アタッチメント９ｍに取り付けられた凸状圧子ＡＰ１が圧力センサＰＳを引き加圧する。なお、引き加圧は、予め定められた複数の荷重（Ｎ）によって行われる。圧力センサＰＳは、凸状圧子ＡＰ１による引き加圧を測定する。圧力センサＰＳの測定結果に基づいて、引き加圧を確認することが可能となる。
【0064】
上記のように、圧力センサＰＳの測定結果を参照して、ロードセル７Ｒ，７Ｌのそれぞれの押し加圧を確認し（図１０Ａを参照）、さらに、ロードセル７Ｒ，７Ｌのそれぞれの引き加圧を確認する（図１０Ｂを参照）。なお、圧力センサＰＳの測定結果に基づいて、ロードセル７Ｒ，７Ｌをキャリブレーションする場合がある。次に、力覚センサ３にかかる荷重を測定する。なお、力覚センサ３による荷重の測定は、荷重Ｆｘ、荷重Ｆｙ、荷重Ｆｚ、モーメントＭｚ、モーメントＭｙおよびモーメントＭｚのそれぞれの測定である（以下、「６軸測定」という）。６軸測定は、制御部（不図示）が５軸テーブル８等を制御することにより自動的に実行される。
【0065】
＜６軸測定の手順＞
次に、６軸測定の手順ついて図１１Ａから図１３Ｂを参照して説明する。図１１Ａは、荷重Ｆｚ測定を示す図である。図１１Ｂは、モーメントＭｘ測定を示す図である。図１２Ａは、モーメントＭｙ測定を示す図である。図１２Ｂは、荷重Ｆｘ測定を示す図である。図１３Ａは、荷重Ｆｙ測定を示す図である。図１３Ｂは、モーメントＭｚ測定を示す図である。図１１Ａから図１３Ｂに示す一対の延在部２４に番号１、番号５、一対の延在部２１のそれぞれに番号２、番号６、一対の延在部２３のそれぞれに番号３、番号７、一対の延在部２２のそれぞれに番号４、番号８を付する。なお、６軸測定の開始時、制御部（不図示）は、力覚センサ３の中心軸３ａの向きが上下方向になるように、５軸テーブル８を制御する。なお、図１１Ａから図１３Ｂにおいて、押し加圧を白抜きの矢印で示し、引き加圧を、ハッチングを付した矢印で示す。
次に、６軸測定の手順ついて図１１Ａから図１３Ｂを参照して説明する。図１１Ａは、荷重Ｆｚ測定を示す図である。図１１Ｂは、モーメントＭｘ測定を示す図である。図１２Ａは、モーメントＭｙ測定を示す図である。図１２Ｂは、荷重Ｆｘ測定を示す図である。図１３Ａは、荷重Ｆｙ測定を示す図である。図１３Ｂは、モーメントＭｚ測定を示す図である。図１１Ａから図１３Ｂに示す一対の延在部２４に番号１、番号５、一対の延在部２１のそれぞれに番号２、番号６、一対の延在部２３のそれぞれに番号３、番号７、一対の延在部２２のそれぞれに番号４、番号８を付する。なお、６軸測定の開始時、制御部（不図示）は、力覚センサ３の中心軸３ａの向きが上下方向になるように、５軸テーブル８を制御する。なお、図１１Ａから図１３Ｂにおいて、押し加圧を白抜きの矢印で示し、引き加圧を、ハッチングを付した矢印で示す。
【0066】
（ステップＳ１：図１１Ａ参照）
先ず、ステップＳ１において、番号２が付された延在部２１及び番号６が付された延在部２１のそれぞれの凹状被圧子ＰＰ１を用いて、押し加圧を測定する。また、同じ凹状被圧子ＰＰ１を用いて引き加圧を測定する（図１１Ａに示す荷重Ｆｚ測定）。
先ず、ステップＳ１において、番号２が付された延在部２１及び番号６が付された延在部２１のそれぞれの凹状被圧子ＰＰ１を用いて、押し加圧を測定する。また、同じ凹状被圧子ＰＰ１を用いて引き加圧を測定する（図１１Ａに示す荷重Ｆｚ測定）。
【0067】
図１４Ａは、荷重と出力電圧との関係を示す相関図である。図１４Ａの横軸に荷重Ｆｚ［Ｎ］を示し、縦軸に出力電圧［Ｖ］を示す。図１４Ａに示すように、出力電圧は、荷重Ｆｘの大きさに比例して大きくなる。一方、出力電圧は、荷重Ｆｙ、Ｆｚ、モーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚのそれぞれの大きさに関係なく、０［Ｖ］となる。図１４Ａに示す力覚センサ３の出力特性により、荷重Ｆｚ測定時に、力覚センサ３が荷重Ｆｚを測定し、荷重Ｆｚ以外の荷重Ｆｘ、ＦｙやモーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚを測定しないことが判定できる。
【0068】
（ステップＳ２：図１１Ｂ参照）
次に、ステップＳ２において、番号２が付された延在部２１を用いて押し加圧を測定し、番号６が付された延在部２１の凹状被圧子ＰＰ１を用いて引き加圧を測定する。反対に、番号２が付された延在部２１を用いて引き加圧を測定し、番号６が付された延在部２１の凹状被圧子ＰＰ１を用いて押し加圧を測定する（図１１Ｂに示すモーメントＭｘ測定）。
次に、ステップＳ２において、番号２が付された延在部２１を用いて押し加圧を測定し、番号６が付された延在部２１の凹状被圧子ＰＰ１を用いて引き加圧を測定する。反対に、番号２が付された延在部２１を用いて引き加圧を測定し、番号６が付された延在部２１の凹状被圧子ＰＰ１を用いて押し加圧を測定する（図１１Ｂに示すモーメントＭｘ測定）。
【0069】
図１４Ｂは、モーメントと出力電圧との関係を示す相関図である。図１４Ｂの横軸にモーメントＭｘ［Ｎ・ｍ］を示し、縦軸に出力電圧［Ｖ］を示す。図１４Ｂに示すように、出力電圧は、モーメントＭｘの大きさに比例して大きくなる。一方、出力電圧は、荷重Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、モーメントＭｙ、Ｍｚのそれぞれの大きさに関係なく、０［Ｖ］となる。図１４Ｂに示す力覚センサ３の出力特性により、モーメントＭｘ測定時に、力覚センサ３がモーメントＭｘを測定し、モーメントＭｘ以外の荷重Ｆｘ、Ｆｙ、ＦｚやモーメントＭｙ、Ｍｚを測定しないことが判定できる。
【0070】
（ステップＳ３：図１２Ａ参照）
次に、ステップＳ３において、番号４が付された延在部２２の凹状被圧子ＰＰ１を用いて押し加圧を測定し、番号８が付された延在部２２の凹状被圧子ＰＰ１を用いて引き加圧を測定する。反対に、番号４が付された延在部２２の凹状被圧子ＰＰ１を用いて引き加圧を測定し、番号８が付された延在部２２の凹状被圧子ＰＰ１を用いて押し加圧を測定する（図１２Ａに示すモーメントＭｙ測定）。なお、図示しないが、モーメントＭｘ測定における力覚センサ３の出力特性と同様に、モーメントＭｙ測定における力覚センサ３の出力特性により、モーメントＭｙ測定時に、力覚センサ３がモーメントＭｙを測定し、モーメントＭｙ以外の荷重Ｆｘ、Ｆｙ、ＦｚやモーメントＭｘ、Ｍｚを測定しないことが判定できる。
次に、ステップＳ３において、番号４が付された延在部２２の凹状被圧子ＰＰ１を用いて押し加圧を測定し、番号８が付された延在部２２の凹状被圧子ＰＰ１を用いて引き加圧を測定する。反対に、番号４が付された延在部２２の凹状被圧子ＰＰ１を用いて引き加圧を測定し、番号８が付された延在部２２の凹状被圧子ＰＰ１を用いて押し加圧を測定する（図１２Ａに示すモーメントＭｙ測定）。なお、図示しないが、モーメントＭｘ測定における力覚センサ３の出力特性と同様に、モーメントＭｙ測定における力覚センサ３の出力特性により、モーメントＭｙ測定時に、力覚センサ３がモーメントＭｙを測定し、モーメントＭｙ以外の荷重Ｆｘ、Ｆｙ、ＦｚやモーメントＭｘ、Ｍｚを測定しないことが判定できる。
【0071】
（ステップＳ４：図１２Ｂ参照）
次に、ステップＳ４において、制御部（不図示）は、力覚センサ３の中心軸３ａの向きが上下方向から水平方向になるように５軸テーブル８を制御する。番号２が付された延在部２１及び番号６が付された延在部２１のそれぞれの凸状被圧子ＰＰ２を用いて、押し加圧を測定する（図１２Ｂの左側に示す荷重Ｆｘ測定）。なお、図１２Ｂの左側に示す治具２を力覚センサ３の中心軸３ａ回りに１８０度回転して、押し加圧を測定してもよい（図１２Ｂの右側に示す荷重Ｆｘ測定）。また、図示しないが、荷重Ｆｚ測定における力覚センサ３の出力特性と同様に、荷重Ｆｘ測定における力覚センサ３の出力特性により、荷重Ｆｘ測定時に、力覚センサ３が荷重Ｆｘを測定し、荷重Ｆｘ以外の荷重Ｆｙ、ＦｚやモーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚを測定しないことが判定できる。
次に、ステップＳ４において、制御部（不図示）は、力覚センサ３の中心軸３ａの向きが上下方向から水平方向になるように５軸テーブル８を制御する。番号２が付された延在部２１及び番号６が付された延在部２１のそれぞれの凸状被圧子ＰＰ２を用いて、押し加圧を測定する（図１２Ｂの左側に示す荷重Ｆｘ測定）。なお、図１２Ｂの左側に示す治具２を力覚センサ３の中心軸３ａ回りに１８０度回転して、押し加圧を測定してもよい（図１２Ｂの右側に示す荷重Ｆｘ測定）。また、図示しないが、荷重Ｆｚ測定における力覚センサ３の出力特性と同様に、荷重Ｆｘ測定における力覚センサ３の出力特性により、荷重Ｆｘ測定時に、力覚センサ３が荷重Ｆｘを測定し、荷重Ｆｘ以外の荷重Ｆｙ、ＦｚやモーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚを測定しないことが判定できる。
【0072】
（ステップＳ５：図１３Ａ参照）
次に、ステップＳ５において、番号４が付された延在部２２及び番号８が付された延在部２２のそれぞれの凸状被圧子ＰＰ２を用いて、押し加圧を測定する（図１３Ａの左側に示す荷重Ｆｙ測定）。なお、図１３Ａの左側に示す治具２を力覚センサ３の中心軸３ａ回りに１８０度回転して、押し加圧を測定してもよい（図１３Ａの右側に示す荷重Ｆｙ測定）。また、図示しないが、荷重Ｆｚ測定における力覚センサ３の出力特性と同様に、荷重Ｆｙ測定における力覚センサ３の出力特性により、荷重Ｆｙ測定時に、力覚センサ３が荷重Ｆｙを測定し、荷重Ｆｙ以外の荷重Ｆｘ、ＦｚやモーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚを測定しないことが判定できる。
次に、ステップＳ５において、番号４が付された延在部２２及び番号８が付された延在部２２のそれぞれの凸状被圧子ＰＰ２を用いて、押し加圧を測定する（図１３Ａの左側に示す荷重Ｆｙ測定）。なお、図１３Ａの左側に示す治具２を力覚センサ３の中心軸３ａ回りに１８０度回転して、押し加圧を測定してもよい（図１３Ａの右側に示す荷重Ｆｙ測定）。また、図示しないが、荷重Ｆｚ測定における力覚センサ３の出力特性と同様に、荷重Ｆｙ測定における力覚センサ３の出力特性により、荷重Ｆｙ測定時に、力覚センサ３が荷重Ｆｙを測定し、荷重Ｆｙ以外の荷重Ｆｘ、ＦｚやモーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚを測定しないことが判定できる。
【0073】
（ステップＳ６：図１３Ｂ参照）
次に、ステップＳ６において、番号３が付された延在部２３の凹状被圧子ＰＰ１を用いて押し加圧を測定し、番号７が付された延在部２３の凹状被圧子ＰＰ１を用いて引き加圧を測定する。反対に、番号３が付された延在部２３の凹状被圧子ＰＰ１を用いて引き加圧を測定し、番号７が付された延在部２３の凹状被圧子ＰＰ１を用いて押し加圧を測定する（図１３Ｂに示すモーメントＭｚ測定）。なお、図示しないが、モーメントＭｘ測定における力覚センサ３の出力特性と同様に、モーメントＭｚ測定における力覚センサ３の出力特性により、モーメントＭｚ測定時に、力覚センサ３がモーメントＭｚを測定し、モーメントＭｚ以外の荷重Ｆｘ、Ｆｙ、ＦｚやモーメントＭｘ、Ｍｙを測定しないことが判定できる。
次に、ステップＳ６において、番号３が付された延在部２３の凹状被圧子ＰＰ１を用いて押し加圧を測定し、番号７が付された延在部２３の凹状被圧子ＰＰ１を用いて引き加圧を測定する。反対に、番号３が付された延在部２３の凹状被圧子ＰＰ１を用いて引き加圧を測定し、番号７が付された延在部２３の凹状被圧子ＰＰ１を用いて押し加圧を測定する（図１３Ｂに示すモーメントＭｚ測定）。なお、図示しないが、モーメントＭｘ測定における力覚センサ３の出力特性と同様に、モーメントＭｚ測定における力覚センサ３の出力特性により、モーメントＭｚ測定時に、力覚センサ３がモーメントＭｚを測定し、モーメントＭｚ以外の荷重Ｆｘ、Ｆｙ、ＦｚやモーメントＭｘ、Ｍｙを測定しないことが判定できる。
【0074】
上記実施の形態に係る荷重測定方法は、力覚センサ３に固定される被固定部２０と、相互に直交する方向であるＦｘ方向、Ｆｙ方向およびＦｚ方向において、被固定部２０に対して対称的に配置される、被固定部２０からＦｘ方向一側に延在するＦｘ方向一側の延在部２２、および、被固定部２０からＦｘ方向他側に延在するＦｘ方向他側の延在部２２と、被固定部２０に対して対称的に配置される、被固定部２０からＦｙ方向一側に延在するＦｙ方向一側の延在部２１、および、被固定部２０からＦｙ方向他側に延在するＦｙ方向他側の延在部２１と、を備える治具２を用いて、治具２を介して力覚センサ３にかかる荷重を測定する荷重測定方法であって、Ｆｙ方向一側の延在部２１およびＦｙ方向他側の延在部２１のそれぞれにかける荷重の向きがＦｚ方向で互いに反対で、かつ、荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｘ方向に沿って延ばされた軸であるＦｘ方向軸回りのモーメントを測定する工程と、Ｆｘ方向一側の延在部２２およびＦｘ方向他側の延在部２２のそれぞれにかける荷重の向きがＦｚ方向で互いに反対で、かつ、荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｙ方向に沿って延ばされた軸であるＦｙ方向軸回りのモーメントを測定する工程と、Ｆｘ方向一側の延在部２２およびＦｘ方向他側の延在部２２のそれぞれにかける荷重の向きがＦｙ方向で互いに反対で、かつ、荷重の大きさを同一にすることにより、および／または、Ｆｙ方向一側の延在部２１およびＦｙ方向他側の延在部２１のそれぞれにかける荷重の向きがＦｘ方向で互いに反対で、かつ、荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｚ方向に沿って延ばされた軸であるＦｚ方向軸回りのモーメントを測定する工程と、を備える。
【0075】
上記構成により、Ｆｘ方向軸、Ｆｙ方向軸およびＦｚ方向軸のいずれかの軸回りのモーメントを測定する場合、当該軸以外の軸である他軸回りのモーメントや、他軸方向の荷重が力覚センサにかからないため、力覚センサ３が軸回りのモーメントを測定する場合において、軸同士を分離した測定をすることが可能となる。
【0076】
また、上記実施の形態に係る荷重測定方法は、Ｆｙ方向一側の延在部２１およびＦｙ方向他側の延在部２１のそれぞれにかける荷重の向きがＦｘ方向で同一で、かつ、荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｘ方向の荷重を測定する工程と、Ｆｘ方向一側の延在部２２およびＦｘ方向他側の延在部２２のそれぞれにかける荷重の向きがＦｙ方向で同一で、かつ、荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｙ方向の荷重を測定する工程と、Ｆｘ方向一側の延在部２２およびＦｘ方向他側の延在部２２のそれぞれにかける荷重の向きがＦｚ方向で同一で、かつ、荷重の大きさを同一にすることにより、および／または、Ｆｙ方向一側の延在部２１およびＦｙ方向他側の延在部２１のそれぞれにかける荷重の向きがＦｚ方向で同一で、かつ、荷重の大きさを同一にすることにより、Ｆｚ方向の荷重を測定する工程と、をさらに備える。これにより、Ｆｘ方向軸、Ｆｙ方向軸およびＦｚ方向軸のいずれかの軸方向の荷重を測定する場合、当該軸以外の軸である他軸方向の荷重や、他軸回りのモーメントが力覚センサ３にかからないため、力覚センサ３が軸方向の荷重を測定する場合において、軸同士を分離した測定をすることが可能となる。
【0077】
また、上記実施の形態に係る荷重測定装置１は、治具２を介して力覚センサ３にかかる荷重を測定する荷重測定装置であって、治具２は、力覚センサ３に固定される被固定部２０と、相互に直交する方向であるＦｘ方向、Ｆｙ方向およびＦｚ方向において、被固定部２０に対して対称的に配置され、Ｆｙ方向およびＦｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、被固定部２０からＦｘ方向の一側および被固定部２０からＦｘ方向他側のそれぞれの方向に延在する延在部２２と、被固定部２０に対して対称的に配置され、Ｆｘ方向およびＦｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、被固定部２０からＦｙ方向一側および被固定部２０からＦｙ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部２１と、を備える。
【0078】
上記構成により、一対の延在部２２のそれぞれにかける荷重の向きを互いに同じ、又は、反対で、荷重の大きさを同一にして、または、一対の延在部２１のそれぞれにかける荷重の向きを互いに同じ、又は、反対で、荷重の大きさを同一にしてＦｘ方向軸、Ｆｙ方向軸およびＦｚ方向軸のいずれかの軸回りのモーメントを測定する場合、当該軸以外の軸である他軸回りのモーメントや、他軸方向の荷重が力覚センサ３にかからないようにすることが可能となる。これにより、力覚センサ３が軸回りのモーメントを測定する場合において、軸同士を分離した測定をすることが可能となる。
【0079】
また、荷重測定装置１は、一対のロードセル７をさらに備え、一対のロードセル７の一方は、一対のロードセル７の他方がＦｘ方向の一側の延在部２１に荷重をかける場合、Ｆｘ方向の他側の延在部２１に荷重をかけ、一対のロードセル７の一方は、一対のロードセル７の他方がＦｙ方向一側の延在部２１に荷重をかける場合、Ｆｙ方向の他側の延在部２１に荷重をかける。これにより、一対のロードセル７が延在部２１，２２のそれぞれにかける荷重の向きを互いに同じ、又は、反対で、荷重の大きさを同一にすることが容易となる。
【0080】
また、上記実施の形態に係る荷重測定装置１の治具２は、治具２を介して力覚センサ３にかかる荷重を測定する荷重測定装置１の治具であって、力覚センサ３に固定される被固定部２０と、相互に直交する方向であるＦｘ方向、Ｆｙ方向およびＦｚ方向において、被固定部２０に対して対称的に配置され、Ｆｙ方向およびＦｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、被固定部２０からＦｘ方向の一側および被固定部２０からＦｘ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部２２と、被固定部２０に対して対称的に配置され、Ｆｘ方向およびＦｚ方向のいずれかの方向の荷重がかけられる、被固定部２０からＦｙ方向の一側および被固定部２０からＦｙ方向の他側のそれぞれの方向に延在する延在部２１と、を備える。
【0081】
上記構成により、一対の延在部２２それぞれにかける荷重の向きを互いに同じ、又は、反対で、荷重の大きさを同一にして、または、一対の延在部２１のそれぞれにかける荷重の向きを互いに同じ、又は、反対で、荷重の大きさを同一にしてＦｘ方向軸、Ｆｙ方向軸およびＦｚ方向軸のいずれかの軸回りのモーメントを測定する場合、当該軸以外の軸である他軸回りのモーメントや、他軸方向の荷重が力覚センサ３にかからないようにすることが可能となる。これにより、力覚センサ３が軸回りのモーメントを測定する場合において、軸同士を分離した測定をすることが可能となる。
【0082】
なお、上記実施の形態に係る荷重測定装置１の治具２は、３軸の荷重と各軸回りのモーメントを同時に測定する力覚センサ３に固定されて用いられる治具であるが、３軸のそれぞれの軸回りのモーメントを測定する力覚センサに固定されて用いられる治具でもよい。
【0083】
その他、上記実施の形態は、何れも本発明の実施をするにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【0084】
本発明は、軸回りのモーメントを測定する場合において、軸同士を分離した測定をすることが要求される治具を備えた荷重測定装置に好適に利用される。
【符号の説明】
【0085】
ＡＰ１ 凸状圧子
ＡＰ２ 凹状圧子
ＣＬ 中心線
ＧＤ 案内子
ＨＬ１ 貫通穴
ＨＬ２ 嵌合穴
ＨＬ３ 嵌合穴
ＨＬ４ 嵌合穴
ＰＬ１ 平行線
ＰＬ２ 平行線
ＰＰ１ 凹状被圧子
ＰＰ２ 凸状被圧子
ＰＳ 圧力センサ
ＳＣＲ 止めネジ
１ 荷重測定装置
２ 治具
３ 力覚センサ
３ａ 中心軸（Ｆｚ方向軸）
３ｂ 検出中心
３ｃ 直交軸（Ｆｘ方向軸）
３ｄ 直交軸（Ｆｙ方向軸）
４ 台
５ 柱
６ 梁
７ ロードセル
７Ｒ ロードセル
７Ｌ ロードセル
８ ５軸テーブル
８ａ アンダーテーブル
８ｂ アッパーテーブル
８ｃ ターンテーブル
８ｄ 脚状体
８ｅ 脚状体
８ｆ 軸状体
８ｇ 板状体
８ｈ パルスモータ
８ｉ パルスモータ
９ 昇降ユニット
９ａ 軸受け
９ｂ ボールねじ
９ｃ ナット
９ｄ モータ
９ｅ ガイドレール
９ｆ スライド
９ｇ 連結部
９ｈ ロッド
９ｉ ガイド部
９ｍ アタッチメント
２０ 被固定部
２１，２２，２３，２４ 延在部
２８ 締結部
ＡＰ２ 凹状圧子
ＣＬ 中心線
ＧＤ 案内子
ＨＬ１ 貫通穴
ＨＬ２ 嵌合穴
ＨＬ３ 嵌合穴
ＨＬ４ 嵌合穴
ＰＬ１ 平行線
ＰＬ２ 平行線
ＰＰ１ 凹状被圧子
ＰＰ２ 凸状被圧子
ＰＳ 圧力センサ
ＳＣＲ 止めネジ
１ 荷重測定装置
２ 治具
３ 力覚センサ
３ａ 中心軸（Ｆｚ方向軸）
３ｂ 検出中心
３ｃ 直交軸（Ｆｘ方向軸）
３ｄ 直交軸（Ｆｙ方向軸）
４ 台
５ 柱
６ 梁
７ ロードセル
７Ｒ ロードセル
７Ｌ ロードセル
８ ５軸テーブル
８ａ アンダーテーブル
８ｂ アッパーテーブル
８ｃ ターンテーブル
８ｄ 脚状体
８ｅ 脚状体
８ｆ 軸状体
８ｇ 板状体
８ｈ パルスモータ
８ｉ パルスモータ
９ 昇降ユニット
９ａ 軸受け
９ｂ ボールねじ
９ｃ ナット
９ｄ モータ
９ｅ ガイドレール
９ｆ スライド
９ｇ 連結部
９ｈ ロッド
９ｉ ガイド部
９ｍ アタッチメント
２０ 被固定部
２１，２２，２３，２４ 延在部
２８ 締結部
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14A】
【図14B】
