JP5273023B2

JP5273023B2 - 分力計

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Publication number: JP5273023B2
Application number: JP2009270671A
Authority: JP
Inventors: 洋嶋内; ワンウェンジュン; 一徳吉田
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2029-11-27
Also published as: JP2011112568A

Description

本発明は、分力計に関する。

従来、複数の薄肉部（起歪部）を部材上に備え、歪みゲージとブリッジ回路とを用いて、剛体にＸ，Ｙ，Ｚ軸方向から作用する力及び各軸回りのモーメントを検出する様々な多軸分力計が知られている（例えば、特許文献１，２、非特許文献１，２参照）。

特許文献１には、下部台座部材と、これに立設された２本の柱状部材と、これの上端部分により両持ち式に連接された起歪体と、この起歪体の中心部上面に設けられた荷重導入部から成る多分力計（多軸分力計）が記載されている。この起歪体には、Ｘ軸方向力成分を検出するための薄肉部と、Ｙ軸方向力成分を検出するための薄肉部と、Ｚ軸方向力成分を検出するための薄肉部とが形成され、これらの各部位には、ひずみ量を電気量に変換するひずみゲージが添着されている。Ｘ軸回りのモーメントは、第１の複数のひずみゲージで、Ｙ軸回りのモーメントは、第２の複数のひずみゲージで、Ｚ軸回りのモーメントは、第３の複数のひずみゲージでそれぞれ組まれたブリッジ回路により検出することができる。

また、特許文献２には、４本の角柱状の受感部ビームにおける各々４つの各受感面に、それぞれ２枚の歪ゲージ計３２枚を貼り付け、各ビームの断面において相対する受感面に貼り付けた４枚の歪ゲージにより、それぞれブリッジ回路を構成して合計８組のブリッジ回路を構成し、この８組のブリッジ回路の出力信号を、演算変換回路に入力して前記６分力に変換し、これらの６分力の干渉の少なくとも一次干渉補正を行なって、６分力を計測する多分力計測方法および装置が記載されている。

また、非特許文献１には、平行平板構造によって力を検出する技術、及び放射平板構造によってモーメントを検出する技術が記載されている。また、非特許文献１には、平行平板構造及び放射平板構造を有する６軸力計が記載されている。この６軸力計によって、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向から作用する力及び各軸回りのモーメントが検出される。

更に、非特許文献２には、連結丸穴構造による対象配置の平行平板構造によって力を検出する技術、連結丸穴構造による対象配置の放射平板構造によってモーメントを検出する技術が記載されている。また、非特許文献２には、この連結丸穴構造による平行平板構造及び連結丸穴構造による放射平板構造を有するロボット用六軸力計が記載されている。このロボット用六軸力計によって、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向から作用する力及び各軸回りのモーメントが検出される。

特許第３２６５５３９号特開２００３−５０１７１号公報

「多軸力センサとその応用」精密工学会誌， 57-10， 1991．「ロボット用六軸力計の試み」日本機械学会論文集（Ｃ編）， 54-497， 1988．

しかしながら、上記特許文献１，２、及び上記非特許文献１，２に記載の装置では、ひとつのモーメントの検出感度を調整しようとして部材の大きさを調整した場合には、相互干渉により、他の力やモーメントの検出感度にも影響が出てしまい、各モーメントの検出感度と力の検出感度とを独立して調整することが非常に困難である、という問題があった。

本発明は上記問題点を解決するために成されたものであり、設計時において、モーメントの検出感度と力の検出感度とを独立して調整することがより容易となる分力計を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の発明の分力計は、所定間隔隔てて所定方向に基体から延出した所定高さの一対の支柱と、上面に受力面を備えると共に、厚みが前記支柱の高さより薄くかつ長さが前記所定間隔より短い中央剛体部と、前記中央剛体部の一端を前記中央剛体部の上面側で前記一対の支柱の一方の先端部に連結すると共に、前記中央剛体部の前記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第１の薄肉部と、前記中央剛体部の他端を前記中央剛体部の上面側で前記一対の支柱の他方の先端部に連結すると共に、前記中央剛体部の前記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第２の薄肉部と、前記第１の薄肉部の２箇所、及び前記第２の薄肉部の２箇所に取り付けられた４つの第１の歪みゲージと、前記第１の薄肉部の２箇所、及び前記第２の薄肉部の２箇所に取り付けられた４つの第２の歪みゲージと、を備え、前記基体は、前記基体の一端側に形成された第１の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第３の薄肉部と、前記基体の他端側に形成された第２の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第４の薄肉部と、を含んで構成され、前記第３の薄肉部の２箇所、及び前記第４の薄肉部の２箇所に取り付けられた４つの第３の歪みゲージを更に備えている。

４つの第１の歪みゲージは、例えば、前記中央剛体部の一端と前記第１の薄肉部との連結部分、前記第１の薄肉部と前記一対の支柱の一方の先端部との連結部分、前記中央剛体部の他端と前記第２の薄肉部との連結部分、及び前記第２の薄肉部と前記一対の支柱の他方の先端部との連結部分に取り付けられる。

また、４つの第２の歪みゲージは、例えば、前記中央剛体部の一端と前記第１の薄肉部との連結部分、前記第１の薄肉部と前記一対の支柱の一方の先端部との連結部分、前記中央剛体部の他端と前記第２の薄肉部との連結部分、及び前記第２の薄肉部と前記一対の支柱の他方の先端部との連結部分に取り付けられる。

第１の発明の分力計によれば、第１の歪みゲージ（または第２の歪みゲージ）を用いて中央剛体部に作用する所定方向の力を検出することができ、また、第２の歪みゲージ（または第１の歪みゲージ）を用いて中央剛体部に作用する前記所定方向及び中央剛体部の長さ方向に直交する方向の軸回りのモーメントを検出することができる。すなわち、このような第１の発明の分力計は２分力計として機能する。

第１の発明の分力計によれば、設計時に、中央剛体部の長さを調整することにより、第１の歪みゲージ（または第２の歪みゲージ）による中央剛体部に作用する所定方向の力の検出感度に影響を及ぼすことなく、第２の歪みゲージ（または第１の歪みゲージ）による中央剛体部に作用する前記所定方向及び中央剛体部の長さ方向に直交する方向の軸回りのモーメントの検出感度を調整することができる。従って、第１の発明の分力計によれば、設計時において、モーメントの検出感度と力の検出感度とを独立して調整することがより容易となる。

また、このような構成をとることで、従来の分力計と比較して小型化が可能となり（例えば、厚さを薄く設計することが可能となり）、様々な検出対象物に対して組み込み易くなる。

なお、前記基体は、前記基体の一端側に形成された第１の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第３の薄肉部と、前記基体の他端側に形成された第２の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第４の薄肉部と、を含んで構成し、前記第３の薄肉部、及び前記第４の薄肉部に取り付けられた４つの第３の歪みゲージを備えている。

このような構成の場合、第１の歪みゲージ（または第２の歪みゲージ）を用いて中央剛体部に作用する所定方向の力を検出することができ、また、第２の歪みゲージ（または第１の歪みゲージ）を用いて中央剛体部に作用する前記所定方向及び中央剛体部の長さ方向に直交する方向の軸回りのモーメントを検出することができ、更に、第３の歪みゲージを用いて中央剛体部に作用する長さ方向の力を検出することができる。すなわち、このように構成した場合には、第１の発明の分力計は、３分力計として機能する。

このような構成にすることで、設計時に、中央剛体部の長さを調整することにより、第１の歪みゲージ（または第２の歪みゲージ）、及び第３の歪みゲージによる中央剛体部に作用する所定方向の力の検出感度及び長さ方向の検出感度に影響を及ぼすことなく、第２の歪みゲージ（または第１の歪みゲージ）による中央剛体部に作用する前記所定方向及び中央剛体部の長さ方向に直交する方向の軸回りのモーメントの検出感度を調整することができる。従って、設計時において、モーメントの検出感度と力の検出感度とを独立して調整することがより容易となる。

なお、４つの第３の歪みゲージは、例えば、前記第３の薄肉部の上下方向の両端部分、及び前記第４の薄肉部の上下方向の両端部分に取り付けられる。

また、上記目的を達成するために、第２の発明の分力計は、所定間隔隔てて所定方向に基体から延出した所定高さの一対の支柱と、上面に受力面を備えると共に、厚みが前記支柱の高さより薄くかつ長さが前記所定間隔より短い中央剛体部と、前記中央剛体部の一端を前記中央剛体部の上面側で前記一対の支柱の一方の先端部に連結すると共に、前記中央剛体部の前記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第１の薄肉部と、前記中央剛体部の他端を前記中央剛体部の上面側で前記一対の支柱の他方の先端部に連結すると共に、前記中央剛体部の前記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第２の薄肉部と、前記基体の一端側に形成された第１の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第３の薄肉部と、前記基体の他端側に形成された第２の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第４の薄肉部とを備えた２つの構造物であって、一方の構造物の第１の薄肉部と他方の構造物の第１の薄肉部との距離と、一方の構造物の第２の薄肉部と他方の構造物の第２の薄肉部との距離とが同一となるように配置された２つの構造物と、前記一方の構造物の中央剛体部と前記他方の構造物の中央剛体部とを連結する連結用剛体部と、前記一方の構造物の前記第１の薄肉部、前記一方の構造物の前記第２の薄肉部、前記他方の構造物の前記第１の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第２の薄肉部に取り付けられた４つの第１の歪みゲージと、前記一方の構造物の前記第１の薄肉部、前記一方の構造物の前記第２の薄肉部、前記他方の構造物の前記第１の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第２の薄肉部に取り付けられた４つの第２の歪みゲージと、前記一方の構造物の前記第１の薄肉部、前記一方の構造物の前記第２の薄肉部、前記他方の構造物の前記第１の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第２の薄肉部に取り付けられた４つの第３の歪みゲージと、前記一方の構造物の前記第３の薄肉部、前記一方の構造物の前記第４の薄肉部、前記他方の構造物の前記第３の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第４の薄肉部に取り付けられた４つの第４の歪みゲージと、前記一方の構造物の前記第３の薄肉部、前記一方の構造物の前記第４の薄肉部、前記他方の構造物の前記第３の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第４の薄肉部に取り付けられた４つの第５の歪みゲージとを備えている。

このような第２の発明の分力計によれば、第１の歪みゲージ、第２の歪みゲージ、及び第３の歪みゲージを用いて連結用剛体部に作用する所定方向の力と、連結用剛体部に作用する所定方向及び中央剛体部の長さ方向に直交する方向の軸回りのモーメントと、連結用剛体部に作用する中央剛体部の長さ方向の軸回りのモーメントとを検出することができる。また、第２の発明の分力計によれば、第４の歪みゲージ及び第５の歪みゲージを用いて連結用剛体部に作用する所定方向の軸回りのモーメントと、連結用剛体部に作用する上記長さ方向の力とを検出することができる。すなわち、このような第２の発明の分力計は５分力計として機能する。

このような第２の発明の分力計によれば、設計時に、中央剛体部の長さを調整することにより、連結用剛体部に作用する所定方向の力の検出感度及び長さ方向の力の検出感度に影響を及ぼすことなく、中央剛体部に作用する前記所定方向及び中央剛体部の長さ方向に直交する方向の軸回りのモーメントの検出感度を調整することができる。従って、第２の発明の分力計によれば、設計時において、モーメントの検出感度と力の検出感度とを独立して調整することがより容易となる。

なお、４つの第１の歪みゲージは、例えば、前記一方の構造物の前記中央剛体部の一端と前記第１の薄肉部との連結部分、前記一方の構造物の前記中央剛体部の他端と前記第２の薄肉部との連結部分、前記他方の構造物の前記中央剛体部の一端と前記第１の薄肉部との連結部分、及び前記他方の構造物の前記中央剛体部の他端と前記第２の薄肉部との連結部分に取り付けられる。

また、４つの第２の歪みゲージは、例えば、前記一方の構造物の前記一対の支柱の一方の先端部と前記第１の薄肉部との連結部分、前記一方の構造物の前記一対の支柱の他方の先端部と前記第２の薄肉部との連結部分、前記他方の構造物の前記一対の支柱の一方の先端部と前記第１の薄肉部との連結部分、及び前記他方の構造物の前記一対の支柱の他方の先端部と前記第２の薄肉部との連結部分に取り付けられる。

また、４つの第３の歪みゲージは、例えば、前記一方の構造物の前記一対の支柱の一方の先端部と前記第１の薄肉部との連結部分、前記一方の構造物の前記中央剛体部の他端と前記第２の薄肉部との連結部分、前記他方の構造物の前記中央剛体部の一端と前記第１の薄肉部との連結部分、及び前記他方の構造物の前記一対の支柱の他方の先端部と前記第２の薄肉部との連結部分に取り付けられる。

また、４つの第４の歪みゲージは、例えば、前記一方の構造物の前記第３の薄肉部の上下方向における下端部分、前記一方の構造物の前記第４の薄肉部の上下方向における下端部分、前記他方の構造物の前記第３の薄肉部の上下方向における上端部分、及び前記他方の構造物の前記第４の薄肉部の上下方向における上端部分に取り付けられる。

また、４つの第５の歪みゲージは、例えば、前記一方の構造物の前記第３の薄肉部の上下方向における上端部分、前記一方の構造物の前記第４の薄肉部の上下方向における上端部分、前記他方の構造物の前記第３の薄肉部の上下方向における下端部分、及び前記他方の構造物の前記第４の薄肉部の上下方向における下端部分に取り付けられる。

また、前記連結用剛体部を、前記連結用剛体部の前記一方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接する位置に形成された第３の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向及び前記所定方向と直交する方向の前記連結用剛体部の中央部に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第５の薄肉部と、前記連結用剛体部の前記一方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接すると共に、前記第３の貫通孔から前記一方の構造物の前記中央剛体部の長さ方向に第１の距離離れた位置に形成された第４の貫通孔によって形成され、かつ前記連結用剛体部の中央部の前記直交する方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第６の薄肉部と、前記連結用剛体部の前記他方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接すると共に、前記第３の貫通孔から前記直交する方向に第２の距離離れた位置に形成された第５の貫通孔によって形成され、かつ前記連結用剛体部の中央部の前記直交する方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第７の薄肉部と、前記連結用剛体部の前記他方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接すると共に、前記第５の貫通孔から前記他方の構造物の前記中央剛体部の長さ方向に前記第１の距離離れた位置に形成された第６の貫通孔によって形成され、かつ前記連結用剛体部の中央部の前記直交する方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第８の薄肉部と、を含んで構成し、前記第５の薄肉部、前記第６の薄肉部、前記第７の薄肉部、及び前記第８の薄肉部に取り付けられた４つの第６の歪みゲージを更に備えるようにしてもよい。

このような構成の場合における第２の発明の分力計は、更に、第６の歪みゲージを用いて、連結用剛体部の中央部に作用する上記所定方向及び上記長さ方向に直交する方向の力を検出することができる。すなわち、このような場合の第２の発明の分力計は６分力計として機能する。

このような構成にすることで、設計時に、中央剛体部の長さを調整することにより、中央剛体部の中央部に作用する所定方向の力の検出感度、長さ方向の力の検出感度、及び上記直交する方向の力の検出感度に影響を及ぼすことなく、中央剛体部の中央部に作用する前記所定方向及び中央剛体部の長さ方向に直交する方向の軸回りのモーメントの検出感度を調整することができる。従って、設計時において、モーメントの検出感度と力の検出感度とを独立して調整することがより容易となる。

なお、４つの第６の歪みゲージは、例えば、前記第５の薄肉部の前記連結用剛体部の中央部が隣接する側と逆側の端部、前記第６の薄肉部の前記連結用剛体部の中央部が隣接する側と逆側の端部、前記第７の薄肉部の前記連結用剛体部の中央部が隣接する側と逆側の端部、及び前記第８の薄肉部の前記連結用剛体部の中央部が隣接する側と逆側の端部に取り付けられる。

また、４つの第６の歪みゲージは、例えば、前記第５の薄肉部の前記連結用剛体部の中央部が隣接する側の端部、前記第６の薄肉部の前記連結用剛体部の中央部が隣接する側の端部、前記第７の薄肉部の前記連結用剛体部の中央部が隣接する側の端部、及び前記第８の薄肉部の前記連結用剛体部の中央部が隣接する側の端部に取り付けられる。

また、上記目的を達成するために、第３の発明の分力計は、所定間隔隔てて所定方向に基体から延出した所定高さの一対の支柱と、上面に受力面を備えると共に、厚みが前記支柱の高さより薄くかつ長さが前記所定間隔より短い中央剛体部と、前記中央剛体部の一端を前記中央剛体部の上面側で前記一対の支柱の一方の先端部に連結すると共に、前記中央剛体部の前記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第１の薄肉部と、前記中央剛体部の他端を前記中央剛体部の上面側で前記一対の支柱の他方の先端部に連結すると共に、前記中央剛体部の前記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第２の薄肉部と、前記基体の一端側に形成された第１の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第３の薄肉部と、前記基体の他端側に形成された第２の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第４の薄肉部とを備えた２つの構造物であって、一方の構造物の第１の薄肉部と他方の構造物の第１の薄肉部との距離と、一方の構造物の第２の薄肉部と他方の構造物の第２の薄肉部との距離とが同一となるように配置された２つの構造物と、前記一方の構造物の中央剛体部と前記他方の構造物の中央剛体部とを連結する連結用剛体部であって、前記連結用剛体部の前記一方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接する位置に形成された第３の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向及び前記所定方向と直交する方向の、前記連結用剛体部の中央部に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第５の薄肉部、前記連結用剛体部の前記一方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接すると共に、前記第３の貫通孔から前記一方の構造物の前記中央剛体部の長さ方向に第１の距離離れた位置に形成された第４の貫通孔によって形成され、かつ前記連結用剛体部の中央部の、前記直交する方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第６の薄肉部、前記連結用剛体部の前記他方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接すると共に、前記第３の貫通孔から前記直交する方向に第２の距離離れた位置に形成された第５の貫通孔によって形成され、かつ前記連結用剛体部の中央部の、前記直交する方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第７の薄肉部、及び前記連結用剛体部の前記他方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接すると共に、前記第５の貫通孔から前記他方の構造物の前記中央剛体部の長さ方向に前記第１の距離離れた位置に形成された第６の貫通孔によって形成され、かつ前記連結用剛体部の中央部の、前記直交する方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第８の薄肉部を含んで構成された連結用剛体部と、前記一方の構造物の前記第１の薄肉部、前記一方の構造物の前記第２の薄肉部、前記他方の構造物の前記第１の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第２の薄肉部に取り付けられた４つの第１の歪みゲージと、前記一方の構造物の前記第１の薄肉部、前記一方の構造物の前記第２の薄肉部、前記他方の構造物の前記第１の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第２の薄肉部に取り付けられた４つの第２の歪みゲージと、前記一方の構造物の前記第１の薄肉部、前記一方の構造物の前記第２の薄肉部、前記他方の構造物の前記第１の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第２の薄肉部に取り付けられた４つの第３の歪みゲージと、前記一方の構造物の前記第３の薄肉部、前記一方の構造物の前記第４の薄肉部、前記他方の構造物の前記第３の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第４の薄肉部に取り付けられた４つの第４の歪みゲージと、前記第５の薄肉部、前記第６の薄肉部、前記第７の薄肉部、及び前記第８の薄肉部に取り付けられた４つの第５の歪みゲージと、前記第５の薄肉部、前記第６の薄肉部、前記第７の薄肉部、及び前記第８の薄肉部に取り付けられた４つの第６の歪みゲージとを備えている。

第３の発明の分力計によれば、第１の歪みゲージ、第２の歪みゲージ、第３の歪みゲージを用いて連結用剛体部に作用する所定方向の力と、連結用剛体部に作用する所定方向及び中央剛体部の長さ方向に直交する方向の軸回りのモーメントと、連結用剛体部に作用する中央剛体部の長さ方向の軸回りのモーメントとを検出することができる。また、第３の発明の分力計によれば、第４の歪みゲージ、第５の歪みゲージ、第６の歪みゲージを用いて連結用剛体部に作用する上記長さ方向の力と、連結用剛体部に作用する所定方向の軸回りのモーメントと、連結用剛体部に作用する上記所定方向及び上記長さ方向に直交する方向の力とを検出することができる。すなわち、第３の発明の分力計は６分力計として機能する。

第３の発明の分力計によれば、設計時に、中央剛体部の長さを調整することにより、連結用剛体部の中央部に作用する所定方向の力の検出感度、長さ方向の力の検出感度、及び上記直交する方向の力の検出感度に影響を及ぼすことなく、連結用剛体部の中央部に作用する前記所定方向及び中央剛体部の長さ方向に直交する方向の軸回りのモーメントの検出感度を調整することができる。

また、第３の発明の分力計によれば、設計時に、第３の貫通孔と第４の貫通孔との間隔、及び第５の貫通孔と第６の貫通孔との間隔を調整して中央部の長さ方向の大きさ（長さ）を調整することにより、所定方向の力の検出感度、長さ方向の力の検出感度、及び上記直交する方向の力の検出感度に影響を及ぼすことなく、連結用剛体部の中央部に作用する前記所定方向の軸回りのモーメントの検出感度を調整することができる。

更に、第３の発明の分力計によれば、設計時に、一方の構造物の第１の薄肉部と他方の構造物の第１の薄肉部との距離（一方の構造物の第２の薄肉部と他方の構造物の第２の薄肉部との距離）を調整することにより、所定方向の力の検出感度、長さ方向の力の検出感度、及び上記直交する方向の力の検出感度に影響を及ぼすことなく、連結用剛体部の中央部に作用する前記長さ方向の軸回りのモーメントの検出感度を調整することができる。

従って、第３の発明の分力計によれば、設計時において、モーメントの検出感度と力の検出感度とを独立して調整することがより容易となる。

また、４つの第４の歪みゲージは、例えば、前記一方の構造物の前記第３の薄肉部の上下方向における上端部分、前記一方の構造物の前記第４の薄肉部の上下方向における上端部分、前記他方の構造物の前記第３の薄肉部の上下方向における下端部分、及び前記他方の構造物の前記第４の薄肉部の上下方向における下端部分に取り付けられる。

また、４つの第５の歪みゲージは、例えば、前記第５の薄肉部の前記連結用剛体部の中央部が隣接する側と逆側の端部、前記第６の薄肉部の前記連結用剛体部の中央部が隣接する側と逆側の端部、前記第７の薄肉部の前記連結用剛体部の中央部が隣接する側と逆側の端部、及び前記第８の薄肉部の前記連結用剛体部の中央部が隣接する側と逆側の端部に取り付けられる。

また、上記目的を達成するために、第４の発明の分力計は、所定間隔隔てて所定方向に基体から延出した所定高さの一対の支柱と、上面に受力面を備えると共に、厚みが前記支柱の高さより薄くかつ長さが前記所定間隔より短い中央剛体部と、前記中央剛体部の一端を前記中央剛体部の上面側で前記一対の支柱の一方の先端部に連結すると共に、前記中央剛体部の前記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第１の薄肉部と、前記中央剛体部の他端を前記中央剛体部の上面側で前記一対の支柱の他方の先端部に連結すると共に、前記中央剛体部の前記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第２の薄肉部と、前記基体の一端側に形成された第１の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第３の薄肉部と、前記基体の他端側に形成された第２の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第４の薄肉部とを備えた２つの構造物であって、一方の構造物の第１の薄肉部と他方の構造物の第１の薄肉部との距離と、一方の構造物の第２の薄肉部と他方の構造物の第２の薄肉部との距離とが同一となるように配置された２つの構造物と、前記一方の構造物の中央剛体部と前記他方の構造物の中央剛体部とを連結する連結用剛体部であって、前記連結用剛体部の前記一方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接する位置に形成された第３の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向及び前記所定方向と直交する方向の、前記連結用剛体部の中央部に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第５の薄肉部、前記連結用剛体部の前記一方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接すると共に、前記第３の貫通孔から前記一方の構造物の前記中央剛体部の長さ方向に第１の距離離れた位置に形成された第４の貫通孔によって形成され、かつ前記連結用剛体部の中央部の、前記直交する方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第６の薄肉部、前記連結用剛体部の前記他方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接すると共に、前記第３の貫通孔から前記直交する方向に第２の距離離れた位置に形成された第５の貫通孔によって形成され、かつ前記連結用剛体部の中央部の、前記直交する方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第７の薄肉部、前記連結用剛体部の前記他方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接すると共に、前記第５の貫通孔から前記他方の構造物の前記中央剛体部の長さ方向に前記第１の距離離れた位置に形成された第６の貫通孔によって形成され、かつ前記連結用剛体部の中央部の、前記直交する方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第８の薄肉部、前記中央部の中央に設けられた四角形の貫通孔によって形成された４つの縁のうち対向する２辺の縁と受力部とを連結すると共に、該受力部の前記長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の２つの第９の薄肉部、及び前記四角形の貫通孔によって形成された４つの縁のうち前記２辺と異なる対向する２辺の縁と受力部とを連結すると共に、該受力部の前記直交する方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の２つの第１０の薄肉部を含んで構成された連結用剛体部と、前記一方の構造物の前記第１の薄肉部、前記一方の構造物の前記第２の薄肉部、前記他方の構造物の前記第１の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第２の薄肉部に取り付けられた４つの第１の歪みゲージと、前記一方の構造物の前記第１の薄肉部、前記一方の構造物の前記第２の薄肉部、前記他方の構造物の前記第１の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第２の薄肉部に取り付けられた４つの第２の歪みゲージと、前記一方の構造物の前記第１の薄肉部、前記一方の構造物の前記第２の薄肉部、前記他方の構造物の前記第１の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第２の薄肉部に取り付けられた４つの第３の歪みゲージと、前記一方の構造物の前記第３の薄肉部、前記一方の構造物の前記第４の薄肉部、前記他方の構造物の前記第３の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第４の薄肉部に取り付けられた４つの第４の歪みゲージと、前記第５の薄肉部、前記第６の薄肉部、前記第７の薄肉部、及び前記第８の薄肉部に取り付けられた４つの第５の歪みゲージと、前記２つの第１０の薄肉部の一方の２箇所、及び前記２つの第１０の薄肉部の他方の２箇所、または、前記２つの第９の薄肉部の一方の２箇所、及び前記２つの第９の薄肉部の他方の２箇所に取り付けられた４つの第６の歪みゲージとを備えている。

第４の発明の分力計によれば、第１の歪みゲージ、第２の歪みゲージ、第３の歪みゲージを用いて連結用剛体部の受力部に作用する所定方向の力と、連結用剛体部の受力部に作用する所定方向及び中央剛体部の長さ方向に直交する方向の軸回りのモーメントと、連結用剛体部の受力部に作用する中央剛体部の長さ方向の軸回りのモーメントとを検出することができる。

また、第４の発明の分力計によれば、第４の歪みゲージを用いて連結用剛体部の受力部に作用する上記長さ方向の力を検出することができ、第５の歪みゲージを用いて連結用剛体部の受力部に作用する上記所定方向及び上記長さ方向に直交する方向の力を検出することができる。更に、第６の歪みゲージを用いて連結用剛体部の受力部に作用する所定方向の軸回りのモーメントを検出することができる。すなわち、第４の発明の分力計は６分力計として機能する。

第４の発明の分力計によれば、設計時に、中央剛体部の長さを調整することにより、所定方向の力の検出感度、長さ方向の力の検出感度、及び上記直交する方向の力の検出感度に影響を及ぼすことなく、連結用剛体部の受力部に作用する前記所定方向及び中央剛体部の長さ方向に直交する方向の軸回りのモーメントの検出感度を調整することができる。

また、第４の発明の分力計によれば、設計時に、受力部の長さ方向（中央剛体部の長さ方向）の大きさ（長さ）、及び受力部の長さ方向と直交する方向の大きさを調整することにより、所定方向の力の検出感度、長さ方向の力の検出感度、及び上記直交する方向の力の検出感度に影響を及ぼすことなく、第６の歪みゲージの連結用剛体部の受力部に作用する前記所定方向の軸回りのモーメントの検出感度を調整することができる。

更に、第４の発明の分力計によれば、設計時に、一方の構造物の第１の薄肉部と他方の構造物の第１の薄肉部との距離（一方の構造物の第２の薄肉部と他方の構造物の第２の薄肉部との距離）を調整することにより、所定方向の力の検出感度、長さ方向の力の検出感度、及び上記直交する方向の力の検出感度に影響を及ぼすことなく、連結用剛体部の受力部に作用する前記長さ方向の軸回りのモーメントの検出感度を調整することができる。

従って、第４の発明の分力計によれば、設計時において、モーメントの検出感度と力の検出感度とを独立して調整することがより容易となる。

また、４つの第５の歪みゲージは、例えば、前記第５の薄肉部の前記連結用剛体部の中央部が隣接する側と逆側の端部、前記第６の薄肉部の前記連結用剛体部の中央部が隣接する側と逆側の端部、前記第７の薄肉部の前記連結用剛体部の中央部が隣接する側と逆側の端部、及び前記第８の薄肉部の前記連結用剛体部の中央部が隣接する側と逆側の端部に取り付けられる。また、４つの第５の歪みゲージは、例えば、前記第５の薄肉部の前記連結用剛体部の中央部が隣接する側の端部、前記第６の薄肉部の前記連結用剛体部の中央部が隣接する側の端部、前記第７の薄肉部の前記連結用剛体部の中央部が隣接する側の端部、及び前記第８の薄肉部の前記連結用剛体部の中央部が隣接する側の端部に取り付けられる。

また、４つの第６の歪みゲージは、例えば、前記２つの第１０の薄肉部の一方における前記一方の構造物側の面の両端部分、及び前記２つの第１０の薄肉部の他方における前記他方の構造物側の面の両端部分に取り付けられる。

また、前記中央剛体部の剛性を高めるための補強材を前記中央剛体部に取り付けるようにしてもよい。これにより、中央剛体部の剛性が高まり、より精度良く検出対象の力及びモーメントを検出することができる。

更に、前記基体の第１の貫通孔及び第２の貫通孔の間の部分の剛性を高めるための補強材を前記基体の第１の貫通孔及び第２の貫通孔の間の部分に取り付けるようにしてもよい。これにより、基体の第１の貫通孔及び第２の貫通孔の間の部分の剛性が高まり、より精度良く検出対象の力及びモーメントを検出することができる。

以上、説明したように、第１〜第４の発明の各分力計によれば、より容易に、設計時において、モーメントの検出感度と力の検出感度とを独立して調整することができる。また、第１〜第４の発明の各分力計によれば、従来の分力計と比較して小型化が可能となり、様々な検出対象物に対して組み込み易くなる。

以上、説明したように、本発明に係る第１〜４の分力計によれば、より容易に、設計時において、モーメントの検出感度と力の検出感度とを独立して調整することができる、という効果が得られる。

また、本発明に係る第１〜４の分力計によれば、従来の分力計と比較して小型化が可能となり、様々な検出対象物に対して組み込み易くなる、という効果が得られる。

第１の実施の形態の分力計の斜視図である。第１の実施の形態の分力計の正面図である。第１の実施の形態の分力計の上面図である。第１の実施の形態の分力計の構成図である。設計時に、中央剛体部の長さを調整することにより、歪みゲージＬ１〜Ｌ４による中央剛体部に作用する所定方向の力（Ｆｚ）の検出感度に影響を及ぼすことなく、歪みゲージＰ１〜Ｐ４による中央剛体部に作用する直交する方向の軸（Ｙ軸）回りのモーメント（Ｍｙ）の検出感度を調整することができる理由について説明するための図である。検出感度Ｇ_Ｍｙ及び剛性Ｓ´を説明するための図である。Ｆｚ検出用ブリッジの一例を示す図である。Ｍｙ検出用ブリッジの一例を示す図である。第２の実施の形態の分力計の斜視図である。第２の実施の形態の分力計の正面図である。第２の実施の形態の分力計の展開図の一部の図である。４枚の歪みゲージＤ１〜Ｄ４の歪みを説明するための図である。第３の実施の形態の分力計の斜視図である。第３の実施の形態の分力計の展開図の一部の図である。各歪みゲージの歪みを説明するための図である。第４の実施の形態の分力計の斜視図である。第４の実施の形態の分力計の連結用剛体部の平面図である。第４の実施の形態の分力計の展開図の一部の図である。４枚の歪みゲージＳ１〜Ｓ４の歪みを説明するための図である。第５の実施の形態の分力計の斜視図である。第５の実施の形態の分力計の連結用剛体部の平面図である。第５の実施の形態の分力計の展開図の一部の図である。４枚の歪みゲージＹ１〜Ｙ４の歪みを説明するための図である。第６の実施の形態の分力計の斜視図である。第６の実施の形態の分力計の連結用剛体部の平面図である。第６の実施の形態の分力計の展開図の一部の図である。４枚の歪みゲージＹ１〜Ｙ４の歪みを説明するための図である。中央剛体部の剛性を高めるための補強材を説明するための図である。基体の第１の貫通孔及び第２の貫通孔の間の部分の剛性を高めるための補強材を説明するための図である。一体成形型の分力計を説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明の分力計の各実施の形態を詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態について説明する。図１は、第１の実施の形態の分力計１０の斜視図である。図２は第１の実施の形態の分力計１０の正面図である。図３は第１の実施の形態の分力計１０の上面図である。

図１及び図２に図示されるように、分力計１０は、例えば、直方体形状剛体の一面を受力面１１とし、受力面１１と直交する一面を加工面１２とし、加工面１２に対して、受力面１１から等距離の位置に受力面１１との間が薄肉形状となるように２個の貫通孔１３，１４が設けられている。この２個の貫通孔１３，１４によって形成された薄肉形状の部分を薄肉部（起歪部）１５，１６とする。そして、分力計１０では、図示されるように、貫通孔連結部１７が設けられている。この貫通孔連結部１７は、２個の貫通孔１３，１４が連結することにより形成された孔であり、この貫通孔連結部１７の存在により、図中の中央剛体部１８に同図中矢印方向（受力面１１と垂直方向）の力が加えられた場合に、薄肉部１５，１６が伸縮するようになっている。

すなわち、本実施の形態の分力計１０は、図４に示すように、所定間隔隔てて所定方向（支柱１９の高さ方向，受力面１１に垂直な方向）に基体１から延出した所定高さの一対の支柱１９（１９ａ，１９ｂ）と、上面に受力面１１を備えると共に、厚みが支柱１９の高さより薄くかつ長さが上記所定間隔より短い中央剛体部１８と、を備えている。

薄肉部１５は、中央剛体部１８の一端を中央剛体部１８の上面側で一対の支柱１９の一方（支柱１９ａ）の先端部に連結すると共に、中央剛体部１８の上記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の部材である。また、薄肉部１６は、中央剛体部１８の他端を中央剛体部１８の上面側で一対の支柱１９の他方（支柱１９ｂ）の先端部に連結すると共に、中央剛体部１８の上記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の部材である。なお、薄肉部１５は、例えば、第１の薄肉部に対応し、薄肉部１６は、例えば、第２の薄肉部に対応する。

また、中央剛体部１８の一端と薄肉部１５との連結部分（より具体的には、薄肉部１５の中央剛体部１８側の端部）に歪みゲージＰ４が取り付けられ、薄肉部１５と一対の支柱１９の一方（支柱１９ａ）の先端部との連結部分（より具体的には、薄肉部１５の支柱１９ａ側の端部）に歪みゲージＰ１が取り付けられ、中央剛体部１８の他端と薄肉部１６との連結部分（より具体的には、薄肉部１６の中央剛体部１８側の端部）に歪みゲージＰ３が取り付けられ、薄肉部１６と一対の支柱１９の他方（支柱１９ｂ）の先端部との連結部分（より具体的には、薄肉部１６の支柱１９ｂ側の端部）に歪みゲージＰ２が取り付けられている。なお、これら４枚の歪みゲージＰ１〜Ｐ４は、例えば、第１の発明の第１の歪みゲージに対応する。すなわち、４つの歪みゲージＰ１〜Ｐ４は、薄肉部１５の２箇所、及び薄肉部１６の２箇所に取り付けられている。

また、中央剛体部１８の一端と薄肉部１５との連結部分（より具体的には、薄肉部１５の中央剛体部１８側の端部）に歪みゲージＬ１が取り付けられ、薄肉部１５と一対の支柱１９の一方（支柱１９ａ）の先端部との連結部分（より具体的には、薄肉部１５の支柱１９ａ側の端部）に歪みゲージＬ２が取り付けられ、中央剛体部１８の他端と薄肉部１６との連結部分（より具体的には、薄肉部１６の中央剛体部１８側の端部）に歪みゲージＬ３が取り付けられ、薄肉部１６と一対の支柱１９の他方（支柱１９ｂ）の先端部との連結部分（より具体的には、薄肉部１６の支柱１９ｂ側の端部）に歪みゲージＬ４が取り付けられている。なお、これら４枚の歪みゲージＬ１〜Ｌ４は、例えば、第１の発明の第２の歪みゲージに対応する。すなわち、４つの歪みゲージＬ１〜Ｌ４は、薄肉部１５の２箇所、及び薄肉部１６の２箇所に取り付けられている。

具体的な検出方法の一例の詳細については後述するが、公知の技術を用いて、４枚の歪みゲージＬ１〜Ｌ４を用いて中央剛体部１８に作用する所定方向（受力面１１の法線ベクトルの方向（受力面１１と垂直な方向））の力を検出することができ、また、４枚の歪みゲージＰ１〜Ｐ４を用いて中央剛体部１８に作用する上記直交する方向の軸回りのモーメントを検出することができる。すなわち、本実施の形態の分力計１０は、２分力計として機能する。

なお、直交座標系のＸ、Ｙ、Ｚ軸の三軸において、Ｘ軸の方向を長さ方向、Ｙ軸の方向を上記直交する方向、Ｚ軸の方向を上記所定方向とする。また、以降の説明では、Ｆｆはｆ軸方向の作用する力を示し、Ｍｍはｍ軸回りの作用するモーメントを示す。

本実施の形態の分力計１０のような構造によれば、その設計時に、中央剛体部１８の長さｄを調整することにより、歪みゲージＬ１〜Ｌ４による中央剛体部に作用する所定方向の力（Ｆｚ）の検出感度に影響を及ぼすことなく、歪みゲージＰ１〜Ｐ４による中央剛体部１８に作用する直交する方向の軸（Ｙ軸）回りのモーメント（Ｍｙ）の検出感度を調整することができる。その理由について以下、説明する。

例えば、図５（Ａ）に示すように大きさが２ＦであるＦｚが中央剛体部１８に作用した場合、同図に図示されるように、歪みゲージＬ２及びＬ４の歪みは＋εとなり、歪みゲージＬ１及びＬ３の歪みは−εとなる。このようにＦｚが中央剛体部１８に作用した場合、理論上大きさの絶対値が同一となる歪みが歪みゲージＬ１〜Ｌ４の各々に生ずると考えられる。このとき２つの薄肉部（起歪板）１５，１６の一枚当たりに作用するＦｚの大きさはＦであると考えられる。このとき薄肉部１５，１６を用いたＦｚの検出感度Ｇ_Ｆｚは以下の式（１）によって表すことができ、また、薄肉部１５，１６の剛性Ｓは以下の式（２）によって表すことができる。

ただし、式（１）及び式（２）において、図５（Ｂ）に示すように、δは薄肉部１５，１６のたわみ、Ｌは薄肉部１５，１６の長さ、ｔは薄肉部１５，１６の厚み、ｂは薄肉部１５，１６の幅、Ｅは材質のヤング率（材料特性）である。なお、式（１）及び式（２）からも明らかなように、検出感度Ｇ_Ｆｚと剛性Ｓは、Ｌ、ｔ、ｂに関して背反関係にある。

また、図６に示すように、大きさがＭ（＝Ｆ・（ｄ／２）・２＝Ｆ・ｄ）であるＭｙが中央剛体部１８に作用した場合、同図に図示されるように、歪みゲージＰ１及びＰ３の歪みは＋εとなり、歪みゲージＰ２及びＰ４の歪みは−εとなる。このようにＭｙが中央剛体部１８に作用した場合、理論上大きさの絶対値が同一となる歪みが歪みゲージＰ１〜Ｐ４の各々に生ずると考えられる。このとき薄肉部１５，１６を用いたＭｙの検出感度Ｇ_Ｍｙは以下の式（３）によって表すことができ、また、薄肉部１５，１６の剛性Ｓ´は以下の式（４）によって表すことができる。

ただし、ｄは中央剛体部の長さであり、δは薄肉部１５，１６のたわみ、Ｌは薄肉部１５，１６の長さ、ｔは薄肉部１５，１６の厚み、ｂは薄肉部１５，１６の幅、Ｅは材質のヤング率（材料特性）である。

したがって、式（１）〜式（４）から明らかなように、設計時に、中央部の長さｄを調整することにより、検出感度Ｇ_Ｆｚ及び剛性Ｓに影響なく、検出感度Ｇ_Ｍｙ及び剛性Ｓ´を調整することができる。

このように本実施の形態の分力計１０によれば、設計時において、モーメントの検出感度と力の検出感度とを独立して調整することがより容易となる。

なお、Ｆｚ及びＭｙの検出方法の一例を説明する。例えば、図７に示すような、歪みゲージＬ１とＬ３とが対向すると共に、歪みゲージＬ２とＬ４とが対向するように構成されたＦｚ（中央剛体部１８に作用する上記所定方向の力）検出用ブリッジ、及び図８に示すような、歪みゲージＰ１とＰ３とが対向すると共に、歪みゲージＰ２とＰ４とが対向するように構成されたＭｙ（中央剛体部１８に作用する上記直交する方向の軸回りのモーメント）検出用ブリッジを用いて、ブリッジ印加電圧ｅが印加されたＦｚ検出用ブリッジの出力電圧及びブリッジ印加電圧ｅが印加されたＭｙ検出用ブリッジの出力電圧に基づいて、上記Ｆｚ及びＭｙを検出できる。

例えば、中央剛体部１８の受力面１１の中心を検定中心の位置とし、Ｆｚ及びＭｙがそれぞれ単独で中央剛体部１８に作用した場合、入力（作用）される加重をｉ（ｉ＝Ｆｚ，Ｍｙ）で表すと、入力ｉに対するブリッジ２軸分の２分力ベクトル電圧出力（Ｖ^ｉ _２×１）は、検出結果から定まるベクトル形式の定数α^ｉ _２×１を用いて、以下の式（５）、式（６）のように表すことができる。

ここで、α^ｉ _{Ｆｚブリッジ}は、ｉ（ｉ＝Ｆｚ，Ｍｙ）が作用した場合のＦｚブリッジに対応する定数であり、α^ｉ _{Ｍｙブリッジ}は、ｉ（ｉ＝Ｆｚ，Ｍｙ）が作用した場合のＭｙブリッジに対応する定数であり、Ｖ^ｉ _{Ｆｚブリッジ}はｉ（ｉ＝Ｆｚ，Ｍｙ）が作用した場合のＦｚブリッジの出力電圧であり、Ｖ^ｉ _{Ｍｙブリッジ}はｉ（ｉ＝Ｆｚ，Ｍｙ）が作用した場合のＭｙブリッジの出力電圧である。

なお、各定数α^ｉ _{ｊブリッジ}（ｉ＝ｊ＝Ｆｚ，Ｍｙ）の値は検定実験により求めることができる。また、α^ｉ _{ｊブリッジ}（ｉ≠ｊ）はいわゆるクロストーク成分に対するものであり、理論的には０であるが、実際には、分力計の構造に応じて０以外の値となる場合がある。

次に、検定時のような各力（本実施の形態ではＦｚ）、モーメント（本実施の形態ではＭｙ）が単独で作用する場合でなく、力、モーメントが複合して同時に検定中心に作用する場合を考えると、この時の２分力ブリッジ出力電圧（Ｖ_２×１）は、複合加重に含まれる各力、各モーメントがそれぞれ単独で作用した場合の出力電圧が線形加算されたものになると考えられるので、Ｖ_２×１は、下記の式（７）で表すことができる。

ここで、上記のα^ｉ _２×１による２×２行列をＡで表し、２分力ベクトル（Ｆｚ，Ｍｙ）をＦ_２×１で表すと、下記の式（８）、式（９）となる。

したがって、検定実験により予め求めておいた定数行列Ａの逆行列Ａ^−１を用いることによって、下記の式（１０）に示すように、Ｆ_２×１（Ｆｚ，Ｍｙ）を求めることができる。

なお、検定中心に力、モーメントが作用しているとして、上記のように計測（検出）された２分力を、任意の点に作用する２分力に変換する場合には、公知の座標変換計算を行うことにより、任意の点に作用する２分力を検出することができる。

以上、本実施の形態の分力計１０について説明した。本実施の形態の分力計１０によれば、より容易に、設計時において、モーメントの検出感度と力の検出感度とを独立して調整することができる、という効果が得られる。また、上記のように構成することで、従来の分力計と比較して小型化が可能となり（例えば、厚さを薄くすることが可能となり）、様々な検出対象物に対して組み込み易くなる、という効果が得られる。本実施の形態の分力計１０は、例えば、測定対象物が１／４スケール程度の車両模型（例えば、全長約１ｍ）である車両模型加振実験装置に組み込むことが可能である。

また、本実施の形態で説明した各歪みゲージＬ１〜Ｌ４及びＰ１〜Ｐ４の取り付け位置は、一例であり、上記の内容に限られない。検出しようとする力及びモーメントに応じて、その取り付け位置が変更可能である。

また、本実施の形態で説明した各歪みゲージＬ１〜Ｌ４及びＰ１〜Ｐ４のブリッジ構成上の順番（ブリッジ構成上の各歪みゲージＬ１〜Ｌ４及びＰ１〜Ｐ４の位置）も、一例であり、検出しようとする力及びモーメントに応じて、変更可能であり、検出しようとする力及びモーメントが適切に検出できれば、どのような形態であってもよい。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図９は、第２の実施の形態の分力計２０の斜視図である。図１０は第２の実施の形態の分力計２０の正面図である。図１１は第２の実施の形態の分力計２０の展開図の一部の図である。

図９及び図１０に図示されるように、本実施の形態の分力計２０は、基体１の加工面１２の一端側に形成された貫通孔２１によって形成された薄肉の薄肉部２２、及び基体１の加工面１２の他端側に形成された貫通孔２３によって形成された薄肉の薄肉部２４を備えている。

薄肉部２２及び薄肉部２４は、中央剛体部１８の長さ方向（Ｘ軸方向）に作用する力に応じて伸縮するように形成されている。なお、薄肉部２２は、例えば、第３の薄肉部に対応し、薄肉部２４は、例えば、第４の薄肉部に対応する。

すなわち、本実施の形態の分力計２０は、所定間隔隔てて所定方向（支柱１９の高さ方向，受力面１１に垂直な方向）に基体１から延出した所定高さの一対の支柱１９（１９ａ，１９ｂ）、上面に受力面１１を備えると共に、厚みが支柱１９の高さより薄くかつ長さが上記所定間隔より短い中央剛体部１８、２つの薄肉部１５，１６に加え、更に薄肉部２２及び薄肉部２４を備えている。

また、図９、図１０、及び図１１に図示されるように、薄肉部２２の上下方向（Ｚ軸方向）の両端部分、及び薄肉部２４の上下方向の両端部分には、４枚の歪みゲージＤ１〜Ｄ４が取り付けられている。より具体的には、歪みゲージＤ１は薄肉部２２の下端部分に取り付けられ、歪みゲージＤ２は薄肉部２２の上端部分に取り付けられ、歪みゲージＤ３は薄肉部２４の下端部分に取り付けられ、歪みゲージＤ４は薄肉部２４の上端部分に取り付けられている。なお、これら４枚の歪みゲージＤ１〜Ｄ４は、例えば、第１の発明の第３の歪みゲージに対応する。すなわち、４つの歪みゲージＤ１〜Ｄ４は、薄肉部２２の２箇所、及び薄肉部２４の２箇所に取り付けられている。

ここで、中央剛体部１８にＸ軸方向の力のみが作用した場合には、４枚の歪みゲージＤ１〜Ｄ４の歪みは理論的には図１２に示すような値となる。すなわち、歪みゲージＤ１及びＤ４の歪みは＋εとなり、歪みゲージＤ２及びＤ３の歪みは−εとなる。なお、図１２の例では矢印方向に力が作用しているものとする。

具体的な検出方法については、上記の第１の実施の形態で説明したような技術を用いて、４枚の歪みゲージＬ１〜Ｌ４を用いて中央剛体部１８に作用する所定方向（受力面１１の法線ベクトルの方向（受力面１１と垂直な方向），Ｚ軸方向）の力を検出することができ、４枚の歪みゲージＰ１〜Ｐ４を用いて中央剛体部１８に作用する上記直交する方向の軸回りのモーメントを検出することができ、更に、４枚の歪みゲージＤ１〜Ｄ４を用いて中央剛体部１８に作用する長さ方向（Ｘ軸方向）の力を検出することができる。すなわち、本実施の形態の分力計２０は、３分力計として機能する。

なお、第１の実施の形態と同様に、直交座標系のＸ、Ｙ、Ｚ軸の三軸において、Ｘ軸の方向を長さ方向、Ｙ軸の方向を上記直交する方向、Ｚ軸の方向を上記所定方向とする。また、第１の実施の形態と同様に、Ｆｆはｆ軸方向の作用する力を示し、Ｍｍはｍ軸回りの作用するモーメントを示す。

本実施の形態の分力計２０のような構造によれば、第１の実施の形態と同様に、その設計時に、中央剛体部１８の長さｄを調整することにより、歪みゲージＬ１〜Ｌ４及びＤ１〜Ｄ４による中央剛体部に作用する所定方向の力（Ｆｚ）の検出感度Ｇ_Ｆｚ、及び長さ方向の力（Ｆｘ）の検出感度Ｇ_Ｆｘに影響を及ぼすことなく、歪みゲージＰ１〜Ｐ４による中央剛体部１８に作用する直交する方向の軸（Ｙ軸）回りのモーメント（Ｍｙ）の検出感度Ｇ_Ｍｙを調整することができる。Ｆｘの検出感度に影響を及ぼすことなく、長さｄを調整することによりＭｙの検出感度を調整できるのは、下記の式（１１）が示すように、大きさが２ＦであるＦｘの検出感度Ｇ_Ｆｘが、長さｄのパラメータに依存しないからである。

ただし、式（１１）において、Ｌは薄肉部２２，２４の長さ、ｔは薄肉部２２，２４の厚み、ｂは薄肉部２２，２４の幅、Ｅは材質のヤング率（材料特性）である。

以上、本実施の形態の分力計２０について説明した。本実施の形態の分力計２０によれば、より容易に、設計時において、モーメントの検出感度と力の検出感度とを独立して調整することができる、という効果が得られる。また、上記のように構成することで、従来の分力計と比較して小型化が可能となり、様々な検出対象物に対して組み込み易くなる、という効果が得られる。本実施の形態の分力計２０は、例えば、第１の実施の形態と同様に、測定対象物が１／４スケール程度の車両模型（例えば、全長約１ｍ）である車両模型加振実験装置に組み込むことが可能である。

また、本実施の形態で説明した各歪みゲージＬ１〜Ｌ４、Ｐ１〜Ｐ４、及びＤ１〜Ｄ４の取り付け位置は、一例であり、上記の内容に限られない。検出しようとする力及びモーメントに応じて、その取り付け位置が変更可能である。

また、各歪みゲージＬ１〜Ｌ４、Ｐ１〜Ｐ４、及びＤ１〜Ｄ４のブリッジ構成上の順番（ブリッジ構成上の各歪みゲージＬ１〜Ｌ４、Ｐ１〜Ｐ４、及びＤ１〜Ｄ４の位置）は、検出しようとする力及びモーメントに応じて、様々な形態が考えられるが、検出しようとする力及びモーメントが適切に検出できる順番（位置）であれば、どのような形態であってもよい。

［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１３は、第３の実施の形態の分力計３０の斜視図である。図１４は第３の実施の形態の分力計３０の展開図の一部の図である。

本実施の形態の分力計３０は、第２の実施の形態の所定間隔隔てて所定方向（支柱１９の高さ方向，受力面１１に垂直な方向）に基体１から延出した所定高さの一対の支柱１９（１９ａ，１９ｂ）、上面に受力面１１を備えると共に、厚みが支柱１９の高さより薄くかつ長さが上記所定間隔より短い中央剛体部１８、２つの薄肉部１５，１６、薄肉部２２、及び薄肉部２４を備えた剛体の構造物３１を２つ備えている。この構造物３１は、第２の実施の形態の分力計２０から１２枚の歪みゲージ（Ｌ１〜Ｌ４、Ｐ１〜Ｐ４、Ｄ１〜Ｄ４）を取り外したものに相当する。

この２つの構造物３１は、一方の構造物３１の加工面１２と他方の構造物３１の加工面１２とが平行となるように配置されている。すなわち、一方の構造物３１の薄肉部１５と他方の構造物３１の薄肉部１５との距離と、一方の構造物３１の薄肉部１６と他方の構造物３１の薄肉部１６との距離とが同一となるように２つの構造物３１は配置されている。より具体的には、例えば、一方の構造物３１の薄肉部１５の中心位置と他方の構造物３１の薄肉部１５の中心位置との距離と、一方の構造物３１の薄肉部１６の中心位置と他方の構造物３１の薄肉部１６の中心位置との距離とが同一となるように２つの構造物３１は配置されている。

すなわち、本実施の形態の分力計３０は、所定間隔隔てて所定方向に基体１から延出した所定高さの一対の支柱１９と、上面に受力面１１を備えると共に、厚みが支柱１９の高さより薄くかつ長さが上記所定間隔より短い中央剛体部１８と、中央剛体部１８の一端を中央剛体部１８の上面側で一対の支柱１９の一方（支柱１９ａ）の先端部に連結すると共に、中央剛体部１８の上記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の薄肉部１５と、中央剛体部１８の他端を中央剛体部１８の上面側で一対の支柱の他方（支柱１９ｂ）の先端部に連結すると共に、中央剛体部１８の上記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の薄肉部１６と、基体１の一端側に形成された貫通孔２１によって形成され、かつ中央剛体部１８の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の薄肉部２２と、基体１の他端側に形成された貫通孔２３によって形成され、かつ中央剛体部１８の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の薄肉部２４とを備えた２つの構造物３１であって、一方の構造物３１の薄肉部１５と他方の構造物３１の薄肉部１５との距離と、一方の構造物３１の薄肉部１６と他方の構造物３１の薄肉部１６との距離とが同一となるように配置された２つの構造物３１を備えている。

図１３及び図１４に図示されるように、本実施の形態の分力計３０は、連結用剛体部３２を備えている。連結用剛体部３２は、上面に受力面３３を備えると共に、一方の構造物３１の中央剛体部１８と他方の構造物３１の中央剛体部１８とを下面で連結する。なお、連結用剛体部３２は、一方の構造物３１の中央剛体部１８と他方の構造物３１の中央剛体部１８とを側面で連結するようにしてもよい。すなわち、連結用剛体部３２は、一方の構造物３１の中央剛体部１８と他方の構造物３１の中央剛体部１８とを連結する。

一方の構造物３１の中央剛体部１８の一端と薄肉部１５との連結部分（より具体的には、薄肉部１５の中央剛体部１８側の端部）に歪みゲージＲ２が取り付けられ、一方の構造物３１の中央剛体部１８の他端と薄肉部１６との連結部分（より具体的には、薄肉部１６の中央剛体部１８側の端部）に歪みゲージＲ４が取り付けられ、他方の構造物３１の中央剛体部１８の一端と薄肉部１５との連結部分（より具体的には、薄肉部１５の中央剛体部１８側の端部）に歪みゲージＲ１が取り付けられ、他方の構造物３１の中央剛体部１８の他端と薄肉部１６との連結部分（より具体的には、薄肉部１６の中央剛体部１８側の端部）に歪みゲージＲ３が取り付けられている。これら４つの歪みゲージＲ１〜Ｒ４は、例えば、第２の発明の第１の歪みゲージに対応する。すなわち、歪みゲージＲ１〜Ｒ４は、一方の構造物３１の薄肉部１５、一方の構造物３１の薄肉部１６、他方の構造物３１の薄肉部１５、及び他方の構造物３１の薄肉部１６に取り付けられている。

また、一方の構造物３１の一対の支柱１９の一方（支柱１９ａ）の先端部と薄肉部１５との連結部分（より具体的には、薄肉部１５の支柱１９ａ側の端部）に歪みゲージＰ３が取り付けられ、一方の構造物３１の一対の支柱１９の他方（支柱１９ｂ）の先端部と薄肉部１６との連結部分（より具体的には、薄肉部１６の支柱１９ｂ側の端部）に歪みゲージＰ４が取り付けられ、他方の構造物３１の一対の支柱１９の一方（支柱１９ａ）の先端部と薄肉部１５との連結部分（より具体的には、薄肉部１５の支柱１９ａ側の端部）に歪みゲージＰ１が取り付けられ、他方の構造物３１の一対の支柱１９の他方（支柱１９ｂ）の先端部と薄肉部１６との連結部分（より具体的には、薄肉部１６の支柱１９ｂ側の端部）に歪みゲージＰ２が取り付けられている。これら４つの歪みゲージＰ１〜Ｐ４は、例えば、第２の発明の第２の歪みゲージに対応する。すなわち、歪みゲージＰ１〜Ｐ４は、一方の構造物３１の薄肉部１５、一方の構造物３１の薄肉部１６、他方の構造物３１の薄肉部１５、及び他方の構造物３１の薄肉部１６に取り付けられている。

また、一方の構造物３１の一対の支柱１９の一方（支柱１９ａ）の先端部と薄肉部１５との連結部分（より具体的には、薄肉部１５の支柱１９ａ側の端部）に歪みゲージＬ３が取り付けられ、一方の構造物３１の中央剛体部１８の他端と薄肉部１６との連結部分（より具体的には、薄肉部１６の中央剛体部１８側の端部）に歪みゲージＬ４が取り付けられ、他方の構造物３１の中央剛体部１８の一端と薄肉部１５との連結部分（より具体的には、薄肉部１５の中央剛体部１８側の端部）に歪みゲージＬ２が取り付けられ、他方の構造物３１の一対の支柱１９の他方（支柱１９ｂ）の先端部と薄肉部１６との連結部分（より具体的には、薄肉部１６の支柱１９ｂ側の端部）に歪みゲージＬ１が取り付けられている。これら４つの歪みゲージＬ１〜Ｌ４は、例えば、第２の発明の第３の歪みゲージに対応する。すなわち、歪みゲージＬ１〜Ｌ４は、一方の構造物３１の薄肉部１５、一方の構造物３１の薄肉部１６、他方の構造物３１の薄肉部１５、及び他方の構造物３１の薄肉部１６に取り付けられている。

また、一方の構造物３１の薄肉部２２の上下方向における下端部分に歪みゲージＹ１が取り付けられ、一方の構造物３１の薄肉部２４の上下方向における下端部分に歪みゲージＹ２が取り付けられ、他方の構造物３１の薄肉部２２の上下方向における上端部分に歪みゲージＹ３が取り付けられ、他方の構造物３１の薄肉部２４の上下方向における上端部分に歪みゲージＹ４が取り付けられている。これら４つの歪みゲージＹ１〜Ｙ４は、例えば、第２の発明の第４の歪みゲージに対応する。すなわち、４つの歪みゲージＹ１〜Ｙ４は、一方の構造物３１の薄肉部２２、一方の構造物３１の薄肉部２４、他方の構造物３１の薄肉部２２、及び他方の構造物３１の薄肉部２４に取り付けられている。

また、一方の構造物３１の薄肉部２２の上下方向における上端部分に歪みゲージＤ３が取り付けられ、一方の構造物３１の薄肉部２４の上下方向における上端部分に歪みゲージＤ２が取り付けられ、他方の構造物３１の薄肉部２２の上下方向における下端部分に歪みゲージＤ４が取り付けられ、他方の構造物３１の薄肉部２４の上下方向における下端部分に歪みゲージＤ１が取り付けられている。これら４つの歪みゲージＤ１〜Ｄ４は、例えば、第２の発明の第５の歪みゲージに対応する。すなわち、４つの歪みゲージＤ１〜Ｄ４は、一方の構造物３１の薄肉部２２、一方の構造物３１の薄肉部２４、他方の構造物３１の薄肉部２２、及び他方の構造物３１の薄肉部２４に取り付けられている。

ここで、中央剛体部１８にＸ軸方向の力のみが作用した場合には、４枚の歪みゲージＤ１〜Ｄ４の歪みは理論的には図１５（Ａ）に示すような値となる。すなわち、歪みゲージＤ２及びＤ４の歪みは＋εとなり、歪みゲージＤ１及びＤ３の歪みは−εとなる。なお、図１５（Ａ）の例では矢印方向に力が作用しているものとする。

また、中央剛体部１８にＺ軸方向の力のみが作用した場合には、４枚の歪みゲージＬ１〜Ｌ４の歪みは理論的には図１５（Ｂ）に示すような値となる。すなわち、歪みゲージＬ１及びＬ３の歪みは＋εとなり、歪みゲージＬ２及びＬ４の歪みは−εとなる。なお、図１５（Ｂ）の例では矢印方向に力が作用しているものとする。

また、中央剛体部１８にＹ軸方向の軸回りに作用するモーメントのみが作用した場合には、４枚の歪みゲージＰ１〜Ｐ４の歪みは理論的には図１５（Ｃ）に示すような値となる。すなわち、歪みゲージＰ２及びＰ４の歪みは＋εとなり、歪みゲージＰ１及びＰ３の歪みは−εとなる。なお、図１５（Ｃ）の例では矢印方向にモーメントが作用しているものとする。

また、中央剛体部１８にＸ軸方向の軸回りに作用するモーメントのみが作用した場合には、４枚の歪みゲージＲ１〜Ｒ４の歪みは理論的には図１５（Ｄ）に示すような値となる。すなわち、歪みゲージＲ２及びＲ４の歪みは＋εとなり、歪みゲージＲ１及びＲ３の歪みは−εとなる。なお、図１５（Ｄ）の例では矢印方向にモーメントが作用しているものとする。

また、中央剛体部１８にＺ軸方向の軸回りに作用するモーメントのみが作用した場合には、４枚の歪みゲージＹ１〜Ｙ４の歪みは理論的には図１５（Ｅ）に示すような値となる。すなわち、歪みゲージＹ１及びＹ３の歪みは＋εとなり、歪みゲージＹ２及びＹ４の歪みは−εとなる。なお、図１５（Ｅ）の例では矢印方向にモーメントが作用しているものとする。

具体的な検出方法については、上記の第１の実施の形態で説明したような技術を用いて、４枚の歪みゲージＬ１〜Ｌ４を用いて連結用剛体部３２に作用する所定方向（Ｚ軸方向）の力（Ｆｚ）を検出することができ、４枚の歪みゲージＰ１〜Ｐ４を用いて連結用剛体部３２に作用する上記直交する方向（Ｙ軸方向）の軸回りのモーメント（Ｍｙ）を検出することができ、４枚の歪みゲージＤ１〜Ｄ４を用いて連結用剛体部３２に作用する長さ方向（Ｘ軸方向）の力（Ｆｘ）を検出することができる。更に、本実施の形態の分力計３０では、４枚の歪みゲージＲ１〜Ｒ４を用いて連結用剛体部３２に作用する長さ方向（Ｘ軸方向）の軸回りのモーメント（Ｍｘ）を検出することができ、また、４枚の歪みゲージＹ１〜Ｙ４を用いて連結用剛体部３２に作用する所定方向（Ｚ軸方向）の軸回りのモーメント（Ｍｚ）を検出することができる。すなわち、本実施の形態の分力計３０は、５分力計として機能する。

なお、ブリッジの組み方としては、従来公知の技術等を用いて、所望の各力及び各モーメントを検出することができるように、互いに対向する歪みゲージを定めることができる。

本実施の形態の分力計３０のような構造によれば、第２の実施の形態と同様に、その設計時に、中央剛体部１８の長さｄを調整することにより、歪みゲージＬ１〜Ｌ４及びＤ１〜Ｄ４による連結用剛体部３２に作用する所定方向の力（Ｆｚ）の検出感度、及び長さ方向の力（Ｆｘ）の検出感度に影響を及ぼすことなく、歪みゲージＰ１〜Ｐ４による中央剛体部１８に作用する直交する方向の軸（Ｙ軸）回りのモーメント（Ｍｙ）の検出感度を調整することができる。

以上、本実施の形態の分力計３０について説明した。本実施の形態の分力計３０によれば、より容易に、設計時において、モーメントの検出感度と力の検出感度とを独立して調整することができる、という効果が得られる。また、上記のように構成することで、従来の分力計と比較して小型化が可能となり、様々な検出対象物に対して組み込み易くなる、という効果が得られる。本実施の形態の分力計３０は、例えば、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様に、測定対象物が１／４スケール程度の車両模型（例えば、全長約１ｍ）である車両模型加振実験装置に組み込むことが可能である。

また、本実施の形態で説明した各歪みゲージＬ１〜Ｌ４、Ｐ１〜Ｐ４、Ｒ１〜Ｒ４、Ｄ１〜Ｄ４、及びＹ１〜Ｙ４の取り付け位置は、一例であり、上記の内容に限られない。検出しようとする力及びモーメントに応じて、その取り付け位置が変更可能である。

また、各歪みゲージＬ１〜Ｌ４、Ｐ１〜Ｐ４、Ｒ１〜Ｒ４、Ｄ１〜Ｄ４、及びＹ１〜Ｙ４のブリッジ構成上の順番（ブリッジ構成上の各歪みゲージＬ１〜Ｌ４、Ｐ１〜Ｐ４、Ｒ１〜Ｒ４、Ｄ１〜Ｄ４、及びＹ１〜Ｙ４の位置）は、検出しようとする力及びモーメントに応じて、様々な形態が考えられるが、検出しようとする力及びモーメントが適切に検出できる順番（位置）であれば、どのような形態であってもよい。

［第４の実施の形態］
次に第４の実施の形態について説明する。第１の実施の形態、第２の実施の形態、及び第３の実施の形態と同様の部分については説明を省略する。図１６は、第４の実施の形態の分力計４０の斜視図である。図１７は第４の実施の形態の分力計４０の連結用剛体部４１の平面図である。図１８は第４の実施の形態の分力計４０の展開図の一部の図である。本実施の形態の分力計４０は、第３の実施の形態の分力計３０の連結用剛体部３２に４つの貫通孔を設けることにより４つの薄肉部が形成された連結用剛体部４１の４つの薄肉部の各々に、４つの歪みゲージの各々を取り付けて、連結用剛体部４１の中央部４２に作用するＹ軸方向の力を検出可能にしたものである。本実施の形態の分力計４０は、第３の実施の形態の分力計３０に、上記のように連結用剛体部に新たな加工及び歪みゲージの取り付けを行っただけであり、その他の部分については第３の実施の形態と同様である。よって、以下の説明では、主に第３の実施の形態と異なる部分について行うこととする。

なお、本実施の形態の分力計４０は、上記第３の実施の形態と同様に、所定間隔隔てて所定方向に基体１から延出した所定高さの一対の支柱１９と、上面に受力面１１を備えると共に、厚みが支柱１９の高さより薄くかつ長さが上記所定間隔より短い中央剛体部１８と、中央剛体部１８の一端を中央剛体部１８の上面側で一対の支柱１９の一方（支柱１９ａ）の先端部に連結すると共に、中央剛体部１８の上記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の薄肉部１５と、中央剛体部１８の他端を中央剛体部１８の上面側で一対の支柱の他方（支柱１９ｂ）の先端部に連結すると共に、中央剛体部１８の上記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の薄肉部１６と、基体１の一端側に形成された貫通孔２１によって形成され、かつ中央剛体部１８の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の薄肉部２２と、基体１の他端側に形成された貫通孔２３によって形成され、かつ中央剛体部１８の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の薄肉部２４とを備えた２つの構造物３１であって、一方の構造物３１の薄肉部１５と他方の構造物３１の薄肉部１５との距離と、一方の構造物３１の薄肉部１６と他方の構造物３１の薄肉部１６との距離とが同一となるように配置された２つの構造物３１を備えている。

図１６、図１７、及び図１８に図示されるように、本実施の形態の分力計４０は、連結用剛体部４１を備えている。

連結用剛体部４１は、一方の構造物３１側であってその中央部４２に隣接する位置に形成された貫通孔４３によって形成された薄肉の薄肉部４４を含んで構成されている。この薄肉部４４は、中央部４２のＹ軸方向に作用する力に応じて伸縮する。

また、連結用剛体部４１は、一方の構造物３１側であってその中央部４２に隣接すると共に、貫通孔４３（より具体的には貫通孔４３の中心位置）からＸ軸方向に予め定められた第１の距離離れた位置に中心が形成された貫通孔４５によって形成された薄肉の薄肉部４６を含んで構成されている。この薄肉部４６は、中央部４２のＹ軸方向に作用する力に応じて伸縮する。

また、連結用剛体部４１は、他方の構造物３１側であってその中央部４２に隣接すると共に貫通孔４３（より具体的には貫通孔４３の中心位置）からＹ軸方向に予め定められた第２の距離離れた位置に中心が形成された貫通孔４７によって形成された薄肉の薄肉部４８を含んで構成されている。この薄肉部４８は、中央部４２のＹ軸方向に作用する力に応じて伸縮する。

また、連結用剛体部４１は、他方の構造物３１側であってその中央部４２に隣接すると共に、貫通孔４７（より具体的には貫通孔４７の中心位置）からＸ軸方向に上記第１の距離離れた位置に中心が形成された貫通孔４９によって形成された薄肉の薄肉部５０を含んで構成されている。この薄肉部５０は、中央部４２のＹ軸方向に作用する力に応じて伸縮する。

上述したように、薄肉部４４、薄肉部４６、薄肉部４８、及び薄肉部５０は、中央部４２のＹ軸方向に作用する力に応じて伸縮するように形成されている。なお、薄肉部４４は、例えば、第５の薄肉部に対応し、薄肉部４６は、例えば、第６の薄肉部に対応し、薄肉部４８は、例えば、第７の薄肉部に対応し、薄肉部５０は、例えば、第８の薄肉部に対応する。

また、薄肉部４４の中央部４２が隣接する側の逆側の端部に歪みゲージＳ１が取り付けられ、薄肉部４６の中央部４２が隣接する側の逆側の端部に歪みゲージＳ３が取り付けられ、薄肉部４８の中央部４２が隣接する側の逆側の端部に歪みゲージＳ４が取り付けられ、薄肉部５０の中央部４２が隣接する側の逆側の端部に歪みゲージＳ２が取り付けられている。これら４つの歪みゲージＳ１〜Ｓ４は、例えば、第２の発明の第６の歪みゲージに対応する。

なお、薄肉部４４の中央部４２が隣接する側の端部に歪みゲージＳ４を取り付け、薄肉部４６の中央部４２が隣接する側の端部に歪みゲージＳ２を取り付け、薄肉部４８の中央部４２が隣接する側の端部に歪みゲージＳ１を取り付け、薄肉部５０の中央部４２が隣接する側の端部に歪みゲージＳ３を取り付けるようにしてもよい。

すなわち、４つの歪みゲージＳ１〜Ｓ４は、薄肉部４４、薄肉部４６、薄肉部４８、及び薄肉部５０に取り付けられている。

なお、各図では中央部４２の中央に受力部を設けてこの受力部に力及びモーメントが作用されるように構成された例が示されているが、この受力部は省略可能であり、このように受力部を省略した場合には中央部４２に力及びモーメントが作用する。以下、「中央部４２に力及びモーメントが作用する」との表現は、これは、受力部が省略された場合には、中央部４２に力及びモーメントが作用することを意味し、受力部が設けられている場合には、受力部に力及びモーメントが作用することを意味する。

ここで、中央部４２にＹ軸方向の力のみが作用した場合には、４枚の歪みゲージＳ１〜Ｓ４の歪みは理論的には図１９に示すような値となる。すなわち、歪みゲージＳ２及びＳ４の歪みは＋εとなり、歪みゲージＳ１及びＳ３の歪みは−εとなる。なお、図１９の例では矢印方向に力が作用しているものとする。

中央部４２に作用するＹ軸方向の力については、上記の第１の実施の形態〜第３の実施の形態で説明したような技術を用いて検出することができる。すなわち、４枚の歪みゲージＳ１〜Ｓ４を用いて中央部４２に作用するＹ軸方向の力Ｆｙを検出することができる。なお、本実施の形態では、４枚の歪みゲージＬ１〜Ｌ４を用いて中央部４２に作用する所定方向（Ｚ軸方向）の力（Ｆｚ）を検出することができ、４枚の歪みゲージＰ１〜Ｐ４を用いて中央部４２に作用する上記直交する方向（Ｙ軸方向）の軸回りのモーメント（Ｍｙ）を検出することができ、４枚の歪みゲージＤ１〜Ｄ４を用いて中央部４２に作用する長さ方向（Ｘ軸方向）の力（Ｆｘ）を検出することができ、４枚の歪みゲージＲ１〜Ｒ４を用いて中央部４２に作用する長さ方向（Ｘ軸方向）の軸回りのモーメント（Ｍｘ）を検出することができ、また、４枚の歪みゲージＹ１〜Ｙ４を用いて中央部４２に作用する所定方向（Ｚ軸方向）の軸回りのモーメント（Ｍｚ）を検出することができる。よって、本実施の形態の分力計４０は、６分力計として機能する。

なお、本実施の形態においても、直交座標系のＸ、Ｙ、Ｚ軸の三軸において、Ｘ軸の方向を長さ方向、Ｙ軸の方向を上記直交する方向、Ｚ軸の方向を上記所定方向とする。また、本実施の形態においても、Ｆｆはｆ軸方向の作用する力を示し、Ｍｍはｍ軸回りの作用するモーメントを示す。

本実施の形態の分力計４０のような構造によれば、上記の第１の実施の形態等と同様の原理で、その設計時に、中央剛体部１８の長さｄを調整することにより、歪みゲージＬ１〜Ｌ４、Ｄ１〜Ｄ４、及びＳ１〜Ｓ４による中央部４２に作用する所定方向の力（Ｆｚ）の検出感度Ｇ_Ｆｚ、長さ方向の力（Ｆｘ）の検出感度Ｇ_Ｆｘ、及び直交する方向の力（Ｆｙ）の検出感度Ｇ_Ｆｙに影響を及ぼすことなく、歪みゲージＰ１〜Ｐ４の中央部４２に作用する直交する方向の軸（Ｙ軸）回りのモーメント（Ｍｙ）の検出感度Ｇ_Ｍｙを調整することができる。Ｆｙの検出感度Ｇ_Ｆｙに影響を及ぼすことなく、長さｄを調整することによりＭｙの検出感度Ｇ_Ｍｙを調整できるのは、下記の式（１２）が示すように、Ｆｙの検出感度Ｇ_Ｆｙの値が、長さｄの値によって影響を受けないからである。

ただし、式（１２）において、Ｌは薄肉部４４，４６，４８，５０の長さ、ｔは薄肉部４４，４６，４８，５０の厚み、ｂは薄肉部４４，４６，４８，５０の幅、Ｅは材質のヤング率（材料特性）である。

このように本実施の形態の分力計４０によれば、設計時において、モーメントの検出感度と力の検出感度とを独立して調整することがより容易となる。

以上、本実施の形態の分力計４０について説明した。本実施の形態の分力計４０によれば、より容易に、設計時において、モーメントの検出感度と力の検出感度とを独立して調整することができる、という効果が得られる。また、上記のように構成することで、従来の分力計と比較して小型化が可能となり、様々な検出対象物に対して組み込み易くなる、という効果が得られる。本実施の形態の分力計４０は、例えば、第１の実施の形態等と同様に、測定対象物が１／４スケール程度の車両模型（例えば、全長約１ｍ）である車両模型加振実験装置に組み込むことが可能である。

また、本実施の形態で説明した各歪みゲージＬ１〜Ｌ４、Ｐ１〜Ｐ４、Ｒ１〜Ｒ４、Ｄ１〜Ｄ４、Ｙ１〜Ｙ４、及びＳ１〜Ｓ４の取り付け位置は、一例であり、上記の内容に限られない。検出しようとする力及びモーメントに応じて、その取り付け位置が変更可能である。

また、各歪みゲージＬ１〜Ｌ４、Ｐ１〜Ｐ４、Ｒ１〜Ｒ４、Ｄ１〜Ｄ４、Ｙ１〜Ｙ４、及びＳ１〜Ｓ４のブリッジ構成上の順番（ブリッジ構成上の各歪みゲージＬ１〜Ｌ４、Ｐ１〜Ｐ４、Ｒ１〜Ｒ４、Ｄ１〜Ｄ４、Ｙ１〜Ｙ４、及びＳ１〜Ｓ４の位置）は、検出しようとする力及びモーメントに応じて、様々な形態が考えられるが、検出しようとする力及びモーメントが適切に検出できる順番（位置）であれば、どのような形態であってもよい。

［第５の実施の形態］
次に第５の実施の形態について説明する。第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態、及び第４の実施の形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２０は、第５の実施の形態の分力計５５の斜視図である。図２１は第５の実施の形態の分力計５５の連結用剛体部４１の平面図である。図２２は第５の実施の形態の分力計５５の展開図の一部の図である。本実施の形態の分力計５５と、第４の実施の形態の分力計４０とで異なる点は、４つの歪みゲージＹ１〜Ｙ４の取り付け位置だけであり、その他については同様の構成である。よって、以下の説明では、第４の実施の形態と異なる部分について主に行うこととする。

なお、本実施の形態の分力計５５は、上記第３の実施の形態や上記第４の実施の形態と同様に、所定間隔隔てて所定方向に基体１から延出した所定高さの一対の支柱１９と、上面に受力面１１を備えると共に、厚みが支柱１９の高さより薄くかつ長さが上記所定間隔より短い中央剛体部１８と、中央剛体部１８の一端を中央剛体部１８の上面側で一対の支柱１９の一方（支柱１９ａ）の先端部に連結すると共に、中央剛体部１８の上記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の薄肉部１５と、中央剛体部１８の他端を中央剛体部１８の上面側で一対の支柱の他方（支柱１９ｂ）の先端部に連結すると共に、中央剛体部１８の上記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の薄肉部１６と、基体１の一端側に形成された貫通孔２１によって形成され、かつ中央剛体部１８の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の薄肉部２２と、基体１の他端側に形成された貫通孔２３によって形成され、かつ中央剛体部１８の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の薄肉部２４とを備えた２つの構造物３１であって、一方の構造物３１の薄肉部１５と他方の構造物３１の薄肉部１５との距離と、一方の構造物３１の薄肉部１６と他方の構造物３１の薄肉部１６との距離とが同一となるように配置された２つの構造物３１を備えている。

図２０、図２１、及び図２２に図示されるように、本実施の形態の分力計５５では、薄肉部４４の中央部４２が隣接する側の端部に歪みゲージＹ１が取り付けられ、薄肉部４６の中央部４２が隣接する側の端部に歪みゲージＹ２が取り付けられ、薄肉部４８の中央部４２が隣接する側の端部に歪みゲージＹ４が取り付けられ、薄肉部５０の中央部４２が隣接する側の端部に歪みゲージＹ３が取り付けられている。本実施の形態のこれら４つの歪みゲージＹ１〜Ｙ４は、例えば、第３の発明の第６の歪みゲージに対応する。

なお、薄肉部４４の中央部４２が隣接する側の逆側の端部に歪みゲージＹ４を取り付け、薄肉部４６の中央部４２が隣接する側の逆側の端部に歪みゲージＹ３を取り付け、薄肉部４８の中央部４２が隣接する側の逆側の端部に歪みゲージＹ１を取り付け、薄肉部５０の中央部４２が隣接する側の逆側の端部に歪みゲージＹ２を取り付けるようにしてもよい。

すなわち、４つの歪みゲージＹ１〜Ｙ４は、薄肉部４４、薄肉部４６、薄肉部４８、及び薄肉部５０に取り付けられている。

ここで、中央部４２にＺ軸方向の軸回りのモーメントのみが作用した場合には、４枚の歪みゲージＹ１〜Ｙ４の歪みは理論的には図２３に示すような値となる。すなわち、歪みゲージＹ１及びＹ３の歪みは＋εとなり、歪みゲージＹ２及びＹ４の歪みは−εとなる。なお、図２３の例では矢印方向にモーメントが作用しているものとする。

中央部４２に作用するＺ軸方向の軸回りのモーメントについては、上記の第１の実施の形態〜第４の実施の形態で説明したような技術を用いて検出することができる。すなわち、４枚の歪みゲージＹ１〜Ｙ４を用いて中央部４２に作用するＺ軸方向の軸回りのモーメントを検出することができる。なお、本実施の形態の分力計５５は、６分力計として機能する。

本実施の形態の分力計５５のような構造によれば、上記の第４の実施の形態と同様の原理で、その設計時に、中央剛体部１８の長さｄを調整することにより、歪みゲージＬ１〜Ｌ４、Ｄ１〜Ｄ４、及びＳ１〜Ｓ４による、中央部４２に作用する所定方向の力（Ｆｚ）の検出感度Ｇ_Ｆｚ、長さ方向（Ｘ軸方向）の力の検出感度Ｇ_Ｆｘ、及び直交する方向（Ｙ軸方向）の力の検出感度Ｇ_Ｆｙに影響を及ぼすことなく、歪みゲージＰ１〜Ｐ４による中央部４２に作用する直交する方向の軸（Ｙ軸）回りのモーメント（Ｍｙ）の検出感度を調整することができる。

また、本実施の形態の分力計５５のような構造によれば、設計時に、貫通孔４３と貫通孔４５との間隔、及び貫通孔４７と貫通孔４９との間隔を調整して中央部４２の長さ方向の大きさ（長さ）を調整することにより、所定方向の力の検出感度Ｇ_Ｆｚ、長さ方向の力の検出感度Ｇ_Ｆｘ、及び上記直交する方向の力の検出感度Ｇ_Ｆｙに影響を及ぼすことなく、歪みゲージＹ１〜Ｙ４による中央部４２に作用する上記所定方向の軸回りのモーメントＭｚの検出感度Ｇ_Ｍｚを調整することができる。これは、下記の式（１３）が示すように、中央部４２の長さ方向の大きさｄ´は、本実施の形態におけるモーメントＭｚの検出感度Ｇ_Ｍｚの値には影響を与えるが、上記で説明したように、検出感度Ｇ_Ｆｚ、検出感度Ｇ_Ｆｘ、及び検出感度Ｇ_Ｆｙの値には影響を与えないからである。

ただし、式（１３）において、Ｌは薄肉部４４，４６，４８，５０の長さ、ｔは薄肉部４４，４６，４８，５０の厚み、ｂは薄肉部４４，４６，４８，５０の幅、Ｅは材質のヤング率（材料特性）である。

更に、本実施の形態の分力計５５のような構造によれば、設計時に、一方の構造物３１の薄肉部１５と他方の構造物３１の薄肉部１５との距離（一方の構造物３１の薄肉部１６と他方の構造物３１の薄肉部１６との距離）ｄ´´を調整することにより、所定方向の力の検出感度Ｇ_Ｆｚ、長さ方向の力の検出感度Ｇ_Ｆｘ、及び上記直交する方向の力の検出感度Ｇ_Ｆｙに影響を及ぼすことなく、歪みゲージＲ１〜Ｒ４による中央部４２に作用する長さ方向の軸回りのモーメントＭｘの検出感度Ｇ_Ｍｘを調整することができる。これは、下記の式（１４）が示すように、一方の構造物３１の薄肉部１５と他方の構造物３１の薄肉部１５との距離ｄ´´は、モーメントＭｘの検出感度Ｇ_Ｍｘの値には影響を与えるが、上記で説明したように、検出感度Ｇ_Ｆｚ、検出感度Ｇ_Ｆｘ、及び検出感度Ｇ_Ｆｙの値には影響を与えないからである。

ただし、式（１４）において、Ｌは薄肉部１５，１６の長さ、ｔは薄肉部１５，１６の厚み、ｂは薄肉部１５，１６の幅、Ｅは材質のヤング率（材料特性）である。

このように本実施の形態の分力計５５によれば、設計時において、モーメントの検出感度と力の検出感度とを独立して調整することがより容易となる。

以上、本実施の形態の分力計５５について説明した。本実施の形態の分力計５５によれば、より容易に、設計時において、モーメントの検出感度と力の検出感度とを独立して調整することができる、という効果が得られる。また、上記のように構成することで、従来の分力計と比較して小型化が可能となり、様々な検出対象物に対して組み込み易くなる、という効果が得られる。本実施の形態の分力計５５は、例えば、第１の実施の形態等と同様に、測定対象物が１／４スケール程度の車両模型（例えば、全長約１ｍ）である車両模型加振実験装置に組み込むことが可能である。

［第６の実施の形態］
次に第６の実施の形態について説明する。第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態、第４の実施の形態、及び第５の実施の形態と同様の部分については説明を省略する。図２４は、第６の実施の形態の分力計６０の斜視図である。図２５は第６の実施の形態の分力計６０の連結用剛体部６１の平面図である。図２６は第６の実施の形態の分力計６０の展開図の一部の図である。本実施の形態の分力計６０と、第５の実施の形態の分力計５５とで異なる点は、本実施の形態の分力計６０は、中央部４２の中央が加工されて、４つの歪みゲージＹ１〜Ｙ４の取り付け位置が変更になった点であり、その他については同様の構成である。よって、以下の説明では、第５の実施の形態と異なる部分について主に行うこととする。

なお、本実施の形態の分力計６０は、上記第３の実施の形態、上記第４の実施の形態、及び上記第５の実施の形態と同様に、所定間隔隔てて所定方向に基体１から延出した所定高さの一対の支柱１９と、上面に受力面１１を備えると共に、厚みが支柱１９の高さより薄くかつ長さが上記所定間隔より短い中央剛体部１８と、中央剛体部１８の一端を中央剛体部１８の上面側で一対の支柱１９の一方（支柱１９ａ）の先端部に連結すると共に、中央剛体部１８の上記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の薄肉部１５と、中央剛体部１８の他端を中央剛体部１８の上面側で一対の支柱の他方（支柱１９ｂ）の先端部に連結すると共に、中央剛体部１８の上記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の薄肉部１６と、基体１の一端側に形成された貫通孔２１によって形成され、かつ中央剛体部１８の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の薄肉部２２と、基体１の他端側に形成された貫通孔２３によって形成され、かつ中央剛体部１８の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の薄肉部２４とを備えた２つの構造物３１であって、一方の構造物３１の薄肉部１５と他方の構造物３１の薄肉部１５との距離と、一方の構造物３１の薄肉部１６と他方の構造物３１の薄肉部１６との距離とが同一となるように配置された２つの構造物３１を備えている。

図２４、図２５、及び図２６に図示されるように、本実施の形態の分力計６０は、連結用剛体部６１を備えている。連結用剛体部６１は、中央部４２の中央に設けられた四角形の貫通孔６２によって形成された４つの縁６２＿ａ，６２＿ｂ，６２＿ｃ，６２＿ｄのうち対向する２辺の縁６２＿ａ，６２＿ｃと受力部６３とを連結すると共に、受力部６３の上記長さ方向（Ｘ軸方向）に作用する力に応じて伸縮する薄肉の２つの薄肉部６４，６５、及び上記四角形の貫通孔６２によって形成された４つの縁６２＿ａ，６２＿ｂ，６２＿ｃ，６２＿ｄのうち上記２辺と異なる対向する２辺の縁６２＿ｂ，６２＿ｄと受力部６３とを連結すると共に、受力部６３の直交する方向（Ｙ軸方向）に作用する力に応じて伸縮する薄肉の２つの薄肉部６６，６７を含んで構成されている。なお、２つの薄肉部６４，６５は第９の薄肉部に対応し、２つの薄肉部６６，６７は第１０の薄肉部に対応する。

また、２つの薄肉部６６，６７の一方（例えば、薄肉部６６）における一方の構造物３１側の面の両端部分に歪みゲージＹ１及びＹ２が取り付けられ、２つの薄肉部６６，６７の他方（例えば、薄肉部６７）における他方の構造物３１側の面の両端部分に歪みゲージＹ３及びＹ４が取り付けられている。本実施の形態のこれら４つの歪みゲージＹ１〜Ｙ４は、例えば、第４の発明の第６の歪みゲージに対応する。

すなわち、４つの歪みゲージＹ１〜Ｙ４は、２つの薄肉部６６，６７の一方（例えば、薄肉部６６）の２箇所、及び２つの薄肉部６６，６７の他方（例えば、薄肉部６７）の２箇所に取り付けられている。なお、４つの歪みゲージＹ１〜Ｙ４を、２つの薄肉部６４，６５の一方（例えば、薄肉部６４）の２箇所、及び２つの薄肉部６４，６５の他方（例えば、薄肉部６５）の２箇所に取り付けるようにしてもよい。

ここで、受力部６３にＺ軸方向の軸回りのモーメント（Ｍｚ）のみが作用した場合には、４枚の歪みゲージＹ１〜Ｙ４の歪みは理論的には図２７に示すような値となる。すなわち、歪みゲージＹ１及びＹ３の歪みは＋εとなり、歪みゲージＹ２及びＹ４の歪みは−εとなる。なお、図２７の例では矢印方向にモーメントが作用しているものとする。

受力部６３に作用するＺ軸方向の軸回りのモーメントについては、上記の第１の実施の形態〜第５の実施の形態で説明したような技術を用いて検出することができる。すなわち、４枚の歪みゲージＹ１〜Ｙ４を用いて受力部６３に作用するＺ軸方向の軸回りのモーメントを検出することができる。なお、本実施の形態の分力計６０は、６分力計として機能する。

本実施の形態の分力計６０のような構造によれば、上記の第４の実施の形態や第５の実施の形態と同様の原理で、その設計時に、中央剛体部１８の長さｄを調整することにより、歪みゲージＬ１〜Ｌ４、Ｄ１〜Ｄ４、及びＳ１〜Ｓ４による受力部６３に作用する所定方向の力（Ｆｚ）の検出感度Ｇ_Ｆｚ、長さ方向（Ｘ軸方向）の力の検出感度Ｇ_Ｆｘ、及び直交する方向（Ｙ軸方向）の力の検出感度Ｇ_Ｆｙに影響を及ぼすことなく、歪みゲージＰ１〜Ｐ４による受力部６３に作用する直交する方向の軸（Ｙ軸）回りのモーメント（Ｍｙ）の検出感度Ｇ_Ｍｙを調整することができる。

また、本実施の形態の分力計６０のような構造によれば、受力部６３の長さ方向（Ｘ軸方向）の大きさ（長さ）ｄ１、及び受力部６３の長さ方向と直交する方向（Ｙ軸方向）の大きさｄ２を調整することにより、所定方向の力の検出感度Ｇ_Ｆｚ、長さ方向の力の検出感度Ｇ_Ｆｘ、及び上記直交する方向の力の検出感度Ｇ_Ｆｙに影響を及ぼすことなく、歪みゲージＹ１〜Ｙ４による受力部６３に作用する前記所定方向の軸回りのモーメントＭｚの検出感度Ｇ_Ｍｚを調整することができる。これは、下記の式（１５）が示すように、受力部６３の長さ方向（Ｘ軸方向）の大きさｄ１、及び受力部６３のＹ軸方向の大きさｄ２は、本実施の形態のモーメントＭｚの検出感度Ｇ_Ｍｚの値には影響を与えるが、上記で説明したように、検出感度Ｇ_Ｆｚ、検出感度Ｇ_Ｆｘ、及び検出感度Ｇ_Ｆｙの値には影響を与えないからである。

ただし、式（１５）において、Ｌは薄肉部６４，６５，６６，６７の長さ、ｔは薄肉部６４，６５，６６，６７の厚み、ｂは薄肉部６４，６５，６６，６７の幅、Ｅは材質のヤング率（材料特性）である。

更に、本実施の形態の分力計６０のような構造によれば、上記の第５の実施の形態と同様の原理で、設計時に、一方の構造物３１の薄肉部１５と他方の構造物３１の薄肉部１５との距離（一方の構造物３１の薄肉部１６と他方の構造物３１の薄肉部１６との距離）ｄ´´を調整することにより、所定方向の力の検出感度Ｇ_Ｆｚ、長さ方向の力の検出感度Ｇ_Ｆｘ、及び上記直交する方向の力の検出感度Ｇ_Ｆｙに影響を及ぼすことなく、歪みゲージＲ１〜Ｒ４による受力部６３に作用する長さ方向の軸回りのモーメントＭｘの検出感度Ｇ_Ｍｘを調整することができる。

このように本実施の形態の分力計６０によれば、設計時において、モーメントの検出感度と力の検出感度とを独立して調整することがより容易となる。

以上、本実施の形態の分力計６０について説明した。本実施の形態の分力計６０によれば、より容易に、設計時において、モーメントの検出感度と力の検出感度とを独立して調整することができる、という効果が得られる。また、上記のように構成することで、従来の分力計と比較して小型化が可能となり、様々な検出対象物に対して組み込み易くなる、という効果が得られる。本実施の形態の分力計６０は、例えば、第１の実施の形態等と同様に、測定対象物が１／４スケール程度の車両模型（例えば、全長約１ｍ）である車両模型加振実験装置に組み込むことが可能である。

以上、第１〜第６の各実施の形態について説明した。なお、図２８（Ａ）及び図２８（Ｂ）に示すように、第１〜第６の各実施の形態において、中央剛体部１８の剛性を高めるための補強材７０を中央剛体部１８に取り付けるようにしてもよい。これにより、中央剛体部１８の剛性が高まり、より精度良く検出対象の力及びモーメントを検出することができる。

また、図２９（Ａ）及び図２９（Ｂ）に示すように、第２〜第６の実施の形態において、基体の貫通孔２１及び貫通孔２３の間の部分の剛性を高めるための補強材７１を基体の貫通孔２１及び貫通孔２３の間の部分に取り付けるようにしてもよい。これにより、基体の貫通孔２１及び貫通孔２３の間の部分の剛性が高まり、より精度良く検出対象の力及びモーメントを検出することができる。なお、第２〜第６の実施の形態において補強材７０を取り付けると共に補強材７１を取り付けるようにしてもよい。

また、図３０に示すように、直方体の剛体のブロックをワイヤ放電加工などによって一体成形型の分力計を生成するようにしてもよい。これにより、結合部の摩擦によるヒステリシスの発生を抑制することができる。

１基体
１０分力計
１１受力面
１５，１６薄肉部
１８中央剛体部
１９ａ一方の支柱
１９ｂ他方の支柱
Ｌ，Ｐ歪みゲージ

Claims

所定間隔隔てて所定方向に基体から延出した所定高さの一対の支柱と、
上面に受力面を備えると共に、厚みが前記支柱の高さより薄くかつ長さが前記所定間隔より短い中央剛体部と、
前記中央剛体部の一端を前記中央剛体部の上面側で前記一対の支柱の一方の先端部に連結すると共に、前記中央剛体部の前記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第１の薄肉部と、
前記中央剛体部の他端を前記中央剛体部の上面側で前記一対の支柱の他方の先端部に連結すると共に、前記中央剛体部の前記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第２の薄肉部と、
前記第１の薄肉部の２箇所、及び前記第２の薄肉部の２箇所に取り付けられた４つの第１の歪みゲージと、
前記第１の薄肉部の２箇所、及び前記第２の薄肉部の２箇所に取り付けられた４つの第２の歪みゲージと、を備え、
前記基体は、
前記基体の一端側に形成された第１の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第３の薄肉部と、
前記基体の他端側に形成された第２の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第４の薄肉部と、を含んで構成され、
前記第３の薄肉部の２箇所、及び前記第４の薄肉部の２箇所に取り付けられた４つの第３の歪みゲージ
を更に備えた分力計。
所定間隔隔てて所定方向に基体から延出した所定高さの一対の支柱と、上面に受力面を備えると共に、厚みが前記支柱の高さより薄くかつ長さが前記所定間隔より短い中央剛体部と、前記中央剛体部の一端を前記中央剛体部の上面側で前記一対の支柱の一方の先端部に連結すると共に、前記中央剛体部の前記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第１の薄肉部と、前記中央剛体部の他端を前記中央剛体部の上面側で前記一対の支柱の他方の先端部に連結すると共に、前記中央剛体部の前記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第２の薄肉部と、前記基体の一端側に形成された第１の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第３の薄肉部と、前記基体の他端側に形成された第２の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第４の薄肉部とを備えた２つの構造物であって、一方の構造物の第１の薄肉部と他方の構造物の第１の薄肉部との距離と、一方の構造物の第２の薄肉部と他方の構造物の第２の薄肉部との距離とが同一となるように配置された２つの構造物と、
前記一方の構造物の中央剛体部と前記他方の構造物の中央剛体部とを連結する連結用剛体部と、
前記一方の構造物の前記第１の薄肉部、前記一方の構造物の前記第２の薄肉部、前記他方の構造物の前記第１の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第２の薄肉部に取り付けられた４つの第１の歪みゲージと、
前記一方の構造物の前記第１の薄肉部、前記一方の構造物の前記第２の薄肉部、前記他方の構造物の前記第１の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第２の薄肉部に取り付けられた４つの第２の歪みゲージと、
前記一方の構造物の前記第１の薄肉部、前記一方の構造物の前記第２の薄肉部、前記他方の構造物の前記第１の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第２の薄肉部に取り付けられた４つの第３の歪みゲージと、
前記一方の構造物の前記第３の薄肉部、前記一方の構造物の前記第４の薄肉部、前記他方の構造物の前記第３の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第４の薄肉部に取り付けられた４つの第４の歪みゲージと、
前記一方の構造物の前記第３の薄肉部、前記一方の構造物の前記第４の薄肉部、前記他方の構造物の前記第３の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第４の薄肉部に取り付けられた４つの第５の歪みゲージと、
を備えた分力計。
前記連結用剛体部は、
前記連結用剛体部の前記一方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接する位置に形成された第３の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向及び前記所定方向と直交する方向の前記連結用剛体部の中央部に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第５の薄肉部と、
前記連結用剛体部の前記一方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接すると共に、前記第３の貫通孔から前記一方の構造物の前記中央剛体部の長さ方向に第１の距離離れた位置に形成された第４の貫通孔によって形成され、かつ前記連結用剛体部の中央部の前記直交する方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第６の薄肉部と、
前記連結用剛体部の前記他方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接すると共に、前記第３の貫通孔から前記直交する方向に第２の距離離れた位置に形成された第５の貫通孔によって形成され、かつ前記連結用剛体部の中央部の前記直交する方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第７の薄肉部と、
前記連結用剛体部の前記他方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接すると共に、前記第５の貫通孔から前記他方の構造物の前記中央剛体部の長さ方向に前記第１の距離離れた位置に形成された第６の貫通孔によって形成され、かつ前記連結用剛体部の中央部の前記直交する方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第８の薄肉部と、を含んで構成され、
前記第５の薄肉部、前記第６の薄肉部、前記第７の薄肉部、及び前記第８の薄肉部に取り付けられた４つの第６の歪みゲージ
を更に備えた請求項２記載の分力計。
所定間隔隔てて所定方向に基体から延出した所定高さの一対の支柱と、上面に受力面を備えると共に、厚みが前記支柱の高さより薄くかつ長さが前記所定間隔より短い中央剛体部と、前記中央剛体部の一端を前記中央剛体部の上面側で前記一対の支柱の一方の先端部に連結すると共に、前記中央剛体部の前記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第１の薄肉部と、前記中央剛体部の他端を前記中央剛体部の上面側で前記一対の支柱の他方の先端部に連結すると共に、前記中央剛体部の前記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第２の薄肉部と、前記基体の一端側に形成された第１の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第３の薄肉部と、前記基体の他端側に形成された第２の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第４の薄肉部とを備えた２つの構造物であって、一方の構造物の第１の薄肉部と他方の構造物の第１の薄肉部との距離と、一方の構造物の第２の薄肉部と他方の構造物の第２の薄肉部との距離とが同一となるように配置された２つの構造物と、
前記一方の構造物の中央剛体部と前記他方の構造物の中央剛体部とを連結する連結用剛体部であって、前記連結用剛体部の前記一方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接する位置に形成された第３の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向及び前記所定方向と直交する方向の前記連結用剛体部の中央部に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第５の薄肉部、前記連結用剛体部の前記一方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接すると共に、前記第３の貫通孔から前記一方の構造物の前記中央剛体部の長さ方向に第１の距離離れた位置に形成された第４の貫通孔によって形成され、かつ前記連結用剛体部の中央部の前記直交する方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第６の薄肉部、前記連結用剛体部の前記他方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接すると共に、前記第３の貫通孔から前記直交する方向に第２の距離離れた位置に形成された第５の貫通孔によって形成され、かつ前記連結用剛体部の中央部の前記直交する方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第７の薄肉部、及び前記連結用剛体部の前記他方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接すると共に、前記第５の貫通孔から前記他方の構造物の前記中央剛体部の長さ方向に前記第１の距離離れた位置に形成された第６の貫通孔によって形成され、かつ前記連結用剛体部の中央部の前記直交する方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第８の薄肉部を含んで構成された連結用剛体部と、
前記一方の構造物の前記第１の薄肉部、前記一方の構造物の前記第２の薄肉部、前記他方の構造物の前記第１の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第２の薄肉部に取り付けられた４つの第１の歪みゲージと、
前記一方の構造物の前記第１の薄肉部、前記一方の構造物の前記第２の薄肉部、前記他方の構造物の前記第１の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第２の薄肉部に取り付けられた４つの第２の歪みゲージと、
前記一方の構造物の前記第１の薄肉部、前記一方の構造物の前記第２の薄肉部、前記他方の構造物の前記第１の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第２の薄肉部に取り付けられた４つの第３の歪みゲージと、
前記一方の構造物の前記第３の薄肉部、前記一方の構造物の前記第４の薄肉部、前記他方の構造物の前記第３の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第４の薄肉部に取り付けられた４つの第４の歪みゲージと、
前記第５の薄肉部、前記第６の薄肉部、前記第７の薄肉部、及び前記第８の薄肉部に取り付けられた４つの第５の歪みゲージと、
前記第５の薄肉部、前記第６の薄肉部、前記第７の薄肉部、及び前記第８の薄肉部に取り付けられた４つの第６の歪みゲージと、
を備えた分力計。
所定間隔隔てて所定方向に基体から延出した所定高さの一対の支柱と、上面に受力面を備えると共に、厚みが前記支柱の高さより薄くかつ長さが前記所定間隔より短い中央剛体部と、前記中央剛体部の一端を前記中央剛体部の上面側で前記一対の支柱の一方の先端部に連結すると共に、前記中央剛体部の前記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第１の薄肉部と、前記中央剛体部の他端を前記中央剛体部の上面側で前記一対の支柱の他方の先端部に連結すると共に、前記中央剛体部の前記所定方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第２の薄肉部と、前記基体の一端側に形成された第１の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第３の薄肉部と、前記基体の他端側に形成された第２の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第４の薄肉部とを備えた２つの構造物であって、一方の構造物の第１の薄肉部と他方の構造物の第１の薄肉部との距離と、一方の構造物の第２の薄肉部と他方の構造物の第２の薄肉部との距離とが同一となるように配置された２つの構造物と、
前記一方の構造物の中央剛体部と前記他方の構造物の中央剛体部とを連結する連結用剛体部であって、前記連結用剛体部の前記一方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接する位置に形成された第３の貫通孔によって形成され、かつ前記中央剛体部の長さ方向及び前記所定方向と直交する方向の前記連結用剛体部の中央部に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第５の薄肉部、前記連結用剛体部の前記一方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接すると共に、前記第３の貫通孔から前記一方の構造物の前記中央剛体部の長さ方向に第１の距離離れた位置に形成された第４の貫通孔によって形成され、かつ前記連結用剛体部の中央部の前記直交する方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第６の薄肉部、前記連結用剛体部の前記他方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接すると共に、前記第３の貫通孔から前記直交する方向に第２の距離離れた位置に形成された第５の貫通孔によって形成され、かつ前記連結用剛体部の中央部の前記直交する方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第７の薄肉部、前記連結用剛体部の前記他方の構造物側であって前記連結用剛体部の中央部に隣接すると共に、前記第５の貫通孔から前記他方の構造物の前記中央剛体部の長さ方向に前記第１の距離離れた位置に形成された第６の貫通孔によって形成され、かつ前記連結用剛体部の中央部の前記直交する方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の第８の薄肉部、前記中央部の中央に設けられた四角形の貫通孔によって形成された４つの縁のうち対向する２辺の縁と受力部とを連結すると共に、該受力部の前記長さ方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の２つの第９の薄肉部、及び前記四角形の貫通孔によって形成された４つの縁のうち前記２辺と異なる対向する２辺の縁と受力部とを連結すると共に、該受力部の前記直交する方向に作用する力に応じて伸縮する薄肉の２つの第１０の薄肉部を含んで構成された連結用剛体部と、
前記一方の構造物の前記第１の薄肉部、前記一方の構造物の前記第２の薄肉部、前記他方の構造物の前記第１の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第２の薄肉部に取り付けられた４つの第１の歪みゲージと、
前記一方の構造物の前記第１の薄肉部、前記一方の構造物の前記第２の薄肉部、前記他方の構造物の前記第１の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第２の薄肉部に取り付けられた４つの第２の歪みゲージと、
前記一方の構造物の前記第１の薄肉部、前記一方の構造物の前記第２の薄肉部、前記他方の構造物の前記第１の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第２の薄肉部に取り付けられた４つの第３の歪みゲージと、
前記一方の構造物の前記第３の薄肉部、前記一方の構造物の前記第４の薄肉部、前記他方の構造物の前記第３の薄肉部、及び前記他方の構造物の前記第４の薄肉部に取り付けられた４つの第４の歪みゲージと、
前記第５の薄肉部、前記第６の薄肉部、前記第７の薄肉部、及び前記第８の薄肉部に取り付けられた４つの第５の歪みゲージと、
前記２つの第１０の薄肉部の一方の２箇所、及び前記２つの第１０の薄肉部の他方の２箇所、または、前記２つの第９の薄肉部の一方の２箇所、及び前記２つの第９の薄肉部の他方の２箇所に取り付けられた４つの第６の歪みゲージと、
を備えた分力計。
前記中央剛体部の剛性を高めるための補強材を前記中央剛体部に取り付けた請求項１〜５の何れか１項記載の分力計。
前記基体の第１の貫通孔及び第２の貫通孔の間の部分の剛性を高めるための補強材を前記基体の第１の貫通孔及び第２の貫通孔の間の部分に取り付けた請求項１〜６の何れか１項記載の分力計。