(57)【要約】【課題】  二つの部材を連結した状態で二つの部材間の力を精度よく測定することのできる起歪体を提供することを課題とする。【解決手段】  二つの部材のそれぞれに直接的又は間接的に連結される一対の連結部と、両端が一対の連結部に連結され、厚み方向の少なくとも何れか一方の面に歪みゲージが取り付けられるゲージ取付部が設定されたプレート状の起歪部と、一対の連結部間で起歪部の厚み方向の面に対して間隔をあけて配置されるとともに両端が一対の連結部に連結され、起歪部を基準にして対称的に形成された一対の連結支持部とを備えていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの部材のそれぞれに直接的又は間接的に連結される一対の連結部と、両端が一対の連結部に連結され、厚み方向の少なくとも何れか一方の面に歪みゲージが取り付けられるゲージ取付部が設定されたプレート状の起歪部と、一対の連結部間で起歪部の厚み方向の面に対して間隔をあけて配置されるとともに両端が一対の連結部に連結され、起歪部を基準にして対称的に形成された一対の連結支持部とを備えていることを特徴とする起歪体。
【請求項２】
前記一対の連結支持部は、一対の連結部間の中間位置で起歪部から最も離間するように湾曲形状又は屈曲形状に形成されている請求項１に記載の起歪体。
【請求項３】
ゲージ取付部と対向する連結支持部には、起歪部と面交差する方向に貫通した開口が形成されている請求項１又は２に記載の起歪体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロードセル用の起歪体に関し、特には、歪みゲージを用いて二つの部材間に加わる荷重を測定するための起歪体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧縮荷重や引張荷重を測定する装置として、ロードセルが知られている。かかるロードセルは、図８に示す如く、筒状部１０１と、該筒状部１０１の一端開口を閉塞した起歪部１０２と、起歪部１０２の内面に取り付けられ、荷重を算出するためのパラメータ（例えば、ブリッジ電圧）を出力するブリッジ回路に電気的に接続される歪みゲージＧとを備えている。
【０００３】
そして、この種のロードセル１００には、筒状部１０１の中心線上に位置するように前記起歪部１０２の外面に突設されたピン状の支持部１０３を備えたものがある。
【０００４】
かかるロードセル１００は、荷重測定の対象とされる測定対象物Ｐ’を支持部１０３の先端で支持することで、測定対象物Ｐ’側からの曲げモーメントや回転モーメント、斜め方向の力等を作用させないようになっており、支持部１０３を介して測定対象物Ｐ’側から起歪部１０２に力が作用したときに、起歪部１０２に曲げモーメント等を大きく作用させることなく、筒状部１０１の軸線方向の力を起歪部１０２に作用させることができるようになっている。
【０００５】
これにより、上記構成のロードセル１００は、曲げモーメント等を逃がした上で筒状部１０１の軸線方向の力で起歪部１０２に歪みを生じさせることができるため、該起歪部１０２に取り付けられた歪みゲージＧの出力（ブリッジ回路に対する入力）が軸線方向の力に対応したものとなる結果、ブリッジ回路から出力される荷重を算出するためのパラメータ（例えば、ブリッジ電圧）も高精度のものとなり、荷重を精度良く測定（算出）することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述の如く、起歪部１０２に支持部１０３が突設されたロードセル１００は、高精度の測定が可能であるが、測定対象物Ｐ’側からの曲げモーメント等を作用させないように、支持部１０３の先端で測定対象物Ｐ’を点支持しなければならないため、ロードセル１００と測定対象物Ｐ’とを連結した態様にすることができず、例えば、ロードセル１００と測定対象物Ｐ’とを連結状態で維持させる必要のある装置に採用できないとの指摘がある。
【０００７】
具体的に説明すると、足の一部を失った人や足の機能が停止した人がその機能を補うために義肢や装具（以下、総称して義肢という）を用いることがあるが、従来の義肢は、単に造型したものや構造物的に形成されたもの等であったため、使用者に大きな負担が生じるとして、近年、使用者の動作状態に連動して足首等をスムーズに動作させるアクチュエータを装備したものが提案されている。
【０００８】
かかる義肢は、該義肢（骨格としてのフレーム）に生じる荷重（上下方向の力）を測定し、その測定結果を基にアクチュエータを動作させ、使用者の動作の補助を行うといった画期的なものである。
【０００９】
そして、前記義肢は、使用者の安全を確保する観点からも、アクチュエータを高精度で制御する必要があるため、荷重測定に精度が要求される。このことから、上述のような高精度なロードセル１００を採用することが考えられるが、上記構成のロードセル１００は、測定対象物Ｐ’と連結できない構成であるため、義肢のフレームの一部に介設すると、その部分での剛性を確保することができないといった問題がある。
【００１０】
すなわち、従来のロードセル１００は、義肢のフレームを上下に分断して下側のフレーム上にロードセル１００を固定しても、上側のフレームにロードセル１００を連結することができずにフレームが上下に分断された状態になってしまうため、二つの部材を連結した状態（二つの部材を互いに固定した状態）で荷重を測定することができないといった問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、斯かる実情に鑑み、二つの部材を連結した状態で二つの部材間の力を精度よく測定することのできる起歪体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る起歪体は、二つの部材のそれぞれに直接的又は間接的に連結される一対の連結部と、両端が一対の連結部に連結され、厚み方向の少なくとも何れか一方の面に歪みゲージが取り付けられるゲージ取付部が設定されたプレート状の起歪部と、一対の連結部間で起歪部の厚み方向の面に対して間隔をあけて配置されるとともに両端が一対の連結部に連結され、起歪部を基準にして対称的に形成された一対の連結支持部とを備えていることを特徴とする。
【００１３】
上記構成の起歪体によれば、一対の連結部に一対の連結支持部の両端が連結されているため、二つの部材を各連結部に直接的又は間接的に連結することで、当該起歪体を介して二つの部材を互いに連結した状態にすることができる。また、起歪体（一対の連結部）に圧縮荷重或いは引張荷重（以下、単に荷重という）が作用すると、一対の連結部間において、その荷重の略全てを一対の連結支持部が受けることになる。
【００１４】
これにより、起歪部には、起歪体に作用した荷重のごく僅かな力だけが作用して歪みを生じさせることになる。従って、起歪部のゲージ取付部に取り付けられた歪みゲージの出力から精度良く荷重量を算出することができる。
【００１５】
そして、上述のように起歪体に荷重が作用する際には、起歪体に曲げモーメント等が作用する場合があるが、上記構成の起歪体は、一対の連結支持部が起歪部を基準に対称的に形成されることで、起歪部には曲げ作用が大きく影響することがなく、ゲージ取付部に取り付けた歪みゲージから精度の良い出力を得ることができる。すなわち、一対の連結支持部が起歪部を基準に対称的に形成さることで、曲げ作用が生じた際の起歪体における引っ張り側と圧縮側との境界（中立軸）上に起歪部が位置するため、曲げ作用に大きく影響を受けることなく起歪部に歪みを生じさせることができ、その結果、荷重を算出するための出力を歪みゲージから精度良く得ることができる。
【００１６】
本発明の一態様として、前記一対の連結支持部は、一対の連結部間の中間位置で起歪部から最も離間するように湾曲形状又は屈曲形状に形成されてもよい。このようにすれば、起歪体（一対の連結部）に荷重が作用した場合、連結部と連結支持部との連結部分や連結支持部の曲げ部分（頂部や屈曲部）に曲げ作用が生じる。これにより、連結支持部がクッション的な役割をなし、大きな荷重を効率良く吸収することができため、起歪部に必要な力だけ効率的に作用させることができる。
【００１７】
さらに、本発明の他態様として、ゲージ取付部と対向する連結支持部には、起歪部と面交差する方向に貫通した開口が形成されてもよい。このようにすれば、歪みゲージの取り付けや交換を容易に行うことができ、メンテナンス性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明に係る起歪体によれば、二つの部材を連結した状態で二つの部材間の力を精度よく測定することができるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態に係る起歪体について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
本実施形態に係る起歪体は、図１及び図２に示す如く、二つの部材のそれぞれに直接的又は間接的に連結される一対の連結部２０，２１と、両端が一対の連結部２０，２１に連結され、厚み方向の少なくとも何れか一方の面に歪みゲージが取り付けられるゲージ取付部２２ａ，２２ｂが設定されたプレート状の起歪部２３と、一対の連結部２０，２１間で起歪部２３の厚み方向の面に対して間隔をあけて配置されるとともに両端が一対の連結部２０，２１に連結され、起歪部２３を基準にして対称的に形成された一対の連結支持部２４，２５とを備えている。
【００２１】
より具体的に説明すると、本実施形態に係る起歪体Ａは、一方の部材に固定される第一固定部１と、第一固定部１に連設された第一受感部２と、該第一受感部２に連設された第二受感部３と、該第二受感部３に連設され、他方の部材に固定される第二固定部４とを備えており、これらが一列をなして形成されている。
【００２２】
前記第一固定部１は、外観円柱状に形成されている。本実施形態に係る第一固定部１は、螺子等を用いて一方の部材に固定するようになっている。本実施形態に係る第一固定部１は、軽量化を図るべく、一端から他端側に向けて非貫通孔が形成されており、有底筒状をなしている。
【００２３】
前記第一受感部２は、第一固定部１と第二固定部４との間で生じる圧縮荷重及び引張荷重を測定するためのパラメータを取得する（歪みを測定）するための部位である。かかる第一受感部２は、第一固定部１に連設された一方の連結部２０（以下、第一連結部２０という）と、第二固定部４に連設された他方の連結部２１（以下、第二連結部２１という）と、一端が第一連結部２０に連結されるとともに他端が第二連結部２１に連結され、厚み方向の両面に歪みゲージＲ１，Ｒ２が取り付けられるゲージ取付部２２ａ，２２ｂが設定されたプレート状の起歪部２３と、一対の連結部２０，２１間で起歪部２３の厚み方向の面に対して間隔をあけて配置され、一端が第一連結部２０に連結されるとともに他端が第二連結部２１に連結されて起歪部２３を基準にして対称的に形成された一対の連結支持部２４，２５とを備えている。
【００２４】
前記第一連結部２０は、第一固定部１の他端に連設されており、第一固定部１の軸心と直交する方向の断面（横断面）が略四角形状をなし、第一固定部１の軸心が横断面の中央を通過するように形成されている。なお、以下において、便宜上、第一固定部１の軸心を当該起歪体Ａの基準となる中心線ＣＬとして説明することとし、特段の説明を要する場合を除いて単に中心線ＣＬということとする。
【００２５】
前記起歪部２３は、略四角形状をなす薄板の如く形成されており、四角形状を画定する四辺のうちの一辺（一端）が第一連結部２０に固定（固着）され、前記一辺と平行な他辺（他端）が第二連結部２１に固定（固着）されている。なお、起歪部２３は、第一連結部２０と略同幅に設定されている。
【００２６】
該起歪部２３は、厚み方向の略中央に中心線ＣＬが通るように配置され、両面が中心線ＣＬと略平行になっている。そして、該起歪部２３は、上述の如く、両面に歪みゲージＲ１，Ｒ２を取り付けるゲージ取付部２２ａ，２２ｂが設けられており、各ゲージ取付部２２ａ，２２ｂは、起歪部２３の平面略中央部に設定されている。なお、ゲージ取付部２２ａ，２２ｂは、歪みゲージＲ１，Ｒ２を取り付ける領域を意味するもので、本実施形態においては、起歪部２３の平面の一部の領域を意味しているが、例えば、起歪体Ａの平面上に歪みゲージＲ１，Ｒ２を配置するための目印を設けたり、歪みゲージＲ１，Ｒ２を配置するための凹部を形成したりすることで構成してもよい。
【００２７】
前記一対の連結支持部２４，２５は、起歪部２３（中心線ＣＬ）を基準にそれぞれ対称になるように形状及び配置が設定されている。
【００２８】
前記一対の連結支持部２４，２５のそれぞれは、二つの部材に圧縮荷重又は引張荷重（荷重）が作用した際にその荷重の略全てを受けるべく、起歪部２３よりも圧肉に形成されている。
【００２９】
本実施形態に係る連結支持部２４，２５は、第一連結部２０と第二連結部２１との間の中間位置で起歪部２３から最も離間するように屈曲形状（くの字状）に形成されている。そして、各連結支持部２４，２５は、一端が第一連結部２０に固定（固着）され、他端が第二連結部２１に固定（固着）されている。
【００３０】
本実施形態においては、上述の如く、各連結支持部２４，２５がくの字状に形成されることを前提に、各連結支持部２４，２５の一端は、起歪部２３の一端に接近するように配置され、また、各連結支持部２４，２５の他端は、起歪体Ａの他端に接近するように配置されている。従って、本実施形態において、一対の連結支持部２４，２５は、第一連結部２０と第二連結部２１とを連結した状態でパンタグラフの如き態様をなしている。
【００３１】
本実施形態に係る起歪体Ａは、一対の連結支持部２４，２５がくの字状を呈し、その間に起歪部２３が配置されることで、起歪部２３と連結支持部２４，２５との間に三角形状をなす孔が起歪体Ａの中心線ＣＬと直交する方向に貫通して形成されている。そして、該起歪体Ａは、三角形状の孔を画定する面（連結支持部２４，２５の内面と該内面と対向する起歪部２３の面が連続して環状をなす面）において、三角形状の各角部を形成する部分が円弧面をなしている。また、連結支持部２４，２５と第一連結部２０とが連結された境界部分の外側に向く面においても円弧面をなしている。
【００３２】
そして、本実施形態に係る連結支持部２４，２５は、最も外側に突出した部分が中心線ＣＬと略平行をなすように形成されている。すなわち、連結支持部２４，２５は、起歪部２３から最も離間した部分の外面が中心線ＣＬと平行な平面になっている。これにより、該連結支持部２４，２５は、屈曲部分での厚みがその両側（第一連結部２０側及び第二連結部２１側）よりも薄肉に形成されている。
【００３３】
また、各連結支持部２４，２５には、起歪部２３と面交差する方向に貫通した開口２６が形成されている。これにより、開口２６を介して起歪部２３のゲージ取付部２２ａ，２２ｂに歪みゲージＲ１，Ｒ２を着脱でき、メンテナンス性を向上させることができるようになっている。
【００３４】
前記第二受感部３は、第一固定部１と第二固定部４との間で生じる曲げ荷重を測定するためのパラメータを取得する（歪みを測定）するための部位である。前記第二連結部２１は、中心線ＣＬと直交する方向の断面（横断面）が略四角形状をなし、中心線ＣＬが横断面の中央を通過するように形成されている。該第二連結部２１は、起歪部２３の中央を通る仮想線（一対の連結支持部２４，２５の最も外側に位置する屈曲部を通る仮想線）を基準に第一連結部２０と対称となるように形状及びサイズが設定されている。従って、前記起歪部２３は、第一連結部２０、第二連結部２１及び一対の連結支持部２４，２５のそれぞれに対して略同幅に設定されている。なお、連結支持部２４，２５と第二連結部２１とが連結された境界部分の外側に向く面においても円弧面をなしている。
【００３５】
前記第二受感部３は、前記第二連結部２１に連結されており、外観ブロック形状をなしている。該第二受感部３には、第一受感部２の三角形状の孔３０と直交する方向に貫通した孔３０が形成されている。該第二受感部３の孔３０は、中心線ＣＬの延びる方向で間隔をあけて配置された一対の拡大孔部３１，３２と、該一対の拡大孔部３１，３２同士を連通させる連通孔部３３とで構成されている。
【００３６】
一対の拡大孔部３１，３２は、中心線ＣＬと直交する方向に延びる長孔状に形成されており、連通孔部３３は、中心線ＣＬ上を通るように拡大孔部３１，３２の長手方向の径よりも狭い幅で両拡大孔部３１，３２を連通させている。これにより、第二受感部３は、孔３０の貫通する方向と直交する方向で、中心線ＣＬを挟んで対向する一対の対向部３４，３４が形成されている。
【００３７】
該一対の対向部３４，３４は、中心線ＣＬを基準に互いに対称的になっており、一対の拡大孔部３１，３２をそれよりも幅狭な連通孔部３３で連通させることで、各対向部３４，３４には、相手側に向けて突出した突出部３５が形成されている。
【００３８】
上記構成の第二受感部３は、孔３０の貫通した方向と直交する方向で外側に向く面上に歪みゲージを取り付けるようになっている。
【００３９】
前記第二固定部４は、第一固定部１と同様に、外観円柱状に形成されており、軸心の延びる方向の一端が第二受感部３に連結されている。該第二固定部４は、軽量化を図るべく、他端から一端に向けて非貫通孔が形成されており、有底筒状をなしている。本実施形態においては、第二固定部４についても、螺子等を用いて一方の部材に固定するようになっている。
【００４０】
上記構成の起歪体Ａは、鉄、鋼鉄、ステンレス合金、アルミ合金等の金属材料や、セラミック等の種々の材料で作製することができるが、本実施形態においては、軽量化や耐腐食性、剛性等を考慮してアルミ合金（ジュラルミン）で作製されている。
【００４１】
そして、該起歪体Ａは、金属材料で構成されており、切削加工や鋳造等の金属加工により作製されるもので、本実施形態においては、金属を削り出す（切削加工する）ことで上記各構成（第一固定部１、第一受感部２、第二受感部３、第二固定部４）が一体的に作製されている。
【００４２】
本実施形態に係る起歪体Ａは、以上の構成からなり、次に、上記構成の起歪体Ａに採用されるブリッジ回路について説明する。なお、第二受感部３及びこれに採用されるブリッジ回路は、公知の構成（例えば、特開平５−１４１９０７号公報参照）であるため、ここでは、第一受感部２に適用されるブリッジ回路についてのみ説明する。
【００４３】
図３（ａ）に示す如く、上記構成の起歪体Ａが起歪部２３の両面に設定されたゲージ取付部２２ａ，２２ｂに歪みゲージＲ１，Ｒ２が取り付けられるものであることを前提に、該第一受感部２用のブリッジ回路は、図３（ｂ）に示す如く、四点を四つのブリッジで接続して四角形状に形成されたもので、そのうちの一つのブリッジ上にゲージ取付部２２ａ，２２ｂに取り付けた二つの歪みゲージＲ１，Ｒ２が直列に配置されるとともに、残りの三つのブリッジ上に固定抵抗Ｒ，Ｒが配置され、対角位置にある二点間に電源が接続され、残りの対角位置にある二点にブリッジ電圧を測定する電圧計が接続される。
【００４４】
かかるブリッジ回路によれば、表１に示す如く、起歪体Ａ（起歪部２３）に圧縮荷重が作用したときに、二つの歪みゲージＲ１，Ｒ２の抵抗が小さくなり、ブリッジ電圧ｅが小さくなる一方、起歪体Ａに引張荷重が作用したときに、二つの歪みゲージＲ１，Ｒ２の抵抗が大きくなり、ブリッジ電圧ｅが大きくなるので、そのブリッジ電圧ｅから荷重を算出することができる。そして、起歪体Ａ（起歪部２３）に曲げ作用が生じたときには、何れか一方の歪みゲージＲ１，Ｒ２の抵抗が大きくなる一方で、他方の歪みゲージＲ１，Ｒ２の抵抗が小さくなるため、これらの抵抗の相殺でブリッジ電圧ｅが略ゼロになり、曲げ作用の影響を受けることがない。
【００４５】
【表１】
2010025574.tif 000003
なお、図３（ｂ）において、Ｒ１，Ｒ２は、歪みゲージ、Ｒは、固定抵抗を示し、上記表１において、Ｒ１，Ｒ２：図３（ｂ）に示す歪みゲージ、Ｒ：図３（ｂ）に示す固定抵抗、Ｖ１，Ｖ２：図３（ｂ）に示すＶ１，Ｖ２、ｅ：図３（ｂ）に示す電圧計の測定値（ブリッジ電圧）、ｒ：一定（固定抵抗）、Ｅ：電源の電圧（入力電圧）、＋：抵抗値増加、−：抵抗値減少を示す。また、表１のＶ１の算出式は、Ｖ１＝（（Ｒ１＋Ｒ２）・Ｅ）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ）であり、この式において、Ｒ１，Ｒ２＝歪みゲージの抵抗値、Ｒ＝固定抵抗の抵抗値、Ｅ＝電源の電圧（入力電圧）である。
【００４６】
次に、本実施形態に係る起歪体Ａの使用態様について説明する。なお、本実施形態に係る起歪体Ａは、種々の用途に適用できるが、ここでは、図４に示す如く、従来技術で説明したアクチュエータを備えた義肢Ｐに採用する場合を一例にして説明することとする。なお、義肢Ｐの具体的な構成についてはここでの説明を割愛することとする。
【００４７】
本実施形態に係る起歪体Ａは、第一固定部１及び第二固定部４を上下に配置するようにして用いられる。すなわち、本実施形態に係る起歪体Ａは、上述の如く、義肢Ｐに採用されるため、義肢Ｐの骨格としてのフレームの途中部分に介設される。具体的には、義肢Ｐのフレームを構成する構造材を上下に分断し、上下に分断された二つの構造材（部材）Ｐ１，Ｐ２のうちの一方（上側の部材）Ｐ１に第一固定部１を連結し、他方（下側の部材）Ｐ２に第二固定部４を連結する。このとき、一対の連結支持部２４，２５が義肢Ｐの前後に位置するようにしておく。
【００４８】
そして、義肢Ｐで歩行する際に、該義肢Ｐ（フレーム）に対して圧縮作用や引張作用、曲げ作用が生じることになるため、第一受感部２で圧縮荷重及び引張荷重を算出するためのパラメータである歪みを測定し、第二受感部３で曲げ荷重を算出するためのパラメータである歪みを測定する。
【００４９】
第一受感部２は、一対の連結部２０，２１に一対の連結支持部２４，２５の両端が連結されているため、歩行や起立の際に、起歪体Ａ（一対の連結部２０，２１）に圧縮荷重或いは引張荷重（以下、単に荷重という）が作用すると、一対の連結部２０，２１間において、その荷重の略全てを一対の連結支持部２４，２５が受けることになる。
【００５０】
本実施形態においては、一対の連結支持部２４，２５が一対の連結部２０，２１間の中間位置で起歪部２３から最も離間するように屈曲形状に形成されているため、起歪体Ａ（一対の連結部２０，２１）に上下方向の荷重や曲げ荷重が作用した場合、連結部２０，２１と連結支持部２４，２５との連結部分や連結支持部２４，２５の曲げ部分（屈曲部）に曲げ作用や引っ張り作用が生じ、連結支持部２４，２５がクッション的な役割をなす。これにより、一対の連結支持部２４，２５が大きな荷重を効率良く吸収するため、起歪部２３に対して歪みを生じさせるのに必要な力だけが作用することになる。
【００５１】
そして、上述のように起歪体Ａに荷重が作用する際には、起歪体Ａに曲げモーメント等が作用する場合があるが、第一受感部２は、一対の連結支持部２４，２５が起歪部２３を基準に対称的に形成されることで、起歪部２３には曲げ作用が大きく影響することがない。すなわち、一対の連結支持部２４，２５が起歪部２３を基準に対称的に形成さることで、曲げ作用が生じた際の起歪体Ａにおける引っ張り側と圧縮側との境界（中立軸）上に起歪部２３が位置するため、曲げ成分に大きく影響を受けることなく上下方向での荷重で歪みを生じさせることになる。
【００５２】
これにより、第一受感部２において、曲げ作用の影響を受けることなく、上下方向の荷重を算出するための出力が歪みゲージＲ１，Ｒ２から精度良く得られる。従って、曲げ作用に大きく影響されていない出力がブリッジ回路に入力されることで、上下方向に作用する荷重を精度良く算出（測定）することができる。
【００５３】
以上のように本実施形態に係る起歪体Ａによれば、二つの部材Ｐ１，Ｐ２のそれぞれに直接的又は間接的に連結される一対の連結部２０，２１と、両端が一対の連結部２０，２１に連結され、厚み方向の少なくとも何れか一方の面に歪みゲージＲ１，Ｒ２が取り付けられるゲージ取付部２２ａ，２２ｂが設定されたプレート状の起歪部２３と、一対の連結部２０，２１間で起歪部２３の厚み方向の面に対して間隔をあけて配置されるとともに両端が一対の連結部２０，２１に連結され、起歪部２３を基準にして対称的に形成された一対の連結支持部２４，２５とを備えているため、二つの部材Ｐ１，Ｐ２を各連結部２０，２１に直接的又は間接的に連結することで、当該起歪体Ａを介して二つの部材Ｐ１，Ｐ２を互いに連結した状態にすることができる上に、荷重を測定するための出力を歪みゲージＲ１，Ｒ２から精度良く得ることができる。
【００５４】
また、前記一対の連結支持部２４，２５は、一対の連結部２０，２１間の中間位置で起歪部２３から最も離間するように屈曲形状に形成されているため、起歪体Ａ（一対の連結部２０，２１）に荷重が作用した場合に、連結支持部２４，２５がクッション的な役割を果たし、起歪部２３に必要最小限の力を効率的に作用させることができる。
【００５５】
さらに、ゲージ取付部２２ａ，２２ｂと対向する連結支持部２４，２５に起歪部２３と面交差する方向に貫通した開口２６が形成されているため、メンテナンス性を向上させることができる。
【００５６】
尚、本発明の起歪体は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００５７】
例えば、上記実施形態において、起歪体Ａの使用態様として義肢に適用する場合を一例に挙げたが、これに限定されるものではなく、二つの部材を連結することを前提とするものであれば適宜採用することができる。
【００５８】
上記実施形態において、第二受感部３を設けるようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、図５に示す如く、歪みを測定する（荷重を算出するためのパラメータを得る）部位として第一受感部２のみ設けるようにしてよい。
【００５９】
上記実施形態において、第一連結部２０に第一固定部１を連設するとともに、第二連結部２１に第二受感部３を介して第二固定部４を連設するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、第一連結部２０を一方の部材と一体的に形成するとともに、第二連結部２１を他方の部材と一体的に形成するようにしてもよい。また、第一連結部２０に第一固定部１を連設する一方、第二連結部２１と他方の部材とを一体的に形成するようにしてもよいし、第二連結部２１に第二固定部４を連設する一方、第一連結部２０と一方の部材とを一体的に形成するようにしてもよい。この場合において、第一連結部２０又は第二連結部２１に第二受感部３を連設し、この第二受感部３を介して第一固定部１又は第二固定部４を連設したり、第二受感部３を介して一方又は他方の部材を一体的に形成したりしてもよい。
【００６０】
上記実施形態において、起歪部２３の両面にゲージ取付部２２ａ，２２ｂを設けるようにしたが、これに限定されるものではなく、一方の面のみにゲージ取付部２２ａを設けるようにしてもよい。また、起歪部２３のみにゲージ取付部２２ａ，２２ｂを設けたものに限定されるものではなく、例えば、図６（ａ）に示す如く、起歪部２３の両面に設定されたゲージ取付部２２ａ，２２ｂに歪みゲージＲ１，Ｒ２を設けるとともに、第一連結部２０又は第二連結部２１であって、起歪部２３と直交する側面に中心線ＣＬの延びる方向に間隔をあけて二つの歪みゲージＲ３，Ｒ４を取り付けるようにしてもよい。
【００６１】
この場合のブリッジ回路は、図６（ｂ）に示すようにすればよい。具体的には、四点を四つのブリッジで接続して四角形状に形成し、起歪部２３のゲージ取付部２２ａ，２２ｂに取り付けられた二つの歪みゲージＲ１，Ｒ２が対向するブリッジのそれぞれに接続するとともに、第一連結部２０又は第二連結部２１に取り付けられた二つの歪みゲージＲ３，Ｒ４を残りの対向するブリッジのそれぞれに接続し、さらに、対角位置にある二点に電源を接続するとともに、残りの対角位置にある二点にブリッジ電圧を測定する電圧計を接続するようにすればよい。
【００６２】
かかるブリッジ回路によれば、表２に示す如く、起歪体Ａ（起歪部２３）に圧縮荷重が作用したときに、起歪部２３に取り付けた二つの歪みゲージＲ１，Ｒ２の抵抗が小さくなり、ブリッジ電圧ｅが小さくなる一方、起歪体Ａに引張荷重が作用したときに、起歪部２３に取り付けた二つの歪みゲージＲ１，Ｒ２の抵抗が大きくなり、ブリッジ電圧ｅが大きくなるので、そのブリッジ電圧ｅから荷重を算出することができる。そして、起歪体Ａ（起歪部２３）に曲げ作用が生じたいときには、起歪部２３に取り付けた何れか一方の歪みゲージＲ１，Ｒ２の抵抗が大きくなる一方で、他方の歪みゲージＲ１，Ｒ２の抵抗が小さくなるため、これらの抵抗の相殺でブリッジ電圧ｅが略ゼロになり、曲げ作用の影響を受けることがない。
【００６３】
【表２】
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なお、図６（ｂ）において、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、歪みゲージを示し、上記表２において、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４：図６（ｂ）に示す歪みゲージ、Ｖ１，Ｖ２：図６（ｂ）に示すＶ１，Ｖ２、ｅ：図６（ｂ）に示す電圧計の測定値（ブリッジ電圧）、ｒ＝一定（固定抵抗）、＋：抵抗値増加、−：抵抗値減少を示す。また、上記表２のＶ１，Ｖ２の算出式は、Ｖ１＝（Ｒ１・Ｅ）／（Ｒ１＋Ｒ３）、Ｖ２＝（Ｒ４・Ｅ）／（Ｒ２＋Ｒ４）であり、これらの式において、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４＝歪みゲージの抵抗値であり、Ｅ＝電源の電圧（入力電圧）である。
【００６４】
上記実施形態において、一対の連結支持部２４，２５を屈曲形状に形成したが、これに限定されるものではなく、例えば、一対の連結支持部２４，２５を湾曲形状に形成してもよい。このようにしても、各連結支持部２４，２５にクッション機能を持たせることができ、上記実施形態と同様の作用及び効果を奏することができる。また、一対の連結支持部２４，２５を連結部２０，２１間で真っ直ぐに延びるように形成してもよい。但し、一対の連結支持部２４，２５を真っ直ぐに形成すると、クッション性を失うため、大きな荷重を吸収しにくくなるので、一対の連結支持部２４，２５を屈曲形状又は湾曲形状に形成することが好ましいことは言うまでもない。
【００６５】
上記実施形態において、連結支持部２４，２５に歪みゲージＲ１，Ｒ２を着脱するための開口２６を設けたが、これに限定されるものでなく、例えば、連結支持部２４，２５に開口２６を形成することなく、連結支持部２４，２５と起歪部２３との間に形成される孔から起歪部２３に歪みゲージＲ１，Ｒ２を取り付けるようにしてもよい。
【参考例】
【００６６】
ここで、本発明の参考例に係る起歪体について概略説明する。本参考例に係る起歪体は、図７に示す如く、上記実施形態のものと同様、第一固定部１’、第一受感部２’、第二受感部３’、及び第二固定部（図示しない）を備えており、第一固定部１’、第二受感部３’、第二固定部は、上記実施形態のものと同一形状に形成されている。従って、第一固定部、第二受感部３’、第二固定部は、上記実施形態の各構成と同様の機能を有するものである。
【００６７】
これに対し、本参考例に係る第一受感部２’は、上記実施形態と同様、第一固定部１’と第二固定部との間で生じる圧縮荷重及び引張荷重を測定するためのパラメータを取得するための部位であるが、構成が上記実施形態と異なる。
【００６８】
具体的には、本参考例の第一受感部２’は、第一固定部１’に連設された一方の連結部２０’（第一連結部２０’）と、第二受感部３’を介して第二固定部に連設された他方の連結部２１’（第二連結部２１’）と、一端が第一連結部２０’に連結されるとともに他端が第二連結部２１’に連結され、互いに間隔をあけて配置される一対の連結支持部２４’，２５’と、一端が一方の連結支持部２４’に連結されるとともに他端が他方の連結支持部２５’に連結され、厚み方向の少なくとも何れか一方の面に歪みゲージＲ１’，Ｒ２’が取り付けられるゲージ取付部２２ａ’，２２ｂ’が設定されたプレート状の起歪部２３’とを備えている。
【００６９】
前記第一連結部２０’及び第二連結部２１’は、上記実施形態と同様に構成されており、第一連結部２０’は第一固定部１に連設され、第二連結部２１’は第二受感部３’に連結されている。そして、第一連結部２０’及び第二連結部２１’は、起歪体Ａ’の中心線ＣＬ’と直交する方向の断面（横断面）が略四角形状をなし、中心線ＣＬ’が横断面の中央を通過するように形成されている。
【００７０】
前記一対の連結支持部２４’，２５’は、当該起歪体Ａ’の中心線ＣＬ’を基準にそれぞれ対称になるように形成されており、第一連結部２０’と第二連結部２１’との間の中間位置で中心線ＣＬ’から最も離間するように屈曲形状（くの字状）に形成されている。
【００７１】
本参考例においては、上述の如く、各連結支持部２４’，２５’がくの字状に形成されることを前提に、一対の連結支持部２４’，２５’は、一端同士が互いに接近するように配置されるとともに他端同士が互いに接近するように配置されている。従って、本参考例においても、一対の連結支持部２４’，２５’は、第一連結部２０’と第二連結部２１’とを連結した状態でパンタグラフの如き態様をなしている。
【００７２】
そして、本参考例に係る起歪部２３’は、略四角形状をなす薄板の如く形成されており、四角形状を画定する四辺のうちの一辺（一端）が一方の連結支持部２４’の屈曲部分に固定（固着）され、前記一辺と平行な他辺（他端）が他方の連結支持部２５’の屈曲部分に固定（固着）されている。すなわち、本参考例の起歪部２３’は、中心線ＣＬ’が面交差する（直交する）ように両端部が一対の連結支持部２４’，２５’の最も外側に位置する角部に連結されている。なお、本参考例においても、第一連結部２０’、第二連結部２１’、一対の連結支持部２４’，２５’、及び起歪部２３’は略同幅に設定されている。
【００７３】
そして、該起歪部２３’は、両面に歪みゲージＲ１’，Ｒ２’を取り付けるゲージ取付部２２ａ’，２２ｂ’が設けられており、各ゲージ取付部２２ａ’，２２ｂ’は、起歪部２３’の平面略中央部に設定されている。なお、本参考例においても、ゲージ取付部２２ａ’，２２ｂ’は、歪みゲージＲ１’，Ｒ２’と取り付ける領域を意味するもので、本参考例においては、起歪部２３’の平面の一部の領域を意味しているが、例えば、起歪体Ａ’の平面上に歪みゲージＲ１’，Ｒ２’を配置するための目印を設けたり、歪みゲージＲ１’，Ｒ２’を配置する凹部を形成したりして構成してもよい。
【００７４】
本参考例に係る起歪体Ａ’は、以上の構成からなり、一対の連結部２０’，２１’に一対の連結支持部２４’，２５’の両端が連結されているため、二つの部材を第一固定部１’と第二固定部とに固定（二つの部材を各連結部２０’，２１’に直接的又は間接的に連結）することで、当該起歪体Ａ’を介して二つの部材を互いに連結した状態にすることができる。また、起歪体Ａ’（一対の連結部２０’，２１’）に圧縮荷重或いは引張荷重（荷重）が作用すると、一対の連結部２０’，２１’間において、その荷重の全てを一対の連結支持部２４’，２５’が受けることになる。
【００７５】
そして、一対の連結支持部２４’，２５’が中心線ＣＬ’を基準に対称となるようにくの字状に形成されているため、該起歪体Ａ’に中心線ＣＬ’方向の荷重が作用すると、各連結支持部２４’，２５’における屈曲部分に曲げ作用が生じることから、両連結支持部２４’，２５’の屈曲部分が互いに接離しようとする。すなわち、起歪体Ａ’に圧縮荷重が作用すると、一対の連結支持部２４’，２５’のそれぞれは、両端が接近する方向に曲がろうとする結果、それぞれの屈曲部分が互いに離間しようとする一方、起歪体Ａ’に引張荷重が作用すると、一対の連結支持部２４’，２５’のそれぞれは、両端が離間する方向に曲がろうとする結果、それぞれの屈曲部分が互いに接近しようとする。
【００７６】
従って、一対の連結支持部２４’，２５’の屈曲部分に起歪部２３’の両端が連結されることで、起歪体Ａ’に圧縮荷重が作用したときに起歪部２３’は中心線ＣＬ’と交差する方向に引っ張られる一方、起歪体Ａ’に引張荷重が作用したときに起歪部２３’は中心線ＣＬ’と交差する方向に圧縮される。これにより、該起歪部２３’のゲージ取付部２２ａ’，２２ｂ’に取り付けた歪みゲージＲ１’，Ｒ２’から起歪体Ａ’に対する荷重を算出するためのパラメータ（抵抗値）を精度よく得ることができる。
【００７７】
なお、本参考例に係る起歪体Ａ’においても、歪みを測定する（荷重を算出するためのパラメータを得る）部位として第一受感部２’のみ設けるようにしてよい。また、第一固定部１’や第二固定部を設けることなく、第一受感部２’の一対に連結部２０’、２１’のそれぞれに対し、連結する部材を一体的に形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施形態に係る起歪体の全体斜視図を示す。
【図２】同実施形態に係る起歪体の説明図であって、（ａ）は、側面図を示し、（ｂ）は、正面図を示す。
【図３】同実施形態に係る起歪体の説明図であって、（ａ）は、歪みゲージの取り付け位置を説明するための説明図を示し、（ｂ）は、ブリッジ回路を示す。
【図４】同実施形態に係る起歪体の使用態様を説明するための説明図を示す。
【図５】本発明の他実施形態に係る起歪体の説明図であって、（ａ）は、側面図を示し、（ｂ）は、正面図を示す。
【図６】本発明の別の実施形態に係る起歪体の説明図であって、（ａ）は、歪みゲージの取り付け位置を説明するための説明図を示し、（ｂ）は、ブリッジ回路を示す。
【図７】本発明の参考例に係る起歪体の説明図を示す。
【図８】従来のロードセルを説明するための説明図を示す。
【符号の説明】
【００７９】
１…第一固定部、２…第一受感部、３…第二受感部、４…第二固定部、２０…第一連結部（連結部）、２１…第二連結部（連結部）、２２ａ，２２ｂ…ゲージ取付部、２３…起歪部、２４，２５…連結支持部、２６…開口、３０…孔、３１，３２…拡大孔部、３３…連通孔部、３４…対向部、３５…突出部、Ａ…起歪体、ＣＬ…中心線、Ｐ…義肢、Ｐ１，Ｐ２…部材、Ｒ…固定抵抗、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４…歪みゲージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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