(57)【要約】【課題】長尺状の被測定物にあって所望の力学的状態を再現でき、純曲げ状態での曲げ剛性を高精度に測定することができる物性測定装置及び測定方法を提供する。【解決手段】長尺状の被測定物３を第１固定位置で固定し、且つ、前記被測定物３を回転アクチュエータ１２によって回転させることができる回転ステージ１０と、被測定物３を第１固定位置に対し離間した第２固定位置で固定し、且つ、被測定物３をＸ軸アクチュエータ２４及びＹ軸アクチュエータ２５によって移動させることができる並進ステージ２０と、第１固定位置での被測定物３の回転角度を検出する回転角度検出手段と、第１固定位置と第２固定位置で被測定物３に作用する並進力及び曲げモーメントを検出する６分力計１４，２６とを備えた。【選択図】図１
2014228333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状の被測定物を第１固定位置で固定し、且つ、前記被測定物を回転アクチュエータによって回転させることができる回転ステージと、
前記被測定物を第１固定位置に対し離間した第２固定位置で固定し、二次元方向に並進アクチュエータによって移動させることができる並進ステージと、
第１固定位置での前記被測定物の回転角度を検出する回転角度検出手段と、
第１固定位置と第２固定位置の少なくともいずれか一方で前記被測定物に作用する並進力を検出する並進力検出手段と、
第１固定位置と第２固定位置の少なくともいずれか一方で前記被測定物に作用する曲げモーメントを検出する曲げモーメント検出手段とを備えたことを特徴とする物性測定装置。
【請求項２】
長尺状の被測定物を第１固定位置で固定し、且つ、前記被測定物を回転アクチュエータによって回転させることができる回転ステージと、
前記被測定物を第１固定位置に対し離間した第２固定位置で固定し、二次元方向に並進アクチュエータによって移動させることができる並進ステージと、
第１固定位置での前記被測定物の回転角度を検出する回転角度検出手段と、
第１固定位置と第２固定位置の少なくともいずれか一方で前記被測定物に作用する並進力を検出する並進力検出手段と、
第１固定位置と第２固定位置の少なくともいずれか一方で前記被測定物に作用する曲げモーメントを検出する曲げモーメント検出手段とを備え、
前記回転アクチュエータで被測定物の第１固定位置に回転力を作用させて被測定物を撓み変形させ、撓み変形によって発生する並進力を前記並進力検出手段で検出し、前記並進アクチュエータで並進力がゼロになる位置に並進ステージを移動し、これにより被測定物を純曲げ状態とし、
被測定物の純曲げ状態での曲げモーメントを前記曲げモーメント検出手段で検出すると共に、曲率半径を前記回転角度検出手段の検出回転角度と第１固定位置及び第２固定位置間の距離より得ることにより、純曲げ状態での曲げ剛性を測定することを特徴とする物性測定方法。
【請求項３】
長尺状の被測定物を第１固定位置で固定し、且つ、前記被測定物を回転アクチュエータによって回転させることができる回転ステージと、
前記被測定物を第１固定位置に対し離間した第２固定位置で固定し、且つ、前記被測定物を二次元方向に並進アクチュエータによって移動させることができる並進ステージと、
第１固定位置での前記被測定物の回転角度を検出する回転角度検出手段と、
第１固定位置で前記被測定物に作用する曲げモーメントを検出する第１曲げモーメント検出手段と、
第１固定位置で前記被測定物に作用する並進力を検出する第１並進力検出手段と、
第２固定位置で前記被測定物に作用する曲げモーメントを検出する第２曲げモーメント検出手段と、
第２固定位置で前記被測定物に作用する並進力を検出する第２並進力検出手段とを備えたことを特徴とする物性測定装置。
【請求項４】
長尺状の被測定物を第１固定位置で固定し、且つ、前記被測定物を回転アクチュエータによって回転させることができる回転ステージと、
前記被測定物を第１固定位置に対し離間した第２固定位置で固定し、且つ、前記被測定物を二次元方向に並進アクチュエータによって移動させることができる並進ステージと、
第１固定位置での前記被測定物の回転角度を検出する回転角度検出手段と、
第１固定位置で前記被測定物に作用する曲げモーメントを検出する第１曲げモーメント検出手段と、
第１固定位置で前記被測定物に作用する並進力を検出する第１並進力検出手段と、
第２固定位置で前記被測定物に作用する曲げモーメントを検出する第２曲げモーメント検出手段と、
第２固定位置で前記被測定物に作用する並進力を検出する第２並進力検出手段とを備え、
前記回転ステージと前記並進ステージを各測定ポイントに移動し、第２固定位置での曲げモーメント及び並進力の内の軸方向成分、すなわち軸力を前記第２曲げモーメント検出手段及び前記第２並進力検出手段で測定し、第２固定位置での曲げモーメントがゼロになる位置に前記回転ステージを回転し、第２固定位置での軸力がゼロになる位置に前記並進ステージを移動し、これにより第２固定位置で前記被測定物にはその長手方向の直交方向に作用する状態とし、
第１固定位置での前記被測定物に作用する曲げモーメントと前記被測定物の並進力を第１曲げモーメント検出手段及び前記第１並進力検出手段で測定すると共に、前記回転ステージと前記並進ステージの位置を測定して初期位置に対する変位を求めることを特徴とする物性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺状（棒状、板状等）の被測定物の曲げ剛性等を測定する物性測定装置及び物性測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ワイヤーハーネス（電線束）、電線等の曲げ剛性の特性測定は、車両への組み付け、ワイヤーハーネス製造治具（治具板）上での布線等に際し、その配策シュミレーションを行う上で必要である。そのため、従来より種々の物性測定装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
物性測定装置の一従来例が図１８に示されている。この物性測定装置５０は、曲げ剛性を測定するものである。物性測定装置５０は、被測定物（例えばワイヤーハーネス）６０の上端を回転不能に固定する固定部５１と、被測定物６０の下端に掛止されたワイヤ５２と、このワイヤ５２の他端が接続されたロードセル５３と、被測定物６０の下端の撓み変位量を測定する撓み変位検出手段（図示せず）とを備えている。ワイヤ５２を介して被測定物６０の下端に荷重を作用させることにより被測定物６０を撓み変形させる。この撓み変形時における荷重をロードセル５３で検出すると共に被測定物６０の下端の撓み変位量を撓み変位検出手段で検出することによって曲げ剛性を測定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２９６１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来例の物性測定装置５０では、被測定物６０の上端を固定し、下端に荷重を作用させ、これにより被測定物６０を撓み変形させているため、被測定物６０には曲げモーメントのみならず剪断力が作用している。また、曲げモーメントの分布も一様ではない。そのため、曲げ剛性の高精度の測定を行うことができない。つまり、長尺状の被測定物にあって所望の力学的状態を再現できず、曲げ剛性等の正確な測定を行うことができないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、長尺状の被測定物にあって所望の力学的状態を再現でき、純曲げ状態での曲げ剛性等を高精度に測定することができる物性測定装置及び物性測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の本発明は、長尺状の被測定物を第１固定位置で固定し、且つ、前記被測定物を回転アクチュエータによって回転させることができる回転ステージと、前記被測定物を第１固定位置に対し離間した第２固定位置で固定し、且つ、前記被測定物に回転に起因する並進力が作用する二次元方向に並進アクチュエータによって移動させることができる並進ステージと、第１固定位置での前記被測定物の回転角度を検出する回転角度検出手段と、前記被測定物に作用する並進力を検出する並進力検出手段と、前記被測定物に作用する曲げモーメントを検出する曲げモーメント検出手段とを備えたことを特徴とする物性測定装置である。
【０００８】
また、長尺状の被測定物を第１固定位置で固定し、且つ、前記被測定物を回転アクチュエータによって回転させることができる回転ステージと、前記被測定物を第１固定位置に対し離間した第２固定位置で固定し、且つ、前記被測定物に回転に起因する並進力が作用する二次元方向に並進アクチュエータによって移動させることができる並進ステージと、第１固定位置での前記被測定物の回転角度を検出する回転角度検出手段と、前記被測定物に作用する並進力を検出する並進力検出手段と、前記被測定物に作用する曲げモーメントを検出する曲げモーメント検出手段とを備え、前記回転アクチュエータで被測定物の第１固定位置に回転力を作用させて被測定物を撓み変形させ、撓み変形によって発生する並進力を前記並進力検出手段で検出し、前記並進アクチュエータで並進力がゼロになる位置に並進ステージを移動し、これにより被測定物を純曲げ状態とし、被測定物の純曲げ状態での曲げモーメントを前記曲げモーメント検出手段で検出すると共に、曲率半径を前記回転角度検出手段の検出回転角度と第１固定位置及び第２固定位置間の距離より得ることにより、純曲げ状態での曲げ剛性を測定することを特徴とする物性測定方法である。
【０００９】
第２の本発明は、長尺状の被測定物を第１固定位置で固定し、且つ、前記被測定物を回転アクチュエータによって回転させることができる回転ステージと、前記被測定物を第１固定位置に対し離間した第２固定位置で固定し、且つ、前記被測定物を二次元方向に並進アクチュエータによって移動させることができる並進ステージと、第１固定位置での前記被測定物の回転角度を検出する回転角度検出手段と、第１固定位置で前記被測定物に作用する曲げモーメントを検出する第１曲げモーメント検出手段と、第１固定位置で前記被測定物に作用する並進力を検出する第１並進力検出手段と、第２固定位置で前記被測定物に作用する曲げモーメントを検出する第２曲げモーメント検出手段と、第２固定位置で前記被測定物に作用する並進力を検出する第２並進力検出手段とを備えたことを特徴とする物性測定装置である。
【００１０】
また、長尺状の被測定物を第１固定位置で固定し、且つ、前記被測定物を回転アクチュエータによって回転させることができる回転ステージと、前記被測定物を第１固定位置に対し離間した第２固定位置で固定し、且つ、前記被測定物を二次元方向に並進アクチュエータによって移動させることができる並進ステージと、第１固定位置での前記被測定物の回転角度を検出する回転角度検出手段と、第１固定位置で前記被測定物に作用する曲げモーメントを検出する第１曲げモーメント検出手段と、第１固定位置で前記被測定物に作用する並進力を検出する第１並進力検出手段と、第２固定位置で前記被測定物に作用する曲げモーメントを検出する第２曲げモーメント検出手段と、第２固定位置で前記被測定物に作用する並進力を検出する第２並進力検出手段とを備え、前記回転ステージと前記並進ステージを各測定ポイントに移動し、第２固定位置での曲げモーメント及び並進力の内の軸方向成分、すなわち軸力を前記第２曲げモーメント検出手段及び前記第２並進力検出手段で測定し、第２固定位置での曲げモーメントがゼロになる位置に前記回転ステージを回転し、第２固定位置での軸力がゼロになる位置に前記並進ステージを移動し、これにより第２固定位置で前記被測定物にはその長手方向の直交方向に作用する力のみ作用する状態とし、第１固定位置での前記被測定物に作用する曲げモーメントと並進力を第１曲げモーメント検出手段及び前記第１並進力検出手段で測定すると共に、前記回転ステージと前記並進ステージの位置を測定して初期位置に対する変位を求めることを特徴とする物性測定方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被測定物の第１固定位置を回転し、第２固定位置を並進移動すると共に、第１固定位置や第２固定位置で被測定物に作用する並進力及び曲げモーメントを検出できることから所望の力学的状態を再現でき、その際に第１固定位置や第２固定位置で作用する並進力及び曲げモーメントを測定することができるため、純曲げ状態での曲げ剛性、片持ち支持状態での曲げモーメント・荷重等を高精度に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態を示し、物性測定装置の概略平面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示し、物性測定装置の概略側面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示し、物性測定装置の制御ブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態を示し、物性測定装置の制御フローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態を示し、（ａ）〜（ｃ）は物性測定装置の測定手順を説明する概略平面図である。
【図６】本発明の一実施形態を示し、測定原理を説明する図である。
【図７】本発明の一実施形態を示し、曲げ剛性の測定結果を示す特性線図である。
【図８】本発明の一実施形態を示し、ワイヤーハーネス経路の設定時のシュミレーションを説明する図である。
【図９】本発明の一実施形態を示し、被測定物に曲げモーメントが線形分布する状態での物性測定を行う場合の制御フローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態を示し、（ａ）、（ｂ）は被測定物に曲げモーメントが線形分布する状態での物性測定手順を説明する各概略平面図である。
【図１１】本発明の一実施形態を示し、（ａ）、（ｂ）は被測定物に曲げモーメントが線形分布する状態での物性測定手順を説明する各概略平面図である。
【図１２】本発明の一実施形態を示し、（ａ）、（ｂ）は被測定物に曲げモーメントが線形分布する状態での物性測定手順を説明する各概略平面図である。
【図１３】本発明の一実施形態を示し、（ａ）、（ｂ）は被測定物に曲げモーメントが線形分布する状態での物性測定手順を説明する各概略平面図である。
【図１４】本発明の一実施形態を示し、被測定物にせん断力、曲げモーメントに加え、軸力が同時に加わる状態での物性測定を行う場合の制御フローチャートである。
【図１５】本発明の一実施形態を示し、（ａ）、（ｂ）は被測定物にせん断力、曲げモーメントに加え、軸力が同時に加わる状態での物性測定手順を説明する各概略平面図である。
【図１６】本発明の一実施形態を示し、（ａ）、（ｂ）は被測定物にせん断力、曲げモーメントに加え、軸力が同時に加わる状態での物性測定手順を説明する各概略平面図である。
【図１７】本発明の一実施形態を示し、（ａ）、（ｂ）は被測定物にせん断力、曲げモーメントに加え、軸力が同時に加わる状態での物性測定手順を説明する各概略平面図である。
【図１８】従来の物性測定装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１及び図２に示すように、物性測定装置１は、測定テーブル２と、この測定テーブル２上に配置された回転ステージ１０と、測定テーブル２上に配置された並進ステージ２０とを備えている。
【００１５】
回転ステージ１０は、長尺状の被測定物３を第１固定位置で固定する第１固定部１１と、この第１固定部１１で固定された被測定物３を第１固定位置で回転させる回転アクチュエータ１２と、この回転アクチュエータ１２の回転角度を検出する回転角度検出手段１３（図３に示す）と、被測定物３の第１固定位置に作用する並進力と曲げモーメントを検出する６分力計１４とを備えている。
【００１６】
被測定物３は、長尺状のもので撓み変形可能なものである。この実施形態では、被測定物３は、断面円柱形の棒状のワイヤーハーネスであるが、被測定物３は、長尺状であれば断面形状（多角形状、板状、中空形状等）を問わない。被測定物３は、撓み変形可能なものであれば良く、カーボン等のパイプ・枠、ワイヤー、ホース、金属棒であっても良い。
【００１７】
６分力計１４は、並進力検出手段と曲げモーメント検出手段を兼用している。
【００１８】
並進ステージ２０は、被測定物３を第１固定位置に対し離間した第２固定位置で固定する第２固定部２１と、被測定物３の第２固定位置に作用する並進力と曲げモーメントを検出する６分力計２６とを備えている。並進ステージ２０は、並進アクチュエータであるＸ軸アクチュエータ２４及びＹ軸アクチュエータ２５を介して測定テーブル２上に配置されている。Ｘ軸アクチュエータ２４は、測定テーブル２上に固定され、その上にＹ軸アクチュエータ２５が配置されている。Ｘ軸アクチュエータ２４は、Ｙ軸アクチュエータ２５をＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸アクチュエータ２５は、その上に配置された並進ステージ２０（６分力計２６及び第２固定部２１）をＹ軸方向に移動させる。以上の構成により、並進ステージ２０は、並進アクチュエータであるＸ軸アクチュエータ２４及びＹ軸アクチュエータ２５によって測定テーブル２上、つまり、第１固定位置の回転に起因する並進力が作用する二次元方向に移動する。
【００１９】
６分力計２６は、並進力検出手段と曲げモーメント検出手段を兼用している。
【００２０】
次に、物性測定装置１の制御系を説明する。図３に示すように、制御部３０には、回転ステージ１０と並進ステージ２０の各６分力計１４，２６の測定情報が入力される。制御部３０は、図４に示す測定フローに基づき回転アクチュエータ１２とＸ軸アクチュエータ２４及びＹ軸アクチュエータ２５を駆動する。
【００２１】
（被測定物の純曲げ状態における曲げ剛性測定）
次に、物性測定装置１を用いて、被測定物３の純曲げ状態における曲げ剛性の測定手順を図１、図４及び図５に基づき説明する。図１に示すように、長尺状の被測定物３をストレート状態（無負荷）で回転ステージ１０の第１固定部１１と並進ステージ２０の第２固定部２１にそれぞれ固定する。このとき、各６分力計１４，２６のＸ軸の並進力、Ｙ軸の並進力、及び、各軸回りの曲げモーメントの測定出力は、全てゼロである。
【００２２】
先ず、図５（ａ）に示すように、回転アクチュエータ１２によって回転ステージ１０を所定角度Δωだけ微小回転し、最初の測定ポイントまで回転する（ステップＳ１）。すると、第１固定位置での回転によって被測定物３が撓み変形する。第１固定位置の回転によって被測定物３に発生する並進力Ｆ（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）を２つの６分力計１４，２６のいずれか一方で測定する（ステップＳ２）。
【００２３】
次に、測定した並進力Ｆ（Ｘ軸、Ｙ軸）と閾値（判定値）を比較する（ステップＳ３）。ここで、閾値（判定値）は、各機器（回転アクチュエータ１２、Ｘ軸アクチュエータ２４等）の組付精度誤差、センサーの感度（精度）などによって測定値に多少のバラツキがある可能性があるので、誤差や精度を考慮した対応とするために設定している。閾値（判定値）の大きさは、各機器の組付精度誤差、センサーの感度（精度）に応じて適宜決定され、ゼロとしても良い。
【００２４】
ステップＳ３において、通常では測定した並進力が閾値（判定値）より大きいため、図５（ｂ）に示すように、並進力（Ｘ軸、Ｙ軸）がゼロになる方向にＸ軸アクチュエータ２４及びＹ軸アクチュエータ２５で並進ステージ２０をΔＸ方向及びΔＹ方向に移動する（ステップＳ４）。最終的には、図５（ｃ）に示すように、検出した並進力（Ｘ軸、Ｙ軸）が閾値未満（ほぼゼロ）になるようにする。
【００２５】
測定した並進力（Ｘ軸、Ｙ軸）が閾値未満になると（ステップＳ３）、２つの６分力計１４，２６のいずれか一方で曲げモーメントＭを測定する（ステップＳ５）。又、被測定物３の曲率（１／ｒ：ｒ＝曲率半径）を算出する（ステップＳ５）。
【００２６】
ここで、被測定物３の曲率（１／ｒ）は、図６において、第１固定位置に相当するＡ点と第２固定位置に相当するＢ点間の距離をＬ、回転ステージ１０の回転角度をθとすると、（１／ｒ）＝（θ／Ｌ）の演算式より算出される。
【００２７】
上記した手順による測定を予め定められた最大角度の測定ポイントまで行う（ステップＳ６）。最大角度の測定ポイントまで行えば、全ての測定ポイントの測定データ（曲げモーメント、曲率）を保存する（ステップＳ７）。これで完了する。
【００２８】
曲率（１／ｒ）及び曲げモーメント（Ｍ）と曲げ剛性（Ｅ・Ｉ）の関係式は、Ｍ＝ＥＩ・（１／ｒ）であるため、上記測定データより、各測定ポイントでの曲げ剛性（Ｅ・Ｉ）を測定できる。
【００２９】
以上より、上記物性測定装置１は、被測定物３の第１固定位置を回転し、被測定物３の第２固定位置を並進移動すると共に、第１固定位置や第２固定位置で被測定物３に作用する並進力及び曲げモーメントを検出できることから所望の力学的状態を再現でき、その際に第１固定位置や第２固定位置で作用する並進力及び曲げモーメントを測定することができる。従って、上記した測定方法では、被測定物３の純曲げ状態での曲げモーメントを曲げモーメント検出手段である６分力計１４，２６より得ることができるため、純曲げ状態での曲げ剛性を高精度に測定できる。
【００３０】
回転ステージ１０で被測定物３の第１固定位置で回転させ、第２固定位置を並進移動させることによって被測定物３を撓み状態とするので、被測定物３を大きく曲げる（０度〜約１８０度）ことができるため、大きな曲率での曲げ剛性を測定できる。
【００３１】
図７に示すように、曲率（１／ｒ）と曲げモーメント（Ｍ）の関係を特性線として示すことにより、当該特性線の傾きが曲げ剛性（Ｅ・Ｉ）であり、被測定物の曲げ剛性（Ｅ・Ｉ）の特性を知ることができる。
【００３２】
図８に示すように、上記した測定結果は、曲げ剛性の物性値テーブルとしてまとめられる。そして、被測定物３が例えばワイヤーハーネスであれば、この曲げ剛性の物性値テーブルに基づいて計算処理部３１がワイヤーハーネスの経路設計のシュミレーション計算を行う。曲げ剛性の物性値が高精度であるため、高精度な配策シュミレーションを行うことができる。
【００３３】
回転角度検出手段は、回転アクチュエータ１２がステッピングモータであれば、その駆動パルス数によって回転角度を検出するものとする。
【００３４】
前記実施形態では、並進力検出手段及び曲げモーメント検出手段は、２つの６分力計１４，２６にて構成され、２つの６分力計１４，２６のいずれか一方で並進力及び曲げモーメントを測定した。しかし、２つの６分力計１４，２６より測定される並進力及び曲げモーメントの平均値を使用すれば、より信頼性の高い測定値が得られる。並進力検出手段と曲げモーメント検出手段は、いずれか一方の６分力計１４，２６にて構成しても良い。
【００３５】
前記実施形態では、第１固定位置で被測定物３を測定ポイント角度まで回転し、その後に第２固定位置の並進移動を行っているが、測定ポイント角度への到達を待たずに回転動作に追従して第２固定位置の並進移動を行うようにしても良い。これにより、被測定物３に作用する並進力を極力小さくしつつ測定を行うことができる。
【００３６】
また、測定ポイント角度間の回転角度が大きい場合には、測定ポイント角度間の回転角度を分割し、各分割角度毎に回転と並進移動を行うようにして測定ポイント角度まで回転するようにしても良い。これにより、測定ポイント角度間の回転角度が大きい場合において、被測定物３に作用する並進力を極力小さくしつつ測定を行うことができる。
【００３７】
（被測定物に曲げモーメントが線形分布する状態での物性測定）
次に、前記物性測定装置１を使用し、被測定物３に曲げモーメントが線形分布する状態での物性測定について説明する。この測定では、６分力計１４は、被測定物３の第１固定位置に作用する並進力を検出する第１並進力検出手段と、被測定物３の第１固定位置に作用する曲げモーメントを検出する第１曲げモーメント検出手段である。６分力計２６は、被測定物３の第２固定位置に作用する並進力を検出する第２並進力検出手段と、被測定物３の第２固定位置に作用する曲げモーメントを検出する第２曲げモーメント検出手段である。
【００３８】
制御部は、図９に示す測定フローに基づき回転アクチュエータ１２とＸ軸アクチュエータ２４及びＹ軸アクチュエータ２５を駆動する。
【００３９】
次に、物性測定装置１の測定手順を図９〜図１３に基づき説明する。図１０（ａ）に示すように、長尺状の被測定物３をストレート状態（無負荷）で回転ステージ１０の第１固定部１１と並進ステージ２０の第２固定部２１にそれぞれ固定する。このとき、各６分力計１４，２６のＸ軸の並進力、Ｙ軸の並進力、及び、各軸回りの曲げモーメントの測定出力は、全てゼロである。
【００４０】
先ず、図１０（ｂ）に示すように、回転アクチュエータ１２によって回転ステージ１０を所定角度だけ微小回転すると共に、Ｘ軸アクチュエータ２４及びＹ軸アクチュエータ２５によって並進ステージ２０を所定距離だけ微小移動し、最初の測定ポイントまで移動する（ステップＳ１０）。すると、第１固定位置での回転及び第２固定位置での移動によって被測定物３が変形する。
【００４１】
次に、図１１（ａ）に示すように、並進ステージ２０側の６分力計２６によって、被測定物３の第２固定位置に作用する曲げモーメントと並進力の内の軸方向成分、すなわち軸力（被測定物３の長手方向に作用する力）を測定する（ステップＳ１１）。この測定した第２固定位置での被測定物３の曲げモーメント及び軸力と各閾値（判定値）を比較する（ステップＳ１２）。ここで、閾値（判定値）は、各機器（回転アクチュエータ１２、Ｘ軸アクチュエータ２４等）の組付精度誤差、センサーの感度（精度）などによって測定値に多少のバラツキがある可能性があるので、誤差や精度を考慮した対応とするために設定している。閾値（判定値）の大きさは、各機器の組付精度誤差、センサーの感度（精度）に応じて適宜決定され、ゼロとしても良い。
【００４２】
ステップＳ１２において、通常では測定した軸力や曲げモーメントが閾値（判定値）より大きいため、図１１（ｂ）に示すように、被測定物３の第２固定位置に作用する曲げモーメントがゼロになる方向に回転ステージ１０を回転する（ステップＳ１３）。又、図１２（ａ）に示すように、被測定物３の第２固定位置に作用する軸力がゼロになる方向に並進ステージ２０を移動する（ステップＳ１４）。最終的には、検出した並進力の内の軸方向成分、すなわち軸力と曲げモーメントが閾値未満（ほぼゼロ）になるようにする。これにより、第２固定位置で被測定物３にはその長手方向の直交方向に作用する並進力（せん断力）のみ作用し、且つ、第１固定位置で被測定物３には曲げモーメントと被測定物３の長手方向の直交方向に作用する並進力（せん断力）のみ作用する状態が再現される。
【００４３】
この状態において、回転ステージ１０側の６分力計１４で曲げモーメントと並進力を測定する（ステップＳ１５）。測定した並進力より、第１固定位置で被測定物３の長手方向の直交方向に作用する並進力（せん断力）を得る。又、この状態における回転ステージ１０と並進ステージ２０の各位置を測定し（ステップＳ１５）、初期位置に対する回転ステージ１０と並進ステージ２０の各変位を求める。最初の測定ポイントでの各測定が終了したら、図１２（ｂ）に示すように、次の測定ポイントに移動し、同様な測定を行う。
【００４４】
上記した手順による測定を予め定められた最大変位の測定ポイントまで行う（ステップＳ１６）。図１３は最大変位の測定ポイントまで移動した状態を示す。全ての測定ポイントの測定データ（曲げモーメント、並進力（せん断力）、変位）を保存する（ステップＳ１７）。これで完了する。
【００４５】
この測定では、長尺状の被測定物３の一端が回転不能に固定され、その他端が自由端で集中荷重（被測定物３の長手方向の直交方向）が作用する力学的状態が再現される。これは、工学的には荷重の作用する片持ちはり構造である。この構造は、被測定物３の曲げモーメントが線形分布する状態となる。以上より、被測定物３の曲げモーメントが線形分布する状態における高精度の測定データ（曲げモーメント、並進力（せん断力）、変位）を得ることができる。被測定物３の曲げモーメントが線形分布する状態は、ワイヤーハーネスが組み付けされる際に現れるため、ワイヤーハーネスの経路設計の高精度な配策シュミレーションに有効である。
【００４６】
（被測定物にせん断力、曲げモーメントに加え軸力が作用する状態での物性測定）
次に、前記物性測定装置１を使用し、被測定物３にせん断力、曲げモーメントに加え軸力が作用する状態での物性測定について説明する。この測定では、６分力計１４は、被測定物３の第１固定位置に作用する並進力を検出する第１並進力検出手段と、被測定物３の第１固定位置に作用する曲げモーメントを検出する第１曲げモーメント検出手段である。６分力計２６は、被測定物３の第２固定位置に作用する並進力を検出する第２並進力検出手段と、被測定物３の第２固定位置に作用する曲げモーメントを検出する第２曲げモーメント検出手段である。
【００４７】
制御部は、図１４に示す測定フローに基づき回転アクチュエータ１２とＸ軸アクチュエータ２４及びＹ軸アクチュエータ２５を駆動する。
【００４８】
次に、物性測定装置１の測定手順を図１４〜図１７に基づき説明する。図１５（ａ）に示すように、長尺状の被測定物３をストレート状態（無負荷）で回転ステージ１０の第１固定部１１と並進ステージ２０の第２固定部２１にそれぞれ固定する。このとき、各６分力計１４，２６のＸ軸の並進力、Ｙ軸の並進力、及び、各軸回りの曲げモーメントの測定出力は、全てゼロである。
【００４９】
先ず、図１５（ｂ）に示すように、Ｘ軸アクチュエータ２４及びＹ軸アクチュエータ２５によって並進ステージ２０を所定距離だけ微小移動し、最初の測定ポイントまで移動する（ステップＳ２０）。すると、被測定物３の第２固定位置に並進力が発生する。
【００５０】
次に、図１６（ａ）に示すように、並進ステージ２０側の６分力計２６によって、被測定物３の第２固定位置に作用する軸力Ｆ１（被測定物３の長手方向に作用する力）を測定する（ステップＳ２１）。被測定物３の第２固定位置に作用する軸力Ｆ１が所定の値に達したか否かをチェックする（ステップＳ２２）。被測定物３の第２固定位置に作用する軸力Ｆ１が所定の値に達していない場合には、図１６（ｂ）に示すように、軸力Ｆ１が所定の値になる方向に並進ステージ２０を移動する（ステップＳ２３）。この動作を所定の値に達するまで行う。これにより、被測定物３にせん断力、曲げモーメントに加え軸力が作用する状態が再現される。
【００５１】
この状態において、回転ステージ１０側と並進ステージ２０側の双方の６分力計１４，２６によって曲げモーメントと並進力（軸力及びせん断力）を測定する（ステップＳ２４）。又、この状態における回転ステージ１０と並進ステージ２０の各位置を測定し（ステップＳ２４）、初期位置に対する回転ステージ１０と並進ステージ２０の各変位を求める。最初の測定ポイントでの各測定が終了したら、図１７（ａ）に示すように、次の測定ポイントに移動し、同様な測定を行う。
【００５２】
上記した手順による測定を予め定められた軸力の測定ポイントまで行う（ステップＳ２５）。図１７（ｂ）は予め定められた軸力の測定ポイントまで移動した状態を示す。全ての測定ポイントの測定データ（曲げモーメント、並進力（軸力及びせん断力）、変位）を保存する（ステップＳ２６）。これで完了する。
【００５３】
この測定では、工学的には鉛直荷重を支える柱に所定の荷重が加わる力学的状態を再現される。この構造は、被測定物３にせん断力、曲げモーメントに加え軸力が作用する状態となる。以上より、被測定物３にせん断力、曲げモーメントに加え軸力が作用する状態における高精度の測定データ（曲げモーメント、並進力（せん断力）、変位）を得ることができる。
【００５４】
（その他）
並進力検出手段（第１及び第２を含む）や曲げモーメント検出手段（第１及び第２を含む）は、６分力計１４，２６以外の測定手段にて構成しても良い。
【００５５】
物性測定装置１は、２次元平面内の長尺状の被測定物３において、両端以外には荷重が作用しない場合の任意の力学的状態を再現でき、その状態の両端に作用する並進力、曲げモーメントと変位を測定できる。
【符号の説明】
【００５６】
１  物性測定装置
３  被測定物
１０  回転ステージ
１１  第１固定部
１３  回転角度検出手段
１４  ６分力計（並進力検出手段、曲げモーメント検出手段、第１並進力検出手段、第１曲げモーメント検出手段）
２０  並進ステージ
２１  第２固定部
２４  Ｘ軸アクチュエータ（並進アクチュエータ）
２５  Ｙ軸アクチュエータ（並進アクチュエータ）
２６  ６分力計（並進力検出手段、曲げモーメント検出手段、第２並進力検出手段、第２曲げモーメント検出手段）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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