(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１被締結部材（２１０）と第２被締結部材（２２０）とが締結されて構成される締結装置（２００）の歪みを検出する締結部材一体型歪み検出装置であって、
一方向に沿って延設された軸部（１２）を有し、前記軸部が、前記第１被締結部材のうちの前記第２被締結部材側と反対側の一面（２２１ａ）から前記第２被締結部材に渡って形成された孔部（２２３）に配置されると共に前記第２被締結部材に固定されることにより、前記第１被締結部材と前記第２被締結部材とを締結する締結部材（１０）と、
前記締結部材に組み付けられ、前記締結装置に発生する歪みに応じたセンサ信号を出力するセンサ部（５０）と、を備え、
前記センサ部は、前記第１被締結部材と前記第２被締結部材との締結状態に応じて変形し、圧縮した際に発熱すると共に伸張した際に吸熱する弾性変形部材（５２）と、前記弾性変形部材の変形に応じて発生する熱流束に基づいて前記センサ信号を出力する熱流束センサ部（５１）とが積層されて構成されている締結部材一体型歪み検出装置。
【請求項２】
前記熱流束センサ部は、
一面（１１０ａ）と前記一面と反対側の他面（１２０ａ）を有し、前記一面と前記他面との間を通過する熱流束に応じたセンサ信号を出力する２つの熱流束センサ（５１ａ、５１ｂ）と、
前記２つの熱流束センサの間に配置され、所定の熱容量を有する熱緩衝体（１２）と、を有し、
前記センサ部は、前記熱流束センサ部と前記弾性変形部材とが前記２つの熱流束センサと前記熱緩衝体との積層方向に沿って積層されている請求項１に記載の締結部材一体型歪み検出装置。
【請求項３】
前記締結部材は、前記軸部内に前記軸部の延設方向に沿って挿入孔（１３）が形成されており、
一面（２０ａ）および他面（２０ｂ）を有し、前記一面が前記締結部材側に向けられた状態で配置され、前記挿入孔と対応する位置に前記一面と前記他面との間を貫通する貫通孔（２１）が形成された搭載部材（２０）と、
一面（３０ａ）および他面（３０ｂ）を有し、前記搭載部材における他面側に配置され、前記挿入孔と対応する位置に前記一面と前記他面との間を貫通する貫通孔（３４）が形成された保持部材（３０）と、
一方向に沿って延設された軸部（８２）を有し、前記軸部が前記搭載部材に形成された貫通孔および前記保持部材に形成された貫通孔を通じて前記締結部材の挿入孔に挿入され、前記締結部材のうちの前記第２被締結部材と固定されている部分に固定されると共に、前記保持部材と連結される連結部材（８０）と、を備え、
前記センサ部は、前記搭載部材と前記保持部材との間に配置されており、
前記締結装置が歪んだ際、前記搭載部材が前記締結装置の歪みに応じて変位することによって前記弾性変形部材が変形する請求項１または２に記載の締結部材一体型歪み検出装置。
【請求項４】
前記締結部材は、前記軸部と共に、前記軸部の延設方向における一端側に備えられ、前記軸部が前記孔部に備えられた際に前記第１被締結部材の一面と当接する頭部（１１）を有し、
前記挿入孔は、前記頭部から前記軸部に渡って形成されており、
前記搭載部材は、前記一面が前記頭部と当接しており、
前記締結装置が歪んだ際、前記頭部が前記締結装置の歪みに応じて変位することにより、前記頭部と当接する前記搭載部材が前記頭部の変位に応じて変位することで前記弾性変形部材が変形する請求項３に記載の締結部材一体型歪み検出装置。
【請求項５】
前記保持部材には、前記弾性変形部材の圧縮量を調整する調整部材（７０）が備えられている請求項４に記載の締結部材一体型歪み検出装置。
【請求項６】
前記搭載部材は、前記締結部材の軸部が前記孔部に備えられた際、前記貫通孔内に前記連結部材の一部を収容しつつ、前記一面が前記第１被締結部材の一面に当接し、
前記センサ部は、前記弾性変形部材と前記熱流束センサ部との積層方向に沿って貫通する貫通孔（５３）が形成されており、
前記連結部材は、前記搭載部材に形成された貫通孔、前記センサ部に形成された貫通孔、および前記保持部材に形成された貫通孔を通じて前記締結部材の挿入孔に挿入され、かつ前記保持部材を前記搭載部材側に押圧することで前記弾性変形部材を圧縮しており、
前記締結装置が歪んだ際、前記搭載部材が前記締結装置の歪みに応じて変位することによって前記弾性変形部材が変形する請求項３に記載の締結部材一体型歪み検出装置。
【請求項７】
前記連結部材は、前記軸部のうちの前記第２被締結部材に固定される部分の固定具合が調整されることにより、前記弾性変形部材の圧縮量を調整する請求項６に記載の締結部材一体型歪み検出装置。
【請求項８】
第１被締結部材（２１０）と第２被締結部材（２２０）とが締結された締結装置（２００）の締結状態を診断する診断装置であって、
請求項１ないし７のいずれか１つに記載の締結部材一体型歪み検出装置と、
前記センサ信号に基づいて前記締結装置の締結状態を診断する制御部（２）と、を備え、
前記締結部材一体型歪み検出装置は、前記締結部材の軸部が前記締結装置に形成された前記孔部に配置されており、
前記制御部は、前記締結部材一体型歪み検出装置から出力される前記センサ信号と、所定の判定パラ―メータ（Ｖａ、Ｖｂ、ＤＰＸ１、ＤＰＸ２）とを比較することによって前記締結装置の前記締結状態の診断を含む異常診断を実行する診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締結装置の歪みを検出する締結部材一体型歪み検出装置およびそれを用いた診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、歪みを検出する歪み検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、この歪み検出装置は、測定対象の部材の変位を検出するセンサ部を備えて構成されている。センサ部は、変形に応じて抵抗値が変化するストレインゲージを用いて構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１３０８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、上記歪み検出装置は、第１被締結部材と第２被締結部材とが締結部によって締結された締結装置の歪みを検出する歪み検出装置として用いられる場合、第１被締結部材または第２被締結部材のいずれかに備えられる。この場合、締結装置によっては、歪み検出装置を配置するために新たな部材を用意したり、配置するための場所の形状を変更したり等する必要がある。つまり、上記歪み検出装置は、現状の締結装置に対する汎用性が低くなる可能性がある。
【０００５】
本発明は上記点に鑑み、汎用性の高い締結部材一体型歪み検出装置およびそれを用いた診断装置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】
【０００６】
上記目的を達成するための請求項１では、第１被締結部材（２１０）と第２被締結部材（２２０）とが締結されて構成される締結装置（２００）の歪みを検出する締結部材一体型歪み検出装置であって、一方向に沿って延設された軸部（１２）を有し、軸部が、第１被締結部材のうちの第２被締結部材側と反対側の一面（２２１ａ）から第２被締結部材に渡って形成された孔部（２２３）に配置されると共に第２被締結部材に固定されることにより、第１被締結部材と第２被締結部材とを締結する締結部材（１０）と、締結部材に組み付けられ、締結装置に発生する歪みに応じたセンサ信号を出力するセンサ部（５０）と、を備えている。そして、センサ部は、第１被締結部材と第２被締結部材との締結状態に応じて変形し、圧縮した際に発熱すると共に伸張した際に吸熱する弾性変形部材（５２）と、弾性変形部材の変形に応じて発生する熱流束に基づいてセンサ信号を出力する熱流束センサ部（５１）とが積層されて構成されている。
【０００７】
これによれば、締結部材とセンサ部とが組み付けられて締結部材一体型歪み検出装置が構成されている。このため、締結部材を従来の締結装置における孔部に配置されていた締結部材と外形が同じものを用いることにより、従来の締結装置の孔部に容易に配置することができる。このため、締結装置に対してセンサ部を配置する領域を特別に確保しなくてもよく、締結装置に対して特別な処理を行う必要もない。したがって、既存の締結装置に対して容易に適用することができ、汎用性の向上を図ることができる。
【０００８】
また、請求項８では、第１被締結部材（２１０）と第２被締結部材（２２０）とが締結された締結装置（２００）の締結状態を診断する診断装置であって、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の締結部材一体型歪み検出装置と、センサ信号に基づいて締結装置の締結状態を診断する制御部（２）と、を備え、締結部材一体型歪み検出装置は、締結部材の軸部が締結装置に形成された孔部に配置されており、制御部は、締結部材一体型歪み検出装置から出力されるセンサ信号と、所定の判定パラ―メータ（Ｖａ、Ｖｂ、ＤＰＸ１、ＤＰＸ２）とを比較することによって締結装置の締結状態の診断を含む異常診断を実行する。
【０００９】
このように、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の歪み検出装置を用いて診断装置を構成することもできる。また、この診断装置は、既存の締結装置に対しては、孔部に締結部材一体型歪み検出装置を配置すると共に、制御部等を用意するのみで構成される。このため、上記診断装置は、既存の締結装置に対しても容易に適用することができる。
【００１０】
なお、上記および特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態における締結部材一体型歪み検出装置の断面図である。
【図２】図１に示す締結部材一体型歪み検出装置の平面図である。
【図３】熱流束センサの構成を示す平面図である。
【図４】図３中のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】保持装置および診断装置を示す正面模式図である。
【図６】保持装置および診断装置を示す平面模式図である。
【図７】図１に示す締結部材一体型歪み検出装置を保持装置に取り付けた際の締結部材一体型歪み検出装置の近傍を示す断面図である。
【図８】保持装置におけるロッドを下方向に移動させた際の保持装置全体の状態を示す正面模式図である。
【図９】保持装置におけるロッドを下方向に移動させた際の締結部材一体型歪み検出装置近傍の状態を示す断面模式図である。
【図１０】締結部材一体型歪み検出装置の熱流束センサから出力されるセンサ信号と、閾値との関係を示す図である。
【図１１】第２実施形態におけるセンサ部を示す断面図である。
【図１２】図１１に示すセンサ部の作動を説明するための断面面である。
【図１３】第３実施形態における締結部材一体型歪み検出装置を保持装置に取り付けた際の締結部材一体型歪み検出装置の近傍を示す断面図である。
【図１４】保持装置におけるロッドを下方向に移動させた際の締結部材一体型歪み検出装置近傍の状態を示す断面模式図である。
【図１５】他の実施形態におけるセンサ信号と、閾値との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１３】
（第１実施形態）
第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。まず、本実施形態の締結部材一体型歪み検出装置（以下では、単に歪み検出装置ともいう）の構成について説明する。
【００１４】
歪み検出装置１は、図１および図２に示されるように、締結部材１０、搭載部材２０、保持部材３０、補助連結部材４０、センサ部５０、当て部材６０、調整部材７０、連結部材８０、セットビス９０等を有する構成とされている。なお、図１は、図２中のI−I断面に相当している。
【００１５】
締結部材１０は、ステンレス等の金属部材で構成されたボルトで構成され、後述する２つの被締結部材を締結するものである。締結部材１０は、頭部１１および頭部１１から一方向に延設された軸部１２を有し、軸部１２における頭部１１側と反対側の外周壁面にネジ溝１２ａが形成されている。
【００１６】
また、締結部材１０には、頭部１１から軸部１２に渡って挿入孔１３が形成されている。具体的には、挿入孔１３は、頭部１１側に形成された第１挿入孔１３ａと、頭部１１側と反対側に形成された第２挿入孔１３ｂとが連通することで構成されている。より詳しくは、第１挿入孔１３ａは、対向する側面の間隔が後述する連結部材８０の軸部８２における延設方向と直交する方向の寸法（以下では、単に軸部８２の寸法ともいう）より大きくされている。第２挿入孔１３ｂは、第１挿入孔１３ａより対向する側面の間隔が狭くされ、後述する連結部材８０の軸部８２の寸法とほぼ同じとされている。また、第１挿入孔１３ａおよび第２挿入孔１３ｂは、互いの中心軸線が一致するように形成されている。そして、挿入孔１３には、第２挿入孔１３ｂの内周壁面にネジ溝１３ｃが形成されている。
【００１７】
なお、連結部材８０の軸部８２における延設方向と交差する方向の寸法とは、軸部８２が円柱状の場合には径方向の長さとなる。また、以下では、締結部材１０において、後述する被締結部材に固定される部分を固定部１０ａともいい、固定部１０ａと頭部１１との間の部分を中間部１０ｂともいう。本実施形態では、締結部材１０は、軸部１２のうちの外周壁面にネジ溝１２ａが形成された部分が被締結部材に固定されるため、当該部分が固定部１０ａとなる。
【００１８】
搭載部材２０は、ステンレス等の金属で構成された平板状とされ、一面２０ａおよび当該一面２０ａと反対側の他面２０ｂを有している。そして、搭載部材２０は、一面２０ａの一部が締結部材１０の頭部１１と当接するように配置されている。つまり、搭載部材２０は、一面２０ａが締結部材１０側に向けられて配置されている。また、搭載部材２０は、一面２０ａと他面２０ｂとの間を貫通する第１貫通孔２１および第２貫通孔２２が形成されている。具体的には、第１貫通孔２１は、締結部材１０に形成された挿入孔１３と対応する位置に形成されている。つまり、第１貫通孔２１は、締結部材１０に形成された挿入孔１３と連通するように形成されている。第２貫通孔２２は、締結部材１０の頭部１１と当接する部分と異なる部分に形成されている。本実施形態では、第２貫通孔２２は、搭載部材２０における外縁部に形成されている。
【００１９】
なお、搭載部材２０における第１貫通孔２１は、対向する側面の間隔が後述する連結部材８０における軸部８２の寸法より僅かに大きくされている。また、搭載部材２０における第２貫通孔２２は、対向する側面の間隔が後述する補助連結部材４０の軸部４２における延設方向と直交する方向の寸法（以下では、単に軸部４２の寸法ともいう）より僅かに大きくされている。つまり、搭載部材２０は、後述する連結部材８０の軸部８２および補助連結部材４０の軸部４２に沿って変位可能とされている。なお、補助連結部材４０の軸部４２における延設方向と交差する方向の寸法とは、軸部４２が円柱状の場合には径方向の長さとなる。
【００２０】
保持部材３０は、ステンレス等の金属で構成されたブロック状とされ、一面３０ａ、当該一面３０ａと反対側の他面３０ｂ、および一面３０ａと他面３０ｂとの間を繋ぐ側面３０ｃを有している。そして、保持部材３０は、一面３０ａが搭載部材２０の他面２０ｂと対向するように配置されている。
【００２１】
保持部材３０は、一面３０ａ側に第１凹部３１が形成され、他面３０ｂ側のうちの第１凹部３１と対応する部分と異なる部分に第２凹部３２が形成されている。より詳しくは、第２凹部３２は、保持部材３０の他面３０ｂのうちの搭載部材２０を挟んで締結部材１０と対応する部分に形成されている。第１凹部３１は、保持部材３０の一面３０ａのうちの搭載部材２０を挟んで締結部材１０と対応する部分と異なる部分に形成されている。
【００２２】
なお、本実施形態における保持部材３０の一面３０ａとは、搭載部材２０側の面を意味している。このため、一面３０ａとは、第１凹部３１の底面や側面等も含む面である。また、本実施形態における保持部材３０の他面３０ｂとは、搭載部材２０側と反対側の面を意味している。このため、他面３０ｂとは、第２凹部３２の底面や側面等も含む面である。
【００２３】
そして、保持部材３０は、第１凹部３１の底面と他面３０ｂとの間を貫通する第１貫通孔３３、および第２凹部３２の底面と一面３０ａとの間を貫通する第２貫通孔３４が形成されている。つまり、保持部材３０は、一面３０ａと他面３０ｂとの間を貫通する第１貫通孔３３および第２貫通孔３４が形成されている。また、第２貫通孔３４は、搭載部材２０に形成された第１貫通孔２１と対応する位置に形成されている。つまり、第２貫通孔３４は、締結部材１０に形成された挿入孔１３および搭載部材２０に形成された第１貫通孔２１と連通するように形成されている。
【００２４】
さらに、保持部材３０は、側面３０ｃ側から形成されて第２貫通孔３４と交差する第１挿入孔３５が形成されている。また、保持部材３０には、搭載部材２０に形成された第２貫通孔２２と対応する位置に第２挿入孔３６が形成されている。そして、第１貫通孔３３および第２挿入孔３６の内壁面には、それぞれネジ溝３３ａ、３６ａが形成されている。
【００２５】
補助連結部材４０は、例えば、ステンレス等の金属で構成されたボルトで構成され、頭部４１および軸部４２を有している。補助連結部材４０は、軸部４２のうちの頭部４１側と反対側にネジ溝４２ａが形成されている。そして、補助連結部材４０は、搭載部材２０に形成された第２貫通孔２２を通じて保持部材３０に形成された第２挿入孔３６に挿入され、第２挿入孔３６に形成されたネジ溝３６ａとネジ結合されることにより、搭載部材２０と保持部材３０とを連結している。
【００２６】
なお、補助連結部材４０は、搭載部材２０と保持部材３０とが所定距離だけ離れ、初期状態において当接しないように、搭載部材２０と保持部材３０とを連結している。言い換えると、補助連結部材４０は、搭載部材２０が保持部材３０側に変位可能となる状態で搭載部材２０と保持部材３０とを連結している。
【００２７】
センサ部５０および当て部材６０は、搭載部材２０と保持部材３０との間に配置されている。具体的には、センサ部５０および当て部材６０は、搭載部材２０の他面２０ｂと保持部材３０における第１凹部３１との間の空間に積層されて配置されている。より詳しくは、センサ部５０は、搭載部材２０側から熱流束センサ５１と弾性変形部材５２とが順に積層されて構成されている。そして、当て部材６０は、弾性変形部材５２上に配置されている。なお、本実施形態では、熱流束センサ５１が熱流束センサ部に相当している。
【００２８】
ここで、センサ部５０の構成および基本的な作動について説明する。まず、本実施形態の熱流束センサ５１の構成について、図３および図４を参照しつつ説明する。なお、図３では、後述する表面保護部材１１０を省略して示してある。
【００２９】
熱流束センサ５１は、図３および図４に示されるように、絶縁基材１００、表面保護部材１１０、裏面保護部材１２０が一体化され、この一体化されたものの内部で第１、第２層間接続部材１３０、１４０が交互に直列に接続された構造とされている。絶縁基材１００、表面保護部材１１０、裏面保護部材１２０は、フィルム状であって、熱可塑性樹脂等の可撓性を有する樹脂材料で構成されている。
【００３０】
絶縁基材１００は、その厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホール１０１、１０２が形成されている。そして、第１、第２ビアホール１０１、１０２には、互いに異なる金属や半導体等の熱電材料で構成された第１、第２層間接続部材１３０、１４０が埋め込まれている。
【００３１】
絶縁基材１００の表面１００ａには、表面導体パターン１１１が形成されている。絶縁基材１００の裏面１００ｂには、裏面導体パターン１２１が形成されている。そして、各第１、第２層間接続部材１３０、１４０は、表面導体パターン１１１および裏面導体パターン１２１によって直列に接続されている。つまり、熱流束センサ５１は、絶縁基材１００の表面１００ａに配置された表面導体パターン１１１によって第１、第２層間接続部材１３０、１４０の一方の接続部が構成されている。また、熱流束センサ５１は、絶縁基材１００の裏面１００ｂに配置された裏面導体パターン１２１によって第１、第２層間接続部材１３０、１４０の他方の接続部が構成されている。
【００３２】
そして、熱流束センサ５１は、厚さ方向に熱流束が通過すると、第１、第２層間接続部材１３０、１４０の一方の接続部と他方の接続部との間に温度差が生じる。これにより、熱流束センサ５１は、ゼーベック効果によって第１、第２層間接続部材１３０、１４０に熱起電力が発生する。このため、熱流束センサ５１は、この熱起電力（例えば、電圧）をセンサ信号として出力する。なお、熱流束は、単位時間に単位面積を横切る熱量であり、単位にはＷ／ｍ２が用いられる。
【００３３】
以下では、熱流束センサ５１において、表面保護部材１１０における絶縁基材１００側と反対側の面を一面１１０ａとし、裏面保護部材１２０における絶縁基材１００側と反対側の面を他面１２０ａとして説明する。
【００３４】
また、本実施形態の熱流束センサ５１は、他面１２０ａから一面１１０ａ側に向かって熱流束が通過した際、正のセンサ信号を出力するように構成されている。つまり、本実施形態の熱流束センサ５１は、一面１１０ａから他面１２０ａに向かって熱流束が通過した際、負のセンサ信号を出力するように構成されている。以上が本実施形態における熱流束センサ５１の構成である。
【００３５】
そして、熱流束センサ５１は、一面１１０ａが搭載部材２０の他面２０ｂと当接し、他面１１０ｂが弾性変形部材５２と当接するように、搭載部材２０上に配置されている。
【００３６】
弾性変形部材５２は、例えば、ゴム、樹脂、弾性変形可能な金属材料等であって、圧縮した際に発熱すると共に伸張した際に吸熱する材料を用いて構成されている。なお、弾性変形可能な金属としては、例えば、はんだやアルミニウム（Ａｌ）等が採用される。
【００３７】
次に、上記センサ部５０の作動について説明する。弾性変形部材５２は、圧縮すると発熱し、復元すると吸熱する。このため、熱流束センサ５１には、弾性変形部材５２が変形すると、弾性変形部材５２の変形に応じた熱流束が厚さ方向に通過する。なお、以下では、弾性変形部材５２が復元することを弾性変形部材５２が伸張するともいう。
【００３８】
本実施形態では、熱流束センサ５１は、一面１１０ａが搭載部材２０の他面２０ｂと当接するように配置され、他面１１０ｂが弾性変形部材５２と当接するように配置されている。このため、弾性変形部材５２が圧縮すると当該弾性変形部材５２が発熱するため、熱流束センサ５１には、他面１１０ｂから一面１１０ａへ向かう熱流束が発生する。したがって、熱流束センサ５１は、弾性変形部材５２が圧縮すると熱流束に応じた正の値のセンサ信号を出力する。
【００３９】
また、弾性変形部材５２が伸張すると当該弾性変形部材５２が吸熱するため、熱流束センサ５１には、一面１１０ａから他面１１０ｂへ向かう熱流束が発生する。したがって、熱流束センサ５１は、弾性変形部材５２が伸張すると熱流束に応じた負の値のセンサ信号を出力する。
【００４０】
なお、弾性変形部材５２は、圧縮することで発熱して温度が高くなるが、弾性変形部材５２が圧縮したことに起因する熱流束の大きさは、弾性変形部材５２の単位時間当たりの温度変化に比例する。つまり、弾性変形部材５２が圧縮したことに起因する熱流束の大きさは、弾性変形部材５２の圧縮量および変形速度に依存する。そして、熱流束センサ５１は、通過する熱流束に応じたセンサ信号を出力する。つまり、熱流束センサ５１は、弾性変形部材５２が圧縮する場合、弾性変形部材５２の単位時間当たりの圧縮量に基づいたセンサ信号を出力する。同様に、熱流束センサ５１は、弾性変形部材５２が伸張する場合、弾性変形部材５２の単位時間当たりの伸張量に基づいたセンサ信号を出力する。
【００４１】
また、熱流束の大きさは、弾性変形部材５２の単位時間当たりの発熱量または吸熱量が大きいほど大きくなる。つまり、熱流束の大きさは、弾性変形部材５２の単位時間当たりの変形量が大きいほど大きくなる。このため、センサ信号の大きさ（すなわち、絶対値）に基づき、弾性変形部材５２に影響している力の大きさも検出される。
【００４２】
但し、熱流束センサ５１は、通過する熱流束に応じたセンサ信号を出力するため、熱流束が通過していなければセンサ信号としての値は０となる。例えば、弾性変形部材５２が圧縮される場合には、弾性変形部材５２の圧縮が維持され続けると、弾性変形部材５２と搭載部材２０との間の温度差が小さくなり、熱流束センサ５１を通過する熱流束が小さくなる。そして、最終的には、熱流束センサ５１を通過する熱流束が存在しなくなり、センサ信号が０となる。このため、本実施形態では、後述するように、弾性変形部材５２は、初期状態として所定量圧縮された状態とされるが、所定期間経過後には、センサ信号が０となる。したがって、本実施形態のセンサ部５０は、特にオフセット調整を行う必要がない。
【００４３】
さらに、例えば、弾性変形部材５２が圧縮する場合、熱流束センサ５１から出力されるセンサ信号は、弾性変形部材５２が圧縮されてから所定期間後にピーク値となり、その後は徐々に小さくなる。したがって、弾性変形部材５２に影響する力の大きさを検出する場合には、例えば、センサ信号のピーク値を用いて算出される。
【００４４】
以上が本実施形態におけるセンサ部５０の作動である。
【００４５】
当て部材６０は、図１に示されるように、ステンレス等の金属で構成された平板状とされ、弾性変形部材５２上に配置されている。また、当て部材６０は、本実施形態では、熱流束センサ５１および弾性変形部材５２と同じ平面形状であって、同じ大きさとされている。なお、この当て部材６０は、必ずしも必要なものではないが、調整部材７０から弾性変形部材５２の各部分に印加される力が均等になるように備えられている。また、この当て部材６０は、後述するように、搭載部材２０が保持部材３０側に変位した際に弾性変形部材５２の各部分に印加される力が均等になるように備えられている。
【００４６】
調整部材７０は、例えば、ステンレス等の金属で構成されたボルトで構成され、頭部７１および軸部７２を有している。調整部材７０は、軸部７２のうちの頭部７１側と反対側にネジ溝７２ａが形成されている。そして、調整部材７０は、保持部材３０に形成された第１貫通孔３３を通じて軸部７２の先端部が当て部材６０と当接するように配置され、弾性変形部材５２が所定圧縮量となるように締め具合が調整されている。つまり、弾性変形部材５２は、初期状態では、調整部材７０によって圧縮量が調整されている。
【００４７】
連結部材８０は、ステンレス等の金属で構成されたボルトで構成され、頭部８１および軸部８２を有している。そして、連結部材８０は、軸部８２のうちの頭部８１側と反対側にネジ溝８２ａが形成されている。
【００４８】
連結部材８０は、保持部材３０に形成された第２貫通孔３４および搭載部材２０に形成された第１貫通孔２１を通じて締結部材１０の挿入孔１３に挿入されている。そして、連結部材８０は、挿入孔１３に形成されたネジ溝１３ｃと軸部８２に形成されたネジ溝８２ａとがネジ結合されることにより、締結部材１０に固定されている。また、連結部材８０は、頭部８１が保持部材３０の第２凹部３２の底面に当接した状態で締結部材１０に締結されている。なお、上記のように、第１挿入孔１３ａは、対向する側面の間隔が軸部８２の寸法より大きくされている。このため、軸部８２は、第１挿入孔１３ａの内周壁面とは離れた状態で締結部材１０に固定されている。
【００４９】
また、連結部材８０は、軸部８２に当該軸部８２の延設方向と交差する方向に貫通孔８３が形成されている。この貫通孔８３は、連結部材８０が保持部材３０に形成された第２貫通孔３４、搭載部材２０に形成された第１貫通孔２１を通じて締結部材１０の挿入孔１３に挿入された際、保持部材３０に形成された第１挿入孔３５と連通する位置に形成されている。また、貫通孔８３には、内壁面にネジ溝が形成されている。
【００５０】
セットビス９０は、ネジ溝を有するボルト等で構成され、保持部材３０に形成された第１挿入孔３５を通じて連結部材８０に形成された貫通孔８３に挿入されている。そして、セットビス９０は、連結部材８０に形成されたネジ溝とネジ結合されている。これにより、連結部材８０が保持部材３０と一体化された状態となる。つまり、保持部材３０は、連結部材８０を介して締結部材１０に固定された状態となる。
【００５１】
以上が本実施形態における歪み検出装置１の構成である。そして、このような歪み検出装置１は、第１被締結部材と第２締結部材とが締結されて構成される締結装置の締結部として用いられつつ、締結装置に発生する歪みを検出するのに用いられる。
【００５２】
次に、上記歪み検出装置１を用いて締結装置の締結状態を診断する診断装置を構成した例について説明する。まず、本実施形態の締結装置の構成について、図５および図６を参照しつつ説明する。なお、以下では、締結装置として、被対象物を把持、開放する保持装置２００を例に挙げて説明する。
【００５３】
保持装置２００は、図５および図６に示されるように、取付ベース部２１０、ロボットベース部２２０、締結部２３０を有している。また、保持装置２００は、第１モータ２４０、第１可動ケーシング２５０、第２モータ２６０、第２可動ケーシング２７０、ロッド２８０、リニアアクチュエータ２９０、手先部３００等を有している。
【００５４】
取付ベース部２１０は、設置ベース板２１１、支柱２１２、および取付ベース板２１３等を有し、設置ベース板２１１と取付ベース板２１３とが支柱２１２によって一体化された構成とされている。そして、設置ベース板２１１は、図示しないボルト等で構成される締結部により、図示しない設備ベース板等に締結されて固定されている。なお、本実施形態では、取付ベース部２１０が第２被締結部材に相当している。
【００５５】
また、取付ベース板２１３には、設置ベース板２１１と反対側の一面２１３ａに挿入孔２１４が形成されている。本実施形態では、取付ベース板２１３が平面略矩形状とされており、挿入孔２１４は、取付ベース板２１３の一面２１３ａにおける外縁の各角部に４つ形成されている。また、挿入孔２１４には、内壁面にボルトに形成されたネジ溝と結合可能なネジ溝２１４ａが形成されている。
【００５６】
ロボットベース部２２０は、略円柱状とされていると共に一端部側に取付フランジ部２２１を有している。そして、ロボットベース部２２０は、取付フランジ部２２１が取付ベース部２１０に締結部２３０等によって固定されている。なお、本実施形態では、ロボットベース部２２０が第１被締結部材に相当している。
【００５７】
具体的には、取付フランジ部２２１は、取付ベース板２１３とほぼ同じ大きさの平面略矩形状とされており、挿入孔２１４に対応する外縁の各角部に挿入孔２１４と連通する貫通孔２２２が形成されている。以下では、挿入孔２１４と貫通孔２２２とを纏めて孔部２２３ともいう。つまり、第１被締結部材に相当するロボットベース部２２０の一面２２１ａから第２被締結部材に相当する取付ベース部２１０に渡る孔部２２３が形成されているといえる。
【００５８】
締結部２３０は、ネジ溝を有するボルトを用いて構成されている。そして、締結部２３０は、取付フランジ部２２１に形成された貫通孔２２２を通じて挿入孔２１４に挿入され、挿入孔２１４に形成されたネジ溝２１４ａとネジ結合されることにより、取付フランジ部２２１を取付ベース板２１３に締結している。つまり、締結部２３０は、孔部２２３に配置されてロボットベース部２２０と取付ベース部２１０とを締結している。本実施形態では、孔部２２３が４つ形成されているが、孔部２２３の３つに締結部２３０が配置されている。
【００５９】
そして、１つの孔部２２３には、上記歪み検出装置１における締結部材１０が配置されている。具体的には、図７に示されるように、歪み検出装置１は、締結部材１０が取付フランジ部２２１に形成された貫通孔２２２を通じて挿入孔２１４に挿入されている。そして、歪み検出装置１は、挿入孔２１４に形成されたネジ溝２１４ａと締結部材１０の軸部１２に形成されたネジ溝１２ａとがネジ結合されるように配置されている。また、歪み検出装置１は、締結部材１０における頭部１１が取付フランジ部２２１の一面２２１ａに当接するように、配置されている。
【００６０】
なお、本実施形態では、歪み検出装置１は、後述するロッド２８０が所定位置において上下方向に可動した際に最も力が印加され易い孔部２２３に配置されている。つまり、歪み検出装置１は、後述するロッド２８０が所定位置において上下方向に可動した際に取付フランジ部２２１に発生する歪みが最も大きくなり易い孔部２２３に配置されている。具体的には、歪み検出装置１は、４つの孔部２２３のうちのロッド２８０が可動する位置から最も離れた孔部２２３に配置されている。
【００６１】
また、歪み検出装置１における締結部材１０は、締結部２３０と外形が同じボルトを用いて構成され、当該ボルトに挿入孔１３等が形成されて構成されている。このため、４つの孔部２２３は、互いに同じ形状とされている。つまり、本実施形態では、元々４つの締結部２３０で締結されていた保持装置２００において、１つの締結部２３０を本実施形態の歪み検出装置１に置き換えているともいえる。
【００６２】
保持装置２００の説明に戻り、第１モータ２４０は、図５および図６に示されるように、ロボットベース部２２０のうちの取付フランジ部２２１が形成される一端部側と反対側の他端部側に固定されている。第１モータ２４０は、図示しない駆動用制御部からの電気信号である制御信号に従って作動することで回転動力を発生するアクチュエータとして機能する。そして、本実施形態では、第１モータ２４０は、作動すると当該第１モータ２４０の出力軸が軸Ｘ１を中心に回転する。
【００６３】
第１可動ケーシング２５０は、長手方向を有する板状とされており、一端部側が第１モータ２４０の出力軸に固定されている。このため、第１可動ケーシング２５０は、第１モータ２４０が作動すると、軸Ｘ１を中心に回転する。
【００６４】
第２モータ２６０は、第１可動ケーシング２５０における他端部側に固定されている。第２モータ２６０は、図示しない駆動用制御部からの電気信号である制御信号に従って作動することで回転動力を発生させるアクチュエータとして機能する。そして、本実施形態では、第２モータ２６０は、作動すると当該第２モータ２６０の出力軸が軸Ｘ２を中心に回転する。
【００６５】
第２可動ケーシング２７０は、長手方向を有する平板状とされており、一端部側が第２モータ２６０に固定されている。このため、第２可動ケーシング２７０は、第２モータ２６０が作動すると、軸Ｘ２を中心に回転する。
【００６６】
ロッド２８０は、棒状の部材であり、第２可動ケーシング２７０を貫通するように第２可動ケーシング２７０に備えられている。
【００６７】
リニアアクチュエータ２９０は、第２可動ケーシング２７０内に収納され、ロッド２８０と連結されている。そして、リニアアクチュエータ２９０は、図示しない駆動用制御部から電気信号である制御信号に従って作動することで直線的に移動する動力を発生させるアクチュエータとして機能する。このため、本実施形態では、リニアアクチュエータ２９０が作動すると、ロッド２８０がリニアアクチュエータ２９０によって駆動されて第２可動ケーシング２７０に対して上下方向に移動する。
【００６８】
手先部３００は、ロッド２８０のうちの第２可動ケーシング２７０よりも下側の端部に取り付けられており、チャックアクチュエータ３０１およびチャック３０２等を有している。
【００６９】
チャックアクチュエータ３０１は、図示しない駆動用制御部からの電気信号である制御信号に従って作動することにより、チャック３０２を駆動するアクチュエータとして機能する。そして、チャックアクチュエータ３０１は、チャック３０２の開閉が切り替えられるようにチャック３０２を駆動する。
【００７０】
チャック３０２は、チャックアクチュエータ３０１によって駆動されることで開閉する部材である。チャック３０２は、閉じることで被対象物を把持し、開くことで被対象物を解放する。
【００７１】
以上が本実施形態における保持装置２００の構成である。そして、保持装置２００は、第１モータ２４０が作動すると、第１可動ケーシング２５０、第２可動ケーシング２７０、ロッド２８０、リニアアクチュエータ２９０、および手先部３００が、全体として、軸Ｘ１を中心に回転する。また、保持装置２００は、第２モータ２６０が作動すると、第２可動ケーシング２７０、ロッド２８０、リニアアクチュエータ２９０、および手先部３００が、全体として軸Ｘ２を中心に回転する。なお、取付ベース部２１０、ロボットベース部２２０は回転せず停止したままである。そして、保持装置２００は、リニアアクチュエータ２９０が作動すると、ロッド２８０および手先部３００が、全体として、上下方向に移動する。
【００７２】
次に、保持装置２００における取付フランジ部２２１（すなわち、ロボットベース部２２０）と取付ベース板２１３（すなわち、取付ベース部２１０）との締結状態を診断する診断装置４００について説明する。
【００７３】
本実施形態の診断装置４００は、図５および図６に示されるように、上記歪み検出装置１と、制御部２と、表示部３とを備えた構成とされている。
【００７４】
制御部２は、ＣＰＵ（Central Processing Unitの略）、ＲＡＭ（Random Access Memoryの略）、ＲＯＭ（Read Only Memoryの略）、フラッシュメモリ等を有している。そして、制御部２は、ＣＰＵがＲＯＭ、フラッシュメモリに記憶されたプログラムを実行し、その実行の際にＲＡＭを作業領域として使用する。制御部２は、このようなＣＰＵの作動によってプログラムに記述された機能を実現する。なお、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリは、非遷移的実体的記憶媒体である。
【００７５】
具体的には、制御部２は、熱流束センサ５１と配線部材等を介して接続されており、熱流束センサ５１からセンサ信号が入力される。そして、制御部２は、入力されるセンサ信号に基づき、保持装置２００の締結状態および歪み検出装置１の固定状態を診断する。
【００７６】
詳しくは、制御部２は、後述するように、センサ信号と第１閾値Ｖａとを比較し、センサ信号が第１閾値Ｖａ以上であると判定すると保持装置２００の締結状態が異常であると判定する。また、制御部２は、後述するように、センサ信号と第２閾値Ｖｂとを比較し、センサ信号が第２閾値Ｖｂ以下であると判定すると、歪み検出装置１の固定状態が異常であると判定する。そして、制御部２は、保持装置２００の締結状態が異常であると判定した場合、または歪み検出装置１の固定状態が異常であると判定した場合には、表示部３に異常制御信号を出力する。なお、本実施形態では、第１閾値Ｖａおよび第２閾値Ｖｂが判定パラメータに相当する。
【００７７】
表示部３は、報知部を構成するものであり、液晶ディスプレイ等で構成されている。そして、表示部３は、制御部２から異常制御信号が入力されると、異常制御信号に応じた映像等を表示する。
【００７８】
次に、診断装置４００の制御部２が実行する作動について説明する。なお、以下では、保持装置２００の手先部３００が所定位置において上下方向に移動して被対象物を把持して解放する例について説明する。なお、ここでの所定位置とは、ロッド２８０と４つの孔部２２３との間隔において、歪み検出装置１が配置されている孔部２２３がロッド２８０から最も離れた位置となる位置のことである。
【００７９】
図８に示されるように、保持装置２００は、手先部３００を下降させるためにロッド２８０が下降すると重心位置が変化する。そして、取付フランジ部２２１のうちのロッド２８０側と反対側の部分は、大きな外力（すなわち、モーメント）が印加されて取付ベース板２１３から浮き上がった状態となる。なお、図８は、取付フランジ部２２１が浮き上がった様子を誇張して示してあるが、実際は、取付フランジ部２２１のうちのロッド２８０側と反対側の部分は取付ベース板２１３から数μｍ程度の浮きあがった状態となる。
【００８０】
この場合、図９に示されるように、歪み検出装置１では、締結部材１０の頭部１１が取付フランジ部２２１と当接しているため、取付フランジ部２２１が変位すると、中間部１０ｂが弾性変形して延びることで頭部１１も変位する。そして、搭載部材２０は、連結部材８０および補助連結部材４０に沿って変位可能とされているため、頭部１１が変位することによって搭載部材２０も変位する。つまり、搭載部材２０は、保持部材３０側に変位する。言い換えると、搭載部材２０は、上昇する。この際、連結部材８０は、締結部材１０のうちの固定部１０ａに固定されており、中間部１０ｂとは離れた状態で配置されているため、中間部１０ｂが変位しても変位しない。また、保持部材３０は、連結部材８０に連結されているために変位しない。
【００８１】
したがって、歪み検出装置１では、搭載部材２０と保持部材３０との間隔が狭くなり、弾性変形部材５２が圧縮されて弾性変形部材５２が発熱する。これにより、熱流束センサ５１は、他面１２０ａ側から一面１１０ａ側に向かって熱流束ＨＦが通過するため、熱流束ＨＦに応じた正のセンサ信号を出力する。つまり、歪み検出装置１は、印加される外力に応じた正のセンサ信号を出力する。
【００８２】
また、特に図示しないが、保持装置２００は、手先部３００を上昇させるためにロッド２８０が上昇すると重心位置が変化する。つまり、保持装置２００は、手先部３００を上昇させるためにロッド２８０が上昇すると、重心位置が元の位置に戻る。そして、取付フランジ部２２１のうちのロッド２８０側と反対側の部分は、印加されていた外力が解放されて取付ベース板２１３側に向かって変位する。
【００８３】
この場合、歪み検出装置１では、頭部１１を変位させる外力が無くなるため、頭部１１も取付フランジ部２２１と同様に変位し、搭載部材２０も変位する。つまり、搭載部材２０は、下降する。このため、歪み検出装置１では、搭載部材２０と保持部材３０との間隔が広くなり、弾性変形部材５２が伸張して弾性変形部材５２が吸熱する。これにより、熱流束センサ５１は、一面１１０ａ側から他面１２０ａ側に向かう熱流束ＨＦが発生し、熱流束ＨＦに応じた負のセンサ信号を出力する。つまり、歪み検出装置１は、解放された外力に応じた負のセンサ信号を出力する。すなわち、本実施形態の歪み検出装置１は、保持装置２００の歪みに応じたセンサ信号を出力する。
【００８４】
そして、制御部２は、センサ信号と閾値とを比較して異常診断を行う。具体的には、保持装置２００は、ロッド２８０が下降した際、締結部２３０の少なくともいずれか１つが緩んでいると、他の締結部２３０および歪み検出装置１に印加される外力が大きくなる。このため、歪み検出装置１では、弾性変形部材５２の単位時間当たりの変形量が大きくなり、熱流束センサ５１から出力されるセンサ信号が大きくなる。
【００８５】
また、保持装置２００は、ロッド２８０が下降した際、歪み検出装置１の締結部材１０が緩んでいると、歪み検出装置１に印加される外力が小さくなる。このため、歪み検出装置１では、弾性変形部材５２の単位時間当たりの変形量が小さくなり、熱流束センサ５１から出力されるセンサ信号が小さくなる。
【００８６】
したがって、本実施形態では、図１０に示されるように、第１閾値Ｖａおよび第２閾値Ｖｂが設定されている。そして、制御部２は、センサ信号が第１閾値Ｖａよりも大きいか否かを判定し、センサ信号が第１閾値Ｖａよりも大きいと判定した場合には、例えば、表示部３に、締結部２３０が緩んでいる可能性があることを表示させるための異常制御信号を出力する。これにより、作業者は、保持装置２００の締結状態に異常が発生していることを認識でき、締結部２３０を締め直す等の必要な措置を実行することができる。
【００８７】
また、制御部２は、例えば、時点Ｔ１から時点Ｔ２の間の所定期間において、センサ信号が第２閾値Ｖｂよりも大きくなることがあるか否かを判定する。そして、制御部２は、所定期間においてセンサ信号が第２閾値Ｖｂよりも大きくなることがないと判定した場合には、表示部３に、歪み検出装置１の締結部材１０が緩んでいる可能性があることを表示させるための異常制御信号を出力する。これにより、作業者は、歪み検出装置１の締結部材１０が緩んでいることを認識でき、締結部材１０を締め直す等の必要な措置を実行できる。
【００８８】
なお、時点Ｔ１から時点Ｔ２の期間は、例えば、保持装置２００が被対象物を保持するための動作を開始してから被対象物を解放して元の状態に戻るまでの１サイクルの期間とされる。また、本実施形態では、第１閾値Ｖａは、歪み検出装置１が保持装置２００に備えられた後、保持装置２００の締結状態が正常状態である際に得られるセンサ信号に基づいて設定される。歪み検出装置１が保持装置２００に備えられた後の弾性変形部材５２の圧縮量に基づいて第１閾値Ｖａが設定されることにより、さらに高精度な検出を行うことができるためである。同様に、第２閾値Ｖｂは、歪み検出装置１が保持装置２００に備えられた後、当該歪み検出装置１が保持装置２００に正常に固定されている際に得られるセンサ信号に基づいて設定される。歪み検出装置１が保持装置２００に備えられた後の弾性変形部材５２の圧縮量に基づいて第２閾値Ｖｂが設定されることにより、さらに高精度な検出を行うことができるためである。
【００８９】
但し、本実施形態では、調整部材７０により、歪み検出装置１を保持装置２００に取り付けた後でも弾性変形部材５２の圧縮量を調整できる。このため、第１閾値Ｖａおよび第２閾値Ｖｂを予め設定するようにしてもよい。そして、弾性変形部材５２は、設定された第１閾値Ｖａおよび第２閾値Ｖｂに基づいて異常判定が行えるように、歪み検出装置１が保持装置２００に取り付られた後に調整部材７０によって圧縮量が調整されるようにしてもよい。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態では、締結部材１０とセンサ部５０とを一体化して歪み検出装置１を構成している。このため、従来の保持装置２００における締結部２３０と同様の材料を用いて締結部材１０を構成することにより、従来の保持装置２００における締結部２３０が配置されていた部分に容易に歪み検出装置１を配置することができる。つまり、本実施形態の歪み検出装置１は、既存の保持装置２００に対して容易に適用することができ、汎用性の向上を図ることができる。
【００９１】
また、歪み検出装置１は、締結部材１０とセンサ部５０とが一体化されて構成されているため、保持装置２００に対してセンサ部５０を配置する領域を特別に確保しなくてもよい。このため、設置スペースの削減を図ることができると共に、保持装置２００に対して特別な処理を行う必要もない。なお、一般的な保持装置２００であれば、締結部２３０を締結させるためにレンチ等の工具を挿入させるためのスペースが設けられているため、本実施形態のセンサ部５０を備えるために必要なスペースを用意する必要もない。
【００９２】
また、歪み検出装置１は、調整部材７０によって弾性変形部材５２の圧縮量を調整できるようになっている。このため、弾性変形部材５２の圧縮量を容易に調整でき、検出感度を容易に変更できる。
【００９３】
さらに、歪み検出装置１では、センサ部５０は、搭載部材２０の他面２０ｂと保持部材３０における第１凹部３１との間の空間に配置されている。そして、搭載部材２０および保持部材３０は、ステンレス等の金属で構成されており、所定の熱容量を有している。このため、センサ部５０は、搭載部材２０および保持部材３０の熱の放出、蓄積により、外部の温度変化に伴って急峻に温度が変化することが抑制される。したがって、センサ部５０は、外部の温度変化の影響を低減したセンサ信号を出力できる。
【００９４】
そして、本実施形態のように、歪み検出装置１を用いて診断装置４００を構成することにより、容易に保持装置２００の締結状態を診断することができる。なお、本実施形態では、保持装置２００の締結状態を診断する診断装置４００について説明した。しかしながら、本実施形態は、診断装置４００を有する保持装置２００と捉えることもできる。
【００９５】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対してセンサ部５０の構成を変更したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９６】
本実施形態では、図１１に示されるように、センサ部５０を構成する熱流束センサ部５１は、第１熱流束センサ５１ａ、第２熱流束センサ５１ｂ、および熱緩衝体５３を有している。そして、第１熱流束センサ５１ａ、第２熱流束センサ５１ｂ、および熱緩衝体５３は、搭載部材２０側から、第２熱流束センサ５１ｂ、熱緩衝体５３、第１熱流束センサ５１ａの順に積層されている。つまり、第１熱流束センサ５１ａおよび第２熱流束センサ５１ｂは、熱緩衝体５３を挟んで配置されている。そして、弾性変形部材５２は、第１熱流束センサ５１ａ上に配置されている。なお、本実施形態では、第１熱流束センサ５１ａ、第２熱流束センサ５１ｂ、および熱緩衝体５３は、それぞれ平板状とされ、平面形状および大きさが等しくされている。
【００９７】
第１熱流束センサ５１ａおよび第２熱流束センサ５１ｂは、それぞれ上記図３および図４を参照して説明したものと同様であり、同じ構成とされている。つまり、第１熱流束センサ５１ａおよび第２熱流束センサ５１ｂは、それぞれを厚さ方向に通過する熱流束が同じ大きさのとき、絶対値が同じ大きさのセンサ信号を出力するように構成されている。なお、以下では、第１熱流束センサ５１ａから出力されるセンサ信号を第１センサ信号ともいい、第２熱流束センサ５１ｂから出力されるセンサ信号を第２センサ信号ともいう。
【００９８】
熱緩衝体５３は、所定の熱容量を有するように、金属材料またはポリイミド樹脂材料等で構成されている。なお、熱緩衝体５３は、第１熱流束センサ５１ａおよび第２熱流束センサ５１ｂと平面形状および大きさが異なっていてもよい。
【００９９】
そして、第１熱流束センサ５１ａおよび第２熱流束センサ５１ｂは、互いの一面１１０ａが対向するように配置されている。つまり、第１熱流束センサ５１ａは、他面１２０ａが搭載部材２０側に向けられて配置されている。第２熱流束センサ５１ｂは、他面１２０ａが弾性変形部材５２側に向けられて配置されている。そして、第１熱流束センサ５１ａおよび第２熱流束センサ５１ｂは、各表面導体パターン１１１同士が配線５４を介して直列に接続されている。
【０１００】
以上が本実施形態におけるセンサ部５０の構成である。次に、本実施形態のセンサ部５０の作動について説明する。
【０１０１】
まず、第１熱流束センサ５１ａと第２熱流束センサ５１ｂとは、熱緩衝体５３を挟んで配置されており、近接して配置されている。このため、第１熱流束センサ５１ａおよび第２熱流束センサ５１ｂは、外部温度の影響をほぼ等しく受ける。つまり、第１熱流束センサ５１ａから熱流束に応じて出力される第１センサ信号、および第２熱流束センサ５１ｂから熱流束に応じて出力される第２センサ信号は、外部温度の影響をほぼ等しく含んだ信号となる。
【０１０２】
そして、本実施形態では、第１熱流束センサ５１ａおよび第２熱流束センサ５１ｂは、互いの一面１１０ａが対向するように配置されている。このため、第１熱流束センサ５１ａおよび第２熱流束センサ５１ｂは、例えば、弾性変形部材５２から搭載部材２０へ向かう熱流束が通過した際、極性が反対の第１センサ信号と第２センサ信号とを出力する。
【０１０３】
さらに、本実施形態では、第１熱流束センサ５１ａおよび第２熱流束センサ５１ｂは、配線５４を通じて直列に接続されている。このため、センサ部５０は、第１センサ信号と第２センサ信号との和をセンサ信号として出力する。したがって、センサ部５０から出力されるセンサ信号は、外部温度の影響がほぼキャンセルされた信号となる。
【０１０４】
そして、例えば、図１２に示されるように、弾性変形部材５２が圧縮した場合には、第１熱流束センサ５１ａを他面１１０ｂ側から一面１１０ａ側へ通過して熱緩衝体５３に向かう熱流束ＨＦが発生する。この場合、第１熱流束センサ５１ａを通過する熱流束ＨＦは、熱緩衝体５３により、第２熱流束センサ５１ｂを通過し難くなっている。言い換えると、第１熱流束センサ５１ａを通過する熱流束ＨＦは、熱緩衝体５３により、第２熱流束センサ５１ｂを通過しない、または第２熱流束センサ５１ｂを遅れて通過する。
【０１０５】
このため、第１センサ信号は、熱流束ＨＦおよび外部温度の影響に応じた信号となる。また、第２センサ信号は、外部温度の影響に応じた信号となる。したがって、弾性変形部材５２が圧縮した場合、センサ信号は、第１センサ信号と第２センサ信号との和であるため、外部温度の影響をほぼキャンセルしつつ、弾性変形部材５２の圧縮量に応じた信号となる。
【０１０６】
同様に、特に図示しないが、弾性変形部材５２が伸張する場合は、熱緩衝体５３から第１熱流束センサ５１ａを一面１１０ａ側から他面１１０ｂ側へ通過して弾性変形部材５２に向かう熱流束ＨＦが発生する。したがって、弾性変形部材５２が伸張した場合、センサ信号は、外部温度の影響をほぼキャンセルしつつ、弾性変形部材５２の伸張量に応じた信号となる。
【０１０７】
以上説明したように、本実施形態では、センサ部５０は、第１熱流束センサ５１ａ、第２熱流束センサ５１ｂ、第１熱流束センサ５１ａと第２熱流束センサ５１ｂとの間に配置される熱緩衝体５３を有する構成とされている。そして、第１熱流束センサ５１ａおよび第２熱流束センサ５１ｂは、近接して配置されている。このため、第１熱流束センサ５１ａおよび第２熱流束センサ５１ｂは、外部温度の影響をほぼ等しく受け、第１センサ信号および第２センサ信号は、外部温度の影響をほぼ等しく含んだ信号となる。したがって、第１センサ信号および第２センサ信号とを比較することにより、外部温度の影響をほぼキャンセルすることができる。
【０１０８】
また、第１熱流束センサ５１ａと第２熱流束センサ５１ｂとの間に熱緩衝体５３が配置されている。このため、例えば、弾性変形部材５２が圧縮することで第１熱流束センサ５１ａを通過して熱緩衝体５３に向かう熱流束が発生した場合には、当該熱流束は、熱緩衝体５３により、第２熱流束センサ５１ｂを通過しない、または遅れて通過する。したがって、第１センサ信号と第２センサ信号とを比較することにより、外部温度の影響をほぼキャンセルしつつ、弾性変形部材５２の圧縮が検出される。
【０１０９】
さらに、本実施形態では、第１熱流束センサ５１ａおよび第２熱流束センサ５１ｂは、互いの一面１１０ａが対向するように配置され、かつ直列に接続されている。このため、センサ部５０は、第１センサ信号と第２センサ信号との和をセンサ信号として出力する。そして、センサ信号は、外部温度の影響がほぼキャンセルされた信号となる。これにより、例えば、制御部２で第１センサ信号と第２センサ信号との和を演算する場合と比較して、応答性の向上を図ることができる。
【０１１０】
（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。第３実施形態は、第１実施形態に対して歪み検出装置１の構成を変更したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１１１】
本実施形態では、図１３に示されるように、搭載部材２０は、略ブロック状とされている。そして、第１貫通孔２１は、一面２０ａ側に形成された下貫通孔２１ａと、他面２０ｂ側に形成された上貫通孔２１ｂとが連通することで構成されている。より詳しくは、下貫通孔２１ａは、締結部材１０における頭部１１が収容されるように形成されている。上貫通孔２１ｂは、対向する側面の間隔が連結部材８０における軸部８２の寸法より僅かに大きくされている。そして、搭載部材２０は、下貫通孔２１ａ内に締結部材１０の頭部１１を収容しつつ、一面２０ａが取付フランジ部２２１の一面１２１ａに当接するように配置される。また、搭載部材２０は、他面２０ｂの略中央部に凸部２３が形成されている。なお、本実施形態では、搭載部材２０には、第２貫通孔２２は形成されていない。
【０１１２】
保持部材３０は、平面形状が搭載部材２０とほぼ等しくされている。そして、保持部材３０は、第１凹部３１と第２凹部３２とが対応する位置に形成されている。また、保持部材３０における第２貫通孔３４は、第１凹部３１の底面と第２凹部３２の底面とを貫通するように形成されている。
【０１１３】
なお、本実施形態では、保持部材３０には、上記第１実施形態における第１貫通孔３３および第２挿入孔３６は形成されていない。また、搭載部材２０と保持部材３０とを連結する補助連結部材４０も備えられていない。
【０１１４】
そして、保持部材３０は、第１凹部３１の底面と搭載部材２０の凸部２３の先端面との間にセンサ部５０が配置された状態で、搭載部材２０上に配置されている。なお、本実施形態では、センサ部５０と第１凹部３１の底面との間に当て部材６０は配置されていない。
【０１１５】
センサ部５０は、上記のように熱流束センサ５１および弾性変形部材５２を有する構成とされているが、熱流束センサ５１および弾性変形部材５２を積層方向に貫通する貫通孔５５が形成されている。つまり、熱流束センサ５１および弾性変形部材５２は、それぞれ枠状とされている。なお、特に図示しないが、熱流束センサ５１は、第１層間接続部材１３０と第２層間接続部材１４０とが表面導体パターン１１１および裏面導体パターン１２１を介して直列に接続されるように、各部材の配置場所等が適宜調整されている。
【０１１６】
連結部材８０は、保持部材３０に形成された第２貫通孔３４、センサ部５０に形成された貫通孔５５、および搭載部材２０に形成された第１貫通孔２１を通じて締結部材１０の挿入孔１３に挿入されている。また、連結部材８０は、保持部材３０が締結部材１０側に押圧された状態となるように、頭部８１が保持部材３０の第２凹部３２の底面に当接した状態で締結部材１０の挿入孔１３に挿入されている。言い換えると、連結部材８０は、弾性変形部材５２が所定量圧縮されるように、頭部８１が保持部材３０の第２凹部３２の底面に当接した状態で締結部材１０の挿入孔１３に挿入されている。そして、連結部材８０は、弾性変形部材５２が所定量圧縮された状態となるように、締結部材１０に対する締め具合（すなわち、固定具合）が調整されている。
【０１１７】
以上が本実施形態における歪み検出装置１の構成である。次に、このような歪み検出装置１を保持装置２００の孔部２２３に配置した際の作動について図１３を参照しつつ説明する。なお、以下では、上記第１実施形態と同様の孔部２２３に歪み検出装置１を配置した例について説明する。また、以下では、上記第１実施形態と同様に、保持装置２００の手先部３００が上下方向に移動して被対象物を把持して解放する例について説明する。
【０１１８】
上記第１実施形態と同様に、保持装置２００は、手先部３００を下降させるためにロッド２８０が下降すると重心位置が変化する。そして、取付フランジ部２２１のうちのロッド２８０側と反対側の部分は、大きな外力（すなわち、モーメント）が印加されて取付ベース板２１３から浮き上がった状態となる。この場合、図１４に示されるように、歪み検出装置１は、搭載部材２０の一面２０ａが取付フランジ部２２１と当接しているため、取付フランジ部２２１が変位すると、搭載部材２０も変位する。つまり、搭載部材２０は、保持部材３０側に変位する。したがって、歪み検出装置１では、搭載部材２０と保持部材３０との間隔が狭くなり、弾性変形部材５２が圧縮されて弾性変形部材５２が発熱する。これにより、熱流束センサ５１は、他面１２０ａ側から一面１１０ａ側に向かって熱流束ＨＦが通過するため、熱流束ＨＦに応じた正のセンサ信号を出力する。つまり、歪み検出装置１は、印加される外力に応じた正のセンサ信号を出力する。
【０１１９】
また、特に図示しないが、保持装置２００は、手先部３００を上昇させるためにロッド２８０が上昇すると重心位置が変化する。そして、取付フランジ部２２１のうちのロッド２８０側と反対側の部分は、印加されていた外力が解放されて取付ベース板２１３側に向かって変位する。
【０１２０】
この場合、歪み検出装置１では、搭載部材２０も取付フランジ部２２１と同様に変位する。このため、歪み検出装置１では、搭載部材２０と保持部材３０との間隔が広くなり、弾性変形部材５２が伸張して弾性変形部材５２が吸熱する。これにより、熱流束センサ５１は、一面１１０ａ側から他面１２０ａ側に向かう熱流束ＨＦが発生し、熱流束センサ５１は、熱流束ＨＦに応じた負のセンサ信号を出力する。
【０１２１】
したがって、本実施形態の歪み検出装置１を用いて上記診断装置４００を構成した場合には、上記第１実施形態と同様に、制御部２は、センサ信号と各閾値とを比較して異常診断を行うようにすればよい。
【０１２２】
以上説明したように、本実施形態の歪み検出装置１では、連結部材８０によって弾性変形部材５２が所定量圧縮されている。このため、弾性変形部材５２の圧縮量を調整する調整部材７０等を備える必要がなく、部品点数の削減を図ることができる。
【０１２３】
また、歪み検出装置１では、センサ部５０に貫通孔５５が形成され、連結部材８０がセンサ部５０に形成された貫通孔５５を通じて締結部材１０の挿入孔１３に挿入されている。このため、連結部材８０をセンサ部５０を通過しないように配置する場合と比較して、歪み検出装置１が連結部材８０の軸部８２の延設方向と交差する方向に沿って大型化することを抑制できる。したがって、保持装置２００における孔部２２３の周囲のスペースが小さい場合においても、歪み検出装置１を配置できる。
【０１２４】
さらに、ロッド２８０が下降して取付フランジ部２２１が上昇する際には、取付フランジ部２２１はロッド２８０側と反対側の部分ほど印加される外力（すなわち、モーメント）が大きくなる。そして、搭載部材２０は、下貫通孔２１ａに頭部１１を収容しつつ、一面２０ａが取付フランジ部２２１の一面２２１ａに当接するように配置される。このため、歪み検出装置１は、頭部１１よりロッド２８０から離れた位置にて取付フランジ部２２１の一面２２１ａに当接する。つまり、歪み検出装置１は、頭部１１のみが取付フランジ部２２１の一面２２１ａに当接する場合と比較して、より大きな外力が搭載部材２０に印加される。したがって、検出感度の向上を図ることができる。
【０１２５】
さらに、歪み検出装置１は、搭載部材２０における一面２０ａが取付フランジ部２２１の一面２２１ａと当接するように配置されていることにより、取付フランジ部２２１が変位した際、直接搭載部材２０に外力が印加される。したがって、検出感度の向上をさらに図ることができる。
【０１２６】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【０１２７】
例えば、上記各実施形態において、熱流束センサ５１は、絶縁基材１００、表面保護部材１１０、裏面保護部材１２０がそれぞれ樹脂材料以外の可撓性を有する絶縁材料で構成されていてもよい。また、熱流束センサ５１は、絶縁基材１００、表面保護部材１１０、裏面保護部材１２０が可撓性を有さない絶縁材料で構成されていてもよい。さらに、熱流束センサ５１は、表面保護部材１１０および裏面保護部材１２０を有さない構成とされていてもよい。さらに、熱流束センサ５１は、熱流束を検出するものであれば、上記構成とは別の構成のものを用いてもよい。
【０１２８】
また、上記各実施形態では、締結装置が保持装置２００である例について説明したが、締結装置は、これに限定されるものではない。例えば、締結装置は、被加工物に対して所定の加工を行う加工装置等であってもよい。また、締結装置は、第１被締結部材と第２被締結部材とが締結されて構成されるものであればよく、可動ケーシング２５０、２７０等の可動部を有しないものであってもよい。
【０１２９】
また、上記各実施形態では、保持装置２００に対して１つの歪み検出装置１を配置する例について説明したが、保持装置２００に対して複数の歪み検出装置１を配置するようにしてもよい。この場合、診断装置４００は、複数の歪み検出装置１を有する構成とし、それぞれの歪み検出装置１のセンサ信号に基づいて異常判定を行うようにすればよい。例えば、保持装置２００は、ロッド２８０の上昇および下降を複数の異なる位置で行う場合、各位置で取付フランジ部２２１に印加される外力の分布が異なる。このため、複数の歪み検出装置１を配置する場合には、それぞれの上昇、下降を行った際に最も大きな外力が発生し得る位置にそれぞれ配置されることが好ましい。
【０１３０】
さらに、上記各実施形態では、ロッド２８０が下降した際に最も大きな外力が発生し得る孔部２２３に歪み検出装置１を配置する例について説明したが、ロッド２８０が下降した際に最も小さな外力が発生し得る孔部２２３に歪み検出装置１を配置してもよい。このように歪み検出装置１を配置した場合には、弾性変形部材５２の変形量が小さくなってセンサ信号が小さくなるが、第１閾値Ｖａおよび第２閾値Ｖｂを適切に設定することによって異常診断を行うことができる。
【０１３１】
そして、上記各実施形態において、歪み検出装置１を配置する孔部２２３を定期的に交換したい場合等では、締結部２３０を歪み検出装置１における締結部材１０で構成することが好ましい。これによれば、歪み検出装置１を配置する孔部２２３を変更する場合には、連結部材８０を締結部材１０から解放することで歪み検出装置１における締結部材１０を除いた構成部品とできる。そして、当該構成部品を他の孔部２２３に配置されている締結部材１０に組み付けることにより、上記歪み検出装置１を新たに構成することができる。つまり、取付ベース板２１３と取付フランジ部２２１との締結状態を維持したまま歪み検出装置１を配置する孔部２２３を変更できる。したがって、締結部２３０を取り外す際、例えば、取付ベース板２１３と取付フランジ部２２１との位置関係がずれること等が抑制され、容易に歪み検出装置１を配置する孔部２２３を変更できる。
【０１３２】
また、上記各実施形態では、診断を行う際にセンサ信号として電圧を用いる例について説明したが、例えば、電圧を電流に変換して異常判定を行うようにしてもよい。
【０１３３】
さらに、上記各実施形態では、制御部２は、センサ信号が正の値である際に異常診断を行う例について説明した。つまり、上記各実施形態では、制御部２は、弾性変形部材５２が圧縮された際に異常診断を行う例について説明した。しかしながら、制御部２は、センサ信号が負の値の際に異常診断を行うようにしてもよい。つまり、制御部２は、弾性変形部材５２が伸張する際に異常診断を行うようにしてもよい。このような構成とする場合には、上記各実施形態における閾値の極性を適宜変更すればよい。さらに、制御部２は、センサ信号が正の値である際、および負の値である際の両方において異常診断を行うようにしてもよい。
【０１３４】
また、上記各実施形態では、センサ信号を閾値と比較することによる異常診断を説明したが、異常診断の方法は適宜変更可能である。例えば、上記各実施形態では、制御部２は、センサ信号のピーク幅を算出し、ピーク幅と所定の参照幅とを比較することによって異常診断を行うようにしてもよい。なお、この構成では、参照幅が判定パラメータに相当する。
【０１３５】
すなわち、上記各実施形態では、締結部２３０が緩むと歪み検出装置１に印加される外力が大きくなる。この場合、弾性変形部材５２の単位時間当たりの圧縮量および伸張量が大きくなり、センサ信号は、ピーク幅が大きくなる。したがって、図１５に示されるように、制御部２は、センサ信号が参照幅ＤＰＸ１より小さいピーク幅ＤＰ１の際に正常であると判定し、センサ信号が参照幅ＤＰＸ１より大きいピーク幅ＤＰ２である際に異常であると判定するようにしてもよい。
【０１３６】
また、歪み検出装置１の締結部材１０が緩むと、弾性変形部材５２の単位時間当たりの圧縮量および伸張量が小さくなり、センサ信号は、ピーク幅が小さくなる。したがって、制御部２は、センサ信号が参照幅ＤＰＸ２より大きいピーク幅ＤＰ１の際に正常であると判定し、センサ信号が参照幅ＤＰＸ２より小さいピーク幅ＤＰ３である際に異常であると判定するようにしてもよい。つまり、制御部２は、センサ信号がＤＰＸ２より大きく、ＤＰＸ１より小さいピーク幅である際に正常であると判定するようにしてもよい。
【０１３７】
さらに、上記各実施形態では、制御部２は、特に図示しないが、センサ信号の波形を参照波形と比較し、例えば、参照波形に対する全体のずれが数十％以上である場合に異常であると判断してもよい。この場合、制御部２は、正常状態における複数のセンサ信号に基づいて参照波形を形成し、センサ信号が参照波形の３σの範囲内に属している場合に正常であると判定するようにしてもよい。
【０１３８】
また、上記各実施形態では、保持装置２００が被対象物を所定期間保持し続けてロッド２８０が移動しない場合には、センサ部５０では、弾性変形部材５２と搭載部材２０との温度差が無くなる。このため、センサ部５０から出力されるセンサ信号が０となる。そして、この状態で被対象物が滑り落ちたり等すると、歪み検出装置１に影響する外力が変化するため、センサ信号は、０と異なる値となる。したがって、制御部２は、保持装置２００が被対象物を保持してセンサ信号が０となった後は、センサ信号が０であるか否かを判定することにより、保持装置２００が適切に被対象物を保持し続けているか否かの判定を行うようにしてもよい。
【０１３９】
なお、この場合は、センサ信号が０であるか否かを判定するため、０が判定パラメータとなる。但し、保持装置２００が適切に被対象物を保持し続けていたとしても、微小な大きさのセンサ信号が出力され得る。このため、制御部２は、０近傍の範囲を閾値として設定し、センサ信号が当該範囲内を超えているか否かを判定することにより、被対象物が適切に保持され続けているか否かを判定することが好ましい。これによれば、保持装置２００が被対象物を保持している際のセンサ信号が０となるため、異常判定の感度の向上を図ることができる。
【０１４０】
また、上記第第１、第３実施形態において、センサ部５０は、搭載部材２０側から弾性変形部材５２および熱流束センサ５１が順に配置されて構成されていてもよい。但し、熱流束センサ５１は、弾性変形部材５２の変形に起因して発生する熱流束に応じたセンサ信号を出力する。この場合、熱流束は、弾性変形部材５２と熱流束センサ５１を挟んで反対側に位置する部材の温度差によって決定される。このため、弾性変形部材５２と熱流束センサ５１を挟んで反対側に位置する部材は、外部温度の影響によって温度が急峻に変化し難い部材であることが好ましく、熱容量が大きい部材であることが好ましい。本実施形態では、搭載部材２０の方が当て部材６０よりも体積が大きく、熱容量が大きくなる。したがって、センサ部５０は、搭載部材２０側から熱流束センサ５１および弾性変形部材５２が順に配置された構成とされることが好ましい。同様に、上記第２実施形態においては、センサ部５０は、搭載部材２０側から弾性変形部材５２および熱流束センサ部５１が順に配置されていてもよいが、搭載部材２０側から熱流束センサ部５１および弾性変形部材５２が順に配置されることが好ましい。
【０１４１】
また、上記第２実施形態において、第１熱流束センサ５１ａおよび第２熱流束センサ５１ｂは、一体化されていてもよい。つまり、第１熱流束センサ５１ａおよび第２熱流束センサ５１ｂは、１つの熱流束センサを用意し、一面１１０ａが対向するように折り曲げられることで構成されていてもよい。
【０１４２】
そして、上記第２実施形態において、第１熱流束センサ５１ａおよび第２熱流束センサ５１ｂは、互いの他面１２０ａが対向するように配置されていてもよい。この構成では、歪み検出装置１に外力が印加された場合にはセンサ信号が負の値となり、歪み検出装置１に印加されていた外力が解放された場合にはセンサ信号が正の値となる。このため、上記第２実施形態では、適宜閾値の極性を変更すればよい。
【０１４３】
さらに、上記第２実施形態において、第１熱流束センサ５１ａと第２熱流束センサ５１ｂとは、直列に接続されていなくてもよい。つまり、上記第２実施形態では、第１熱流束センサ５１ａおよび第２熱流束センサ５１ｂは、それぞれ制御部２に対して並列に接続されていてもよい。この場合、制御部２は、例えば、第１センサ信号および第２センサ信号との和を演算してセンサ信号とし、当該センサ信号を用いて上記診断を行うようにすればよい。
【０１４４】
また、上記第２実施形態において、第１熱流束センサ５１ａと第２熱流束センサ５１ｂとを直列に接続しない場合には、次のようにしてもよい。すなわち、例えば、第１熱流束センサ５１ａと第２熱流束センサ５１ｂとは、第１熱流束センサ５１ａの一面１１０ａと第２熱流束センサ５１ｂの他面１２０ａとが対向するように配置されていてもよい。つまり、第１熱流束センサ５１ａおよび第２熱流束センサ５１ｂは、それぞれの一面１１０ａが同じ側に向けられて配置されていてもよい。この場合、制御部２は、例えば、第１センサ信号および第２センサ信号の差を演算してセンサ信号とし、当該センサ信号を用いて上記診断を行うようにすればよい。
【０１４５】
そして、上記各実施形態を適宜組み合わせてもよい。例えば、上記第２実施形態を上記第３実施形態に組み合わせ、センサ部５０は、第１熱流束センサ５１ａ、第２熱流束センサ５１ｂ、熱緩衝体５３を有する構成としてもよい。
【０１４６】
（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、締結部材一体側歪み検出装置は、第１被締結部材と第２被締結部材とが締結されて構成される締結装置の歪みを検出するものである。そして、締結部材一体型歪み検出装置は、一方向に沿って延設された軸部を有し、軸部が、第１被締結部材のうちの第２被締結部材側と反対側の一面から第２被締結部材に渡って形成された孔部に配置されると共に第２被締結部材に固定されることにより、第１被締結部材と第２被締結部材とを締結する締結部材を備えている。締結部材一体型歪み検出装置は、締結部材に組み付けられ、締結装置に発生する歪みに応じたセンサ信号を出力するセンサ部を備えている。そして、センサ部は、第１被締結部材と第２被締結部材との締結状態に応じて変形し、圧縮した際に発熱すると共に伸張した際に吸熱する弾性変形部材と、弾性変形部材の変形に応じて発生する熱流束に基づいてセンサ信号を出力する熱流束センサ部とが積層されて構成されている。
【０１４７】
また、第２の観点によれば、熱流束センサ部は、一面と一面と反対側の他面を有し、一面と他面との間を通過する熱流束に応じたセンサ信号を出力する２つの熱流束センサと、２つの熱流束センサの間に配置され、所定の熱容量を有する熱緩衝体とを有している。そして、センサ部は、熱流束センサ部と弾性変形部材とが２つの熱流束センサと熱緩衝体との積層方向に沿って積層されている。
【０１４８】
これによれば、センサ部は、２つの熱流束センサと、２つの熱流束センサとの間に配置される熱緩衝体を有する構成とされている。つまり、２つの熱流束センサは、近接して配置されている。このため、２つの熱流束センサは、外部温度の影響をほぼ等しく受け、各熱流束センサから出力されるセンサ信号は、外部温度の影響をほぼ等しく含んだ信号となる。したがって、２つの熱流束センサのセンサ信号を比較することにより、外部温度の影響をほぼキャンセルすることができる。
【０１４９】
また、２つの熱流束センサの間に熱緩衝体が配置されており、熱流束センサ部と弾性変形部材とは、２つの熱流束センサと熱緩衝体との積層方向に沿って積層されている。このため、弾性変形部材の変形に起因する熱流束は、一方の熱流束センサを通過するが、熱緩衝体によって他方の熱流束センサを通過し難くなっている。したがって、一方の熱流束センサは、弾性変形部材の変形に応じて発生する熱流束に基づいたセンサ信号を出力し、他方の熱流束センサは、弾性変形部材の変形に応じて発生する熱流束に基づいたセンサ信号を出力し難くなる。これにより、２つの熱流束センサのセンサ信号を比較することで、外部温度の影響をほぼキャンセルしつつ、弾性変形部材の変形に応じたセンサ信号を得ることができる。
【０１５０】
第３の観点によれば、締結部材は、軸部内に軸部の延設方向に沿って挿入孔が形成されている。また、締結部材一体型歪み検出装置は、一面および他面を有し、一面が締結部材側に向けられた状態で配置され、挿入孔と対応する位置に一面と他面との間を貫通する貫通孔が形成された搭載部材を備えている。締結部材一体型歪み検出装置は、一面および他面を有し、搭載部材における他面側に配置され、挿入孔と対応する位置に一面と他面との間を貫通する貫通孔が形成された保持部材を備えている。さらに、締結部材一体型歪み検出装置は、一方向に沿って延設された軸部を有する連結部材を備えている。そして、連結部材は、軸部が搭載部材に形成された貫通孔および保持部材に形成された貫通孔を通じて締結部材の挿入孔に挿入され、締結部材のうちの第２被締結部材と固定されている部分に固定されると共に、保持部材と連結されている。また、センサ部は、搭載部材と保持部材との間に配置されている。そして、締結部材一体型歪み検出装置は、締結装置が歪んだ際、搭載部材が締結装置の歪みに応じて変位することによって弾性変形部材が変形する。このような構成とすることにより、締結部材とセンサ部とが一体化され、締結装置の歪みに応じたセンサ信号が出力される締結部材一体型歪み検出装置が構成される。
【０１５１】
第４の観点によれば、締結部材は、軸部と共に、軸部の延設方向における一端側に備えられ、軸部が孔部に備えられた際に第１被締結部材の一面と当接する頭部を有している。挿入孔は、頭部から軸部に渡って形成されている。搭載部材は、一面が頭部と当接している。そして、締結部材一体型歪み検出装置は、締結装置が歪んだ際、頭部が締結装置の歪みに応じて変位することにより、頭部と当接する搭載部材が頭部の変位に応じて変位することで弾性変形部材が変形する。このような構成とすることにより、締結装置の変位に応じて弾性変形部材が変位する構成を実現できる。
【０１５２】
第５の観点によれば、保持部材には、弾性変形部材の圧縮量を調整する調整部材が備えられている。これによれば、締結部材一体型歪み検出装置を締結装置に配置した後にも、容易に弾性変形部材の圧縮量を調整することができる。つまり、感度の調整を容易に行うことができる。
【０１５３】
第６の観点によれば、搭載部材は、締結部材の軸部が孔部に備えられた際、貫通孔内に連結部材の一部を収容しつつ、一面が第１被締結部材の一面に当接している。センサ部は、弾性変形部材と熱流束センサ部との積層方向に沿って貫通する貫通孔が形成されている。そして、連結部材は、搭載部材に形成された貫通孔、センサ部に形成された貫通孔、および保持部材に形成された貫通孔を通じて締結部材の挿入孔に挿入され、かつ保持部材を搭載部材側に押圧することで弾性変形部材を圧縮している。締結部材一体型歪み検出装置は、締結装置が歪んだ際、搭載部材が締結装置の歪みに応じて変位することによって弾性変形部材が変形する。
【０１５４】
これによれば、センサ部を貫通するように連結部材が配置されている。このため、センサ部を貫通するように連結部材を配置しない場合と比較して、連結部材の軸部における延設方向と交差する方向に平面形状が大型化することを抑制できる。
【０１５５】
第７の観点によれば、連結部材は、軸部のうちの第２被締結部材に固定される部分の固定具合が調整されることにより、弾性変形部材の圧縮量を調整する。これによれば、弾性変形部材の圧縮量を調整する部材を別に用意する場合と比較して、部品点数の削減を図ることができる。
【０１５６】
第８の観点によれば、第１被締結部材と第２被締結部材とが締結された締結装置の締結状態を診断する診断装置は、上記締結部材一体型歪み検出装置と、センサ信号に基づいて締結装置の締結状態を診断する制御部とを備えている。締結部材一体型歪み検出装置は、締結部材の軸部が締結装置に形成された孔部に配置されている。そして、制御部は、締結部材一体型歪み検出装置から出力されるセンサ信号と、所定の判定パラ―メータとを比較することによって締結装置の締結状態の診断を含む異常診断を実行する。
【符号の説明】
【０１５７】
１０    締結部材
１２    軸部
５０    センサ部
５１    熱流束センサ部
５２    弾性変形体
２００  保持装置（締結装置）
２１０  取付ベース部（第１被締結部材）
２２０  ロボットベース部（第２被締結部材）
２２３  孔部
【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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