CN102645300A - 力检测器 - Google Patents

Abstract

本发明提供力检测器，其可抑制因经由凸缘与外部壳体固定而引起的膜片的挠曲灵敏度的劣化，得到稳定的物理量。力检测器具备：容器，其具有筒状的外形；膜片(膜片44A)，其配置于容器的端面，并受力而向容器的内侧或外侧移位；力检测元件(58)，其具有力检测部(振动臂60)和与力检测部的两端连接的一对基部(第1基部62、第2基部64)，一个基部与膜片侧连接，另一个基部与容器侧连接，力检测元件以与将基部彼此连接的线平行的方向为检测轴，来检测通过膜片的移位而产生的力；和凸缘部(22)，其从容器的侧面向该侧面的外周侧突出，并与该侧面的外周同心，凸缘部(22)配置成：配置有膜片的所述端面从凸缘部(22)向凸缘部(22)的厚度方向突出。

Description

力检测器

技术领域

本发明涉及力检测器，特别是涉及能够抑制因经由凸缘与外部壳体固定而引起的膜片的挠曲灵敏度的劣化的力检测器。

背景技术

一直以来，作为水压计、气压计、差压计等，周知将压电振子作为力检测元件使用的力检测器(压力传感器)。关于使用了压电振子的压力传感器，当对压电振子施加检测轴方向的压力时，压电振子的共振频率发生变化，根据该共振频率的变化检测出施加于压力传感器的压力。

专利文献1、2中，对检测被测量对象的压力与作为基准的压力之间的差量的压力传感器进行了公开。

图17中，示出专利文献1所记载的压力传感器的示意图，图17的(a)是分解立体图，图17的(b)是剖视图。如图17所示，压力传感器200中，在圆筒形的壳体202的端面分别形成有膜片204A、膜片204B。在壳体202的侧面的端面的一侧形成有凸缘部410。膜片204A、膜片204B通过中心轴206连结。并且将压敏元件208(力检测元件)的长度方向的一端安装于壳体202，将另一端安装于中心轴206。于是使中心轴206向膜片204A、膜片204B受到的压力的合力的方向移位。

通过该移位，压敏元件208从其长度方向受到压缩应力或伸长应力，由此能够检测出膜片204A受到的压力和膜片204B受到的压力的大小关系及大小(相对压力)。因此根据上述结构，能够以基准的压力环境为基准而检测出被测量对象的压力。同样的结构在专利文献2中也被公开。在测量这种相对压力的压力传感器中，需要使一方的膜片的压力环境和另一方的膜片的压力环境分离的结构。

图18中示出专利文献3的压力传感器的示意图。专利文献3中，从具有膜片302的元件304的外缘附近的两主面夹持圆形环306(O形环)，分别通过能够收容元件304的外部壳体308、外部壳体310从元件304的法线方向夹持元件304。并且通过外部壳体308、外部壳体310、元件304使圆形环306紧固而夹持具有膜片302的元件304。由此膜片302的外部壳体侧308的内部空间308a和外部壳体侧310的内部空间310a相互分离。

并且在外部壳体308上形成有与内部空间308a连接的压力导入口308b，在外部壳体310上形成有与内部空间310a连接的压力导入口310b。因此通过使压力导入口308b、压力导入口310b与相互不同的压力环境连接，而在膜片302的正反面形成相互不同的压力环境，构成能够检测出相互不同的压力环境彼此的差压的压力传感器300。同样的技术在专利文献4、5中也被公开。在专利文献6中，取代圆形环(O形环)而使用垫圈来夹持凸缘，使元件的一侧的面和另一侧的面的压力环境分离。

图19中，示出将专利文献1的压力传感器收容于外部壳体的示意图，图20中示出收容于外部壳体的专利文献1的压力传感器的使用形态的示意图。专利文献1所公开的压力传感器能够利用与专利文献3～6相同的方法使2个膜片的压力环境分离。

即，收容压力传感器200的外部壳体400具有：第1外部壳体402，其具有收容压力传感器200的膜片204A侧的凹部404a；和第2外部壳体404，其具有收容压力传感器200的膜片204B侧的凹部404a。此处在第1外部壳体402的凹部404a的底面形成有压力导入口402b，在第2外部壳体404的凹部404a上形成有开放孔404b。

并且具有圆筒形的形状的螺入零件406，其通过具有在壳体202的直径以上且凸缘部410的直径以下的尺寸的贯穿插入孔406a，而能够供壳体202贯穿插入并且与凸缘部410抵接。螺入零件406收容于第1外部壳体402及第2外部壳体404，并且在螺入零件406的侧壁的外侧具有与形成于各外部壳体的内壁的内螺纹402c、404c螺合的外螺纹406b。另外，在凸缘部410的膜片204A侧的面配置有圆形环408(O形环)，在凸缘部410的膜片204B侧的面配置有圆形环409(O形环)。

并且，通过使螺入零件406与第1外部壳体402螺合，来使圆形环408压接于凸缘部410和第1外部壳体402的凹部402a的底面，使圆形环409压接于凸缘部410和螺入零件406，由此，圆形环408、圆形环409夹持凸缘部410。并且使第2外部壳体与螺入零件406螺合。

通过这种结构，形成如下结构：在分别通过圆形环408、圆形环409使第1外部壳体402侧的内部空间412与第2外部壳体404侧的内部空间414相互分离的状态下，将压力传感器200收纳于外部壳体400。

例如专利文献1所记载的相对压力的压力传感器200能够用于如图20所示通过检测地下水的水压而检测地下水的水量的情况。该情况下，在收容于外部壳体400的压力传感器200中，通过从压力导入口402b导入地下水来使膜片204A向地下水侧开放，经由安装于外部壳体400的开放孔404b的管416，使膜片204B向大气压侧(中继箱418)开放，通过双方的压力的差量而检测出地下水侧的水压。

专利文献1：日本特开2010-019826号公报

专利文献2：日本特开2010-019827号公报

专利文献3：日本实公平05-019797号公报

专利文献4：日本实开平06-046339号公报

专利文献5：日本特开2003-083829号公报

专利文献6：日本专利第3693890号公报

但是，存在以下的问题。即，通过经由圆形环408、圆形环409使外部壳体400的内侧和压力传感器200的凸缘部410固定，会产生由凸缘部410的固定引起的应变(内部应力)。于是存在如下问题：该应变对膜片204A、204B的受压灵敏度带来不良影响，在所检测的被测量压力中产生误差。另外本发明人还发现如下问题：将压力传感器200从外部壳体400拆下、并再次将压力传感器200收纳于外部壳体时，压力的零点发生移动。

发明内容

因此，本发明着眼于上述问题，其目的在于提供一种力检测器，该力检测器可抑制因经由凸缘与外部壳体固定而引起的膜片的挠曲灵敏度的劣化，从而得到稳定的物理量。

本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，其能够作为以下的应用例而实现。

[应用例1]一种力检测器，其特征在于，所述力检测器具备：容器，其具有筒状的外形；膜片，其配置于所述容器的端面，该膜片受力而向所述容器的内侧或外侧移位；力检测元件，其具有力检测部和与所述力检测部的两端连接的一对基部，一个基部与所述膜片侧连接，另一个基部与所述容器侧连接，该力检测元件以与将所述基部彼此连接的线平行的方向为检测轴，来检测通过所述膜片的移位而产生的力；以及凸缘部，其从所述容器的侧面向所述侧面的外周侧突出，并与所述侧面的外周同心，所述凸缘部配置成：配置有所述膜片的所述端面从所述凸缘部向所述凸缘部的厚度方向突出。

根据上述结构，凸缘部与膜片之间的距离比凸缘部和膜片形成同一平面的情况要大，因此通过凸缘部的夹持而产生的应力在传递至膜片之前被缓和。因此，形成为能够抑制因经由凸缘部与外部壳体固定而引起的膜片的挠曲灵敏度的劣化、并得到稳定的物理量的力检测器。

[应用例2]应用例1记载的力检测器，其特征在于，所述力检测元件配置成：所述检测轴的方向与所述膜片的移位方向平行。

根据上述结构，力检测元件能够直接接受膜片的移位所产生的力，因此能够提高力检测器的灵敏度。

[应用例3]应用例1或2记载的力检测器，其特征在于，所述力检测器具备：第2膜片，其配置于所述容器的与所述膜片对置的位置；以及力传递构件，其将所述膜片和所述第2膜片连结，并且该力传递构件向从所述膜片接受的力和从所述第2膜片接受的力的合力的方向移位，所述力检测元件中，所述一个基部与所述力传递构件连接。

根据上述结构，形成为能够测量膜片和第2膜片之间的相对的物理量的力检测器。

[应用例4]应用例3记载的力检测器，其特征在于，所述凸缘部配置于所述侧面的中央部。

根据上述结构，在与容器的膜片对置的端面的位置配置有另外的膜片的情况下，从2个膜片到凸缘部的距离一致。因此由凸缘的夹持产生的应力不会偏向一个膜片侧地进行传递。另外在容器的侧面的中央部配置有凸缘部，因此由凸缘部的夹持产生的应力在到达各膜片之前能够被充分地缓和。因此形成为能够高精度地抑制因经由凸缘部与外部壳体固定而引起的膜片的挠曲灵敏度的劣化的力检测器。

[应用例5]应用例3记载的力检测器，其特征在于，所述容器具有：圆筒形的侧壁部，其形成所述侧面，并在两端具有开口部；以及第1盖部和第2盖部，它们形成所述端面，并分别将所述开口部封闭，在所述第1盖部配置有所述膜片，在所述第2盖部配置有所述第2膜片，所述凸缘部配置于所述第1盖部和所述第2盖部中的任意一方的侧面，并且所述凸缘部配置在这样的位置：配置有所述膜片的盖部所形成的所述端面从所述凸缘部向所述凸缘部的厚度方向突出。

根据上述结构，能够维持力检测器整体的强度，并且减少力检测器与外部壳体之间的间隙的容积，能够容易地向外部放出将力检测器导入液体中时的所述间隙中残存的空气，从而能够抑制压力的测量误差。

[应用例6]应用例1～5中的任意1例所记载的力检测器，其特征在于，所述侧面的外周的直径在所述凸缘部的一个面侧和所述凸缘部的与所述一个面对置的另一个面侧相互不同。

暴露于物理量测量环境的膜片根据测量的物理量的大小及环境而改变其直径的设计，因此安装有膜片的盖部的直径会发生改变。但是根据上述结构，暴露于作为基准的环境中的膜片能够使用相同规格的产品，因此能够抑制对应于测量环境而变更了膜片的设计时的力检测器的成本。

[应用例7]应用例6所记载的力检测器，其特征在于，所述力检测器具备：第1圆形环，其与所述凸缘部的所述一个面抵接；以及第2圆形环，其与所述凸缘部的所述另一个面抵接，所述第1圆形环的截面半径和靠所述凸缘部的一个面侧的所述容器的半径这两者之和、与所述第2圆形环的截面半径和靠所述凸缘部的另一个面侧的所述容器的半径这两者之和彼此相等。

根据上述结构，第1圆形环的截面的中心和第2圆形环的截面的中心夹着凸缘部而彼此相对。因此，能够通过凸缘部的夹持而抑制使盖部整体及膜片整体弯曲变形的应力的发生。

[应用例8]应用例1～7中的任意1项所记载的力检测器，其特征在于，所述力检测器具备外部壳体，该外部壳体收容所述容器，并且该外部壳体在与所述膜片对置的位置具有压力导入口，所述外部壳体形成有孔，所述孔从所述外部壳体的侧面向所述压力导入口汇合。

根据上述结构，能够在将力检测器导入液体中时高效地将在外部壳体与力检测器之间残留的空气排出。

附图说明

图1是第1实施方式的力检测器的立体图(沿YZ面剖开后的剖视图)。

图2是第1实施方式的力检测器的剖视图，图2的(a)是沿XZ面剖开后的剖视图，图2的(b)是沿YZ面剖开后的剖视图。

图3是第1实施方式的力检测器和收容所述力检测器的外部壳体的分解立体图。

图4是将第1实施方式的力检测器收容于外部壳体的立体图。

图5是将第1实施方式的力检测器收容于外部壳体的剖视图。

图6是第2实施方式的力检测器的剖视图，图6的(a)是沿XZ面剖开后的剖视图，图6的(b)是沿YZ面剖开后的剖视图。

图7是第3实施方式的力检测器及外部壳体中、第1外周部的直径大于侧壁部的直径时的(沿XZ面剖开后的)剖视图。

图8是第3实施方式的力检测器及外部壳体中、第1外周部的直径小于侧壁部的直径时的(沿XZ面剖开后的)剖视图。

图9是第4实施方式的力检测器的剖视图，图9的(a)是沿XZ面剖开后的剖视图，图9的(b)是沿YZ面剖开后的剖视图。

图10是第4实施方式的力检测器的变形例的剖视图。

图11是第5实施方式的力检测器的剖视图，图11的(a)是沿XZ面剖开后的剖视图，图11的(b)是沿YZ面剖开后的剖视图。

图12是按照预定的环境温度表示现有技术的力检测器相对于外部壳体进行了装卸时的、装卸前后的力检测器的压力值的变化的图。图12中纵轴为变化量(％)，横轴为施加压力(kPa)。另外，力检测器的环境温度设为-10℃、+10℃、+25℃、+50℃。

图13是按照凸缘部的厚度表示现有技术的力检测器相对于外部壳体进行了装卸时的力检测器的共振频率(压力值变化)的历时变化的图。图13的(a)中凸缘部的厚度为3mm，图13的(b)中凸缘部的厚度为4mm，图13的(c)中凸缘部的厚度为6.5mm。图13中，纵轴为频率(Hz)，横轴为时间(a.u.)。

图14是表示本实施方式的力检测器和现有技术的力检测器中，相对于外部壳体进行了装卸时的、装卸前后的各传感器的共振频率(压力值)的变化的比较的图。图14中，纵轴为频率变化量(Hz)，横轴为凸缘的厚度(mm)。

图15是按照预定的温度表示本实施方式的力检测器相对于外部壳体反复进行了装卸时的、装卸前后的压力值的变化的图。图15的(a)是进行了1次上述的装卸工序的情况，图15的(b)是进行了2次上述的装卸工序的情况，图15的(c)是进行了3次上述的装卸工序的情况，图15的(d)是进行了4次上述的装卸工序的情况。此外图15的各图中，纵轴为变化量(％)，横轴为施加压力(100Pa)。此外图15的各图中，力检测器的环境温度设为-10℃、+10℃、+30℃、+50℃。

图16是表示本实施方式的力检测器相对于外部壳体反复进行了3次装卸时的力检测器的滞后特性的图。图16的(a)中力检测器的环境温度设为-10℃，图16的(b)中力检测器的环境温度设为+10℃，图16的(c)中力检测器的环境温度设为+30℃，图16的(d)中力检测器的环境温度设为+50℃。图16的各图中，纵轴为变化量(％)，横轴为施加压力(Pa)。

图17是专利文献1所记载的压力传感器的示意图，图17的(a)是分解立体图，图17的(b)是剖视图。

图18是专利文献3所记载的压力传感器的示意图。

图19是将专利文献1的压力传感器收容于外部壳体的示意图。

图20是表示收容于外部壳体的专利文献1的压力传感器的使用形态的示意图。

标号说明：

10：力检测器；12：壳体；14：第1盖部；16：第1外周部；18：第2外周部；20：开口部；22：凸缘部；24：第2盖部；26：凹部；28：凸台部；30：贯穿插入孔；32：孔；34：孔；36：支承轴；38：密封端子；40：导线；42：侧壁部；44A、44B：膜片；46：中央部；48：挠性部；50：周缘部；52：中心轴；54：固定部；56：贯通孔；58：力检测元件；60：振动臂；62：第1基部；64：第2基部；66：外部壳体；68：第1外部壳体；70：凹部；72：内螺纹；74：压力导入口；76：排出口；78：内部空间；80：螺入零件；81：贯穿插入孔；82：外螺纹；84：第2外部壳体；86：凹部；88：开放孔；90：内螺纹；92：管；94：内部空间；96：圆形环；98：圆形环；100：力检测器；102：凸缘部；104：侧壁部；110：力检测器；112：凸缘部；116：第2外周部；116a：开口部；118：膜片；120：膜片；122：第1圆形环；124：第2圆形环；126：第1盖部；128：第1外部壳体；130：第2外部壳体；132：螺入零件；140：力检测器；142：固定部；144：固定部；150：力检测器；152：压力导入口；160：力检测器；162：力检测元件；164A：激振电极；164B：激振电极；166A：引出电极；166B：引出电极；168A：导线；168B：导线；170A：密封端子；170B：密封端子；200：压力传感器；202：壳体；204A、204B：膜片；206：中心轴；208：压敏元件；300：压力传感器；302：膜片；304：元件；306：圆形环；308：外部壳体；308a：内部空间；308b：压力导入口；310：外部壳体；310a：内部空间；310b：压力导入口；400：外部壳体；402：第1外部壳体；402a：凹部；402b：压力导入口；402c：内螺纹；404：第2外部壳体；404a：凹部；404b：开放孔；404c：内螺纹；406：螺入零件；406a：贯穿插入孔；406b：外螺纹；408：圆形环；410：凸缘部；412：内部空间；414：内部空间；416：管；418：中继箱。

具体实施方式

以下，使用图中所示的实施方式对本发明的力检测器进行详细说明。其中，该实施方式所记载的构成要素、种类、组合、形状、其相对配置等只要没有特定的记载，就不是旨在将本发明的范围限定于此，而只不过是单纯的说明例而已。此外，设图中所示的X轴、Y轴、Z轴形成直角坐标系。

图1中表示第1实施方式的力检测器的立体图(沿YZ面剖开后的剖视图)。图2中表示第1实施方式的力检测器的剖视图，图2的(a)是沿XZ面剖开后的剖视图，图2的(b)是沿YZ面剖开后的剖视图。

第1实施方式的力检测器10如图1所示具有以线段O为中心轴线的圆筒形状。力检测器10中，通过壳体12和膜片44A、膜片44B来形成将内部气密封闭的容器。并且在具备膜片44A、膜片44B的容器的收容空间中，具有力检测元件58、支承轴36、作为力传递构件的中心轴52等。并且力检测器10是检测出相对的物理量的力检测器，所述相对的物理量是如后所述由力检测元件58检测出的、膜片44A所接受的压力与膜片44B(第2膜片)所接受的物理量(压力)的差的力。另外，容器内被进行真空封闭。

作为力检测器10的容器的一部分的壳体12具有圆形的第1盖部14(膜片44A)、圆形的第2盖部24(膜片44B)、支承轴36、圆筒形的侧壁部42。第1盖部14呈同心圆状地形成有：第1外周部16，其具有与圆筒形的侧壁部42的内壁的-Z轴侧的壁面相接触的侧面；第2外周部18，其与侧壁部42的-Z轴侧的端部抵接；以及开口部20，其将第1外周部16及第2外周部18连通。并且在第2外周部18的侧壁部42侧连接有凸缘部22。

凸缘部22从形成壳体侧面的第2外周部18向第2外周部18的外周侧突出并且配置成在俯视图上(从Z轴方向观察)与第2外周部18的外周同心。另外凸缘部22以与第1盖部14的+Z轴侧、即第2外周部18的侧壁部42侧的面形成同一平面的方式与第1盖部14一体地连接。由此，如图2所示，凸缘部22以使配置有膜片44A的第2外周部18的-Z轴侧的端面从凸缘部22沿凸缘部22的厚度方向(Z轴方向)突出距离A的方式配置。此处第2外周部18与侧壁部42的直径相同。因此第1外周部16的直径比第2外周部18的直径小相当于侧壁部42的厚度的量。此外第2外周部18如后所述暴露在物理量测量对象(压力测量对象)的环境下。

第2盖部24的侧面的外形具有与侧壁部42的内壁相接的直径，并且第2盖部24与侧壁部42的内壁的+Z轴侧的壁面连接。另外第2盖部24在+Z轴侧的面形成有与第2盖部24成同心圆状的凹部26。并且凹部26的开口部被膜片44B封闭。通过该配置，凸缘部22以使配置有膜片44B的第2盖部24的+Z轴侧的端面从凸缘部22沿凸缘部22的厚度方向(Z轴方向)突出的方式配置。

另外在第2盖部24的-Z轴侧的面与第2盖部24成同心圆状地形成有凸台部28，并且形成有贯穿插入孔30，该贯穿插入孔30使凸台部28及凹部26在Z轴方向连通、并供后述的中心轴52贯穿插入。凸台部28是与力检测元件58连接的部分。凸台部28从Z轴方向观察形成为圆形，但优选凸台部28的与力检测元件58的第1基部62连接的部分形成为平面。当然凸台部28也可以从Z轴方向观察形成为矩形等多边形。

在第1盖部14的第1外周部16的与第2盖部24相对的面上形成有供支承轴36嵌入的孔32，在第2盖部24的与第1盖部14相对的面上也形成有供支承轴36嵌入的孔34。因此孔32、孔34形成于相互对置的位置。并且通过在孔32、孔34中嵌入支承轴36，而使第1盖部14和第2盖部24经由支承轴36连结。

支承轴36是具有一定的刚性且长度方向为±Z轴方向的棒状的构件，其配置在由壳体12和膜片44A、膜片44B构成的容器的内部，支承轴36的一端嵌入第1盖部14的孔32中，另一端嵌入第2盖部24的孔34中，由此在第1盖部14、支承轴36及第2盖部24之间获得一定的刚性。此外支承轴36虽然使用了多根，但可根据各孔的位置的设计而任意配置。

另外在第2盖部24安装有密封端子38。该密封端子38用于对力检测元件58的电极部(未图示)施加交流电压而使力检测元件58振动。密封端子38能够使IC(集成电路，未图示)与力检测元件58经由导线40电连接，所述IC安装于壳体12的外部面、或在壳体12外与壳体12分离配置。此外图2中虽然描绘了1个密封端子38，但密封端子38对应于力检测元件58的电极部(未图示)的总数而安装于第2盖部24。

圆筒形的侧壁部42形成为其内径与第1盖部14的第1外周部16的直径及第2盖部24的直径相等。因此，使侧壁部42的-Z轴侧的端部与凸缘部22(第2外周部18)连接，并且使侧壁部42的内壁的-Z轴侧的壁面与第1外周部16的侧面连接，使侧壁部的内壁的+Z轴侧的壁面与第2盖部24的侧面连接，由此将壳体12封闭。第1盖部14、第2盖部24、侧壁部42优选由不锈钢等金属形成，支承轴36优选使用具有一定的刚性且热膨胀系数小的陶瓷等。

膜片44A、44B的与壳体12的外部相面对的一个主面为受压面，所述受压面具有接受被测量压力环境(例如液体)的力(压力)而挠曲变形的挠性部48。并且通过挠性部48以向壳体12内部侧或外部侧(Z轴方向)移位的方式发生挠曲变形，来向力检测元件58传递沿Z轴的压缩力或拉伸力。因此，膜片44A、44B具有：借助来自外部的力(压力)而发生移位的中央部46、以及位于所述中央部46的外周且以使所述中央部46能够移位的方式通过来自外部的力而发生挠曲变形的挠性部48。另外在膜片44A上具有周缘部50，该周缘部50位于所述挠性部48的外周且与第1盖部14的开口部20的-Z轴侧的端部连接。另外在膜片44B上具有周缘部50，该周缘部50位于所述挠性部48的外周且与第2盖部24的凹部26的开口部接合而被固定。此外理想的是，周缘部50即使受到压力也不移位，中央部46即使受到压力也不变形。

膜片44A、44B的材质可以为不锈钢之类的金属或陶瓷等耐腐蚀性优良的材料，也可以是水晶之类的单晶体或其他非晶体。例如在由金属形成的情况下，对金属母材进行冲压加工而形成即可，在由水晶形成的情况下，以使挠性部比其他部分薄的方式进行光学刻蚀加工即可。

此外，膜片44A、44B也可以对向外部露出的表面利用耐腐蚀性的膜进行涂敷，以避免被液体或气体等腐蚀。例如如果是金属制的膜片，则可以涂敷镍的化合物，如果膜片是水晶之类的压电晶体，则涂敷硅即可。

作为力传递构件的中心轴52将膜片44A和膜片44B连结。中心轴52配置在壳体12内，并且沿Z轴方向具有长度方向。并且中心轴52的长度方向的一端与膜片44A的中央部46连接，另一端与膜片44B的中央部46连接。中心轴52的材料与支承轴36同样地，优选采用具有一定的刚性且热膨胀系数小的陶瓷等。

并且在中心轴52的中央部安装有固定部54。固定部54形成有供中心轴52沿Z轴方向贯穿插入并与中心轴52连接的贯通孔56。因此固定部54伴随Z轴方向的中心轴52的移位而沿Z轴方向移位。另外在固定部54的侧面连接有后述的力检测元件58的第2基部64。此时，优选凸台部28的安装力检测元件58的部分和固定部54的安装力检测元件58的部分配置成形成同一平面。由此，在将力检测元件58安装于凸台部28及固定部54时不会使力检测元件58变形，能够抑制由此导致的变形所引起的压力值的测量误差。

力检测元件58由水晶、铌酸锂、钽酸锂等压电材料形成，力检测元件58具有作为力检测部的振动臂60以及在其两端形成的第1基部62和第2基部64。第1基部62与凸台部28的侧面连接，第2基部64与固定部54的侧面连接。因此力检测元件58经由凸台部28与壳体12(容器)连接，并经由固定部54与作为力传递构件的中心轴52连接。另外，力检测元件58配置成使其长度方向(Z轴方向)、即第1基部62和第2基部64排列的方向与中心轴52、膜片44A、膜片44B的移位方向(Z轴方向)同轴或平行，该移位方向成为检测轴。

并且在力检测元件58的振动臂60上形成有激振电极(未图示)，并具有与激振电极(未图示)电连接的电极部(未图示)。力检测元件58的电极部(未图示)经由密封端子38及导线40与IC(未图示)电连接，通过从IC(未图示)供给的交流电压，该电极部以固有的共振频率振动。并且力检测元件58通过从其长度方向(Z轴方向)接受伸长应力或压缩应力而致使共振频率变动。

本实施方式中，作为形成力检测部的振动臂60，能够应用双音叉型振子。双音叉型振子具有如下特性：对作为振动臂60的所述2个振动梁施加拉伸应力(伸长应力)或压缩应力时，其共振频率与施加的应力大致成比例地变化。并且双音叉型压电振动片与厚度剪切振子等相比，共振频率相对于伸长/压缩应力的变化极大，共振频率的可变幅度大，因此适合应用于检测微小的物理量的差(压力差)的分辨能力优良的力检测器。双音叉型压电振子在受到伸长应力时振动臂60的共振频率变高，在受到压缩应力时振动臂60的共振频率变低。

另外本实施方式中不仅能应用具有2个柱状的振动梁的力检测部，还能够应用由一根振动梁(单梁)构成的力检测部。将力检测部(振动臂)构成为单梁型的振子时，在从长度方向(检测轴方向)接受了相同应力的情况下，其位移变为2倍，因此能够形成相比双音叉的情况能够以更高灵敏度检测出物理量的力检测器。

本实施方式中，在施加于膜片44A的力(压力)比施加于膜片44B的力(压力)大的情况下，中心轴52向+Z轴方向移位，由此力检测元件58在Z轴方向上受到压缩应力，因此共振频率降低。相反，施加于膜片44A的力(压力)比施加于膜片44B的力(压力)小的情况下，中心轴52向-Z轴方向移位，由此力检测元件58在Z轴方向上受到拉伸应力，因此共振频率变高。

此外，上述的压电材料中，作为双音叉型或单梁型的压电振子的压电基板用，优选温度特性优良的水晶。另外由水晶形成力检测元件的情况下，优选如上所述通过光学刻蚀加工形成。

第1实施方式的力检测器10的组装中，首先使膜片44A与第1盖部14连接，使膜片44B与第2盖部24(带有密封端子38)连接。然后使支承轴36嵌入第1盖部14的孔32中而连接，并且使中心轴52(带有固定部54)的一端与膜片44A的中央部46连接。然后使中心轴52穿过第2盖部24的贯穿插入孔30并使中心轴52的另一端与膜片44B的中央部46连接。此时使支承轴36也嵌入第2盖部24的孔34中而连接。

接着，使力检测元件58的第1基部62与第2盖部24的凸台部28的侧面连接，使第2基部64与固定部54的侧面连接。并且利用导线40使力检测元件58的电极部(未图示)和密封端子38连接。

最后，使通过第1盖部14、第2盖部24、支承轴36等而形成了外形的结构体贯穿插入于圆筒形的侧壁部42，使侧壁部42与第1盖部14(凸缘部22)、第2盖部24连接，由此构建力检测器10。此外为了使力检测器10的壳体12内为真空，使上述的结构体和侧壁部42的安装在真空室内进行即可。另外也可以在侧壁部42形成封闭孔(未图示)，在使侧壁部42连接后从封闭孔(未图示)对容器内部进行真空吸引，通过封闭构件(未图示)将封闭孔(未图示)封闭。

图3中表示第1实施方式的力检测器和收容所述力检测器的外部壳体的分解立体图。图4中表示将第1实施方式的力检测器收容于外部壳体的立体图。图5中表示将第1实施方式的力检测器收容于外部壳体的剖视图。

收容力检测器10的外部壳体66由第1外部壳体68、第2外部壳体84(图3、图4中未图示，参照图5)、螺入零件80构成，该外部壳体66与力检测器10同样具有以线段O为中心的圆筒形状。另外在力检测器10的凸缘部配置有圆形环96(O形环)、圆形环98(O形环)(参照图1)。

第1外部壳体68具有收容力检测器10的膜片44A侧的凹部70，并且在凹部70的开口部形成有与螺入零件80螺合的内螺纹72。另外在第1外部壳体68的凹部70的底部的中央形成有长度方向为Z轴方向的压力导入口74。并且形成有从第1外部壳体68的凹部70的底部的侧面通向压力导入口74的排出口76。从Z轴方向观察，该排出口76配置成以压力导入口74为中心而形成十字。该压力导入口74、排出口76能够通过钻孔切削形成。

如图5所示，第2外部壳体84具有收容力检测器10的膜片44B侧的凹部86。另外在凹部86的开口部形成有与螺入零件80螺合的内螺纹90。并且在第2外部壳体84的凹部86的中央形成有开放孔88。另外，该开放孔88与中空的管92连接。

螺入零件80通过具有在侧壁部42的直径以上且凸缘部22的直径以下的尺寸的贯穿插入孔81(参照图3)，而具有供侧壁部42贯穿插入并且能够与凸缘部22抵接的圆筒形的形状。并且螺入零件80收容于第1外部壳体68及第2外部壳体84，并且在螺入零件80的侧壁的外侧具有与在各外部壳体的内壁形成的内螺纹72、90螺合的外螺纹82。在此处，使外螺纹82与内螺纹72、90螺合的情况下，外螺纹82与内螺纹72、内螺纹90(参照图5)之间不存在液体及气体的泄漏。

如图1、图5所示，圆形环96(O形环)是具有与第2外周部18的外周相仿的尺寸的环状的弹性体，圆形环98(O形环)是具有与侧壁部42的外周相仿的尺寸的环状的弹性体。此处圆形环96和圆形环98的截面的直径相互一致。另外本实施方式中，侧壁部42的外周和第2外周部18具有同一直径，因此圆形环96和圆形环98的内周的直径相互一致。

并且，通过使螺入零件80与第1外部壳体68螺合，圆形环96与凸缘部22及凹部70的底面压接，圆形环98与凸缘部22及螺入零件80的凸缘部22对置面压接，从而圆形环96和圆形环98分别压缩变形。并且通过圆形环96与凸缘部22及凹部70的压接，如图5所示，形成由第1外部壳体68、力检测器10(膜片44A)、圆形环96构成的内部空间78。另外通过圆形环98与凸缘部22及螺入零件80的压接，形成由第2外部壳体84、力检测器10(膜片44B)、圆形环98构成的内部空间94。因此，能够通过该圆形环96、圆形环98使膜片44A、膜片44B的压力环境分离。

因此，例如通过使管92的一端向作为基准的物理量测量环境下(例如大气压这样的压力环境下)开放，能够使由第2外部壳体84、力检测器10和圆形环98形成的内部空间94、及膜片44B暴露于作为基准的压力环境下(大气压)。该情况下，使与密封端子38连接的导线40贯穿插入于开放孔88、管92而与IC(未图示)连接即可。另一方面，通过使压力导入口74、排出口76暴露于作为测量对象的物理量被测量环境下(被测量压力环境下)，能够使由第1外部壳体68、力检测器10和圆形环96形成的内部空间78、及膜片44A暴露于被测量压力环境下(例如水压)。

这样，在收容于外部壳体66的力检测器10中，凸缘部22成为被圆形环96、圆形环98夹持的形状，但通过该夹持的力而在凸缘部22上产生了来自Z轴方向的压缩所引起的应变，由该应变产生的应力可到达膜片44A。但是，如上所述凸缘部22配置在这样的位置：配置有膜片44A的第2外周部18的-Z轴方向的端面、及配置有膜片44B的第2盖部24的+Z轴侧的端面分别从凸缘部22向凸缘部22的厚度方向(Z轴方向)突出。因此凸缘部22和膜片44A之间的距离相比凸缘部22与膜片44A形成同一平面的情况要远。由此，通过圆形环96、圆形环98对凸缘部22的夹持而产生的应力在传递到膜片44A之前被缓和。因此，构成了能够抑制因经由凸缘部22与外部壳体66固定而引起的膜片44A的灵敏度(受压灵敏度)的劣化的力检测器10。

另外像这样将收容于外部壳体66的力检测器10导入水中以测量水压的情况下，需要将残存于由第1外部壳体68、力检测器10、圆形环96形成的内部空间78的空气放出至外部。另一方面，为了避免水中的石头等的碰撞造成的膜片44A的机械损伤，将压力导入口74设计得较小。因此，在收容于外部壳体66的状态下将力检测器10导入水中时，由于压力导入口74设计得较小，因此上述的内部空间78的空气的排出难以进行。因此，通过如本实施方式这样形成通向压力导入口74的排出口76，能够在力检测器10向液体(水)中导入时使残留于作为外部壳体66和力检测器10之间的上述的内部空间78的空气高效地排出。

另外在上述结构中，能够使第1盖部14和凸缘部22一体地形成。因此能够维持力检测器10整体的强度。另外通过像这样使第1盖部14和凸缘部22一体地形成，能够使该力检测器10和外部壳体66之间的间隙的容积、即上述的内部空间78(参照图5)的容积减少，能够使将力检测器10导入液体中时的残留于内部空间的空气容易地放出至外部，从而能够抑制压力的测量误差。

此外，力检测器10的凸缘部22如上所述形成为由圆形环96、圆形环98夹持的形状，但第1外部壳体68、第2外部壳体84、螺入零件80优选设计成不与力检测器10直接接触。

图6中示出第2实施方式的力检测器的剖视图，图6的(a)是沿XZ面剖开后的剖视图，图6的(b)是沿YZ面剖开后的剖视图。

第2实施方式的力检测器100基本上与第1实施方式类似，但在将凸缘部102配置于容器的侧面的中央部、即侧壁部104的中央部这一点上不同。

如本实施方式这样，在将作为第2膜片的膜片44B配置于容器的与膜片44A对置的端面即第2盖部24的情况下，分别从2个膜片到凸缘部102的距离一致。因此，在使用了上述的圆形环96、98的凸缘部102的夹持中，由凸缘部102的夹持产生的应力不会偏向一个膜片侧地进行传递。另外由于在容器的侧面的中央部、即侧壁部104的中央部配置凸缘部102，因此由凸缘部102的夹持产生的应力能够在到达各膜片之前被充分地缓和。因此构成为能够高精度地抑制因经由凸缘部与外部壳体(未图示)固定而引起的膜片的挠曲灵敏度(受压灵敏度)的劣化的力检测器100。

图7中表示第3实施方式的力检测器的剖视图，图7是第1外周部的直径大于侧壁部的直径时的(沿XZ面剖开后的)剖视图，图8是第1外周部的直径小于侧壁部的直径时的(沿XZ面剖开后的)剖视图。

第3实施方式的力检测器110基本上与第1实施方式等类似，但在如下一点上不同：所述壳体12的侧面的直径在凸缘部112的一个面侧(侧壁部42侧)和所述凸缘部的与所述一个面对置的另一个面侧(第2外周部116侧)相互不同。即，配置于凸缘部112的-Z轴侧的第2外周部116的外周的直径与配置于凸缘部112的+Z轴侧的侧壁部42的外周的直径不同。

膜片根据测量的压力及环境而改变其直径的设计，因此安装有膜片的盖部的直径、即第2外周部116的内径(开口部116a的直径D)会发生改变。例如在测量较低的压力的情况下，如图7所示，膜片118的直径设计得较大，相反在测量较高的压力的情况下，如图8所示，膜片120的直径设计得较小。因此，根据开口部116a的设计，第2外周部116的外形的直径也发生改变。

但是本实施方式中，由于第2盖部24、膜片44B、侧壁部42能够使用相同规格的部件，因此能够抑制对应于测量环境而变更了膜片的设计时的力检测器110的成本。

另外本实施方式中，在凸缘部112的侧壁部42侧的面配置有第1圆形环122，在凸缘部112的与所述第1圆形环122抵接的面的相反面、即第2外周部116侧的面配置有第2圆形环124。

此时，以使第1圆形环122的截面半径R2和侧壁部42的半径R1这两者之和、与第2圆形环124的截面半径R4和所述盖部的半径即第2外周部116的外周的半径R3这两者之和相等的方式，设计第1圆形环122的半径R2、第2圆形环124的半径R4。

通过上述结构，第1圆形环122的截面的中心O1和第2圆形环124的截面的中心O2夹着凸缘部112而相互对置。并且将O1和O2连接的线与Z轴平行，凸缘部112的两面的法线的方向一致。因此，能够抑制通过第1圆形环122、第2圆形环124对凸缘部112的夹持而产生使作为盖部的第1盖部126整体及膜片118、120整体弯曲变形的应力。此外，第3实施方式的力检测器110也能够通过对第1外部壳体128、第2外部壳体130、螺入零件132的尺寸等进行适宜变更而收纳于外部壳体。

图9中表示第4实施方式的力检测器的剖视图，图9的(a)表示沿XZ面剖开后的剖视图，图9的(b)表示沿YZ面剖开后的剖视图。第4实施方式的力检测器140中，在第1盖部14配置有膜片44A，但在第2盖部24不配置膜片44B。另外还有这样的结构：不使用作为力传递单元的中心轴52，而是将力检测元件58与膜片44A直接连接。因此，本实施方式形成为测量以壳体12内部的气压(例如真空)为基准的绝对压力的力检测器140。

力检测元件58的第1基部62经由固定部142与第2盖部24连接。另外力检测元件58的第2基部64固定于膜片44A的中央部，并且通过与中央部46固定的固定部144来加强第2基部64与膜片44A的连接的强度。通过上述结构，力检测元件58不通过中心轴52就可受到来自膜片44A的力，因此能够提高力检测元件58对膜片间的压力差的灵敏度。

本实施方式的力检测器140的组装中，使膜片44A、固定部144与第1盖部14连接，使固定部142与第2盖部24连接，将第1盖部14、支承轴36、第2盖部24组合，使力检测元件58与固定部142及固定部144连接并且经由导线40与密封端子38电连接。并且，例如在真空环境下使侧壁部42与第1盖部14、第2盖部24连接，由此以壳体12内被进行了真空封闭的形式形成力检测器140。此外，在本实施方式和以后的实施方式中，凸缘部22的结构及对于膜片44A的作用效果与第1实施方式相同，因此省略说明。

图10中表示第4实施方式的力检测器的变形例的剖视图。如图10所示，本变形例的力检测器150是在第4实施方式的力检测器140的第2盖部24上形成了沿第2盖部24的厚度方向(Z轴方向)贯通的压力导入口152的结构。当使用第1外部壳体68、第2外部壳体84等而收容该力检测器150时，通过压力导入口152，壳体12的内部相对于第2外部壳体84所形成的内部空间94开放。因此，膜片44A的受压面(-Z轴侧的面)的相反面(+Z轴侧的面)被从作为管92的连接目标的基准压力环境(例如大气压环境)施加压力。因此，根据本变形例，能够以基准压力环境的压力为基准而测量施加于膜片44A的受压面的被测量压力环境的压力(内部空间78的压力)。

图11中表示第5实施方式的力检测器的剖视图，图11的(a)表示沿XZ面剖开后的剖视图，图11的(b)表示沿YZ面剖开后的剖视图。如图11所示，本实施方式的力检测器160的整体形状与第1实施方式相同，但作为力检测元件162采用使用了AT切割的水晶基板的厚度剪切振子。力检测元件162作为整体具有矩形的形状，在一个主面(+Y轴侧的面)的中央部配置有激振电极164A，在另一个主面(-Y轴侧的面)的与激振电极164A相对的位置配置有激振电极164B。

并且，在力检测元件162的一个主面的+Z轴侧配置有引出电极166A、引出电极166B。引出电极166A以从激振电极164A引出的形式配置，并与激振电极164A电连接。引出电极166B以从激振电极164B经由水晶基板的端面(+X轴侧的面)引出的形式配置，并与激振电极164B电连接。

并且，引出电极166A经由导线168A与密封端子170A电连接，引出电极166B经由导线168B与密封端子170B电连接。由此激振电极164A经由引出电极166A、导线168A、密封端子170A与位于力检测器160的外部的IC(集成电路，未图示)电连接，激振电极164B经由引出电极166B、导线168B、密封端子170B与IC(未图示)电连接。因此通过从IC(未图示)施加交流电压，在激振电极164A、激振电极164B中施加交流电压，力检测元件162以被激振电极164A、激振电极164B夹着的区域为中心而以预定的共振频率产生厚度剪切振动。

并且，力检测元件162中，力检测元件162的另一个主面(-Y轴侧的面)的+Z轴侧被支承于凸台部28，-Z轴侧被支承于固定在中心轴52的固定部54。中心轴52向从膜片44A、膜片44B接受的力的合力的方向(Z轴方向)移位。因此力检测元件160中，通过中心轴52的移位而被施加应力，共振频率发生变化。因此，力检测器160能够通过测量该共振频率的变化而测量压力(相对压力)。

图12中按照预定的环境温度表示现有技术的力检测器相对于外部壳体进行了装卸时的、装卸前后的力检测器的压力值的变化。图12中，纵轴为变化量(％)，横轴为施加压力(kPa)。另外力检测器的环境温度设为-10℃、+10℃、+25℃、+50℃。

本发明人在将专利文献1等所记载的现有技术的压力传感器收纳于外部壳体、从外部壳体取出并再次收纳于外部壳体的情况下，对初始收纳时的压力值和再收纳时的压力值的差量进行了调查。于是如图12所示，可知，与施加的压力无关地，压力值大幅变化，越使施加的压力下降，压力值的误差越增加。另外可知，即使改变温度也具有同样的倾向。因此可认为，与施加的压力无关地在再收纳时对膜片施加有一定量的应力。因此，现有技术的压力传感器(力检测器)需要在每次收纳于外部壳体时进行压力传感器的压力值的零点调整。

图13中按照凸缘部的厚度表示现有技术的力检测器相对于外部壳体进行了装卸时的力检测器的共振频率(压力值变化)的历时变化。图13的(a)中凸缘部的厚度为3mm，图13的(b)中凸缘部的厚度为4mm，图13的(c)中凸缘部的厚度为6.5mm。图13中，纵轴为频率(Hz)，横轴为时间(a.u.)。

本发明人在设安装于力检测器的凸缘部的厚度为3mm、4mm、6.5mm的情况下，对将力检测器相对于外部壳体反复进行了装卸时的共振频率的历时变化进行了调查。在此处，装卸是指将收纳于外部壳体且压力值的零点被调整后的力检测器从外部壳体取出，并再次将该力检测器收纳于外部壳体的动作。另外，在任一情况下，均在与构成力检测器的膜片所形成的面形成相同的平面的位置安装凸缘部。并且，使用了2个圆形环的凸缘部的夹持如图5等所示，使用第1外部壳体、第2外部壳体、螺入零件来进行。

如图13所示，在任一情况下，在夹持凸缘的两面的瞬间，力检测器的共振频率急剧地上升。凸缘部的厚度为3mm的力检测器最大上升1Hz左右，凸缘部的厚度为4mm的力检测器最大上升1.7Hz左右，凸缘部的厚度为6.5mm的力检测器最大上升2.7Hz左右。

因此，可以说，通过圆形环(O形环)对凸缘部的夹持，施加了在凸缘部的厚度方向上进行压缩的应力，该应力传递至膜片。并且可知，凸缘的厚度越大，上升时的变化量越大。因此可以说，凸缘的厚度越大，则由圆形环的夹持引起的凸缘的厚度的变化量越大，相应地产生的应力也越大。在任一种情况下，之后随着时间经过而力检测器的共振频率单调地减少是由于：通过螺入零件而紧固的圆形环经过一定时间而变形为稳定的形状，或移动至稳定的位置。

这样，可以说，在现有技术的力检测器(压力传感器)中，通过减小凸缘部的厚度，能够减轻传递至膜片的应力，但由于膜片和凸缘部的距离较近，因此到达膜片的应力的缓和并不充分。

图14中表示在本实施方式的力检测器和现有技术的力检测器中，相对于外部壳体进行了装卸时的、装卸前后的各传感器的共振频率(压力值)的变化的比较。图14中，纵轴为频率变化量(Hz)，横轴为凸缘的厚度(mm)。

本发明人对将与专利文献1等现有技术同型的力检测器(类型1)、与本发明的第2实施方式同型的力检测器(类型2)相对于外部壳体反复进行了装卸时的共振频率的变化进行了调查。类型1、类型2均具有直径22mm、长度40mm的圆筒形的外形。另外膜片配置在圆筒形的外形的下端，设其直径为13.5mm。并且，在类型1中，将凸缘部配置于前述的外形的侧面的下端。另一方面，在类型2中，将凸缘部配置成位于前述的外形的侧面且凸缘部的厚度方向的中心距离前述的下端为20mm的位置(侧面的中央部)。并且对于类型1、类型2，都对在凸缘的厚度为4mm、3mm、2mm、1mm的情况下的各传感器的共振频率的变化进行了调查。

如图14所示，可知，类型2的共振频率的变化在所有厚度下与类型1相比都较小。例如凸缘部的厚度为3mm的情况下，在类型1中，产生0.6Hz的变化。并且存在若减少凸缘部的厚度则其差变大的倾向。

因此可知，若如类型2那样增大膜片和凸缘部之间的距离，则相比现有技术，促进了到达膜片的应力的缓和。可知，特别是如类型2那样将凸缘部配置于力检测器的侧面的中央部的情况下，可得到更大的效果。另外，在第1实施方式的力检测器中，膜片与凸缘部之间的距离也比现有技术的力检测器大，因此如上所述，可认为力检测器的装卸引起的共振频率的变化较小。

图15中按预定的温度表示将本实施方式的力检测器相对于外部壳体反复进行了装卸时的、装卸前后的压力值的变化。图15的(a)是进行了1次上述的装卸的工序的情况，图15的(b)是进行了2次上述的装卸的工序的情况，图15的(c)是进行了3次上述的装卸的工序的情况，图15的(d)是进行了4次上述的装卸的工序的情况。另外图15的各图中，纵轴为变化量(％)，横轴为施加压力(100Pa)。另外图15的各图中，力检测器的环境温度设为-10℃、+10℃、+30℃、+50℃。

本发明人对将本实施方式的力检测器相对于外部壳体反复进行了装卸时的、装卸的前后的压力值的变化进行了调查。如图15所示，可知，即使反复进行装卸的工序，进行了装卸前的零点调整的力检测器的压力值的变动也极小。因此通过本实施方式的结构，即使反复进行装卸，也能够得到稳定的压力值。

图16中表示将本实施方式的力检测器相对于外部壳体反复进行了3次装卸时的力检测器的滞后特性。图16的(a)中设力检测器的环境温度为-10℃，图16的(b)中设力检测器的环境温度为+10℃，图16的(c)中设力检测器的环境温度为+30℃，图16的(d)中设力检测器的环境温度为+50℃。另外图16的各图中，纵轴为变化量(％)，横轴为施加压力(Pa)。

本发明人对反复进行了装卸的力检测器的施加压力前的压力值和施加压力并解除施加的压力后的压力值的变化(滞后)进行了评价。于是如图16所示，证实了：即使改变环境温度、所施加的压力的大小，也具有良好的滞后特性。因此根据本实施方式的力检测器，能够抑制因反复进行装卸引起的压力值的偏差从而得到稳定的压力值，并且还能够抑制滞后特性的劣化。

所有实施方式中均对使用了2个膜片来测量相对的物理量(相对压力)的力检测器进行应用而进行了说明，但也能够应用于仅使用某一个膜片、并例如对容器内进行真空封闭来测量以真空为基准的绝对压力的力检测器。另外在第1实施方式等中，使第1盖部14为具有第1外周部16、第2外周部18、开口部20和凸缘部22的结构，使第2盖部24为具有凹部26、凸台部28和贯穿插入孔30的结构，但也可以为使二者彼此相反的结构。

Claims (8)

1.一种力检测器，其特征在于，所述力检测器具备：

容器，其具有筒状的外形；

膜片，其配置于所述容器的端面，该膜片受力而向所述容器的内侧或外侧移位；

力检测元件，其具有力检测部和与所述力检测部的两端连接的一对基部，一个基部与所述膜片侧连接，另一个基部与所述容器侧连接，该力检测元件以与将所述基部彼此连接的线平行的方向为检测轴，来检测通过所述膜片的移位而产生的力；以及

凸缘部，其从所述容器的侧面向所述侧面的外周侧突出，并与所述侧面的外周同心，

所述凸缘部配置成：配置有所述膜片的所述端面从所述凸缘部向所述凸缘部的厚度方向突出。

2.根据权利要求1所述的力检测器，其特征在于，

所述力检测元件配置成：所述检测轴的方向与所述膜片的移位方向平行。

3.根据权利要求1或2所述的力检测器，其特征在于，

所述力检测器具备：

第2膜片，其配置于所述容器的与所述膜片对置的位置；以及

力传递构件，其将所述膜片和所述第2膜片连结，并且该力传递构件向从所述膜片接受的力和从所述第2膜片接受的力的合力的方向移位，

所述力检测元件中，所述一个基部与所述力传递构件连接。

4.根据权利要求3所述的力检测器，其特征在于，

所述凸缘部配置于所述侧面的中央部。

5.根据权利要求3所述的力检测器，其特征在于，

所述容器具有：

圆筒形的侧壁部，其形成所述侧面，并在两端具有开口部；以及

第1盖部和第2盖部，它们形成所述端面，并分别将所述开口部封闭，

在所述第1盖部配置有所述膜片，在所述第2盖部配置有所述第2膜片，

所述凸缘部配置于所述第1盖部和所述第2盖部中的任意一方的侧面，并且所述凸缘部配置在这样的位置：配置有所述膜片的盖部所形成的所述端面从所述凸缘部向所述凸缘部的厚度方向突出。

6.根据权利要求1或2所述的力检测器，其特征在于，

所述侧面的外周的直径在所述凸缘部的一个面侧和所述凸缘部的与所述一个面对置的另一个面侧相互不同。

7.根据权利要求6所述的力检测器，其特征在于，

所述力检测器具备：

第1圆形环，其与所述凸缘部的所述一个面抵接；以及

第2圆形环，其与所述凸缘部的所述另一个面抵接，

所述第1圆形环的截面半径和靠所述凸缘部的一个面侧的所述容器的半径这两者之和、与所述第2圆形环的截面半径和靠所述凸缘部的另一个面侧的所述容器的半径这两者之和彼此相等。

8.根据权利要求1或2所述的力检测器，其特征在于，

所述力检测器具备外部壳体，该外部壳体收容所述容器，并且该外部壳体在与所述膜片对置的位置具有压力导入口，

所述外部壳体形成有排出口，所述排出口从所述外部壳体的侧面向所述压力导入口汇合。

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