CN115226401A - 扭矩传感器 - Google Patents

Abstract

本发明的扭矩传感器具备第一构造体、第二构造体、应变体、第一构造体Y轴连接部、第二构造体X轴连接部、检测元件、检测电路。第一构造体Y轴连接部相对于应变体配置在Y轴的正侧以及负侧，第二构造体X轴连接部相对于第二构造体配置在X轴的正侧以及负侧。上述应变体包括四个变形体，上述变形体包括通过弹性变形而在Z轴方向上位移的位移部。在第一象限、第二象限、第三象限以及第四象限分别配置有变形体。检测元件包括电容元件，上述电容元件通过各个变形体的位移部的Z轴方向的位移来检测电容值的变化。

Description

扭矩传感器

技术领域

本发明涉及扭矩传感器。

背景技术

以往，公知有将绕预定的旋转轴作用的力矩(扭矩)作为电信号而输出的扭矩传感器(例如参照专利文献1)。以工业用机器人作为代表，该扭矩传感器广泛利用于协作机器人、生活辅助机器人、医疗用机器人以及服务机器人等各种机器人的扭矩控制。因此，谋求高精度且高灵敏度而且低价格的扭矩传感器。

例如，通常的扭矩传感器具备圆形环状的受力体、圆形环状的应变体、圆形环状的支承体。在受力体的内侧配置有应变体，在应变体的内侧配置有支承体。受力体、应变体以及支承体配置在XY平面上，应变体分别与受力体以及支承体连接。若绕Z轴的力矩作用于受力体，则应变体在径向上弹性变形。该应变体的弹性变形通过具有固定电极和位移电极的电容元件来检测。位移电极安装于应变体的外周面，固定电极以与该位移电极对置的方式安装于受力体的内周面。固定电极有时也安装于支承体的外周面，此时，位移电极安装于应变体的内周面。

在这样构成的扭矩传感器中，位移电极与固定电极配置为对置面相对于XY平面垂直。在这种情况下，位移电极与固定电极的对位变困难，使扭矩传感器的生产效率降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2013-014803号公报

发明内容

本发明所要解决的技术问题

本发明是考虑到这样的点而完成的，目的在于提供能够提高生产效率的扭矩传感器。

用于解决技术问题的技术手段

本发明提供一种扭矩传感器，对绕XYZ三维坐标系中的Z轴的力矩进行检测，具备：第一构造体，以所述Z轴为中心而形成；第二构造体，以所述Z轴为中心而形成；应变体，设置于所述第一构造体与所述第二构造体之间，且将所述第一构造体与所述第二构造体连接，通过所述力矩的作用而产生弹性变形；两个第一构造体Y轴连接部，将所述第一构造体与所述应变体连接；两个第二构造体X轴连接部，将所述应变体与所述第二构造体连接；检测元件；以及检测电路，基于所述检测元件的检测结果，输出表示所述力矩的电信号，所述第一构造体Y轴连接部相对于所述应变体配置在Y轴的正侧以及负侧，所述第二构造体X轴连接部相对于所述第二构造体配置在X轴的正侧以及负侧，所述应变体包括四个变形体，所述变形体包括通过弹性变形而在Z轴方向上位移的位移部，在第一象限、第二象限、第三象限以及第四象限分别配置有所述变形体，所述检测元件包括电容元件，所述电容元件通过各个所述变形体的所述位移部的所述Z轴方向的位移来检测电容值的变化。

此外，也可以是，在上述的扭矩传感器中，在沿着所述Z轴观察时，所述第二构造体配置在所述第一构造体的内侧。

另外，也可以是，在上述的扭矩传感器中，所述第一构造体Y轴连接部沿着所述Y轴以及所述Z轴延伸，所述第一构造体Y轴连接部的Z轴方向的尺寸大于所述第一构造体Y轴连接部的Y轴方向的尺寸，所述第二构造体X轴连接部沿着所述X轴以及所述Z轴延伸，所述第二构造体X轴连接部的Z轴方向的尺寸大于所述第二构造体X轴连接部的X轴方向的尺寸。

另外，也可以是，在上述的扭矩传感器中，还具备：两个第一构造体X轴连接部，将所述第一构造体与所述应变体连接；以及两个第二构造体Y轴连接部，将所述应变体与所述第二构造体连接，在沿着所述Z轴观察时，所述第一构造体X轴连接部相对于所述应变体配置在所述X轴的正侧以及负侧，并且所述第二构造体Y轴连接部相对于所述第二构造体配置在所述Y轴的正侧以及负侧，所述第一构造体X轴连接部沿着所述X轴延伸，所述第二构造体Y轴连接部沿着所述Y轴延伸。

另外，也可以是，在上述的扭矩传感器中，所述第一构造体X轴连接部以及所述第二构造体Y轴连接部沿着所述Z轴延伸，所述第一构造体X轴连接部的Z轴方向的尺寸大于所述第一构造体X轴连接部的X轴方向的尺寸，所述第二构造体Y轴连接部的Z轴方向的尺寸大于所述第二构造体Y轴连接部的Y轴方向的尺寸。

另外，也可以是，在上述的扭矩传感器中，所述第一构造体X轴连接部的Y轴方向的尺寸小于所述第一构造体Y轴连接部的X轴方向的尺寸，所述第二构造体Y轴连接部的X轴方向的尺寸小于所述第二构造体X轴连接部的Y轴方向的尺寸。

另外，也可以是，在上述的扭矩传感器中，在沿着所述Z轴观察时，所述应变体以圆形环状形成。

另外，也可以是，在上述的扭矩传感器中，在所述应变体中的连接有所述第一构造体Y轴连接部的位置，所述应变体与所述第二构造体未连接，在所述应变体中的连接有所述第二构造体X轴连接部的位置，所述第一构造体与所述应变体未连接。

另外，也可以是，在上述的扭矩传感器中，上所述第一构造体X轴连接部的X轴方向的尺寸大于所述第一构造体Y轴连接部的Y轴方向的尺寸，所述第二构造体Y轴连接部的Y轴方向的尺寸大于所述第二构造体X轴连接部的X轴方向的尺寸。

另外，也可以是，在上述的扭矩传感器中，在沿着所述Z轴观察时，所述应变体以具有沿着所述Y轴的长轴和沿着所述X轴的短轴的方式以椭圆形环状形成。

另外，也可以是，在上述的扭矩传感器中，所述第一构造体Y轴连接部形成于所述第一构造体与所述应变体的连接位置，所述第二构造体X轴连接部形成于所述应变体与所述第二构造体的连接位置。

另外，也可以是，在上述的扭矩传感器中，在沿着所述Z轴观察时，所述应变体的外周面以具有沿着所述Y轴的长轴和沿着所述X轴的短轴的方式以椭圆形状形成。

另外，也可以是，在上述的扭矩传感器中，在沿着所述Z轴观察时，所述第二构造体的外周面以具有沿着所述X轴的长轴和沿着所述Y轴的短轴的方式以椭圆形状形成。

另外，也可以是，在上述的扭矩传感器中，还具备：两个第一构造体X轴连接部，将所述第一构造体与所述应变体连接；以及两个第二构造体Y轴连接部，将所述应变体与所述第二构造体连接，在沿着所述Z轴观察时，所述第一构造体X轴连接部相对于所述应变体配置在所述X轴的正侧以及负侧，并且所述第二构造体Y轴连接部相对于所述第二构造体配置在所述Y轴的正侧以及负侧，所述第一构造体X轴连接部沿着所述X轴延伸，所述第二构造体Y轴连接部沿着所述Y轴延伸。

另外，也可以是，在上述的扭矩传感器中，所述第一构造体X轴连接部的Y轴方向的尺寸小于所述第一构造体Y轴连接部的X轴方向的尺寸，所述第二构造体Y轴连接部的X轴方向的尺寸小于所述第二构造体X轴连接部的Y轴方向的尺寸。

另外，也可以是，在上述的扭矩传感器中，在所述应变体中的连接有所述第一构造体Y轴连接部的位置，所述应变体与所述第二构造体未连接，在所述应变体中的连接有所述第二构造体X轴连接部的位置，所述第一构造体与所述应变体未连接。

另外，也可以是，在上述的扭矩传感器中，所述第二构造体相对于所述应变体配置在所述Z轴的负侧。

另外，也可以是，在上述的扭矩传感器中，所述应变体相对于所述第一构造体配置在所述Z轴的负侧。

发明效果

根据本发明，能够提高生产效率。

附图说明

图1是表示应用了第一实施方式的扭矩传感器的机器人的一个例子的立体图。

图2是表示第一实施方式的扭矩传感器的俯视图。

图3是图2的A-A线剖视图。

图4是表示图2的扭矩传感器的立体图。

图5是表示图2的变形体的放大俯视图。

图6是表示图2的变形体以及电容元件的剖视图。

图7是表示图2的各连接部的立体图。

图8是表示对图2的扭矩传感器作用了绕Z轴的力矩的情况的俯视图。

图9是表示图6的电容元件的电容值减小的情况的剖视图。

图10是表示图6的电容元件的电容值增大的状况的剖视图。

图11是表示图2的扭矩传感器的变形例的俯视图。

图12是表示图2的扭矩传感器的其他变形例的俯视图。

图13A是表示图6的变形体的变形例的剖视图。

图13B是表示图6的变形体的其他变形例的剖视图。

图14是表示图3的扭矩传感器的变形例的剖视图。

图15是表示第二实施方式的扭矩传感器的俯视图。

图16是表示图15的扭矩传感器的变形例的俯视图。

图17是表示第三实施方式的扭矩传感器的俯视图。

图18是表示图17的扭矩传感器的变形例的俯视图。

图19是表示第四实施方式的扭矩传感器的剖视图。

图20是表示图19的B-B线剖视图。

图21是表示图19的C-C线剖视图。

图22是表示图19的扭矩传感器的变形例的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在添附于本说明书的附图中，为了便于图示和易于理解，适当地将比例尺以及纵横的尺寸比等基于实物变更并夸张。

此外，本说明书中使用的确定出形状、几何条件以及物理特性及它们的程度例如“平行”、“正交”、“相等”等术语、尺寸、物理特性的值等，不受严格的含义的束缚，解释为包括可期待相同功能的程度的范围。

(第一实施方式)

首先，使用图1～图14，对本发明的第一实施方式的扭矩传感器进行说明。

在对本实施方式所涉及的扭矩传感器进行说明之前，参照图1对该扭矩传感器向机器人的应用例进行说明。图1是表示应用了本实施方式的扭矩传感器的机器人的一个例子的立体图。

如图1所示，工业用机器人1000具有机器人主体1100、末端执行器1200、电线1300、控制部1400、扭矩传感器1。机器人主体1100包括机器人的臂部。在机器人主体1100与末端执行器1200之间设置有扭矩传感器1。

电线1300在机器人主体1100的内部延伸设置。该电线1300与扭矩传感器1的连接器(未图示)连接。

此外，图1中，控制部1400配置在机器人主体1100的内部，但也可以配置在其他部位(例如机器人外部的控制面板)。另外，扭矩传感器1向机器人的装配方式不局限于图1所示的方式。

扭矩传感器1对作用于作为夹持器发挥功能的末端执行器1200的力矩进行检测。表示检测出的力矩的电信号经由电线1300而向工业用机器人1000的控制部1400发送。控制部1400基于接收到的电信号对机器人主体1100以及末端执行器1200的动作进行控制。另外，扭矩传感器也可以设置于机器人主体1100的未图示的关节。在这种情况下，也可以同与用于驱动关节的驱动部连结的减速机并列配置。

此外，扭矩传感器1不局限于工业用机器人，也可以应用于协作机器人、生活辅助机器人、医疗用机器人以及服务机器人等各种机器人。

以下，参照图2～图7对本发明的实施方式所涉及的扭矩传感器进行说明。图2是表示第一实施方式的扭矩传感器的俯视图。图3是图2的A-A线剖视图。图4是表示图2的扭矩传感器的立体图。图5是表示图2的变形体的放大俯视图，图6是表示图2的变形体以及电容元件的剖视图。图7是表示图2的各连接部的立体图。

扭矩传感器1具有如下功能：对绕预定的旋转轴作用的力矩(扭矩)进行检测，并将检测出的力矩作为电信号而输出。然而，不局限于该情况，扭矩传感器1也可以具有将绕其他旋转轴作用的力矩追加地作为电信号而输出的功能。另外，扭矩传感器1也可以构成为将预定方向的力追加地作为电信号而输出。

在本实施方式中，说明对绕XYZ三维坐标系的Z轴的力矩进行检测的扭矩传感器1。在以下的说明中，在以Z轴方向作为上下方向，以在XY平面上配置有受力体10、支承体20以及应变体30的方式配置有扭矩传感器1的状态下进行说明。本实施方式的扭矩传感器1不局限于以使Z轴方向为上下方向的姿态使用。

如图2～图4所示，扭矩传感器1具备受力体10、支承体20、应变体30、受力体Y轴连接部41、支承体X轴连接部51、检测元件60、检测电路70。以下，对各构成要素更详细地进行说明。受力体10是第一构造体的一个例子，支承体20是第二构造体的一个例子。受力体Y轴连接部41是第一构造体Y轴连接部的一个例子，支承体X轴连接部51是第二构造体X轴连接部的一个例子。

受力体10以Z轴为中心而形成。也可以是，受力体10以平板状形成。也可以是，在沿着Z轴观察时，受力体10以圆形环状形成。

受力体10接受成为检测对象的力矩的作用。通过接受该作用，受力体10相对于支承体20而相对移动。在上述的图1的例子中，受力体10固定于末端执行器1200，从末端执行器1200接受力矩。如图3所示，受力体10包括固定于末端执行器1200的配合面10a。配合面10a配置在受力体10中的Z轴正侧，相当于受力体10的上表面(Z轴正侧的面)。配合面10a也可以配置在比应变体30(后述的应变体连接部32a～32d)的上表面30a以及支承体20的上表面20a更靠Z轴正侧的位置。由此，当在末端执行器1200固定扭矩传感器1的情况下，能够防止末端执行器1200与扭矩传感器1干涉。应变体30的上表面30a与支承体20的上表面20a也可以在Z轴方向上配置在相同的位置。应变体30的上表面30a和后述的各连接部41、42、51、52的上表面也可以在Z轴方向上配置在相同的位置。

如图2以及图4所示，支承体20以Z轴为中心而形成。也可以是，支承体20以平板状形成。也可以是，在沿着Z轴观察时，支承体20以圆形环状形成。在支承体20的内侧形成有扭矩传感器1的传感器开口2。有时在该传感器开口2穿通有机器人中使用的线缆以及管。在沿着Z轴观察时，支承体20配置在受力体10的内侧，且与受力体10分离。也可以是，支承体20与受力体10一起配置在XY平面上，并与受力体10同心地形成。

支承体20支承受力体10。在上述的图1的例子中，支承体20固定于机器人主体1100(臂部)的末端，并被机器人主体1100支承。如图3所示，支承体20包括固定于机器人主体1100的配合面20b。配合面20b配置在支承体20中的Z轴负侧，并相当于支承体20的下表面(Z轴负侧的面)。也可以是，配合面20b配置在比受力体10的下表面10b以及应变体30(后述的应变体连接部32a～32d)的下表面30b更靠Z轴负侧的位置。另外，也可以如后述那样，当在受力体10的下表面10b设置有后述的电极支承体80的情况下，配合面20b配置在比电极支承体80的下表面80a更靠Z轴负侧的位置。在这种情况下，当在机器人主体1100固定扭矩传感器1的情况下，能够防止机器人主体1100与扭矩传感器1干涉。

如图2～图4所示，应变体30设置于受力体10与支承体20之间。在本实施方式中，也可以是，在沿着Z轴观察时，应变体30以圆形环状形成。在沿着Z轴观察时，应变体30配置在受力体10的内侧且支承体20的外侧。应变体30与受力体10分离，并且与支承体20分离。应变体30也可以与受力体10同心地形成，也可以与支承体20同心地形成。应变体30的宽度(径向的尺寸)也可以遍及整周而恒定。

应变体30将受力体10与支承体20连接。受力体10经由应变体30而被支承体20支承。应变体30构成为若受力体10接受力矩的作用则弹性变形。

如图2以及图4所示，应变体30包括四个变形体31a～31d。各变形体31a～31d构成为通过力矩的作用而产生弹性变形。四个变形体31a～31d包括配置在第一象限的第一变形体31a、配置在第二象限的第二变形体31b、配置在第三象限的第三变形体31c、配置在第四象限的第四变形体31d。

也可以是，第一变形体31a以及第三变形体31c配置在穿过第一象限和第三象限并且相对于X轴以及Y轴呈45°的线L1上。第一变形体31a以及第三变形体31c的后述的各变形部33、34以及位移部35也可以与该线L1平行地配置。也可以是，第二变形体31b以及第四变形体31d配置在穿过第二象限和第四象限并且相对于X轴以及Y轴呈45°的线L2上。第二变形体31b以及第四变形体31d的后述的各变形部33、34以及位移部35也可以与该线L2平行地配置。也可以是，第一变形体31a以及第二变形体31b相对于X轴而与第四变形体31d以及第三变形体31c对称地配置。也可以是，第一变形体31a以及第四变形体31d相对于Y轴而与第二变形体31b以及第三变形体31c对称地配置。也可以是，在沿着Z轴观察时，各变形体31a～31d相对于原点O而点对称地配置。

应变体30包括四个应变体连接部32a～32d。各应变体连接部32a～32d将对应的两个变形体31a～31d连接。四个应变体连接部32a～32d包括第一应变体连接部32a、第二应变体连接部32b、第三应变体连接部32c、第四应变体连接部32d。第一应变体连接部32a将第一变形体31a与第二变形体31b连接。第二应变体连接部32b将第二变形体31b与第三变形体31c连接。第三应变体连接部32c将第三变形体31c与第四变形体31d连接。第四应变体连接部32d将第四变形体31d与第一变形体31a连接。

如图5以及图6所示，在本实施方式中，各变形体31a～31d包括第一变形部33、第二变形部34、位移部35。第一变形部33与对应的应变体连接部32a～32d连接，并且第二变形部34与对应的其他应变体连接部32a～32d连接。在第一变形部33与第二变形部34之间配置有位移部35，第一变形部33与第二变形部34经由位移部35而连接。

第一变形部33以及第二变形部34以板状形成，在径向上观察时，具有比应变体连接部32a～32d薄的厚度。第一变形部33以及第二变形部34具有作为板簧的功能，且能够容易弹性变形。位移部35也以板状形成，且具有比应变体连接部32a～32d薄的厚度。第一变形部33的厚度、第二变形部34的厚度、位移部35的厚度也可以相等。或者，位移部35的厚度也可以比第一变形部33的厚度以及第二变形部34的厚度厚。

第一变形部33从对应的应变体连接部32a～32d的端面32e(参照图6)中的上端部朝向位移部35向下方延伸。例如，第一变形体31a的第一变形部33从第四应变体连接部32d的端面32e中的上端部朝向位移部35向下方延伸。在径向上观察时，第一变形部33相对于Z轴倾斜，并以直线状延伸。第二变形部34从对应的应变体连接部32a～32d的端面32e中的上端部朝向位移部35向下方延伸。例如，第一变形体31a的第二变形部34从第一应变体连接部32a的端面32e中的上端部朝向位移部35向下方延伸。在径向上观察时，第二变形部34相对于Z轴倾斜，并以直线状延伸。

位移部35与Z轴垂直即沿着XY平面配置。在径向上观察时，位移部35以沿着XY平面的方式以直线状形成。如图6所示，也可以是，位移部35的下表面35a配置在比应变体连接部32a～32d(应变体30)的下表面30b更靠Z轴正侧的位置。位移部35构成为通过第一变形部33以及第二变形部34的弹性变形而在Z轴方向上位移。

如图5所示，在沿着Z轴观察时，第一变形部33、第二变形部34以及位移部35以弯曲状形成。更具体而言，第一变形部33、第二变形部34以及位移部35构成应变体30的圆形环状的一部分，并以圆弧状形成。也可以是，第一变形部33、第二变形部34以及位移部35与受力体10或者支承体20同心地形成。

如图2～图4所示，受力体Y轴连接部41将受力体10与应变体30连接。受力体10与应变体30通过两个受力体Y轴连接部41而连接。在沿着Z轴观察时，受力体Y轴连接部41相对于应变体30配置在Y轴的正侧以及Y轴的负侧。在本实施方式中，相对于应变体30而在Y轴的正侧的位置配置有一个受力体Y轴连接部41。该受力体Y轴连接部41将受力体10与第一应变体连接部32a连接。在Y轴的负侧的位置配置有另外一个受力体Y轴连接部41。该受力体Y轴连接部41将受力体10与第三应变体连接部32c连接。

本实施方式的受力体Y轴连接部41配置在Y轴上，并沿着Y轴延伸。在本实施方式中，如图7所示，受力体Y轴连接部41沿着X轴、Y轴以及Z轴以矩形形状形成。受力体Y轴连接部41的Z轴方向的尺寸(相当于图7的Lz)大于受力体Y轴连接部41的Y轴方向的尺寸(图2的P1y)。

如图2～图4所示，支承体X轴连接部51将应变体30与支承体20连接。应变体30与支承体20通过两个支承体X轴连接部51而连接。在沿着Z轴观察时，支承体X轴连接部51相对于支承体20配置在X轴的正侧以及X轴的负侧。在本实施方式中，在X轴的正侧的位置配置有一个支承体X轴连接部51。该支承体X轴连接部51将支承体20与第四应变体连接部32d连接。在X轴的负侧的位置配置有另外一个支承体X轴连接部51。该支承体X轴连接部51将支承体20与第二应变体连接部32b连接。

本实施方式的支承体X轴连接部51配置在X轴上，并沿着X轴延伸。在本实施方式中，与受力体Y轴连接部41相同，支承体X轴连接部51沿着X轴、Y轴以及Z轴以矩形形状形成。支承体X轴连接部51的Z轴方向的尺寸(相当于图7的Lz)大于支承体X轴连接部51的X轴方向的尺寸(图2的Q1x)。

如图2～图4所示，本实施方式的扭矩传感器1具备受力体X轴连接部42和支承体Y轴连接部52。受力体X轴连接部42是第一构造体X轴连接部的一个例子，支承体Y轴连接部52是第二构造体Y轴连接部的一个例子。

受力体X轴连接部42将受力体10与应变体30连接。受力体10与应变体30通过两个受力体X轴连接部42而连接。在沿着Z轴观察时，受力体X轴连接部42相对于应变体30配置在X轴的正侧以及X轴的负侧。

在本实施方式中，相对于应变体30而在X轴的正侧的位置配置有一个受力体X轴连接部42。该受力体X轴连接部42将受力体10与第四应变体连接部32d连接。在X轴的负侧的位置配置有另外一个受力体X轴连接部42。该受力体X轴连接部42将受力体10与第二应变体连接部32b连接。

本实施方式的受力体X轴连接部42配置在X轴上，并沿着X轴延伸。在本实施方式中，与受力体Y轴连接部41相同，受力体X轴连接部42沿着X轴、Y轴以及Z轴以矩形形状形成。受力体X轴连接部42的Z轴方向的尺寸(相当于图7的Lz)大于受力体X轴连接部42的X轴方向的尺寸(图2的P2x)。

如图2所示，在本实施方式中，受力体X轴连接部42的Y轴方向的尺寸(图2的P2y)小于受力体Y轴连接部41的X轴方向的尺寸(图2的P1x)。换言之，在沿着Z轴观察时，受力体X轴连接部42的宽度小于受力体Y轴连接部41的宽度。此外，受力体X轴连接部42的X轴方向的尺寸(P2x)也可以与受力体Y轴连接部41的Y轴方向的尺寸(P1y)相等。

如图2～图4所示，支承体Y轴连接部52将应变体30与支承体20连接。应变体30与支承体20通过两个支承体Y轴连接部52而连接。在沿着Z轴观察时，支承体Y轴连接部52相对于支承体20配置在Y轴的正侧以及Y轴的负侧。在本实施方式中，相对于支承体20而在Y轴的正侧的位置配置有一个支承体Y轴连接部52。该支承体Y轴连接部52将支承体20与第一应变体连接部32a连接。在Y轴的负侧的位置配置有另外一个支承体Y轴连接部52。该支承体Y轴连接部52将支承体20与第三应变体连接部32c连接。

本实施方式的支承体Y轴连接部52配置在Y轴上，并沿着Y轴延伸。在本实施方式中，与受力体Y轴连接部41相同，支承体Y轴连接部52沿着X轴、Y轴以及Z轴以矩形形状形成。支承体Y轴连接部52的Z轴方向的尺寸(相当于图7的Lz)大于支承体Y轴连接部52的Y轴方向的尺寸(图2的Q2y)。

在本实施方式中，支承体Y轴连接部52的X轴方向的尺寸(Q2x)小于支承体X轴连接部51的Y轴方向的尺寸(Q1y)。换言之，在沿着Z轴观察时，支承体Y轴连接部52的宽度小于支承体X轴连接部51的宽度。此外，支承体Y轴连接部52的Y轴方向的尺寸(Q2y)也可以与支承体X轴连接部51的X轴方向的尺寸(Q1x)相等。

如图6所示，检测元件60构成为对上述的各变形体31a～31d的位移部35的Z轴方向的位移进行检测。检测元件60对上述的四个变形体31a～31d所产生的弹性变形进行检测。检测元件60作为检测电容的元件而构成。更具体而言，如图2所示，检测元件60包括第一电容元件61a、第二电容元件61b、第三电容元件61c、第四电容元件61d。第一电容元件61a对由于第一变形体31a的弹性变形而产生的位移部35的Z轴方向的位移进行检测。第二电容元件61b对由于第二变形体31b的弹性变形而产生的位移部35的Z轴方向的位移进行检测。第三电容元件61c对由于第三变形体31c的弹性变形而产生的位移部35的Z轴方向的位移进行检测。第四电容元件61d对由于第四变形体31d的弹性变形而产生的位移部35的Z轴方向的位移进行检测。

如图6所示，各电容元件61a～61d包括位移电极62和固定电极63。位移电极62设置于位移部35的下表面35a。也可以是，在位移部35由导电性材料形成的情况下，在位移部35与位移电极62之间夹设有绝缘层64。固定电极63设置于后述的电极支承体80的上表面80b。也可以是，在电极支承体80由导电性材料形成的情况下，在电极支承体80与固定电极63之间夹设有绝缘层65。位移电极62与固定电极63相互分离，并且相互对置。由此，能够检测位移电极62与固定电极63之间的电容。即便在位移电极62在X轴方向、Y轴方向或者Z轴方向上位移的情况下，也可以是在沿着Z轴观察时，位移电极62作为整体而与固定电极63重叠。由此，即便在位移电极62位移的情况下，也能够抑制位移电极62与固定电极63的对置面积变化。因此，能够抑制对置面积的变化对电容值的变化带来影响。

如图3以及图6所示，各电容元件61a～61d的固定电极63被电极支承体80支承。更具体而言，固定电极63设置于电极支承体80的上表面80b。电极支承体80也可以使用未图示的螺栓等安装于支承体20。由此，即便在受力体10作用了力矩Mz的情况下，也能够抑制电极支承体80位移。也可以是，在沿着Z轴观察时，电极支承体80以圆形环状形成。此外，图3中，为了方便，在受力体10的下表面10b相接有电极支承体80的上表面80b。然而，也可以是在受力体10与电极支承体80之间形成有间隙。或者，也可以是在受力体10与电极支承体80之间夹设有后述的衬垫84(参照图14)。

如图3所示，检测电路70构成为，基于检测元件60的检测结果而输出表示力矩的电信号。该检测电路70也可以具有例如通过微处理器构成的运算功能。另外，检测电路70也可以具有将从上述的检测元件60接收到的模拟信号转换为数字信号的A/D转换功能、放大信号的功能。检测电路70也可以包括输出电信号的端子，从该端子经由电线1300(参照图1)对上述的控制部1400发送电信号。

接下来，使用图8～图10说明对作用于由这样的结构构成的本实施方式的扭矩传感器1的力矩进行检测的方法。图8是表示绕Z轴的力矩作用于绕本实施方式的扭矩传感器1的情况的俯视图。图9是表示图6的电容元件的电容值减小的状况的剖视图，图10是表示图6的电容元件的电容值增大的状况的剖视图。

若图2所示的扭矩传感器1的受力体10受到绕Z轴的力矩Mz的作用，则各变形体31a～31d的第一变形部33以及第二变形部34弹性变形，在位移部35产生Z轴方向的位移。因此，检测元件60的各位移电极62与对应的固定电极63之间的距离变化，各电容元件61a～61d的电容值变化。该电容值的变化作为在应变体30所产生的位移而由检测元件60检测。各电容元件61a～61d的电容值的变化可不同。因此，检测电路70基于由检测元件60检测出的各电容元件61a～61d的电容值的变化，能够对作用于受力体10的力矩Mz的大小进行检测。

对绕Z轴的力矩Mz作用于图2的扭矩传感器1的受力体10的情况更详细地进行说明。此处，对绕顺时针方向的力矩Mz朝向Z轴方向正侧作用的情况进行说明。

如图2所示，受力体X轴连接部42的Y轴方向的尺寸(P2y)小于受力体Y轴连接部41的X轴方向的尺寸(P1x)。由此，在作用了力矩Mz的情况下，受力体X轴连接部42比受力体Y轴连接部41弹簧常数小，容易产生弹性变形。受力体Y轴连接部41弹簧常数大，实质上作为刚体发挥功能。另外，支承体Y轴连接部52的X轴方向的尺寸(Q2x)小于支承体X轴连接部51的Y轴方向的尺寸(Q1y)。由此，在作用了绕Z轴的力矩Mz的情况下，支承体Y轴连接部52比支承体X轴连接部51弹簧常数小，容易产生弹性变形。支承体X轴连接部51弹簧常数大，实质上作为刚体发挥功能。

对第一电容元件61a的电容值的变化进行说明。第一应变体连接部32a经由受力体Y轴连接部41而与受力体10连接，并且经由支承体Y轴连接部52而与支承体20连接。由此，如图8所示，第一应变体连接部32a被受力体Y轴连接部41支承并在力矩Mz的作用方向上位移。另一方面，第四应变体连接部32d经由支承体X轴连接部51而与支承体20连接，并且经由受力体X轴连接部42而与受力体10连接。由此，第四应变体连接部32d被支承体X轴连接部51支承，实质上不位移。因此，对第一变形体31a给予拉伸力，如图9所示，第一变形体31a的位移部35向Z轴正侧位移。在这种情况下，构成第一电容元件61a的位移电极62与固定电极63的电极间距离增大，第一电容元件61a的电容值减小。

对第二电容元件61b的电容值的变化进行说明。如图8所示，第一应变体连接部32a被受力体Y轴连接部41支承，并在力矩Mz的作用方向上位移。另一方面，第二应变体连接部32b经由支承体X轴连接部51而与支承体20连接，并且经由受力体X轴连接部42而与受力体10连接。由此，第二应变体连接部32b被支承体X轴连接部51支承，实质上不位移。因此，对第二变形体31b给予压缩力，如图10所示，第二变形体31b的位移部35向Z轴负侧位移。在这种情况下，构成第二电容元件61b的位移电极62与固定电极63的电极间距离减小，第二电容元件61b的电容值增大。

同样，如图8所示，对第三变形体31c给予拉伸力，如图9所示，第三变形体31c的位移部35向Z轴正侧位移。在这种情况下，构成第三电容元件61c的位移电极62与固定电极63的电极间距离增大，第三电容元件61c的电容值减小。另外，如图8所示，对第四变形体31d给予压缩力，如图10所示，第四变形体31d的位移部35向Z轴负侧位移。在这种情况下，构成第四电容元件61d的位移电极62与固定电极63的电极间距离减小，第四电容元件61d的电容值增大。

作用于受力体10的力矩Mz根据Mz＝-ΔC1+ΔC2-ΔC3+ΔC4来检测出。此外，在下式中，为了方便，力矩与电容值的变化量通过“＝”来连结。然而，力矩与电容值为相互不同的物理量，因此，实际上，通过转换电容值的变化量来计算力矩。上述式中的ΔC1表示第一电容元件61a的电容值的变化量，ΔC2表示第二电容元件61b的电容值的变化量。ΔC3表示第三电容元件61c的电容值的变化量，ΔC4表示第四电容元件61d的电容值的变化量。

若将中间状态的第一电容元件61a的电容值设为C01，将力矩Mz作用于受力体10时的第一电容元件61a的电容值设为C1，则由C1＝C01+ΔC1表示。同样，由

C2＝C02+ΔC2、

C3＝C03+ΔC3、

C4＝C04+ΔC4表示。在C01～C04为相同的情况下，力矩Mz也可以成为Mz＝-C1+C2-C3+C4。这是由于C01～C04抵消。中间状态是指力和力矩均没有作用于受力体10的状态。

这样，本实施方式的扭矩传感器1能够有效地检测上述的绕Z轴的力矩Mz。然而，本实施方式的扭矩传感器1不适合检测除力矩Mz以外的力或者力矩。以下针对该情况进行说明。

(Fx作用的情况)

当对图2的扭矩传感器1的受力体10向X轴方向正侧作用了力Fx的情况下，对位于X轴的正侧的受力体X轴连接部42和位于X轴正侧的支承体X轴连接部51给予了拉伸力。对位于X轴的负侧的受力体X轴连接部42和位于X轴的负侧的支承体X轴连接部51给予了压缩力。然而，各受力体X轴连接部42与各支承体X轴连接部51沿着X轴延伸，因此，相对于X轴方向的力，弹簧常数大，实质上作为刚体发挥功能。因此，能够抑制应变体30弹性变形，能够抑制各电容元件61a～61d的电容值变化。当对受力体10向X轴方向负侧作用了力Fx的情况下也同样能够抑制各电容元件61a～61d的电容值变化。在如本实施方式那样应变体30以圆形环状形成的情况下，能够更加抑制应变体30相对于力Fx而弹性变形。

(Fy作用的情况)

说明对图2的扭矩传感器1的受力体10向Y轴方向正侧作用了力Fy的情况。与Fx作用的情况相同，由于各受力体Y轴连接部41和各支承体Y轴连接部52沿着Y轴延伸，因此，相对于Y轴方向的力Fy，弹簧常数大，实质上作为刚体发挥功能。因此，即便在力Fy作用的情况下，也能够抑制应变体30弹性变形，能够抑制各电容元件61a～61d的电容值变化。

(Fz作用的情况)

说明对图2的扭矩传感器1的受力体10作用了Z轴方向的力Fz的情况。如上述那样，各受力体Y轴连接部41的Z轴方向的尺寸大于受力体Y轴连接部41的Y轴方向的尺寸(P1y)，各受力体X轴连接部42的Z轴方向的尺寸大于受力体X轴连接部42的X轴方向的尺寸(P2x)。另外，各支承体X轴连接部51的Z轴方向的尺寸大于支承体X轴连接部51的X轴方向的尺寸(Q1x)，各支承体Y轴连接部52的Z轴方向的尺寸大于支承体Y轴连接部52的Y轴方向的尺寸(Q2y))。由此，各连接部41、42、51、52相对于Z轴方向的力而弹簧常数大，实质上作为刚体发挥功能。通过在支承体20连接有支承体X轴连接部51以及支承体Y轴连接部52，由此抑制应变体30相对于支承体20而在Z轴方向上位移。通过在应变体30连接有受力体Y轴连接部41以及受力体X轴连接部42，可抑制受力体10相对于应变体30而在Z轴方向上位移。因此，即便在对受力体10作用了力Fz的情况下，也能够抑制应变体30弹性变形，能够抑制各电容元件61a～61d的电容值变化。如本实施方式那样在应变体30以圆形环状形成的情况下，能够更加抑制应变体30相对于力Fz弹性变形。

(Mx作用的情况)

说明对图2的扭矩传感器1的受力体10作用了绕X轴的力矩Mx的情况。在这种情况下，对各受力体X轴连接部42以及各支承体X轴连接部51作用绕X轴的扭转力。对各受力体Y轴连接部41以及各支承体Y轴连接部52作用Z轴方向的弯曲力矩。然而，各受力体Y轴连接部41以及各支承体Y轴连接部52相对于Z轴方向的力而弹簧常数大，实质上作为刚体发挥功能。因此，即便在力矩Mx作用于受力体10的情况下，也能够抑制应变体30弹性变形，能够抑制各电容元件61a～61d的电容值变化。如本实施方式那样在应变体30以圆形环状形成的情况下，能够更加抑制应变体30相对于力矩Mx而弹性变形。

(My作用的情况)

说明对图2的扭矩传感器1的受力体10作用了绕Y轴的力矩My的情况。与Mx作用的情况相同，各受力体X轴连接部42以及各支承体X轴连接部51相对于Z轴方向的力而弹簧常数大，实质上作为刚体发挥功能。因此，即便在力矩My作用于受力体10的情况下，也能够抑制应变体30弹性变形，能够抑制各电容元件61a～61d的电容值变化。如本实施方式那样在应变体30以圆形环状形成的情况下，能够更加抑制应变体30相对于力矩My弹性变形。

根据以上内容，本实施方式的扭矩传感器1不适合于检测除绕Z轴的力矩Mz以外的力或者力矩。因此，能够高精度地检测绕Z轴的力矩Mz。

像这样，根据本实施方式，将受力体10与应变体30连接的受力体Y轴连接部41相对于应变体30配置在Y轴的正侧以及负侧，并且将应变体30与支承体20连接的支承体X轴连接部51相对于支承体20配置在X轴的正侧以及负侧。应变体30包括：包含由于弹性变形而在Z轴方向上位移的位移部35的四个变形体31a～31d，检测元件60包括：通过各个变形体31a～31d的位移部35的Z轴方向的位移来检测电容值的变化的电容元件61a～61d。由此，在绕Z轴的力矩Mz作用于受力体10的情况下，能够对配置在第一象限至第四象限的应变体30的各变形体31a～31d给予拉伸力或者压缩力。因此，能够使各变形体31a～31d的位移部35在Z轴方向上位移，能够使构成电容元件61a～61d的位移电极62与固定电极63配置为在Z轴方向上对置。在这种情况下，能够将位移电极62与固定电极63的对置面配置为沿着XY平面，能够使位移电极62与固定电极63的对位变容易。另外，也能够使配置在电极支承体80上的四个固定电极63与共用的固定电极一体化，在这种情况下，能够使位移电极62与固定电极63的对位变容易。作为其结果，能够提高扭矩传感器1的生产效率。

另外，根据本实施方式，在沿着Z轴观察时，支承体20配置在受力体10的内侧。由此，能够将受力体10、应变体30、支承体20配置为沿着XY平面。因此，能够使扭矩传感器1的厚度(Z轴方向尺寸)变小，能够将扭矩传感器1形成得较薄。

另外，根据本实施方式，受力体Y轴连接部41的Z轴方向的尺寸大于受力体Y轴连接部41的Y轴方向的尺寸(P1y)。另外，支承体X轴连接部51的Z轴方向的尺寸大于支承体X轴连接部51的X轴方向的尺寸(Q1x)。由此，能够使受力体Y轴连接部41以及支承体X轴连接部51相对于Z轴方向的力实质上作为刚体发挥功能。因此，即便当对受力体10作用了Z轴方向的力Fz的情况下，也能够抑制应变体30的各变形体31a～31d弹性变形。同样，即便在对受力体10作用了绕X轴的力矩Mx以及绕Y轴的力矩My的情况下，也能够抑制应变体30的各变形体31a～31d弹性变形。因此，即便在作用了力Fz、力矩Mx或者力矩My的情况下，也能够抑制各电容元件61a～61d的电容值变化，能够抑制检测出力Fz、力矩Mx以及力矩My。

另外，根据本实施方式，将受力体10与应变体30连接的受力体X轴连接部42相对于应变体30配置在X轴的正侧以及负侧。将应变体30与支承体20连接的支承体X轴连接部51相对于支承体20配置在分别在X轴的正侧以及负侧。受力体X轴连接部42以及支承体X轴连接部51分别沿着X轴延伸。由此，即便在对受力体10作用了X轴方向的力Fx的情况下，受力体X轴连接部42以及支承体X轴连接部51也能够实质上作为刚体发挥功能，能够抑制应变体30的各变形体31a～31d弹性变形。因此，即便在作用了X轴方向的力Fx的情况下，也能够抑制各电容元件61a～61d的电容值变化，能够抑制检测出力Fx。

另外，根据本实施方式，将受力体10与应变体30连接的受力体Y轴连接部41相对于应变体30配置在Y轴的正侧以及负侧。将应变体30与支承体20连接的支承体Y轴连接部52相对于支承体20配置在Y轴的正侧以及负侧。受力体Y轴连接部41以及支承体Y轴连接部52分别沿着Y轴延伸。由此，即便在对受力体10作用了Y轴方向的力Fy的情况下，受力体Y轴连接部41以及支承体Y轴连接部52也能够实质上作为刚体发挥功能，能够抑制应变体30的各变形体31a～31d弹性变形。因此，即便在作用了Y轴方向的力Fy的情况下，也能够抑制各电容元件61a～61d的电容值变化，能够抑制检测出力Fy。

另外，根据本实施方式，受力体X轴连接部42的Z轴方向的尺寸大于受力体X轴连接部42的X轴方向的尺寸(P2x)。另外，支承体Y轴连接部52的Z轴方向的尺寸大于支承体Y轴连接部52的Y轴方向的尺寸(Q2y)。由此，能够使受力体X轴连接部42以及支承体Y轴连接部52相对于Z轴方向的力实质上作为刚体发挥功能。因此，即便在对受力体10作用了Z轴方向的力Fz的情况下，也能够更加抑制应变体30的各变形体31a～31d弹性变形。同样，即便在对受力体10作用了绕X轴的力矩Mx以及绕Y轴的力矩My的情况下，也能够更加抑制应变体30的各变形体31a～31d弹性变形。因此，即便在力Fz、力矩Mx或者力矩My作用的情况下，也能够更加抑制各电容元件61a～61d的电容值变化，能够更加抑制检测出力Fz、力矩Mx以及力矩My。

另外，根据本实施方式，受力体X轴连接部42的Y轴方向的尺寸(P2y)小于受力体Y轴连接部41的X轴方向的尺寸(P1x)，并且支承体Y轴连接部52的X轴方向的尺寸(Q2x)小于支承体X轴连接部51的Y轴方向的尺寸(Q1y)。由此，在作用了绕Z轴的力矩Mz的情况下，能够使受力体Y轴连接部41以及支承体X轴连接部51实质上作为刚体发挥功能，并且能够使受力体X轴连接部42以及支承体Y轴连接部52容易弹性变形。因此，能够容易地对配置在第一象限至第四象限的应变体30的各变形体31a～31d给予拉伸力或者压缩力。作为其结果，能够容易地使各变形体31a～31d的各位移部35在Z轴方向上位移，能够容易地检测电容元件61a～61d的电容值的变化。

另外，根据本实施方式，在沿着Z轴观察时，应变体30以圆形环状形成。由此，能够将各变形体31a～31d彼此连接。因此，即便在作用了除绕Z轴的力矩Mz以外的力或者力矩的情况下，也能够抑制应变体30的各变形体31a～31d弹性变形。作为其结果，即便在作用了除力矩Mz以外的力或者力矩的情况下，也能够抑制电容元件61a～61d的电容值变化，能够抑制检测出除力矩Mz以外的力或者力矩。

此外，在上述的本实施方式中，对受力体10与应变体30通过受力体X轴连接部42而连接并且应变体30与支承体20通过支承体Y轴连接部52而连接的例子进行了说明。然而，不局限于此。

例如，如图11所示，也可以是，在应变体30中的连接有受力体Y轴连接部41的位置，应变体30与支承体20未连接。即，也可以是，第一应变体连接部32a以及第三应变体连接部32c没有通过图2所示那样的支承体Y轴连接部52而与支承体20连接。另外，也可以是，在应变体30中的通过支承体X轴连接部51而连接的位置，受力体10与应变体30未连接。即，也可以是，第二应变体连接部32b以及第四应变体连接部32d没有通过图2所示那样的受力体X轴连接部42而与受力体10连接。图11是表示图2的扭矩传感器的变形例的俯视图。

在图11所示的扭矩传感器1中，受力体10与应变体30通过受力体Y轴连接部41而连接，并且应变体30与支承体20通过支承体X轴连接部51而连接。由此，在绕Z轴的力矩Mz的作用的情况下，能够对配置在第一象限至第四象限的应变体30的各变形体31a～31d给予拉伸力或者压缩力。因此，能够使各变形体31a～31d的位移部35在Z轴方向上位移，能够使构成电容元件61a～61d的位移电极62和固定电极63配置为在Z轴方向上对置。在这种情况下，能够将位移电极62与固定电极63的对置面配置为沿着XY平面，能够使位移电极62与固定电极63的对位变容易。作为其结果，能够提高扭矩传感器1的生产效率。

像这样，根据图11所示的变形例，在应变体30中的连接有受力体Y轴连接部41的位置，应变体30与支承体20未连接，在应变体30中的连接有支承体X轴连接部51的位置，受力体10与应变体30未连接。由此，能够提高扭矩传感器1的生产效率，并且简化扭矩传感器1的构造，能够实现低价格化。

另外，在上述的在本实施方式中，对相对于应变体30而在Y轴的正侧以及Y轴的负侧分别配置有一个受力体Y轴连接部41的例子进行了说明。然而，不局限于此。

例如，如图12所示，各受力体Y轴连接部41也可以包括两个受力体Y轴分割部41a。图12是表示图2的扭矩传感器的其他变形例的俯视图。

在图12所示的变形例中，相对于应变体30而在Y轴的正侧以及Y轴的负侧分别配置有两个受力体Y轴分割部41a。也可以是，受力体Y轴分割部41a沿着X轴、Y轴以及Z轴以矩形形状形成。也可以是，受力体Y轴分割部41a的X轴方向的尺寸大于受力体X轴连接部42的Y轴方向的尺寸(P2y)。也可以是，构成一个受力体Y轴连接部41的两个受力体Y轴分割部41a在X轴方向上相互分离，且相互平行。也可以是，构成一个受力体Y轴连接部41的两个受力体Y轴分割部41a相对于Y轴对称配置。即，该两个受力体Y轴分割部41a中的一方相对于Y轴配置在X轴的正侧，另一方相对于Y轴配置在X轴的负侧。此外，也可以是，构成一个受力体Y轴连接部41的两个受力体Y轴分割部41a相对于Y轴非对称地配置。也可以是，该两个受力体Y轴分割部41a配置在相对于Y轴的X轴的正侧以及负侧中的一方，而没有配置在另一方。如图12所示，受力体Y轴连接部41的X轴方向的尺寸(图12的P1x)也可以是两个受力体Y轴分割部41a的X轴方向的尺寸。

同样，如图12所示，各支承体X轴连接部51也可以包括两个支承体X轴分割部51a。

在图12所示的变形例中，相对于应变体30而在X轴的正侧以及X轴的负侧分别配置有两个支承体X轴分割部51a。也可以是，支承体X轴分割部51a沿着X轴、Y轴以及Z轴以矩形形状形成。也可以是，支承体X轴分割部51a的Y轴方向的尺寸大于支承体Y轴连接部52的X轴方向的尺寸(Q2x)。也可以是，构成一个支承体X轴连接部51的两个支承体X轴分割部51a在Y轴方向上相互分离，且相互平行。也可以是，构成一个支承体X轴连接部51的两个支承体X轴分割部51a相对于X轴对称配置。即，该两个支承体X轴分割部51a中的一方相对于X轴配置在Y轴的正侧，另一方相对于X轴配置在Y轴的负侧。此外，也可以是，构成一个支承体X轴连接部51的两个支承体X轴分割部51a相对于X轴非对称地配置。也可以是，该两个支承体X轴分割部51a配置在相对于X轴的Y轴的正侧以及负侧中的一方，而没有配置在另一方。如图12所示，支承体X轴连接部51的Y轴方向的尺寸(图12的Q1y)也可以是两个支承体X轴分割部51a的Y轴方向的尺寸。

这样，根据图12所示的变形例，受力体Y轴连接部41包括两个受力体Y轴分割部41a。由此，在绕Z轴的力矩Mz作用于受力体10的情况下，能够使受力体Y轴连接部41的刚性增大。因此，能够容易使应变体30的各变形体31a～31d的各位移部35在Z轴方向上位移，能够容易检测电容元件61a～61d的电容值的变化。

另外，根据图12所示的变形例，支承体X轴连接部51包括两个支承体X轴分割部51a。由此，在绕Z轴的力矩Mz作用于受力体10的情况下，能够使支承体X轴连接部51的刚性增大。因此，能够容易使应变体30的各变形体31a～31d的各位移部35在Z轴方向上位移，能够容易检测电容元件61a～61d的电容值的变化。

此外，在图12所示的变形例中，各受力体Y轴连接部41也可以包括三个以上的受力体Y轴分割部41a。同样，各支承体X轴连接部51也可以包括三个以上的支承体X轴分割部51a。

另外，在图12所示的变形例子中，如图11所示的变形例那样，也可以是，受力体10与应变体30没有通过受力体X轴连接部42而连接。也可以是，应变体30与支承体20没有通过支承体Y轴连接部52而连接。

另外，在上述的本实施方式中，说明了以下例子：变形体31a～31d包括第一变形部33、第二变形部34、位移部35，第一变形部33以及第二变形部34在径向上观察时相对于Z轴而倾斜，并以直线状延伸。然而，不局限于此。

例如，如图13A所示，也可以是，在径向上观察时，变形体31a～31d以朝向Z轴负侧凸出的方式以连续状弯曲。图13A是表示图6的变形体的变形例的剖视图。

在图13A所示的变形例中，在力矩Mz作用于受力体10的情况下，能够对各变形体31a～31d给予拉伸力或者压缩力。因此，能够使各变形体31a～31d的位移部35在Z轴方向上位移，能够使构成电容元件61a～61d的位移电极62和固定电极63配置为在Z轴方向上对置。在图13A所示的变形例中，在径向上观察时，第一变形部33以及第二变形部34弯曲。也可以是，在径向上观察时，位移部35与图6所示的位移部35同样地以直线状形成。然而，如图13A所示，也可以是，在径向上观察时，位移部35弯曲。在这种情况下，也可以是，在位移部35设置有用于安装位移电极62的座36。

根据图13A所示的变形例，能够缓和第一变形部33的应力集中以及第二变形部34的应力集中，能够提高扭矩传感器1的可靠性。

而且，例如，如图13B所示，第一变形部33的下表面33a与应变体连接部32a～32d的端面32e也可以通过弯曲面37而连接。在径向上观察时，弯曲面37以朝向Z轴正侧凸出的方式弯曲。在这种情况下，能够进一步缓和第一变形部33的应力集中。也可以是，第二变形部34的下表面34a与应变体连接部32a～32d的端面32e也同样地通过弯曲面38而连接。图13B是表示图6的变形体的其他变形例的剖视图。

另外，也可以是，上述的本实施方式的扭矩传感器1还具备罩81。例如，如图14所示，也可以是，在受力体10的内周面10c安装有罩81。图14是表示图3的扭矩传感器的变形例的剖视图，且是相当于图2的A-A线截面的图。

罩81也可以通过未图示的螺栓等而安装于受力体10。罩81也可以具有罩开口81a。也可以是，在沿着Z轴观察时，罩81以圆形环状形成。

在这种情况下，能够防止扭矩传感器1的传感器开口2闭塞，能够使机器人中使用的线缆以及管穿过传感器开口2。

如图14所示，也可以是，在罩81与支承体20之间夹设有衬垫82。

在这种情况下，能够防止垃圾等异物从罩81与支承体20之间的间隙侵入受力体10与支承体20之间的空间83，能够提高扭矩传感器1的可靠性。衬垫82也可以是柔软至在力矩Mz作用时不阻碍受力体10与支承体20之间的相对位移的程度的材料。衬垫82例如也可以由硅橡胶制成。也可以是，在沿着Z轴观察时，衬垫82与支承体20同样地以圆形环状形成。

另外，如图14所示，也可以是，在受力体10与电极支承体80之间夹设有衬垫84。在这种情况下，能够抑制垃圾等异物从受力体10与电极支承体80之间的间隙侵入受力体10与支承体20之间的空间83，能够提高扭矩传感器1的可靠性。衬垫84也可以是柔软至在力矩Mz作用时不阻碍受力体10与支承体20之间的相对位移的程度的材料。衬垫84例如也可以由硅橡胶制成。也可以是，在沿着Z轴观察时，衬垫84与受力体10同样地以圆形环状形成。

另外，在上述的本实施方式中，说明了以下例子：在沿着Z轴观察时，支承体20配置在受力体10的内侧，受力体10相当于第一构造体，并且支承体20相当于第二构造体。然而，不局限于此。例如，也可以是，在沿着Z轴观察时，受力体10配置在支承体20的内侧，受力体10相当于第二构造体，并且支承体20相当于第一构造体。也可以是，在这种情况下，应变体30配置在受力体10与支承体20之间。

(第二实施方式)

接下来，使用图15以及图16对本发明的第二实施方式的扭矩传感器进行说明。

在图15以及图16所示的第二实施方式中，主要不同在于受力体X轴连接部42的X轴方向的尺寸(P2X)大于受力体Y轴连接部41的Y轴方向的尺寸(P1Y)，且支承体Y轴连接部52的Y轴方向的尺寸(Q2Y)大于支承体X轴连接部51的X轴方向的尺寸(Q1X)这点，其他结构与图1～图14所示的第一实施方式大致相同。此外，在图15以及图16中，对与图1～图14所示的第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记并省略详细的说明。

参照图15对本实施方式的扭矩传感器1进行说明。图15是表示第二实施方式的扭矩传感器的俯视图。

在本实施方式的扭矩传感器1中，如图15所示，受力体X轴连接部42的X轴方向的尺寸(P2x)大于受力体Y轴连接部41的Y轴方向的尺寸(P1y)。换言之，在沿着Z轴观察时，受力体X轴连接部42的长度大于受力体Y轴连接部41的长度。图15中，也可以是，受力体X轴连接部42的Y轴方向的尺寸(P2y)与受力体Y轴连接部41的X轴方向的尺寸(P1x)相等。然而，不局限于此，如图2所示，也可以是，受力体X轴连接部42的Y轴方向的尺寸(P2y)小于受力体Y轴连接部41的X轴方向的尺寸(P1x)。

同样，支承体Y轴连接部52的Y轴方向的尺寸(Q2y)大于支承体X轴连接部51的X轴方向的尺寸(Q1x)。换言之，在沿着Z轴观察时，支承体Y轴连接部52的长度大于支承体X轴连接部51的长度。图15中，也可以是，支承体Y轴连接部52的X轴方向的尺寸(Q2x)与支承体X轴连接部51的Y轴方向的尺寸(Q1y)相等。然而，不局限于此，如图2所示，也可以是，支承体Y轴连接部52的X轴方向的尺寸(Q2x)小于支承体X轴连接部51的Y轴方向的尺寸(Q1y)。

如图15所示，也可以是，在沿着Z轴观察时，应变体30以具有沿着Y轴的长轴和沿着X轴的短轴的方式以椭圆形环状形成。在这种情况下，受力体10、应变体30以及支承体20也可以同心地形成。应变体30的宽度也可以遍及整周恒定。此外，在本实施方式中，也可以是，在沿着Z轴观察时，各变形体31a～31d在沿着应变体30的方向上，位于对应的受力体Y轴连接部41(或者支承体Y轴连接部52)与对应的受力体X轴连接部42(或者支承体X轴连接部51)之间的中间点。

应变体30中的连接有受力体Y轴连接部41的位置配置在比支承体20接近受力体10的位置。另外，应变体30中的连接有支承体X轴连接部51的位置配置在比受力体10接近支承体20的位置。这样，应变体30中的连接有受力体Y轴连接部41的位置配置在比连接有受力体X轴连接部42的位置接近受力体10的位置。由此，能够使受力体X轴连接部42的X轴方向的尺寸(P2x)大于受力体Y轴连接部41的Y轴方向的尺寸(P1y)。另外，应变体30中的连接有支承体X轴连接部51的位置配置在比连接有支承体Y轴连接部52的位置接近支承体20的位置。由此，能够使支承体Y轴连接部52的Y轴方向的尺寸(Q2y)大于支承体X轴连接部51的X轴方向的尺寸(Q1x)。

如上述那样，受力体X轴连接部42的X轴方向的尺寸(P2x)大于受力体Y轴连接部41的Y轴方向的尺寸(P1y)。由此，在绕Z轴的力矩Mz作用的情况下，受力体X轴连接部42比受力体Y轴连接部41弹簧常数小，容易产生弹性变形。受力体Y轴连接部41弹簧常数大，实质上作为刚体发挥功能。另外，支承体Y轴连接部52的Y轴方向的尺寸(Q2y)大于支承体X轴连接部51的X轴方向的尺寸(Q1x)。由此，在绕Z轴的力矩Mz作用的情况下，支承体Y轴连接部52比支承体X轴连接部51弹簧常数小，容易产生弹性变形。支承体X轴连接部51弹簧常数大，实质上作为刚体发挥功能。

在绕Z轴的力矩Mz作用的情况下，能够对配置在第一象限至第四象限的应变体30的各变形体31a～31d给予图8所示那样的拉伸力或者压缩力。因此，能够使各变形体31a～31d的位移部35在Z轴方向上位移，能够使构成电容元件61a～61d的位移电极62与固定电极63配置为在Z轴方向上对置。在这种情况下，能够将位移电极62与固定电极63的对置面配置为沿着XY平面，能够使位移电极62与固定电极63的对位变容易。作为其结果，能够提高扭矩传感器1的生产效率。

像这样，根据本实施方式，受力体X轴连接部42的X轴方向的尺寸(P2x)大于受力体Y轴连接部41的Y轴方向的尺寸(P1y)，并且支承体Y轴连接部52的Y轴方向的尺寸(Q2y)大于支承体X轴连接部51的X轴方向的尺寸(Q1x)。由此，在绕Z轴的力矩Mz作用的情况下，能够使受力体Y轴连接部41以及支承体X轴连接部51实质上作为刚体发挥功能，并且能够容易地使受力体X轴连接部42以及支承体Y轴连接部52弹性变形。因此，能够容易地对配置在第一象限至第四象限的应变体30的各变形体31a～31d给予拉伸力或者压缩力。作为其结果，能够容易地使各变形体31a～31d的各位移部35在Z轴方向上位移，能够容易地检测电容元件61a～61d的电容值的变化。

另外，根据本实施方式，在沿着Z轴观察时，应变体30以具有沿着Y轴的长轴和沿着X轴的短轴的方式以椭圆形环状形成。由此，能够将各变形体31a～31d相互连接。因此，即便在除绕Z轴的力矩Mz以外的力或者力矩作用的情况下，也能够抑制应变体30的各变形体31a～31d弹性变形。作为其结果，即便在除力矩Mz以外的力或者力矩作用的情况下，也能够抑制电容元件61a～61d的电容值变化，能够抑制检测出除力矩Mz以外的力或者力矩。另外，通过应变体30如上述那样以椭圆形环状形成，使得受力体X轴连接部42的X轴方向的尺寸(P2x)能够大于受力体Y轴连接部41的Y轴方向的尺寸(P1y)，并且支承体Y轴连接部52的Y轴方向的尺寸(Q2y)能够大于支承体X轴连接部51的X轴方向的尺寸(Q1x)。

此外，在上述的本实施方式中，说明了如下例子：在沿着Z轴观察时，应变体30以具有沿着Y轴的长轴和沿着X轴的短轴的方式以椭圆形环状形成。然而，不局限于此。

例如，如图16所示，也可以是，在沿着Z轴观察时，应变体30以圆形环状形成，并与受力体10以及支承体20同心地形成。图16是表示图15的扭矩传感器的变形例的俯视图。

在这种情况下，也可以是，在受力体Y轴连接部41与应变体30之间夹设有根部85。根部85也可以形成为，相对于作用于受力体10的力或者力矩而弹簧常数大，实质上作为刚体发挥功能。受力体X轴连接部42也可以与应变体30直接连接。由此，也能够使受力体X轴连接部42的X轴方向的尺寸(P2x)大于受力体Y轴连接部41的Y轴方向的尺寸(P1y)。也可以是，根部85不是夹设于受力体Y轴连接部41与应变体30之间，而是夹设于受力体10与受力体Y轴连接部41之间。或者，也可以是，根部85夹设于受力体10与受力体Y轴连接部41之间以及受力体Y轴连接部41与应变体30之间双方。

同样，也可以是，在应变体30与支承体X轴连接部51之间夹设有与上述的根部85相同的根部86。根部86也可以不是夹设于应变体30与支承体X轴连接部51之间，而是夹设于支承体X轴连接部51与支承体20之间。或者，根部86也可以夹设于应变体30与支承体X轴连接部51之间以及支承体X轴连接部51与支承体20之间双方。

(第三实施方式)

接下来，使用图17以及图18对本发明的第三实施方式的扭矩传感器进行说明。

在图17以及图18所示的第三实施方式中，主要不同在于受力体Y轴连接部41形成于受力体10与应变体30的连接位置，并且支承体X轴连接部51形成于应变体30与支承体20的连接位置这点，其他结构与图1～图14所示的第一实施方式大致相同。此外，在图17以及图18中，对与图1～图14所示的第一实施方式相同的部分标注相同附图标记并省略详细的说明。

参照图17对本实施方式的扭矩传感器1进行说明。图17是表示第三实施方式的扭矩传感器的俯视图。

在本实施方式的扭矩传感器1中，如图17所示，受力体Y轴连接部41形成于受力体10与应变体30的连接位置。也可以是，在沿着Z轴观察时，应变体30的外周面30c以具有沿着Y轴的长轴和沿着X轴的短轴的方式以椭圆形状形成。也可以是，在沿着Z轴观察时，应变体30的内周面30d以具有沿着Y轴的长轴和沿着X轴的短轴的方式以椭圆形状形成。在图17所示的例子中，应变体30的宽度遍及整周恒定，但不局限于此，若能够抑制检测出除力矩Mz以外的力或者力矩，则应变体30的宽度也可以不恒定。另外，为了方便，图17所示的应变体30的宽度比图15等所示的应变体30的宽度粗，但若能够形成本实施方式的上述的受力体Y轴连接部41以及后述的支承体X轴连接部51，则应变体30的宽度为任意的。受力体10与应变体30通过受力体X轴连接部42而连接。

应变体30的第一应变体连接部32a与受力体10的内周面10c连接。受力体X轴连接部42的Y轴方向的尺寸(P2y)小于受力体Y轴连接部41的X轴方向的尺寸(P1x)。由此，受力体Y轴连接部41相对于绕Z轴的力矩Mz而弹簧常数大，实质上作为刚体发挥功能。受力体X轴连接部42相对于绕Z轴的力矩Mz而容易产生弹性变形。

支承体X轴连接部51形成于应变体30与支承体20的连接位置。也可以是，在沿着Z轴观察时，支承体20的外周面20c以具有沿着X轴的长轴和沿着Y轴的短轴的方式以椭圆形状形成。也可以是，在沿着Z轴观察时，支承体20的内周面20d以圆形形状形成。该内周面20d划分传感器开口2。在图17中，在支承体20的内侧形成有扭矩传感器1的圆形形状的传感器开口2。应变体30与支承体20通过支承体Y轴连接部52而连接。

支承体20与应变体30(第二应变体连接部32b以及第四应变体连接部32d)的内周面30d连接。支承体Y轴连接部52的X轴方向的尺寸(Q2x)小于支承体X轴连接部51的Y轴方向的尺寸(Q1y)。由此，支承体X轴连接部51相对于绕Z轴的力矩Mz而弹簧常数大，实质上作为刚体发挥功能。支承体Y轴连接部52相对于绕Z轴的力矩Mz而容易产生弹性变形。

在绕Z轴的力矩Mz作用的情况下，能够对配置在第一象限至第四象限的应变体30的各变形体31a～31d给予图8所示那样的拉伸力或者压缩力。因此，能够使各变形体31a～31d的位移部35在Z轴方向上位移，能够使构成电容元件61a～61d的位移电极62和固定电极63配置为在Z轴方向上对置。在这种情况下，能够将位移电极62与固定电极63的对置面配置为沿着XY平面，能够使位移电极62与固定电极63的对位变容易。作为其结果，能够提高扭矩传感器1的生产效率。

像这样，根据本实施方式，受力体Y轴连接部41形成于受力体10与应变体30的连接位置，并且支承体X轴连接部51形成于应变体30与支承体20的连接位置。由此，在绕Z轴的力矩Mz作用的情况下，能够使受力体Y轴连接部41以及支承体X轴连接部51实质上作为刚体发挥功能，并且能够容易地使受力体X轴连接部42以及支承体Y轴连接部52弹性变形。因此，能够容易地对配置在第一象限至第四象限的应变体30的各变形体31a～31d给予拉伸力或者压缩力。作为其结果，能够容易地使各变形体31a～31d的各位移部35在Z轴方向上位移，能够容易地检测电容元件61a～61d的电容值的变化。

另外，根据本实施方式，在沿着Z轴观察时，应变体30的外周面30c以具有沿着Y轴的长轴和沿着X轴的短轴的方式以椭圆形形成。由此，能够将应变体30连接于受力体10的内周面10c，能够在受力体10与应变体30的连接位置形成受力体Y轴连接部41。因此，能够使受力体Y轴连接部41相对于绕Z轴的力矩Mz实质上作为刚体发挥功能。

另外，根据本实施方式，在沿着Z轴观察时，支承体20的外周面20c以具有沿着X轴的长轴和沿着Y轴的短轴的方式以椭圆形形成。由此，能够将支承体20与应变体30的内周面30d连接，能够在应变体30与支承体20的连接位置形成支承体X轴连接部51。因此，能够使支承体X轴连接部51相对于绕Z轴的力矩Mz实质上作为刚体发挥功能。

另外，根据本实施方式，受力体X轴连接部42的Y轴方向的尺寸(P2Y)小于受力体Y轴连接部41的X轴方向的尺寸(P1x)，并且支承体Y轴连接部52的X轴方向的尺寸(Q2x)小于支承体X轴连接部51的Y轴方向的尺寸(Q1y)。由此，在绕Z轴的力矩Mz作用的情况下，能够使受力体Y轴连接部41以及支承体X轴连接部51实质上作为刚体发挥功能，并且能够容易地使受力体X轴连接部42以及支承体Y轴连接部52弹性变形。因此，能够容易地对配置在第一象限至第四象限的应变体30的各变形体31a～31d给予拉伸力或者压缩力。作为其结果，能够容易地使各变形体31a～31d的各位移部35在Z轴方向上位移，能够容易地检测电容元件61a～61d的电容值的变化。

此外，在上述的本实施方式中，说明了如下例子：在沿着Z轴观察时，支承体20的外周面20c以具有沿着X轴的长轴和沿着Y轴的短轴的方式以椭圆形状形成。然而，不局限于此。例如，如图2等所示，支承体20的外周面20c也可以以圆形形状形成。另外，也可以是，在沿着Z轴观察时，支承体20的内周面20d以具有沿着X轴的长轴和沿着Y轴的短轴的方式以椭圆形状形成。

另外，在上述的本实施方式中，说明了如下例子：受力体10与应变体30通过受力体X轴连接部42而连接，并且应变体30与支承体20通过支承体Y轴连接部52而连接。然而，不局限于此。

例如，如图18所示，也可以是，在应变体30中的连接有受力体Y轴连接部41的位置，应变体30与支承体20未连接。即，第一应变体连接部32a以及第三应变体连接部32c也可以没有通过图17所示那样的支承体Y轴连接部52与支承体20连接。另外，也可以是，在应变体30中的通过支承体X轴连接部51而连接的位置，受力体10与应变体30未连接。即，也可以是，第二应变体连接部32b以及第四应变体连接部32d没有通过图17所示那样的受力体X轴连接部42而与受力体10连接。图18是表示图17的扭矩传感器的变形例的俯视图。

在图18所示的扭矩传感器中，受力体10与应变体30通过受力体Y轴连接部41而连接，并且应变体30与支承体20通过支承体X轴连接部51而连接。由此，在绕Z轴的力矩Mz作用的情况下，能够对配置在第一象限至第四象限的应变体30的各变形体31a～31d给予拉伸力或者压缩力。因此，能够使各变形体31a～31d的位移部35在Z轴方向上位移，能够使构成电容元件61a～61d的位移电极62与固定电极63配置为在Z轴方向上对置。在这种情况下，能够使位移电极62与固定电极63的对置面配置为沿着XY平面，能够使位移电极62与固定电极63的对位变容易。作为其结果，能够提高扭矩传感器1的生产效率。

这样根据图18所示的变形例，在应变体30中的连接有受力体Y轴连接部41的位置，应变体30与支承体20未连接，在应变体30中的连接有支承体X轴连接部51的位置，受力体10与应变体30未连接。由此，能够提高扭矩传感器1的生产效率，并且简化扭矩传感器1的构造，能够实现低价格化。

(第四实施方式)

接下来，使用图19～图22对本发明的第四实施方式的扭矩传感器进行说明。

在图19～图22所示的第四实施方式中，主要不同在于应变体30相对于受力体10配置在Z轴的负侧，并且支承体20相对于应变体30配置在Z轴的负侧这点，其他结构与图1～图14所示的第一实施方式大致相同。此外，在图19～图22中，对与图1～图14所示的第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记并省略详细的说明。

参照图19～图21对本实施方式的扭矩传感器1进行说明。图19是表示第四实施方式的扭矩传感器的剖视图。图20是图19的B-B线剖视图，图21是图19的C-C线剖视图。

在本实施方式的扭矩传感器1中，如图19所示，应变体30相对于受力体10配置在Z轴的负侧。支承体20相对于应变体30配置在Z轴的负侧。即，受力体10、应变体30以及支承体20在Z轴方向上层叠。在沿着Z轴观察时，受力体10、应变体30以及支承体20也可以分别以圆形环状形成，也可以相互同心地形成。如图20以及图21所示，在受力体10的内侧、应变体30的内侧以及支承体20的内侧形成有扭矩传感器1的传感器开口2。

如图19所示，本实施方式的受力体Y轴连接部41在Z轴方向上配置在受力体10与应变体30之间。如图20所示，在沿着Z轴观察时，受力体Y轴连接部41与受力体10以及应变体30重叠。受力体Y轴连接部41沿着Y轴延伸，并且沿着Z轴延伸。在本实施方式中，受力体Y轴连接部41沿着X轴、Y轴以及Z轴以矩形形状形成。受力体Y轴连接部41的Z轴方向的尺寸也可以大于受力体Y轴连接部41的Y轴方向的尺寸(P1y)，但也可以不大于受力体Y轴连接部41的Y轴方向的尺寸(P1y)。

如图19所示，本实施方式的受力体X轴连接部42在Z轴方向上配置在受力体10与应变体30之间。如图20所示，在沿着Z轴观察时，受力体X轴连接部42与受力体10以及应变体30重叠。受力体X轴连接部42沿着X轴延伸，并且沿着Z轴延伸。在本实施方式中，受力体X轴连接部42沿着X轴、Y轴以及Z轴以矩形形状形成。受力体X轴连接部42的Z轴方向的尺寸也可以大于受力体X轴连接部42的X轴方向的尺寸(P2x)，也可以不大于受力体X轴连接部42的X轴方向的尺寸(P2x)。

在本实施方式中，应变体30的变形体31a～31d的位移部35也可以与支承体20的上表面20a对置。在这种情况下，构成电容元件61a～61d的固定电极63也可以设置于支承体20的上表面20a。然而，不局限于此，位移部35也可以与受力体10的下表面10b对置。在这种情况下，固定电极63也可以设置于受力体10的下表面10b。

如图20所示，在本实施方式中，受力体X轴连接部42的Y轴方向的尺寸(P2y)小于受力体Y轴连接部41的X轴方向的尺寸(P1x)。

如图19所示，本实施方式的支承体X轴连接部51在Z轴方向上配置在应变体30与支承体20之间。如图21所示，在沿着Z轴观察时，支承体X轴连接部51与应变体30以及支承体20重叠。支承体X轴连接部51沿着X轴延伸，并且沿着Z轴延伸。在本实施方式中，支承体X轴连接部51沿着X轴、Y轴以及Z轴以矩形形状形成。支承体X轴连接部51的Z轴方向的尺寸可以大于支承体X轴连接部51的X轴方向的尺寸(Q1x)，但也可以不大于支承体X轴连接部51的X轴方向的尺寸(Q1x)。

如图19所示，本实施方式的支承体Y轴连接部52在Z轴方向上配置在应变体30与支承体20之间。如图21所示，在沿着Z轴观察时，支承体Y轴连接部52与应变体30以及支承体20重叠。支承体Y轴连接部52沿着Y轴延伸，并且沿着Z轴延伸。在本实施方式中，支承体Y轴连接部52沿着X轴、Y轴以及Z轴以矩形形状形成。支承体Y轴连接部52的Z轴方向的尺寸也可以大于支承体Y轴连接部52的Y轴方向的尺寸(Q2y)，但也可以不大于支承体Y轴连接部52的Y轴方向的尺寸(Q2y)。

如图21所示，在本实施方式中，支承体Y轴连接部52的X轴方向的尺寸(Q2x)小于支承体X轴连接部51的Y轴方向的尺寸(Q1y)。

在绕Z轴的力矩Mz作用的情况下，受力体Y轴连接部41实质上作为刚体发挥功能，受力体X轴连接部42弹性变形。另外，支承体X轴连接部51实质上作为刚体发挥功能，支承体Y轴连接部52弹性变形。由此，能够对配置在第一象限至第四象限的应变体30的各变形体31a～31d给予图8所示那样的拉伸力或者压缩力。因此，能够使各变形体31a～31d的位移部35在Z轴方向上位移，能够使构成电容元件61a～61d的位移电极62与固定电极63配置为在Z轴方向上对置。在这种情况下，能够将位移电极62与固定电极63的对置面配置为沿着XY平面，能够使位移电极62与固定电极63的对位变容易。作为其结果，能够提高扭矩传感器1的生产效率。

这样根据本实施方式，支承体20相对于应变体30配置在Z轴的负侧。由此，能够使扭矩传感器1的传感器开口2变大。扭矩传感器1在应用于机器人的情况下使机器人中使用的线缆以及管穿过扭矩传感器1的传感器开口2的情况较多。因此，如本实施方式那样，在将应变体30以及支承体20在Z轴方向上层叠的情况下，能够使扭矩传感器1的传感器开口2变大，能够容易使线缆以及管穿过。能够提高扭矩传感器1的使用的便利性。

另外，根据本实施方式，应变体30相对于受力体10配置在Z轴的负侧。由此，能够使扭矩传感器1的传感器开口2进一步变大。因此，能够更容易使机器人中使用的线缆以及管穿过，能够更加提高扭矩传感器1的使用的便利性。

另外，根据本实施方式，受力体X轴连接部42和支承体X轴连接部51分别沿着X轴延伸。由此，即便在X轴方向的力Fy作用于受力体10的情况下，受力体X轴连接部42以及支承体X轴连接部51也能够实质上作为刚体发挥功能，能够抑制应变体30的各变形体31a～31d弹性变形。因此，即便在X轴方向的力Fx作用的情况下，也能够抑制各电容元件61a～61d的电容值变化，能够抑制检测出力Fx。

另外，根据本实施方式，受力体Y轴连接部41以及支承体Y轴连接部52分别沿着Y轴延伸。由此，即便在Y轴方向的力Fy作用于受力体10的情况下，受力体Y轴连接部41以及支承体Y轴连接部52也能够实质上作为刚体发挥功能，能够抑制应变体30的各变形体31a～31d弹性变形。因此，即便在Y轴方向的力Fy作用的情况下，也能够抑制各电容元件61a～61d的电容值变化，能够抑制检测出力Fy。

另外，根据本实施方式，受力体Y轴连接部41、受力体X轴连接部42、支承体X轴连接部51以及支承体Y轴连接部52分别沿着Z轴延伸。由此，能够使各连接部41、42、51、52相对于Z轴方向的力实质上作为刚体发挥功能。因此，即便在Z轴方向的力Fz作用于受力体10的情况下，也能够抑制应变体30的各变形体31a～31d弹性变形。同样，即便在绕X轴的力矩Mx以及绕Y轴的力矩My作用于受力体10的情况下，也能够抑制应变体30的各变形体31a～31d弹性变形。因此，即便在力Fz、力矩Mx或者力矩My作用的情况下，也能够抑制各电容元件61a～61d的电容值变化，能够抑制检测出力Fz、力矩Mx以及力矩My。

另外，根据本实施方式，受力体X轴连接部42的Y轴方向的尺寸(P2y)小于受力体Y轴连接部41的X轴方向的尺寸(P1x)，并且支承体Y轴连接部52的X轴方向的尺寸(Q2x)小于支承体X轴连接部51的Y轴方向的尺寸(Q1y)。由此，在绕Z轴的力矩Mz作用的情况下，能够使受力体Y轴连接部41以及支承体X轴连接部51实质上作为刚体发挥功能，并且能够容易地使受力体X轴连接部42以及支承体Y轴连接部52弹性变形。因此，能够容易地对配置在第一象限至第四象限的应变体30的各变形体31a～31d给予拉伸力或者压缩力。作为其结果，能够容易地使各变形体31a～31d的各位移部35在Z轴方向上位移，能够容易地检测电容元件61a～61d的电容值的变化。

另外，根据本实施方式，在沿着Z轴观察时，应变体30以圆形环状形成。由此，能够将各变形体31a～31d相互连接。因此，即便在除绕Z轴的力矩Mz以外的力或者力矩作用的情况下，也能够抑制应变体30的各变形体31a～31d弹性变形。作为其结果，即便在除力矩Mz以外的力或者力矩作用的情况下，也能够抑制电容元件61a～61d的电容值变化，能够抑制检测出除力矩Mz以外的力或者力矩。

此外，在上述的本实施方式中，说明了如下例子：应变体30相对于受力体10配置在Z轴的负侧，并且支承体20相对于应变体30配置在Z轴的负侧。然而，不局限于此。例如，如图22所示，也可以是，将受力体10和应变体30配置为沿着XY平面，使支承体20相对于应变体30配置在Z轴的负侧。在这种情况下，也能够起到与图19所示的扭矩传感器1相同的效果，并且能够减小扭矩传感器1的高度尺寸。另外，在这种情况下，检测元件60的固定电极63也可以安装于支承体20的上表面20a。图22是表示图19的扭矩传感器的变形例的剖视图，且是相当于图2的A-A线截面的图。

本发明不限定于上述实施方式以及变形例，能够在实施阶段不脱离其主旨的范围内对构成要素进行变形而具体化。另外，通过上述实施方式以及变形例所公开的多个构成要素的适当的组合，能够形成各种发明。也可以从实施方式以及变形例所示的所有构成要素删除几个构成要素。并且，也可以将跨不同的实施方式以及变形例的构成要素适当地组合。

Claims (18)

1.一种扭矩传感器，对绕XYZ三维坐标系中的Z轴的力矩进行检测，所述扭矩传感器具备：

第一构造体，以所述Z轴为中心而形成；

第二构造体，以所述Z轴为中心而形成；

应变体，设置于所述第一构造体与所述第二构造体之间，且将所述第一构造体与所述第二构造体连接，通过所述力矩的作用而产生弹性变形；

两个第一构造体Y轴连接部，将所述第一构造体与所述应变体连接；

两个第二构造体X轴连接部，将所述应变体与所述第二构造体连接；

检测元件；以及

检测电路，基于所述检测元件的检测结果，输出表示所述力矩的电信号，

所述第一构造体Y轴连接部相对于所述应变体配置在Y轴的正侧以及负侧，

所述第二构造体X轴连接部相对于所述第二构造体配置在X轴的正侧以及负侧，

所述应变体包括四个变形体，所述变形体包括通过弹性变形而在Z轴方向上位移的位移部，

在第一象限、第二象限、第三象限以及第四象限分别配置有所述变形体，

所述检测元件包括电容元件，所述电容元件通过各个所述变形体的所述位移部的所述Z轴方向的位移来检测电容值的变化。

2.根据权利要求1所述的扭矩传感器，其中，

在沿着所述Z轴观察时，所述第二构造体配置在所述第一构造体的内侧。

3.根据权利要求2所述的扭矩传感器，其中，

所述第一构造体Y轴连接部沿着所述Y轴以及所述Z轴延伸，

所述第一构造体Y轴连接部的Z轴方向的尺寸大于所述第一构造体Y轴连接部的Y轴方向的尺寸，

所述第二构造体X轴连接部沿着所述X轴以及所述Z轴延伸，

所述第二构造体X轴连接部的Z轴方向的尺寸大于所述第二构造体X轴连接部的X轴方向的尺寸。

4.根据权利要求3所述的扭矩传感器，其中，

所述扭矩传感器还具备：

两个第一构造体X轴连接部，将所述第一构造体与所述应变体连接；以及

两个第二构造体Y轴连接部，将所述应变体与所述第二构造体连接，

在沿着所述Z轴观察时，所述第一构造体X轴连接部相对于所述应变体配置在所述X轴的正侧以及负侧，并且所述第二构造体Y轴连接部相对于所述第二构造体配置在所述Y轴的正侧以及负侧，

所述第一构造体X轴连接部沿着所述X轴延伸，

所述第二构造体Y轴连接部沿着所述Y轴延伸。

5.根据权利要求4所述的扭矩传感器，其中，

所述第一构造体X轴连接部以及所述第二构造体Y轴连接部沿着所述Z轴延伸，

所述第一构造体X轴连接部的Z轴方向的尺寸大于所述第一构造体X轴连接部的X轴方向的尺寸，

所述第二构造体Y轴连接部的Z轴方向的尺寸大于所述第二构造体Y轴连接部的Y轴方向的尺寸。

6.根据权利要求4或5所述的扭矩传感器，其中，

所述第一构造体X轴连接部的Y轴方向的尺寸小于所述第一构造体Y轴连接部的X轴方向的尺寸，

所述第二构造体Y轴连接部的X轴方向的尺寸小于所述第二构造体X轴连接部的Y轴方向的尺寸。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的扭矩传感器，其中，

在沿着所述Z轴观察时，所述应变体以圆形环状形成。

8.根据权利要求2或3所述的扭矩传感器，其中，

在所述应变体中的连接有所述第一构造体Y轴连接部的位置，所述应变体与所述第二构造体未连接，

在所述应变体中的连接有所述第二构造体X轴连接部的位置，所述第一构造体与所述应变体未连接。

9.根据权利要求4或5所述的扭矩传感器，其中，

所述第一构造体X轴连接部的X轴方向的尺寸大于所述第一构造体Y轴连接部的Y轴方向的尺寸，

所述第二构造体Y轴连接部的Y轴方向的尺寸大于所述第二构造体X轴连接部的X轴方向的尺寸。

10.根据权利要求9所述的扭矩传感器，其中，

在沿着所述Z轴观察时，所述应变体以具有沿着所述Y轴的长轴和沿着所述X轴的短轴的方式以椭圆形环状形成。

11.根据权利要求2所述的扭矩传感器，其中，

所述第一构造体Y轴连接部形成于所述第一构造体与所述应变体的连接位置，

所述第二构造体X轴连接部形成于所述应变体与所述第二构造体的连接位置。

12.根据权利要求11所述的扭矩传感器，其中，

在沿着所述Z轴观察时，所述应变体的外周面以具有沿着所述Y轴的长轴和沿着所述X轴的短轴的方式以椭圆形状形成。

13.根据权利要求11或12所述的扭矩传感器，其中，

在沿着所述Z轴观察时，所述第二构造体的外周面以具有沿着所述X轴的长轴和沿着所述Y轴的短轴的方式以椭圆形状形成。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的扭矩传感器，其中，

所述扭矩传感器还具备：

两个第一构造体X轴连接部，将所述第一构造体与所述应变体连接；以及

两个第二构造体Y轴连接部，将所述应变体与所述第二构造体连接，

在沿着所述Z轴观察时，所述第一构造体X轴连接部相对于所述应变体配置在所述X轴的正侧以及负侧，并且所述第二构造体Y轴连接部相对于所述第二构造体配置在所述Y轴的正侧以及负侧，

所述第一构造体X轴连接部沿着所述X轴延伸，

所述第二构造体Y轴连接部沿着所述Y轴延伸。

15.根据权利要求14所述的扭矩传感器，其中，

所述第一构造体X轴连接部的Y轴方向的尺寸小于所述第一构造体Y轴连接部的X轴方向的尺寸，

所述第二构造体Y轴连接部的X轴方向的尺寸小于所述第二构造体X轴连接部的Y轴方向的尺寸。

16.根据权利要求11至13中任一项所述的扭矩传感器，其中，

在所述应变体中的连接有所述第一构造体Y轴连接部的位置，所述应变体与所述第二构造体未连接，

在所述应变体中的连接有所述第二构造体X轴连接部的位置，所述第一构造体与所述应变体未连接。

17.根据权利要求1所述的扭矩传感器，其中，

所述第二构造体相对于所述应变体配置在所述Z轴的负侧。

18.根据权利要求17所述的扭矩传感器，其中，

所述应变体相对于所述第一构造体配置在所述Z轴的负侧。

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