DE102020108621A1

DE102020108621A1 - Kraftsensor und dehnungselement

Info

Publication number: DE102020108621A1
Application number: DE102020108621.0A
Authority: DE
Inventors: Suguru Mukai; Natsuki Yui; Hiroyasu Makino; Takumi Kobayashi
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2020-10-01
Also published as: JP2020165898A; US11262254B2; JP7154178B2; CN111829712A; US20200309618A1

Abstract

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftsensor erreicht, bei dem eine an einen Dehnungsmessstreifen angeschlossene Elektrode, ein Element und/oder Ähnliches in geeigneter Weise an einem Dehnungselement befestigt werden kann. Der Kraftsensor umfasst: ein Dehnungselement mit einem unter einer äußeren Kraft verformbaren Armteil und einen am Armteil befestigten Dehnungsmessstreifen. Das Dehnungselement enthält einen Vorsprung, der von dem Armteil in einer Richtung absteht, die die Längsrichtung des Armteils schneidet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftsensor. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Kraftsensor, der (i) ein Dehnungselement, das einen verformbaren Teil aufweist, der unter einer äußeren Kraft verformbar ist, und (ii) einen Dehnungsmessstreifen, der an dem verformbaren Teil angebracht ist, umfasst.
Stand der Technik
Es gibt einen bekannten Kraft-Drehmomentsensor, der (i) ein Dehnungselement, welches verformbare Teile aufweist, die unter äußeren Kräften verformbar sind, und (ii) Dehnungsmessstreifen, die an den verformbaren Teilen angebracht sind, enthält, und welches äußere Kräfte unter Verwendung der Dehnungsmessstreifen erkennt. Beispielsweise offenbaren Patentliteratur 1 und 2 jeweils einen Sechsachsen-Kraft-Drehmomentsensor, der in der Lage ist, die folgenden Komponenten einer äußeren Kraft einzeln zu erkennen: eine Komponente in einer Richtung entlang einer x-Achse; eine Komponente in einer Richtung entlang einer y-Achse; eine Komponente in einer Richtung entlang einer z-Achse; eine Momentkomponente um die x-Achse; eine Momentkomponente um die y-Achse; und eine Momentkomponente um die z-Achse.
Quellenliste

[Patentliteratur 1] Japanisches Patent Nr. 6047703
[Patentliteratur 2] Japanisches Patent Nr. 6378381

Zusammenfassung der Erfindung
Technische Aufgabe
Das Dehnungselement, das in dem in Patentliteratur 1 und 2 offenbarten Sechsachsen-Kraft-Drehmomentsensor eingesetzt wird, umfasst (i) einen Kernteil (auch als ein zentraler Teil oder ein Kraftaufnehmer bezeichnet), (ii) einen Rahmenteil, der sich um den Kernteil herum erstreckt und Biegungen umfasst (ein solcher Rahmenteil wird auch als ein Randteil oder ein Befestigungsteil bezeichnet), und (iii) Armteile, die den Kernteil und die Biegungen verbinden. Der Sechsachsen-Kraft-Drehmomentsensor umfasst mehrere Dehnungsmessstreifen, die an den Armteilen angebracht sind, und die Biegungen, die sich bei Aufbringen einer äußeren Kraft auf den Kernteil verformen, und erkennt die sechs Komponenten der äußeren Kraft unter Verwendung der Dehnungsmessstreifen.
In einem solchen Kraft-Drehmomentsensor ist es notwendig, eine Brückenschaltung durch Verbinden solcher Dehnungsmessstreifen durch leitfähige Leiterbahnen oder Drähte oder dergleichen zu bilden. Die Dehnungsmessstreifen werden jedoch an langen, schmalen Strukturen bereitgestellt, wie Armteilen und Biegungen. Daher sind Elektroden der Dehnungsmessstreifen mit den leitfähigen Leiterbahnen oder Drähten dicht angeordnet, was zu Problemen mit Verkabelungsoperationen führt, wie beim Löten von Leiterbahnen und Drähten.
Weiterhin ist in einem solchen Kraft-Drehmomentsensor manchmal ein Dünnfilmwiderstand in der Nähe eines Dehnungsmessstreifens angebracht, um den Widerstand einer Brückenschaltung auszugleichen. Wenn jedoch ein Element, das bei Verformung seine Eigenschaften ändert, wie ein Dünnfilmwiderstand, an einem Armteil oder einer Biegung angeordnet ist, ändert das Element seine Eigenschaften, wenn eine äußere Kraft auf das Dehnungselement aufgebracht wird, was zu einem Verlust der Genauigkeit des Kraft-Drehmomentsensors führt.
Die vorliegende Erfindung erfolgte mit Blick auf die obigen Probleme, und ein Ziel davon ist das Erreichen (i) eines Dehnungselements, an dem eine Elektrode, ein Element und/oder dergleichen, verbunden mit einem Dehnungsmessstreifen, in geeigneter Weise angebracht werden kann, und (ii) eines Kraftsensors, der ein solches Dehnungselement umfasst.
Lösung der Aufgabe
Ein Kraftsensor nach einem ersten Aspekt dieser Erfindung umfasst: ein Dehnungselement, das eine verformbaren Teil umfasst, der unter einer äußeren Kraft verformbar ist; und einen Dehnungsmessstreifen, der an dem verformbaren Teil angebracht ist und die folgende Anordnung einsetzt. Insbesondere umfasst das Dehnungselement einen Vorsprung, der von dem verformbaren Teil in einer Richtung absteht, die eine Längsrichtung des verformbaren Teils schneidet.
Ein Dehnungselement nach einem anderen Aspekt dieser Erfindung umfasst einen verformbaren Teil, der unter einer äußeren Kraft verformbar ist, und nutzt die folgende Anordnung ähnlich wie ein Kraftsensor nach dem ersten Aspekt. Insbesondere umfasst das Dehnungselement einen Vorsprung, der von dem verformbaren Teil in einer Richtung absteht, die eine Längsrichtung des verformbaren Teils schneidet.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Kraftsensor zu erreichen, in dem ein Element, das mit einem Dehnungsmessstreifen verbunden ist, in geeigneter Weise an einem Dehnungselement angebracht sein kann.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Dehnungselement eines Kraft-Drehmomentsensors gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung illustriert.
2 ist eine Draufsicht, die einen Teil einer Frontfläche des Dehnungselements aus 1 illustriert.
3 ist eine Draufsicht, die einen Teil einer Rückfläche des Dehnungselements aus 1 illustriert.
4 ist ein Schaltplan einer Brückenschaltung, die (i) Dehnungsmessstreifen, die in einem radial inneren Teil der Frontfläche eines Armteils des Dehnungselements aus 1 bereitgestellt sind, und (ii) Dehnungsmessstreifen, die in einem radial inneren Teil der Rückfläche des Armteils bereitgestellt sind, umfasst.
5 ist ein Schaltplan einer Brückenschaltung, die (i) Dehnungsmessstreifen, die in einem radial äußeren Teil der Frontfläche des Armteils des Dehnungselements aus 1 bereitgestellt sind, und (ii) Dehnungsmessstreifen, die in einem radial äußeren Teil der Rückfläche des Armteils bereitgestellt sind, umfasst.
6 ist eine Draufsicht, die Abmessungen jedes Teils eines Dehnungselemente eines Kraft-Drehmomentsensors gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt, illustriert.
7 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement aus 6, die entsteht, wenn eine äußere Kraft in der positiven x-Richtung auf einen Kernteil ausgeübt wird.
8 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement aus 6, die entsteht, wenn eine äußere Kraft in der positiven y-Richtung auf den Kernteil ausgeübt wird.
9 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement aus 6, die entsteht, wenn eine äußere Kraft in der positiven z-Richtung auf den Kernteil ausgeübt wird.
10 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement aus 6, die entsteht, wenn ein Moment um die x-Achse auf den Kernteil ausgeübt wird.
11 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement aus 6, die entsteht, wenn ein Moment um die y-Achse auf den Kernteil ausgeübt wird.
12 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement aus 6, die entsteht, wenn ein Moment um die z-Achse auf den Kernteil ausgeübt wird.
13 zeigt eine Belastungsverteilung in einem Dehnungselement nach einem vergleichenden Beispiel, die entsteht, wenn eine äußere Kraft in der positiven x-Richtung auf einen Kernteil ausgeübt wird.
14 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement gemäß dem vergleichenden Beispiel, die entsteht, wenn eine äußere Kraft in der positiven y-Richtung auf den Kernteil ausgeübt wird.
15 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement gemäß dem vergleichenden Beispiel, die entsteht, wenn eine äußere Kraft in der positiven z-Richtung auf den Kernteil ausgeübt wird.
16 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement gemäß dem vergleichenden Beispiel, die entsteht, wenn ein Moment um die x-Achse auf den Kernteil ausgeübt wird.
17 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement gemäß dem vergleichenden Beispiel, die entsteht, wenn ein Moment um die y-Achse auf den Kernteil ausgeübt wird.
18 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement gemäß dem vergleichenden Beispiel, die entsteht, wenn ein Moment um die z-Achse auf den Kernteil ausgeübt wird.
19 zeigt eine Belastungsverteilung in einem Armteil des Dehnungselements gemäß dem vergleichenden Beispiel.
20 zeigt eine Belastungsverteilung in einem Armteil des Dehnungselements aus 6, wobei eine Breite W 0,5 mm beträgt.
21 zeigt eine Belastungsverteilung in einem Armteil des Dehnungselements aus 6, wobei die Breite W 1,0 mm beträgt.
22 zeigt eine Belastungsverteilung in einem Armteil des Dehnungselements aus 6, wobei die Breite W 1,5 mm beträgt.
23 zeigt eine Belastungsverteilung in einem Armteil des Dehnungselements aus 6, wobei die Breite W 2,0 mm beträgt.
24 zeigt eine Belastungsverteilung in einem Armteil des Dehnungselements aus 6, wobei die Breite W 2,5 mm beträgt.
25 zeigt eine Belastungsverteilung in einem Armteil des Dehnungselements aus 6, wobei die Breite W 3,0 mm beträgt.
26 zeigt eine Belastungsverteilung in einem Armteil des Dehnungselements aus 6, wobei die Breite W 3,5 mm beträgt.
27 zeigt eine Belastungsverteilung in einem Armteil des Dehnungselements aus 6, wobei die Breite W 4,0 mm beträgt.
28 zeigt eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer ersten beispielhaften Konfiguration eines Widerstandselements.
29 zeigt eine Draufsicht und die Seitenansicht einer ersten beispielhaften Konfiguration des Widerstandselements.
30 zeigt eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer zweiten beispielhaften Konfiguration eines Widerstandselements.
31 zeigt eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer zweiten beispielhaften Konfiguration eines Widerstandselements.
32 ist eine Draufsicht einer dritten beispielhaften Konfiguration eines Widerstandselements vor der Anpassung.
33 ist eine Draufsicht der dritten beispielhaften Konfiguration des Widerstandselements nach der Anpassung.
34 ist eine Draufsicht, einer vierten beispielhaften Konfiguration eines Widerstandselements vor der Anpassung.
35 ist eine Draufsicht, der vierten beispielhaften Konfiguration des Widerstandselements nach der Anpassung.
36 ist eine Draufsicht, einer fünften beispielhaften Konfiguration eines Widerstandselements vor der Anpassung.
37 ist eine Draufsicht, der fünften beispielhaften Konfiguration des Widerstandselements nach der Anpassung.
38 ist eine Draufsicht, einer sechsten beispielhaften Konfiguration eines Widerstandselements vor der Anpassung.
39 ist eine Draufsicht, der sechsten beispielhaften Konfiguration des Widerstandselements nach der Anpassung.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
[Konfiguration des Kraft-Drehmomentsensors]
Die folgende Beschreibung erörtert eine Konfiguration eines Kraft-Drehmomentsensors 1 (ein Beispiel eines Kraftsensors) gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung mit Verweis auf 1 bis 5.
Der Kraft-Drehmomentsensor 1 ist ein Sechsachsen-Kraft-Drehmomentsensor. Der Kraft-Drehmomentsensor 1 umfasst: ein Dehnungselement 11; eine Dehnungsmessstreifengruppe 12, die aus vierundzwanzig Dehnungsmessstreifen gebildet ist; eine Elektrodengruppe 13, die aus achtundvierzig Elektroden gebildet ist; eine Widerstandselementegruppe 14, die aus vierundzwanzig Widerstandselementen gebildet ist, und eine Brückenschaltungsgruppe 15, die aus sechs Brückenschaltungen gebildet ist. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Sechsachsen-Kraft-Drehmomentsensor“ auf einen Kraft-Drehmomentsensor, der in der Lage ist, die folgenden Komponenten einer äußeren Kraft zu erkennen: eine Komponente in einer Richtung entlang einer x-Achse; eine Komponente in einer Richtung entlang einer y-Achse; eine Komponente in einer Richtung entlang einer z-Achse; eine Momentkomponente um die x-Achse; eine Momentkomponente um die y-Achse; und eine Momentkomponente um die z-Achse. Es sei bemerkt, dass hier angenommen wird, dass das Dehnungselement 11 so angeordnet ist, das seine ersten und zweiten gegenüberliegenden Hauptflächen parallel zu der x-y-Ebene sind. Die erste Hauptfläche des Dehnungselements 11, die sich der zweiten Hauptfläche in der positiven z-Richtung nachgeordnet befindet, wird als „Frontfläche“ bezeichnet. Die zweite Hauptfläche des Dehnungselements 11, die sich der ersten Hauptfläche in der negativen z-Richtung nachgeordnet befindet, wird als „Rückfläche“ bezeichnet.
1 ist eine perspektivische Ansicht, die das Dehnungselement 11 des Kraft-Drehmomentsensors 1 illustriert. Das Dehnungselement 11 ist eine Struktur aus einem Material mit einer Federeigenschaft. Wie in 1 illustriert, umfasst das Dehnungselement 11: einen Kernteil 111, einen Rahmenteil 112, der sich um den Kernteil 111 herum erstreckt; und Armteile 113a bis 113c, die den Kernteil 111 und den Rahmenteil 112 verbinden. Ein Material für das Dehnungselement 11 ist beispielsweise eine Aluminiumlegierung, legierter Stahl, Edelstahl und/oder dergleichen. Ein Verfahren zum Herstellen des Dehnungselements 11 ist beispielsweise numerisch gesteuerte (NC) Bearbeitung oder dergleichen. Es sei bemerkt, dass, wenn eine äußere Kraft auf den Kernteil 111 ausgeübt wird, während sich der Rahmenteil 112 in einem fixierten Zustand befindet, die Armteile 113a bis 113c einer Dehnung unterzogen werden, die der äußeren Kraft entsprechend variiert. Daher kann der Kernteil 111 als „Kraftaufnehmer“ bezeichnet werden, und der Rahmenteil 112 kann als „Fixierteil“ bezeichnet werden.
Es gibt keine bestimmte Einschränkung der Form des Kernteils 111. In diesem Ausführungsbeispiel hat der Kernteil 111 die Form eines Prismas mit einer im Wesentlichen sechseckigen Basis (d. h. im Wesentlichen in der Form eines sechseckigen Prismas). Es gibt auch keine bestimmte Einschränkung der Form des Rahmenteils 112. In diesem Ausführungsbeispiel hat der Rahmenteil 112 die Form eines Rohrs mit einer im Wesentlichen runden Basis, die eine im Wesentlichen hexagonale Öffnung aufweist. Der Kernteil 111 befindet sich in einem Raum, der durch den Rahmenteil 112 definiert ist, sodass seine sechs Seitenflächen 111a bis 111f sechs jeweils nach innen weisenden Flächen 112a bis 112f des Rahmenteils 112 gegenüberstehen.
Es gibt keine bestimmte Einschränkung der Formen der Armteile 113a bis 113c. In diesem Ausführungsbeispiel hat jeder der Armteile 113a bis 113c die Form eines Prismas mit einer im Wesentlichen rechteckigen Basis (d. h. im Wesentlichen in der Form eines quadratischen Prismas). Es gibt auch keine bestimmte Einschränkung der Anzahl der Armteile 113. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Armteile 113 drei. Der Armteil 113a erstreckt sich von dem Kernteil 111 in der negativen y-Richtung in der x-y-Ebene, und verbindet die Seitenfläche 111 a des Kernteils 111 und die nach innen weisende Fläche 112a des Rahmenteils 112. Der Armteil 113b erstreckt sich von dem Kernteil 111 in einem Winkel von -120° (120° im Uhrzeigersinn) in der negativen y-Richtung in der x-y-Ebene, und verbindet die Seitenfläche 111b des Kernteils 111 und die nach innen weisende Fläche 112b des Rahmenteils 112. Der Armteil 113c erstreckt sich von dem Kernteil 111 in einem Winkel von +120° (120° gegen den Uhrzeigersinn) von der negativen y-Richtung in der x-y-Ebene, und verbindet die Seitenfläche 111c des Kernteils 111 und die nach innen weisende Fläche 112c des Rahmenteils 112.
Der Rahmenteil 112 weist Durchgangslöcher 114a bis 114c auf, die durch den Rahmenteil 112 entlang der z-Achse hindurchtreten. Das Durchgangsloch 114a befindet sich in der Nähe der Grenze zwischen dem Armteil 113a und dem Rahmenteil 112, sodass die Längsrichtung des Durchgangslochs 114a orthogonal zur Erstreckungsrichtung des Armteils 113a ist. Das Durchgangsloch 114b befindet sich in der Nähe der Grenze zwischen dem Armteil 113b und dem Rahmenteil 112, sodass die Längsrichtung des Durchgangslochs 114b orthogonal zur Erstreckungsrichtung des Armteils 113b ist. Das Durchgangsloch 114c befindet sich in der Nähe der Grenze zwischen dem Armteil 113c und dem Rahmenteil 112, sodass die Längsrichtung des Durchgangslochs 114c orthogonal zur Erstreckungsrichtung des Armteils 113c ist. Eine solche Anordnung von Durchgangslöchern erlaubt es, die Armteile 113a bis 113c einer Dehnung zu unterziehen, die sich einer äußeren Kraft entsprechend ändert.
Nachfolgend wird ein Teil des Rahmenteils 112, wo er mit dem Armteil 113a verbunden ist (d. h. ein Teil des Rahmenteils 112, der sich von dem Durchgangsloch 114a radial nach innen befindet), als eine Biegung 115a bezeichnet. Außerdem wird ein Teil des Rahmenteils 112, wo er mit dem Armteil 113b verbunden ist (d. h. ein Teil des Rahmenteils 112, der sich von dem Durchgangsloch 114b radial nach innen befindet), als eine Biegung 115b bezeichnet. Ein Teil des Rahmenteils 112, wo er mit dem Armteil 113c verbunden ist (d. h. ein Teil des Rahmenteils 112, der sich von dem Durchgangsloch 114c radial nach innen befindet), wird als eine Biegung 115c bezeichnet.
2 ist eine Draufsicht, die einen Teil (Bereich, der in 1 durch den Kreis α umschlossen ist) der Frontfläche des Armteils 113a illustriert. Wie in 2 illustriert, sind vier Dehnungsmessstreifen 12a1 bis 12a4 an der Frontfläche des Armteils 113a angebracht. Jeder der Dehnungsmessstreifen 12a1 bis 12a4 kann beispielsweise (i) ein Dünnleiterfilm (z. B. ein Dünnmetallfilm wie ein Cu-Ni-basierter Legierungsdünnfilm oder ein Ni-Cr-basierter Legierungsdünnfilm) sein, der mit einem Isolatorfilm (z. b. Harzfilm wie ein Polyimidfilm oder ein Epoxidfilm) bedeckt ist, oder (ii) ein dünner Halbleiterfilm, der mit einem solchen Isolatorfilm bedeckt ist, sein. Die Dehnungsmessstreifen 12a1 bis 12a4 können beispielsweise durch Kleben, Vakuumverdampfung, Sputtern der dergleichen angebracht werden.
Aus diesen vier Dehnungsmessstreifen 12a1 bis 12a4 sind die beiden Dehnungsmessstreifen 12a1 und 12a2, die sich in einem radialen inneren Teil der Frontfläche befinden (d. h. die näher an dem Kernteil 111 liegen als die beiden anderen), jeweils so angeordnet, dass die Längsrichtung davon parallel zur Erstreckungsrichtung des Armteils 113a in der x-y-Ebene ist. Die beiden anderen Dehnungsmessstreifen 12a1 bis 12a4, die sich in einem radialen äußeren Teil der Frontfläche befinden (d. h. die näher an dem Rahmenteil 112 liegen als die beiden ersteren), sind jeweils so angeordnet, dass die Längsrichtung davon in einem Winkel von 45° zur Erstreckungsrichtung des Armteils 113a in der x-y-Ebene ist.
Der Dehnungsmessstreifen 12a1 weist zwei Elektroden 13a1 und 13a2 auf, die mit ihm verbunden sind. Es ist ein Widerstandselement 14a1 in eine Leiterbahn oder einen Draht zwischen dem Dehnungsmessstreifen 12a1 und der Elektrode 13a2 eingesetzt. Es sei bemerkt, dass die Formulierung „es ist ein Widerstandselement in eine Leiterbahn oder einen Draht zwischen A und B eingesetzt“ bedeutet, dass die Leiterbahn oder der Draht einen A-seitigen Teil und einen B-seitigen Teil aufweist, und dass das Widerstandselement mit einem seiner gegenüberliegenden Enden mit dem A-seitigen Teil und dem anderen der gegenüberliegenden Enden mit dem B-seitigen Teil verbunden ist. Dasselbe gilt für folgendes. Der Dehnungsmessstreifen 12a2 weist zwei Elektroden 13a3 und 13a4 auf, die mit ihm verbunden sind. Es ist ein Widerstandselement 14a2 in eine Leiterbahn oder einen Draht zwischen dem Dehnungsmessstreifen 12a2 und der Elektrode 13a4 eingesetzt. Der Dehnungsmessstreifen 12a3 weist zwei Elektroden 13a5 und 13a6 auf, die mit ihm verbunden sind. Es ist ein Widerstandselement 14a3 in eine Leiterbahn oder einen Draht zwischen dem Dehnungsmessstreifen 12a3 und der Elektrode 13a5 eingesetzt. Der Dehnungsmessstreifen 12a4 weist zwei Elektroden 13a7 und 13a8 auf, die mit ihm verbunden sind. Es ist ein Widerstandselement 14a4 in eine Leiterbahn oder einen Draht zwischen dem Dehnungsmessstreifen 12a4 und der Elektrode 13a7 eingesetzt. So weist der Armteil 113a an seiner Frontfläche nicht nur die vier Dehnungsmessstreifen 12a1 bis 12a4 auf, sondern auch die acht Elektroden 13a1 bis 13a8 und die vier Widerstandselemente 14a1 bis 14a4. Es sei bemerkt, dass die Elektroden 13a1 bis 13a8, die Widerstandselemente 14a1 bis 14a4, und Leiterbahnen oder Drähte, die diese Elektroden und Elemente verbinden, beispielsweise durch Sputtern gebildet werden können.
3 ist eine Draufsicht, die einen Teil (Bereich, der in 1 durch den Kreis β umschlossen ist) der Rückfläche des Armteils 113a. Wie in 3 illustriert, weist der Armteil 113a vier Dehnungsmessstreifen 12a5 bis 12a8 auf, die an seiner Rückfläche angebracht sind. Die Dehnungsmessstreifen 12a5 bis 12a8 können jeweils (i) ein Dünnleiterfilm sein, der mit einem Isolatorfilm abgedeckt ist, oder (ii) ein Dünnhalbleiterfilm, der mit einem Isolatorfilm abgedeckt ist, wie im Fall der Dehnungsmessstreifen 12a1 bis 12a4. Die Dehnungsmessstreifen 12a5 bis 12a8 können beispielsweise durch Kleben, Vakuumverdampfung, Sputtern der dergleichen angebracht werden, wie im Fall der Dehnungsmessstreifen 12a1 bis 12a4.
Von diesen vier Dehnungsmessstreifen 12a5 bis 12a8 sind die beiden Dehnungsmessstreifen 12a5 und 12a6, die sich in einem radialen inneren Teil der Rückfläche befinden, jeweils so angeordnet, dass die Längsrichtung davon parallel zur Erstreckungsrichtung des Armteils 113a in der x-y-Ebene ist. Die Dehnungsmessstreifen 12a5 und 12a6, und die beiden Dehnungsmessstreifen 12a1 und 12a2 (die sich in dem radialen inneren Teil der Frontfläche befinden), sind verbunden, um eine Brückenschaltung zu bilden. Die beiden anderen Dehnungsmessstreifen 12a7 und 12a8, die sich in einem radialen äußeren Teil der Rückfläche befinden, sind jeweils so angeordnet, dass die Längsrichtung davon in einem Winkel von 45° zur Erstreckungsrichtung des Armteils 113a in der x-y-Ebene ist. Die Dehnungsmessstreifen 12a7 und 12a8, und die beiden Dehnungsmessstreifen 12a3 und 12a4 (die sich in dem radialen äußeren Teil der Frontfläche befinden), sind verbunden, um eine Brückenschaltung zu bilden.
Der Dehnungsmessstreifen 12a5 weist zwei Elektroden 13a9 und 13a10 auf, die mit ihm verbunden sind. Es ist ein Widerstandselement 14a5 in eine Leiterbahn oder einen Draht zwischen dem Dehnungsmessstreifen 12a5 und der Elektrode 13a10 eingesetzt. Der Dehnungsmessstreifen 12a6 weist zwei Elektroden 13a11 und 13a12 auf, die mit ihm verbunden sind. Es ist ein Widerstandselement 14a6 in eine Leiterbahn oder einen Draht zwischen dem Dehnungsmessstreifen 12a6 und der Elektrode 13a12 eingesetzt. Der Dehnungsmessstreifen 12a7 weist zwei Elektroden 13a13 und 13a14 auf, die mit ihm verbunden sind. Es ist ein Widerstandselement 14a7 in eine Leiterbahn oder einen Draht zwischen dem Dehnungsmessstreifen 12a7 und der Elektrode 13a13 eingesetzt. Der Dehnungsmessstreifen 12a8 weist zwei Elektroden 13a15 und 13a16 auf, die mit ihm verbunden sind. Es ist ein Widerstandselement 14a8 in eine Leiterbahn oder einen Draht zwischen dem Dehnungsmessstreifen 12a8 und der Elektrode 13a15 eingesetzt. So weist der Armteil 113a an seiner Rückfläche nicht nur die vier Dehnungsmessstreifen 12a5 bis 12a8 auf, sondern auch die acht Elektroden 13a9 bis 13a16 und die vier Widerstandselemente 14a5 bis 14a8. Es sei bemerkt, dass die Elektroden 13a9 bis 13a16, die Widerstandselemente 14a5 bis 14a8, und Leiterbahnen oder Drähte, die diese Elektroden und Elemente verbinden, beispielsweise durch Sputtern angebracht werden können.
Wie beschrieben wurde, weist der Armteil 113a an jeder seiner Front- und Rückflächen vier Dehnungsmessstreifen, acht Elektroden und vier Widerstandselemente auf. Ähnlich wie der Armteil 113a, weist auch der Armteil 113b an jeder seiner Front- und Rückflächen vier Dehnungsmessstreifen, acht Elektroden und vier Widerstandselemente auf. Ähnlich wie der Armteil 113a, weist auch der Armteil 113c an jeder seiner Front- und Rückflächen vier Dehnungsmessstreifen, acht Elektroden und vier Widerstandselemente auf. Das heißt, das Dehnungselement 11 weist insgesamt vierundzwanzig Dehnungsmessstreifen, insgesamt achtundvierzig Elektroden und insgesamt vierundzwanzig Widerstandselemente auf. Die vorherige Dehnungsmessstreifengruppe 12 bezieht sich auf einen Satz dieser vierundzwanzig Dehnungsmessstreifen, die obige Elektrodengruppe 13 bezieht sich auf einen Satz dieser achtundvierzig Elektroden, und die obige Widerstandselementegruppe 14 bezieht sich auf einen Satz dieser vierundzwanzig Widerstandselemente.
4 ist ein Schaltplan einer Brückenschaltung 15a1, die (i) die beiden Dehnungsmessstreifen 12a1 und 12a2, die in dem radial inneren Teil der Frontfläche des Armteils 113a bereitgestellt sind, und (ii) die beiden Dehnungsmessstreifen 12a5 und 12a6, die in dem radial inneren Teil der Rückfläche des Armteils 113a bereitgestellt sind, umfasst. Die Brückenschaltung 15a1 wird durch Verbinden von Elektroden durch leitfähige Leiterbahnen oder Drähte oder dergleichen in folgender Weise realisiert.

- Verbinden der Elektrode 13a1, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a1 verbunden ist, und der Elektrode 13a11, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a6 verbunden ist.
- Verbinden der Elektrode 13a3, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a2 verbunden ist, und der Elektrode 13a9, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a5 verbunden ist.
- Verbinden der Elektrode 13a2, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a1 verbunden ist, und der Elektrode 13a10, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a5 verbunden ist.
- Verbinden der Elektrode 13a4, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a2 verbunden ist, und der Elektrode 13a12, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a6 verbunden ist.

Wie in 4 gezeigt ist, ist eine Spannung Vo zwischen Knoten C und D, die erhalten wird, wenn eine Referenzspannung Vref zwischen Knoten A und B angelegt wird, eine Ausgabespannung der Brückenschaltung 15a1. Wie hierin verwendet, bezieht sich Knoten A auf den Mittelpunkt zwischen der Elektrode 13a1, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a1 verbunden ist, und der Elektrode 13a11, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a6 verbunden ist. Knoten B bezieht sich auf den Mittelpunkt zwischen der Elektrode 13a3, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a2 verbunden ist, und der Elektrode 13a9, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a5 verbunden ist. Knoten C bezieht sich auf den Mittelpunkt zwischen der Elektrode 13a2, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a1 verbunden ist, und der Elektrode 13a10, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a5 verbunden ist. Knoten D bezieht sich auf den Mittelpunkt zwischen der Elektrode 13a4, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a2 verbunden ist, und der Elektrode 13a12, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a6 verbunden ist. Die Widerstandselemente 14a1, 14a2, 14a5, und 14a6 aus der Brückenschaltung 15a1 dienen zum Ausgleichen des Widerstands der Brückenschaltung 15a1.
5 ist ein Schaltplan einer Brückenschaltung 15a2, die (i) die beiden Dehnungsmessstreifen 12a3 und 12a4, die in dem radial äußeren Teil der Frontfläche des Armteils 113a bereitgestellt sind, und (ii) die beiden Dehnungsmessstreifen 12a7 und 12a8, die in dem radial äußeren Teil der Rückfläche des Armteils 113a bereitgestellt sind, umfasst. Die Brückenschaltung 15a2 wird durch Verbinden von Elektroden durch leitfähige Leiterbahnen oder Drähte oder dergleichen in folgender Weise realisiert.

- Verbinden der Elektrode 13a5, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a3 verbunden ist, und der Elektrode 13a15, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a8 verbunden ist.
- Verbinden der Elektrode 13a7, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a4 verbunden ist, und der Elektrode 13a13, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a7 verbunden ist.
- Verbinden der Elektrode 13a14, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a7 verbunden ist, und der Elektrode 13a16, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a8 verbunden ist.
- Verbinden der Elektrode 13a6, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a3 verbunden ist, und der Elektrode 13a8, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a4 verbunden ist.

Wie in 5 gezeigt ist, ist eine Spannung Vo, die zwischen Knoten G und H erhalten wird, wenn eine Referenzspannung Vref zwischen Knoten E und F angelegt wird, eine Ausgabespannung der Brückenschaltung 15a2. Wie hierin verwendet, bezieht sich Knoten E auf den Mittelpunkt zwischen der Elektrode 13a5, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a3 verbunden ist, und der Elektrode 13a15, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a8 verbunden ist. Knoten F bezieht sich auf den Mittelpunkt zwischen der Elektrode 13a7, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a4 verbunden ist, und der Elektrode 13a13, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a7 verbunden ist. Knoten G bezieht sich auf den Mittelpunkt zwischen der Elektrode 13a14, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a7 verbunden ist, und der Elektrode 13a16, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a8 verbunden ist. Knoten H bezieht sich auf den Mittelpunkt zwischen der Elektrode 13a6, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a3 verbunden ist, und der Elektrode 13a8, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a4 verbunden ist. Die Widerstandselemente 14a3, 14a4, 14a7, und 14a8 aus der Brückenschaltung 15a2 dienen zum Ausgleichen des Widerstands der Brückenschaltung 15a2.
Wie beschrieben wurde, weist der Armteil 113a zwei Brückenschaltungen auf, die jeweils vier Dehnungsmessstreifen, acht Elektroden und vier Widerstandselementen umfassen, die an dem Armteil 113a bereitgestellt sind. Der Armteil 113b weist außerdem zwei Brückenschaltungen auf, die jeweils vier Dehnungsmessstreifen, acht Elektroden und vier Widerstandselementen umfassen, die an dem Armteil 113b bereitgestellt sind, ähnlich wie die vier Dehnungsmessstreifen, die acht Elektroden und die vier Widerstandselemente, die an dem Armteil 113a bereitgestellt sind. Der Armteil 113c weist außerdem zwei Brückenschaltungen auf, die jeweils vier Dehnungsmessstreifen, acht Elektroden und vier Widerstandselemente umfassen, die an dem Armteil 113c bereitgestellt sind, ähnlich wie die vier Dehnungsmessstreifen, die acht Elektroden und die vier Widerstandselemente, die an dem Armteil 113a bereitgestellt sind. Das heißt, das Dehnungselement 11 weist insgesamt sechs Brückenschaltungen auf. Die obige Brückenschaltungsgruppe 15 bezieht sich auf einen Satz dieser sechs Brückenschaltungen. Es sei bemerkt, dass, wenn ein Widerstandsausgleich in den Brückenschaltungen, die die Brückenschaltungsgruppe 15 bilden, nicht notwendig ist, die Widerstandselementgruppe 14 nicht wesentlich ist.
[Eigenschaften des Kraft-Drehmomentsensors]
Die folgende Beschreibung erörtert Eigenschaften des Kraft-Drehmomentsensors 1 mit weiterem Verweis auf 1 bis 3.
Der Kraft-Drehmomentsensor 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dehnungselement 11 Vorsprünge aufweist. Jeder Vorsprung steht von einem verformbaren Teil (d. h. einem Teil, in dem die Verformung auftritt, wenn eine äußere Kraft auf den Kernteil 111 des Dehnungselements 11 aufgebracht wird) in einer Richtung ab, die die Längsrichtung des verformbaren Teils in der x-y-Ebene schneidet. Ein solcher Vorsprung grenzt an den verformbaren Teil an; daher kann der Vorsprung in geeigneter Weise als ein Bereich für die Befestigung von mindestens einem oder allen der Elemente verwendet werden (wie einer Elektrode und/oder einem Widerstandselement), die mit einem anderen Element (wie einem Dehnungsmessstreifen) verbunden sind, das an dem verformbaren Teil angebracht ist. Ein solcher Vorsprung neigt weniger zur Verformung als der verformbare Teil, obwohl er an den verformbaren Teil angrenzt. Daher kann der Vorsprung besonders geeignet sein, als ein Bereich zum Anbringen eines Elements verwendet zu werden, das seine Eigenschaften bei Verformung ändert (ein solches Element ist beispielsweise das Widerstandselement) und das mit einem anderen Element (wie einem Dehnungsmessstreifen), das an dem verformbaren Teil angebracht ist, verbunden ist.
In dem Kraft-Drehmomentsensor 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel entsprechen die Armteile 113a bis 113c und die Biegungen 115a bis 115c den oben beschriebenen verformbaren Teilen. Das heißt, das Dehnungselement 11 des Kraft-Drehmomentsensors 1 nach diesem Ausführungsbeispiel umfasst: Vorsprünge 116a1 bis 116c2, die von den Armteilen 113a bis 113c abstehen; und Vorsprünge 117a1 bis 117c4, die von den Biegungen 115a bis 115c (siehe 1) abstehen.
Folgende Beschreibung erörtert die Vorsprünge 116a1 und 116a2, die von dem Armteil 113a abstehen, mit Verweis auf 2 und 3.
Der Vorsprung 116a1 steht von dem mittleren Teil des Armteils 113a in der negativen x-Richtung ab. Die Richtung, in die der Vorsprung 116a1 absteht (d. h. die negative x-Richtung), schneidet (in dem Beispiel aus 2 und 3 orthogonal) die Längsrichtung des Armteils 113a (d. h. die Richtung entlang der y-Achse). Der Vorsprung 116a2 steht von dem mittleren Teil des Armteils 113a in der positiven x-Richtung ab. Die Richtung, in die der Vorsprung 116a2 absteht (d. h. die positive x-Richtung), schneidet (in dem Beispiel aus 2 und 3 orthogonal) die Längsrichtung des Armteils 113a (d. h. die Richtung entlang der y-Achse). Die Vorsprünge 116a1 und 116a2 weisen Halsteile 116a11 bzw. 116a21 und Kopfteile 116a12 bzw. 116a22 auf. Eines der gegenüberliegenden Enden der Halsteile 116a11 und 116a21 ist mit dem Armteil 113a verbunden. Das andere der gegenüberliegenden Enden des Halsteils 116a11 ist mit dem Kopfteil 116a12 verbunden und das andere der gegenüberliegenden Enden des Halsteils 116a21 ist mit dem Kopfteil 116a22 verbunden. Die Breite (d. h. eine Abmessung entlang der Längsrichtung des Armteils 113a) jedes der Halsteile 116a11 und 116a21 ist kleiner als die Breite (d. h. eine Abmessung entlang der Längsrichtung der Armteil 113a) jedes der Kopfteile 116a12 und 116a22. Die Anordnung macht es noch weniger wahrscheinlich, dass sich die Vorsprünge 116a1 und 116a2 verformen (vor allem die Kopfteile 116a12 und 116a22), auch, wenn sich der Armteil 113a verformt.
Wie in 2 illustriert, weist der Vorsprung 116a1 an seiner Frontfläche die Elektrode 13a2 und das Widerstandselement 14a1, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a1 verbunden sind, und die Elektrode 13a5 und das Widerstandselement 14a3, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a3 verbunden sind, auf. Wie in 3 illustriert, weist der Vorsprung 116a1 an seiner Rückfläche die Elektrode 13a12 und das Widerstandselement 14a6, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a6 verbunden sind, und die Elektrode 13a15 und das Widerstandselement 14a8, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a8 verbunden sind, auf. Wie in 2 illustriert, weist der Vorsprung 116a2 an seiner Frontfläche die Elektrode 13a4 und das Widerstandselement 14a2, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a2 verbunden sind, und die Elektrode 13a7 und das Widerstandselement 14a4, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a4 verbunden sind, auf. Wie in 3 illustriert, weist der Vorsprung 116a2 an seiner Rückfläche die Elektrode 13a10 und das Widerstandselement 14a5, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a5 verbunden sind, und die Elektrode 13a13 und das Widerstandselement 14a7, die mit dem Dehnungsmessstreifen 12a7 verbunden sind, auf.
So können gemäß dem Kraft-Drehmomentsensor 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine oder mehrere der Elektroden 13a1 bis 13a16 an den Vorsprüngen 116a1 und 116a2 angebracht sein. Dies verringert die Dichte der Elektroden 13a1 bis 13a16, und stellt so die Wirkung bereit, es leicht zu machen, die Elektroden 13a1 bis 13a16 zu verdrahten (z. B. leicht, Leiterbahnen oder Drähte, die die Elektroden verbinden, zu löten). Weiterhin können gemäß dem Kraft-Drehmomentsensor 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Widerstandselemente 14a1 bis 14a8 an den Vorsprüngen 116a1 und 116a2 angebracht sein. Dies verhindert oder verringert Änderungen des Widerstands des Widerstandselements 14a1 bis 14a8, die durch die Verformung des Armteils 113a verursacht würden, und stellt so die Wirkung bereit, einen Verlust der Genauigkeit des Kraft-Drehmomentsensors 1, der durch die Änderungen des Widerstands der Widerstandselemente 14a1 bis 14a8 verursacht würde, zu verhindern oder zu verringern.
Es sei bemerkt, dass die Breite (d. h. eine Abmessung entlang der Längsrichtung des Armteils 113a) jedes der Halsteile 116a11 und 116a21 der jeweiligen Vorsprünge 116a1 und 116a2 vorzugsweise nicht mehr als die halbe Länge L des Armteils 113a ist.
Folgende Beschreibung erörtert die Vorsprünge 117a1 bis 117a4, die von der Biegung 115a abstehen, mit Verweis auf 2 und 3.
Die Vorsprünge 117a1 und 117a2 stehen von der Biegung 115a in der positiven y-Richtung ab. Die Richtung, in die jeder der Vorsprünge 117a1 und 117a2 absteht (d. h. die positive y-Richtung), schneidet (in dem Beispiel aus 2 und 3 orthogonal) die Längsrichtung der Biegung 115a (d. h. die Richtung entlang der x-Achse). Der Punkt, an dem der Vorsprung 117a1 von der Biegung 115a absteht, befindet sich dem Armteil 113a in der negativen x-Richtung nachgelagert, während der Punkt, an dem der Vorsprung 117a2 von der Biegung 115a absteht, sich dem Armteil 113a in der positiven x-Richtung nachgelagert befindet. Die Vorsprünge 117a1 und 117a2 umfassen Halsteile 117a11 bzw. 117a21 und Kopfteile 117a12 bzw. 117a22. Eines von gegenüberliegenden Enden der Halsteile 117a11 und 117a21 ist mit der Biegung 115a verbunden. Das andere der gegenüberliegenden Enden des Halsteils 117a11 ist mit dem Kopfteil 117a12 verbunden und das andere der gegenüberliegenden Enden des Halsteils 117a21 ist mit dem Kopfteil 117a22 verbunden. Die Halsteile 117a11 und 117a21 weisen eine geringere Breite auf als die Kopfteile 117a12 bzw. 117a22. Die Anordnung macht es noch weniger wahrscheinlich, dass sich die Vorsprünge 117a1 und 117a2 verformen (vor allem die Kopfteile 117a12 und 117a22), auch, wenn sich die Biegung 115a verformt.
Die Vorsprünge 117a3 und 117a4 stehen von der Biegung 115a in der negativen y-Richtung ab. Die Richtung, in die jeder der Vorsprünge 117a3 und 117a4 absteht (d. h. die negative y-Richtung), schneidet (in dem Beispiel aus 2 und 3 orthogonal) die Längsrichtung der Biegung 115a (d. h. die Richtung entlang der x-Achse). Der Punkt, an dem der Vorsprung 117a3 von der Biegung 115a absteht, befindet sich dem Armteil 113a in der negativen x-Richtung nachgelagert, während der Punkt, an dem der Vorsprung 117a4 von der Biegung 115a absteht, sich dem Armteil 113a in der positiven x-Richtung nachgelagert befindet. Die Vorsprünge 117a3 und 117a4 umfassen Halsteile 117a31 bzw. 117a41 und Kopfteile 117a32 bzw. 117a42. Eines von gegenüberliegenden Enden der Halsteile 117a31 und 117a41 ist mit der Biegung 115a verbunden. Das andere der gegenüberliegenden Enden des Halsteils 117a31 ist mit dem Kopfteil 117a32 verbunden und das andere der gegenüberliegenden Enden des Halsteils 117a41 ist mit dem Kopfteil 117a42 verbunden. Die Halsteils 117a31 und 117a41 weisen eine geringere Breite auf als die Kopfteile 117a32 bzw. 117a42. Die Anordnung macht es noch weniger wahrscheinlich, dass sich die Vorsprünge 117a3 und 117a4 verformen (vor allem die Kopfteile 117a32 und 117a42), auch, wenn sich die Biegung 115a verformt.
Die Biegung 115a weist in einigen Fällen einen an ihr angebrachten Dehnungsmessstreifen auf. In solchen Fällen können eine oder mehrere der Elektroden, die mit dem Dehnungsmessstreifen verbunden sind, an jedem der Vorsprünge 117a1 bis 117a4 angebracht sein. Weiter kann in diesen Fällen ein Widerstandselement, das mit dem Dehnungsmessstreifen verbunden ist, an jedem der Vorsprünge 117a1 bis 117a4 angebracht sein. So stellt eine Anordnung, in der die Biegung 115a die Vorsprünge 117a1 bis 117a4 aufweist, ähnliche Wirkungen bereit, wie die, die durch die Anordnung erreicht werden, in der der Armteil 113a die Vorsprünge 116a1 und 116a2 aufweist.
Es sei bemerkt, dass obwohl dieses Ausführungsbeispiel eine Anordnung einsetzt, in der verformbare Teile, die mit Vorsprüngen versehen sind, sowohl die Armteile 113a bis 113c als auch die Biegungen 115a bis 115c sind, diese Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist. Beispielsweise kann eine Anordnung, in der verformbare Teile, die mit Vorsprüngen versehen sind, entweder die Armteile 113a bis 113c oder die Biegungen 115a bis 115c sind, eingesetzt werden. Insbesondere kann die folgende Anordnung eingesetzt werden: verformbare Teile, die mit Vorsprüngen versehen sind, sind nur die Armteile 113a bis 113c; oder verformbare Teile, die mit Vorsprüngen versehen sind, sind nur die Biegungen 115a bis 115c. Weiterhin sind die Biegungen 115a bis 115c nicht entscheidend. In einem Fall, in dem keine Biegungen 115a bis 115c vorhanden sind, sind die verformbaren Teile, die mit Vorsprüngen versehen sind, nur die Armteile 113a bis 113c.
[Belastungsverteilung im Dehnungselement]
Die folgende Beschreibung erörtert eine Belastungsverteilung in einem Dehnungselement, die entsteht, wenn eine äußere Kraft auf einen Kernteil ausgeübt wird, mit Verweis auf 6 bis 27. Die nachfolgend dargestellten Ergebnisse wurden durch 3D-CAD-Simulation eines Dehnungselements eines Kraft-Drehmomentsensors erhalten, dessen Rahmenteil in der Draufsicht einen Außendurchmesser von 55 mm aufweist (φ55--Kraft-Drehmomentsensor).
6 ist eine Draufsicht, die Abmessungen jedes Teils eines Dehnungselements zeigt, die das als Beispiel verwendet wird. Ein vergleichendes Beispiel, das hierin verwendet wird, unterscheidet sich von dem Dehnungselement des Beispiels, da das vergleichende Beispiel keine Vorsprünge aufweist.
7 bis 12 zeigen jeweils eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement gemäß dem Beispiel. 7 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement gemäß dem Beispiel, das entsteht, wenn die äußere Kraft Fx+ in der positiven x-Richtung auf den Kernteil ausgeübt wird. 8 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement gemäß dem Beispiel, die entsteht, wenn die äußere Kraft Fy+ in der positiven y-Richtung auf den Kernteil ausgeübt wird. 9 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement gemäß dem Beispiel, die entsteht, wenn die äußere Kraft Fz+ in der positiven z-Richtung auf den Kernteil ausgeübt wird. 10 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement gemäß dem Beispiel, die entsteht, wenn das Moment Mx+ um die x-Achse auf den Kernteil ausgeübt wird. 11 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement gemäß dem Beispiel, die entsteht, wenn das Moment My+ um die y-Achse auf den Kernteil ausgeübt wird. 12 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement gemäß dem Beispiel, die entsteht, wenn das Moment Mz+ um die z-Achse auf den Kernteil ausgeübt wird.
13 bis 18 zeigen jeweils eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement gemäß dem vergleichenden Beispiel. 13 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement gemäß dem vergleichenden Beispiel, das entsteht, wenn die äußere Kraft Fx+ in der positiven x-Richtung auf den Kernteil ausgeübt wird. 14 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement gemäß dem vergleichenden Beispiel, die entsteht, wenn die äußere Kraft Fy+ in der positiven y-Richtung auf den Kernteil ausgeübt wird. 15 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement gemäß dem vergleichenden Beispiel, die entsteht, wenn die äußere Kraft Fz+ in der positiven z-Richtung auf den Kernteil ausgeübt wird. 16 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement gemäß dem vergleichenden Beispiel, die entsteht, wenn das Moment Mx+ um die x-Achse auf den Kernteil ausgeübt wird. 17 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement gemäß dem vergleichenden Beispiel, die entsteht, wenn das Moment My+ um die y-Achse auf den Kernteil ausgeübt wird. 18 zeigt eine Belastungsverteilung in dem Dehnungselement gemäß dem vergleichenden Beispiel, die entsteht, wenn das Moment Mz+ um die z-Achse auf den Kernteil ausgeübt wird.
7 bis 12 veranschaulichen das Folgende. Insbesondere tritt in jedem Vorsprung keine oder wenig Belastung auf. Dies zeigt an, dass, auch wenn eine äußere Kraft auf den Kernteil ausgeübt wird, keine oder eine ausreichend geringe Verformung in jedem Vorsprung auftritt. Aus den obigen Ergebnissen hat sich bestätigt, dass sich ein Vorsprung als ein Bereich für die Befestigung eines Elements eignet, das seine Eigenschaften bei Verformung ändert (ein solches Element ist beispielsweise ein Widerstandselement).
Ein Vergleich zwischen 7 bis 12 und 13 bis 18 veranschaulicht das Folgende. Insbesondere hat das Vorhandensein von Vorsprüngen keine oder eine ausreichend kleine Wir-kung auf die Belastung, die in den Armteilen und Biegungen auftritt. Dadurch wurde bestätigt, dass das Vorhandensein von Vorsprüngen keinen oder einen ausreichend geringen Verlust der Genauigkeit des Kraft-Drehmomentsensors verursacht.
Als nächstes wurde eine Studie dazu durchgeführt, wie die Belastungsverteilung in einem Armteil, die entsteht, wenn eine äußere Kraft Fx+ (in der positiven x-Richtung) auf den Kernteil ausgeübt wird, von einer Breite W (siehe 6) eines Teils eines Vorsprungs abhängt, der an den Armteil angrenzt. Die Ergebnisse sind in 19 bis 27 gezeigt. Es sei bemerkt, dass in diesem Ausführungsbeispiel in einem Fall, in dem der Vorsprung einen verengten Teil aufweist, der sich mit dem Armteil verbindet, die Breite W die Breite des schmalsten Teils des verengten Teils ist.
19 zeigt eine Belastungsverteilung in einem Armteil des Dehnungselements in gemäß dem vergleichenden Beispiel. 20 zeigt eine Belastungsverteilung in einem Armteil des Dehnungselements gemäß dem Beispiel, in dem die Breite W 0,5 mm beträgt. 21 zeigt eine Belastungsverteilung in einem Armteil des Dehnungselements gemäß dem Beispiel, in dem die Breite W 1,0 mm beträgt. 22 zeigt eine Belastungsverteilung in einem Armteil des Dehnungselements gemäß dem Beispiel, in dem die Breite W 1,5 mm beträgt. 23 zeigt eine Belastungsverteilung in einem Armteil des Dehnungselements gemäß dem Beispiel, in dem die Breite W 2,0 mm beträgt. 24 zeigt eine Belastungsverteilung in einem Armteil des Dehnungselements gemäß dem Beispiel, in dem die Breite W 2,5 mm beträgt. 25 zeigt eine Belastungsverteilung in einem Armteil des Dehnungselements gemäß dem Beispiel, in dem die Breite W 3,0 mm beträgt. 26 zeigt eine Belastungsverteilung in einem Armteil des Dehnungselements gemäß dem Beispiel, in dem die Breite W 3,5 mm beträgt. 27 zeigt eine Belastungsverteilung in einem Armteil des Dehnungselements gemäß dem Beispiel, in dem die Breite W 4,0 mm beträgt. Es sei bemerkt, dass aus Gründen der einfacheren Simulation Vorsprünge mit einer konstanten Breite (nicht in einen schmalen Halsteil und einen breiten Kopfteil unterteilt) in Fällen verwendet wurden, in denen die Breite W im Dehnungselement 2,5 mm oder mehr betrug.
19 bis 27 veranschaulichen das Folgende. Erstens, in Fällen, in denen die Breite W gleich wie oder kleiner als 4,0 mm ist, mit anderen Worten, in Fällen, in denen die Breite W nicht mehr als die Hälfte der Länge L (8 mm) des Armteils beträgt, weisen die Vorsprünge Bereiche auf, in denen keine Belastung auftritt. Daher beträgt in einem Fall, in dem ein Vorsprung als ein Bereich zur Befestigung eines Elements verwendet wird, das seine Eigenschaften bei Verformung ändert (wie ein Element, das beispielsweise ein Widerstandselement ist), die Breite W vorzugsweise nicht mehr als die Hälfte der Länge L des Armteils. Zweitens, in Fällen, in denen die Breite W gleich wie oder kleiner als 1,0 mm ist, mit anderen Worten, wenn die Breite W nicht mehr als ein Achtel der Länge L (8 mm) des Armteils beträgt, ist die Belastung, die in dem Armteil auftritt, im Wesentlichen gleich wie die in einem Fall, in dem keine Vorsprünge vorhanden sind. Daher ist in einem Fall, in dem der Kraft-Drehmomentsensor 1 eine sehr hohe Genauigkeit aufweisen muss, die Breite W vorzugsweise nicht mehr als ein Achtel der Länge L des Armteils.
[Beispielkonfiguration des Widerstandselements]
Die folgende Beschreibung erörert beispielhafte Konfigurationen jedes der Widerstandselemente, die zu der Widerstandselementgruppe 14 gehören, mit Verweis auf 28 bis 39.
28 und 29 zeigen jeweils eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer ersten beispielhaften Konfiguration eines Widerstandselements.
Das Widerstandselement gemäß der ersten beispielhaften Konfiguration ist aus einem Dünnfilmwiderstand 21 hergestellt, der in der Draufsicht viereckig (in 28 und 29 rechteckig) ist. Der Widerstand des Widerstandselements wird durch Abschaben der oberen Fläche des Dünnfilmwiderstands 21 und dadurch Verringern der Dicke des Dünnfilmwiderstands 21 angepasst. 28 zeigt das Widerstandselement vor der Anpassung und 29 zeigt das Widerstandselement nach der Anpassung. Die Anpassung verringert die Querschnittsfläche des Dünnfilmwiderstands 21, und erhöht daher den Widerstand des Widerstandselements. Es sei bemerkt, dass das Ausmaß, zu dem der Widerstand erhöht werden soll, in geeigneter Weise angepasst werden kann, indem die Menge geändert wird, um welche die Dicke des Dünnfilmwiderstands 21 durch Abschaben verringert wird.
30 und 31 zeigen jeweils eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer zweiten beispielhaften Konfiguration eines Widerstandselements.
Das Widerstandselement gemäß der zweiten beispielhaften Konfiguration ist aus einem Dünnfilmwiderstand 21 hergestellt, der in der Draufsicht viereckig (in 30 und 31 rechteckig) ist, ähnlich wie das Widerstandselement nach der ersten beispielhaften Konfiguration. Der Widerstand des Widerstandselements wird durch Bilden einer Leiterschicht 22 auf der oberen Fläche des Dünnfilmwiderstands 21 angepasst. 30 zeigt das Widerstandselement vor der Anpassung und 31 zeigt das Widerstandselement nach der Anpassung. Die Anpassung verringert der effektiven Länge des Dünnfilmwiderstands 21, und verringert daher den Widerstand des Widerstandselements. Es sei bemerkt, dass das Ausmaß, zu dem der Widerstand verringert werden soll, in geeigneter Weise angepasst werden kann, indem die Länge der Leiterschicht 22 geändert wird.
32 und 33 sind jeweils eine Draufsicht einer dritten beispielhaften Konfiguration eines Widerstandselements.
Das Widerstandselement gemäß der dritten beispielhaften Konfiguration ist aus (i) einem ersten schmalen Dünnfilmleiter 24a, (ii) einem zweiten schmalen Dünnfilmleiter 24b, der parallel zu dem ersten schmalen Dünnfilmleiter 24a angeordnet ist, und (iii) mehrere schmale Dünnfilmwiderstände 25, von denen jeder mit einem von gegenüberliegenden Enden mit dem ersten schmalen Dünnfilmleiter 24a verbunden ist und dem anderen der gegenüberliegenden Enden mit dem zweiten schmalen Dünnfilmleiter 24b verbunden ist, gebildet. Der Widerstand des Widerstandselements wird durch Schneiden von mindestens einem der schmalen Dünnfilmwiderstände 25 angepasst. 32 zeigt das Widerstandselement vor der Anpassung und 33 zeigt das Widerstandselement nach der Anpassung. Diese Anpassung verringert die Anzahl der schmalen Dünnfilmwiderstände 25, die den ersten schmalen Dünnfilmleiter 24a und den zweiten schmalen Dünnfilmleiter 24b überbrücken und erhöht daher den Widerstand des Widerstandselements. Es sei bemerkt, dass das Ausmaß, zu dem der Widerstand erhöht werden soll, in geeigneter Weise angepasst werden kann, indem die Anzahl der schmalen Dünnfilmwiderstände 25, die geschnitten werden, verändert wird.
34 und 35 sind jeweils eine Draufsicht einer vierten beispielhaften Konfiguration eines Widerstandselements.
Das Widerstandselement gemäß der vierten beispielhaften Konfiguration ist aus (i) einem ersten schmalen Dünnfilmleiter 24a, (ii) einem zweiten schmalen Dünnfilmleiter 24b, der parallel zu dem ersten schmalen Dünnfilmleiter 24a angeordnet ist, (iii) einen schmalen Dünnfilmwiderstand 25, der mit einem von gegenüberliegenden Enden mit dem ersten schmalen Dünnfilmleiter 24a verbunden ist und dem anderen der gegenüberliegenden Enden mit dem zweiten schmalen Dünnfilmleiter 24b verbunden ist, und (iv) mehrere schmale Dünnfilmwiderstände 26, bei denen jeweils eines von gegenüberliegenden Enden frei ist und das andere der gegenüberliegenden Enden mit dem zweiten schmalen Dünnfilmleiter 24b verbunden ist, gebildet. Der Widerstand des Widerstandselements wird angepasst, indem mindestens einer der schmalen Dünnfilmwiderstände 26 mit dem ersten schmalen Dünnfilmleiter 24a durch Löten oder dergleichen verbunden wird. 34 zeigt das Widerstandselement vor der Anpassung und 35 zeigt das Widerstandselement nach der Anpassung. Diese Anpassung erhöht die Anzahl der schmalen Dünnfilmwiderstände 26, die den ersten schmalen Dünnfilmleiter 24a und den zweiten schmalen Dünnfilmleiter 24b überbrücken und verringert daher den Widerstand des Widerstandselements. Es sei bemerkt, dass das Ausmaß, zu dem der Widerstand verringert werden soll, in geeigneter Weise angepasst werden kann, indem die Anzahl der schmalen Dünnfilmwiderstände 26, die mit dem ersten schmalen Dünnfilmleiter 24a verbunden werden sollen, angepasst werden kann.
36 und 37 sind jeweils eine Draufsicht einer fünften beispielhaften Konfiguration eines Widerstandselements.
Das Widerstandselement gemäß der fünften beispielhaften Konfiguration ist aus (i) einer ersten Elektrode 27, (ii) einer zweiten Elektrode 28, und (iii) einem Chipwiderstand 29a, bei dem eines von gegenüberliegenden Enden mit der ersten Elektrode 27 verbunden ist und das andere der gegenüberliegenden Enden mit der zweiten Elektrode 28 verbunden ist, gebildet. Der Widerstand des Widerstandselements wird angepasst durch (a) Ablösen des Chipwiderstands 29a und (b) Anbringen eines anderen Chipwiderstands 29b, der sich im Widerstand von dem Chipwiderstand 29a unterscheidet (Verbinden eines von gegenüberliegenden Enden des anderen Chipwiderstands 29b mit der ersten Elektrode 27, und Verbinden des anderen der gegenüberliegenden Enden des anderen Chipwiderstands 29b mit der zweiten Elektrode 28). 36 zeigt das Widerstandselement vor der Anpassung und 37 zeigt das Widerstandselement nach der Anpassung. In einem Fall, in dem der Widerstand des neuen Chipwiderstands 29b größer als der Widerstand des alten Chipwiderstands 29a ist, erhöht die Anpassung den Widerstand des Widerstandselements. Im Gegensatz dazu senkt in einem Fall, in dem der Widerstand des neuen Chipwiderstands 29b kleiner als der Widerstand des alten Chipwiderstands 29a ist, die Anpassung den Widerstand des Widerstandselements.
38 und 39 sind jeweils eine Draufsicht einer sechsten beispielhaften Konfiguration eines Widerstandselements.
Das Widerstandselement gemäß der sechsten beispielhaften Konfiguration umfasst (i) eine Elektrode 31 und (ii) einen schmalen Dünnfilmwiderstand 32, bei dem eines von gegenüberliegenden Enden mit der Elektrode 31 verbunden ist. Die Elektrode 31 ist neben einer Elektrode 33 angeordnet, mit der ein Element verbunden ist. Der schmale Dünnfilmwiderstand 32 ist neben einem schmalen Dünnfilmleiter 34 angeordnet, an dem eines von gegenüberliegenden Enden mit der Elektrode 33 verbunden ist. Der Widerstand des Widerstandselements kann angepasst werden durch (a) Kurzschließen des schmalen Dünnfilmwiderstands 32 und des schmalen Dünnfilmleiters 34 mit Lötmaterial oder der dergleichen, (b) Ablösen des Elements von der Elektrode 33, und (c) Anbringen des Elements an der Elektrode 31. 38 zeigt das Widerstandselement vor der Anpassung und 39 zeigt das Widerstandselement nach der Anpassung. Aufgrund der Anpassung liegt der schmale Dünnfilmwiderstand 32 zwischen dem schmalen Dünnfilmleiter 34 und dem Element. Die Anpassung erhöht daher den Widerstand des Widerstandselements. Es sei bemerkt, dass das Ausmaß, zu dem der Widerstand erhöht werden soll, in geeigneter Weise angepasst werden kann, indem die Position des Kurzschlusses zwischen dem Dünnfilmwiderstand 32 und dem schmalen Dünnfilmleiter 34 verändert wird.
Aspekte dieser Erfindung können auch wie folgt ausgedrückt werden. Ein Kraftsensor nach Aspekt 1 dieser Erfindung umfasst: ein Dehnungselement, das eine verformbaren Teil umfasst, der unter einer äußeren Kraft verformbar ist; und einen Dehnungsmessstreifen, der an dem mindestens verformbaren Teil angebracht ist, und die folgende Anordnung einsetzt. Insbesondere umfasst das Dehnungselement einen Vorsprung, der von dem verformbaren Teil in einer Richtung absteht, die eine Längsrichtung des verformbaren Teils schneidet.
Gemäß der obigen Anordnung grenzt der Vorsprung an den verformbaren Teil an und verformt sich weniger wahrscheinlich, auch, wenn sich der verformbare Teil verformt. Daher kann nach der obigen Anordnung eine Elektrode, ein Widerstandselement und/oder dergleichen, verbunden mit dem Dehnungsmessstreifen, in geeigneter Weise an dem Vorsprung angebracht werden.
Ein Kraftsensor nach Aspekt 2 dieser Erfindung nutzt die folgende Anordnung neben der Anordnung des Kraftsensors nach Aspekt 1. Insbesondere umfasst das Dehnungselement (i) einen Kernteil, (ii) einen Rahmenteil, der sich um den Kernteil herum erstreckt und der eine Biegung umfasst, und (iii) einen Armteil, der den Kernteil und die Biegung verbindet, und der verformbare Teil ist der Armteil und/oder die Biegung.
Nach der obigen Anordnung grenzt der Vorsprung an den Armteil oder die Biegung an und verformt sich weniger wahrscheinlich, auch, wenn sich der Armteil oder die Biegung verformt. Daher kann nach der obigen Anordnung eine Elektrode, ein Widerstandselement und/oder dergleichen, verbunden mit dem Dehnungsmessstreifen, in geeigneter Weise an dem Vorsprung angebracht werden.
Ein Kraftsensor nach Aspekt 3 dieser Erfindung nutzt die folgende Anordnung neben der Anordnung des Kraftsensors nach Aspekt 1. Insbesondere umfasst das Dehnungselement (i) einen Kernteil, (ii) einen Rahmenteil, der sich um den Kernteil erstreckt, und (iii) einen Armteil, der den Kernteil und den Rahmenteil verbindet, und der verformbare Teil ist der Armteil.
Nach der obigen Anordnung grenzt der Vorsprung an den Armteil an und verformt sich weniger wahrscheinlich, auch, wenn sich der Armteil verformt. Daher kann nach der obigen Anordnung eine Elektrode, ein Widerstandselement und/oder dergleichen, verbunden mit dem Dehnungsmessstreifen, in geeigneter Weise an dem Vorsprung angebracht werden.
Ein Kraftsensor nach Aspekt 4 dieser Erfindung nutzt die folgende Anordnung neben der Anordnung des Kraftsensors nach einem der Aspekte 1 bis 3. Insbesondere sind/ist eine Elektrode, die mit dem Dehnungsmessstreifen und/oder einem Widerstandselement, das mit dem Dehnungsmessstreifen verbunden ist, an dem Vorsprung angebracht.
Nach der obigen Anordnung ist es in einem Fall, in dem die Elektrode an dem Vorsprung angebracht ist, möglich, leicht Verdrahtungsoperationen auszuführen. Weiterhin ist es nach der obigen Anordnung in einem Fall, in dem das Widerstandselement an dem Vorsprung angebracht ist, möglich, einen Genauigkeitsverlust des Kraftsensors zu verhindern oder zu verringern, der durch Änderungen der Eigenschaften des Widerstandselements verursacht würde.
Ein Kraftsensor nach Aspekt 5 dieser Erfindung nutzt die folgende Anordnung neben der Anordnung des Kraftsensors nach einem der Aspekte 1 bis 4. Insbesondere umfasst der Vorsprung einen Halsteil und einen Kopfteil, der eine größere Breite aufweist als der Halsteil, und der Halsteil weist gegenüberliegende Enden auf, von denen eines mit dem verformbaren Teil verbunden ist und das andere mit dem Kopfteil verbunden ist.
Nach der obigen Anordnung ist es möglich, die Verformung des Vorsprungs, die auftreten könnte, wenn sich der verformbare Teil verformt, weiter zu verringern.
Ein Kraftsensor nach Aspekt 6 dieser Erfindung nutzt die folgende Anordnung neben der Anordnung des Kraftsensors nach einem der Aspekte 1 bis 5. Insbesondere beträgt eine Breite eines Teils des Vorsprungs, der an den verformbaren Teil angrenzt, nicht mehr als die Hälfte einer Länge des verformbaren Teils.
Nach der obigen Anordnung ist es möglich, die Verformung des Vorsprungs, die auftreten könnte, wenn sich der verformbare Teil verformt, weiter zu verringern.
Ein Dehnungselement nach einem Aspekt 7 dieser Erfindung umfasst einen verformbaren Teil, der unter einer äußeren Kraft verformbar ist, und nutzt die folgende Anordnung ähnlich wie ein Kraftsensor nach Aspekt 1. Insbesondere umfasst das Dehnungselement einen Vorsprung, der von dem verformbaren Teil in einer Richtung absteht, die eine Längsrichtung des verformbaren Teils schneidet.
Nach der obigen Anordnung grenzt der Vorsprung an den verformbaren Teil an und verformt sich weniger wahrscheinlich, auch, wenn sich der verformbare Teil verformt. Daher kann nach der obigen Anordnung eine Elektrode, ein Element (beispielsweise ein Widerstandselement), und/oder dergleichen, die mit einem anderen Element verbunden sind, das an dem verformbaren Teil angebracht ist (ein solches Element ist beispielsweise ein Dehnungsmessstreifen) in geeigneter Weise an dem Vorsprung angebracht werden.
Diese Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann durch einen Fachmann auf dem Gebiet im Umfang der Ansprüche verändert werden. Diese Erfindung umfasst auch in ihrem technischen Umfang jedes Ausführungsbeispiel, das durch Kombination technischer Mittel abgeleitet wird, die in verschiedenen Ausführungsbeispielen offenbart werden.
Bezugszeichenliste

1: Kraft-Drehmomentsensor
11: Dehnungselement
111: Kernteil (Kraftaufnehmer)
112: Rahmenteil (Befestigungsteil)
113a bis 113c: Armteil
114a bis 114c: Durchgangsloch
115a bis 115c: Biegung
12: Dehnungsmessstreifengruppe
13: Elektrodengruppe
14: Widerstandselementgruppe
15: Brückenschaltungsgruppe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 6047703 [0002]
JP 6378381 [0002]

Claims

Kraftsensor, umfassend: ein Dehnungselement, umfassend einen verformbaren Teil, der unter einer äußeren Kraft verformbar ist; und einen Dehnungsmessstreifen, der an dem verformbaren Teil angebracht ist, wobei der Kraftsensor dadurch gekennzeichnet ist, dass das Dehnungselement einen Vorsprung umfasst, der von dem verformbaren Teil in einer Richtung absteht, die die Längsrichtung des verformbaren Teils schneidet.
Kraftsensor nach Anspruch 1, wobei: das Dehnungselement (i) einen Kernteil, (ii) einen Rahmenteil, der sich um den Kernteil herum erstreckt und der eine Biegung umfasst, und (iii) einen Armteil, der den Kernteil und die Biegung verbindet, umfasst; und der verformbare Teil der Armteil und/oder die Biegung ist.
Kraftsensor nach Anspruch 1, wobei: das Dehnungselement (i) einen Kernteil, (ii) einen Rahmenteil, der sich um den Kernteil herum erstreckt, und (iii) einen Armteil, der den Kernteil und den Rahmenteil verbindet, umfasst; und der verformbare Teil der Armteil ist.
Kraftsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Elektrode, die mit dem Dehnungsmessstreifen verbunden ist, und/oder ein Widerstandselement, das mit dem Dehnungsmessstreifen verbunden ist, an dem Vorsprung befestigt sind/ist.
Kraftsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: der Vorsprung einen Halsteil und einen Kopfteil umfasst, der eine größere Breite als der Halsteil aufweist; und der Halsteil gegenüberliegende Enden aufweist, von denen eines mit dem verformbaren Teil verbunden ist und das andere mit dem Kopfteil verbunden ist.
Kraftsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Breite eines Teils des Vorsprungs, der an den verformbaren Teil angrenzt, nicht mehr als die Hälfte einer Länge des verformbaren Teils beträgt.
Dehnungselement, umfassend einen verformbaren Teil, der unter einer äußeren Kraft verformbar ist, wobei das Dehnungselement dadurch gekennzeichnet ist, dass es einen Vorsprung umfasst, der von dem verformbaren Teil in einer Richtung absteht, die eine Längsrichtung des verformbaren Teils schneidet.