JP2013040869A - 力検出装置 - Google Patents
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- G01L5/16—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
- G01L5/165—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in capacitance
Abstract
【解決手段】力検出装置1は、静電容量検出用の固定電極30と、固定電極30に対向して配置される可動電極22と、固定電極30と可動電極22の間において可動電極22と略接触した状態で配置される絶縁層10と、可動電極22を絶縁層10に沿って移動または回転可能に支持する支持部24と、を備えている。
【選択図】図1
Description
まず、本発明の第1の実施形態に係る力検出装置1について説明する。
次に、本発明の第2の実施形態に係る力検出装置2について説明する。
次に、本発明の第3の実施形態に係る力検出装置3について説明する。
次に、本発明の第4の実施形態に係る力検出装置4について説明する。
図28(a)は、力検出装置4がz軸周りのモーメントMを受けた場合の突出部22bとzm用電極30f1〜30i1、30f2〜30i2の重なりを示した概略図である。なお、同図(a)においては、突出部22bとzm用電極30f1〜30i1、30f2〜30i2の重なり部分をハッチングによって示している。
10 基板
22 可動電極
22a 基部
22b 突出部
22c 溝部
22b1 突出部の先端面
22d 変位部
22d1 突出変位部
22e 補助支持部
22f 外側突出変位部
24 支持部
24a 固定部
24b 変形部
30 固定電極
30a、30b、30c、30d xy用電極
30e z用電極
30f1、30f2、30g1、30g2、30h1、30h2、30i1、30i2 zm用電極
30j、30k、30l、30m xym用電極
40 板状部材
42 ブロック状部材
R、R1、R2 仮想円周
Claims (19)
- 静電容量検出用の固定電極と、
前記固定電極に対向して配置される可動電極と、
前記固定電極と前記可動電極の間において前記可動電極と略接触した状態で配置される絶縁層と、
前記可動電極を前記絶縁層に沿って移動または回転可能に支持する支持部と、を備えることを特徴とする、
力検出装置。 - 前記可動電極および前記支持部は、導電性弾性材料により一体的に構成されることを特徴とする、
請求項1に記載の力検出装置。 - 前記可動電極は、前記絶縁層と略接触する面が異なる材質から構成されることを特徴とする、
請求項1または2に記載の力検出装置。 - 前記可動電極は、
前記支持部が接続される基部と、
前記絶縁層に向けて前記基部から突設され、先端面が前記絶縁層に略接触する突出部と、を有することを特徴とする、
請求項1乃至3のいずれかに記載の力検出装置。 - 前記突出部は、前記先端面の一部が前記固定電極の一部と重なるように配置されることを特徴とする、
請求項4に記載の力検出装置。 - 前記可動電極は、前記絶縁層に向けて前記基部から突設され、先端部が前記絶縁層に固定される補助支持部を有することを特徴とする、
請求項4または5に記載の力検出装置。 - 前記補助支持部は、前記可動電極の略中央に設けられることを特徴とする、
請求項6に記載の力検出装置。 - 前記基部は、入力により変形して前記固定電極までの距離が変化する変位部を有することを特徴とする、
請求項4乃至7のいずれかに記載の力検出装置。 - 複数の前記固定電極と、
前記複数の固定電極に対応して設けられる複数の前記突出部と、を備えることを特徴とする、
請求項4乃至8のいずれかに記載の力検出装置。 - 前記突出部は、円筒状に構成され、
前記先端面には、複数の溝が半径方向に形成されることを特徴とする、
請求項4乃至8のいずれかに記載の力検出装置。 - 前記固定電極は、円周上に複数配置されると共に、互いの間隔が前記円周の半径方向内側に向けて漸次拡大する形状に構成されることを特徴とする、
請求項1乃至10のいずれかに記載の力検出装置。 - 前記固定電極は、円周上に複数配置され、
前記可動電極は、互いに隣り合う2つの前記固定電極からなる1組の固定電極ごとに設けられる複数の前記突出部を有し、
前記突出部は、前記1組の固定電極に含まれる2つの前記固定電極に前記先端面が跨るように配置されることを特徴とする、
請求項4乃至8のいずれかに記載の力検出装置。 - 前記固定電極は、第1の円周上に複数配置されると共に、前記第1の円周と同心円である第2の円周上に複数配置され、
前記可動電極は、前記第1の円周上において互いに隣り合う2つの前記固定電極、および前記第2の円周上の1つの前記固定電極からなる1組の固定電極ごとに設けられる複数の突出部を有し、
前記突出部は、前記1組の固定電極に含まれる3つの固定電極に前記先端面が跨るように配置されることを特徴とする、
請求項4乃至8のいずれかに記載の力検出装置。 - 前記第2の円周上の前記固定電極は、互いの間隔が前記第2の円周の半径方向内側に向けて漸次拡大する形状に構成されることを特徴とする、
請求項13に記載の力検出装置。 - 前記固定電極は、第1の円周上に複数配置されると共に、前記第1の円周と同心円である第2の円周上に複数配置され、
前記可動電極は、
前記第1の円周上において互いに隣り合う2つの前記固定電極からなる1組の固定電極ごとに設けられ、前記1組の固定電極に含まれる2つの固定電極に前記先端面が跨るように配置される複数の突出部と、
前記第2の円周上に配置された前記固定電極に対応して設けられ、入力により変形して対応する前記固定電極までの距離が変化する複数の変位部と、を有することを特徴とする、
請求項8に記載の力検出装置。 - 前記支持部は、基板に固定される固定部と、前記固定部と前記可動電極を繋ぐと共に前記可動電極の移動または回転に伴って変形する変形部と、を有することを特徴とする、
請求項1乃至15のいずれかに記載の力検出装置。 - 前記固定部は、前記可動電極の外周を囲むように形成され、前記可動電極の移動範囲を制限するストッパとして兼用されることを特徴とする、
請求項16に記載の力検出装置。 - 静電容量検出用の固定電極と、
前記固定電極に対向して配置される可動電極と、
前記固定電極と前記可動電極の間において前記可動電極に設けられ、前記固定電極と略接触した状態で配置される絶縁層と、
前記可動電極を前記固定電極の前記絶縁層と略接触する面に沿って移動または回転可能に支持する支持部と、を備えることを特徴とする、
力検出装置。 - 前記可動電極および前記支持部は、導電性弾性材料により一体的に構成されることを特徴とする、
請求項18に記載の力検出装置。
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