JP2574378B2 - 力覚センサの信号伝達体 - Google Patents
力覚センサの信号伝達体Info
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- JP2574378B2 JP2574378B2 JP63080326A JP8032688A JP2574378B2 JP 2574378 B2 JP2574378 B2 JP 2574378B2 JP 63080326 A JP63080326 A JP 63080326A JP 8032688 A JP8032688 A JP 8032688A JP 2574378 B2 JP2574378 B2 JP 2574378B2
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、例えばロボツト用力覚センサやマンマシン
インターフエイスとしての三次元入力装置、マニピユレ
ータ等に利用される力覚センサの信号伝達体に関する。
インターフエイスとしての三次元入力装置、マニピユレ
ータ等に利用される力覚センサの信号伝達体に関する。
従来技術 従来用いられている力覚センサとしては、まず、特願
昭61−259050号に本出願人により出願されているものが
ある。すなわち、第４図及び第５図に示すように、円板
状をなした起歪体１は、その周辺部が固定用ネジ穴２を
備えた支持部３とされその中心部は力伝導体４が下方に
形成された作用部５とされている。前記支持部３と前記
作用部５との間には肉厚の薄い弾性変形面（ダイヤフラ
ム）６が形成されている。
昭61−259050号に本出願人により出願されているものが
ある。すなわち、第４図及び第５図に示すように、円板
状をなした起歪体１は、その周辺部が固定用ネジ穴２を
備えた支持部３とされその中心部は力伝導体４が下方に
形成された作用部５とされている。前記支持部３と前記
作用部５との間には肉厚の薄い弾性変形面（ダイヤフラ
ム）６が形成されている。
また、この弾性変形面６の上部には単結晶基板７が接
着固定されており、この単結晶基板７の表面にはX,Y,Z
軸方向に沿って力の成分力を検出するためにブリッジ配
線された検出素子８としての拡散抵抗Rx1,Rx2,Rx3,R
x4、Ry1,Ry2,Ry3,Ry4、Rz1,Rz2,Rz3,Rz4が形成されてい
る。さらに、前記単結晶基板７の外周端部にはボンデイ
ングパツド９が形成されており、このボンデイングパツ
ド９はボンデイングワイヤ10を介して、前記検出素子８
により検出された電気信号を外部へ取り出すための入出
力信号ピン11と接続されている。そして、前記起歪体１
の上面には前記単結晶基板７の保護のためにキヤツプ12
が接着、圧入等により封止された状態になつている。
着固定されており、この単結晶基板７の表面にはX,Y,Z
軸方向に沿って力の成分力を検出するためにブリッジ配
線された検出素子８としての拡散抵抗Rx1,Rx2,Rx3,R
x4、Ry1,Ry2,Ry3,Ry4、Rz1,Rz2,Rz3,Rz4が形成されてい
る。さらに、前記単結晶基板７の外周端部にはボンデイ
ングパツド９が形成されており、このボンデイングパツ
ド９はボンデイングワイヤ10を介して、前記検出素子８
により検出された電気信号を外部へ取り出すための入出
力信号ピン11と接続されている。そして、前記起歪体１
の上面には前記単結晶基板７の保護のためにキヤツプ12
が接着、圧入等により封止された状態になつている。
このような構成において、起歪体１の力伝達体４に力
が作用すると、ダイヤフラム６が変形し、これにより、
その上部に固定された単結晶基板７に応力が加わる。そ
して、その応力はブリツジ構成された検出素子８に伝わ
り、ある軸方向の力の成分力となつて検出される。その
検出された力の成分力は電気信号としてボンデイングパ
ツド９からボンデイングワイヤ10を介して入出力信号ピ
ン11に送られることにより図示しない外部信号処理回路
に送出される。
が作用すると、ダイヤフラム６が変形し、これにより、
その上部に固定された単結晶基板７に応力が加わる。そ
して、その応力はブリツジ構成された検出素子８に伝わ
り、ある軸方向の力の成分力となつて検出される。その
検出された力の成分力は電気信号としてボンデイングパ
ツド９からボンデイングワイヤ10を介して入出力信号ピ
ン11に送られることにより図示しない外部信号処理回路
に送出される。
しかし、上述したような従来の力覚センサにおいて
は、検出された電気信号の取り出し方法に問題がある。
すなわち、信号取り出し部に当る入出力ピン11を起歪体
１の支持部３に開けられた複数個の穴13に挿入し、その
穴13にできた隙間を図示しないガラス絶縁材により封止
し接着固定している。従つて、それら入出力ピン11を取
付けるために、ダイヤフラム６に近い側の支持部３に複
数個の穴13を形成させなければならないため、その加工
に手間がかかるという問題がある。また、穴13に入出力
ピン11を挿入してできた隙間に樹脂部材を流し込んで絶
縁封止しなければならないことからその封止作業に非常
に手間がかかるということや、そのようなガラス等の絶
縁材料を用いて封止するための実装技術が必要となり面
倒である。さらに、入出力ピン11は力伝達体４の側に突
出した状態となるため、その接続や配線の引き回しが非
常に不便である。
は、検出された電気信号の取り出し方法に問題がある。
すなわち、信号取り出し部に当る入出力ピン11を起歪体
１の支持部３に開けられた複数個の穴13に挿入し、その
穴13にできた隙間を図示しないガラス絶縁材により封止
し接着固定している。従つて、それら入出力ピン11を取
付けるために、ダイヤフラム６に近い側の支持部３に複
数個の穴13を形成させなければならないため、その加工
に手間がかかるという問題がある。また、穴13に入出力
ピン11を挿入してできた隙間に樹脂部材を流し込んで絶
縁封止しなければならないことからその封止作業に非常
に手間がかかるということや、そのようなガラス等の絶
縁材料を用いて封止するための実装技術が必要となり面
倒である。さらに、入出力ピン11は力伝達体４の側に突
出した状態となるため、その接続や配線の引き回しが非
常に不便である。
次に、上述したような力覚センサに類似したものとし
て、特開昭60−153172号公報に開示されているものがあ
る。すなわち、第６図に示すように、単結晶基板７の表
面にはプレーナ技術により検出素子としての拡散形のス
トレンゲージ８がブリツジ結線され圧覚センサ14を構成
しており、その下方端部にはボンデイングパツド９が直
線状に多数配列されている。このボンデイングパツド９
は、可撓性配線フイルム15を介して共通基板16上に設け
られた厚膜回路17の端子部18と接続されており、さら
に、この端子部18はマウント部19に設けられた信号処理
回路を内蔵した図示しない半導体チツプと接続されてい
る。
て、特開昭60−153172号公報に開示されているものがあ
る。すなわち、第６図に示すように、単結晶基板７の表
面にはプレーナ技術により検出素子としての拡散形のス
トレンゲージ８がブリツジ結線され圧覚センサ14を構成
しており、その下方端部にはボンデイングパツド９が直
線状に多数配列されている。このボンデイングパツド９
は、可撓性配線フイルム15を介して共通基板16上に設け
られた厚膜回路17の端子部18と接続されており、さら
に、この端子部18はマウント部19に設けられた信号処理
回路を内蔵した図示しない半導体チツプと接続されてい
る。
このような構成において、圧覚センサ14のストレンゲ
ージ８により検出された信号は可撓性配線フイルム15を
通じて、その下部に設けられた厚膜回路17の図示しない
半導体チツプに送られ信号の処理を行つている。しか
し、このような圧覚センサ14と厚膜回路17とが可撓性配
線フイルム15を介して、立体的に接続されたものでは、
その接続時における半田付けやワイヤーボンデイングの
作業が大変面倒であり、また、その接続部の信頼性も問
題となる。
ージ８により検出された信号は可撓性配線フイルム15を
通じて、その下部に設けられた厚膜回路17の図示しない
半導体チツプに送られ信号の処理を行つている。しか
し、このような圧覚センサ14と厚膜回路17とが可撓性配
線フイルム15を介して、立体的に接続されたものでは、
その接続時における半田付けやワイヤーボンデイングの
作業が大変面倒であり、また、その接続部の信頼性も問
題となる。
目的 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、単結
晶基板の検出素子に得られる電気信号を取り出しその取
り出した信号を外部回路に伝達する信号伝達体の構成を
簡単化することにより、その組立を容易に行うことが可
能な力覚センサの信号伝達体を得ることを目的とする。
晶基板の検出素子に得られる電気信号を取り出しその取
り出した信号を外部回路に伝達する信号伝達体の構成を
簡単化することにより、その組立を容易に行うことが可
能な力覚センサの信号伝達体を得ることを目的とする。
構成 本発明は、中心部と周辺部とのいずれか一方を支持部
とし他方を作用部とする起歪体を設け、この起歪体の表
面に機械的変形により電気抵抗を変化させる検出素子の
形成された単結晶基板を接着固定し、この単結晶基板に
近接して配設された信号取出部とこの信号取出部と遊離
的に連設された接続部とを有する信号伝達体を、単結晶
基板の設けられた起歪体の表面に固定的に設けた。
とし他方を作用部とする起歪体を設け、この起歪体の表
面に機械的変形により電気抵抗を変化させる検出素子の
形成された単結晶基板を接着固定し、この単結晶基板に
近接して配設された信号取出部とこの信号取出部と遊離
的に連設された接続部とを有する信号伝達体を、単結晶
基板の設けられた起歪体の表面に固定的に設けた。
従つて、信号伝達体の信号取出部は単結晶基板に近接
して同一平面内に配設されているのでワイヤーボンデイ
ング等の組み立てを容易に行うことができ、これによ
り、組立工程に要する時間を短縮化することができると
共にその実装の信頼性を一段と高めることが可能とな
る。また、信号伝達体の接続部は信号取出部と遊離的に
連接され起歪体から突出した状態になつているので外部
の信号処理回路との接続を容易にし、しかも、確実に接
続することができる。
して同一平面内に配設されているのでワイヤーボンデイ
ング等の組み立てを容易に行うことができ、これによ
り、組立工程に要する時間を短縮化することができると
共にその実装の信頼性を一段と高めることが可能とな
る。また、信号伝達体の接続部は信号取出部と遊離的に
連接され起歪体から突出した状態になつているので外部
の信号処理回路との接続を容易にし、しかも、確実に接
続することができる。
本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて説明
する。なお、従来技術と同一部分については同一符号を
用い、その説明は省略する。
する。なお、従来技術と同一部分については同一符号を
用い、その説明は省略する。
信号伝達体20は紙基材等のプリント基板からなり、そ
の一面に信号取出部21と接続部22とが設けられている。
前記信号取出部21は、前記信号伝達体20の円周状の一端
に設けられており、単結晶基板７の周囲四方に近接して
配設されている。また、前記接続部22は前記信号取出部
21と反対側の一端に設けられ起歪体１の外周端部よりも
外側に突出した状態になつており、配線部23を介して前
記信号取出部21と遊離的に連設されている。そして、こ
のような信号伝達体20は起歪体１の表面に固定的に設け
られている。なお、固定的に設けられているとは、前記
信号取出部21と前記配線部23とはそれらの下面で前記起
歪体１に接着固定されているが、前記接続部22の部分は
何ら固定された状態にないことをいう。
の一面に信号取出部21と接続部22とが設けられている。
前記信号取出部21は、前記信号伝達体20の円周状の一端
に設けられており、単結晶基板７の周囲四方に近接して
配設されている。また、前記接続部22は前記信号取出部
21と反対側の一端に設けられ起歪体１の外周端部よりも
外側に突出した状態になつており、配線部23を介して前
記信号取出部21と遊離的に連設されている。そして、こ
のような信号伝達体20は起歪体１の表面に固定的に設け
られている。なお、固定的に設けられているとは、前記
信号取出部21と前記配線部23とはそれらの下面で前記起
歪体１に接着固定されているが、前記接続部22の部分は
何ら固定された状態にないことをいう。
また、前記配線部23に当る部分にはくびれ部24が形成
されており、このくびれ部24には前記接続部22における
図示しないコネクタとの抜き差しの際に生じる力を緩和
させるために大きなR25が４箇所に形成されている。
されており、このくびれ部24には前記接続部22における
図示しないコネクタとの抜き差しの際に生じる力を緩和
させるために大きなR25が４箇所に形成されている。
このような構成において、信号伝達体20を起歪体１の
表面に設ける方法について説明する。まず、起歪体１の
ダイヤフラム６には単結晶基板７がダイボンド材（Auペ
ーストなどのロウ材）26により接着固定されている。そ
の接着時に生じるダイボンド材26の周囲への流出を考慮
して単結晶基板７とある程度の隙間を持たせた状態で、
信号伝達体20の信号取出部21はその単結晶基板７の周囲
を取り囲むようにして配設され、また、この時、配線部
23は起歪体１と接着固定された状態になっている。
表面に設ける方法について説明する。まず、起歪体１の
ダイヤフラム６には単結晶基板７がダイボンド材（Auペ
ーストなどのロウ材）26により接着固定されている。そ
の接着時に生じるダイボンド材26の周囲への流出を考慮
して単結晶基板７とある程度の隙間を持たせた状態で、
信号伝達体20の信号取出部21はその単結晶基板７の周囲
を取り囲むようにして配設され、また、この時、配線部
23は起歪体１と接着固定された状態になっている。
これにより、単結晶基板７のボンデイングパツド９
と、信号取出部21に形成されたボンデイングパツド27と
は近接した状態となり、Al等のボンデイングワイヤ10に
よりワイヤーボンデイングされ接続状態となる。そし
て、単結晶基板７の表面には、吸湿、汚染防止のために
シリコンなどの樹脂28がコーテイングされる。その後、
上部からキヤツプ12が接着、圧入等により封止されるこ
とにより一連の組み立て作業が終了する。
と、信号取出部21に形成されたボンデイングパツド27と
は近接した状態となり、Al等のボンデイングワイヤ10に
よりワイヤーボンデイングされ接続状態となる。そし
て、単結晶基板７の表面には、吸湿、汚染防止のために
シリコンなどの樹脂28がコーテイングされる。その後、
上部からキヤツプ12が接着、圧入等により封止されるこ
とにより一連の組み立て作業が終了する。
このようにして起歪体１に信号伝達体20を取付けた状
態で、その突出した接続部22に形成されたターミナル電
極29にコネクタ30を接続することにより図示しない外部
信号処理回路と連結することができる。
態で、その突出した接続部22に形成されたターミナル電
極29にコネクタ30を接続することにより図示しない外部
信号処理回路と連結することができる。
上述したように、信号伝達体20の信号取出部21は単結
晶基板７と同一平面内に近接して設けられているのでワ
イヤーボンデイング等の組み立てを非常に簡単に行うこ
とができ、また、接続部22は信号取出部21と遊離的に設
けられ起歪体１から突出した状態になつているので外部
信号処理回路との接続を容易に行うことができる。ま
た、信号伝達体20のくびれ部24にはＲがとつてあるため
接続部22における抜き差しの際に生じる力を吸収するこ
とができ、これにより、信号伝達体20の移動をなくしワ
イヤーボンデイング部における断線や破損を防ぐことが
できる。
晶基板７と同一平面内に近接して設けられているのでワ
イヤーボンデイング等の組み立てを非常に簡単に行うこ
とができ、また、接続部22は信号取出部21と遊離的に設
けられ起歪体１から突出した状態になつているので外部
信号処理回路との接続を容易に行うことができる。ま
た、信号伝達体20のくびれ部24にはＲがとつてあるため
接続部22における抜き差しの際に生じる力を吸収するこ
とができ、これにより、信号伝達体20の移動をなくしワ
イヤーボンデイング部における断線や破損を防ぐことが
できる。
なお、本実施例においては、信号伝達体20に紙基材等
からなる厚板状のプリント基板を用いていたわけである
がこれに限るものではなく、この他に例えば薄板状の柔
軟性のあるフレキシブルプリント基板を用いるようにし
てもよい。この場合、基板の裏面に何らかの剛体化処理
を行つて使用してもよく、その時には上述した実施例と
同様な効果を得ることができる。
からなる厚板状のプリント基板を用いていたわけである
がこれに限るものではなく、この他に例えば薄板状の柔
軟性のあるフレキシブルプリント基板を用いるようにし
てもよい。この場合、基板の裏面に何らかの剛体化処理
を行つて使用してもよく、その時には上述した実施例と
同様な効果を得ることができる。
次に、上述した一実施例の変形例を第３図に基づいて
説明する。これは接続部22での抜き差しの際に生じる移
動を防ぐために、信号伝達体20の固定をさらに一層強化
したものである。すなわち、信号伝達体20にくびれ部24
を設ける他に、起歪体１の固定用ネジ穴２に相当する位
置の信号伝達体20にバカ穴31を設け、これにより、信号
伝達体20と起歪体１とを共締めして一体化した。従つ
て、抜き差しの際の引張強度を第一の実施例よりもさら
に上げることができ、これにより、ワイヤーボンデイン
グ部における断線や破損を防ぎ信頼性をより一層高める
ことができる。
説明する。これは接続部22での抜き差しの際に生じる移
動を防ぐために、信号伝達体20の固定をさらに一層強化
したものである。すなわち、信号伝達体20にくびれ部24
を設ける他に、起歪体１の固定用ネジ穴２に相当する位
置の信号伝達体20にバカ穴31を設け、これにより、信号
伝達体20と起歪体１とを共締めして一体化した。従つ
て、抜き差しの際の引張強度を第一の実施例よりもさら
に上げることができ、これにより、ワイヤーボンデイン
グ部における断線や破損を防ぎ信頼性をより一層高める
ことができる。
なお、この他に信号伝達体20にはくびれ部24を形成し
ないようにしてもよいがここでの説明は省略する。ま
た、その他の同一部分についての説明は省略する。
ないようにしてもよいがここでの説明は省略する。ま
た、その他の同一部分についての説明は省略する。
効果 本発明は、中心部と周辺部とのいずれか一方を支持部
とし他方を作用部とする起歪体を設け、この起歪体の表
面に機械的変形により電気抵抗を変化させる検出素子の
形成された単結晶基板を接着固定し、この単結晶基板に
近接して配設された信号取出部とこの信号取出部と遊離
的に連接された接続部とを有する信号伝達体を、単結晶
基板の設けられた起歪体の表面に固定的に設けた。
とし他方を作用部とする起歪体を設け、この起歪体の表
面に機械的変形により電気抵抗を変化させる検出素子の
形成された単結晶基板を接着固定し、この単結晶基板に
近接して配設された信号取出部とこの信号取出部と遊離
的に連接された接続部とを有する信号伝達体を、単結晶
基板の設けられた起歪体の表面に固定的に設けた。
従つて、信号伝達体の信号取出部は単結晶基板に近接
して同一平面内に配設されているのでワイヤーボンデイ
ング等の組み立てを容易に行うことができ、これによ
り、組立工程に要する時間を短縮化することができると
共にその実装の信頼性を一段と高めることが可能とな
る。また、信号伝達体の接続部は信号取出部と遊離的に
連設され起歪体から突出した状態になつているので外部
の信号処理回路との接続を容易にし、しかも、確実に接
続することができるものである。
して同一平面内に配設されているのでワイヤーボンデイ
ング等の組み立てを容易に行うことができ、これによ
り、組立工程に要する時間を短縮化することができると
共にその実装の信頼性を一段と高めることが可能とな
る。また、信号伝達体の接続部は信号取出部と遊離的に
連設され起歪体から突出した状態になつているので外部
の信号処理回路との接続を容易にし、しかも、確実に接
続することができるものである。
第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２図はそれ
にコネクタを接続した状態の側面図、第３図は第１図の
変形例を示す平面図、第４図は第一の従来例を示す平面
図、第５図はその側面図、第６図は第二の従来例を示す
斜視図である。 １……起歪体、３……支持部、５……作用部、７……単
結晶基板、８……検出素子、20……信号伝達体、21……
信号取出部、22……接続部
にコネクタを接続した状態の側面図、第３図は第１図の
変形例を示す平面図、第４図は第一の従来例を示す平面
図、第５図はその側面図、第６図は第二の従来例を示す
斜視図である。 １……起歪体、３……支持部、５……作用部、７……単
結晶基板、８……検出素子、20……信号伝達体、21……
信号取出部、22……接続部
Claims (1)
- 【請求項１】中心部と周辺部とのいずれか一方を支持部
とし他方を作用部とする起歪体を設け、この起歪体の表
面に機械的変形により電気抵抗を変化させる検出素子の
形成された単結晶基板を接着固定し、この単結晶基板に
近接して配設された信号取出部とこの信号取出部と遊離
的に連設された接続部とを有する信号伝達体を、前記単
結晶基板の設けられた前記起歪体の表面に固定的に設け
たことを特徴とする力覚センサの信号伝達体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63080326A JP2574378B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 力覚センサの信号伝達体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63080326A JP2574378B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 力覚センサの信号伝達体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01253625A JPH01253625A (ja) | 1989-10-09 |
| JP2574378B2 true JP2574378B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=13715135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63080326A Expired - Fee Related JP2574378B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 力覚センサの信号伝達体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2574378B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0455532U (ja) * | 1990-09-20 | 1992-05-13 | ||
| JP4677769B2 (ja) * | 2004-11-19 | 2011-04-27 | アイシン精機株式会社 | シート上荷重検出装置 |
| JP4989173B2 (ja) * | 2006-09-27 | 2012-08-01 | 本田技研工業株式会社 | 車両のばね下部材用歪検出装置 |
-
1988
- 1988-04-01 JP JP63080326A patent/JP2574378B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01253625A (ja) | 1989-10-09 |
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