JP6384575B2 - センサーデバイス、力検出装置、およびロボット - Google Patents

Description

本発明は、センサーデバイス、力検出装置、およびロボットに関する。

近年、生産効率向上を目的として、工場等の生産施設への産業用ロボット導入が進められている。このような産業ロボットは、１軸または複数軸方向に対して駆動可能なアームと、アーム先端側に取り付けられる、ハンド、部品検査用器具または部品搬送用器具等のエンドエフェクタとを備えており、部品の組み付け作業、部品加工作業等の部品製造作業、部品搬送作業および部品検査作業等を実行することができる。

このような産業用ロボットにおいては、例えば、アームとエンドエフェクタとの間に、力検出装置が設けられている。産業用ロボットに用いられる力検出装置としては、例えば、特許文献１に開示されているような力検出装置が用いられる。特許文献１に記載の力検出装置の素子は、複数の圧電基板と、それらの間に設けられた複数の内部電極とで構成された積層体を有している。積層体の側面には、内部電極の側面と電気的に接続された配線が設けられており、この配線は、例えば、導電性ペーストにより構成されており、外部回路等に接続されている。
しかしながら、このような素子では、内部電極は、比較的薄いものであるため、配線と十分に電気的に接続されないおそれがある。さらに、導電性ペーストは、応力が生じた際、その応力によって破断（断線）するおそれがある。

特開２０１３−１０１０２０号公報

本発明の目的は、導電性部材が断線を抑制または防止することができ、信頼性の高いセンサーデバイス、力検出装置、ロボット、電子部品搬送装置、電子部品検査装置および部品加工装置を提供することにある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本発明のセンサーデバイスは、複数の圧電体と、
前記複数の圧電体の間に形成された内部電極と、
出力端子を有し、前記複数の圧電体を収納するパッケージと、
前記複数の内部電極と電気的に接続された第１の導電性部材と、
前記第１の導電性部材と前記出力端子とを電気的に接続し、前記第１の導電性部材よりも弾性率が低い第２の導電性部材と、を備えることを特徴とする。
これにより、導電性部材に応力が生じた場合であっても、弾性率の低い第２の導電性部材がその応力を吸収することができる。よって、導電性部材が破断するのを抑制または防止することができる。その結果、信頼性の高いセンサーデバイスを得ることができる。

［適用例２］
本発明のセンサーデバイスでは、前記第１の導電性部材のヤング率は、３．４ＧＰａ以上５．０ＧＰａであり、第２の導電性部材のヤング率は、０．１ＧＰａ以上０．２ＧＰａ以下であるのが好ましい。
これにより、導電性部材に応力が生じた場合であっても、弾性率の低い第２の導電性部材がその応力を吸収することができる。よって、導電性部材が破断するのを効果的に抑制または防止することができる。

［適用例３］
本発明のセンサーデバイスでは、前記第１の導電性部材および前記第２の導電性部材は、導電性を有するフィラーを含むペースト状材料で構成され、
前記第１の導電性部材のフィラーの含有率は、前記第２の導電性部材のフィラーの含有率よりも大きいのが好ましい。
これにより、第１の導電性部材と内部電極とを確実に電気的に接続することができる。

［適用例４］
本発明のセンサーデバイスでは、前記内部電極は、膜状をなし、その厚さは、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であるのが好ましい。
これにより、センサーデバイスの小型化を図ることができる。
［適用例５］
本発明のセンサーデバイスでは、前記パッケージは、前記圧電体が収納され、その深さが段階的に変化し、前記出力端子が設けられた段差部を有する凹部を有し、
前記第２の導電性部材は、前記段差部と接続されているのが好ましい。
これにより、第２の導電性部材とパッケージとの接触面積をできるだけ大きくすることができ、よって、第２の導電性部材とパッケージとを確実に接着することができる。

［適用例６］
本発明の力検出装置は、複数の圧電体と、
複数の前記圧電体の間に形成された複数の内部電極と、
出力端子を有し、前記圧電体を収納するパッケージと、
前記複数の内部電極と電気的に接続された第１の導電性部材と、
前記第１の導電性部材と前記出力端子とを電気的に接続し、前記第１の導電性部材よりも弾性率が低い第２の導電性部材と、有するセンサーデバイスと、
前記センサーデバイスから出力された電圧に基づいて、センサーデバイスへ加えられた外力を検出する外力検出回路と、を備えていることを特徴とする。
これにより、導電性部材に応力が生じた場合であっても、弾性率の低い第２の導電性部材がその応力を吸収することができる。よって、導電性部材が破断するのを抑制または防止することができる。その結果、信頼性の高い力検出装置を得ることができる。

［適用例７］
本発明のロボットは、アームを複数有し、前記複数のアームの隣り合う前記アーム同士を回動自在に連結してなる少なくとも１つのアーム連結体と、
前記アーム連結体の先端側に設けられたエンドエフェクタと、
前記アーム連結体と前記エンドエフェクタとの間に設けられ、前記エンドエフェクタに加えられる外力を検出する本発明の力検出装置とを備えていることを特徴とする。

これにより、前記本発明の力検出装置と同様の効果が得られる。そして、力検出装置が検出した外力をフィードバックし、より精密に作業を実行することができる。また、力検出装置が検出した外力によって、エンドエフェクタの障害物への接触等を検知することができる。そのため、従来の位置制御では困難だった障害物回避動作、対象物損傷回避動作等を容易に行うことができ、より安全に作業を実行することができる。

［適用例８］
本発明の電子部品搬送装置は、電子部品を把持する把持部と、
前記把持部に加えられる外力を検出する本発明の力検出装置とを備えていることを特徴とする。
これにより、前記本発明の力検出装置と同様の効果が得られる。そして、力検出装置が検出した外力をフィードバックし、より精密に作業を実行することができる。また、力検出装置が検出した外力によって、把持部の障害物への接触等を検知することができる。そのため、従来の位置制御では困難だった障害物回避動作、対象物損傷回避動作等を容易に行うことができ、より安全に電子部品搬送作業を実行することができる。

［適用例９］
本発明の電子部品検査装置は、電子部品を把持する把持部と、
前記電子部品を検査する検査部と、
前記把持部に加えられる外力を検出する本発明の力検出装置とを備えていることを特徴とする。
これにより、前記本発明の力検出装置と同様の効果が得られる。そして、力検出装置が検出した外力をフィードバックし、より精密に作業を実行することができる。また、力検出装置が検出した外力によって、把持部の障害物への接触等を検知することができる。そのため、従来の位置制御では困難だった障害物回避動作、対象物損傷回避動作等を容易に行うことができ、より安全に電子部品検査作業を実行することができる。

［適用例１０］
本発明の部品加工装置は、工具を装着し、前記工具を変位させる工具変位部と、
前記工具に加えられる外力を検出する本発明の力検出装置とを備えていることを特徴とする。
これにより、前記本発明の力検出装置と同様の効果が得られる。そして、力検出装置が検出した外力をフィードバックすることにより、部品加工装置は、より精密に部品加工作業を実行することができる。また、力検出装置が検出する外力によって、工具の障害物への接触等を検知することができる。そのため、工具に障害物等が接触した場合に緊急停止することができ、部品加工装置は、より安全な部品加工作業を実行可能である。

本発明の力検出装置（センサーデバイス）の第１実施形態を示す断面図である。 図１に示す力検出装置の平面図である。 図１に示す力検出装置を概略的に示す回路図である。 図１に示す力検出装置の電荷出力素子を概略的に示す断面図である。 （ａ）および（ｂ）が図１に示す電荷出力素子の出力電極層を示す平面図である。 図１に示す電荷出力素子の電極層およびグランド電極層を示す平面図であり、（ａ）が電極層を示す平面図、（ｂ）がグランド電極層を示す平面図である。 図１に示すセンサーデバイスを示す断面図である。 図７中の矢印Ａ方向から見た図である。 本発明の力検出装置の第２実施形態を示す平面図である。 図９中のＡ−Ａ線での断面図である。 図９に示す力検出装置を概略的に示す回路図である。 本発明の力検出装置を用いた単腕ロボットの１例を示す図である。 本発明の力検出装置を用いた複腕ロボットの１例を示す図である。 本発明の力検出装置を用いた電子部品検査装置および電子部品搬送装置の１例を示す図である。 本発明の力検出装置を用いた電子部品搬送装置の１例を示す図である。 本発明の力検出装置を用いた部品加工装置の１例を示す図である。 本発明の力検出装置を用いた移動体の一例を示す図である。

以下、本発明のセンサーデバイス、力検出装置、ロボット、電子部品搬送装置、電子部品検査装置および部品加工装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の力検出装置（センサーデバイス）の第１実施形態を示す断面図、図２は、図１に示す力検出装置の平面図、図３は、図１に示す力検出装置を概略的に示す回路図、図４は、図１に示す力検出装置の電荷出力素子を概略的に示す断面図、図５は、（ａ）および（ｂ）が図１に示す電荷出力素子の電極層を示す平面図、図６は、図１に示す電荷出力素子の電極層およびグランド電極層を示す平面図であり、（ａ）が電極層を示す平面図、（ｂ）がグランド電極層を示す平面図、図７は、図１に示すセンサーデバイスを示す断面図、図８は、図７中の矢印Ａ方向から見た図である。
なお、以下では、説明の都合上、図１、図４および図７中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。

図１および図２に示す力検出装置１は、外力（モーメントを含む）を検出する機能、すなわち、互いに直交する３軸（α（Ｘ）軸、β（Ｙ）軸、γ（Ｚ）軸）に沿って加えられた外力を検出する機能を有する。
力検出装置１は、第１の基板２と、第１の基板２から所定の間隔を隔てて配置され、第１の基板２に対向する第２の基板３と、第１の基板２と第２の基板３との間に設けられたアナログ回路基板（回路基板）４と、第１の基板２と第２の基板３との間に設けられ、アナログ回路基板４と電気的に接続されたデジタル回路基板５と、アナログ回路基板に搭載され、加えられた外力に応じて信号を出力する電荷出力素子（センサー素子）１０および電荷出力素子１０を収納するパッケージ６０を有するセンサーデバイス６と、２つの与圧ボルト（固定部材）７１とを備えている。

図３に示すように、アナログ回路基板４は、搭載されたセンサーデバイス６の電荷出力素子１０から出力された電荷Ｑｘを電圧Ｖｘに変換する変換出力回路９０ａと、電荷出力素子１０から出力された電荷Ｑｚを電圧Ｖｚに変換する変換出力回路９０ｂと、電荷出力素子１０から出力された電荷Ｑｙを電圧Ｖｙに変換する変換出力回路９０ｃとを備えている。また、デジタル回路基板５は、加えられた外力を検出する外力検出回路４０を備えている。このデジタル回路基板５は、アナログ回路基板４よりも第１の基板２側、すなわち、アナログ回路基板４と第１の基板との間に配置されている。

図１に示すように、センサーデバイス６は、アナログ回路基板４の第２の基板３側の面に配置され、第１の基板２に設けられた後述する凸部（第１の凸部）２１と第２の基板３とで挟持されている。すなわち、電荷出力素子１０は、パッケージ６０を介して凸部２１と第２の基板３とで挟持され、与圧されている。なお、第１の基板２と、第２の基板３とのいずれを力が加わる側の基板としてもよいが、本実施形態では、第２の基板３を力が加わる側の基板として説明する。また、電荷出力素子１０は、アナログ回路基板４の第１の基板２側の面に配置されていてもよい。

第１の基板２、第２の基板３、アナログ回路基板４、デジタル回路基板５の形状は、それぞれ、特に限定されないが、本実施形態では、第１の基板２、第２の基板３、アナログ回路基板４、デジタル回路基板５の平面視で、その外形形状は、円形をなしている。なお、第１の基板２、第２の基板３、アナログ回路基板４、デジタル回路基板５の平面視での前記の他の外形形状としては、例えば、四角形、五角形等の多角形、楕円形等が挙げられる。また、第１の基板２、第２の基板３、アナログ回路基板４の各素子および各配線以外の部位、デジタル回路基板５の各素子および各配線以外の部位の構成材料としては、それぞれ、特に限定されず、例えば、各種の樹脂材料、各種の金属材料等を用いることができる。

＜電荷出力素子＞
電荷出力素子１０は、互いに直交する３軸（α（Ｘ）軸、β（Ｙ）軸、γ（Ｚ）軸）に沿って加えられた（受けた）外力のそれぞれに応じて３つの電荷Ｑｘ、Ｑｙ、Ｑｚを出力する機能を有する。
電荷出力素子１０の形状は、特に限定されないが、本実施形態では、第１の基板２の平面視、すなわち、第１の基板２に対して垂直な方向から見て、四角形をなしている。なお、電荷出力素子１０の平面視での前記の他の外形形状としては、例えば、五角形等の他の多角形、円形、楕円形等が挙げられる。

図４に示すように、電荷出力素子１０は、グランド（基準電位点）に接地された４つのグランド電極層１１と、β軸に平行な外力（せん断力）に応じて電荷Ｑｙを出力する第１のセンサー１２と、γ軸に平行な外力（圧縮／引張力）に応じて電荷Ｑｚを出力する第２のセンサー１３と、α軸に平行な外力（せん断力）に応じて電荷Ｑｘを出力する第３のセンサー１４とを有し、グランド電極層１１と各センサー１２、１３、１４は交互に積層されている。なお、図４において、グランド電極層１１およびセンサー１２、１３、１４の積層方向をγ軸方向とし、γ軸方向に直交し且つ互いに直交する方向をそれぞれα軸方向、β軸方向としている。

図示の構成では、図４中の下側から、第１のセンサー１２、第２のセンサー１３、第３のセンサー１４の順で積層されているが、本発明はこれに限られない。センサー１２、１３、１４の積層順は任意である。
グランド電極層１１は、グランド（基準電位点）に接地された電極である。グランド電極層１１を構成する材料は、特に限定されないが、例えば、金、チタニウム、アルミニウム、銅、鉄またはこれらを含む合金が好ましい。これらの中でも特に、鉄合金であるステンレスを用いるのが好ましい。ステンレスにより構成されたグランド電極層１１は、優れた耐久性および耐食性を有する。

第１のセンサー１２は、β軸に沿って加えられた（受けた）外力（せん断力）に応じて電荷Ｑｙを出力する機能を有する。第１のセンサー１２は、β軸の正方向に沿って加えられた外力に応じて正電荷を出力し、β軸の負方向に沿って加えられた外力に応じて負電荷を出力するよう構成されている。
第１のセンサー１２は、第１の結晶軸ＣＡ１を有する第１の圧電体層（圧電体）１２１と、第１の圧電体層１２１と対向して設けられ、第２の結晶軸ＣＡ２を有する第２の圧電体層（圧電体）１２３と、第１の圧電体層１２１と第２の圧電体層１２３との間に設けられ、電荷Ｑを出力する出力電極層（内部電極）１２２を有する。

第１の圧電体層１２１はβ軸の負方向に配向した第１の結晶軸ＣＡ１を有する圧電体によって構成されている。第１の圧電体層１２１の表面に対し、β軸の正方向に沿った外力が加えられた場合、圧電効果により、第１の圧電体層１２１内に電荷が誘起される。その結果、第１の圧電体層１２１の出力電極層１２２側表面近傍には正電荷が集まり、第１の圧電体層１２１のグランド電極層１１側表面近傍には負電荷が集まる。同様に、第１の圧電体層１２１の表面に対し、β軸の負方向に沿った外力が加えられた場合、第１の圧電体層１２１の出力電極層１２２側表面近傍には負電荷が集まり、第１の圧電体層１２１のグランド電極層１１側表面近傍には正電荷が集まる。

第２の圧電体層１２３は、β軸の正方向に配向した第２の結晶軸ＣＡ２を有する圧電体によって構成されている。第２の圧電体層１２３の表面に対し、β軸の正方向に沿った外力が加えられた場合、圧電効果により、第２の圧電体層１２３内に電荷が誘起される。その結果、第２の圧電体層１２３の出力電極層１２２側表面近傍には正電荷が集まり、第２の圧電体層１２３のグランド電極層１１側表面近傍には負電荷が集まる。同様に、第２の圧電体層１２３の表面に対し、β軸の負方向に沿った外力が加えられた場合、第２の圧電体層１２３の出力電極層１２２側表面近傍には負電荷が集まり、第２の圧電体層１２３のグランド電極層１１側表面近傍には正電荷が集まる。

このように、第１の圧電体層１２１の第１の結晶軸ＣＡ１は、第２の圧電体層１２３の第２の結晶軸ＣＡ２の方向と反対方向を向いている。これにより、第１の圧電体層１２１または第２の圧電体層１２３のいずれか一方のみと、出力電極層１２２によって第１のセンサー１２を構成する場合と比較して、出力電極層１２２近傍に集まる正電荷または負電荷を増加させることができる。その結果、出力電極層１２２から出力される電荷Ｑを増加させることができる。

なお、第１の圧電体層１２１および第２の圧電体層１２３の構成材料としては、水晶、トパーズ、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃）、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等が挙げられる。これらの中でも特に、水晶が好ましい。水晶により構成された圧電体層は、広いダイナミックレンジ、高い剛性、高い固有振動数、高い対荷重性等の優れた特性を有するためである。また、第１の圧電体層１２１および第２の圧電体層１２３のように、層の面方向に沿った外力（せん断力）に対して電荷を生ずる圧電体層は、Ｙカット水晶により構成することができる。

出力電極層１２２は、第１の圧電体層１２１内および第２の圧電体層１２３内に生じた正電荷または負電荷を電荷Ｑｙとして出力する機能を有する。前述のように、第１の圧電体層１２１の表面または第２の圧電体層１２３の表面にβ軸の正方向に沿った外力が加えられた場合、出力電極層１２２近傍には、正電荷が集まる。その結果、出力電極層１２２からは、正の電荷Ｑｙが出力される。一方、第１の圧電体層１２１の表面または第２の圧電体層１２３の表面にβ軸の負方向に沿った外力が加えられた場合、出力電極層１２２近傍には、負電荷が集まる。その結果、出力電極層１２２からは、負の電荷Ｑｙが出力される。

また、出力電極層１２２の幅は、第１の圧電体層１２１および第２の圧電体層１２３の幅以上であることが好ましい。出力電極層１２２の幅が、第１の圧電体層１２１または第２の圧電体層１２３よりも狭い場合、第１の圧電体層１２１または第２の圧電体層１２３の一部は出力電極層１２２と接しない。そのため、第１の圧電体層１２１または第２の圧電体層１２３に生じた電荷の一部を出力電極層１２２から出力できない場合がある。その結果、出力電極層１２２から出力される電荷Ｑｙが減少してしまう。なお、後述する出力電極層１３２、１４２についても同様である。

第２のセンサー１３は、γ軸に沿って加えられた（受けた）外力（圧縮／引張力）に応じて電荷Ｑｚを出力する機能を有する。第２のセンサー１３は、γ軸に平行な圧縮力に応じて正電荷を出力し、γ軸に平行な引張力に応じて負電荷を出力するよう構成されている。
第２のセンサー１３は、第３の結晶軸ＣＡ３を有する第３の圧電体層（圧電体）１３１と、第３の圧電体層１３１と対向して設けられ、第４の結晶軸ＣＡ４を有する第４の圧電体層（圧電体）１３３と、第３の圧電体層１３１と第４の圧電体層１３３との間に設けられ、電荷Ｑｚを出力する出力電極層（内部電極）１３２を有する。

第３の圧電体層１３１は、γ軸の正方向に配向した第３の結晶軸ＣＡ３を有する圧電体によって構成されている。第３の圧電体層１３１の表面に対し、γ軸に平行な圧縮力が加えられた場合、圧電効果により、第３の圧電体層１３１内に電荷が誘起される。その結果、第３の圧電体層１３１の出力電極層１３２側表面近傍には正電荷が集まり、第３の圧電体層１３１のグランド電極層１１側表面近傍には負電荷が集まる。同様に、第３の圧電体層１３１の表面に対し、γ軸に平行な引張力が加えられた場合、第３の圧電体層１３１の出力電極層１３２側表面近傍には負電荷が集まり、第３の圧電体層１３１のグランド電極層１１側表面近傍には正電荷が集まる。

第４の圧電体層１３３は、γ軸の負方向に配向した第４の結晶軸ＣＡ４を有する圧電体によって構成されている。第４の圧電体層１３３の表面に対し、γ軸に平行な圧縮力が加えられた場合、圧電効果により、第４の圧電体層１３３内に電荷が誘起される。その結果、第４の圧電体層１３３の出力電極層１３２側表面近傍には正電荷が集まり、第４の圧電体層１３３のグランド電極層１１側表面近傍には負電荷が集まる。同様に、第４の圧電体層１３３の表面に対し、γ軸に平行な引張力が加えられた場合、第４の圧電体層１３３の出力電極層１３２側表面近傍には負電荷が集まり、第４の圧電体層１３３のグランド電極層１１側表面近傍には正電荷が集まる。

第３の圧電体層１３１および第４の圧電体層１３３の構成材料としては、第１の圧電体層１２１および第２の圧電体層１２３と同様の構成材料を用いることができる。また、第３の圧電体層１３１および第４の圧電体層１３３のように、層の面方向に垂直な外力（圧縮／引張力）に対して電荷を生ずる圧電体層は、Ｘカット水晶により構成することができる。

出力電極層１３２は、第３の圧電体層１３１内および第４の圧電体層１３３内に生じた正電荷または負電荷を電荷Ｑｚとして出力する機能を有する。前述のように、第３の圧電体層１３１の表面または第４の圧電体層１３３の表面にγ軸に平行な圧縮力が加えられた場合、出力電極層１３２近傍には、正電荷が集まる。その結果、出力電極層１３２からは、正の電荷Ｑｚが出力される。一方、第３の圧電体層１３１の表面または第４の圧電体層１３３の表面にγ軸に平行な引張力が加えられた場合、出力電極層１３２近傍には、負電荷が集まる。その結果、出力電極層１３２からは、負の電荷Ｑｚが出力される。

第３のセンサー１４は、α軸に沿って加えられた（受けた）外力（せん断力）に応じて電荷Ｑｘを出力する機能を有する。第３のセンサー１４は、α軸の正方向に沿って加えられた外力に応じて正電荷を出力し、α軸の負方向に沿って加えられた外力に応じて負電荷を出力するよう構成されている。
第３のセンサー１４は、第５の結晶軸ＣＡ５を有する第５の圧電体層（圧電体）１４１と、第５の圧電体層１４１と対向して設けられ、第６の結晶軸ＣＡ６を有する第６の圧電体層（圧電体）１４３と、第５の圧電体層１４１と第６の圧電体層１４３との間に設けられ、電荷Ｑｘを出力する出力電極層（内部電極）１４２を有する。

第５の圧電体層１４１は、α軸の負方向に配向した第５の結晶軸ＣＡ５を有する圧電体によって構成されている。第５の圧電体層１４１の表面に対し、α軸の正方向に沿った外力が加えられた場合、圧電効果により、第５の圧電体層１４１内に電荷が誘起される。その結果、第５の圧電体層１４１の出力電極層１４２側表面近傍には正電荷が集まり、第５の圧電体層１４１のグランド電極層１１側表面近傍には負電荷が集まる。同様に、第５の圧電体層１４１の表面に対し、α軸の負方向に沿った外力が加えられた場合、第５の圧電体層１４１の出力電極層１４２側表面近傍には負電荷が集まり、第５の圧電体層１４１のグランド電極層１１側表面近傍には正電荷が集まる。

第６の圧電体層１４３は、α軸の正方向に配向した第６の結晶軸ＣＡ６を有する圧電体によって構成されている。第６の圧電体層１４３の表面に対し、α軸の正方向に沿った外力が加えられた場合、圧電効果により、第６の圧電体層１４３内に電荷が誘起される。その結果、第６の圧電体層１４３の出力電極層１４２側表面近傍には正電荷が集まり、第６の圧電体層１４３のグランド電極層１１側表面近傍には負電荷が集まる。同様に、第６の圧電体層１４３の表面に対し、α軸の負方向に沿った外力が加えられた場合、第６の圧電体層１４３の出力電極層１４２側表面近傍には負電荷が集まり、第６の圧電体層１４３のグランド電極層１１側表面近傍には正電荷が集まる。

第５の圧電体層１４１および第６の圧電体層１４３の構成材料としては、第１の圧電体層１２１および第２の圧電体層１２３と同様の構成材料を用いることができる。また、第５の圧電体層１４１および第６の圧電体層１４３のように、層の面方向に沿った外力（せん断力）に対して電荷を生ずる圧電体層は、第１の圧電体層１２１および第２の圧電体層１２３と同様に、Ｙカット水晶により構成することができる。

出力電極層１４２は、第５の圧電体層１４１内および第６の圧電体層１４３内に生じた正電荷または負電荷を電荷Ｑｘとして出力する機能を有する。前述のように、第５の圧電体層１４１の表面または第６の圧電体層１４３の表面にα軸の正方向に沿った外力が加えられた場合、出力電極層１４２近傍には、正電荷が集まる。その結果、出力電極層１４２からは、正の電荷Ｑｘが出力される。一方、第５の圧電体層１４１の表面または第６の圧電体層１４３の表面にα軸の負方向に沿った外力が加えられた場合、出力電極層１４２近傍には、負電荷が集まる。その結果、出力電極層１４２からは、負の電荷Ｑｘが出力される。

このように、第１のセンサー１２、第２のセンサー１３、および第３のセンサー１４は、各センサーの力検出方向が互いに直交するように積層されている。これにより、各センサーは、それぞれ、互いに直交する力成分に応じて電荷を誘起することができる。そのため、電荷出力素子１０は、３軸（α（Ｘ）軸、β（Ｙ）軸、γ（Ｚ）軸）に沿った外力のそれぞれに応じて３つの電荷Ｑｘ、Ｑｙ、Ｑｚを出力することができる。
また、図５および図６に示すように、出力電極層１２２、１３２、１４２および各グランド電極層１１は、平面視で四角形をなしており、各辺の長さは、圧電体層１２１、１２３、１３１、１３３、１４１、１４３の各辺の長さよりもそれぞれ短い。

図５（ａ）に示すように、出力電極層１２２は、γ軸側からみたとき、α軸正側の辺１２２ｄは、第１の圧電体層１２１のα軸正側の辺１２１ｄよりもα軸負側に位置しており、α軸負側の辺１２２ｂは、第１の圧電体層１２１のα軸負側の辺１２１ｂよりもα軸正側に位置しており、β軸正側の辺１２２ｃは、第１の圧電体層１２１のβ軸正側の辺１２２ｃよりもβ軸負側に位置している。また、出力電極層１２２のβ軸負側の辺１２２ａは、γ軸側からみたとき、第１の圧電体層１２１のβ軸負側の辺１２１ａと重なっている。

図５（ｂ）に示すように、出力電極層１３２は、γ軸側からみたとき、α軸正側の辺１３２ｄが、第３の圧電体層１３１のα軸正側１３１ｄの辺よりもα軸負側に位置しており、β軸正側の辺１３２ｃが、第３の圧電体層１３１のβ軸正側の辺１３１ｃよりもβ軸負側に位置しており、β軸負側の辺１３２ａが、第３の圧電体層１３１のβ軸負側の辺１３１ａよりもβ軸正側に位置している。また、出力電極層１３２のα軸負側の辺１３２ｂは、γ軸側からみたとき、第３の圧電体層１３１のα軸負側の辺１３１ｂと重なっている。

図６（ａ）に示すように、出力電極層１４２は、γ軸側からみたとき、α軸正側の辺１４１ｄが、第５の圧電体層１４１のα軸正側の辺１４１ｄよりもα軸負側に位置しており、α軸負側の辺１４２ｂが、第５の圧電体層１４１のα軸負側の辺１４１ｂよりもα軸正側に位置しており、β軸負側の辺１４１ａが、第５の圧電体層１４１のβ軸負側の辺１４２ｂよりもβ軸正側に位置している。また、出力電極層１４２のβ軸正側の辺１４２ｃは、γ軸側からみたとき、第５の圧電体層１４１のβ軸正側の辺１４１ｃと重なっている。

図６（ｂ）に示すように、各グランド電極層１１は、γ軸側からみたとき、α軸負側の辺１１ｂが、第１の圧電体層１２１のα軸負側の辺１２１ｂよりもα軸正側に位置しており、β軸正側の辺１１ｃが、第１の圧電体層１２１のβ軸正側の辺１２１ｃよりもβ軸負側に位置しており、β軸負側の辺１１ａが、第１の圧電体層１２１のβ軸負側の辺１２１ａよりもβ軸正側に位置している。また、γ軸側からみたとき、各グランド電極層１１のα軸正側の辺１１ｄは、第１の圧電体層１２１のα軸正側の辺１２１ｄと重なっている。
なお、本実施形態では、出力電極層１２２、１３２、１４２および各グランド電極層１１の厚さは、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であるのが好ましい。これにより、電荷出力素子１０の薄型化を図ることができる。

このような構成によれば、図７および図８に示すように、電荷出力素子１０のβ軸負側の側面に設けられた導電性ペースト６４ａは、出力電極層１２２のみと電気的に接続され、電荷出力素子１０のα軸負側の側面に設けられた導電性ペースト６４ｂは、出力電極層１３２のみと電気的に接続され、電荷出力素子１０のβ軸正側の側面に設けられた導電性ペースト６４ｃは、出力電極層１４２のみと電気的に接続され、電荷出力素子１０のα軸正側の側面に設けられた導電性ペースト６４ｇは、各グランド電極層１１のみと電気的に接続されることとなる。これにより、出力電極層１２２、１３２、１４２および各グランド電極層１１では、各導電性ペースト（導電性部材）６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｇを介して短絡するが防止されている。

＜センサーデバイス＞
センサーデバイス６は、前記電荷出力素子１０と、電荷出力素子１０を収納するパッケージ６０とを有している。
パッケージ６０は、凹部６１１を有する基部（第１の部材）６１と、その基部６１に接合された蓋体（第２の部材）６２とを有している。凹部６１１の底面６１２には、電荷出力素子１０が配置されている。この配置状態で、凹部６１１は、蓋体６２により封止されている。これにより、電荷出力素子１０を保護することができ、信頼性の高い力検出装置１を提供することができる。なお、電荷出力素子１０の上面は、蓋体６２に接触している。また、パッケージ６０の蓋体６２は、上側、すなわち、第２の基板３側に配置され、基部６１は、下側、すなわち、第１の基板２側に配置され、その基部６１がアナログ回路基板４に固定されている。この構成により、基部６１と蓋体６２とが、凸部２１と第２の基板３とで挟持されて与圧され、その基部６１と蓋体６２とにより、電荷出力素子１０が挟持されて与圧される。

また、凹部６１１は、その深さ（Ａ軸方向の長さ）が段階的に変化した部分である段差部６１３を有している。段差部６１３のＡ軸と平行な面が第１の面６１４となっており、Ｂ軸と平行な面が第２の面６１５となっている。
第２の面６１５には、膜状をなし、電荷出力素子１０と電気的に接続された４つの端子（出力端子）６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｇが設けられている。端子６３ａは、電極層１２２と電気的に接続されており、端子６３ｂは、出力電極層１３２と電気的に接続されており、端子６３ｃは、出力電極層１４２と電気的に接続されており、端子６３ｇは、各グランド電極層１１と電気的に接続されている。各端子６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｇは、略同様の構成であるため、以下、端子６３ａについて代表的に説明する。

端子６３ａは、凹部６１１内に露出した部分６３１と、基部６１埋設され、一部がパッケージ６０の外側に露出した部分６３２とを有している。
部分６３１は、後述の導電性ペースト６４ａを介して、出力電極層１２２に電気的に接続されている。一方、部分６３２は、図示しない配線を介して、アナログ回路基板４と電気的に接続されている。これにより、電荷出力素子１０とアナログ回路基板４とが電気的に接続される。

各端子６３の構成材料としては、それぞれ、導電性を有していれば、特に限定されないが、例えば、クロム、タングステンなどのメタライズ層（下地層）に、ニッケル、金、銀、銅などの各被膜を積層した金属被膜で構成することができる。
また、蓋体６２は、本実施形態では、板状をなし、その中央部６２５と外周部６２６との間の部位が屈曲することで、中央部６２５が第２の基板３に向って突出している。中央部６２５の形状は、特に限定されないが、本実施形態では、第１の基板２の平面視で、電荷出力素子１０と同じ形状、すなわち、四角形をなしている。なお、蓋体６２の中央部６２５の上面および下面は、いずれも平面である。

また、基部６１の構成材料としては、特に限定されず、例えば、セラミックス等の絶縁性材料等を用いることができる。また、蓋体６２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼等の各種の金属材料等を用いることができる。なお、基部６１の構成材料と蓋体６２の構成材料は、同一でもよく、また、異なっていてもよい。
また、パッケージ６０の形状は、特に限定されないが、本実施形態では、第１の基板２の平面視で、四角形をなしている。なお、パッケージ６０の平面視での前記の他の形状としては、例えば、五角形等の他の多角形、円形、楕円形等が挙げられる。また、パッケージ６０の形状が多角形の場合、例えば、その角部が、丸みを帯びていてもよく、また、斜めに切り欠かれていてもよい。

＜変換出力回路＞
電荷出力素子１０には、変換出力回路９０ａ、９０ｂ、９０ｃが接続されている。変換出力回路９０ａは、電荷出力素子１０から出力された電荷Ｑｘを電圧Ｖｘに変換する機能を有する。変換出力回路９０ｂは、電荷出力素子１０から出力された電荷Ｑｚを電圧Ｖｚに変換する機能を有する。変換出力回路９０ｃは、電荷出力素子１０から出力された電荷Ｑｙを電圧Ｖｙに変換する機能を有する。変換出力回路９０ａ、９０ｂ、９０ｃは、同様であるので、以下では、代表的に、変換出力回路９０ｃについて説明する。

変換出力回路９０ｃは、電荷出力素子１０から出力された電荷Ｑｙを電圧Ｖｙに変換して電圧Ｖｙを出力する機能を有する。変換出力回路９０ｃは、オペアンプ９１と、コンデンサー９２と、スイッチング素子９３とを有する。オペアンプ９１の第１の入力端子（マイナス入力）は、電荷出力素子１０の出力電極層１２２に接続され、オペアンプ９１の第２の入力端子（プラス入力）は、グランド（基準電位点）に接地されている。また、オペアンプ９１の出力端子は、外力検出回路４０に接続されている。コンデンサー９２は、オペアンプ９１の第１の入力端子と出力端子との間に接続されている。スイッチング素子９３は、オペアンプ９１の第１の入力端子と出力端子との間に接続され、コンデンサー９２と並列接続されている。また、スイッチング素子９３は、駆動回路（図示せず）に接続されており、駆動回路からのオン／オフ信号に従い、スイッチング素子９３はスイッチング動作を実行する。

スイッチング素子９３がオフの場合、電荷出力素子１０から出力された電荷Ｑｙは、静電容量Ｃ１を有するコンデンサー９２に蓄えられ、電圧Ｖｙとして外力検出回路４０に出力される。次に、スイッチング素子９３がオンになった場合、コンデンサー９２の両端子間が短絡される。その結果、コンデンサー９２に蓄えられた電荷Ｑｙは、放電されて０クーロンとなり、外力検出回路４０に出力される電圧Ｖは、０ボルトとなる。スイッチング素子９３がオンとなることを、変換出力回路９０ｃをリセットするという。なお、理想的な変換出力回路９０ｃから出力される電圧Ｖｙは、電荷出力素子１０から出力される電荷Ｑｙの蓄積量に比例する。

スイッチング素子９３は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体スイッチング素子である。半導体スイッチング素子は、機械式スイッチと比べて小型および軽量であるので、力検出装置１の小型化および軽量化に有利である。以下、代表例として、スイッチング素子９３としてＭＯＳＦＥＴを用いた場合を説明する。

スイッチング素子９３は、ドレイン電極、ソース電極、およびゲート電極を有している。スイッチング素子９３のドレイン電極またはソース電極の一方がオペアンプ９１の第１の入力端子に接続され、ドレイン電極またはソース電極の他方がオペアンプ９１の出力端子に接続されている。また、スイッチング素子９３のゲート電極は、駆動回路（図示せず）に接続されている。

各変換出力回路９０ａ、９０ｂ、９０ｃのスイッチング素子９３には、同一の駆動回路が接続されていてもよいし、それぞれ異なる駆動回路が接続されていてもよい。各スイッチング素子９３には、駆動回路から、全て同期したオン／オフ信号が入力される。これにより、各変換出力回路９０ａ、９０ｂ、９０ｃのスイッチング素子９３の動作が同期する。すなわち、各変換出力回路９０ａ、９０ｂ、９０ｃのスイッチング素子９３のオン／オフタイミングは一致する。

＜外力検出回路＞
外力検出回路４０は、変換出力回路９０ａから出力される電圧Ｖｘと、変換出力回路９０ｂから出力される電圧Ｖｚと、変換出力回路９０ｃから出力される電圧Ｖｙとに基づき、加えられた外力を検出する機能を有する。外力検出回路４０は、変換出力回路９０ａ、９０ｂ、９０ｃに接続されたＡＤコンバーター４０１と、ＡＤコンバーター４０１に接続された演算部４０２とを有する。
ＡＤコンバーター４０１は、電圧Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚをアナログ信号からデジタル信号へ変換する機能を有する。ＡＤコンバーター４０１によってデジタル変換された電圧Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚは、演算部４０２に入力される。

すなわち、第１の基板２および第２の基板３の相対位置が互いにα（Ｘ）軸方向にずれる外力が加えられた場合、ＡＤコンバーター４０１は、電圧Ｖｘを出力する。同様に、第１の基板２および第２の基板３の相対位置が互いにβ（Ｙ）軸方向にずれる外力が加えられた場合、ＡＤコンバーター４０１は、電圧Ｖｙを出力する。また、第１の基板２および第２の基板３の相対位置が互いにγ（Ｚ）軸方向にずれる外力が加えられた場合、ＡＤコンバーター４０１は、電圧Ｖｚを出力する。

演算部４０２は、デジタル変換された電圧Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚに対して、例えば、各変換出力回路９０ａ、９０ｂ、９０ｃ間の感度の差をなくす補正等の各処理を行う。そして、演算部４０２は、電荷出力素子１０から出力される電荷Ｑｘ、Ｑｙ、Ｑｚの蓄積量に比例する３つの信号を出力する。この３つの信号は、電荷出力素子１０に加えられた３軸力（せん断力および圧縮／引張力）に対応するので、力検出装置１は、電荷出力素子１０に加えられた３軸力を検出することができる。

図１および図２に示すように、この力検出装置１では、第１の基板２に、凸部（第１の凸部）２１が設けられている。この第１の基板２と第２の基板３とは、凸部２１が内側になり、第１の基板２の面と第２の基板３の面とが間隔を隔て対向している。なお、凸部２１の上面（第２の基板３と対向する面）２１１は、平面である。この凸部２１は、第１の基板２と一体的に形成されていてもよく、また、別部材で形成されていてもよい。なお、凸部２１の構成材料は、特に限定されず、例えば、第１の基板２と同様のものとすることができる。

また、凸部２１の位置は、特に限定されないが、本実施形態では、凸部２１は、第１の基板２の中央部に配置されている。
また、凸部２１の形状は、特に限定されないが、本実施形態では、第１の基板２の平面視で、電荷出力素子１０と同じ形状、すなわち、四角形をなしている。なお、凸部２１の平面視での前記の他の形状としては、例えば、四角形、五角形等の多角形、楕円形等が挙げられる。

また、アナログ回路基板４の電荷出力素子１０が配置されている部位、すなわち、中央部には、凸部２１が挿入される孔４１が形成されている。この孔４１は、アナログ回路基板４を貫通する貫通孔である。孔４１の形状は、特に限定されないが、本実施形態では、第１の基板２の平面視で、凸部２１と同じ形状、すなわち、四角形をなしている。なお、アナログ回路基板４は、凸部２１に支持されている。

同様に、デジタル回路基板５の電荷出力素子１０が配置されている部位、すなわち、中央部には、凸部２１が挿入される孔５１が形成されている。孔５１の形状は、特に限定されないが、本実施形態では、第１の基板２の平面視で、凸部２１と同じ形状、すなわち、四角形をなしている。なお、デジタル回路基板５は、凸部２１に支持されている。
なお、アナログ回路基板４には、２つの与圧ボルト７１が挿通する２つの孔４２が形成され、同様に、デジタル回路基板５には、２つの与圧ボルト７１が挿通する２つの孔５２が形成されている。

凸部２１は、アナログ回路基板４の孔４１およびデジタル回路基板５の５１に挿入され、電荷出力素子１０に向って突出している。そして、センサーデバイス６は、凸部２１と第２の基板３とで挟持され、これにより、電荷出力素子１０は、パッケージ６０を介して凸部２１と第２の基板３とで挟持されている。なお、第２の基板３の下面（第１の基板２と対向する面）３６は、平面であり、その下面３６がセンサーデバイス６の蓋体６２の中央部に当接し、凸部２１の上面２１１が基部６１に当接している。

また、凸部２１の寸法は、特に限定されないが、第１の基板２の平面視で、凸部２１の面積は、電荷出力素子１０の面積以上であることが好ましく、電荷出力素子１０の面積よりも大きいことがより好ましい。なお、図示の構成では、凸部２１の面積は、電荷出力素子１０の面積よりも大きい。そして、電荷出力素子１０は、第１の基板２の平面視で（第１の基板２に対して垂直な方向から見て）、凸部２１内に配置され、また、電荷出力素子１０の中心線と凸部２１の中心線とが一致している。この場合、電荷出力素子１０は、第１の基板２の平面視で、凸部２１からはみ出していなければよい。これにより、電荷出力素子１０全体に与圧を加えることができ、また、力検出の際、電荷出力素子１０全体に外力が加わり、より精度の高い力検出を行うことができる。

また、第１の基板２と、第２の基板３とは、２つの与圧ボルト７１により、固定されている。なお、与圧ボルト７１による「固定」は、２つの固定対象物の互いの所定量の移動を許容しつつ行われる。具体的には、第１の基板２と、第２の基板３とは、２つの与圧ボルト７１により、互いの所定量の第２の基板３の面方向の移動が許容されつつ固定される。なお、これは、他の実施形態においても同様である。

各与圧ボルト７１は、それぞれ、その頭部７１５が第２の基板３側となるように配置され、第２の基板３に形成された孔３５から挿入され、アナログ回路基板４の孔４２、デジタル回路基板５の孔５２を挿通し、その雄ネジ７１６が第１の基板２に形成された雌ネジ２５に螺合している。そして、各与圧ボルト７１により、電荷出力素子１０に、所定の大きさのＺ軸方向（図４参照）の圧力、すなわち、与圧が加えられる。なお、前記与圧の大きさは、特に限定されず、適宜設定される。

また、各与圧ボルト７１の位置は、特に限定されないが、本実施形態では、各与圧ボルト７１は、第１の基板２、第２の基板３、アナログ回路基板４、デジタル回路基板５の周方向に沿って、等角度間隔（１８０°間隔）、すなわち、第２の基板３の平面視で、電荷出力素子１０を介して対向するように配置されている。これにより、第１の基板２と第２の基板３とをバランス良く固定することができ、また、各電荷出力素子１０にバランス良く与圧を加えることができる。なお、与圧ボルト７１の数は、２つに限定されず、例えば、３つ以上であってもよい。

なお、各与圧ボルト７１の構成材料としては、特に限定されず、例えば、各種の樹脂材料、各種の金属材料等を用いることができる。
さて、図８に示すように、センサーデバイス６の電荷出力素子１０の側面には、４つの導電性ペースト６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｇが設けられている。
導電性ペースト６４ａは、導電性を有し、電荷出力素子１０のβ軸負側の側面と、端子６３ａとに接触している。これにより、出力電極層１２２と端子６３ａとは、電気的に接続される。

導電性ペースト６４ｂは、導電性を有し、電荷出力素子１０のα軸負側の側面と、端子６３ｂとに接触している。これにより、出力電極層１３２と端子６３ｂとは、電気的に接続される。
導電性ペースト６４ｃは、導電性を有し、電荷出力素子１０のβ軸正側の側面と、端子６３ｃとに接触している。これにより、出力電極層１４２と端子６３ｃとは、電気的に接続される。
導電性ペースト６４ｇは、導電性を有し、電荷出力素子１０のα軸正側の側面と、端子６３ｇとに接触している。これにより、出力電極層１２２と端子６３ｇとは、電気的に接続される。

以下、各導電性ペースト６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｇについて詳細に説明するが、各導電性ペースト６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｇは、略同様の構成であるため、導電性ペースト６４ａについて代表的に説明する。
図７および図８に示すように、導電性ペースト６４ａは、電荷出力素子１０の側面に設けられた第１の導電性ペースト６５と、第１の導電性ペースト６５と端子６３ａとを接続する第２の導電性ペースト６６とで構成されている。第１の導電性ペースト６５および第２の導電性ペースト６６は、パッケージ６０の凹部６１１の底面６１２と非接触で設けられている。すなわち、第１の導電性ペースト６５および第２の導電性ペースト６６は、電荷出力素子１０とパッケージ６０との間に架設されている。このような構成によれば、第１の導電性ペースト６５および第２の導電性ペースト６６が、パッケージ６０と必要な部分だけ接触することとなる。よって、凹部６１１の底面６１２にも電極を配置することができるとともに、各導電性ペースト６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｇがα軸方向、β軸方向およびγ軸方向に変形することができる。

ここで、例えば、電荷出力素子１０の変形（変動）に伴い、導電性ペースト６４ａに圧縮応力、引張応力、ねじり応力およびせん断応力等（以下、これらを単に「応力」という）が生じることがある。この応力により導電性ペースト６４ａは、破断（断線）するおそれがある。しかしながら、本発明では、第２の導電性ペースト６６の弾性率（ヤング率（縦弾性係数）、剛性率（横弾性係数）、体積弾性率）は、第１の導電性ペースト６５の弾性率よりも低い。これにより、前記応力が導電性ペースト６４ａに生じた場合であっても、弾性率の低い第２の導電性ペースト６６が適度に弾性変形して前記応力を吸収することができる。すなわち、第２の導電性ペースト６６が前記応力を吸収する干渉部として機能することができる。このため、前記応力によって導電性ペースト６４が破断（断線）するのを抑制または防止することができる。
第１の導電性ペースト６５のヤング率は、３．４ＧＰａ以上５．０ＧＰａであるのが好ましく、４．０ＧＰａ以上４．４以下であるのがより好ましい。これにより、前記効果をより奏することができるとともに、第１の導電性ペースト６５と電荷出力素子１０とが接着されている状態を効果的に維持することができる。

一方、第２の導電性ペースト６６のヤング率は、０．１ＧＰａ以上０．２ＧＰａ以下であるのが好ましく、０．１４ＧＰａ以上０．１６ＧＰａ以下であるのがより好ましい。これにより、第２の導電性ペースト６６は、前記効果をより奏することができるとともに、パッケージ６０付近にクラックが生じるのを防止することができる。
このように、各導電性ペースト６４ａが、第１の導電性ペースト６５と、第１の導電性ペースト６５よりも弾性率が低い第２の導電性ペースト６６とで構成されていることで、導電性ペースト６４と電荷出力素子１０との高い接着性と、前記応力による破断の防止とを両立することができる。

また、前述したように第２の導電性ペースト６６は、段差部６１３に接続されている。これにより、第２の導電性ペースト６６は、第１の面６１４および第２の面６１５に跨って設けることができる。このため、第２の導電性ペースト６６は、方向の異なる２つの面に接触することで、パッケージ６０との接触面積をできるだけ大きくすることができる。その結果、第２の導電性ペースト６６は第１の導電性ペースト６５よりも弾性率が低いが、第２の導電性ペースト６６とパッケージ６０との接着強度を十分に確保することができる。

このような第１の導電性ペースト６５および第２の導電性ペースト６６は、例えば、樹脂材料の接着剤に金属粒子等の導電性フィラーを分散させた材料（ペースト状材料）等により構成することができる。第１の導電性ペースト６５を構成する材料の導電性フィラーの含有率は、第２の導電性ペースト６６を構成する材料の導電性フィラーの含有率よりも大きい。前述したように、比較的薄い膜状をなす各出力電極層１２２、１３２、１４２および各グランド電極層１１と、第１の導電性ペースト６５とを確実に電気的に接続することができる。さらに、第２の導電性ペースト６６は、第１の導電性ペーストよりも導電性フィラーの含有率は低いが、第２の導電性ペースト６６と端子６３ａの部分６３１との接触面積は、比較的大きいため、第２の導電性ペースト６６と端子６３ａとは、確実に電気的に接続される。さらに、パッケージ６０が樹脂材料で構成されていた場合、第２の導電性パースと６６のフィラーの含有率を比較的小さくすることで、第２の導電性ペースト６６とパッケージ６０との親和性を高めることができる。これにより、第２の導電性ペースト６６とパッケージ６０との接着強度を高めることができる。

第１の導電性ペースト６５および第２の導電性ペースト６６は、同じ材料で構成されていてもよく、異なる材料で構成されていてもよい。前記樹脂材料としては、例えば、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ナイロン（ポリアミド）、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂等を用いることができる。また、前記導電性フィラーの構成材料としては、例えば、銀等の金属材料等を用いることができる。

なお、導電性フィラーは、例えば、球状をなしていてもよく、フレーク状をなしていてもよい。
このように、センサーデバイス６では、導電性ペースト６４が第１の導電性ペースト６５と、第１の導電性ペースト６５よりも弾性率が低い第２の導電性ペースト６６とで構成されている。このため、導電性ペースト６４に応力が発生した場合であっても、第２の導電性ペースト６６がその応力を吸収することができる。よって、導電性ペースト６４が破断するのを抑制または防止することができる。その結果、信頼性の高いセンサーデバイス６および力検出装置１を得ることができる。

＜第２実施形態＞
図９は、本発明の力検出装置の第２実施形態を示す平面図である。図１０は、図９中のＡ−Ａ線での断面図である。図１１は、図９に示す力検出装置を概略的に示す回路図である。
以下、第２実施形態について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

図９および図１０に示す第２実施形態の力検出装置１は、外力（モーメントを含む）を検出する機能、すなわち、６軸力（ｘ、ｙ、ｚ軸方向の並進力成分（せん断力）およびｘ、ｙ、ｚ軸周りの回転力成分（モーメント））を検出する機能を有する。
図９および図１０に示すように、力検出装置１は、センサーデバイス６を４つ、与圧ボルト７１を４つ有している。各センサーデバイス６の位置は、特に限定されないが、本実施形態では、各センサーデバイス６、すなわち、各電荷出力素子１０は、第１の基板２、第２の基板３、アナログ回路基板４の周方向に沿って、等角度間隔（９０°間隔）に配置されている。これにより、偏りなく外力を検出することができる。そして、６軸力を検出することができる。また、本実施形態では、各電荷出力素子１０は、全て同じ方向を向いているが、これに限定されるものではない。

また、第１の基板２には、各センサーデバイス６に対応するように、４つの凸部２１が設けられている。なお、この凸部２１については、第１実施形態で説明済みであるので、その説明は省略する。
なお、センサーデバイス６の数は、前記４つに限定されるものではなく、例えば、２つ、３つ、または５つ以上でもよい。但し、センサーデバイス６の数は、複数であることが好ましく、３つ以上であることがより好ましい。なお、力検出装置１は、少なくとも３つのセンサーデバイス６を有していれば、６軸力を検出可能である。センサーデバイス６が３つの場合、センサーデバイス６の数が少ないので、力検出装置１を軽量化することができる。また、センサーデバイス６が図示のように４つの場合、後述する非常に単純な演算によって６軸力を求めることができるので、演算部４０２を簡略化することができる。

＜変換出力回路＞
図１１に示すように、各電荷出力素子１０には、それぞれ、変換出力回路９０ａ、９０ｂ、９０ｃが接続されている。各変換出力回路９０ａ、９０ｂ、９０ｃは、前述した第１、第２実施形態の変換出力回路９０と同様であるので、その説明は省略する。

＜外力検出回路＞
外力検出回路４０は、各変換出力回路９０ａから出力される電圧Ｖｘ１、Ｖｘ２、Ｖｘ３、Ｖｘ４と、各変換出力回路９０ｂから出力される電圧Ｖｚ１、Ｖｚ２、Ｖｚ３、Ｖｚ４と、各変換出力回路９０ｃから出力される電圧Ｖｙ１、Ｖｙ２、Ｖｙ３、Ｖｙ４とに基づき、加えられた外力を検出する機能を有する。外力検出回路４０は、変換出力回路９０ａ、９０ｂ、９０ｃに接続されたＡＤコンバーター４０１と、ＡＤコンバーター４０１に接続された演算部４０２とを有する。

ＡＤコンバーター４０１は、電圧Ｖｘ１、Ｖｙ１、Ｖｚ１、Ｖｘ２、Ｖｙ２、Ｖｚ２、Ｖｘ３、Ｖｙ３、Ｖｚ３、Ｖｘ４、Ｖｙ４、Ｖｚ４をアナログ信号からデジタル信号へ変換する機能を有する。ＡＤコンバーター４０１によってデジタル変換された電圧Ｖｘ１、Ｖｙ１、Ｖｚ１、Ｖｘ２、Ｖｙ２、Ｖｚ２、Ｖｘ３、Ｖｙ３、Ｖｚ３、Ｖｘ４、Ｖｙ４、Ｖｚ４は、演算部４０２に入力される。

すなわち、第１の基板２および第２の基板３の相対位置が互いにα（Ｘ）軸方向にずれる外力が加えられた場合、ＡＤコンバーター４０１は、電圧Ｖｘ１、Ｖｘ２、Ｖｘ３、Ｖｘ４を出力する。同様に、第１の基板２および第２の基板３の相対位置が互いにβ（Ｙ）軸方向にずれる外力が加えられた場合、ＡＤコンバーター４０１は、電圧Ｖｙ１、Ｖｙ２、Ｖｙ３、Ｖｙ４を出力する。また、第１の基板２および第２の基板３の相対位置が互いにγ（Ｚ）軸方向にずれる外力が加えられた場合、ＡＤコンバーター４０１は、電圧Ｖｚ１、Ｖｚ２、Ｖｚ３、Ｖｚ４を出力する。
また、第１の基板２および第２の基板３は、互いにｘ軸周りに回転する相対変位、ｙ軸周りに回転する相対変位、およびｚ軸周りに回転する相対変位が可能であり、各回転に伴う外力を電荷出力素子１０に伝達することが可能である。

演算部４０２は、デジタル変換された電圧Ｖｘ１、Ｖｙ１、Ｖｚ１、Ｖｘ２、Ｖｙ２、Ｖｚ２、Ｖｘ３、Ｖｙ３、Ｖｚ３、Ｖｘ４、Ｖｙ４、Ｖｚ４に基づき、ｘ軸方向の並進力成分Ｆｘ、ｙ軸方向の並進力成分Ｆｙ、ｚ軸方向の並進力成分Ｆｚ、ｘ軸周りの回転力成分Ｍｘ、ｙ軸周りの回転力成分Ｍｙ、ｚ軸周りの回転力成分Ｍｚを演算する機能を有する。各力成分は、以下の式により求めることができる。

Ｆｘ＝Ｖｘ１＋Ｖｘ２＋Ｖｘ３＋Ｖｘ４
Ｆｙ＝Ｖｙ１＋Ｖｙ２＋Ｖｙ３＋Ｖｙ４
Ｆｚ＝Ｖｚ１＋Ｖｚ２＋Ｖｚ３＋Ｖｚ４
Ｍｘ＝ｂ×（Ｖｚ４−Ｖｚ２）
Ｍｙ＝ａ×（Ｖｚ３−Ｖｚ１）
Ｍｚ＝ｂ×（Ｖｘ２−Ｖｘ４）＋ａ×（Ｖｙ１−Ｖｙ３）
ここで、ａ、ｂは定数である。

このように、力検出装置１は、６軸力を検出することができる。
なお、演算部４０２は、例えば、各変換出力回路９０ａ、９０ｂ、９０ｃ間の感度の差をなくす補正等を行うようになっていてもよい。
また、図９および図１０に示すように、第１の基板２と、第２の基板３とは、４つの与圧ボルト７１により、固定されている。なお、与圧ボルト７１の数は、４つに限定されず、例えば、２つ、３つ、または、５つ以上であってもよい。

また、各与圧ボルト７１の位置は、特に限定されないが、本実施形態では、各与圧ボルト７１は、第１の基板２、第２の基板３、アナログ回路基板４、デジタル回路基板５の周方向に沿って、等角度間隔（９０°間隔）に配置されている。これにより、第１の基板２と第２の基板３とをバランス良く固定することができ、また、各電荷出力素子１０にバランス良く与圧を加えることができる。
この力検出装置１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜単腕ロボットの実施形態＞
次に、図１２に基づき、本発明のロボットの実施形態である単腕ロボットを説明する。以下、本実施形態について、前述した第１、第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図１２は、本発明の力検出装置を用いた単腕ロボットの１例を示す図である。図１２の単腕ロボット５００は、基台５１０と、アーム５２０と、アーム５２０の先端側に設けられたエンドエフェクタ５３０と、アーム５２０とエンドエフェクタ５３０との間に設けられた力検出装置１とを有する。なお、力検出装置１としては、前述した各実施形態と同様のものを用いる。

基台５１０は、アーム５２０を回動させるための動力を発生させるアクチュエーター（図示せず）およびアクチュエーターを制御する制御部（図示せず）等を収納する機能を有する。また、基台５１０は、例えば、床、壁、天井、移動可能な台車上などに固定される。
アーム５２０は、第１のアーム要素５２１、第２のアーム要素５２２、第３のアーム要素５２３、第４のアーム要素５２４および第５のアーム要素５２５を有しており、隣り合うアーム同士を回動自在に連結することにより構成されている。アーム５２０は、制御部の制御によって、各アーム要素の連結部を中心に複合的に回転または屈曲することにより駆動する。

エンドエフェクタ５３０は、対象物を把持する機能を有する。エンドエフェクタ５３０は、第１の指５３１および第２の指５３２を有している。アーム５２０の駆動によりエンドエフェクタ５３０が所定の動作位置まで到達した後、第１の指５３１および第２の指５３２の離間距離を調整することにより、対象物を把持することができる。
なお、エンドエフェクタ５３０は、ここでは、ハンドであるが、本発明では、これに限定されるものではない。エンドエフェクタの他の例としては、例えば、部品検査用器具、部品搬送用器具、部品加工用器具、部品組立用器具、測定器等が挙げられる。これは、他の実施形態におけるエンドエフェクタについても同様である。

力検出装置１は、エンドエフェクタ５３０に加えられる外力を検出する機能を有する。力検出装置１が検出する力を基台５１０の制御部にフィードバックすることにより、単腕ロボット５００は、より精密な作業を実行することができる。また、力検出装置１が検出する力によって、単腕ロボット５００は、エンドエフェクタ５３０の障害物への接触等を検知することができる。そのため、従来の位置制御では困難だった障害物回避動作、対象物損傷回避動作等を容易に行うことができ、単腕ロボット５００は、より安全に作業を実行することができる。
なお、図示の構成では、アーム５２０は、合計５本のアーム要素によって構成されているが、本発明はこれに限られない。アーム５２０が、１本のアーム要素に構成されている場合、２〜４本のアーム要素によって構成されている場合、６本以上のアーム要素によって構成されている場合も本発明の範囲内である。

＜複腕ロボットの実施形態＞
次に、図１３に基づき、本発明のロボットの実施形態である複腕ロボットを説明する。以下、本実施形態について、前述した第１、第２、第３および第４実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図１３は、本発明の力検出装置を用いた複腕ロボットの１例を示す図である。図１３の複腕ロボット６００は、基台６１０と、第１のアーム６２０と、第２のアーム６３０と、第１のアーム６２０の先端側に設けられた第１のエンドエフェクタ６４０ａと、第２のアーム６３０の先端側に設けられた第２のエンドエフェクタ６４０ｂと、第１のアーム６２０と第１のエンドエフェクタ６４０ａ間および第２のアーム６３０と第２のエンドエフェクタ６４０ｂとの間に設けられた力検出装置１を有する。なお、力検出装置１としては、前述した各実施形態と同様のものを用いる。

基台６１０は、第１のアーム６２０および第２のアーム６３０を回動させるための動力を発生させるアクチュエーター（図示せず）およびアクチュエーターを制御する制御部（図示せず）等を収納する機能を有する。また、基台６１０は、例えば、床、壁、天井、移動可能な台車上などに固定される。
第１のアーム６２０は、第１のアーム要素６２１および第２のアーム要素６２２を回動自在に連結することにより構成されている。第２のアーム６３０は、第１のアーム要素６３１ａおよび第２のアーム要素６３２ａを回動自在に連結することにより構成されている。第１のアーム６２０および第２のアーム６３０は、制御部の制御によって、各アーム要素の連結部を中心に複合的に回転または屈曲することにより駆動する。

第１、第２のエンドエフェクタ６４０ａ、６４０ｂは、対象物を把持する機能を有する。第１のエンドエフェクタ６４０ａは、第１の指６４１ａおよび第２の指６４２ａを有している。第２のエンドエフェクタ６４０ｂは、第１の指６４１ｂおよび第２の指６４２ｂを有している。第１のアーム６２０の駆動により第１のエンドエフェクタ６４０ａが所定の動作位置まで到達した後、第１の指６４１ａおよび第２の指６４２ａの離間距離を調整することにより、対象物を把持することができる。同様に、第２のアーム６３０の駆動により第２のエンドエフェクタ６４０ｂが所定の動作位置まで到達した後、第１の指６４１ｂおよび第２の指６４２ｂの離間距離を調整することにより、対象物を把持することができる。

力検出装置１は第１、第２のエンドエフェクタ６４０ａ、６４０ｂに加えられる外力を検出する機能を有する。力検出装置１が検出する力を基台６１０の制御部にフィードバックすることにより、複腕ロボット６００は、より精密に作業を実行することができる。また、力検出装置１が検出する力によって、複腕ロボット６００は、第１、第２のエンドエフェクタ６４０ａ、６４０ｂの障害物への接触等を検知することができる。そのため、従来の位置制御では困難だった障害物回避動作、対象物損傷回避動作等を容易に行うことができ、複腕ロボット６００は、より安全に作業を実行することができる。
なお、図示の構成では、アームは合計２本であるが、本発明はこれに限られない。複腕ロボット６００が３本以上のアームを有している場合も、本発明の範囲内である。

＜電子部品検査装置および電子部品搬送装置の実施形態＞
次に、図１４、図１５に基づき、本発明の実施形態である電子部品検査装置および電子部品搬送装置を説明する。以下、本実施形態について、前述した第１、第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図１４は、本発明の力検出装置を用いた電子部品検査装置および部品搬送装置の１例を示す図である。図１５は、本発明の力検出装置を用いた電子部品搬送装置の１例を示す図である。

図１４の電子部品検査装置７００は、基台７１０と、基台７１０の側面に立設された支持台７２０とを有する。基台７１０の上面には、検査対象の電子部品７１１が載置されて搬送される上流側ステージ７１２ｕと、検査済みの電子部品７１１が載置されて搬送される下流側ステージ７１２ｄとが設けられている。また、上流側ステージ７１２ｕと下流側ステージ７１２ｄとの間には、電子部品７１１の姿勢を確認するための撮像装置７１３と、電気的特性を検査するために電子部品７１１がセットされる検査台７１４とが設けられている。なお、電子部品７１１の例として、半導体、半導体ウェハー、ＣＬＤやＯＬＥＤ等の表示デバイス、水晶デバイス、各種センサー、インクジェットヘッド、各種ＭＥＭＳデバイス等などが挙げられる。

また、支持台７２０には、基台７１０の上流側ステージ７１２ｕおよび下流側ステージ７１２ｄと平行な方向（Ｙ方向）に移動可能にＹステージ７３１が設けられており、Ｙステージ７３１からは、基台７１０に向かう方向（Ｘ方向）に腕部７３２が延設されている。また、腕部７３２の側面には、Ｘ方向に移動可能にＸステージ７３３が設けられている。また、Ｘステージ７３３には、撮像カメラ７３４と、上下方向（Ｚ方向）に移動可能なＺステージを内蔵した電子部品搬送装置７４０が設けられている。また、電子部品搬送装置７４０の先端側には、電子部品７１１を把持する把持部７４１が設けられている。また、電子部品搬送装置７４０の先端と、把持部７４１との間には、力検出装置１が設けられている。更に、基台７１０の前面側には、電子部品検査装置７００の全体の動作を制御する制御装置７５０が設けられている。なお、力検出装置１としては、前述した各実施形態と同様のものを用いる。

電子部品検査装置７００は、以下のようにして電子部品７１１の検査を行う。最初に、検査対象の電子部品７１１は、上流側ステージ７１２ｕに載せられて、検査台７１４の近くまで移動する。次に、Ｙステージ７３１およびＸステージ７３３を動かして、上流側ステージ７１２ｕに載置された電子部品７１１の真上の位置まで電子部品搬送装置７４０を移動させる。このとき、撮像カメラ７３４を用いて電子部品７１１の位置を確認することができる。そして、電子部品搬送装置７４０内に内蔵されたＺステージを用いて電子部品搬送装置７４０を降下させ、把持部７４１で電子部品７１１を把持すると、そのまま電子部品搬送装置７４０を撮像装置７１３の上に移動させて、撮像装置７１３を用いて電子部品７１１の姿勢を確認する。次に、電子部品搬送装置７４０に内蔵されている微調整機構を用いて電子部品７１１の姿勢を調整する。そして、電子部品搬送装置７４０を検査台７１４の上まで移動させた後、電子部品搬送装置７４０に内蔵されたＺステージを動かして電子部品７１１を検査台７１４の上にセットする。電子部品搬送装置７４０内の微調整機構を用いて電子部品７１１の姿勢が調整されているので、検査台７１４の正しい位置に電子部品７１１をセットすることができる。次に、検査台７１４を用いて電子部品７１１の電気的特性検査が終了した後、今度は検査台７１４から電子部品７１１を取り上げ、Ｙステージ７３１およびＸステージ７３３を動かして、下流側ステージ７１２ｄ上まで電子部品搬送装置７４０を移動させ、下流側ステージ７１２ｄに電子部品７１１を置く。最後に、下流側ステージ７１２ｄを動かして、検査が終了した電子部品７１１を所定位置まで搬送する。

図１５は、力検出装置１を含む電子部品搬送装置７４０を示す図である。電子部品搬送装置７４０は、把持部７４１と、把持部７４１に接続された６軸力検出装置１と、６軸力検出装置１を介して把持部７４１に接続された回転軸７４２と、回転軸７４２に回転可能に取り付けられた微調整プレート７４３を有する。また、微調整プレート７４３は、ガイド機構（図示せず）によってガイドされながら、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能である。

また、回転軸７４２の端面に向けて、回転方向用の圧電モーター７４４θが搭載されており、圧電モーター７４４θの駆動凸部（図示せず）が回転軸７４２の端面に押しつけられている。このため、圧電モーター７４４θを動作させることによって、回転軸７４２（および把持部７４１）をθ方向に任意の角度だけ回転させることが可能である。また、微調整プレート７４３に向けて、Ｘ方向用の圧電モーター７４４ｘと、Ｙ方向用の圧電モーター７４４ｙとが設けられており、それぞれの駆動凸部（図示せず）が微調整プレート７４３の表面に押しつけられている。このため、圧電モーター７４４ｘを動作させることによって、微調整プレート７４３（および把持部７４１）をＸ方向に任意の距離だけ移動させることができ、同様に、圧電モーター７４４ｙを動作させることによって、微調整プレート７４３（および把持部７４１）をＹ方向に任意の距離だけ移動させることが可能である。

また、力検出装置１は、把持部７４１に加えられる外力を検出する機能を有する。力検出装置１が検出する力を制御装置７５０にフィードバックすることにより、電子部品搬送装置７４０および電子部品検査装置７００は、より精密に作業を実行することができる。また、力検出装置１が検出する力によって、把持部７４１の障害物への接触等を検知することができる。そのため、従来の位置制御では困難だった障害物回避動作、対象物損傷回避動作等を容易に行うことができ、電子部品搬送装置７４０および電子部品検査装置７００は、より安全な作業を実行可能である。

＜部品加工装置の実施形態＞
次に、図１６に基づき、本発明の部品加工装置の実施形態を説明する。以下、本実施形態について、前述した第１、第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図１６は、本発明の力検出装置を用いた部品加工装置の１例を示す図である。図１６の部品加工装置８００は、基台８１０と、基台８１０の上面に起立形成された支柱８２０と、支柱８２０の側面に設けられた送り機構８３０と、送り機構８３０に昇降可能に取り付けられた工具変位部８４０と、工具変位部８４０に接続された力検出装置１と、力検出装置１を介して工具変位部８４０に装着された工具８５０を有する。なお、力検出装置１としては、前述した各実施形態と同様のものを用いる。

基台８１０は、被加工部品８６０を載置し、固定するための台である。支柱８２０は、送り機構８３０を固定するための柱である。送り機構８３０は、工具変位部８４０を昇降させる機能を有する。送り機構８３０は、送り用モーター８３１と、送り用モーター８３１からの出力に基づいて工具変位部８４０を昇降させるガイド８３２を有する。工具変位部８４０は、工具８５０に回転、振動等の変位を与える機能を有する。工具変位部８４０は、変位用モーター８４１と、変位用モーター８４１に連結された主軸（図示せず）の先端に設けられた工具取付け部８４３と、工具変位部８４０に取り付けられ主軸を保持する保持部８４２とを有する。工具８５０は、工具変位部８４０の工具取付け部８４３に、力検出装置１を介して取り付けられ、工具変位部８４０から与えられる変位に応じて被加工部品８６０を加工するために用いられる。工具８５０は、特に限定されないが、例えば、レンチ、プラスドライバー、マイナスドライバー、カッター、丸のこ、ニッパ、錐、ドリル、フライス等である。

力検出装置１は、工具８５０に加えられる外力を検出する機能を有する。力検出装置１が検出する外力を送り用モーター８３１や変位用モーター８４１にフィードバックすることにより、部品加工装置８００は、より精密に部品加工作業を実行することができる。また、力検出装置１が検出する外力によって、工具８５０の障害物への接触等を検知することができる。そのため、工具８５０に障害物等が接触した場合に緊急停止することができ、部品加工装置８００は、より安全な部品加工作業を実行可能である。

＜移動体の実施形態＞
次に、図１７に基づき、本発明の移動体の実施形態を説明する。以下、本実施形態について、前述した第１、第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図１７は、本発明の力検出装置を用いた移動体の１例を示す図である。図１７の移動体９００は、与えられた動力により移動することができる。移動体９００は、特に限定されないが、例えば、自動車、バイク、飛行機、船、電車等の乗り物、２足歩行ロボット、車輪移動ロボット等のロボット等である。

移動体９００は、本体９１０（例えば、乗り物の筐体、ロボットのメインボデー等）と、本体９１０を移動させるための動力を供給する動力部９２０と、本体９１０の移動により発生する外力を検出する本発明の力検出装置１と、制御部９３０を有する。なお、力検出装置１としては、前述した各実施形態と同様のものを用いる。
動力部９２０から供給された動力によって本体９１０が移動すると、移動に伴い振動や加速度等が生じる。力検出装置１は、移動に伴い生じた振動や加速度等による外力を検出する。力検出装置１によって検出された外力は、制御部９３０に伝達される。制御部９３０は、力検出装置１から伝達された外力に応じて動力部９２０等を制御することにより、姿勢制御、振動制御および加速制御等の制御を実行することができる。

以上、本発明のセンサーデバイス、力検出装置、ロボット、電子部品搬送装置、電子部品検査装置および部品加工装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明は、前記実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

また、本発明では、パッケージ、すなわち、第１の部材、第２の部材が省略されていてもよい。
また、本発明では、素子は、第１の基板の平面視で、第１の凸部からはみ出していてもよい。
また、本発明では、素子は、第１の基板の平面視で、第２の凸部からはみ出していてもよい。

また、前記実施形態では、外力に応じて信号を出力する素子として、圧電体を用いたものを使用しているが、本発明では、加えられる外力に応じて出力が変化するものであればこれに限定されず、その他、例えば、感圧導電体等を用いたものが挙げられる。
また、本発明では、与圧ボルトに替えて、例えば、素子に与圧を加える機能を有してないものを用いてもよく、また、ボルト以外の固定方法を採用してもよい。

また、本発明のロボットは、アームを有していれば、アーム型ロボット（ロボットアーム）に限定されず、他の形式のロボット、例えば、スカラーロボット、脚式歩行（走行）ロボット等であってもよい。
また、本発明の力検出装置（センサーデバイス）は、ロボット、電子部品搬送装置、電子部品検査装置、部品加工装置および移動体に限らず、他の装置、例えば、他の搬送装置、他の検査装置、振動計、加速度計、重力計、動力計、地震計、傾斜計等の測定装置、入力装置等にも適用することができる。

１…力検出装置 ２…第１の基板 ２１…凸部 ２１１…上面 ２５…雌ネジ ３…第２の基板 ３１…凸部 ３１１…下面 ３５…孔 ３６…下面 ４…アナログ回路基板 ４０…外力検出回路 ４０１…ＡＤコンバーター ４０２…演算部 ４１、４２…孔 ５…デジタル回路基板 ５１、５２…孔 ６…センサーデバイス ６０…パッケージ６０…基部 ６１１…凹部 ６１２…底面 ６１３…段差部 ６１４…第１の面 ６１５…第２の面 ６２…蓋体 ６２５…中央部 ６２６…外周部 ６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｇ…端子 ６３１…部分 ６３２…部分 ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ…導電性ペースト ６５…第１の導電性ペースト ６６…第２の導電性ペースト ７１…与圧ボルト ７１５…頭部 ７１６…雄ネジ ９０ａ、９０ｂ、９０ｃ…変換出力回路 ９１…オペアンプ ９２…コンデンサー ９３…スイッチング素子 １０…電荷出力素子（素子） １１…グランド電極層 １２…第１のセンサー １２１…第１の圧電体層 １２２…出力電極層 １２３…第２の圧電体層 １３…第２のセンサー １３１…第３の圧電体層 １３２…出力電極層 １３３…第４の圧電体層 １４…第３のセンサー １４１…第５の圧電体層 １４２…出力電極層 １４３…第６の圧電体層 １２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄ…辺 １２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ…辺 １３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄ…辺 １３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ、１３２ｄ…辺 １４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ、１４１ｄ…辺 １４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄ…辺 １１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ…辺 ５００…単腕ロボット ５１０…基台 ５２０…アーム ５２１…第１のアーム要素 ５２２…第２のアーム要素 ５２３…第３のアーム要素 ５２４…第４のアーム要素 ５２５…第５のアーム要素 ５３０…エンドエフェクタ ５３１…第１の指 ５３２…第２の指 ６００…複腕ロボット ６１０…基台 ６２０…第１のアーム ６２１…第１のアーム要素 ６２２…第２のアーム要素 ６３０…第２のアーム ６３１ａ…第１のアーム要素 ６３２ａ…第２のアーム要素 ６４０ａ…第１のエンドエフェクタ ６４１ａ…第１の指 ６４２ａ…第２の指 ６４０ｂ…第２のエンドエフェクタ ６４１ｂ…第１の指 ６４２ｂ…第２の指 ７００…電子部品検査装置 ７１０…基台 ７１１…電子部品 ７１２ｕ…上流側ステージ ７１２ｄ…下流側ステージ ７１３…撮像装置 ７１４…検査台 ７２０…支持台 ７３１…Ｙステージ ７３２…腕部 ７３３…Ｘステージ ７３４…撮像カメラ ７４０…電子部品搬送装置 ７４１…把持部 ７４２…回転軸 ７４３…微調整プレート ７４４ｘ、７４４ｙ、７４４θ…圧電モーター ７５０…制御装置 ８００…部品加工装置 ８１０…基台 ８２０…支柱 ８３０…送り機構 ８３１…送り用モーター ８３２…ガイド ８４０…工具変位部 ８４１…変位用モーター ８４２…保持部 ８４３…工具取付け部 ８５０…工具 ８６０…被加工部品 ９００…移動体 ９１０…本体 ９２０…動力部 ９３０…制御部

Claims (7)

1. 互いに直交する２軸をα軸、β軸とした時、
   第１の内部電極が設けられた圧電体を含み、前記α軸に沿って加えられた外力に応じて信号を出力する第１のセンサー、および第２の内部電極が設けられた圧電体を含み、前記β軸に沿って加えられた外力に応じて信号を出力する第２のセンサー、を有するセンサー素子と、
   出力端子を有し、前記センサー素子を収納するパッケージと、
   前記第１の内部電極と前記第２の内部電極のいずれか一方に電気的に接続された第１の導電性部材と、
   前記出力端子と前記第１の導電性部材とを電気的に接続する第２の導電性部材と、を備え、
   前記第２の導電性部材の弾性率は、前記第１の導電性部材の弾性率よりも低い、センサーデバイス。
2. 前記第２の導電性部材のヤング率は、０．１ＧＰａ以上０．２ＧＰａ以下である、請求項１に記載のセンサーデバイス。
3. 前記第１の導電性部材および前記第２の導電性部材は、導電性を有するフィラーを含むペースト状材料で構成され、
   前記第１の導電性部材のフィラーの含有率は、前記第２の導電性部材のフィラーの含有率よりも大きい、請求項１または２に記載のセンサーデバイス。
4. 前記第１の内部電極は、膜状をなし、その厚さは、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のセンサーデバイス。
5. 前記パッケージは、前記センサー素子が収納され、その深さが段階的に変化し、前記出力端子が設けられた段差部を有する凹部を有し、
   前記第２の導電性部材は、前記段差部と接続されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載のセンサーデバイス。
6. 第１の基板と、
   第２の基板と、
   前記第１の基板と前記第２の基板の間に設けられる請求項１ないし５のいずれか１項に記載のセンサーデバイスと、
   前記センサーデバイスから出力された電圧に基づいて、前記センサーデバイスへ加えられた外力を検出する外力検出回路と、を備える、力検出装置。
7. アームと、
   前記アームに設けられ、外力を検出する請求項６に記載の力検出装置と、を備える、ロボット。

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