JP6727605B1 - Force sensor - Google Patents

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JP6727605B1
JP6727605B1 JP2020520161A JP2020520161A JP6727605B1 JP 6727605 B1 JP6727605 B1 JP 6727605B1 JP 2020520161 A JP2020520161 A JP 2020520161A JP 2020520161 A JP2020520161 A JP 2020520161A JP 6727605 B1 JP6727605 B1 JP 6727605B1
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岡田 和廣
和廣 岡田
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美穂 関根
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    • B25J19/02Sensing devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/16Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force

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Abstract

本発明による力覚センサは、受力体と、受力体を支持する支持体と、受力体と支持体と接続し、受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する検出部を有する検出起歪体と、検出部に生じた弾性変形を検出する検出素子と、を備えている。検出素子の検出結果に基づいて、検出起歪体に作用した力またはモーメントを示す電気信号が、検出回路により出力される。受力体と支持体とは補助起歪体で接続され、補助起歪体は、受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する。A force sensor according to the present invention includes a force-receiving body, a support body that supports the force-receiving body, a force-receiving body and the support body, and a detection unit that is elastically deformed by the action of a force or moment received by the force-receiving body. And a detection element for detecting elastic deformation generated in the detection unit. Based on the detection result of the detection element, the detection circuit outputs an electric signal indicating the force or moment acting on the detection strain generating element. The force receiving body and the support body are connected by an auxiliary strain generating body, and the auxiliary strain generating body is elastically deformed by the action of a force or a moment received by the force receiving body.

Description

本発明は、力覚センサに関する。 The present invention relates to a force sensor.

従来より、所定の軸方向に作用した力および所定の回転軸まわりに作用したモーメント(トルク)を電気信号として出力する力覚センサが知られている。この力覚センサは、産業用ロボットを初めとして、協働ロボット、生活支援ロボット、医療用ロボットおよびサービスロボット等、各種ロボットの力制御等に幅広く利用されている。このため、安全性とともに性能の向上が求められている。 BACKGROUND ART Conventionally, a force sensor has been known that outputs a force acting in a predetermined axial direction and a moment (torque) acting around a predetermined rotation axis as an electric signal. This force sensor is widely used for force control of various robots such as industrial robots, collaborative robots, life support robots, medical robots and service robots. Therefore, it is required to improve performance as well as safety.

例えば、一般的な力覚センサでは、力またはモーメントが入力されると、力覚センサを構成する起歪体が弾性変形して歪みが生じ、変位する。その変位の大きさを、電気信号として検出することにより、入力された力またはモーメントの大きさが得られる。検出方式としては種々の方式が存在しており、例えば、静電容量方式や歪みゲージ方式、圧電方式、光学方式などが挙げられる。 For example, in a general force sensor, when a force or a moment is input, a strain-generating body forming the force sensor is elastically deformed and distorted and displaced. By detecting the magnitude of the displacement as an electric signal, the magnitude of the input force or moment can be obtained. There are various detection methods, and examples thereof include a capacitance method, a strain gauge method, a piezoelectric method, and an optical method.

起歪体が弾性変形している間、起歪体には応力が負荷される。起歪体に負荷される応力と起歪体の材料強度との関係で、力覚センサには定格荷重および定格モーメントが設定される。この定格荷重および定格モーメントを高めるためには、力覚センサとしての強度を向上させることが求められる。 During the elastic deformation of the flexure element, stress is applied to the flexure element. A rated load and a rated moment are set in the force sensor according to the relationship between the stress applied to the flexure element and the material strength of the flexure element. In order to increase the rated load and rated moment, it is required to improve the strength of the force sensor.

特許第4907050号公報Japanese Patent No. 4907050

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、強度を向上させることができる力覚センサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such a point, and an object thereof is to provide a force sensor capable of improving strength.

本発明は、
検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける受力体と、
第1方向において前記受力体の一側に配置され、前記受力体を支持する支持体と、
前記受力体と前記支持体とを接続し、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する検出部を有する検出起歪体と、
前記検出部に生じた弾性変形を検出する検出素子と、
前記検出素子の検出結果に基づいて、前記検出起歪体に作用した力またはモーメントを示す電気信号を出力する検出回路と、
前記受力体と前記支持体とを接続し、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する補助起歪体と、を備えた、力覚センサ、
を提供する。
The present invention is
A force-receiving body that receives the action of a force or moment to be detected,
A support body disposed on one side of the force receiving body in the first direction and supporting the force receiving body;
A detection strain body having a detection unit that connects the force receiving body and the support body and that is elastically deformed by the action of a force or a moment received by the force receiving body,
A detection element for detecting elastic deformation generated in the detection unit,
Based on the detection result of the detection element, a detection circuit that outputs an electric signal indicating the force or moment acting on the detection strain generating element,
A force sensor, comprising: a force-receiving body connected to the support body; and an auxiliary strain-generating body that is elastically deformed by the action of a force or moment received by the force receiving body
I will provide a.

なお、上述した力覚センサにおいて、
前記補助起歪体は、第1方向に直交する第2方向に延びる傾動体と、前記受力体と前記傾動体とを接続する第1接続体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な第1接続体と、前記傾動体と前記支持体とを接続する第2接続体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な第2接続体と、を有している、
ようにしてもよい。
In the force sensor described above,
The auxiliary strain generating body is a tilting body extending in a second direction orthogonal to the first direction, and a first connecting body connecting the force receiving body and the tilting body, and a force received by the force receiving body. Alternatively, the first connecting body is elastically deformable by the action of a moment, and the second connecting body that connects the tilting body and the support body is elastically deformable by the action of the force or the moment received by the force receiving body. A second connecting body,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記第1接続体と前記第2接続体は、前記第2方向において互いに異なる位置に配置されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The first connection body and the second connection body are arranged at positions different from each other in the second direction,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記受力体と前記支持体とは、前記第1方向で見たときに、前記検出起歪体の周囲に配置された複数の前記補助起歪体で接続されており、
複数の前記補助起歪体は、前記検出起歪体の周囲において互いに隣り合う第1補助起歪体および第2補助起歪体を有し、
前記第1補助起歪体の前記第1接続体は、前記第1補助起歪体の前記第2接続体よりも前記第2補助起歪体の側に配置され、
前記第2補助起歪体の前記第1接続体は、前記第2補助起歪体の前記第2接続体よりも前記第1補助起歪体の側に配置されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The force receiving body and the support body, when viewed in the first direction, are connected by a plurality of the auxiliary flexure elements arranged around the detection flexure element,
The plurality of auxiliary strain-generating bodies have a first auxiliary strain-generating body and a second auxiliary strain-generating body which are adjacent to each other around the detected strain generating body,
The first connection body of the first auxiliary strain-generating body is arranged closer to the second auxiliary strain-generating body than the second connecting body of the first auxiliary strain-generating body,
The first connecting body of the second auxiliary strain generating element is arranged closer to the first auxiliary strain generating element than the second connecting body of the second auxiliary strain generating element is,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記受力体と前記支持体とは、前記第1方向で見たときに、前記検出起歪体の周囲に配置された複数の前記補助起歪体で接続されており、
複数の前記補助起歪体は、前記検出起歪体の周囲において互いに隣り合う第1補助起歪体および第2補助起歪体を有し、
前記第1補助起歪体の前記第1接続体は、前記第1補助起歪体の前記第2接続体よりも前記第2補助起歪体の側に配置され、
前記第2補助起歪体の前記第2接続体は、前記第2補助起歪体の前記第1接続体よりも前記第1補助起歪体の側に配置されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The force receiving body and the support body, when viewed in the first direction, are connected by a plurality of the auxiliary flexure elements arranged around the detection flexure element,
The plurality of auxiliary strain-generating bodies have a first auxiliary strain-generating body and a second auxiliary strain-generating body which are adjacent to each other around the detected strain generating body,
The first connection body of the first auxiliary strain-generating body is arranged closer to the second auxiliary strain-generating body than the second connecting body of the first auxiliary strain-generating body,
The second connecting body of the second auxiliary flexure element is arranged closer to the first auxiliary flexure element than the first connecting body of the second auxiliary flexure element is,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記第1接続体は、前記傾動体における前記受力体の側の端部に接続され、前記第2接続体は、前記傾動体における前記支持体の側の端部に接続されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The first connecting body is connected to an end portion of the tilting body on the side of the force receiving body, and the second connecting body is connected to an end portion of the tilting body on the side of the support body,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記第1接続体は、前記傾動体における前記支持体の側の端部に接続され、前記第2接続体は、前記傾動体における前記受力体の側の端部に接続されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The first connection body is connected to an end portion of the tilting body on the support body side, and the second connection body is connected to an end portion of the tilting body on the force receiving body side,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記第1接続体および前記第2接続体は、前記第1方向に延びている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The first connection body and the second connection body extend in the first direction,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記第1接続体および前記第2接続体は、前記第1方向に対して傾斜する方向に延びている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The first connection body and the second connection body extend in a direction inclined with respect to the first direction,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記第1接続体および前記第2接続体は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向で見たときに湾曲している、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The first connection body and the second connection body are curved when viewed in a direction orthogonal to the first direction and the second direction,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記第1接続体と前記第2接続体は、前記第1方向で見たときに、互いに重なる位置に配置され、
前記傾動体は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向で見たときに、前記第2方向に延び、前記傾動体の一側の端部において開口するスリットを含んでいる、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The first connecting body and the second connecting body are arranged at positions overlapping each other when viewed in the first direction,
The tilting body includes a slit that extends in the second direction when viewed in a direction orthogonal to the first direction and the second direction and that is open at one end of the tilting body.
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記第1接続体と前記第2接続体は、前記第1方向で見たときに、互いに重なる位置に配置され、
前記傾動体は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向で見たときに、前記第2方向に延びる、閉じた形状を有するスリットを含んでいる、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The first connecting body and the second connecting body are arranged at positions overlapping each other when viewed in the first direction,
The tilting body includes a slit having a closed shape that extends in the second direction when viewed in a direction orthogonal to the first direction and the second direction,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記傾動体は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向で見たときに、前記第1接続体および前記第2接続体を中心として前記第2方向において左右対称に形成されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The tilting body is formed symmetrically in the second direction with the first connecting body and the second connecting body as a center when viewed in a direction orthogonal to the first direction and the second direction. ,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記第1方向および前記第2方向に直交する方向で見たときに、前記第1接続体の輪郭および前記第2接続体の輪郭のうちの少なくとも一方と前記傾動体の輪郭とがR輪郭部を介して接続されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
When viewed in a direction orthogonal to the first direction and the second direction, at least one of the contour of the first connecting body and the contour of the second connecting body and the contour of the tilting body are R contour portions. Connected through,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記傾動体は、前記第1方向で見たときに、前記第2方向に延びる、前記傾動体の一側の端部において開口するスリットを含み、
前記第1接続体は、前記傾動体のうち前記スリットに対して一側の部分に接続され、
前記第2接続体は、前記傾動体のうち前記スリットに対して他側の部分に接続されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The tilting body includes a slit that extends in the second direction and opens at one end of the tilting body when viewed in the first direction,
The first connecting body is connected to a portion of the tilting body on one side with respect to the slit,
The second connecting body is connected to a portion of the tilting body on the other side of the slit,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記傾動体は、前記第1方向で見たときに、前記第2方向に延びる、閉じた形状を有するスリットを含み、
前記第1接続体は、前記傾動体のうち前記スリットに対して一側の部分に接続され、
前記第2接続体は、前記傾動体のうち前記スリットに対して他側の部分に接続されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The tilting body includes a slit having a closed shape that extends in the second direction when viewed in the first direction,
The first connecting body is connected to a portion of the tilting body on one side with respect to the slit,
The second connecting body is connected to a portion of the tilting body on the other side of the slit,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記傾動体は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向で見たときに、前記第1接続体および前記第2接続体を中心として前記第2方向において左右対称に形成されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The tilting body is formed symmetrically in the second direction with the first connecting body and the second connecting body as a center when viewed in a direction orthogonal to the first direction and the second direction. ,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記第1接続体と前記受力体との接続位置と、前記第2接続体と前記支持体との接続位置は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向において互いに異なる位置に配置されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
A connection position between the first connection body and the force receiving body and a connection position between the second connection body and the support body are arranged at positions different from each other in a direction orthogonal to the first direction and the second direction. Has been
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記第1接続体と前記受力体との接続位置と、前記第2接続体と前記支持体との接続位置は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向において同じ位置に配置されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The connection position between the first connection body and the force receiving body and the connection position between the second connection body and the support body are arranged at the same position in the direction orthogonal to the first direction and the second direction. ing,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記第1接続体は、第1台座を介して前記受力体に接続されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The first connecting body is connected to the force receiving body via a first pedestal,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記第2接続体は、第2台座を介して前記支持体に接続されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The second connection body is connected to the support body via a second pedestal,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記補助起歪体は、前記受力体から前記支持体に延びる、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な接続体を有し、
前記接続体は、前記第1方向に対して傾斜している、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The auxiliary strain generating body has a connecting body extending from the force receiving body to the support body and elastically deformable by an action of a force or a moment received by the force receiving body,
The connection body is inclined with respect to the first direction,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記接続体は、第1台座を介して前記受力体に接続されるとともに、第2台座を介して前記支持体に接続されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The connection body is connected to the force receiving body via a first pedestal, and is connected to the support body via a second pedestal,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記補助起歪体は、前記受力体に第1台座を介して接続されるとともに前記第1方向に直交する第2方向に延びる第1傾動体と、前記支持体に第2台座を介して接続されるとともに前記第2方向に延びる第2傾動体と、前記第1傾動体と前記第2傾動体とを接続する、前記検出部が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な接続体と、を有している、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The auxiliary strain generating body is connected to the force receiving body via a first pedestal, and a first tilting body extending in a second direction orthogonal to the first direction and the support body via a second pedestal. A second tilting body that is connected and extends in the second direction, and a connecting body that connects the first tilting body and the second tilting body and is elastically deformable by the action of the force or moment received by the detection unit. And has,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記第2方向における一側の端部において、前記第1傾動体が前記受力体に接続されるとともに前記第2傾動体が前記支持体に接続され、
前記第2方向における他側の端部において、前記第1傾動体および前記第2傾動体が前記接続体に接続されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
At one end in the second direction, the first tilting body is connected to the force receiving body, and the second tilting body is connected to the support body;
The first tilting body and the second tilting body are connected to the connecting body at the other end in the second direction.
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記第2方向における両側の端部において、前記第1傾動体および前記第2傾動体が前記接続体に接続され、
前記第2方向における一対の前記接続体の間の位置で、前記第1傾動体が前記受力体に接続されるとともに前記第2傾動体が前記支持体に接続されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The first tilting body and the second tilting body are connected to the connecting body at both ends in the second direction,
The first tilting body is connected to the force receiving body and the second tilting body is connected to the support body at a position between the pair of connection bodies in the second direction.
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記第1傾動体および前記第2傾動体は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向で見たときに、前記第1台座および前記第2台座を中心として前記第2方向において左右対称に形成されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
When the first tilting body and the second tilting body are viewed in a direction orthogonal to the first direction and the second direction, the first tilting body and the second tilting body are left and right in the second direction with the first base and the second base as centers. Formed symmetrically,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記第1傾動体および前記第2傾動体は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向において互いに異なる位置に配置され、
前記第1台座と前記受力体との接続位置と、前記第2台座と前記支持体との接続位置は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向において互いに異なる位置に配置されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The first tilting body and the second tilting body are arranged at positions different from each other in a direction orthogonal to the first direction and the second direction,
A connection position between the first pedestal and the force receiving body and a connection position between the second pedestal and the support body are arranged at positions different from each other in a direction orthogonal to the first direction and the second direction. Is
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記第1傾動体および前記第2傾動体は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向において互いに異なる位置に配置され、
前記第1台座と前記受力体との接続位置と、前記第2台座と前記支持体との接続位置は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向において同じ位置に配置されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The first tilting body and the second tilting body are arranged at positions different from each other in a direction orthogonal to the first direction and the second direction,
The connection position between the first pedestal and the force receiving body and the connection position between the second pedestal and the support body are arranged at the same position in the direction orthogonal to the first direction and the second direction. ,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記接続体は、前記第1方向に沿う長手方向を有している、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The connection body has a longitudinal direction along the first direction,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記第1方向で見たときに、前記補助起歪体を外側から覆う外装体を更に備えた、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
When viewed in the first direction, further comprising an exterior body that covers the auxiliary flexure element from the outside,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記外装体は、前記支持体に固定され、前記受力体から離間している、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The exterior body is fixed to the support body and is separated from the force receiving body,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記外装体と前記受力体との間に緩衝部材が介在されている、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
A cushioning member is interposed between the exterior body and the force receiving body,
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記検出素子は、前記受力体または前記支持体に設けられた固定電極と、前記検出起歪体に設けられ、前記固定電極に対向する変位電極と、を有している、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The detection element has a fixed electrode provided on the force receiving body or the support, and a displacement electrode provided on the detection strain generating element and facing the fixed electrode.
You may do it.

また、上述した力覚センサにおいて、
前記検出部は、前記検出起歪体に設けられた歪みゲージを有している、
ようにしてもよい。
Also, in the force sensor described above,
The detection unit has a strain gauge provided in the detection strain body,
You may do it.

本発明によれば、強度を向上させることができる。 According to the present invention, strength can be improved.

図1は、本実施の形態における力覚センサを適用したロボットの一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a robot to which the force sensor according to the present embodiment is applied. 図2は、本実施の形態における力覚センサの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the force sensor according to this embodiment. 図3は、図2の力覚センサのA−A線断面図である。3 is a cross-sectional view of the force sensor of FIG. 2 taken along the line AA. 図4は、図2の力覚センサのB−B線断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the force sensor of FIG. 2 taken along the line BB. 図5は、図2の検出起歪体の固定電極の例を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing an example of a fixed electrode of the strain sensing element of FIG. 図6は、図3の補助起歪体を示す正面図である。FIG. 6 is a front view showing the auxiliary flexure element of FIG. 図7は、図2の力覚センサの部分斜視図である。FIG. 7 is a partial perspective view of the force sensor of FIG. 図8は、図2の力覚センサがY軸方向正側の力を受けた場合の補助起歪体の変形状態を示す正面図である。FIG. 8 is a front view showing a deformed state of the auxiliary flexure element when the force sensor of FIG. 2 receives a force on the Y axis direction positive side. 図9は、図2の力覚センサがZ軸方向負側の力を受けた場合の補助起歪体の変形状態を示す正面図である。FIG. 9 is a front view showing a deformed state of the auxiliary flexure element when the force sensor of FIG. 2 receives a force on the negative side in the Z-axis direction. 図10は、第1の変形例における力覚センサの補助起歪体を示す正面図である。FIG. 10: is a front view which shows the auxiliary strain generating body of the force sensor in the 1st modification. 図11は、第2の変形例における力覚センサの補助起歪体を示す正面図である。FIG. 11: is a front view which shows the auxiliary strain generating body of the force sensor in the 2nd modification. 図12は、第3の変形例における力覚センサの補助起歪体を示す正面図である。FIG. 12 is a front view showing an auxiliary flexure element of the force sensor according to the third modification. 図13Aは、第4の変形例における力覚センサの補助起歪体を示す正面図である。FIG. 13A is a front view showing an auxiliary flexure element of a force sensor according to a fourth modification. 図13Bは、図13Aの更なる変形例における力覚センサの補助起歪体を示す正面図である。FIG. 13B is a front view showing an auxiliary flexure element of the force sensor according to a further modification of FIG. 13A. 図14Aは、第5の変形例における力覚センサの補助起歪体を示す正面図である。FIG. 14A is a front view showing an auxiliary flexure element of a force sensor according to a fifth modification. 図14Bは、図14AのC−C線断面図である。14B is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 14A. 図14Cは、図14Aの更なる変形例における力覚センサの補助起歪体を示す正面図である。FIG. 14C is a front view showing an auxiliary flexure element of a force sensor according to a further modification of FIG. 14A. 図14Dは、図14CのD−D線断面図である。FIG. 14D is a sectional view taken along line DD of FIG. 14C. 図14Eは、図14Aおよび図14Cの補助起歪体の変形例を示す側面図である。FIG. 14E is a side view showing a modified example of the auxiliary flexure element of FIGS. 14A and 14C. 図15は、第6の変形例における力覚センサの補助起歪体を示す正面図である。FIG. 15: is a front view which shows the auxiliary strain generating body of the force sensor in the 6th modification. 図16Aは、第7の変形例における力覚センサの補助起歪体を示す正面図である。FIG. 16A is a front view showing an auxiliary flexure element of a force sensor according to a seventh modified example. 図16Bは、図16AのE−E線断面図である。16B is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 16A. 図16Cは、図16Aの更なる変形例における力覚センサの補助起歪体を示す正面図である。FIG. 16C is a front view showing an auxiliary flexure element of a force sensor according to a further modification of FIG. 16A. 図16Dは、図16CのF−F線断面図である。FIG. 16D is a sectional view taken along line FF of FIG. 16C. 図16Eは、図16Aおよび図16Cの補助起歪体の変形例を示す側面図である。FIG. 16E is a side view showing a modified example of the auxiliary flexure element of FIGS. 16A and 16C. 図17Aは、第8の変形例における検出起歪体を示す平面図である。FIG. 17A is a plan view showing a detected flexure element according to an eighth modification. 図17Bは、図17AのG−G線断面に相当する力覚センサの断面図である。17B is a cross-sectional view of the force sensor corresponding to the cross section taken along line GG of FIG. 17A. 図18は、本実施例における比較例として、補助起歪体を備えていない力覚センサの検出起歪体に生じる最大応力と変位を示す表である。FIG. 18 is a table showing, as a comparative example of the present embodiment, the maximum stress and displacement that occur in the detected strain generating element of the force sensor that does not include the auxiliary strain generating element. 図19は、本実施例において、補助起歪体を備えた力覚センサの検出起歪体に生じる最大応力と変位を示す表である。FIG. 19 is a table showing the maximum stress and displacement generated in the detected strain generating element of the force sensor including the auxiliary strain generating element in the present example.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in the drawings attached to this specification, for convenience of illustration and understanding, the scale, the vertical and horizontal dimension ratios, etc. are appropriately changed and exaggerated from the actual ones.

なお、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件および物理的特性並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「等しい」等の用語や寸法、物理的特性の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。 Note that, as used in the present specification, the shape, geometric condition, physical property, and their degree are specified, for example, terms such as “parallel”, “orthogonal”, “equal”, dimensions, and values of physical properties. The terms "etc." are to be construed to include the range in which similar functions can be expected without being bound by the strict meaning.

本実施の形態に係る力覚センサについて説明する前に、当該力覚センサのロボットへの適用例について図1を参照して説明する。図1は、本実施の形態における力覚センサを適用したロボットの一例を示す図である。 Before describing the force sensor according to the present embodiment, an application example of the force sensor to a robot will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing an example of a robot to which the force sensor according to the present embodiment is applied.

図1に示すように、産業用ロボット1000は、ロボット本体1100と、エンドエフェクタ1200と、電気ケーブル1300と、制御部1400と、力覚センサ1と、を有している。ロボット本体1100は、ロボットのアーム部を含んでいる。ロボット本体1100とエンドエフェクタ1200の間には、力覚センサ1が設けられている。 As shown in FIG. 1, the industrial robot 1000 includes a robot body 1100, an end effector 1200, an electric cable 1300, a control unit 1400, and a force sensor 1. The robot body 1100 includes the arm part of the robot. The force sensor 1 is provided between the robot body 1100 and the end effector 1200.

電気ケーブル1300は、ロボット本体1100の内部に延設されている。この電気ケーブル1300は、力覚センサ1のコネクタ(図示せず)に接続されている。 The electric cable 1300 extends inside the robot body 1100. The electric cable 1300 is connected to a connector (not shown) of the force sensor 1.

なお、図1では、制御部1400はロボット本体1100の内部に配置されているが、他の場所(例えばロボット外部の制御盤)に配置されてもよい。また、力覚センサ1のロボットへの装着態様は図1に示すものに限られない。 Although the control unit 1400 is arranged inside the robot body 1100 in FIG. 1, it may be arranged at another place (for example, a control panel outside the robot). Further, the manner of mounting the force sensor 1 on the robot is not limited to that shown in FIG.

力覚センサ1は、グリッパーとして機能するエンドエフェクタ1200に作用する力またはモーメントを検出する。検出された力またはモーメントを示す電気信号は、電気ケーブル1300を介して産業用ロボット1000の制御部1400に送信される。制御部1400は、受信した電気信号に基づいてロボット本体1100およびエンドエフェクタ1200の動作を制御する。 The force sensor 1 detects a force or moment acting on the end effector 1200 that functions as a gripper. An electric signal indicating the detected force or moment is transmitted to the control unit 1400 of the industrial robot 1000 via the electric cable 1300. The control unit 1400 controls the operations of the robot body 1100 and the end effector 1200 based on the received electric signal.

なお、力覚センサ1は、産業用ロボットに限られず、協働ロボット、生活支援ロボット、医療用ロボットおよびサービスロボット等の各種ロボットに適用可能である。 The force sensor 1 is not limited to the industrial robot, and can be applied to various robots such as a collaborative robot, a life support robot, a medical robot, and a service robot.

以下、図2〜図7を参照して本発明の実施の形態に係る力覚センサについて説明する。図2は、本実施の形態における力覚センサの平面図である。図3は、図2のA−A線断面図であり、図4は、図2のB−B線断面図である。図5は、固定電極を示す平面図であり、図6は、補助起歪体を示す正面図であり、図7は、力覚センサの部分斜視図である。以下の説明では、XYZ座標系を定義し、Z軸方向(第1方向)を上下方向とし、受力体10が上側に配置され、支持体20が下側に配置されるように力覚センサを配置した状態で説明を行う。このため、本実施の形態における力覚センサは、Z軸方向を上下方向とした姿勢で使用されることに限られることはない。また、受力体10と支持体20のどちらを上側または下側に配置するかは任意である。 Hereinafter, the force sensor according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 7. FIG. 2 is a plan view of the force sensor according to this embodiment. 3 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 2, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line BB of FIG. FIG. 5 is a plan view showing the fixed electrode, FIG. 6 is a front view showing the auxiliary flexure element, and FIG. 7 is a partial perspective view of the force sensor. In the following description, an XYZ coordinate system is defined, the Z-axis direction (first direction) is the vertical direction, the force receiving body 10 is arranged on the upper side, and the support body 20 is arranged on the lower side. Will be explained in the state where is placed. Therefore, the force sensor according to the present embodiment is not limited to being used in a posture in which the Z-axis direction is the vertical direction. Further, which of the force receiving body 10 and the support body 20 is arranged on the upper side or the lower side is arbitrary.

力覚センサ1は、所定の軸方向に作用した力および所定の回転軸まわりに作用したモーメント(トルク)を電気信号として出力する機能を有する。 The force sensor 1 has a function of outputting a force acting in a predetermined axial direction and a moment (torque) acting about a predetermined rotation axis as an electric signal.

力覚センサ1は、図2〜図4に示すように、受力体10と、支持体20と、検出起歪体30と、検出素子40と、検出回路50と、補助起歪体60A〜60Dと、外装体80と、を備えている。以下、各構成要素についてより詳細に説明する。 As shown in FIGS. 2 to 4, the force sensor 1 includes a force receiving body 10, a support body 20, a detection strain element 30, a detection element 40, a detection circuit 50, and an auxiliary strain element 60A. 60D and the exterior body 80 are provided. Hereinafter, each component will be described in more detail.

受力体10は、検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける。この作用を受けることにより、受力体10は支持体20に対して相対移動する。上述した図1の例で言えば、受力体10はエンドエフェクタ1200にボルト等で固定されており、エンドエフェクタ1200から力またはモーメントを受ける。受力体10には、検出起歪体30と補助起歪体60A〜60Dとが接続されており、受力体10は、検出起歪体30の受力体と補助起歪体60A〜60Dの受力体とを兼用している。しかしながら、検出起歪体30の受力体と補助起歪体60A〜60Dの受力体とは、別々に構成されていてもよい。この場合、それぞれの受力体を、別部材で固定してもよい。 The force receiving body 10 is subjected to the action of a force or moment to be detected. By receiving this action, the force receiving body 10 moves relative to the support body 20. In the example of FIG. 1 described above, the force receiving body 10 is fixed to the end effector 1200 with a bolt or the like, and receives a force or moment from the end effector 1200. The detection strain generating body 30 and the auxiliary strain generating bodies 60</b>A to 60</b>D are connected to the force receiving body 10, and the force receiving body 10 includes the force receiving body of the detection strain generating body 30 and the auxiliary strain generating bodies 60</b>A to 60</b>D. It is also used as a force receiver. However, the force receiving body of the detection strain generating body 30 and the force receiving bodies of the auxiliary strain generating bodies 60A to 60D may be configured separately. In this case, each force receiving body may be fixed by separate members.

本実施の形態では、受力体10の平面形状は、矩形平板状である。なお、受力体10の平面形状は、矩形に限られることはなく、円形、多角形、楕円形等の他の形状であってもよい。 In the present embodiment, the planar shape of the force receiving body 10 is a rectangular flat plate shape. The planar shape of the force receiving body 10 is not limited to the rectangular shape, and may be another shape such as a circular shape, a polygonal shape, or an elliptical shape.

支持体20は、受力体10を支持している。受力体10と支持体20は、Z軸方向において互いに異なる位置に配置されており、支持体20は、受力体10に離間している。図1の例で言えば、支持体20はロボット本体1100(アーム部)の先端にボルト等で固定されており、ロボット本体1100に支持される。支持体20には、検出起歪体30と補助起歪体60A〜60Dとが接続されており、支持体20は、検出起歪体30の支持体と補助起歪体60A〜60Dの支持体とを兼用している。 The support body 20 supports the force receiving body 10. The force receiving body 10 and the support body 20 are arranged at mutually different positions in the Z-axis direction, and the support body 20 is separated from the force receiving body 10. In the example of FIG. 1, the support 20 is fixed to the tip of the robot body 1100 (arm portion) with a bolt or the like, and is supported by the robot body 1100. The detection strain body 30 and the auxiliary strain bodies 60A to 60D are connected to the support body 20, and the support body 20 is the support body of the detection strain body 30 and the support bodies of the auxiliary strain bodies 60A to 60D. Is also used as.

本実施の形態では、支持体20の平面形状は、受力体10と同様に矩形平板状である。なお、支持体20の平面形状は、矩形に限られることはなく、円形、多角形、楕円形等の他の形状であってもよい。 In the present embodiment, the planar shape of the support body 20 is a rectangular flat plate shape like the force receiving body 10. The planar shape of the support 20 is not limited to a rectangle, and may be another shape such as a circle, a polygon, or an ellipse.

検出起歪体30は、受力体10と支持体20とを接続している。より具体的には、検出起歪体30は、受力体10と支持体20との間に配置されており、検出起歪体30は、受力体10に接続されるとともに支持体20に接続されている。この検出起歪体30を介して受力体10は支持体20に支持されている。検出起歪体30は、任意の構成とすることができるが、例えば、特許文献1に示す力検出装置の検出起歪体を適用してもよい。以下では、この力検出装置の検出起歪体を本実施の形態による検出起歪体30に適用する例について概略説明する。なお、図3においては、図面を明瞭にするために、検出起歪体30の詳細な図示は省略している。 The detection strain generating body 30 connects the force receiving body 10 and the support body 20. More specifically, the detection strain generating body 30 is disposed between the force receiving body 10 and the support body 20, and the detection strain generating body 30 is connected to the force receiving body 10 and is connected to the support body 20. It is connected. The force receiving body 10 is supported by the support body 20 via the detection strain generating body 30. The detection strain body 30 may have any configuration, but for example, the detection strain body of the force detection device disclosed in Patent Document 1 may be applied. Hereinafter, an example in which the detection strain body of the force detection device is applied to the detection strain body 30 according to the present embodiment will be roughly described. It should be noted that in FIG. 3, the detailed illustration of the detection strain generating element 30 is omitted for the sake of clarity.

図4に示すように、検出起歪体30は、支持体20に固定された中間体31と、中間体31と受力体10とを接続する検出部Dとを有している。検出部Dは、受力体10が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形し、歪みが生じて、変位するように構成されている。この変位の大きさを検出することによって、力またはモーメントが検出素子40によって検出される。 As shown in FIG. 4, the detection strain generating body 30 has an intermediate body 31 fixed to the support body 20, and a detecting section D connecting the intermediate body 31 and the force receiving body 10. The detection unit D is configured to be elastically deformed by the action of the force or moment received by the force receiving body 10 to be distorted and displaced. By detecting the magnitude of this displacement, the force or moment is detected by the detection element 40.

図2に示すように、中間体31の平面形状は、受力体10および支持体20と同様に矩形平板状である。なお、中間体31の平面形状は、矩形に限られることはなく、円形、多角形、楕円形等の他の形状であってもよい。 As shown in FIG. 2, the planar shape of the intermediate body 31 is a rectangular flat plate shape like the force receiving body 10 and the support body 20. The planar shape of the intermediate body 31 is not limited to the rectangular shape, and may be another shape such as a circular shape, a polygonal shape, or an elliptical shape.

図4に示すように、検出部Dは、受力体10と中間体31とを接続するダイアフラム32を含んでいる。このダイアフラム32は、中間体31の上面に形成された円環状の溝部33と、中間体31の下面に形成された薄い円柱状の溝部34との間に形成されている。ダイアフラム32の厚みは薄く形成されている。これにより、ダイアフラム32は可撓性を有しており、板ばねとして機能している。また、ダイアフラム32は、導電性を有しており、後述する容量素子を構成する共通変位電極Edとして機能している。 As shown in FIG. 4, the detection unit D includes a diaphragm 32 that connects the force receiving body 10 and the intermediate body 31. The diaphragm 32 is formed between an annular groove portion 33 formed on the upper surface of the intermediate body 31 and a thin cylindrical groove portion 34 formed on the lower surface of the intermediate body 31. The diaphragm 32 is formed thin. As a result, the diaphragm 32 has flexibility and functions as a leaf spring. Further, the diaphragm 32 has conductivity and functions as a common displacement electrode Ed that constitutes a capacitive element described later.

ダイアフラム32と受力体10とは、力伝達部35によって接続されている。力伝達部35は、ダイアフラム32から上方に延びる第1円柱突起部36と、受力体10から下方に延びる第2円柱突起部37と、を含んでいる。第1円柱突起部36の下端は、ダイアフラム32に接続されている。第1円柱突起部36の上端に、第2円柱突起部37の下端が接続されている。受力体10の下面に、円環状の溝部38が形成されており、溝部38の上方に、肉薄部39が形成されている。第2円柱突起部37の上端は、肉薄部39に接続されている。肉薄部39は、可撓性を有しており、板ばねとして機能している。 The diaphragm 32 and the force receiving body 10 are connected by a force transmitting portion 35. The force transmission portion 35 includes a first columnar protrusion 36 extending upward from the diaphragm 32 and a second columnar protrusion 37 extending downward from the force receiving body 10. The lower end of the first cylindrical protrusion 36 is connected to the diaphragm 32. The lower end of the second columnar protrusion 37 is connected to the upper end of the first columnar protrusion 36. An annular groove 38 is formed on the lower surface of the force receiving body 10, and a thin portion 39 is formed above the groove 38. The upper end of the second cylindrical protrusion 37 is connected to the thin portion 39. The thin portion 39 has flexibility and functions as a leaf spring.

図2〜図4に示す例では、受力体10と中間体31とは、2つの力伝達部35によって接続されている。しかしながら、これに限られることはなく、受力体10と中間体31とを接続する力伝達部35の個数は、任意である。 In the example shown in FIGS. 2 to 4, the force receiving body 10 and the intermediate body 31 are connected by the two force transmitting portions 35. However, the number is not limited to this, and the number of force transmission portions 35 that connect the force receiving body 10 and the intermediate body 31 is arbitrary.

検出素子40は、検出部Dに生じた変位を検出するように構成されている。本実施の形態では、検出素子40は、容量素子として構成されており、受力体10または支持体20に設けられた固定電極Efと、検出起歪体30に設けられた共通変位電極Edと、を有している。共通変位電極Edと固定電極Efとは互いに対向している。 The detection element 40 is configured to detect the displacement generated in the detection unit D. In the present embodiment, the detection element 40 is configured as a capacitive element, and includes the fixed electrode Ef provided on the force receiving body 10 or the support body 20, and the common displacement electrode Ed provided on the detection strain generating body 30. ,have. The common displacement electrode Ed and the fixed electrode Ef face each other.

本実施の形態では、共通変位電極Edは、上述したダイアフラム32によって構成されている。固定電極Efは、中間体31の溝部34内に、複数設けられている。各固定電極Efは、支持体20の上面に固定されており、ダイアフラム32に対向している。 In the present embodiment, the common displacement electrode Ed is composed of the diaphragm 32 described above. A plurality of fixed electrodes Ef are provided in the groove 34 of the intermediate body 31. Each fixed electrode Ef is fixed to the upper surface of the support 20 and faces the diaphragm 32.

例えば、図5に示すように、5つの固定電極Efが、中間体31の溝部34内に設けられていてもよい。この場合、中央の固定電極Efに対してX軸方向における両外側と、Y軸方向における両外側にそれぞれ固定電極Efが配置されていてもよい。各固定電極Efと共通変位電極Edとが、それぞれ容量素子を構成している。このため、1つのダイアフラムに対して、複数の容量素子が形成されている。 For example, as shown in FIG. 5, five fixed electrodes Ef may be provided in the groove 34 of the intermediate body 31. In this case, the fixed electrodes Ef may be arranged on both outer sides in the X-axis direction and both outer sides in the Y-axis direction with respect to the central fixed electrode Ef. The fixed electrodes Ef and the common displacement electrode Ed each form a capacitive element. Therefore, a plurality of capacitive elements are formed for one diaphragm.

検出回路50は、検出素子40の検出結果に基づいて、検出起歪体30に作用した力またはモーメントを示す電気信号を出力する。この検出回路50は、例えばマイクロプロセッサにより構成された演算機能を有していてもよい。また、検出回路50は、上述した検出素子40から受信したアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換機能や、信号を増幅する機能を有してもよい。検出回路50は、電気信号を出力する端子を含んでいてもよく、この端子から電気ケーブル1300(図1参照)を介して上述した制御部1400に電気信号が送信される。 The detection circuit 50 outputs an electric signal indicating the force or moment acting on the detected strain generating element 30, based on the detection result of the detection element 40. The detection circuit 50 may have an arithmetic function including, for example, a microprocessor. Further, the detection circuit 50 may have an A/D conversion function of converting an analog signal received from the detection element 40 described above into a digital signal, and a function of amplifying the signal. The detection circuit 50 may include a terminal that outputs an electric signal, and the electric signal is transmitted from the terminal to the control unit 1400 described above via the electric cable 1300 (see FIG. 1 ).

次に、補助起歪体60A〜60Dの構成についてより詳細に説明する。 Next, the configurations of the auxiliary strain producing bodies 60A to 60D will be described in more detail.

図3および図4に示すように、補助起歪体60A〜60Dは、受力体10が受けた力またはモーメントの作用を受ける。すなわち、補助起歪体60A〜60Dは、受力体10と支持体20との間に配置されて、受力体10に接続されているとともに支持体20に接続されている。これにより、受力体10が力またはモーメントの作用を受けると、上述した検出起歪体30だけでなく、補助起歪体60A〜60Dでもその作用を受けて弾性変形し、歪みが生じて変位するように構成されている。なお、本実施の形態においては、補助起歪体60A〜60Dの変位の大きさは、上述した検出素子40によって検出されるようにはなっていない。このため、受力体10が受けた力またはモーメントは、補助起歪体60A〜60Dの変位の大きさではなく、検出起歪体30の検出部Dの変位の大きさから検出素子40によって検出される。 As shown in FIGS. 3 and 4, the auxiliary strain generating bodies 60</b>A to 60</b>D are affected by the force or moment received by the force receiving body 10. That is, the auxiliary strain generating bodies 60</b>A to 60</b>D are arranged between the force receiving body 10 and the support body 20, and are connected to the force receiving body 10 and the support body 20. As a result, when the force receiving body 10 is subjected to the action of a force or moment, not only the above-described detected strain generating body 30 but also the auxiliary strain generating bodies 60A to 60D are also elastically deformed due to the action thereof, and a strain is generated and displaced. Is configured to. In addition, in the present embodiment, the magnitude of the displacement of the auxiliary strain generating bodies 60A to 60D is not detected by the above-described detection element 40. Therefore, the force or moment received by the force receiving body 10 is detected by the detection element 40 from the magnitude of the displacement of the detecting portion D of the detection strain generating body 30, not the magnitude of the displacement of the auxiliary strain generating bodies 60A to 60D. To be done.

本実施の形態においては、複数の補助起歪体60A〜60Dが、受力体10および支持体20に接続されている。このことにより、受力体10が受けた力またはモーメントの作用が、複数の補助起歪体60A〜60Dで受けられて、各補助起歪体60A〜60Dが弾性変形して歪みを生じさせ、変位するようになる。複数の補助起歪体60A〜60Dは、Z軸方向で見たときに、検出起歪体30の周囲に配置されており、検出起歪体30よりも外側に配置されていてもよい。複数の補助起歪体60A〜60Dは、Z軸方向で見たときに検出起歪体30の周囲に均等に配置されていてもよい。 In the present embodiment, the plurality of auxiliary flexure bodies 60A to 60D are connected to the force receiving body 10 and the support body 20. Thereby, the action of the force or moment received by the force receiving body 10 is received by the plurality of auxiliary strain generating bodies 60A to 60D, and each of the auxiliary strain generating bodies 60A to 60D elastically deforms to generate strain, It will be displaced. The plurality of auxiliary strain generating bodies 60A to 60D are arranged around the detection strain generating body 30 when viewed in the Z-axis direction, and may be arranged outside the detection strain generating body 30. The plurality of auxiliary flexure elements 60A to 60D may be evenly arranged around the detected flexure element 30 when viewed in the Z-axis direction.

本実施の形態では、図2に示すように、4つの補助起歪体60A〜60Dが、受力体10と支持体20とに接続されている。4つの補助起歪体60A〜60Dは、Z軸方向で見たときに、検出起歪体30の周囲に配置されており、90°間隔で均等に配置されている。より具体的には、検出起歪体30に対してX軸方向における正側に補助起歪体60Aが配置され、Y軸方向における正側に補助起歪体60Bが配置されている。また、検出起歪体30に対してX軸方向における負側に補助起歪体60Cが配置され、Y軸方向における負側に補助起歪体60Dが配置されている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 2, four auxiliary strain generating bodies 60A to 60D are connected to the force receiving body 10 and the support body 20. The four auxiliary flexure elements 60A to 60D are arranged around the detection flexure element 30 when viewed in the Z-axis direction, and are evenly arranged at 90° intervals. More specifically, the auxiliary strain body 60A is arranged on the positive side in the X-axis direction with respect to the detected strain body 30, and the auxiliary strain body 60B is arranged on the positive side in the Y-axis direction. In addition, the auxiliary strain generating body 60C is arranged on the negative side in the X-axis direction with respect to the detected strain generating body 30, and the auxiliary strain generating body 60D is arranged on the negative side in the Y-axis direction.

なお、受力体10と支持体20とを接続する補助起歪体60A〜60Dの個数は4つであることに限られることはなく、3つ以下であってもよく、5つ以上であってもよく、任意である。この場合においても、補助起歪体60A〜60Dは、Z軸方向で見たときの検出起歪体30の周囲に均等に配置されていてもよい。 The number of the auxiliary strain generating bodies 60A to 60D that connect the force receiving body 10 and the support body 20 is not limited to four, and may be three or less, or five or more. However, it is optional. Also in this case, the auxiliary flexure elements 60A to 60D may be evenly arranged around the detected flexure element 30 when viewed in the Z-axis direction.

4つの補助起歪体60A〜60Dは、後述する傾動体61が延びる方向(第2方向)が異なる方向を向くように配置されている。すなわち、補助起歪体60Aおよび60Cの傾動体61の第2方向が、Y軸方向を向いており、補助起歪体60Bおよび60Dの傾動体61の第2方向が、X軸方向を向いている。しかしながら、各補助起歪体60A〜60Dは、同一構造を有している。このため、以下では、補助起歪体60Aを例にとって、より詳細に説明する。 The four auxiliary strain generating bodies 60A to 60D are arranged such that the tilting body 61, which will be described later, extends in a different direction (second direction). That is, the second direction of the tilting body 61 of the auxiliary strain generating bodies 60A and 60C faces the Y-axis direction, and the second direction of the tilting body 61 of the auxiliary strain generating bodies 60B and 60D faces the X-axis direction. There is. However, the respective auxiliary flexure elements 60A to 60D have the same structure. Therefore, the auxiliary flexure element 60A will be described in more detail below as an example.

補助起歪体60Aは、図6に示すように、受力体10と支持体20との間に配置された傾動体61と、受力体10と傾動体61とを接続する第1接続体62と、支持体20と傾動体61とを接続する第2接続体63と、を有している。 As shown in FIG. 6, the auxiliary strain generating body 60A is a tilting body 61 arranged between the force receiving body 10 and the supporting body 20, and a first connecting body connecting the force receiving body 10 and the tilting body 61. 62 and a second connection body 63 that connects the support body 20 and the tilting body 61.

傾動体61は、Z軸方向において、受力体10に離間するとともに支持体20に離間している。補助起歪体60Aの傾動体61は、Y軸方向を第2方向として延びている。本実施の形態では、傾動体61は、Z軸方向およびY軸方向に直交するX軸方向で見たときに(図6のように見たときに)矩形状に形成されている。傾動体61は、Y軸方向における寸法が、Z軸方向における寸法よりも大きく形成されており、第1接続体62および第2接続体63よりも可撓性が低くなるように形成されている。 The tilting body 61 is separated from the force receiving body 10 and the support body 20 in the Z-axis direction. The tilting body 61 of the auxiliary strain generating body 60A extends with the Y-axis direction as the second direction. In the present embodiment, the tilting body 61 is formed in a rectangular shape when viewed in the X-axis direction orthogonal to the Z-axis direction and the Y-axis direction (when viewed as in FIG. 6 ). The tilting body 61 is formed so that the dimension in the Y-axis direction is larger than the dimension in the Z-axis direction and is less flexible than the first connecting body 62 and the second connecting body 63. ..

第1接続体62および第2接続体63は、受力体10が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能になっている。本実施の形態では、第1接続体62および第2接続体63は、Z軸方向に延びている。第1接続体62および第2接続体63は、補助起歪体60AのうちY軸方向における寸法が、Z軸方向における寸法よりも小さく形成されており、傾動体61よりも可撓性が高くなるように形成されている。このため、第1接続体62および第2接続体63は、板ばねとして効果的に機能することができるようになっている。 The first connecting body 62 and the second connecting body 63 are elastically deformable by the action of the force or moment received by the force receiving body 10. In the present embodiment, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 extend in the Z-axis direction. The first connecting body 62 and the second connecting body 63 are formed so that the dimension in the Y-axis direction of the auxiliary strain body 60A is smaller than the dimension in the Z-axis direction, and are more flexible than the tilting body 61. Is formed. Therefore, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 can effectively function as a leaf spring.

第1接続体62の上端は、受力体10に接続され、下端は、傾動体61における受力体10の側の端部(上端部61a)に接続されている。第2接続体63の下端は、支持体20に接続され、上端は、傾動体61における支持体20の側の端部(下端部61b)に接続されている。第1接続体62と第2接続体63は、Y軸方向において互いに異なる位置に配置されている。第1接続体62と第2接続体63は、X軸方向において同じ位置に配置されている。 The upper end of the first connecting body 62 is connected to the force receiving body 10, and the lower end is connected to the end portion (upper end portion 61a) of the tilting body 61 on the side of the force receiving body 10. The lower end of the second connection body 63 is connected to the support body 20, and the upper end is connected to the end portion (lower end portion 61b) of the tilting body 61 on the support body 20 side. The first connection body 62 and the second connection body 63 are arranged at different positions in the Y-axis direction. The first connection body 62 and the second connection body 63 are arranged at the same position in the X-axis direction.

補助起歪体60Aは、アルミ合金や鉄合金などの金属材料で作製された板材から機械加工で形成されていてもよい。この場合、傾動体61、第1接続体62および第2接続体63は、X軸方向が厚み方向となるように板状に形成され、一体に連続状の板材で形成される。このことにより、補助起歪体60Aを容易に作製することができる。このように形成された補助起歪体60Aは、受力体10および支持体20にボルト等でそれぞれ固定されていてもよい。 The auxiliary strain body 60A may be formed by machining a plate material made of a metal material such as an aluminum alloy or an iron alloy. In this case, the tilting body 61, the first connecting body 62, and the second connecting body 63 are formed in a plate shape so that the X-axis direction is the thickness direction, and are integrally formed of a continuous plate material. As a result, the auxiliary flexure element 60A can be easily manufactured. The auxiliary flexure element 60A formed in this manner may be fixed to the force receiving body 10 and the support body 20 with bolts or the like.

ところで、図2および図7に示すように、補助起歪体60Aと補助起歪体60Bは、Z軸方向で見たときの検出起歪体30の周囲において互いに隣り合っている。補助起歪体60Aと、補助起歪体60Bとは、第1接続体62同士が互いに近づくように配置されている。すなわち、補助起歪体60A(第1補助起歪体に相当)の第1接続体62は、補助起歪体60Aの第2接続体63よりも補助起歪体60B(第2補助起歪体に相当)の側に配置されている。補助起歪体60Bの第1接続体62は、補助起歪体60Bの第2接続体63よりも補助起歪体60Aの側に配置されている。 By the way, as shown in FIGS. 2 and 7, the auxiliary strain generating body 60A and the auxiliary strain generating body 60B are adjacent to each other around the detected strain generating body 30 when viewed in the Z-axis direction. The auxiliary strain body 60A and the auxiliary strain body 60B are arranged such that the first connecting bodies 62 are close to each other. That is, the first connecting body 62 of the auxiliary flexure element 60A (corresponding to the first auxiliary flexure element) is more auxiliary than the second connecting body 63 of the auxiliary flexure element 60A. It is located on the side of). The first connecting body 62 of the auxiliary flexure body 60B is arranged closer to the auxiliary flexure body 60A than the second connecting body 63 of the auxiliary flexure body 60B.

同様に、図2に示すように、補助起歪体60Cと補助起歪体60Dは、Z軸方向で見たときの検出起歪体30の周囲において互いに隣り合っている。補助起歪体60Cと、補助起歪体60Dとは、第1接続体62同士が互いに近づくように配置されている。すなわち、補助起歪体60C(第1補助起歪体に相当)の第1接続体62は、補助起歪体60Cの第2接続体63よりも補助起歪体60D(第2補助起歪体に相当)の側に配置されている。補助起歪体60Dの第1接続体62は、補助起歪体60Dの第2接続体63よりも補助起歪体60Cの側に配置されている。 Similarly, as shown in FIG. 2, the auxiliary strain generating body 60C and the auxiliary strain generating body 60D are adjacent to each other around the detected strain generating body 30 when viewed in the Z-axis direction. The auxiliary strain body 60C and the auxiliary strain body 60D are arranged such that the first connecting bodies 62 are close to each other. That is, the first connecting body 62 of the auxiliary flexure body 60C (corresponding to the first auxiliary flexure body) is more subordinate to the auxiliary flexure body 60D (second auxiliary flexure body) than the second connecting body 63 of the auxiliary flexure body 60C. It is located on the side of). The first connection body 62 of the auxiliary flexure body 60D is arranged closer to the auxiliary flexure body 60C than the second connection body 63 of the auxiliary flexure body 60D.

一方、図2に示すように、補助起歪体60Bと補助起歪体60Cは、Z軸方向で見たときの検出起歪体30の周囲において互いに隣り合っている。補助起歪体60Bと補助起歪体60Cとは、第2接続体63同士が互いに近づくように配置されている。すなわち、補助起歪体60Bの第2接続体63は、補助起歪体60Bの第1接続体62よりも補助起歪体60Cの側に配置されている。補助起歪体60Cの第2接続体63は、補助起歪体60Cの第1接続体62よりも補助起歪体60Bの側に配置されている。 On the other hand, as shown in FIG. 2, the auxiliary flexure element 60B and the auxiliary flexure element 60C are adjacent to each other around the detected flexure element 30 when viewed in the Z-axis direction. The auxiliary strain body 60B and the auxiliary strain body 60C are arranged such that the second connecting bodies 63 are close to each other. That is, the second connecting body 63 of the auxiliary flexure body 60B is arranged closer to the auxiliary flexure body 60C than the first connecting body 62 of the auxiliary flexure body 60B. The second connecting body 63 of the auxiliary strain generating body 60C is arranged closer to the auxiliary strain generating body 60B than the first connecting body 62 of the auxiliary strain generating body 60C.

同様に、図2に示すように、補助起歪体60Dと補助起歪体60Aは、Z軸方向で見たときの検出起歪体30の周囲において互いに隣り合っている。補助起歪体60Dと補助起歪体60Aとは、第2接続体63同士が互いに近づくように配置されている。すなわち、補助起歪体60Dの第2接続体63は、補助起歪体60Dの第1接続体62よりも補助起歪体60Aの側に配置されている。補助起歪体60Aの第2接続体63は、補助起歪体60Aの第1接続体62よりも補助起歪体60Dの側に配置されている。 Similarly, as shown in FIG. 2, the auxiliary flexure element 60D and the auxiliary flexure element 60A are adjacent to each other around the detected flexure element 30 when viewed in the Z-axis direction. The auxiliary strain body 60D and the auxiliary strain body 60A are arranged such that the second connecting bodies 63 are close to each other. That is, the second connecting body 63 of the auxiliary flexure element 60D is arranged closer to the auxiliary flexure element 60A than the first connecting body 62 of the auxiliary flexure element 60D. The second connecting body 63 of the auxiliary strain generating body 60A is arranged closer to the auxiliary strain generating body 60D than the first connecting body 62 of the auxiliary strain generating body 60A.

図2〜図4に示すように、外装体80は、Z軸方向で見たときに、検出起歪体30および補助起歪体60A〜60Dを外側から覆うように構成されている。外装体80は、力覚センサ1を構成する筒状の筐体である。検出起歪体30および補助起歪体60A〜60Dは、外装体80に収容されている。本実施の形態では外装体80の平面断面形状(XY平面に沿う断面における形状)は矩形枠形状であるが、これに限られず、円形枠形状、多角形枠形状、楕円形枠形状等、他の形状であってもよい。 As shown in FIGS. 2 to 4, the exterior body 80 is configured to cover the detected strain producing body 30 and the auxiliary strain producing bodies 60A to 60D from the outside when viewed in the Z-axis direction. The exterior body 80 is a tubular housing that constitutes the force sensor 1. The detection strain generating body 30 and the auxiliary strain generating bodies 60</b>A to 60</b>D are housed in the exterior body 80. In the present embodiment, the planar cross-sectional shape (the shape in the cross section along the XY plane) of the outer package 80 is a rectangular frame shape, but it is not limited to this, and a circular frame shape, a polygonal frame shape, an elliptical frame shape, and the like. The shape may be.

図3および図4に示すように、外装体80は、支持体20に固定され、受力体10から離間している。外装体80の一方の開口部(図3および図4では上側の開口部)に受力体10が配置され、他方の開口部(図3および図4では下側の開口部)に支持体20が配置されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the exterior body 80 is fixed to the support body 20 and separated from the force receiving body 10. The force receiving body 10 is arranged in one opening (the upper opening in FIGS. 3 and 4) of the exterior body 80, and the support 20 is provided in the other opening (the lower opening in FIGS. 3 and 4). Are arranged.

より具体的には、支持体20は外装体80の下側の開口部を閉塞するように外装体80に固定されている。外装体80は、支持体20と一体的に構成されていてもよい。一方、受力体10と外装体80との間には隙間が設けられており、受力体10は、ロボットから受けた力またはモーメントの作用に応じて変位可能になっている。なお、防水性や防塵性を確保するために、受力体10と外装体80との間の隙間にゴム等の緩衝部材81が介在されていてもよい。 More specifically, the support body 20 is fixed to the exterior body 80 so as to close the lower opening of the exterior body 80. The exterior body 80 may be configured integrally with the support body 20. On the other hand, a gap is provided between the force receiving body 10 and the exterior body 80, and the force receiving body 10 can be displaced according to the action of the force or moment received from the robot. In order to secure waterproofness and dustproofness, a cushioning member 81 such as rubber may be interposed in the gap between the force receiving body 10 and the exterior body 80.

次に、このような構成からなる本実施の形態における力覚センサ1に力またはモーメントが作用した場合について説明する。 Next, a case where a force or a moment acts on the force sensor 1 of the present embodiment having such a configuration will be described.

受力体10が力またはモーメントの作用を受けると、その力またはモーメントが、受力体10の肉薄部39、第2円柱突起部37、および第1円柱突起部36に伝わり、可撓性を有するダイアフラム32が弾性変形して歪みが生じ、変位する。このことにより、検出素子40の共通変位電極Edとして機能するダイアフラム32と各固定電極Efとの間の距離が変化し、ダイアフラム32と各固定電極Efとの間の静電容量値が変化する。この静電容量値の変化が、検出部D(すなわち、ダイアフラム32)に生じた変位として検出素子40で検出される。この場合、Z軸方向の力の作用を受ける場合を除き、各固定電極Efとダイアフラム32との間の静電容量値は、固定電極Ef毎に異なり得る。このため、検出回路50は、検出素子40で検出された静電容量値の変化に基づいて、受力体10に作用した力またはモーメントの向きと大きさを検出することができる。 When the force receiving body 10 receives a force or a moment, the force or the moment is transmitted to the thin portion 39, the second cylindrical protrusion 37, and the first cylindrical protrusion 36 of the force receiving body 10 to provide flexibility. The diaphragm 32 included therein is elastically deformed and is distorted to be displaced. As a result, the distance between the diaphragm 32 that functions as the common displacement electrode Ed of the detection element 40 and each fixed electrode Ef changes, and the capacitance value between the diaphragm 32 and each fixed electrode Ef changes. The change in the electrostatic capacitance value is detected by the detection element 40 as a displacement generated in the detection unit D (that is, the diaphragm 32). In this case, the capacitance value between each fixed electrode Ef and the diaphragm 32 may be different for each fixed electrode Ef, except when the force of the Z-axis direction is applied. Therefore, the detection circuit 50 can detect the direction and magnitude of the force or moment acting on the force receiving body 10 based on the change in the capacitance value detected by the detection element 40.

受力体10が力またはモーメントの作用を受けた際、受力体10と支持体20とを接続する各補助起歪体60A〜60Dも、受力体10が受けた力またはモーメントの作用を受ける。より具体的には、その力またはモーメントが、各補助起歪体60A〜60Dの第1接続体62、傾動体61および第2接続体63に伝わり、可撓性を有する第1接続体62および第2接続体63が弾性変形して歪みを生じさせ、変位する。このことについて、図8および図9を用いて、より具体的に説明する。図8は、Y軸方向正側の力を受けた場合の補助起歪体60Aの変形状態を示す図であり、図9は、Z軸方向負側の力を受けた場合の補助起歪体60Aの変形状態を示す図である。 When the force receiving body 10 is subjected to the action of a force or moment, each of the auxiliary strain-generating bodies 60A to 60D connecting the force receiving body 10 and the support body 20 is also affected by the action of the force or moment received by the force receiving body 10. receive. More specifically, the force or moment is transmitted to the first connecting body 62, the tilting body 61 and the second connecting body 63 of each of the auxiliary strain generating bodies 60A to 60D, and the flexible first connecting body 62 and The second connecting body 63 is elastically deformed to generate a strain and is displaced. This will be described more specifically with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is a diagram showing a deformed state of the auxiliary strain-generating body 60A when receiving a force on the Y axis direction positive side, and FIG. 9 is a diagram showing a deformed state of the auxiliary strain generating body when receiving a force on the negative side in the Z axis direction. It is a figure which shows the deformation|transformation state of 60A.

例えば、受力体10にY軸方向正側に力Fyが作用した場合には、図8に示すように、補助起歪体60Aの第1接続体62および第2接続体63がY軸方向に弾性変形する。より具体的には、補助起歪体60Aの第1接続体62は、第2接続体63よりもY軸方向正側に配置されており、第1接続体62の上端が、下端よりもY軸方向正側に変位し、第1接続体62が、Y軸方向正側に倒れるようにZ軸方向に対して傾斜する。同様に、第2接続体63の上端が、下端よりもY軸方向正側に変位し、第2接続体63がY軸方向正側に倒れるようにZ軸方向に対して傾斜する。このようにして、受力体10に作用した力Fyが補助起歪体60Aにも作用し、補助起歪体60Aに歪みが生じ、変位する。受力体10にY軸方向負側に力Fyが作用した場合にも同様である。 For example, when the force Fy is applied to the force receiving body 10 on the Y axis direction positive side, as shown in FIG. 8, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 of the auxiliary flexure body 60A move in the Y axis direction. Elastically deforms. More specifically, the first connecting body 62 of the auxiliary flexure element 60A is arranged on the Y axis direction positive side of the second connecting body 63, and the upper end of the first connecting body 62 is Y higher than the lower end. The first connector 62 is displaced to the positive side in the axial direction, and the first connection body 62 is inclined to the positive side in the Y axis direction with respect to the Z axis direction. Similarly, the upper end of the second connecting body 63 is displaced to the Y axis direction positive side with respect to the lower end, and the second connecting body 63 is inclined with respect to the Z axis direction so as to fall to the Y axis direction positive side. In this way, the force Fy acting on the force receiving body 10 also acts on the auxiliary strain generating body 60A, and the auxiliary strain generating body 60A is distorted and displaced. The same applies when the force Fy acts on the force receiver 10 on the Y axis direction negative side.

なお、補助起歪体60Cの第1接続体62は第2接続体63よりもY軸方向負側に配置されているため、図8に示す補助起歪体60Aとは反対方向に第1接続体62および第2接続体63が傾斜するように弾性変形して歪みを生じさせ、変位する。 Since the first connecting body 62 of the auxiliary strain generating body 60C is arranged on the Y axis direction negative side of the second connecting body 63, the first connecting body 62 is connected in the opposite direction to the auxiliary strain generating body 60A shown in FIG. The body 62 and the second connecting body 63 are elastically deformed so as to incline, generate strain, and are displaced.

補助起歪体60Bおよび補助起歪体60Dの第1接続体62および第2接続体63は、Y軸方向が厚み方向となるように配置されているため、Y軸方向正側の力Fyに対しては、厚み方向に撓むように弾性変形して歪みを生じさせ、変位する。この場合、第1接続体62、第2接続体63および傾動体61は、Y軸方向正側に倒れるようにZ軸方向に対して傾斜するようになる。 Since the first connecting body 62 and the second connecting body 63 of the auxiliary strain generating body 60B and the auxiliary strain generating body 60D are arranged such that the Y axis direction is the thickness direction, the force Fy on the Y axis direction positive side is applied. On the other hand, it is elastically deformed so as to bend in the thickness direction to generate a strain and is displaced. In this case, the first connecting body 62, the second connecting body 63, and the tilting body 61 are inclined with respect to the Z-axis direction so as to fall to the Y axis direction positive side.

受力体10にX軸方向の力Fxが作用した場合においても同様に、補助起歪体60Bおよび補助起歪体60Dの第1接続体62および第2接続体63が、X軸方向に倒れるようにZ軸方向に対して傾斜するように弾性変形する。補助起歪体60Aおよび補助起歪体60Cは、厚み方向に撓むように弾性変形して歪みを生じさせ、変位する。 Similarly, when the force Fx in the X-axis direction acts on the force receiving body 10, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 of the auxiliary strain generating body 60B and the auxiliary strain generating body 60D similarly fall in the X axis direction. As described above, it elastically deforms so as to be inclined with respect to the Z-axis direction. The auxiliary strain generating body 60A and the auxiliary strain generating body 60C are elastically deformed so as to bend in the thickness direction, generate strain, and are displaced.

また、例えば、受力体10にZ軸方向負側に力Fzが作用した場合には、第1接続体62および第2接続体63がZ軸方向に延びているため、図9に示すように、補助起歪体60Aの傾動体61が弾性変形する。より具体的には、傾動体61は、第1接続体62から下方向の力を受けて、傾動体61のY軸方向正側の端部が下方に変位する。一方、第2接続体63は、支持体20に支持されているため、傾動体61のY軸方向負側の端部は、下方への変位が防止される。このため、傾動体61は、図9に示すように傾斜する。このようにして、受力体10に作用した力Fzが補助起歪体60Aにも作用し、補助起歪体60Aに歪みが生じ、変位する。補助起歪体60B、補助起歪体60Cおよび補助起歪体60Dも同様に弾性変形して歪みを生じさせ、変位する。 Further, for example, when the force Fz acts on the force receiving body 10 on the Z axis direction negative side, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 extend in the Z axis direction, and therefore, as shown in FIG. Then, the tilting body 61 of the auxiliary strain generating body 60A elastically deforms. More specifically, the tilting body 61 receives a downward force from the first connecting body 62, and the end of the tilting body 61 on the Y axis direction positive side is displaced downward. On the other hand, since the second connecting body 63 is supported by the supporting body 20, the end of the tilting body 61 on the Y axis direction negative side is prevented from being displaced downward. Therefore, the tilting body 61 tilts as shown in FIG. In this way, the force Fz acting on the force receiving body 10 also acts on the auxiliary strain generating body 60A, and the auxiliary strain generating body 60A is distorted and displaced. The auxiliary strain generating body 60B, the auxiliary strain generating body 60C, and the auxiliary strain generating body 60D are similarly elastically deformed to generate strain and are displaced.

図示しないが、その他の方向を向く力や、各軸周りのモーメントが受力体10に作用した場合であっても、各補助起歪体60A〜60Dは弾性変形して歪みを生じさせ、変位する。 Although not shown, even when a force directed in another direction or a moment around each axis acts on the force receiving body 10, each of the auxiliary strain-generating bodies 60A to 60D elastically deforms to generate a strain and a displacement. To do.

このため、本実施の形態による補助起歪体60A〜60Dを用いた場合には、受力体10が受けた力またはモーメントの作用を、検出起歪体30で受けて歪みを生じさせるだけでなく、補助起歪体60A〜60Dでも受けて歪みを生じさせることができる。このため、検出起歪体30に生じる応力を低減することができ、力覚センサ1の強度を向上させることができる。 Therefore, when the auxiliary strain generating bodies 60A to 60D according to the present embodiment are used, it is only necessary to receive the action of the force or moment received by the force receiving body 10 by the detected strain generating body 30 to cause the strain. Instead, the auxiliary strain-generating bodies 60A to 60D can receive and generate strain. Therefore, the stress generated in the detected strain generating element 30 can be reduced, and the strength of the force sensor 1 can be improved.

また、Y軸方向の力Fyに対しては、本実施の形態による補助起歪体60A〜60Dは変形しやすくなっている。この場合、X軸方向の力Fxに対しても、本実施の形態による補助起歪体60A〜60Dは変形しやすくなっている。このことにより、Z軸周りのモーメントMzに対しても、本実施の形態による補助起歪体60A〜60Dは変形しやすくなっている。一方、Z軸方向の力Fzに対しては、本実施の形態による補助起歪体60A〜60Dは変形し難くなっている。この場合、X軸周りのモーメントMxおよびY軸周りのモーメントMyに対しても、本実施の形態による補助起歪体60A〜60Dは変形し難くなっている。このため、本実施の形態による補助起歪体60A〜60Dを用いた場合には、Z軸方向の力Fz、X軸周りのモーメントMxおよびY軸周りのモーメントMyに対する検出起歪体30の検出部Dの変位を抑制することができる。この場合、力Fz、モーメントMx、Myの作用により検出起歪体30の内部に生じる応力を低減することができ、力覚センサ1の強度を向上させることができる。このように、補助起歪体60A〜60Dを設けることにより、各力(Fx、Fy、Fz)および各モーメント(Mx、My、Mz)に対する強度のバランスを向上させることができ、各力と各モーメントの感度および定格値を揃えることができる。すなわち、各力および各モーメントに対する検出起歪体30の強度のバランスが崩れている場合であっても、補助起歪体60A〜60Dの形状や配置向きを調整することにより、各力および各モーメントに対する強度のバランスを向上させることができる。 Further, the auxiliary strain-generating bodies 60A to 60D according to the present embodiment are easily deformed by the force Fy in the Y-axis direction. In this case, the auxiliary flexure elements 60A to 60D according to the present embodiment are easily deformed by the force Fx in the X-axis direction. As a result, the auxiliary flexure elements 60A to 60D according to the present embodiment are easily deformed even with respect to the moment Mz about the Z axis. On the other hand, with respect to the force Fz in the Z-axis direction, the auxiliary flexure elements 60A to 60D according to the present embodiment are less likely to be deformed. In this case, the auxiliary flexure elements 60A to 60D according to the present embodiment are less likely to be deformed with respect to the moment Mx about the X axis and the moment My about the Y axis. Therefore, when the auxiliary strain generating bodies 60A to 60D according to the present embodiment are used, detection of the detected strain generating body 30 with respect to the force Fz in the Z-axis direction, the moment Mx about the X axis, and the moment My about the Y axis. The displacement of the portion D can be suppressed. In this case, the stress generated inside the detected strain generating element 30 due to the action of the force Fz and the moments Mx and My can be reduced, and the strength of the force sensor 1 can be improved. In this way, by providing the auxiliary flexure elements 60A to 60D, it is possible to improve the balance of strength for each force (Fx, Fy, Fz) and each moment (Mx, My, Mz), and each force and each Moment sensitivity and rated values can be made uniform. That is, even when the balance of the strength of the detected flexure element 30 with respect to each force and each moment is lost, each force and each moment can be adjusted by adjusting the shape and the arrangement direction of the auxiliary flexure elements 60A to 60D. The balance of strength can be improved.

このように本実施の形態によれば、受力体10と支持体20とが補助起歪体60A〜60Dによって接続され、補助起歪体60A〜60Dが、受力体10が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する。このことにより、検出起歪体30に生じる応力を低減することができ、力覚センサ1の強度を向上させることができる。この場合、力覚センサ1の破損を防止することができる。また、補助起歪体60A〜60Dの形状や配置向きを調整することにより、各力(Fx、Fy、Fz)および各モーメント(Mx、My、Mz)に対する強度のバランスを向上させることができ、各力および各モーメントの感度のバランスおよび定格値のバランスを向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, the force receiving body 10 and the support body 20 are connected by the auxiliary strain generating bodies 60A to 60D, and the auxiliary strain generating bodies 60A to 60D receive the force received by the force receiving body 10 or Elastically deformed by the action of a moment. As a result, the stress generated in the detected strain generating element 30 can be reduced, and the strength of the force sensor 1 can be improved. In this case, the force sensor 1 can be prevented from being damaged. In addition, by adjusting the shape and arrangement direction of the auxiliary strain generating bodies 60A to 60D, it is possible to improve the balance of strength for each force (Fx, Fy, Fz) and each moment (Mx, My, Mz), The balance of sensitivity of each force and each moment and the balance of rated values can be improved.

また、本実施の形態によれば、補助起歪体60A〜60Dの傾動体61は、第1接続体62を介して受力体10に接続されるとともに、第2接続体63を介して支持体20に接続されており、第1接続体62および第2接続体63が、受力体10が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する。このことにより、受力体10が受けた力またはモーメントの作用により第1接続体62および第2接続体63が弾性変形して歪みを生じさせ、変位させることができる。このため、検出起歪体30に生じる応力を低減することができ、力覚センサ1の強度を向上させることができる。また、第1接続体62と第2接続体63との間に傾動体61を設けることにより、補助起歪体60A〜60Dの設計の融通性を向上させることができる。すなわち、第1接続体62の寸法および第2接続体63の寸法だけでなく傾動体61の寸法などを設計パラメータに加えることができ、補助起歪体60A〜60Dを容易に設計することができ、各力および各モーメントに対する強度のバランスを容易に向上させることができる。 Further, according to the present embodiment, the tilting body 61 of each of the auxiliary strain generating bodies 60A to 60D is connected to the force receiving body 10 via the first connecting body 62 and is supported via the second connecting body 63. The first connecting body 62 and the second connecting body 63, which are connected to the body 20, are elastically deformed by the action of the force or moment received by the force receiving body 10. As a result, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 are elastically deformed and distorted by the action of the force or moment received by the force receiving body 10, and can be displaced. Therefore, the stress generated in the detected strain generating element 30 can be reduced, and the strength of the force sensor 1 can be improved. In addition, by providing the tilting body 61 between the first connecting body 62 and the second connecting body 63, it is possible to improve the design flexibility of the auxiliary strain generating bodies 60A to 60D. That is, not only the dimensions of the first connecting body 62 and the second connecting body 63 but also the dimensions of the tilting body 61 can be added to the design parameters, and the auxiliary strain generating bodies 60A to 60D can be easily designed. The balance of strength for each force and each moment can be easily improved.

また、本実施の形態によれば、補助起歪体60A〜60Dの第1接続体62と第2接続体63が、X軸方向またはY軸方向において互いに異なる位置に配置されている。このことにより、Z軸方向に直交する方向(例えば、X軸方向またはY軸方向)の力に対して補助起歪体60A〜60Dを変位しやすくすることができる。このため、当該方向の力に対して検出起歪体30の検出部D(ダイアフラム32)の変位を大きくすることができ、当該方向の力の検出精度を向上させることができる。 Further, according to the present embodiment, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 of the auxiliary strain producing bodies 60A to 60D are arranged at positions different from each other in the X-axis direction or the Y-axis direction. This makes it easy to displace the auxiliary flexure elements 60A to 60D with respect to the force in the direction orthogonal to the Z-axis direction (for example, the X-axis direction or the Y-axis direction). Therefore, the displacement of the detection unit D (diaphragm 32) of the detection strain generating body 30 can be increased with respect to the force in the direction, and the detection accuracy of the force in the direction can be improved.

また、本実施の形態によれば、補助起歪体60Aの第1接続体62が、補助起歪体60Aの第2接続体63よりも補助起歪体60Bの側に配置され、補助起歪体60Bの第1接続体62が、補助起歪体60Bの第2接続体63よりも補助起歪体60Aの側に配置されている。このことにより、X軸方向の力Fx、Y軸方向の力FyまたはZ軸周りのモーメントMzが作用した場合に、補助起歪体60Aおよび補助起歪体60Bのうちの一方の補助起歪体の第1接続体62および第2接続体63が、受力体10がZ軸方向に変位することを規制することができる。また、補助起歪体60Cの第1接続体62が、補助起歪体60Cの第2接続体63よりも補助起歪体60Dの側に配置され、補助起歪体60Dの第1接続体62は、補助起歪体60Dの第2接続体63よりも補助起歪体60Cの側に配置されている。このことにより、同様にして、X軸方向の力Fx、Y軸方向の力FyまたはZ軸周りのモーメントMzが作用した場合に、受力体10が回転しながらZ軸方向に変位することを規制することができる。 Further, according to the present embodiment, the first connecting body 62 of the auxiliary strain generating body 60A is arranged closer to the auxiliary strain generating body 60B than the second connecting body 63 of the auxiliary strain generating body 60A, The first connection body 62 of the body 60B is arranged closer to the auxiliary strain body 60A than the second connection body 63 of the auxiliary strain body 60B. As a result, when the force Fx in the X-axis direction, the force Fy in the Y-axis direction, or the moment Mz about the Z-axis acts, one of the auxiliary strain body 60A and the auxiliary strain body 60B is operated. The first connecting body 62 and the second connecting body 63 can regulate the displacement of the force receiving body 10 in the Z-axis direction. In addition, the first connecting body 62 of the auxiliary flexure element 60C is arranged closer to the auxiliary flexure element 60D than the second connecting body 63 of the auxiliary flexure element 60C, and the first connecting body 62 of the auxiliary flexure element 60D. Are arranged closer to the auxiliary strain-generating body 60C than the second connecting body 63 of the auxiliary strain-generating body 60D. Accordingly, similarly, when the force Fx in the X-axis direction, the force Fy in the Y-axis direction, or the moment Mz about the Z-axis acts, the force receiving body 10 is displaced in the Z-axis direction while rotating. Can be regulated.

なお、受力体10が回転しながらZ軸方向に変位することを許容できる場合には、第1接続体62と第2接続体63とが検出起歪体30の周囲において交互に配置されるようにしてもよい。すなわち、補助起歪体60Aの第1接続体62が、補助起歪体60Aの第2接続体63よりも補助起歪体60Bの側に配置され、補助起歪体60Bの第2接続体63が、補助起歪体60Bの第1接続体62よりも補助起歪体60Aの側に配置されていてもよい。他の補助起歪体についても同様である。 When the force receiving body 10 can be allowed to displace in the Z-axis direction while rotating, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 are alternately arranged around the detection strain generating body 30. You may do it. That is, the first connection body 62 of the auxiliary flexure body 60A is arranged closer to the auxiliary flexure body 60B than the second connection body 63 of the auxiliary flexure body 60A, and the second connection body 63 of the auxiliary flexure body 60B is disposed. However, it may be arranged closer to the auxiliary flexure element 60A than the first connection body 62 of the auxiliary flexure element 60B. The same applies to other auxiliary flexure elements.

また、本実施の形態によれば、補助起歪体60A〜60Dの第1接続体62が、傾動体61の上端部61aに接続され、第2接続体63が、傾動体61の下端部61bに接続されている。このことにより、補助起歪体60A〜60Dの形状を簡素化することができる。この場合、補助起歪体60A〜60Dを機械加工で容易に作製することができる。 Moreover, according to this Embodiment, the 1st connection body 62 of auxiliary strain generating bodies 60A-60D is connected to the upper end part 61a of the tilting body 61, and the 2nd connection body 63 is the lower end part 61b of the tilting body 61. It is connected to the. As a result, the shapes of the auxiliary flexure elements 60A to 60D can be simplified. In this case, the auxiliary flexure elements 60A to 60D can be easily manufactured by machining.

また、本実施の形態によれば、補助起歪体60A〜60Dの第1接続体62および第2接続体63が、Z軸方向に延びている。このことにより、補助起歪体60A〜60DをZ軸方向に変形し難くすることができる。このため、Z軸方向の力Fz、X軸周りのモーメントMxおよびY軸周りのモーメントMyに対する検出部Dの変位を抑制することができるとともに、力覚センサ1の強度をより一層向上させることができる。また、Y軸方向の力Fyに対して、Y軸方向に延びる傾動体61を有する補助起歪体60Aおよび補助起歪体60Cの弾性変形のしやすさに指向性が生じることを抑制することができる。例えば、Y軸方向正側の力Fyに対する補助起歪体60A、60Cの変位の大きさと、Y軸方向負側の力Fyに対する補助起歪体60A、60Cの変位の大きさとが、相違することを抑制できる。X軸方向の力Fxに対して、X軸方向に延びる傾動体61を有する補助起歪体60B、60Dについても同様である。このため、補助起歪体60A〜60Dを用いた場合であっても、検出起歪体30による力またはモーメントの検出精度が低下することを抑制することができる。 Further, according to the present embodiment, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 of the auxiliary strain producing bodies 60A to 60D extend in the Z-axis direction. This makes it difficult to deform the auxiliary flexure elements 60A to 60D in the Z-axis direction. Therefore, it is possible to suppress the displacement of the detection unit D with respect to the force Fz in the Z-axis direction, the moment Mx about the X-axis, and the moment My about the Y-axis, and it is possible to further improve the strength of the force sensor 1. it can. Further, with respect to the force Fy in the Y-axis direction, it is possible to suppress the occurrence of directivity in the ease of elastic deformation of the auxiliary strain generating body 60A and the auxiliary strain generating body 60C having the tilting body 61 extending in the Y axis direction. You can For example, the magnitude of displacement of the auxiliary strain generating bodies 60A and 60C with respect to the force Fy on the Y axis direction positive side and the magnitude of displacement of the auxiliary strain generating bodies 60A and 60C with respect to the force Fy on the Y axis direction negative side are different. Can be suppressed. The same applies to the auxiliary strain-generating bodies 60B and 60D having the tilting body 61 extending in the X-axis direction with respect to the force Fx in the X-axis direction. Therefore, even when the auxiliary strain generating bodies 60A to 60D are used, it is possible to prevent the detection accuracy of the force or moment by the detecting strain generating body 30 from decreasing.

以下、上述した本実施の形態に対する変形例について説明する。ここでは、代表的に、補助起歪体60Aを例にとって説明するが、補助起歪体60B〜60Dにも同様にその変形例を適用することができる。 Hereinafter, a modification of the above-described embodiment will be described. Here, the auxiliary flexure element 60A will be described as an example, but the modified example can be similarly applied to the auxiliary flexure elements 60B to 60D.

(第1の変形例)
なお、上述した本実施の形態においては、補助起歪体60Aの第1接続体62が、傾動体61の上端部61aに接続され、第2接続体63が、傾動体61の下端部61bに接続されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図10に示すように、第1接続体62は、傾動体61の下端部61bに接続され、第2接続体63が、傾動体61の上端部61aに接続されていてもよい。図10は、補助起歪体60Aの第1の変形例を示す正面図である。
(First modification)
In addition, in the above-described present embodiment, the first connecting body 62 of the auxiliary flexure body 60A is connected to the upper end portion 61a of the tilting body 61, and the second connecting body 63 is connected to the lower end portion 61b of the tilting body 61. The connected example was explained. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 10, the first connecting body 62 is connected to the lower end portion 61 b of the tilting body 61 and the second connecting body 63 is connected to the upper end portion 61 a of the tilting body 61. May be connected to. FIG. 10 is a front view showing a first modified example of the auxiliary flexure element 60A.

図10に示す第1の変形例によれば、第1接続体62の長さ(または線路長)および第2接続体63の長さ(または線路長)を確保しつつ、受力体10と支持体20との間の寸法(力覚センサ1の高さ寸法)を低減することができる。この場合、図10に示すように、第1接続体62および第2接続体63は、L字状に形成されていてもよい。第1接続体62のうちZ軸方向に延びる部分と傾動体61との間には、スリット64が形成される。このことにより、受力体10から傾動体61までの第1接続体62の長さを確保することができ、第1接続体62をY軸方向に弾性変形しやすくすることができる。同様に、第2接続体63のうちZ軸方向に延びる部分と傾動体61との間には、スリット65が形成される。このことにより、支持体20から傾動体61までの第2接続体63の長さを確保することができ、第2接続体63をY軸方向に弾性変形しやすくすることができる。 According to the first modification example shown in FIG. 10, while the length of the first connecting body 62 (or the line length) and the length of the second connecting body 63 (or the line length) are ensured, The dimension between the support 20 and the height sensor (height dimension of the force sensor 1) can be reduced. In this case, as shown in FIG. 10, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 may be formed in an L shape. A slit 64 is formed between the tilting body 61 and a portion of the first connecting body 62 that extends in the Z-axis direction. As a result, the length of the first connecting body 62 from the force receiving body 10 to the tilting body 61 can be secured, and the first connecting body 62 can be easily elastically deformed in the Y-axis direction. Similarly, a slit 65 is formed between the tilting body 61 and a portion of the second connecting body 63 extending in the Z-axis direction. As a result, the length of the second connecting body 63 from the supporting body 20 to the tilting body 61 can be secured, and the second connecting body 63 can be easily elastically deformed in the Y-axis direction.

(第2の変形例)
また、上述した本実施の形態においては、補助起歪体60Aの第1接続体62および第2接続体63が、Z軸方向に延びている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図11に示すように、第1接続体62および第2接続体63は、Z軸方向に対して傾斜する方向に延びていてもよい。図11は、補助起歪体60Aの第2の変形例を示す正面図である。
(Second modification)
Further, in the above-described present embodiment, the example in which the first connecting body 62 and the second connecting body 63 of the auxiliary strain generating body 60A extend in the Z-axis direction has been described. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 11, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 may extend in a direction inclined with respect to the Z-axis direction. FIG. 11 is a front view showing a second modification of the auxiliary flexure element 60A.

図11に示す第2の変形例によれば、補助起歪体60AをZ軸方向に変形しやすくすることができる。このため、Z軸方向の力Fz、X軸周りのモーメントMxおよびY軸周りのモーメントMyに対して検出起歪体30の検出部Dの変位を大きくすることができ、Z軸方向の力の検出精度を向上させることができる。なお、図11に示す傾動体61は、X軸方向で見たときに、第1接続体62および第2接続体63に沿うように平行四辺形状に形成されていてもよい。 According to the second modification shown in FIG. 11, the auxiliary flexure element 60A can be easily deformed in the Z-axis direction. Therefore, the displacement of the detection portion D of the detected strain element 30 can be increased with respect to the force Fz in the Z-axis direction, the moment Mx about the X-axis, and the moment My about the Y-axis, and the force in the Z-axis direction can be increased. The detection accuracy can be improved. The tilting body 61 shown in FIG. 11 may be formed in a parallelogram shape along the first connecting body 62 and the second connecting body 63 when viewed in the X-axis direction.

また、図11に示す補助起歪体60Aを、同じ向きで2つ並べてもよい。例えば、検出起歪体30に対してX軸方向正側に、傾動体61がY方向に延びる2つの補助起歪体60Aが配置され、これら2つの補助起歪体60Aの第1接続体62同士が互いに近づくように配置されていてもよい。一方の補助起歪体60Aの第1接続体62は、当該補助起歪体60Aの第2接続体63よりも他方の補助起歪体60Bの側に配置され、他方の補助起歪体60Bの第1接続体62は、他方の補助起歪体60Bの第2接続体63よりも一方の補助起歪体60Aの側に配置されていてもよい。このことにより、X軸方向で見たときに、一方の補助起歪体60Aの第1接続体62および第2接続体63と、他方の補助起歪体60Bの第1接続体62および第2接続体63を、逆V字状に配置することができる。このため、X軸方向の力Fx、Y軸方向の力FyまたはZ軸周りのモーメントMzが作用した場合に、2つの補助起歪体60Aのうちの一方が、受力体10がZ軸方向に変位することを規制することができる。 Further, two auxiliary flexure elements 60A shown in FIG. 11 may be arranged in the same direction. For example, two auxiliary flexure bodies 60A in which the tilting body 61 extends in the Y direction are arranged on the X axis direction positive side with respect to the detected flexure body 30, and the first connecting body 62 of these two auxiliary flexure bodies 60A is arranged. They may be arranged so that they are close to each other. The 1st connection body 62 of one auxiliary strain generating body 60A is arrange|positioned rather than the 2nd connection body 63 of the said auxiliary strain generating body 60A at the side of the other auxiliary strain generating body 60B, and the other auxiliary strain generating body 60B. The 1st connection body 62 may be arrange|positioned rather than the 2nd connection body 63 of the other auxiliary|assistant strain body 60B at the one auxiliary|assistant strain body 60A side. As a result, when viewed in the X-axis direction, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 of the one auxiliary strain generating body 60A and the first connecting body 62 and the second connecting body 62 of the other auxiliary strain generating body 60B. The connection body 63 can be arranged in an inverted V shape. Therefore, when the force Fx in the X-axis direction, the force Fy in the Y-axis direction, or the moment Mz about the Z-axis acts, one of the two auxiliary flexure elements 60A causes the force receiving body 10 to move in the Z-axis direction. It is possible to regulate the displacement to.

(第3の変形例)
また、上述した本実施の形態においては、補助起歪体60Aの第1接続体62および第2接続体63が、Z軸方向に延びている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図12に示すように、補助起歪体60Aの第1接続体62および第2接続体63は、X軸方向(第1方向および第2方向に直交する方向)で見たときに湾曲していてもよい。図12は、補助起歪体60Aの第3の変形例を示す正面図である。
(Third Modification)
Further, in the above-described present embodiment, the example in which the first connecting body 62 and the second connecting body 63 of the auxiliary strain generating body 60A extend in the Z-axis direction has been described. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 12, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 of the auxiliary strain producing body 60A are orthogonal to the X-axis direction (the first direction and the second direction). It may be curved when viewed in the direction (to do). FIG. 12 is a front view showing a third modified example of the auxiliary flexure element 60A.

図12に示す第3の変形例によれば、第1接続体62および第2接続体63を弾性変形しやすくすることができる。 According to the third modification example shown in FIG. 12, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 can be easily elastically deformed.

また、図12に示すように、X軸方向で見たときの第1接続体62の輪郭62pと傾動体61の輪郭61pとが、R輪郭部68aを介して接続されていてもよい。このことにより、第1接続体62と傾動体61との接続部において、応力を緩和させることができ、応力集中を抑制できる。このため、力覚センサ1の信頼性を向上させることができる。また、第2接続体63の輪郭63pと傾動体61の輪郭61pとが、R輪郭部68aを介して接続されていてもよい。このことにより、第2接続体63と傾動体61との接続部において、応力を緩和させることができ、応力集中を抑制できる。このため、力覚センサ1の信頼性を向上させることができる。すなわち、第1接続体62の輪郭62pおよび第2接続体63の輪郭63pの両方が、傾動体61の輪郭61pとR輪郭部68aを介して接続されていてもよく、第1接続体62の輪郭62pおよび第2接続体63の輪郭63pの一方が、傾動体61の輪郭61pとR輪郭部68aを介して接続されていてもよい。R輪郭部68aのR寸法は、例えば、2mm〜5mmであってもよい。後述するR輪郭部68bについても同様である。なお、このR輪郭部68aは、図12に示す補助起歪体60Aに適用されることに限られることはなく、図6等に示す他の補助起歪体60Aにも適用することができる。 Further, as shown in FIG. 12, the contour 62p of the first connecting body 62 and the contour 61p of the tilting body 61 when viewed in the X-axis direction may be connected via the R contour portion 68a. As a result, stress can be relieved and stress concentration can be suppressed at the connecting portion between the first connecting body 62 and the tilting body 61. Therefore, the reliability of the force sensor 1 can be improved. Further, the contour 63p of the second connecting body 63 and the contour 61p of the tilting body 61 may be connected via the R contour portion 68a. As a result, stress can be relieved and stress concentration can be suppressed at the connecting portion between the second connecting body 63 and the tilting body 61. Therefore, the reliability of the force sensor 1 can be improved. That is, both the contour 62p of the first connecting body 62 and the contour 63p of the second connecting body 63 may be connected to each other via the contour 61p of the tilting body 61 and the R contour portion 68a. One of the contour 62p and the contour 63p of the second connecting body 63 may be connected to the contour 61p of the tilting body 61 via the R contour portion 68a. The R dimension of the R contour portion 68a may be, for example, 2 mm to 5 mm. The same applies to the R contour portion 68b described later. The R contour portion 68a is not limited to being applied to the auxiliary flexure element 60A shown in FIG. 12, but can be applied to other auxiliary flexure elements 60A shown in FIG. 6 and the like.

また、図12に示すように、第1接続体62は、第1台座66を介して受力体10に接続されていてもよい。このことにより、湾曲した第1接続体62であっても、第1台座66によって受力体10に安定して取り付けることができる。一方、第2接続体63は、第2台座67を介して支持体20に接続されていてもよい。このことにより、湾曲した第2接続体63であっても、第2台座67によって支持体20に安定して取り付けることができる。例えば、第1台座66、第1接続体62、傾動体61、第2接続体63および第2台座67を、一体に連続状の板材で形成されてもよく、この場合には、第1台座66はボルト等で受力体10に固定されてもよく、第2台座67はボルト等で支持体20に固定されてもよい。なお、第1台座66および第2台座67は、図12に示す補助起歪体60Aに適用されることに限られることはなく、図6等に示す他の補助起歪体60Aにも適用することができる。 Further, as shown in FIG. 12, the first connecting body 62 may be connected to the force receiving body 10 via the first pedestal 66. Accordingly, even the curved first connecting body 62 can be stably attached to the force receiving body 10 by the first pedestal 66. On the other hand, the second connection body 63 may be connected to the support body 20 via the second pedestal 67. As a result, even the curved second connection body 63 can be stably attached to the support body 20 by the second pedestal 67. For example, the first pedestal 66, the first connection body 62, the tilting body 61, the second connection body 63, and the second pedestal 67 may be integrally formed by a continuous plate material. In this case, the first pedestal 66 may be fixed to the force receiving body 10 with a bolt or the like, and the second pedestal 67 may be fixed to the support body 20 with a bolt or the like. It should be noted that the first pedestal 66 and the second pedestal 67 are not limited to being applied to the auxiliary flexure element 60A shown in FIG. 12, and are also applied to other auxiliary flexure elements 60A shown in FIG. 6 and the like. be able to.

また、図12に示すように、X軸方向で見たときの補助起歪体60Aの第1接続体62の輪郭62pと第1台座66の輪郭66pとが、R輪郭部68bを介して接続されていてもよい。このことにより、第1接続体62と第1台座66との接続部において、応力を緩和させることができ、応力集中を抑制できる。また、補助起歪体60Aの第2接続体63の輪郭63pと第2台座67の輪郭67pとが、R輪郭部68bを介して接続されていてもよい。このことにより、第2接続体63と第2台座67との接続部においても、応力を緩和させることができ、応力集中を抑制できる。このため、力覚センサ1の信頼性を向上させることができる。 Further, as shown in FIG. 12, the contour 62p of the first connecting body 62 and the contour 66p of the first pedestal 66 of the auxiliary flexure element 60A when viewed in the X-axis direction are connected via the R contour portion 68b. It may have been done. As a result, the stress can be relieved and the stress concentration can be suppressed at the connection portion between the first connection body 62 and the first pedestal 66. Further, the contour 63p of the second connecting body 63 of the auxiliary strain generating body 60A and the contour 67p of the second pedestal 67 may be connected via the R contour portion 68b. As a result, the stress can be relieved and the stress concentration can be suppressed also in the connection portion between the second connection body 63 and the second pedestal 67. Therefore, the reliability of the force sensor 1 can be improved.

(第4の変形例)
また、上述した本実施の形態においては、補助起歪体60Aの第1接続体62および第2接続体63が、Y軸方向において互いに異なる位置に配置されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図13Aに示すように、第1接続体62および第2接続体63は、Z軸方向で見たときに互いに重なる位置に配置されていてもよい。図13Aは、補助起歪体60Aの第4の変形例を示す正面図である。
(Fourth Modification)
In addition, in the above-described present embodiment, the example in which the first connecting body 62 and the second connecting body 63 of the auxiliary flexure body 60A are arranged at positions different from each other in the Y-axis direction has been described. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 13A, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 may be arranged at positions overlapping with each other when viewed in the Z-axis direction. FIG. 13A is a front view showing a fourth modified example of the auxiliary flexure element 60A.

図13Aに示す第4の変形例によれば、第1接続体62および第2接続体63は、X軸方向において同じ位置に配置されるとともにY軸方向において同じ位置に配置されている。このことにより、Z軸方向の力Fz、X軸周りのモーメントMxおよびY軸周りのモーメントMyに対する検出部Dの変位を抑制することができるとともに、力覚センサ1の強度をより一層向上させることができる。この場合、X軸方向で見たときに補助起歪体60Aの第1接続体62と第2接続体63を一直線上に配置することができ、機械加工を容易化させることができる。 According to the fourth modification shown in FIG. 13A, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 are arranged at the same position in the X-axis direction and at the same position in the Y-axis direction. As a result, the displacement of the detector D with respect to the force Fz in the Z-axis direction, the moment Mx about the X-axis, and the moment My about the Y-axis can be suppressed, and the strength of the force sensor 1 can be further improved. You can In this case, when viewed in the X-axis direction, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 of the auxiliary flexure body 60A can be arranged in a straight line, and the machining can be facilitated.

また、図13Aに示すように、傾動体61は、X軸方向で見たときに、Y軸方向に延びるスリット69aを含んでいてもよい。このスリット69aは、Y軸方向に長手方向を有するようにY軸方向に細長状に延びているが、傾動体61のY軸方向負側の端部においてY軸方向負側に開口している。そして、スリット69aは、X軸方向に傾動体61を貫通していてもよい。このようなスリット69aを設けることにより、補助起歪体60Aの第1接続体62および第2接続体63がZ軸方向に一直線上に配置されている場合であっても、Z軸方向の力Fzの作用を受けたときに傾動体61を弾性変形させて歪みを生じさせ、変位させることができる。この際、傾動体61のうちスリット69aのZ軸方向両側の部分が弾性変形しやすくなる。このため、Z軸方向の力Fzに対して検出起歪体30の検出部Dを変位させることができ、Z軸方向の力の検出精度を向上させることができる。 Further, as shown in FIG. 13A, the tilting body 61 may include a slit 69a extending in the Y-axis direction when viewed in the X-axis direction. The slit 69a is elongated in the Y-axis direction so as to have a longitudinal direction in the Y-axis direction, but is open to the Y-axis direction negative side at the end of the tilting body 61 on the Y-axis direction negative side. .. The slit 69a may penetrate the tilting body 61 in the X-axis direction. By providing such a slit 69a, even when the first connecting body 62 and the second connecting body 63 of the auxiliary strain generating body 60A are arranged in a straight line in the Z-axis direction, the force in the Z-axis direction is formed. When the tilting body 61 is subjected to the action of Fz, the tilting body 61 can be elastically deformed to generate a strain and be displaced. At this time, the portions of the tilting body 61 on both sides of the slit 69a in the Z-axis direction are easily elastically deformed. For this reason, the detection unit D of the detection strain generating element 30 can be displaced with respect to the force Fz in the Z-axis direction, and the detection accuracy of the force in the Z-axis direction can be improved.

図13Aに示す例においては、補助起歪体60Aの第1接続体62および第2接続体63は、傾動体61のY軸方向負側の端部に接続されている。なお、第1接続体62および第2接続体63は、Y軸方向における傾動体61の任意の位置に接続されていてもよい。また、スリット69aが、傾動体61のY軸方向正側の端部においてY軸方向正側に開口している場合には、第1接続体62および第2接続体63は、傾動体61においてX軸方向正側の端部に接続されていてもよい。また、第1接続体62および第2接続体63は、Y軸方向において互いに異なる位置に配置されていてもよい。 In the example shown in FIG. 13A, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 of the auxiliary flexure body 60A are connected to the end of the tilting body 61 on the Y axis direction negative side. The first connecting body 62 and the second connecting body 63 may be connected to arbitrary positions of the tilting body 61 in the Y-axis direction. Further, when the slit 69 a is open to the Y axis direction positive side at the end of the tilting body 61 on the Y axis direction positive side, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 are the same in the tilting body 61. It may be connected to the end on the positive side in the X-axis direction. Further, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 may be arranged at different positions in the Y-axis direction.

なお、図13Aに示す補助起歪体60Aの更なる変形例として、図13Bに示すように補助起歪体60Aを構成してもよい。図13Bは、図13Aに示す補助起歪体60Aの更なる変形例を示す正面図である。 As a further modified example of the auxiliary flexure element 60A shown in FIG. 13A, the auxiliary flexure element 60A may be configured as shown in FIG. 13B. FIG. 13B is a front view showing a further modified example of the auxiliary flexure element 60A shown in FIG. 13A.

図13Bに示すように、補助起歪体60Aの傾動体61は、X軸方向で見たときに、Y軸方向に延びるスリット69bを含んでいてもよい。このスリット69bは、Y軸方向に長手方向を有するようにY軸方向に細長状に延びているが、傾動体61のY軸方向負側の端部およびY軸方向正側の端部のいずれにおいても開口していない。すなわち、スリット69bは、X軸方向で見たときに閉じた形状を有している。スリット69bは、X軸方向に傾動体61を貫通していてもよい。このようなスリット69bを設けることにより、補助起歪体60Aの第1接続体62および第2接続体63がZ軸方向に一直線上に配置されている場合であっても、Z軸方向の力Fzの作用を受けたときに傾動体61を弾性変形させて歪みを生じさせ、変位させることができる。この際、図13Aに示す例と同様に、傾動体61のうちスリット69bのZ軸方向両側の部分が弾性変形しやすくなる。このため、Z軸方向の力Fzに対して検出起歪体30の検出部Dを変位させることができ、Z軸方向の力の検出精度を向上させることができる。 As shown in FIG. 13B, the tilting body 61 of the auxiliary flexure body 60A may include a slit 69b extending in the Y-axis direction when viewed in the X-axis direction. The slit 69b is elongated in the Y-axis direction so as to have a longitudinal direction in the Y-axis direction, but is not included in the Y-axis direction negative side end and the Y-axis direction positive side end of the tilting body 61. It doesn't even open. That is, the slit 69b has a closed shape when viewed in the X-axis direction. The slit 69b may penetrate the tilting body 61 in the X-axis direction. By providing such a slit 69b, even if the first connecting body 62 and the second connecting body 63 of the auxiliary strain generating body 60A are arranged in a straight line in the Z-axis direction, the force in the Z-axis direction is generated. When the tilting body 61 is subjected to the action of Fz, the tilting body 61 can be elastically deformed to generate a strain and be displaced. At this time, similarly to the example shown in FIG. 13A, the portions of the tilting body 61 on both sides of the slit 69b in the Z-axis direction are easily elastically deformed. For this reason, the detection unit D of the detection strain generating element 30 can be displaced with respect to the force Fz in the Z-axis direction, and the detection accuracy of the force in the Z-axis direction can be improved.

図13Bに示す例においては、補助起歪体60Aの第1接続体62および第2接続体63は、傾動体61のY軸方向の中央部に接続されている。より具体的には、図13Bに示す補助起歪体60Aの傾動体61は、図13Aに示す傾動体61を、Y軸に対して線対称となるように左右に2つ並べて一体化させた形状を有している。図13Bに示す傾動体61およびスリット69bは、X軸方向で見たときに、第1接続体62および第2接続体63を中心としてY軸方向において左右対称に形成されている。なお、第1接続体62および第2接続体63は、Y軸方向における傾動体61の任意の位置に接続されていてもよい。また、第1接続体62および第2接続体63は、Y軸方向において互いに異なる位置に配置されていてもよい。 In the example shown in FIG. 13B, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 of the auxiliary flexure body 60A are connected to the central portion of the tilting body 61 in the Y-axis direction. More specifically, in the tilting body 61 of the auxiliary flexure body 60A shown in FIG. 13B, two tilting bodies 61 shown in FIG. 13A are arranged side by side so as to be line-symmetric with respect to the Y axis and integrated. It has a shape. The tilting body 61 and the slit 69b shown in FIG. 13B are formed symmetrically with respect to the first connecting body 62 and the second connecting body 63 in the Y axis direction when viewed in the X axis direction. The first connecting body 62 and the second connecting body 63 may be connected to arbitrary positions of the tilting body 61 in the Y-axis direction. Further, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 may be arranged at different positions in the Y-axis direction.

(第5の変形例)
また、上述した本実施の形態においては、補助起歪体60Aの第1接続体62と第2接続体63が、X軸方向において同じ位置に配置されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図14Aおよび図14Bに示すように、補助起歪体60Aの第1接続体62と受力体10との接続位置と、第2接続体63と支持体20との接続位置は、X軸方向において互いに異なる位置に配置されていてもよい。第1接続体62および第2接続体63は、Y軸方向において同じ位置に配置されてもよい。図14Aは、補助起歪体60Aの第5の変形例を示す正面図であり、図14Bは、図14AのC−C線断面図である。
(Fifth Modification)
In addition, in the above-described present embodiment, an example in which the first connecting body 62 and the second connecting body 63 of the auxiliary flexure body 60A are arranged at the same position in the X-axis direction has been described. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIGS. 14A and 14B, the connection position between the first connecting body 62 and the force receiving body 10 of the auxiliary strain-flexing body 60A, the second connecting body 63, and the support. The connection positions with the body 20 may be arranged at different positions in the X-axis direction. The first connection body 62 and the second connection body 63 may be arranged at the same position in the Y-axis direction. 14A is a front view showing a fifth modified example of the auxiliary flexure element 60A, and FIG. 14B is a sectional view taken along the line CC of FIG. 14A.

また、図14Bに示すように、傾動体61は、Z軸方向で見たときに、Y軸方向に延びるスリット70aを含んでいてもよい。このスリット70aは、Y軸方向に長手方向を有するようにY軸方向に細長状に延びているが、傾動体61のY軸方向負側の端部においてY軸方向負側に開口している。そして、スリット70aは、Z軸方向に傾動体61を貫通していてもよい。 Further, as shown in FIG. 14B, the tilting body 61 may include a slit 70a extending in the Y-axis direction when viewed in the Z-axis direction. The slit 70a is elongated in the Y-axis direction so as to have the longitudinal direction in the Y-axis direction, but is open to the Y-axis direction negative side at the end of the tilting body 61 on the Y-axis direction negative side. .. The slit 70a may penetrate the tilting body 61 in the Z-axis direction.

第1接続体62は、傾動体61のうちスリット70aに対してX軸方向正側の部分に接続されている。図14Aに示す例では、第1接続体62は、Z軸方向に延びており、スリット70aに対してX軸方向正側(図14Bにおける上側)に配置されている。一方、第2接続体63は、傾動体61のうちスリット70aに対してX軸方向負側の部分に接続されている。図14Aに示す例では、第2接続体63は、Z軸方向に延びており、スリット70aに対してX軸方向負側(図14Bにおける下側)に配置されている。このようにして、第1接続体62と受力体10との接続位置(第1接続体62の上端)と、第2接続体63と支持体20との接続位置(第2接続体63の下端)とは、X軸方向において互いに異なっている。そして、第1接続体62と第2接続体63とは、X軸方向において互いに異なる位置に配置されている。 The first connecting body 62 is connected to a portion of the tilting body 61 on the X axis direction positive side with respect to the slit 70a. In the example shown in FIG. 14A, the first connection body 62 extends in the Z-axis direction and is arranged on the X-axis direction positive side (upper side in FIG. 14B) with respect to the slit 70a. On the other hand, the second connecting body 63 is connected to a portion of the tilting body 61 on the X axis direction negative side with respect to the slit 70a. In the example shown in FIG. 14A, the second connection body 63 extends in the Z-axis direction and is arranged on the negative side in the X-axis direction (lower side in FIG. 14B) with respect to the slit 70a. Thus, the connection position between the first connection body 62 and the force receiving body 10 (upper end of the first connection body 62) and the connection position between the second connection body 63 and the support body 20 (of the second connection body 63). (Lower end) are different from each other in the X-axis direction. The first connecting body 62 and the second connecting body 63 are arranged at different positions in the X-axis direction.

このようなスリット70aを設けることにより、第1接続体62および第2接続体63がZ軸方向に延びている場合であっても、Z軸方向の力Fzの作用を受けたときに傾動体61を弾性変形させて歪みを生じさせ、変位させることができる。この際、傾動体61のうちスリット70aのX軸方向両側の部分が弾性変形しやすくなる。このため、Z軸方向の力Fzに対して検出起歪体30の検出部Dを変位させることができ、Z軸方向の力の検出精度を向上させることができる。図14Aおよび図14Bに示す例では、Z軸方向の力Fzに対してはY軸方向に延びる傾動体61を弾性変形させて歪みを生じさせているため、第1接続体62および第2接続体63のZ軸方向の長さを低減することができる。このため、受力体10と支持体20との間の寸法(力覚センサ1の高さ寸法)を低減することができる。 By providing such a slit 70a, even when the first connecting body 62 and the second connecting body 63 extend in the Z-axis direction, when the force Fz in the Z-axis direction is applied, the tilting body is provided. The elastic member 61 can be elastically deformed to generate a strain and be displaced. At this time, the portions of the tilting body 61 on both sides of the slit 70a in the X-axis direction are easily elastically deformed. For this reason, the detection unit D of the detection strain generating element 30 can be displaced with respect to the force Fz in the Z-axis direction, and the detection accuracy of the force in the Z-axis direction can be improved. In the example shown in FIGS. 14A and 14B, since the tilting body 61 extending in the Y-axis direction is elastically deformed to generate a strain with respect to the force Fz in the Z-axis direction, the first connecting body 62 and the second connecting body are connected. The length of the body 63 in the Z-axis direction can be reduced. Therefore, the dimension between the force receiving body 10 and the support body 20 (the height dimension of the force sensor 1) can be reduced.

図14Aおよび図14Bに示す第5の変形例によれば、補助起歪体60Aの第1接続体62および第2接続体63は、受力体10にY軸方向の力Fyが作用したときに変位しやすくすることができる。例えば、Z軸方向の力Fzの作用よりも、Y軸方向の力Fyの作用によって変位しやすくすることができ、力Fyに対する剛性を弱めることができる。このため、図13Aに示す補助起歪体60Aと同じ性能を得ることができる。 According to the fifth modification shown in FIGS. 14A and 14B, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 of the auxiliary strain generating body 60A are operated when the force Fy in the Y-axis direction acts on the force receiving body 10. It can be easily displaced. For example, it is possible to make the displacement easier by the action of the force Fy in the Y-axis direction rather than the action of the force Fz in the Z-axis direction, and the rigidity with respect to the force Fy can be weakened. Therefore, it is possible to obtain the same performance as that of the auxiliary flexure element 60A shown in FIG. 13A.

図14Aおよび図14Bに示す例においては、補助起歪体60Aの第1接続体62および第2接続体63は、傾動体61のY軸方向負側の端部に接続されている。なお、第1接続体62および第2接続体63は、Y軸方向における傾動体61の任意の位置に接続されていてもよい。また、スリット70aが、傾動体61のY軸方向正側の端部においてY軸方向正側に開口している場合には、第1接続体62および第2接続体63は、傾動体61においてY軸方向正側の端部に接続されていてもよい。また、第1接続体62および第2接続体63は、Y軸方向において互いに異なる位置に配置されていてもよい。 In the example shown in FIGS. 14A and 14B, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 of the auxiliary flexure body 60A are connected to the end of the tilting body 61 on the Y axis direction negative side. The first connecting body 62 and the second connecting body 63 may be connected to arbitrary positions of the tilting body 61 in the Y-axis direction. Further, when the slit 70 a is open to the Y axis direction positive side at the end portion of the tilting body 61 on the Y axis direction positive side, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 are the same in the tilting body 61. It may be connected to the end on the positive side in the Y-axis direction. Further, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 may be arranged at different positions in the Y-axis direction.

なお、図14Aおよび図14Bに示す補助起歪体60Aの更なる変形例として、図14Cおよび図14Dに示すように補助起歪体60Aを構成してもよい。図14Cは、図14Aに示す補助起歪体60Aの更なる変形例を示す正面図であり、図14Dは、図14CのD−D線断面図である。 As a further modified example of the auxiliary flexure element 60A shown in FIGS. 14A and 14B, the auxiliary flexure element 60A may be configured as shown in FIGS. 14C and 14D. FIG. 14C is a front view showing a further modified example of the auxiliary flexure element 60A shown in FIG. 14A, and FIG. 14D is a sectional view taken along line DD of FIG. 14C.

図14Cのおよび図14Dに示すように、Z軸方向で見たときに、Y軸方向に延びるスリット70bを含んでいてもよい。このスリット70bは、Y軸方向に長手方向を有するようにY軸方向に細長状に延びているが、傾動体61のY軸方向負側の端部およびY軸方向正側の端部のいずれにおいても開口していない。すなわち、スリット70bは、Z軸方向で見たときに閉じた形状を有している。スリット70bは、Z軸方向に傾動体61を貫通していてもよい。 As shown in FIGS. 14C and 14D, when viewed in the Z-axis direction, a slit 70b extending in the Y-axis direction may be included. The slit 70b is elongated in the Y-axis direction so as to have the longitudinal direction in the Y-axis direction, and is not limited to the Y-axis direction negative side end portion and the Y-axis direction positive side end portion of the tilting body 61. It doesn't even open. That is, the slit 70b has a closed shape when viewed in the Z-axis direction. The slit 70b may penetrate the tilting body 61 in the Z-axis direction.

第1接続体62は、傾動体61のうちスリット70bに対してX軸方向正側の部分に接続されている。図14Cに示す例では、第1接続体62は、Z軸方向に延びており、スリット70bに対してX軸方向正側(図14Dにおける上側)に配置されている。一方、第2接続体63は、傾動体61のうちスリット70bに対してX軸方向負側の部分に接続されている。図14Cに示す例では、第2接続体63は、Z軸方向に延びており、スリット70bに対してX軸方向負側(図14Dにおける下側)に配置されている。このようにして、第1接続体62と受力体10との接続位置と、第2接続体63と支持体20との接続位置とは、X軸方向において互いに異なっている。そして、第1接続体62と第2接続体63とは、X軸方向において互いに異なる位置に配置されている。 The first connecting body 62 is connected to a portion of the tilting body 61 on the X axis direction positive side with respect to the slit 70b. In the example shown in FIG. 14C, the first connection body 62 extends in the Z-axis direction and is arranged on the X-axis direction positive side (upper side in FIG. 14D) with respect to the slit 70b. On the other hand, the second connecting body 63 is connected to a portion of the tilting body 61 on the negative side in the X-axis direction with respect to the slit 70b. In the example illustrated in FIG. 14C, the second connection body 63 extends in the Z-axis direction and is arranged on the negative side in the X-axis direction (lower side in FIG. 14D) with respect to the slit 70b. In this way, the connection position between the first connection body 62 and the force receiving body 10 and the connection position between the second connection body 63 and the support body 20 are different from each other in the X-axis direction. The first connecting body 62 and the second connecting body 63 are arranged at different positions in the X-axis direction.

このようなスリット70bを設けることにより、第1接続体62および第2接続体63がZ軸方向に延びている場合であっても、Z軸方向の力Fzの作用を受けたときに傾動体61を弾性変形させて歪みを生じさせ、変位させることができる。この際、図14Aおよび図14Bに示す例と同様に、傾動体61のうちスリット70bのX軸方向両側の部分が弾性変形しやすくなる。このため、Z軸方向の力Fzに対して検出起歪体30の検出部Dを変位させることができ、Z軸方向の力の検出精度を向上させることができる。 By providing such a slit 70b, even when the first connecting body 62 and the second connecting body 63 extend in the Z-axis direction, when the force Fz in the Z-axis direction acts, the tilting body is provided. The elastic member 61 can be elastically deformed to generate a strain and be displaced. At this time, similarly to the example shown in FIGS. 14A and 14B, the portions of the tilting body 61 on both sides of the slit 70b in the X-axis direction are easily elastically deformed. For this reason, the detection unit D of the detection strain generating element 30 can be displaced with respect to the force Fz in the Z-axis direction, and the detection accuracy of the force in the Z-axis direction can be improved.

図14Cおよび図14Dに示す例においては、補助起歪体60Aの第1接続体62および第2接続体63は、傾動体61のY軸方向の中央部に接続されている。より具体的には、図14Cおよび図14Dに示す補助起歪体60Aの傾動体61は、図14Aおよび図14Bに示す傾動体61を、Y軸に対して線対称となるように左右に2つ並べて一体化させた形状を有している。図14Cおよび図14Dに示す傾動体61およびスリット70bは、X軸方向で見たときに、第1接続体62および第2接続体63を中心としてY軸方向において左右対称に形成されている。なお、第1接続体62および第2接続体63は、Y軸方向における傾動体61の任意の位置に接続されていてもよい。また、第1接続体62および第2接続体63は、Y軸方向において互いに異なる位置に配置されていてもよい。 In the example shown in FIGS. 14C and 14D, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 of the auxiliary flexure body 60A are connected to the central portion of the tilting body 61 in the Y-axis direction. More specifically, the tilting body 61 of the auxiliary strain-flexing body 60A shown in FIGS. 14C and 14D has the tilting body 61 shown in FIG. 14A and FIG. It has a shape that is aligned and integrated. The tilting body 61 and the slit 70b illustrated in FIGS. 14C and 14D are formed symmetrically with respect to the first connecting body 62 and the second connecting body 63 in the Y axis direction when viewed in the X axis direction. The first connecting body 62 and the second connecting body 63 may be connected to arbitrary positions of the tilting body 61 in the Y-axis direction. Further, the first connecting body 62 and the second connecting body 63 may be arranged at different positions in the Y-axis direction.

また、上述した図14A〜図14Dに示す例では、補助起歪体60Aの第1接続体62と受力体10との接続位置と、第2接続体63と支持体20との接続位置とが、X軸方向において互いに異なる位置に配置されている例を示した。しかしながら、このことに限られることはない。例えば、図14Eに示すように、第1接続体62と受力体10との接続位置と、第2接続体63と支持体20との接続位置とは、X軸方向において同じ位置に配置されていてもよい。図14Eは、図14Aおよび図14Cに示す補助起歪体60Aの側面図であって、図14Aおよび図14CにおいてY軸方向正側(図14Aおよび図14Cの右側)から見た図である。 In the example shown in FIGS. 14A to 14D described above, the connection position between the first connecting body 62 of the auxiliary flexure body 60A and the force receiving body 10, and the connection position between the second connecting body 63 and the support body 20. , But are arranged at different positions in the X-axis direction. However, it is not limited to this. For example, as shown in FIG. 14E, the connection position between the first connection body 62 and the force receiving body 10 and the connection position between the second connection body 63 and the support body 20 are arranged at the same position in the X-axis direction. May be. FIG. 14E is a side view of the auxiliary flexure element 60A shown in FIGS. 14A and 14C, and is a view seen from the Y axis direction positive side (right side of FIGS. 14A and 14C) in FIGS. 14A and 14C.

例えば、図14Eに示すように、第1接続体62が、Y軸方向で見たときに、クランク状に形成されている。図14Eに示す第1接続体62は、受力体10に接続された第1部分62aと、傾動体61に接続された第2部分62bと、第1部分62aと第2部分62bとを接続する第3部分62cと、を含んでいる。第1部分62aおよび第2部分62bは、Z軸方向に延び、第3部分62cは、X軸方向に延びている。 For example, as shown in FIG. 14E, the first connection body 62 is formed in a crank shape when viewed in the Y-axis direction. The first connection body 62 shown in FIG. 14E connects the first portion 62a connected to the force receiving body 10, the second portion 62b connected to the tilting body 61, and the first portion 62a and the second portion 62b. And a third portion 62c that does. The first portion 62a and the second portion 62b extend in the Z-axis direction, and the third portion 62c extends in the X-axis direction.

このように第1接続体62がクランク状に形成されていることにより、第1接続体62と受力体10との接続位置を、X軸方向負側(図14Eにおける左側)にずらすことができる。すなわち、第1接続体62と傾動体61との接続位置(第1接続体62の下端、第2部分62bの下端)と、第2接続体63と傾動体61との接続位置(第2接続体63の上端)は、X軸方向に異なる位置に配置されている。しかしながら、第1接続体62が、Y軸方向で見たときにクランク状に形成されているため、第1接続体62(第1部分62a)と受力体10との接続位置と、第2接続体63と支持体20との接続位置を、X軸方向において同じ位置に配置することができる。 Since the first connection body 62 is formed in the crank shape in this manner, the connection position between the first connection body 62 and the force receiving body 10 can be shifted to the X axis direction negative side (left side in FIG. 14E). it can. That is, the connection position between the first connecting body 62 and the tilting body 61 (the lower end of the first connecting body 62, the lower end of the second portion 62b), and the connecting position between the second connecting body 63 and the tilting body 61 (the second connecting body). The upper end of the body 63) is arranged at different positions in the X-axis direction. However, since the first connection body 62 is formed in a crank shape when viewed in the Y-axis direction, the connection position between the first connection body 62 (first portion 62a) and the force receiving body 10 and the second connection body The connection positions of the connection body 63 and the support body 20 can be arranged at the same position in the X-axis direction.

なお、第1接続体62がクランク状に形成されることに限られることはなく、第2接続体63がクランク状に形成されて、第1接続体62と受力体10との接続位置と、第2接続体63と支持体20との接続位置を、X軸方向において同じ位置に配置してもよい。また、第1接続体62および第2接続体63のいずれもが、Y軸方向で見たときにクランク状に形成されて、第1接続体62と受力体10との接続位置と、第2接続体63と支持体20との接続位置とが、X軸方向において同じ位置に配置されるようにしてもよい。更に、第1接続体62と受力体10との接続位置と、第2接続体63と支持体20との接続位置を、X軸方向において同じ位置に配置することができれば、第1接続体62または第2接続体63がクランク状に形成されていることに限られることはない。 The first connecting body 62 is not limited to be formed in a crank shape, and the second connecting body 63 is formed in a crank shape, so that the first connecting body 62 and the force receiving body 10 are connected to each other. The connection positions of the second connection body 63 and the support body 20 may be arranged at the same position in the X-axis direction. Further, both the first connecting body 62 and the second connecting body 63 are formed in a crank shape when viewed in the Y-axis direction, and the first connecting body 62 and the force receiving body 10 are connected to each other at the connecting position. The connection position between the two-connection body 63 and the support body 20 may be arranged at the same position in the X-axis direction. Furthermore, if the connection position between the first connection body 62 and the force receiving body 10 and the connection position between the second connection body 63 and the support body 20 can be arranged at the same position in the X-axis direction, the first connection body. It is not limited that the 62 or the second connection body 63 is formed in a crank shape.

(第6の変形例)
また、上述した本実施の形態においては、補助起歪体60Aが、傾動体61と、傾動体61と受力体10とを接続する第1接続体62と、傾動体61と支持体20とを接続する第2接続体63と、を有している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図15に示すように、補助起歪体60Aが、受力体10から支持体20に延びる接続体71を有していてもよく、接続体71は、受力体10が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する。接続体71は、Z軸方向に対して傾斜していてもよい。図15は、補助起歪体60Aの第6の変形例を示す正面図である。
(Sixth Modification)
Further, in the above-described present embodiment, the auxiliary strain generating body 60A includes the tilting body 61, the first connecting body 62 that connects the tilting body 61 and the force receiving body 10, the tilting body 61, and the support body 20. The second connection body 63 for connecting the above has been described. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 15, the auxiliary strain generating body 60A may have a connecting body 71 extending from the force receiving body 10 to the supporting body 20, and the connecting body 71 is , Is elastically deformed by the action of the force or moment received by the force receiving body 10. The connection body 71 may be inclined with respect to the Z-axis direction. FIG. 15 is a front view showing a sixth modified example of the auxiliary flexure element 60A.

図15に示す第6の変形例によれば、接続体71の長さ(線路長)を長くすることができる。このため、接続体71を弾性変形しやすくすることができる。このため、検出部Dの変位を大きくすることができ、検出精度を向上させることができる。また、補助起歪体60Aの構造および形状を簡素化することができる。なお、Y軸方向に対する接続体71の傾斜角をθとした場合、この傾斜角θを大きくする(90°に近づける)ことにより、Z軸方向の力Fz、X軸周りのモーメントMxおよびY軸周りのモーメントMyに対して接続体71を変形し難くすることができ、X軸方向の力Fx、Y軸方向の力FyおよびZ軸周りのモーメントMzに対して接続体71を変形しやすくすることができる。一方、傾斜角θを小さくする(0°に近づける)ことにより、Z軸方向の力Fz、X軸周りのモーメントMxおよびY軸周りのモーメントMyに対して接続体71を変形しやすくすることができ、X軸方向の力Fx、Y軸方向の力FyおよびZ軸周りのモーメントMzに対して接続体71を変形し難くすることができる。 According to the sixth modification shown in FIG. 15, the length (line length) of the connection body 71 can be increased. Therefore, the connecting body 71 can be easily elastically deformed. Therefore, the displacement of the detection unit D can be increased, and the detection accuracy can be improved. In addition, the structure and shape of the auxiliary flexure element 60A can be simplified. When the inclination angle of the connector 71 with respect to the Y-axis direction is θ, the inclination angle θ is increased (closer to 90°), whereby the force Fz in the Z-axis direction, the moment Mx about the X-axis, and the Y-axis. It is possible to make it difficult for the connecting body 71 to be deformed with respect to the surrounding moment My, and to easily deform the connecting body 71 with respect to the force Fx in the X-axis direction, the force Fy in the Y-axis direction, and the moment Mz about the Z-axis. be able to. On the other hand, by making the inclination angle θ small (close to 0°), the connecting body 71 can be easily deformed with respect to the force Fz in the Z axis direction, the moment Mx about the X axis, and the moment My about the Y axis. Therefore, it is possible to make it difficult for the connecting body 71 to be deformed by the force Fx in the X-axis direction, the force Fy in the Y-axis direction, and the moment Mz about the Z-axis.

また、図15に示すように、接続体71は、第1台座66を介して受力体10に接続されていてもよい。このことにより、傾斜した接続体71であっても、第1台座66によって受力体10に安定して取り付けることができる。また、接続体71は、第2台座67を介して支持体20に接続されていてもよい。このことにより、傾斜した接続体71であっても、第2台座67によって支持体20に安定して取り付けることができる。例えば、第1台座66、接続体71および第2台座67を、一体に連続状の板材で形成されてもよく、この場合には、第1台座66はボルト等で受力体10に固定されてもよく、第2台座67はボルト等で支持体20に固定されてもよい。また、第1台座66と、接続体71と、第2台座67とは、それぞれ別部材で形成されていてもよく、この場合には、接続体71と第1台座66とをボルト等で固定してもよく、接続体71と第2台座67とをボルト等で固定してもよい。 Further, as shown in FIG. 15, the connection body 71 may be connected to the force receiving body 10 via the first pedestal 66. As a result, even the inclined connecting body 71 can be stably attached to the force receiving body 10 by the first pedestal 66. Further, the connection body 71 may be connected to the support body 20 via the second pedestal 67. As a result, even the inclined connection body 71 can be stably attached to the support body 20 by the second pedestal 67. For example, the first pedestal 66, the connecting body 71, and the second pedestal 67 may be integrally formed by a continuous plate material. In this case, the first pedestal 66 is fixed to the force receiving body 10 with a bolt or the like. Alternatively, the second pedestal 67 may be fixed to the support 20 with bolts or the like. Further, the first pedestal 66, the connecting body 71, and the second pedestal 67 may be formed of different members, and in this case, the connecting body 71 and the first pedestal 66 are fixed by bolts or the like. Alternatively, the connection body 71 and the second pedestal 67 may be fixed with a bolt or the like.

(第7の変形例)
また、上述した本実施の形態においては、補助起歪体60Aが、傾動体61と、傾動体61と受力体10とを接続する第1接続体62と、傾動体61と支持体20とを接続する第2接続体63と、を有している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図16Aおよび図16Bに示すように、補助起歪体60Aは、受力体10に接続されるY軸方向に延びる第1傾動体72と、支持体20に接続されるY軸方向に延びる第2傾動体73と、第1傾動体72と第2傾動体73とを接続する接続体74と、を有していてもよい。第1傾動体72と第2傾動体73とは、X軸方向において互いに異なる位置に離間して配置されており、図16Bにおいては、第1傾動体72が、第2傾動体73よりもX軸方向正側に配置されている。接続体74は、受力体10が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能になっていてもよい。図16Aは、補助起歪体60Aの第7の変形例を示す正面図であり、図16Bは、図16AのE−E線断面図である。
(Seventh Modification)
Further, in the above-described present embodiment, the auxiliary strain generating body 60A includes the tilting body 61, the first connecting body 62 that connects the tilting body 61 and the force receiving body 10, the tilting body 61, and the support body 20. The second connection body 63 for connecting the above has been described. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIGS. 16A and 16B, the auxiliary flexure body 60A includes the first tilting body 72 connected to the force receiving body 10 and extending in the Y-axis direction, and the support body. The second tilting body 73 connected to the Y-axis extending in the Y-axis direction and the connecting body 74 connecting the first tilting body 72 and the second tilting body 73 may be provided. The first tilting body 72 and the second tilting body 73 are arranged separately from each other at different positions in the X-axis direction, and in FIG. 16B, the first tilting body 72 is X more than the second tilting body 73. It is located on the positive side in the axial direction. The connection body 74 may be elastically deformable by the action of the force or moment received by the force receiving body 10. 16A is a front view showing a seventh modified example of the auxiliary flexure element 60A, and FIG. 16B is a sectional view taken along the line EE of FIG. 16A.

図16Aおよび図16Bに示す第7の変形例によれば、受力体10が力又はモーメントを受けたときに、接続体74を弾性変形させて歪みを生じさせ、変位させることができる。 According to the seventh modification shown in FIGS. 16A and 16B, when the force receiving body 10 receives a force or a moment, the connecting body 74 can be elastically deformed to generate a strain and be displaced.

また、図16Aに示すように、第1傾動体72は、第1台座66を介して受力体10に接続されていてもよい。第1台座66によって、第1傾動体72が弾性変形するためのスペースを、第1傾動体72と受力体10との間に確保することができる。第2傾動体73は、第2台座67を介して支持体20に接続されていてもよい。第2台座67によって、第2傾動体73が弾性変形するためのスペースを、第2傾動体73と支持体20との間に確保することができる。第1台座66と受力体10との接続位置と、第2台座67と支持体20との接続位置は、X軸方向において互いに異なる位置に配置されている。第1台座66および第2台座67は、Y軸方向において同じ位置に配置されていてもよい。 Further, as shown in FIG. 16A, the first tilting body 72 may be connected to the force receiving body 10 via the first pedestal 66. With the first pedestal 66, a space for elastically deforming the first tilting body 72 can be secured between the first tilting body 72 and the force receiving body 10. The second tilting body 73 may be connected to the support body 20 via the second pedestal 67. With the second pedestal 67, a space for elastically deforming the second tilting body 73 can be secured between the second tilting body 73 and the support body 20. The connection position between the first pedestal 66 and the force receiving body 10 and the connection position between the second pedestal 67 and the support body 20 are arranged at different positions in the X-axis direction. The first pedestal 66 and the second pedestal 67 may be arranged at the same position in the Y-axis direction.

また、図16Aおよび図16Bに示すように、補助起歪体60Aの第1傾動体72は、Y軸方向において互いに異なる位置で受力体10および接続体74に接続されていてもよい。補助起歪体60Aの第2傾動体73は、Y軸方向において互いに異なる位置で支持体20および接続体74に接続されていてもよい。より具体的には、Y軸方向における負側の端部において、第1傾動体72が第1台座66を介して受力体10に接続されるとともに、第2傾動体73が第2台座67を介して支持体20に接続されている。また、Y軸方向における正側の端部において、第1傾動体72および第2傾動体73が接続体74に接続されている。しかしながら、このことに限られることはなく、第1傾動体72はY軸方向における任意の位置で受力体10に接続されていてもよく、第2傾動体73はY軸方向における任意の位置で支持体20に接続されていてもよい。例えば、Y軸方向における正側の端部において、第1傾動体72が第1台座66を介して受力体10に接続されるとともに、第2傾動体73が第2台座67を介して支持体20に接続されてもよい。この場合、Y軸方向における負側の端部において、第1傾動体72および第2傾動体73が接続体74に接続されていてもよい。 Further, as shown in FIGS. 16A and 16B, the first tilting body 72 of the auxiliary strain generating body 60A may be connected to the force receiving body 10 and the connecting body 74 at different positions in the Y-axis direction. The second tilting body 73 of the auxiliary flexure body 60A may be connected to the support body 20 and the connecting body 74 at different positions in the Y-axis direction. More specifically, at the end on the negative side in the Y-axis direction, the first tilting body 72 is connected to the force receiving body 10 via the first base 66, and the second tilting body 73 is connected to the second base 67. It is connected to the support 20 through. Further, the first tilting body 72 and the second tilting body 73 are connected to the connecting body 74 at the end portion on the positive side in the Y-axis direction. However, the present invention is not limited to this, and the first tilting body 72 may be connected to the force receiving body 10 at any position in the Y axis direction, and the second tilting body 73 may be positioned at any position in the Y axis direction. May be connected to the support 20. For example, at the end on the positive side in the Y-axis direction, the first tilting body 72 is connected to the force receiving body 10 via the first pedestal 66, and the second tilting body 73 is supported via the second pedestal 67. It may be connected to the body 20. In this case, the first tilting body 72 and the second tilting body 73 may be connected to the connecting body 74 at the end on the negative side in the Y-axis direction.

また、図16Aに示すように、接続体74は、Z軸方向に沿う長手方向を有していてもよい。この場合、Y軸方向の力Fyの作用を受けたときに、接続体74を弾性変形させて歪みを生じさせ、変位させることができる。このため、Y軸方向の力Fyに対して検出起歪体30の検出部Dをそれぞれ変位させることができ、Y軸方向の力の検出精度をそれぞれ向上させることができる。また、接続体74が、Z軸方向に沿う方向に長手方向を有している場合、接続体74の断面においてZ軸方向の寸法が長く、Y軸方向の寸法が短くなる。このことにより、Z軸方向の力Fzに対しては、接続体74は弾性変形し難くなり、力Fzに対する変位を抑制することができる。一方、Y軸方向の力Fyに対しては、上述したように弾性変形しやすくすることができる。 Further, as shown in FIG. 16A, the connecting body 74 may have a longitudinal direction along the Z-axis direction. In this case, when the force Fy in the Y-axis direction is applied, the connection body 74 can be elastically deformed to generate a strain and be displaced. Therefore, the detection portions D of the detection strain generating element 30 can be displaced with respect to the force Fy in the Y-axis direction, and the detection accuracy of the force in the Y-axis direction can be improved. When the connecting body 74 has a longitudinal direction along the Z-axis direction, the dimension of the connecting body 74 in the Z-axis direction is long and the dimension of the connecting body 74 in the Y-axis direction is short. As a result, the connector 74 is less likely to be elastically deformed by the force Fz in the Z-axis direction, and the displacement with respect to the force Fz can be suppressed. On the other hand, the force Fy in the Y-axis direction can be easily elastically deformed as described above.

なお、図16Aおよび図16Bに示す補助起歪体60Aの更なる変形例として、図16Cおよび図16Dに示すように補助起歪体60Aを構成してもよい。図16Cは、図16Aに示す補助起歪体60Aの更なる変形例を示す正面図であり、図16Dは、図16CのF−F線断面図である。 As a further modified example of the auxiliary flexure element 60A shown in FIGS. 16A and 16B, the auxiliary flexure element 60A may be configured as shown in FIGS. 16C and 16D. 16C is a front view showing a further modified example of the auxiliary flexure element 60A shown in FIG. 16A, and FIG. 16D is a sectional view taken along line FF of FIG. 16C.

図16Cおよび図16Dに示すように、Y軸方向における両側の端部のそれぞれにおいて、第1傾動体72および第2傾動体73が接続体74に接続されていてもよい。この場合、Y軸方向における一対の接続体74の間の位置で、第1傾動体72が第1台座66を介して受力体10に接続されるとともに、第2傾動体73が第2台座67を介して支持体20に接続されていてもよい。例えば、第1台座66は、第1傾動体72のY軸方向の中央部に接続されていてもよい。第2台座67は、第2傾動体73のY軸方向の中央部に接続されていてもよい。より具体的には、図16Cおよび図16Dに示す第1傾動体72、第2傾動体73および接続体74は、図16Aおよび図16Bに示す第1傾動体72、第2傾動体73および接続体74を、Y軸に対して線対称となるように左右に2つ並べて一体化させた形状を有している。図16Cおよび図16Dに示す第1傾動体72、第2傾動体73および接続体74は、X軸方向で見たときに、第1台座66および第2台座67を中心としてY軸方向において左右対称に形成されている。この場合、第1傾動体72、第2傾動体73および接続体74は、Z軸方向で見たときに矩形枠状に形成されるようになる。なお、第1傾動体72は、Y軸方向における任意の位置で受力体10に接続されていてもよく、第2傾動体73は、Y軸方向における任意の位置で支持体20に接続されていてもよい。また、第1傾動体72が受力体10に接続される位置と、第2傾動体73が支持体20に接続される位置とは、Y軸方向において互いに異なる位置であってもよい。 As shown in FIGS. 16C and 16D, the first tilting body 72 and the second tilting body 73 may be connected to the connecting body 74 at each of the ends on both sides in the Y-axis direction. In this case, at the position between the pair of connecting bodies 74 in the Y-axis direction, the first tilting body 72 is connected to the force receiving body 10 via the first pedestal 66, and the second tilting body 73 is the second pedestal. It may be connected to the support 20 via 67. For example, the first pedestal 66 may be connected to the central portion of the first tilting body 72 in the Y-axis direction. The second pedestal 67 may be connected to the central portion of the second tilting body 73 in the Y-axis direction. More specifically, the first tilting body 72, the second tilting body 73 and the connecting body 74 shown in FIGS. 16C and 16D correspond to the first tilting body 72, the second tilting body 73 and the connecting body shown in FIGS. 16A and 16B. The body 74 has a shape in which two bodies 74 are arranged side by side so as to be line-symmetrical with respect to the Y axis and integrated. The first tilting body 72, the second tilting body 73, and the connecting body 74 shown in FIGS. 16C and 16D are left and right in the Y-axis direction with the first pedestal 66 and the second pedestal 67 as the center when viewed in the X-axis direction. It is formed symmetrically. In this case, the first tilting body 72, the second tilting body 73, and the connecting body 74 are formed in a rectangular frame shape when viewed in the Z-axis direction. The first tilting body 72 may be connected to the force receiving body 10 at any position in the Y-axis direction, and the second tilting body 73 is connected to the support body 20 at any position in the Y-axis direction. May be. Further, the position where the first tilting body 72 is connected to the force receiving body 10 and the position where the second tilting body 73 is connected to the support body 20 may be different positions in the Y-axis direction.

また、上述した図16A〜図16Dに示す例では、第1台座66と受力体10との接続位置と、第2台座67と支持体20との接続位置が、X軸方向において互いに異なる位置に配置されている例を示した。しかしながら、このことに限られることはない。例えば、図16Eに示すように、第1台座66と受力体10との接続位置と、第2台座67と支持体20との接続位置とは、X軸方向において同じ位置に配置されていてもよい。図16Eは、図16Aおよび図16Cに示す補助起歪体60Aの側面図であって、図16Aおよび図16CにおいてY軸方向正側(図16Aおよび図16Cの右側)から見た図である。 In the example shown in FIGS. 16A to 16D described above, the connection position between the first pedestal 66 and the force receiving body 10 and the connection position between the second pedestal 67 and the support body 20 are different from each other in the X-axis direction. The example is arranged in. However, it is not limited to this. For example, as shown in FIG. 16E, the connection position between the first pedestal 66 and the force receiving body 10 and the connection position between the second pedestal 67 and the support body 20 are arranged at the same position in the X-axis direction. Good. FIG. 16E is a side view of the auxiliary flexure element 60A shown in FIGS. 16A and 16C, and is a view seen from the Y axis direction positive side (right side of FIGS. 16A and 16C) in FIGS. 16A and 16C.

例えば、図16Eに示すように、第1台座66が、Y軸方向で見たときに、クランク状に形成されている。図16Eに示す第1台座66は、受力体10に接続された第1部分66aと、第1傾動体72に接続された第2部分66bと、第1部分66aと第2部分66bとを接続する第3部分66cと、を含んでいる。第1部分66aおよび第2部分66bは、Z軸方向に延び、第3部分66cは、X軸方向に延びている。 For example, as shown in FIG. 16E, the first pedestal 66 is formed in a crank shape when viewed in the Y-axis direction. The first pedestal 66 shown in FIG. 16E includes a first portion 66a connected to the force receiving body 10, a second portion 66b connected to the first tilting body 72, a first portion 66a and a second portion 66b. And a third portion 66c for connection. The first portion 66a and the second portion 66b extend in the Z-axis direction, and the third portion 66c extends in the X-axis direction.

このように第1台座66がクランク状に形成されていることにより、第1台座66と受力体10との接続位置を、X軸方向負側(図16Eにおける左側)にずらすことができる。すなわち、第1台座66と第1傾動体72との接続位置(第1台座66の下端、第2部分66bの下端)と、第2台座67と第2傾動体73との接続位置(第2台座67の上端)は、X軸方向に異なる位置に配置されている。しかしながら、第1台座66が、Y軸方向で見たときにクランク状に形成されているため、第1台座66(第1部分66a)と受力体10との接続位置と、第2台座67と支持体20との接続位置を、X軸方向において同じ位置に配置することができる。 Since the first pedestal 66 is formed in the crank shape in this manner, the connection position between the first pedestal 66 and the force receiving body 10 can be shifted to the X axis direction negative side (left side in FIG. 16E). That is, the connection position between the first pedestal 66 and the first tilting body 72 (the lower end of the first pedestal 66, the lower end of the second portion 66b), and the connection position between the second pedestal 67 and the second tilting body 73 (second The upper end of the pedestal 67) is arranged at a different position in the X axis direction. However, since the first pedestal 66 is formed in a crank shape when viewed in the Y-axis direction, the connection position between the first pedestal 66 (first portion 66a) and the force receiving body 10 and the second pedestal 67 are formed. The connection positions of the support 20 and the support 20 can be arranged at the same position in the X-axis direction.

なお、第1台座66がクランク状に形成されることに限られることはなく、第2台座67がクランク状に形成されて、第1台座66と受力体10との接続位置と、第2台座67と支持体20との接続位置を、X軸方向において同じ位置に配置してもよい。また、第1台座66および第2台座67のいずれもが、Y軸方向で見たときにクランク状に形成されて、第1台座66と受力体10との接続位置と、第2台座67と支持体20との接続位置とが、X軸方向において同じ位置に配置されるようにしてもよい。更に、第1台座66と受力体10との接続位置と、第2台座67と支持体20との接続位置を、X軸方向において同じ位置に配置することができれば、第1台座66または第2台座67がクランク状に形成されていることに限られることはない。 The first pedestal 66 is not limited to be formed in a crank shape, the second pedestal 67 is formed in a crank shape, and the first pedestal 66 and the force receiving body 10 are connected to each other at the second position. You may arrange|position the connection position of the base 67 and the support body 20 in the same position in the X-axis direction. Further, both the first pedestal 66 and the second pedestal 67 are formed in a crank shape when viewed in the Y-axis direction, and the connection position between the first pedestal 66 and the force receiving body 10 and the second pedestal 67 are formed. The connection position between the and the support 20 may be arranged at the same position in the X-axis direction. Furthermore, if the connection position between the first pedestal 66 and the force receiving body 10 and the connection position between the second pedestal 67 and the support body 20 can be arranged at the same position in the X-axis direction, the first pedestal 66 or the first pedestal 66 or The two pedestals 67 are not limited to being formed in a crank shape.

(第8の変形例)
また、上述した本実施の形態においては、力覚センサ1が静電容量方式である例について説明した。すなわち、検出素子40が容量素子として構成されて、固定電極Efと、固定電極Efに対向する共通変位電極Edと、を有している例について説明した。しかしながら、力覚センサ1による力またはモーメントの検出方式はこれに限られることはない。例えば、力覚センサ1は、歪みゲージ方式であってもよい。すなわち、図17Aおよび図17Bに示すように、検出素子40は、検出起歪体90に設けられた歪みゲージ101を有していてもよい。図17Aは、第8の変形例における力覚センサ1を示す平面図であり、図17Bは、図17AのG−G線断面図である。
(Eighth modification)
Further, in the above-described present embodiment, an example in which the force sensor 1 is of the electrostatic capacitance type has been described. That is, the example in which the detection element 40 is configured as a capacitive element and has the fixed electrode Ef and the common displacement electrode Ed facing the fixed electrode Ef has been described. However, the method of detecting force or moment by the force sensor 1 is not limited to this. For example, the force sensor 1 may be a strain gauge type. That is, as shown in FIGS. 17A and 17B, the detection element 40 may include the strain gauge 101 provided in the detection strain element 90. FIG. 17A is a plan view showing a force sensor 1 according to an eighth modification, and FIG. 17B is a sectional view taken along line GG of FIG. 17A.

次に、歪みゲージ方式の力覚センサ1について説明する。図17A、図17Bに示す力覚センサ1においては、受力体10と支持体20とが検出起歪体90で接続され、この検出起歪体90が、受力体10が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する検出部Dを有している。この検出部Dに生じた弾性変形が、対応する検出素子100で検出され、検出回路50で、力またはモーメントを示す電気信号が出力される。 Next, the strain gauge type force sensor 1 will be described. In the force sensor 1 shown in FIGS. 17A and 17B, the force receiving body 10 and the support body 20 are connected by the detection strain generating body 90, and the detection strain generating body 90 receives the force received by the force receiving body 10. It has a detection unit D that is elastically deformed by the action of a moment. The elastic deformation generated in the detection section D is detected by the corresponding detection element 100, and the detection circuit 50 outputs an electric signal indicating a force or a moment.

検出起歪体90は、外側リング部91と、外側リング部91と同芯状に設けられた内側リング部92と、複数の(ここでは、4つの)梁部93と、を有している。梁部93は、検出部Dを構成しており、断面が矩形状に形成されている。外側リング部91には円環状の接続リング部94が固定されている。この接続リング部94は受力体10に固定されている。また、内側リング部92には円環状の支持リング部95が固定されている。この支持リング部95は支持体20に固定されている。 The detection strain generating body 90 has an outer ring portion 91, an inner ring portion 92 provided concentrically with the outer ring portion 91, and a plurality of (here, four) beam portions 93. .. The beam portion 93 constitutes the detection portion D, and has a rectangular cross section. An annular connecting ring portion 94 is fixed to the outer ring portion 91. The connecting ring portion 94 is fixed to the force receiving body 10. An annular support ring portion 95 is fixed to the inner ring portion 92. The support ring portion 95 is fixed to the support body 20.

各検出素子100は、対応する梁部93に設けられた歪みゲージ101を有している。より具体的には、梁部93の両側面(Z方向に延びる面)のうちの各端部にそれぞれ2個の歪みゲージ101が設けられている。梁部93の上面にも2個の歪みゲージ101が設けられている。図17Aに示すように、歪みゲージ101は、梁部93の両端部(すなわち、外側リング部91と梁部93との接続部分、および内側リング部92と梁部93との接続部分)に設けられている。検出部Dは、各梁部93に設けられており、Z軸方向で見たときに外側リング部91および内側リング部92の周方向において均等に配置されている。なお、梁部93の個数は4つに限られることはなく、任意である。 Each detection element 100 has a strain gauge 101 provided on the corresponding beam portion 93. More specifically, two strain gauges 101 are provided at each end of both side surfaces (surfaces extending in the Z direction) of the beam portion 93. Two strain gauges 101 are also provided on the upper surface of the beam portion 93. As shown in FIG. 17A, the strain gauges 101 are provided at both ends of the beam portion 93 (that is, a connecting portion between the outer ring portion 91 and the beam portion 93 and a connecting portion between the inner ring portion 92 and the beam portion 93). Has been. The detection part D is provided on each beam part 93 and is evenly arranged in the circumferential direction of the outer ring part 91 and the inner ring part 92 when viewed in the Z-axis direction. The number of the beam portions 93 is not limited to four and is arbitrary.

このような構成により、受力体10が力またはモーメントの作用を受けた際、各梁部93に設けられた歪みゲージ101により、受力体10に作用した力またはモーメントの向きと大きさを検出することができる。 With such a configuration, when the force receiving body 10 is subjected to the action of a force or moment, the strain gauge 101 provided in each beam portion 93 determines the direction and magnitude of the force or moment acting on the force receiving body 10. Can be detected.

図17Aおよび図17Bに示す力覚センサ1においても、上述した本実施の形態と同様に、受力体10と支持体20との間に補助起歪体60A〜60Dが配置されている。補助起歪体60A〜60Dは、外側リング部91と支持体20とを接続している。補助起歪体60A〜60Dは、Z軸方向で見たときに、検出起歪体90の周囲に配置されており、検出起歪体90の外側に配置されている。図17Aおよび図17Bに示す補助起歪体60A〜60Dには、上述した本実施の形態および各変形例における補助起歪体60A〜60Dを適用することができるため、ここでは詳細な説明は省略する。 In the force sensor 1 shown in FIGS. 17A and 17B as well, similar to the above-described present embodiment, the auxiliary strain-generating bodies 60A to 60D are arranged between the force receiving body 10 and the support body 20. The auxiliary strain generating bodies 60A to 60D connect the outer ring portion 91 and the support body 20. The auxiliary strain generating bodies 60A to 60D are arranged around the detection strain generating body 90 and outside the detection strain generating body 90 when viewed in the Z-axis direction. Since the auxiliary strain-generating bodies 60A to 60D shown in FIGS. 17A and 17B can be applied to the auxiliary strain-generating bodies 60A to 60D in the above-described present embodiment and each modified example, detailed description thereof is omitted here. To do.

図17Aおよび図17Bに示す第8の変形例によれば、受力体10が力またはモーメントの作用を受けた際、受力体10と支持体20とを接続する各補助起歪体60A〜60Dも、弾性変形して歪みを生じさせる。このことにより、歪みゲージ方式の力覚センサ1であっても、検出起歪体90に生じる応力を低減することができ、力覚センサ1の強度を向上させることができる。この場合、力覚センサ1の破損を防止することができる。 According to the eighth modified example shown in FIGS. 17A and 17B, when the force receiving body 10 is subjected to the action of a force or a moment, each auxiliary strain body 60A for connecting the force receiving body 10 and the support body 20 to the support body 20. 60D also elastically deforms and causes distortion. As a result, even in the strain gauge type force sensor 1, the stress generated in the detected strain generating element 90 can be reduced, and the strength of the force sensor 1 can be improved. In this case, the force sensor 1 can be prevented from being damaged.

ここで、図17Aに示すように、外側リング部91と内側リング部92とは、XY平面内に配置された4本の梁部93で接続されているため、X軸周りのモーメントMxおよびY軸周りのモーメントMyに対しては、梁部93は弾性変形しやすく、変位しやすくなっている。これに対して、X軸方向の力FxおよびY軸方向の力Fyに対しては、梁部93に引っ張る方向または圧縮する方向の力が作用するため、梁部93は弾性変形し難く、変位し難くなっている。このため、図17Aに示す歪みゲージ型力覚センサ1では、力Fx、Fyに対しては変位し難いが、モーメントMx、Myに対しては、変位しやすいという傾向にある。一方、上述した補助起歪体60A〜60Dは、力Fx、Fyに対しては変位しやすく、Z軸方向の力が作用するモーメントMx、Myに対しては、変位し難いという傾向にある。このため、図17Aに示す歪みゲージ型力覚センサ1の検出起歪体90と、補助起歪体60A〜60Dとを組み合わせることにより、各力(Fx、Fy、Fz)および各モーメント(Mx、My、Mz)に対する強度のバランスを向上させることができる。この結果、各力と各モーメントの感度および定格値を揃えることができ、最適な力覚センサを構成することができる。 Here, as shown in FIG. 17A, since the outer ring portion 91 and the inner ring portion 92 are connected by the four beam portions 93 arranged in the XY plane, the moments Mx and Y about the X axis are generated. The beam 93 is easily elastically deformed and displaced with respect to the moment My about the axis. On the other hand, with respect to the force Fx in the X-axis direction and the force Fy in the Y-axis direction, since a force in a pulling direction or a compressing direction acts on the beam portion 93, the beam portion 93 is less likely to be elastically deformed and displaced. It's hard to do. Therefore, in the strain gauge type force sensor 1 shown in FIG. 17A, it is difficult for the strain gauge type force sensor 1 to be displaced with respect to the forces Fx and Fy, but it is likely to be displaced with respect to the moments Mx and My. On the other hand, the above-mentioned auxiliary strain generating bodies 60A to 60D tend to be displaced with respect to the forces Fx and Fy, and are less likely to be displaced with respect to the moments Mx and My on which the force in the Z-axis direction acts. Therefore, by combining the detected strain generating body 90 of the strain gauge type force sensor 1 shown in FIG. 17A and the auxiliary strain generating bodies 60A to 60D, each force (Fx, Fy, Fz) and each moment (Mx, The balance of strength with respect to My, Mz) can be improved. As a result, the sensitivity and rated value of each force and each moment can be made uniform, and an optimal force sensor can be configured.

なお、図17Aおよび図17Bに示す力覚センサ1においては、受力体10および支持体20の平面形状が、円形状である例を示しているが、これに限られることはない。また、外装体80が設けられていない例を示しているが、これに限られることはない。 In the force sensor 1 shown in FIGS. 17A and 17B, an example is shown in which the planar shapes of the force receiving body 10 and the support body 20 are circular, but the present invention is not limited to this. Further, although an example in which the outer casing 80 is not provided is shown, the present invention is not limited to this.

また、力覚センサ1は、歪みゲージ方式でなくてもよく、例えば、圧電方式であってもよい。この場合、図17Aに示す歪みゲージ101の代わりに圧電素子(図示せず)を梁部93に設けてもよい。このことにより、受力体10が力またはモーメントの作用を受けて各梁部93が弾性変形して歪みが生じると、圧電素子が電荷を発生する。この電荷を取り出すことにより、検出部Dに生じた弾性変形を検出することができる。このため、検出回路50によって、受力体10に作用した力またはモーメントを示す電気信号を出力することができる。 The force sensor 1 does not have to be a strain gauge type, and may be a piezoelectric type, for example. In this case, a piezoelectric element (not shown) may be provided on the beam portion 93 instead of the strain gauge 101 shown in FIG. 17A. As a result, when the force receiving body 10 is subjected to the action of a force or moment and each beam portion 93 is elastically deformed and distorted, the piezoelectric element generates an electric charge. By extracting this charge, the elastic deformation generated in the detection unit D can be detected. Therefore, the detection circuit 50 can output an electric signal indicating the force or moment acting on the force receiving body 10.

また、力覚センサ1は、例えば、光学方式であってもよい。この場合、固定部材(例えば、図4に示す支持体20)に受発光素子(図示せず)が取り付けられ、力の作用によって変位する変位部材(例えば、図4に示すダイアフラム32)に、受発光素子に対向するように反射面が形成される。このことにより、受力体10が力またはモーメントの作用を受けて変位部材が変位すると、受発光素子から発せられて反射面で反射した光が受発光素子に到達する位置が、光が発せられた位置からずれる。この位置の変化量を受発光素子が検出することにより、変位部材に生じた変位を検出することができる。このため、検出回路50によって、受力体10に作用した力またはモーメントを示す電気信号を出力することができる。 Further, the force sensor 1 may be of an optical type, for example. In this case, a light emitting/receiving element (not shown) is attached to a fixed member (for example, the support body 20 shown in FIG. 4), and a receiving member is received by a displacement member (for example, the diaphragm 32 shown in FIG. 4) that is displaced by the action of force. A reflective surface is formed to face the light emitting element. As a result, when the force receiving body 10 receives a force or a moment and the displacement member is displaced, the light emitted from the light emitting/receiving element and reflected by the reflecting surface reaches the light receiving/emitting element. Deviate from the position. The displacement generated in the displacement member can be detected by the light emitting/receiving element detecting the amount of change in the position. Therefore, the detection circuit 50 can output an electric signal indicating the force or moment acting on the force receiving body 10.

本発明は上記実施の形態および変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態および変形例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施の形態および変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態および変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and modified examples as they are, and can be embodied by modifying the components within a range not departing from the gist of the invention in an implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above-described embodiments and modifications. Some components may be deleted from all the components shown in the embodiment and the modification. Further, constituent elements in different embodiments and modifications may be combined as appropriate.

次に、図18および図19を用いて、本発明による実施例について説明する。図18は、補助起歪体を備えていない静電容量方式の力覚センサをモデルとして、検出起歪体に作用する最大応力と、最大応力が発生した箇所における変位をFEM解析で求めた結果である。図18の表中に示す最大応力と変位は、解析結果で得られた値の概算値となっている。Fxは、X軸方向の力として100Nを作用させた場合の最大応力と変位を示しており、Fyは、Y軸方向の力として100Nを作用させた場合の最大応力と変位を示しており、Fzは、Z軸方向の力として100Nを作用させた場合の最大応力と変位を示している。Mxは、X軸周りのモーメントとして2N・mを作用させた場合の最大応力と変位を示し、Myは、Y軸周りのモーメントとして2N・mを作用させた場合の最大応力と変位を示しており、Mzは、Z軸周りのモーメントとして2N・mを作用させた場合の最大応力と変位を示している。ここで、2N・mというモーメントは、力覚センサとエンドエフェクタ1200(図1参照)までの長さを0.02mとし、定格の力100Nが作用したときに生じるモーメントの値である。 Next, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 18 is a result obtained by FEM analysis of the maximum stress acting on the detected strain element and the displacement at the location where the maximum stress is generated, using the electrostatic force type force sensor without the auxiliary strain element as a model. Is. The maximum stress and displacement shown in the table of FIG. 18 are approximate values of the values obtained from the analysis result. Fx represents the maximum stress and displacement when 100N is applied as a force in the X-axis direction, and Fy represents the maximum stress and displacement when 100N is applied as a force in the Y-axis direction, Fz represents the maximum stress and displacement when 100 N is applied as a force in the Z-axis direction. Mx is the maximum stress and displacement when 2N·m is applied as the moment about the X axis, and My is the maximum stress and displacement when 2N·m is applied as the moment about the Y axis. Mz represents the maximum stress and displacement when 2 N·m is applied as a moment about the Z axis. Here, the moment of 2 N·m is a value of the moment generated when a rated force of 100 N acts, with the length between the force sensor and the end effector 1200 (see FIG. 1) being 0.02 m.

図18に示すように、このモデルの力覚センサでは、Mx、Myを作用させた場合の最大応力が比較的大きくなっている。このため、このモデルの力覚センサでは、Mx、Myとして作用するモーメントが大きくなると、強度限界に近づく可能性がある。 As shown in FIG. 18, in the force sensor of this model, the maximum stress when Mx and My are applied is relatively large. Therefore, in the force sensor of this model, if the moments acting as Mx and My increase, the strength limit may be approached.

一方、図19には、図18のモデルとなった静電容量方式の力覚センサに4つの補助起歪体60A〜60Dを設けた場合の最大応力と変位を示している。ここでは、図6に示す補助起歪体60A〜60Dを採用している。図19では、Fx、Fy、Fzとして、100Nの力を作用させた場合の最大応力と変位を示しているが、Mx、My、Mzとしては、10N・mのモーメントをそれぞれ作用させた場合の最大応力と変位を示している。ここで、10N・mというモーメントは、力覚センサ1とエンドエフェクタ1200(図1参照)までの長さを0.1mとし、定格の力100Nが作用したときに生じるモーメントの値である。 On the other hand, FIG. 19 shows the maximum stress and displacement in the case where the electrostatic force type force sensor which is the model of FIG. 18 is provided with four auxiliary strain generating bodies 60A to 60D. Here, the auxiliary flexure elements 60A to 60D shown in FIG. 6 are adopted. FIG. 19 shows the maximum stress and displacement when a force of 100 N is applied as Fx, Fy, and Fz. However, when Mx, My, and Mz are applied with a moment of 10 N·m, respectively. Maximum stress and displacement are shown. Here, the moment of 10 N·m is a value of the moment generated when the rated force of 100 N acts, with the length between the force sensor 1 and the end effector 1200 (see FIG. 1) being 0.1 m.

図18に示す解析の条件よりも作用させるモーメントMx、My、Mzを大きくしているが、図19に示す最大応力は、図18に示す最大応力よりも小さくなっている。このことから、補助起歪体が設けられることにより、検出起歪体30に生じる応力を低減することができ、力覚センサ1の強度を向上させることができることが確認できた。なお、図19に示す力Fx、Fy、Fzが作用した場合の変位も、図18に示す変位よりも小さくなっている。しかしながら、5μm程度の変位があれば、力またはモーメントの検出は精度良く行うことができると考えられる。 Although the moments Mx, My, and Mz to be applied are made larger than the conditions of the analysis shown in FIG. 18, the maximum stress shown in FIG. 19 is smaller than the maximum stress shown in FIG. From this, it was confirmed that the provision of the auxiliary flexure element can reduce the stress generated in the detected flexure element 30 and improve the strength of the force sensor 1. The displacement when the forces Fx, Fy, Fz shown in FIG. 19 are applied is also smaller than the displacement shown in FIG. However, if there is a displacement of about 5 μm, it is considered that the force or moment can be detected accurately.

また、図18に示す補助起歪体を備えていない静電容量型の力覚センサでは、定格荷重が100N、定格モーメントが2N・mに設定される。一方、図19に示す補助起歪体を備えた静電容量型の力覚センサでは、定格荷重が100N、定格モーメントが10N・mに設定することができる。このため、力覚センサ1の性能を向上させて、定格荷重および定格モーメントを高めることができる。この結果、使い勝手が良い力覚センサ1を得ることができる。 Further, in the capacitive force sensor without the auxiliary strain element shown in FIG. 18, the rated load is set to 100 N and the rated moment is set to 2 N·m. On the other hand, in the electrostatic capacity type force sensor having the auxiliary strain generating element shown in FIG. 19, the rated load can be set to 100 N and the rated moment can be set to 10 N·m. Therefore, the performance of the force sensor 1 can be improved and the rated load and rated moment can be increased. As a result, the force sensor 1 having good usability can be obtained.

1 力覚センサ
10 受力体
20 支持体
30 検出起歪体
40 検出素子
50 検出回路
60A〜60D 補助起歪体
61 傾動体
61a 上端部
61b 下端部
61p 輪郭
62 第1接続体
62p 輪郭
63 第2接続体
63p 輪郭
64 スリット
65 スリット
66 第1台座
66p 輪郭
67 第2台座
67p 輪郭
68 R輪郭部
69a、69b スリット
70a、70b スリット
71 接続体
72 第1傾動体
73 第2傾動体
74 接続体
80 外装体
81 緩衝部材
90 検出起歪体
91 外側リング部
92 内側リング部
93 梁部
94 接続リング部
95 支持リング部
100 検出素子
101 歪みゲージ
1000 産業用ロボット
1100 ロボット本体
1200 エンドエフェクタ
1300 電気ケーブル
1400 制御部
1 Force sensor 10 Force receiving body 20 Supporting body 30 Detection strain body 40 Detection element 50 Detection circuit 60A-60D Auxiliary strain body 61 Tilt body 61a Upper end part 61b Lower end part 61p Contour 62 1st connection body 62p Contour 63 2nd Connection body 63p Contour 64 Slit 65 Slit 66 First pedestal 66p Contour 67 Second pedestal 67p Contour 68 R Contour portions 69a, 69b Slits 70a, 70b Slit 71 Connection body 72 First tilting body 73 Second tilting body 74 Connection body 80 Exterior Body 81 Cushioning member 90 Detection strain body 91 Outer ring part 92 Inner ring part 93 Beam part 94 Connection ring part 95 Support ring part 100 Detection element 101 Strain gauge 1000 Industrial robot 1100 Robot body 1200 End effector 1300 Electric cable 1400 Control part

Claims (30)

検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける受力体と、
第1方向において前記受力体の一側に配置され、前記受力体を支持する支持体と、
前記受力体と前記支持体とを接続し、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する検出部を有する検出起歪体と、
前記検出部に生じた弾性変形を検出する検出素子と、
前記検出素子の検出結果に基づいて、前記検出起歪体に作用した力またはモーメントを示す電気信号を出力する検出回路と、
前記受力体と前記支持体とを接続し、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する補助起歪体と、を備え
前記補助起歪体は、第1方向に直交する第2方向に延びる傾動体と、前記受力体と前記傾動体とを接続する第1接続体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な第1接続体と、前記傾動体と前記支持体とを接続する第2接続体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な第2接続体と、を有し、
前記第1接続体と前記第2接続体は、前記第2方向において互いに異なる位置に配置され、
前記第1接続体は、前記傾動体における前記支持体の側の端部に接続され、前記第2接続体は、前記傾動体における前記受力体の側の端部に接続されている、力覚センサ。
A force-receiving body that receives the action of a force or moment to be detected,
A support body disposed on one side of the force receiving body in the first direction and supporting the force receiving body;
A detection strain body having a detection unit that connects the force receiving body and the support body and that is elastically deformed by the action of a force or a moment received by the force receiving body,
A detection element for detecting elastic deformation generated in the detection unit,
Based on the detection result of the detection element, a detection circuit that outputs an electric signal indicating the force or moment acting on the detection strain generating element,
An auxiliary strain generating body that connects the force receiving body and the support body and is elastically deformed by the action of a force or moment received by the force receiving body ,
The auxiliary strain generating body is a tilting body extending in a second direction orthogonal to the first direction, and a first connecting body connecting the force receiving body and the tilting body, and a force received by the force receiving body. Alternatively, the first connecting body is elastically deformable by the action of a moment, and the second connecting body that connects the tilting body and the support body is elastically deformable by the action of the force or the moment received by the force receiving body. A second connecting body,
The first connection body and the second connection body are arranged at positions different from each other in the second direction,
The first connection body is connected to an end portion of the tilting body on the support body side, and the second connection body is connected to an end portion of the tilting body on the side of the force receiving body. Sensor.
前記受力体と前記支持体とは、前記第1方向で見たときに、前記検出起歪体の周囲に配置された複数の前記補助起歪体で接続されており、
複数の前記補助起歪体は、前記検出起歪体の周囲において互いに隣り合う第1補助起歪体および第2補助起歪体を有し、
前記第1補助起歪体の前記第1接続体は、前記第1補助起歪体の前記第2接続体よりも前記第2補助起歪体の側に配置され、
前記第2補助起歪体の前記第1接続体は、前記第2補助起歪体の前記第2接続体よりも前記第1補助起歪体の側に配置されている、請求項に記載の力覚センサ。
The force receiving body and the support body, when viewed in the first direction, are connected by a plurality of the auxiliary flexure elements arranged around the detection flexure element,
The plurality of auxiliary strain-generating bodies have a first auxiliary strain-generating body and a second auxiliary strain-generating body which are adjacent to each other around the detected strain generating body,
The first connection body of the first auxiliary strain-generating body is arranged closer to the second auxiliary strain-generating body than the second connecting body of the first auxiliary strain-generating body,
The first connection of the second auxiliary flexure element is disposed on a side of the first auxiliary flexure element than the second connection of the second auxiliary flexure element, according to claim 1 Force sensor.
前記受力体と前記支持体とは、前記第1方向で見たときに、前記検出起歪体の周囲に配置された複数の前記補助起歪体で接続されており、
複数の前記補助起歪体は、前記検出起歪体の周囲において互いに隣り合う第1補助起歪体および第2補助起歪体を有し、
前記第1補助起歪体の前記第1接続体は、前記第1補助起歪体の前記第2接続体よりも前記第2補助起歪体の側に配置され、
前記第2補助起歪体の前記第2接続体は、前記第2補助起歪体の前記第1接続体よりも前記第1補助起歪体の側に配置されている、請求項に記載の力覚センサ。
The force receiving body and the support body, when viewed in the first direction, are connected by a plurality of the auxiliary flexure elements arranged around the detection flexure element,
The plurality of auxiliary strain-generating bodies have a first auxiliary strain-generating body and a second auxiliary strain-generating body which are adjacent to each other around the detected strain generating body,
The first connection body of the first auxiliary strain-generating body is arranged closer to the second auxiliary strain-generating body than the second connecting body of the first auxiliary strain-generating body,
The second connection of the second auxiliary flexure element is disposed on a side of the first auxiliary flexure element than the first connection of the second auxiliary flexure element, according to claim 1 Force sensor.
前記第1接続体および前記第2接続体は、前記第1方向に延びている、請求項のいずれか一項に記載の力覚センサ。 Wherein the first connecting body and the second connecting member extends in the first direction, force sensor according to any one of claims 1 to 3. 前記第1接続体および前記第2接続体は、前記第1方向に対して傾斜する方向に延びている、請求項のいずれか一項に記載の力覚センサ。 Wherein the first connecting body and the second connector extends in a direction inclined to the first direction, force sensor according to any one of claims 1 to 3. 前記第1接続体および前記第2接続体は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向で見たときに湾曲している、請求項のいずれか一項に記載の力覚センサ。 The force according to any one of claims 1 to 5 , wherein the first connection body and the second connection body are curved when viewed in a direction orthogonal to the first direction and the second direction. Sensor. 検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける受力体と、
第1方向において前記受力体の一側に配置され、前記受力体を支持する支持体と、
前記受力体と前記支持体とを接続し、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する検出部を有する検出起歪体と、
前記検出部に生じた弾性変形を検出する検出素子と、
前記検出素子の検出結果に基づいて、前記検出起歪体に作用した力またはモーメントを示す電気信号を出力する検出回路と、
前記受力体と前記支持体とを接続し、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する補助起歪体と、を備え、
前記補助起歪体は、第1方向に直交する第2方向に延びる傾動体と、前記受力体と前記傾動体とを接続する第1接続体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な第1接続体と、前記傾動体と前記支持体とを接続する第2接続体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な第2接続体と、を有し、
前記第1接続体と前記第2接続体は、前記第1方向で見たときに、互いに重なる位置に配置され、
前記傾動体は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向で見たときに、前記第2方向に延びる、前記傾動体の一側の端部において開口するスリットを含んでいる、力覚センサ。
A force-receiving body that receives the action of a force or moment to be detected,
A support body disposed on one side of the force receiving body in the first direction and supporting the force receiving body;
A detection strain body having a detection unit that connects the force receiving body and the support body and that is elastically deformed by the action of a force or a moment received by the force receiving body,
A detection element for detecting elastic deformation generated in the detection unit,
Based on the detection result of the detection element, a detection circuit that outputs an electric signal indicating the force or moment acting on the detection strain generating element,
An auxiliary strain generating body that connects the force receiving body and the support body and is elastically deformed by the action of a force or moment received by the force receiving body,
The auxiliary strain generating body is a tilting body extending in a second direction orthogonal to the first direction, and a first connecting body connecting the force receiving body and the tilting body, and a force received by the force receiving body. Alternatively, the first connecting body is elastically deformable by the action of a moment, and the second connecting body that connects the tilting body and the support body is elastically deformable by the action of the force or the moment received by the force receiving body. A second connecting body,
The first connecting body and the second connecting body are arranged at positions overlapping each other when viewed in the first direction,
The tilting body, when viewed in a direction perpendicular to the first direction and the second direction, extending in the second direction, and includes a slit which opens at the end of one side of the tilting body, the force Sensor.
検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける受力体と、
第1方向において前記受力体の一側に配置され、前記受力体を支持する支持体と、
前記受力体と前記支持体とを接続し、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する検出部を有する検出起歪体と、
前記検出部に生じた弾性変形を検出する検出素子と、
前記検出素子の検出結果に基づいて、前記検出起歪体に作用した力またはモーメントを示す電気信号を出力する検出回路と、
前記受力体と前記支持体とを接続し、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する補助起歪体と、を備え、
前記補助起歪体は、第1方向に直交する第2方向に延びる傾動体と、前記受力体と前記傾動体とを接続する第1接続体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な第1接続体と、前記傾動体と前記支持体とを接続する第2接続体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な第2接続体と、を有し、
前記第1接続体と前記第2接続体は、前記第1方向で見たときに、互いに重なる位置に配置され、
前記傾動体は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向で見たときに、前記第2方向に延びる、閉じた形状を有するスリットを含んでいる、力覚センサ。
A force-receiving body that receives the action of a force or moment to be detected,
A support body disposed on one side of the force receiving body in the first direction and supporting the force receiving body;
A detection strain body having a detection unit that connects the force receiving body and the support body and that is elastically deformed by the action of a force or a moment received by the force receiving body,
A detection element for detecting elastic deformation generated in the detection unit,
Based on the detection result of the detection element, a detection circuit that outputs an electric signal indicating the force or moment acting on the detection strain generating element,
An auxiliary strain generating body that connects the force receiving body and the support body and is elastically deformed by the action of a force or moment received by the force receiving body,
The auxiliary strain generating body is a tilting body extending in a second direction orthogonal to the first direction, and a first connecting body connecting the force receiving body and the tilting body, and a force received by the force receiving body. Alternatively, the first connecting body is elastically deformable by the action of a moment, and the second connecting body that connects the tilting body and the support body is elastically deformable by the action of the force or the moment received by the force receiving body. A second connecting body,
The first connecting body and the second connecting body are arranged at positions overlapping each other when viewed in the first direction,
The tilting body, the when viewed in a direction perpendicular to the first direction and the second direction, extending in the second direction includes a slit having a closed shape, force sensor.
前記傾動体は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向で見たときに、前記第1接続体および前記第2接続体を中心として前記第2方向において左右対称に形成されている、請求項に記載の力覚センサ。 The tilting body is formed symmetrically in the second direction with the first connecting body and the second connecting body as a center when viewed in a direction orthogonal to the first direction and the second direction. The force sensor according to claim 8 . 前記第1方向および前記第2方向に直交する方向で見たときに、前記第1接続体の輪郭および前記第2接続体の輪郭のうちの少なくとも一方と前記傾動体の輪郭とがR輪郭部を介して接続されている、請求項のいずれか一項に記載の力覚センサ。 When viewed in a direction orthogonal to the first direction and the second direction, at least one of the contour of the first connecting body and the contour of the second connecting body and the contour of the tilting body are R contour portions. It is connected via a force sensor according to any one of claims 1 to 9. 検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける受力体と、
第1方向において前記受力体の一側に配置され、前記受力体を支持する支持体と、
前記受力体と前記支持体とを接続し、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する検出部を有する検出起歪体と、
前記検出部に生じた弾性変形を検出する検出素子と、
前記検出素子の検出結果に基づいて、前記検出起歪体に作用した力またはモーメントを示す電気信号を出力する検出回路と、
前記受力体と前記支持体とを接続し、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する補助起歪体と、を備え、
前記補助起歪体は、第1方向に直交する第2方向に延びる傾動体と、前記受力体と前記傾動体とを接続する第1接続体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な第1接続体と、前記傾動体と前記支持体とを接続する第2接続体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な第2接続体と、を有し、
前記傾動体は、前記第1方向で見たときに、前記第2方向に延びる、前記傾動体の一側の端部において開口するスリットを含み、
前記第1接続体は、前記傾動体のうち前記スリットに対して一側の部分に接続され、
前記第2接続体は、前記傾動体のうち前記スリットに対して他側の部分に接続されている、力覚センサ。
A force-receiving body that receives the action of a force or moment to be detected,
A support body disposed on one side of the force receiving body in the first direction and supporting the force receiving body;
A detection strain body having a detection unit that connects the force receiving body and the support body and that is elastically deformed by the action of a force or a moment received by the force receiving body,
A detection element for detecting elastic deformation generated in the detection unit,
Based on the detection result of the detection element, a detection circuit that outputs an electric signal indicating the force or moment acting on the detection strain generating element,
An auxiliary strain generating body that connects the force receiving body and the support body and is elastically deformed by the action of a force or moment received by the force receiving body,
The auxiliary strain generating body is a tilting body extending in a second direction orthogonal to the first direction, and a first connecting body connecting the force receiving body and the tilting body, and a force received by the force receiving body. Alternatively, the first connecting body is elastically deformable by the action of a moment, and the second connecting body that connects the tilting body and the support body is elastically deformable by the action of the force or the moment received by the force receiving body. A second connecting body,
The tilting body includes a slit that extends in the second direction and opens at one end of the tilting body when viewed in the first direction,
The first connecting body is connected to a portion of the tilting body on one side with respect to the slit,
The second connecting body, the connected, force sensor on a portion of the other side with respect to the slit of said tilting member.
検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける受力体と、
第1方向において前記受力体の一側に配置され、前記受力体を支持する支持体と、
前記受力体と前記支持体とを接続し、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する検出部を有する検出起歪体と、
前記検出部に生じた弾性変形を検出する検出素子と、
前記検出素子の検出結果に基づいて、前記検出起歪体に作用した力またはモーメントを示す電気信号を出力する検出回路と、
前記受力体と前記支持体とを接続し、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する補助起歪体と、を備え、
前記補助起歪体は、第1方向に直交する第2方向に延びる傾動体と、前記受力体と前記傾動体とを接続する第1接続体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な第1接続体と、前記傾動体と前記支持体とを接続する第2接続体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な第2接続体と、を有し、
前記傾動体は、前記第1方向で見たときに、前記第2方向に延びる、閉じた形状を有するスリットを含み、
前記第1接続体は、前記傾動体のうち前記スリットに対して一側の部分に接続され、
前記第2接続体は、前記傾動体のうち前記スリットに対して他側の部分に接続されている、力覚センサ。
A force-receiving body that receives the action of a force or moment to be detected,
A support body disposed on one side of the force receiving body in the first direction and supporting the force receiving body;
A detection strain body having a detection unit that connects the force receiving body and the support body and that is elastically deformed by the action of a force or a moment received by the force receiving body,
A detection element for detecting elastic deformation generated in the detection unit,
Based on the detection result of the detection element, a detection circuit that outputs an electric signal indicating the force or moment acting on the detection strain generating element,
An auxiliary strain generating body that connects the force receiving body and the support body and is elastically deformed by the action of a force or moment received by the force receiving body,
The auxiliary strain generating body is a tilting body extending in a second direction orthogonal to the first direction, and a first connecting body connecting the force receiving body and the tilting body, and a force received by the force receiving body. Alternatively, the first connecting body is elastically deformable by the action of a moment, and the second connecting body that connects the tilting body and the support body is elastically deformable by the action of the force or the moment received by the force receiving body. A second connecting body,
The tilting body includes a slit having a closed shape that extends in the second direction when viewed in the first direction,
The first connecting body is connected to a portion of the tilting body on one side with respect to the slit,
The second connecting body, the connected, force sensor on a portion of the other side with respect to the slit of said tilting member.
前記傾動体は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向で見たときに、前記第1接続体および前記第2接続体を中心として前記第2方向において左右対称に形成されている、請求項12に記載の力覚センサ。 The tilting body is formed symmetrically in the second direction with the first connecting body and the second connecting body as a center when viewed in a direction orthogonal to the first direction and the second direction. The force sensor according to claim 12 . 前記第1接続体と前記受力体との接続位置と、前記第2接続体と前記支持体との接続位置は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向において互いに異なる位置に配置されている、請求項1113のいずれか一項に記載の力覚センサ。 A connection position between the first connection body and the force receiving body and a connection position between the second connection body and the support body are arranged at positions different from each other in a direction orthogonal to the first direction and the second direction. The force sensor according to any one of claims 11 to 13 which is carried out. 前記第1接続体と前記受力体との接続位置と、前記第2接続体と前記支持体との接続位置は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向において同じ位置に配置されている、請求項1113のいずれか一項に記載の力覚センサ。 The connection position between the first connection body and the force receiving body and the connection position between the second connection body and the support body are arranged at the same position in the direction orthogonal to the first direction and the second direction. The force sensor according to any one of claims 11 to 13 . 前記第1接続体は、第1台座を介して前記受力体に接続されている、請求項15のいずれか一項に記載の力覚センサ。 The first connection member is connected via a first seat on the force receiving member, the force sensor according to any one of claims 1 to 15. 前記第2接続体は、第2台座を介して前記支持体に接続されている、請求項16のいずれか一項に記載の力覚センサ。 It said second connecting member is connected to said support through a second seat, the force sensor according to any one of claims 1 to 16. 検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける受力体と、
第1方向において前記受力体の一側に配置され、前記受力体を支持する支持体と、
前記受力体と前記支持体とを接続し、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する検出部を有する検出起歪体と、
前記検出部に生じた弾性変形を検出する検出素子と、
前記検出素子の検出結果に基づいて、前記検出起歪体に作用した力またはモーメントを示す電気信号を出力する検出回路と、
前記受力体と前記支持体とを接続し、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する補助起歪体と、を備え、
前記補助起歪体は、前記受力体から前記支持体に延びる、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な接続体を有し、
前記接続体は、前記第1方向に対して傾斜し、
前記接続体は、第1台座を介して前記受力体に接続されるとともに、第2台座を介して前記支持体に接続されている、力覚センサ。
A force-receiving body that receives the action of a force or moment to be detected,
A support body disposed on one side of the force receiving body in the first direction and supporting the force receiving body;
A detection strain body having a detection unit that connects the force receiving body and the support body and that is elastically deformed by the action of a force or a moment received by the force receiving body,
A detection element for detecting elastic deformation generated in the detection unit,
Based on the detection result of the detection element, a detection circuit that outputs an electric signal indicating the force or moment acting on the detection strain generating element,
An auxiliary strain generating body that connects the force receiving body and the support body and is elastically deformed by the action of a force or moment received by the force receiving body,
The auxiliary strain generating body has a connecting body extending from the force receiving body to the support body and elastically deformable by an action of a force or a moment received by the force receiving body,
The connection body is inclined with respect to the first direction,
It said connection member is connected to the force receiving member via a first seat and is connected to the support via a second seat, force sensor.
検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける受力体と、
第1方向において前記受力体の一側に配置され、前記受力体を支持する支持体と、
前記受力体と前記支持体とを接続し、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する検出部を有する検出起歪体と、
前記検出部に生じた弾性変形を検出する検出素子と、
前記検出素子の検出結果に基づいて、前記検出起歪体に作用した力またはモーメントを示す電気信号を出力する検出回路と、
前記受力体と前記支持体とを接続し、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する補助起歪体と、を備え、
前記補助起歪体は、前記受力体に第1台座を介して接続されるとともに前記第1方向に直交する第2方向に延びる第1傾動体と、前記支持体に第2台座を介して接続されるとともに前記第2方向に延びる第2傾動体と、前記第1傾動体と前記第2傾動体とを接続する、前記検出部が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な接続体と、を有している、力覚センサ。
A force-receiving body that receives the action of a force or moment to be detected,
A support body disposed on one side of the force receiving body in the first direction and supporting the force receiving body;
A detection strain body having a detection unit that connects the force receiving body and the support body and that is elastically deformed by the action of a force or a moment received by the force receiving body,
A detection element for detecting elastic deformation generated in the detection unit,
Based on the detection result of the detection element, a detection circuit that outputs an electric signal indicating the force or moment acting on the detection strain generating element,
An auxiliary strain generating body that connects the force receiving body and the support body and is elastically deformed by the action of a force or moment received by the force receiving body,
The auxiliary strain generating body is connected to the force receiving body via a first pedestal, and a first tilting body extending in a second direction orthogonal to the first direction and the support body via a second pedestal. A second tilting body that is connected and extends in the second direction, and a connecting body that connects the first tilting body and the second tilting body and is elastically deformable by the action of the force or moment received by the detection unit. It has the, the, force sensor.
前記第2方向における一側の端部において、前記第1傾動体が前記受力体に接続されるとともに前記第2傾動体が前記支持体に接続され、
前記第2方向における他側の端部において、前記第1傾動体および前記第2傾動体が前記接続体に接続されている、請求項19に記載の力覚センサ。
At one end in the second direction, the first tilting body is connected to the force receiving body, and the second tilting body is connected to the support body;
20. The force sensor according to claim 19 , wherein the first tilting body and the second tilting body are connected to the connecting body at the other end in the second direction.
前記第2方向における両側の端部において、前記第1傾動体および前記第2傾動体が前記接続体に接続され、
前記第2方向における一対の前記接続体の間の位置で、前記第1傾動体が前記受力体に接続されるとともに前記第2傾動体が前記支持体に接続されている、請求項19に記載の力覚センサ。
The first tilting body and the second tilting body are connected to the connecting body at both ends in the second direction,
At a position between the pair of the connecting member in the second direction, the second tilting member together with the first tilting member is connected to the force receiving member is connected to the support, to claim 19 The force sensor described.
前記第1傾動体および前記第2傾動体は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向で見たときに、前記第1台座および前記第2台座を中心として前記第2方向において左右対称に形成されている、請求項21に記載の力覚センサ。 When the first tilting body and the second tilting body are viewed in a direction orthogonal to the first direction and the second direction, the first tilting body and the second tilting body are left and right in the second direction with the first base and the second base as centers. The force sensor according to claim 21 , wherein the force sensor is formed symmetrically. 前記第1傾動体および前記第2傾動体は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向において互いに異なる位置に配置され、
前記第1台座と前記受力体との接続位置と、前記第2台座と前記支持体との接続位置は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向において互いに異なる位置に配置されている、請求項1922のいずれか一項に記載の力覚センサ。
The first tilting body and the second tilting body are arranged at positions different from each other in a direction orthogonal to the first direction and the second direction,
A connection position between the first pedestal and the force receiving body and a connection position between the second pedestal and the support body are arranged at positions different from each other in a direction orthogonal to the first direction and the second direction. The force sensor according to any one of claims 19 to 23 which is present.
前記第1傾動体および前記第2傾動体は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向において互いに異なる位置に配置され、
前記第1台座と前記受力体との接続位置と、前記第2台座と前記支持体との接続位置は、前記第1方向および前記第2方向に直交する方向において同じ位置に配置されている、請求項1922のいずれか一項に記載の力覚センサ。
The first tilting body and the second tilting body are arranged at positions different from each other in a direction orthogonal to the first direction and the second direction,
The connection position between the first pedestal and the force receiving body and the connection position between the second pedestal and the support body are arranged at the same position in the direction orthogonal to the first direction and the second direction. force sensor according to any one of claims 19-22.
前記接続体は、前記第1方向に沿う長手方向を有している、請求項1924のいずれか一項に記載の力覚センサ。 The force sensor according to any one of claims 19 to 24 , wherein the connecting body has a longitudinal direction along the first direction. 前記第1方向で見たときに、前記補助起歪体を外側から覆う外装体を更に備えた、請求項1〜25のいずれか一項に記載の力覚センサ。 Wherein when viewed in the first direction, wherein further comprising an outer body covering assist strain generating body from the outside, the force sensor according to any one of claims 1 to 25. 前記外装体は、前記支持体に固定され、前記受力体から離間している、請求項26に記載の力覚センサ。 The force sensor according to claim 26 , wherein the exterior body is fixed to the support body and is separated from the force receiving body. 前記外装体と前記受力体との間に緩衝部材が介在されている、請求項27に記載の力覚センサ。 The force sensor according to claim 27 , wherein a cushioning member is interposed between the exterior body and the force receiving body. 前記検出素子は、前記受力体または前記支持体に設けられた固定電極と、前記検出起歪体に設けられ、前記固定電極に対向する変位電極と、を有している、請求項1〜28のいずれか一項に記載の力覚センサ。 The detection element includes a fixed electrode provided on the force receiving body or the support body, and a displacement electrode provided on the detection strain generating body and facing the fixed electrode. The force sensor according to any one of 28 . 前記検出部は、前記検出起歪体に設けられた歪みゲージを有している、請求項1〜28のいずれか一項に記載の力覚センサ。 Wherein the detection unit includes a strain gauge provided on said detecting flexure element, force sensor according to any one of claims 1 to 28.
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