JP6996344B2 - センサーデバイス、力検出装置およびロボット - Google Patents
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Description
前記凹部の開口を塞ぐ蓋体と、
前記凹部内に配置され、受けた外力に応じて電荷を出力する力検出部と、
前記凹部内に配置され、前記力検出部と電気的に接続されている電子部品と、を有し、
前記電子部品と前記蓋体との離間距離は、前記力検出部と前記蓋体との離間距離よりも大きいセンサーデバイスである。
これにより、蓋体と電子部品との干渉(接触)を効果的に抑制することができ、力検出部を所望の圧縮力で与圧することができる。したがって、優れた力検出特性を発揮することのできるセンサーデバイスが得られる。また、蓋体と電子部品との接触が抑制されるため、電子部品の破損や剥離等を抑制することができ、センサーデバイスの信頼性が向上する。
中央部と、
前記中央部を囲む枠状をなし、前記基体と接合されている外縁部と、
前記中央部と前記外縁部との間に位置し、前記中央部と前記外縁部とを接続する枠状の接続部と、を有し、
前記平面視で、前記力検出部および前記電子部品が前記中央部と重なっていることが好ましい。
これにより、例えば、電子部品が外縁部と重なっている場合と比較して、電子部品と蓋体との離間距離を長く確保することができ、当該離間距離をより大きく確保することができる。
前記接続部は、前記中央部の外縁と前記外縁部の内縁とを接続するテーパー状となっていることが好ましい。
これにより、変形が容易な蓋体となる。
前記接合部材の前記蓋体との接合面は、前記蓋体の厚さ方向と直交する方向から見た断面視で、前記力検出部の前記蓋体側の端と前記電子部品の前記蓋体側の端との間に位置することが好ましい。
これにより、力検出部と当接することにより蓋体の変形が規制され、蓋体が接合部材の蓋体との接合面よりも下方へ撓み変形することを抑制することができる。そのため、蓋体と電子部品との接触をより確実に抑制することができる。
前記凹部内は、減圧状態となっていることが好ましい。
これにより、回路部の特性の劣化、変動を効果的に抑制することができる。
これにより、回路部の特性の劣化、変動をより効果的に抑制することができる。
これにより、回路部の特性の劣化、変動を効果的に抑制することができる。
これにより、力検出部と回路部とをより近くに配置することができ、力検出部から出力された電荷を低ノイズで精度よく処理することができる。そのため、センサーデバイスは、受けた外力を精度よく検出することができる。
これにより、各部が水分(湿気)から保護され、湿度に起因した回路部の回路特性の劣化、変動を抑制することができる。
第1方向の外力に応じて第1電荷を出力する第1圧電素子と、
前記第1方向とは異なる第2方向の外力に応じて第2電荷を出力する第2圧電素子と、を有し、
前記回路部は、
前記第1電荷を処理する第1回路部と、
前記第2電荷を処理する第2回路部と、を有し、
前記基体の平面視で、前記力検出部の一方側に前記第1回路部が位置し、他方側に前記第2回路部が位置していることが好ましい。
これにより、第1回路部と第2回路部を凹部内でなるべく離間して配置することができる。そのため、第1回路部と第2回路部との干渉が低減され、第1電荷に第2回路部からのノイズが乗ったり、反対に、第2電荷に第1回路部からのノイズが乗ったりすることを効果的に抑制することができる。そのため、第1回路部によって第1電荷を精度よく処理することができ、第2回路部によって第2電荷を精度よく処理することができる。その結果、受けた外力を精度よく検出することができ、優れた力検出特性を発揮することのできるセンサーデバイスが得られる。
これにより、第1、第2回路部の回路特性を互いにほぼ等しくすることができる。そのため、第1電荷と第2電荷とを等しく処理することができ、受けた外力をより精度よく検出することができるセンサーデバイスとなる。
これにより、第1、第2圧電素子の構成が簡単なものとなると共に、高感度、広いダイナミックレンジ、高い剛性等の優れた特性を有する力検出部となる。
第2基部と、
前記第1基部と前記第2基部との間に設けられる本発明の一態様のセンサーデバイスと、を備える力検出装置である。
このような力検出装置によれば、本発明の一態様のセンサーデバイスを備えているため、より精度よく外力を検出することができる。
前記基台に接続されるアームと、
本発明の一態様の力検出装置と、を備えるロボットである。
このようなロボットによれば、本発明一態様の力検出装置を備えているため、より精密な作業を実行することができる。
まず、本発明の第1実施形態に係るセンサーデバイスについて説明する。
次に、本発明の第2実施形態に係るセンサーデバイスについて説明する。
次に、本発明の第3実施形態に係るセンサーデバイスについて説明する。
次に、本発明の第4実施形態に係る力検出装置について説明する。
図14に示すように、ケース5は、第1ケース部材6と、第1ケース部材6に対して間隔を隔てて配置されている第2ケース部材7と、第1ケース部材6および第2ケース部材7の外周部に設けられた側壁部8と、を有する。
次に、本発明の第5実施形態に係るロボットについて説明する。
Claims (12)
- 凹部を有する基体と、
前記凹部の開口を塞ぐ蓋体と、
前記凹部に配置され、受けた外力に応じて電荷を出力する力検出部と、
前記凹部に配置され、前記力検出部と電気的に接続されている電子部品と、を有し、
前記蓋体は、
前記蓋体の厚さ方向から見た平面視で、前記力検出部および前記電子部品と重なっている中央部と、
前記平面視で、前記中央部を囲む枠状をなし、前記基体と接合されている外縁部と、
前記平面視で、前記中央部と前記外縁部との間に位置して枠状をなし、かつ、前記蓋体の厚さ方向と直交する方向から見た断面視で、前記中央部の外縁と前記外縁部の内縁とを接続するテーパー状となっている接続部と、を有し、
前記蓋体の厚さ方向において、前記中央部と前記電子部品との離間距離は、前記外縁部と前記電子部品との離間距離よりも大きく、
前記蓋体の厚さ方向において、前記電子部品と前記蓋体との離間距離は、前記力検出部と前記蓋体との離間距離よりも大きいことを特徴とするセンサーデバイス。 - 前記断面視で、前記基体と前記蓋体との間に位置し、前記基体と前記蓋体とを接合する接合部材を有し、
前記接合部材の前記蓋体との接合面は、前記断面視で、前記力検出部の前記蓋体側の端と前記電子部品の前記蓋体側の端との間に位置する請求項1に記載のセンサーデバイス。 - 前記凹部は、前記蓋体によって密閉され、
前記凹部内は、減圧状態となっている請求項1または2に記載のセンサーデバイス。 - 前記凹部内の気圧は、0.01Pa以上1000Pa以下である請求項3に記載のセンサーデバイス。
- 前記凹部内は、不活性ガスが充填されている請求項1ないし4のいずれか1項に記載のセンサーデバイス。
- 前記力検出部から出力された電荷を電圧に変換する回路部を有する請求項1ないし5のいずれか1項に記載のセンサーデバイス。
- 前記回路部は、前記電子部品として、前記電荷が入力される抵抗、前記電荷を蓄積する蓄電部または前記電荷による電圧を増幅する増幅器を有する請求項6に記載のセンサーデバイス。
- 前記力検出部は、
第1方向の外力に応じて第1電荷を出力する第1圧電素子と、
前記第1方向とは異なる第2方向の外力に応じて第2電荷を出力する第2圧電素子と、を有し、
前記回路部は、
前記第1電荷を処理する第1回路部と、
前記第2電荷を処理する第2回路部と、を有し、
前記平面視で、前記力検出部は、前記第1回路部と前記第2回路部との間に位置している請求項6または7に記載のセンサーデバイス。 - 前記平面視で、前記第1回路部および前記第2回路部は、前記力検出部に対して対称的に配置されている請求項8に記載のセンサーデバイス。
- 前記第1圧電素子および前記第2圧電素子は、水晶を含む請求項8または9に記載のセンサーデバイス。
- 第1基部と、
第2基部と、
前記第1基部と前記第2基部とで挟持される請求項1ないし10のいずれか1項に記載のセンサーデバイスと、
前記第1基部と前記第2基部とを締結するボルトと、を備えることを特徴とする力検出装置。 - 基台と、
前記基台に接続されるアームと、
請求項11に記載の力検出装置と、を備えることを特徴とするロボット。
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