JP7421255B1 - force sensor - Google Patents

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JP7421255B1
JP7421255B1 JP2023570314A JP2023570314A JP7421255B1 JP 7421255 B1 JP7421255 B1 JP 7421255B1 JP 2023570314 A JP2023570314 A JP 2023570314A JP 2023570314 A JP2023570314 A JP 2023570314A JP 7421255 B1 JP7421255 B1 JP 7421255B1
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弘尚 佐野
和廣 岡田
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Abstract

起歪体は、第1接続部と、第2センサ体側接続部と、を含んでいる。第2センサ体側接続部は、第2センサ体に接続された一対の台座であって、第2方向において第2端部の両側に位置する一対の台座と、第3方向で見たときに第2端部から一方の台座まで第2方向に延びる第2接続部と、第3方向で見たときに第2端部から他方の台座まで第2方向に延びる第3接続部と、を含んでいる。第1方向で見たときに第2方向に交差する方向に第2端部から変位部が延びている。検出素子は、変位部の先端部の変位により静電容量値の変化を検出する。The strain body includes a first connection portion and a second sensor body side connection portion. The second sensor body side connection part is a pair of pedestals connected to the second sensor body, and includes a pair of pedestals located on both sides of the second end in the second direction, and a pair of pedestals located on both sides of the second end in the second direction. A second connecting portion extending in the second direction from the second end to the one pedestal, and a third connecting portion extending in the second direction from the second end to the other pedestal when viewed in the third direction. There is. The displacement portion extends from the second end in a direction intersecting the second direction when viewed in the first direction. The detection element detects a change in capacitance value based on the displacement of the tip of the displacement section.

Description

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

所定の軸方向に作用した力および所定の回転軸周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。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。 2. Description of the Related Art Force sensors are known that output a force acting in a predetermined axial direction and a moment (torque) acting around a predetermined rotation axis as electrical signals. Force sensors are widely used for force control of various robots, including industrial robots, collaborative robots, life support robots, medical robots, and service robots.

力覚センサは、ロボットアームとエンドエフェクター(グリッパー等)の間に配置され、ワークに作用した力を検出する。検出された力は、ロボットの制御に用いられる。例えば、ロボットアームが人に接触した場合には、その接触を力覚センサが検出する。このことにより、ロボットアームの動作を緊急停止することができる。 A force sensor is placed between a robot arm and an end effector (such as a gripper) and detects the force acting on a workpiece. The detected force is used to control the robot. For example, when a robot arm comes into contact with a person, a force sensor detects the contact. This allows the operation of the robot arm to be stopped in an emergency.

このような力覚センサには、検出感度の向上が求められている。 Such force sensors are required to have improved detection sensitivity.

特開2021-135103公報JP2021-135103 Publication

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、検出感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 these points, and an object of the present invention is to provide a force sensor that can improve detection sensitivity.

[1]本開示は、
検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける第1センサ体と、
第1方向において前記第1センサ体と異なる位置に配置された第2センサ体と、
前記第1センサ体と前記第2センサ体とを接続し、前記第1センサ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起歪体と、
前記起歪体の弾性変形により生じた変位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、前記第1センサ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、
を備え、
前記第1方向に直交する方向を第2方向とし、前記第1方向に直交するとともに前記第2方向に直交する方向を第3方向とし、
前記起歪体は、前記第1センサ体に接続された第1端部から、前記第1端部とは反対側に位置する第2端部まで前記第1方向に延びる第1接続部と、前記第1接続部の前記第2端部を前記第2センサ体に接続する第2センサ体側接続部と、を含み、
前記第2センサ体側接続部は、前記第2センサ体に接続された一対の台座であって、前記第2方向において前記第2端部の両側に位置する一対の台座と、前記第3方向で見たときに前記第2端部から一方の前記台座まで前記第2方向に延びる第2接続部と、前記第3方向で見たときに前記第2端部から他方の前記台座まで前記第2方向に延びる第3接続部と、前記第1方向で見たときに前記第2方向に交差する方向に前記第2端部から延びる変位部と、を含み、
前記検出素子は、前記変位部の先端部の変位により静電容量値の変化を検出する、
力覚センサであってもよい。
[1] This disclosure includes:
a first sensor body subjected to the action of a force or moment to be detected;
a second sensor body disposed at a different position from the first sensor body in a first direction;
a strain-generating body that connects the first sensor body and the second sensor body and is elastically deformed by the action of a force or moment received by the first sensor body;
a detection element that detects displacement caused by elastic deformation of the strain body;
a detection circuit that outputs an electric signal indicating a force or moment acting on the first sensor body based on a detection result of the detection element;
Equipped with
A direction perpendicular to the first direction is a second direction, a direction perpendicular to the first direction and perpendicular to the second direction is a third direction,
The strain body includes a first connecting portion extending in the first direction from a first end connected to the first sensor body to a second end located on the opposite side of the first end; a second sensor body side connection part that connects the second end of the first connection part to the second sensor body,
The second sensor body side connection part is a pair of pedestals connected to the second sensor body, and includes a pair of pedestals located on both sides of the second end in the second direction, and a pair of pedestals located on both sides of the second end in the second direction. a second connecting portion extending in the second direction from the second end to one of the pedestals when viewed; and a second connecting portion extending from the second end to the other pedestal when viewed in the third direction; a third connecting portion extending in the direction; and a displacement portion extending from the second end in a direction intersecting the second direction when viewed in the first direction,
The detection element detects a change in capacitance value based on displacement of the tip of the displacement part.
It may also be a force sensor.

[2]本開示は、
前記起歪体は、前記第1接続部の前記第1端部を前記第1センサ体に接続する第1センサ体側接続部を含み、
前記第1センサ体側接続部は、前記第2方向および前記第3方向に沿って形成された薄肉部であって、前記第1接続部の前記第1端部に接続された薄肉部を含む、
[1]に記載の力覚センサであってもよい。
[2] This disclosure includes:
The strain body includes a first sensor body side connection part that connects the first end of the first connection part to the first sensor body,
The first sensor body side connection part is a thin part formed along the second direction and the third direction, and includes a thin part connected to the first end of the first connection part.
The force sensor described in [1] may be used.

[3]本開示は、
前記検出素子は、前記第2センサ体に設けられた固定電極基板と、前記変位部の先端部に設けられた、前記固定電極基板に対向する変位電極基板と、を含む、
[1]または[2]に記載の力覚センサであってもよい。
[3] This disclosure includes:
The detection element includes a fixed electrode substrate provided on the second sensor body, and a displacement electrode substrate provided at the tip of the displacement portion and facing the fixed electrode substrate.
The force sensor described in [1] or [2] may be used.

[4]本開示は、
前記固定電極基板は、前記起歪体の中心軸線に対して一方の前記台座の側に位置する第1固定電極基板と、前記起歪体の中心軸線に対して他方の前記台座の側に位置する第2固定電極基板と、を含む、
[3]に記載の力覚センサであってもよい。
[4] This disclosure includes:
The fixed electrode substrate includes a first fixed electrode substrate located on one side of the pedestal with respect to the central axis of the flexure-generating body, and a first fixed electrode substrate located on the other side of the pedestal with respect to the central axis of the flexure-generating body. a second fixed electrode substrate,
The force sensor described in [3] may be used.

[5]本開示は、
前記変位電極基板は、前記起歪体の中心軸線に対して一方の前記台座の側に位置する第1変位電極基板と、前記起歪体の中心軸線に対して他方の前記台座の側に位置する第2変位電極基板と、を含む、
[3]または[4]に記載の力覚センサであってもよい。
[5] This disclosure includes:
The displacement electrode substrate includes a first displacement electrode substrate located on one side of the pedestal with respect to the central axis of the strain-generating body, and a first displacement electrode substrate located on the other side of the pedestal with respect to the central axis of the strain-generating body. a second displacement electrode substrate;
The force sensor described in [3] or [4] may be used.

[6]本開示は、
前記変位部は、前記第1接続部の前記第2端部から前記第3方向に延びている、
[1]~[5]のいずれかに記載の力覚センサであってもよい。
[6] This disclosure includes:
The displacement portion extends in the third direction from the second end of the first connection portion.
The force sensor described in any one of [1] to [5] may be used.

[7]本開示は、
前記第1方向で見たときに、前記第2センサ体側接続部は、前記第2方向に沿って直線状に形成されている、
[1]~[6]のいずれかに記載の力覚センサであってもよい。
[7] This disclosure includes:
When viewed in the first direction, the second sensor body side connection portion is formed in a straight line along the second direction.
The force sensor described in any one of [1] to [6] may be used.

[8]本開示は、
前記第1方向で見たときに、前記第1センサ体および前記第2センサ体は、円形状に形成され、
前記第1方向で見たときに、前記第2センサ体側接続部は、前記第1センサ体の周縁および前記第2センサ体の周縁の少なくとも一方に沿うように円弧状に形成されている、
[1]~[7]のいずれかに記載の力覚センサであってもよい。
[8] This disclosure includes:
When viewed in the first direction, the first sensor body and the second sensor body are formed in a circular shape,
When viewed in the first direction, the second sensor body side connection portion is formed in an arc shape along at least one of a peripheral edge of the first sensor body and a peripheral edge of the second sensor body.
The force sensor described in any one of [1] to [7] may be used.

[9]本開示は、
前記第1センサ体と前記第2センサ体とは、4つの前記起歪体で接続され、
4つの前記起歪体は、第1起歪体と、第2起歪体と、第3起歪体と、第4起歪体と、を含み、
前記第1方向をXYZ三次元座標系におけるZ軸方向とし、
前記第1センサ体の中心に対してY軸方向正側に前記第1起歪体が配置され、前記第1センサ体の中心に対してX軸方向負側に前記第2起歪体が配置され、前記第1センサ体の中心に対してY軸方向負側に前記第3起歪体が配置され、前記第1センサ体の中心に対してX軸方向正側に前記第4起歪体が配置されている、
[1]~[8]のいずれかに記載の力覚センサであってもよい。
[9] This disclosure includes:
The first sensor body and the second sensor body are connected by the four strain bodies,
The four strain bodies include a first strain body, a second strain body, a third strain body, and a fourth strain body,
The first direction is the Z-axis direction in an XYZ three-dimensional coordinate system,
The first strain body is arranged on the positive side in the Y-axis direction with respect to the center of the first sensor body, and the second strain body is arranged on the negative side in the X-axis direction with respect to the center of the first sensor body. The third strain-generating body is arranged on the negative side in the Y-axis direction with respect to the center of the first sensor body, and the fourth strain-generating body is arranged on the positive side in the X-axis direction with respect to the center of the first sensor body. is located,
The force sensor described in any one of [1] to [8] may be used.

[10]本開示は、
前記変位部は、対応する前記第1接続部の前記第2端部から、前記第1センサ体の中心に向かって延びている、
[9]に記載の力覚センサであってもよい。
[10] The present disclosure includes:
The displacement portion extends from the second end of the corresponding first connection portion toward the center of the first sensor body.
The force sensor described in [9] may be used.

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

図1は、第1の実施の形態による力覚センサを適用したロボットの一例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an example of a robot to which a force sensor according to the first embodiment is applied. 図2は、第1の実施の形態による力覚センサを示す断面図であって、後述する図3のA-A線断面に相当する図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the force sensor according to the first embodiment, and corresponds to a cross-section taken along line AA in FIG. 3, which will be described later. 図3は、図2の力覚センサを、受力体を省略して示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the force sensor of FIG. 2 with the force receiving body omitted. 図4は、図2の第1起歪体を示す正面図である。FIG. 4 is a front view showing the first strain body of FIG. 2. FIG. 図5は、図4の第1起歪体を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing the first strain body of FIG. 4. FIG. 図6は、図4の第1起歪体を示す側面図である。6 is a side view showing the first strain body of FIG. 4. FIG. 図7は、図3に示す力覚センサの起歪体を平面展開した図である。FIG. 7 is a plan view of the strain body of the force sensor shown in FIG. 3. As shown in FIG. 図8は、図4の第1起歪体がX軸方向正側の力を受けた場合の第1起歪体の変形状態を模式的に示す正面図である。FIG. 8 is a front view schematically showing a deformed state of the first strain body in FIG. 4 when the first strain body receives a force on the positive side in the X-axis direction. 図9Aは、図4の第1起歪体がY軸方向正側の力を受けた場合の第1起歪体の変形状態を模式的に示す側面図である。FIG. 9A is a side view schematically showing a deformed state of the first strain body in FIG. 4 when the first strain body receives a force on the positive side in the Y-axis direction. 図9Bは、図4の第1起歪体がY軸方向負側の力を受けた場合の第1起歪体の変形状態を模式的に示す側面図である。FIG. 9B is a side view schematically showing a deformed state of the first strain body in FIG. 4 when the first strain body receives a force on the negative side in the Y-axis direction. 図10Aは、図4の第1起歪体がZ軸方向正側の力を受けた場合の第1起歪体の変形状態を模式的に示す正面図である。FIG. 10A is a front view schematically showing a deformed state of the first strain body in FIG. 4 when the first strain body receives a force on the positive side in the Z-axis direction. 図10Bは、図4の第1起歪体がZ軸方向負側の力を受けた場合の第1起歪体の変形状態を模式的に示す正面図である。FIG. 10B is a front view schematically showing a deformed state of the first strain body in FIG. 4 when the first strain body receives a force on the negative side in the Z-axis direction. 図11は、図4の起歪体における各容量素子の静電容量値の変化を示す表である。FIG. 11 is a table showing changes in capacitance values of each capacitive element in the strain body of FIG. 4. FIG. 図12は、図7の力覚センサにおける各容量素子の静電容量値の変化を示す表である。FIG. 12 is a table showing changes in the capacitance value of each capacitive element in the force sensor of FIG. 図13は、図4の検出素子の変形例を示す第1起歪体の正面図である。FIG. 13 is a front view of a first strain body showing a modification of the detection element of FIG. 4. FIG. 図14は、第2の実施の形態による力覚センサを、受力体を省略して示す平面図である。FIG. 14 is a plan view showing the force sensor according to the second embodiment, with the force receiving body omitted. 図15は、図14に示す第1起歪体を示す正面図である。FIG. 15 is a front view of the first strain body shown in FIG. 14. 図16は、図15の第1起歪体を示す平面図である。FIG. 16 is a plan view showing the first strain body of FIG. 15. 図17は、図15の第1起歪体を示す側面図である。FIG. 17 is a side view showing the first strain body of FIG. 15. 図18は、図15の検出素子の変形例を示す第1起歪体の平面図である。FIG. 18 is a plan view of a first strain body showing a modification of the detection element shown in FIG. 15. FIG.

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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in the drawings attached to this specification, for convenience of illustration and ease of understanding, the scale, vertical and horizontal dimension ratios, etc. are appropriately changed and exaggerated from those of the actual drawings.

本明細書において用いる、幾何学的条件と、物理的特性と、幾何学的条件または物理的特性の程度を特定する用語と、幾何学的条件または物理的特性を示す数値等については、厳密な意味に縛られることなく解釈してもよい。そして、これらの幾何学的条件、物理的特性、用語、および数値などについては、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈してもよい。幾何学的条件を特定する用語の例としては、「長さ」、「角度」、「形状」、「平行」、「直交」および「同一」等が挙げられる。 As used herein, geometric conditions, physical properties, terms specifying the degree of geometric conditions or physical properties, numerical values indicating geometric conditions or physical properties, etc. are strictly It may be interpreted without being bound by meaning. These geometrical conditions, physical characteristics, terms, numerical values, etc. may be interpreted to include the range to which similar functions can be expected. Examples of terms specifying geometric conditions include "length," "angle," "shape," "parallel," "orthogonal," and "identical."

(第1の実施の形態)
図1~図13を用いて、本発明の第1の実施の形態による力覚センサについて説明する。
(First embodiment)
A force sensor according to a first embodiment of the present invention will be described using FIGS. 1 to 13.

まず、本実施の形態によるロボット1について、図1を参照して説明する。図1は、本実施の形態によるロボット1の一例を示す斜視図である。ロボット1には、本実施の形態等による力覚センサ10が取り付けられる。ロボット1の例としては、産業用ロボット、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が挙げられる。以下では、便宜上、力覚センサ10が取り付けられる産業用ロボットを例にとって説明する。 First, a robot 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a perspective view showing an example of a robot 1 according to the present embodiment. A force sensor 10 according to this embodiment or the like is attached to the robot 1. Examples of the robot 1 include various robots such as industrial robots, collaborative robots, life support robots, medical robots, and service robots. Below, for convenience, an industrial robot to which the force sensor 10 is attached will be described as an example.

図1に示すように、産業用ロボット1は、ロボット本体2と、ツール3と、力覚センサ10と、コントローラ5と、を備えている。ロボット本体2は、ロボットアーム4を含んでいる。ロボットアーム4は、多関節アーム構造を有している。 As shown in FIG. 1, the industrial robot 1 includes a robot body 2, a tool 3, a force sensor 10, and a controller 5. The robot body 2 includes a robot arm 4. The robot arm 4 has a multi-joint arm structure.

ロボットアーム4の先端に、力覚センサ10が取り付けられている。より具体的には、ロボットアーム4とツール3との間に、力覚センサ10が取り付けられている。力覚センサ10は、図示しない電気ケーブルを介して、コントローラ5に電気的に接続されている。ツール3の例としては、エンドエフェクター(グリッパー等)およびツールチェンジャー(いずれも図示せず)等が挙げられる。 A force sensor 10 is attached to the tip of the robot arm 4. More specifically, a force sensor 10 is attached between the robot arm 4 and the tool 3. The force sensor 10 is electrically connected to the controller 5 via an electric cable (not shown). Examples of the tool 3 include an end effector (such as a gripper) and a tool changer (both not shown).

コントローラ5は、力覚センサ10から出力された電気信号に基づいて、ロボット1の力制御を行う。このことにより、ロボット本体2およびツール3の動作が制御される。 The controller 5 controls the force of the robot 1 based on the electrical signal output from the force sensor 10. This controls the operations of the robot body 2 and the tool 3.

以下、図2~図5を参照して本発明の実施の形態による力覚センサ10について説明する。図2は、本実施の形態による力覚センサを示す断面図であって、図3のA-A線断面に相当する図である。図3は、図2の力覚センサを、受力体を省略して示す平面図である。図4は、図2の第1起歪体を示す正面図である。図5は、図4の第1起歪体を示す平面図であり、図6は、図4の第1起歪体を示す側面図である。図7は、図3に示す力覚センサの各起歪体を平面展開した図である。 The force sensor 10 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 2 to 5. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the force sensor according to the present embodiment, and corresponds to the cross-section taken along the line AA in FIG. FIG. 3 is a plan view showing the force sensor of FIG. 2 with the force receiving body omitted. FIG. 4 is a front view showing the first strain body of FIG. 2. FIG. 5 is a plan view showing the first flexure body in FIG. 4, and FIG. 6 is a side view showing the first flexure body in FIG. 4. FIG. 7 is a plan view of each strain-generating body of the force sensor shown in FIG. 3.

以下の説明では、XYZ三次元座標系を定義し、Z軸方向(第1方向)を上下方向とし、受力体20が上側に配置され、固定体25が下側に配置されるように力覚センサ10を配置した状態で説明を行う。このため、本実施の形態による力覚センサ10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20と固定体25のいずれかを上側または下側に配置するかは任意である。 In the following explanation, an XYZ three-dimensional coordinate system is defined, the Z-axis direction (first direction) is the vertical direction, and the force is expressed so that the force receiving body 20 is placed on the top side and the fixed body 25 is placed on the bottom side. The description will be made with the sense sensor 10 arranged. For this reason, the force sensor 10 according to the present embodiment is not limited to being used in a posture with the Z-axis direction as the vertical direction. Moreover, it is arbitrary whether either the force receiving body 20 or the fixed body 25 is arranged on the upper side or the lower side.

力覚センサ10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を電気信号として出力する機能を有している。しかしながら、このことに限られることはなく、力およびモーメントの一方のみを電気信号として出力するように構成されていてもよく、更には、力またはモーメントの少なくとも1つの軸成分を電気信号として出力するように構成されていてもよい。 The force sensor 10 has a function of outputting a force acting in a predetermined axial direction and a moment acting around a predetermined rotation axis as electrical signals. However, the invention is not limited to this, and may be configured to output only one of force and moment as an electrical signal, and furthermore, output at least one axial component of force or moment as an electrical signal. It may be configured as follows.

力覚センサ10は、図2および図3に示すように、受力体20と、固定体25と、起歪体30A~30Dと、検出素子70と、検出回路75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。なお、図2は、図3のA-A線断面図であるが、便宜上、第2起歪体30Bおよび第4起歪体30Dの概略を示している。 As shown in FIGS. 2 and 3, the force sensor 10 includes a force receiving body 20, a fixed body 25, strain bodies 30A to 30D, a detection element 70, a detection circuit 75, an exterior body 80, It is equipped with Each component will be explained in more detail below. Note that although FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3, it schematically shows the second strain body 30B and the fourth strain body 30D for convenience.

受力体20は、第1センサ体の一例である。受力体20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20は固定体25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20はツール3にボルト等で固定されており、ツール3から力またはモーメントを受ける。受力体20には、起歪体30A~30Dが接続されている。 The force receiving body 20 is an example of a first sensor body. The force receiving body 20 is subjected to a force or moment to be detected. By receiving this action, the force receiving body 20 moves relative to the fixed body 25. In the example of FIG. 1 described above, the force receiving body 20 is fixed to the tool 3 with bolts or the like, and receives force or moment from the tool 3. The force-receiving body 20 is connected to strain-generating bodies 30A to 30D.

図3に示すように、本実施の形態では、受力体20の平面形状は円形である。しかしながら、受力体20の平面形状は円形に限られることはなく、矩形であってもよく、任意である。受力体20は、平板状に形成されていてもよい。 As shown in FIG. 3, in this embodiment, the force receiving body 20 has a circular planar shape. However, the planar shape of the force receiving body 20 is not limited to a circular shape, but may be rectangular, and is arbitrary. The force receiving body 20 may be formed into a flat plate shape.

図2に示すように、固定体25は、第2センサ体の一例である。固定体25は、受力体20を支持している。固定体25は、Z軸方向において、受力体20と異なる位置に配置されている。より具体的には、固定体25は、Z軸方向において受力体20の負側に配置されている。受力体20と固定体25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、固定体25は、受力体20に離間している。図1の例で言えば、固定体25はロボットアーム4の先端にボルト等で固定されており、ロボット本体2に支持される。固定体25には、起歪体30A~30Dが接続されている。 As shown in FIG. 2, the fixed body 25 is an example of the second sensor body. The fixed body 25 supports the force receiving body 20. The fixed body 25 is arranged at a different position from the force receiving body 20 in the Z-axis direction. More specifically, the fixed body 25 is arranged on the negative side of the force receiving body 20 in the Z-axis direction. The force receiving body 20 and the fixed body 25 are arranged at different positions in the Z-axis direction, and the fixed body 25 is spaced apart from the force receiving body 20. In the example of FIG. 1, the fixed body 25 is fixed to the tip of the robot arm 4 with a bolt or the like, and is supported by the robot body 2. The fixed body 25 is connected to strain-generating bodies 30A to 30D.

図3に示すように、本実施の形態では、固定体25の平面形状は、受力体20と同様に円形である。Z軸方向で見たときに、固定体25は、受力体20に重なっている。しかしながら、固定体25の平面形状は円形に限られることはなく、矩形であってもよく、任意である。固定体25は、平板状に形成されていてもよい。なお、受力体20の平面形状および固定体25の平面形状のうちの少なくとも一方は、円形であってもよい。この場合、受力体20の平面形状および固定体25の平面形状のうちの一方が円形で、他方が円形以外の形状であってもよい。 As shown in FIG. 3, in this embodiment, the planar shape of the fixed body 25 is circular like the force receiving body 20. The fixed body 25 overlaps the force receiving body 20 when viewed in the Z-axis direction. However, the planar shape of the fixed body 25 is not limited to a circular shape, but may be rectangular, and is arbitrary. The fixed body 25 may be formed into a flat plate shape. Note that at least one of the planar shape of the force receiving body 20 and the planar shape of the fixed body 25 may be circular. In this case, one of the planar shape of the force receiving body 20 and the planar shape of the fixed body 25 may be circular, and the other may be a shape other than circular.

図2および図3に示すように、起歪体30A~30Dは、受力体20と固定体25とを接続している。より具体的には、起歪体30A~30Dは、受力体20と固定体25との間に配置されており、起歪体30A~30Dは、受力体20に接続されるとともに固定体25に接続されている。これらの起歪体30A~30Dを介して受力体20は固定体25に支持されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the strain-generating bodies 30A to 30D connect the force receiving body 20 and the fixed body 25. As shown in FIGS. More specifically, the strain-generating bodies 30A to 30D are arranged between the force-receiving body 20 and the fixed body 25, and the strain-generating bodies 30A-30D are connected to the force-receiving body 20 and connected to the fixed body. 25. The force receiving body 20 is supported by the fixed body 25 via these strain bodies 30A to 30D.

本実施の形態においては、受力体20と固定体25とは、4つの起歪体30A~30Dで接続されていてもよい。4つの起歪体30A~30Dは、第1起歪体30Aと、第2起歪体30Bと、第3起歪体30Cと、第4起歪体30Dと、を含んでいてもよい。 In this embodiment, the force receiving body 20 and the fixed body 25 may be connected by four strain bodies 30A to 30D. The four strain bodies 30A to 30D may include a first strain body 30A, a second strain body 30B, a third strain body 30C, and a fourth strain body 30D.

図3に示すように、Z軸方向で見たときに、受力体20の中心Oに対してY軸方向正側に第1起歪体30Aが配置されていてもよい。同様にZ軸方向で見たときに、受力体20の中心Oに対してX軸方向負側に第2起歪体30Bが配置されていてもよい。受力体20の中心Oに対してY軸方向負側に第3起歪体30Cが配置されていてもよい。受力体20の中心Oに対してX軸方向正側に第4起歪体30Dが配置されていてもよい。この場合、第1起歪体30Aと第3起歪体30Cとの間に、受力体20の中心Oが配置され、第2起歪体30Bと第4起歪体30Dとの間に、受力体20の中心Oが配置されている。 As shown in FIG. 3, the first strain body 30A may be disposed on the positive side in the Y-axis direction with respect to the center O of the force-receiving body 20 when viewed in the Z-axis direction. Similarly, when viewed in the Z-axis direction, the second strain-generating body 30B may be arranged on the negative side in the X-axis direction with respect to the center O of the force receiving body 20. The third strain body 30C may be arranged on the negative side in the Y-axis direction with respect to the center O of the force receiving body 20. The fourth strain body 30D may be arranged on the positive side in the X-axis direction with respect to the center O of the force receiving body 20. In this case, the center O of the force receiving body 20 is arranged between the first strain body 30A and the third strain body 30C, and between the second strain body 30B and the fourth strain body 30D, A center O of the force receiving body 20 is located.

なお、受力体20と固定体25とを接続する起歪体の個数は、4つに限られることはなく、2つまたは3つでもよく、5つ以上でもよく、任意である。また、受力体20と固定体25とは、1つだけの起歪体で接続されていてもよく、この場合、検出素子70を図4に示すように2つの容量素子で構成すると、後述するように力の2軸成分を検出することができる。検出素子70が、1つだけの容量素子で構成されて、力の1軸成分を検出するようにしてもよい。 Note that the number of strain bodies connecting the force receiving body 20 and the fixed body 25 is not limited to four, and may be two or three, five or more, and is arbitrary. Further, the force receiving body 20 and the fixed body 25 may be connected by only one strain body, and in this case, if the detection element 70 is composed of two capacitive elements as shown in FIG. It is possible to detect two axial components of force. The detection element 70 may be configured with only one capacitive element to detect a uniaxial component of force.

図3に示すように、本実施の形態による4つの起歪体30A~30Dは、環状配置されている。すなわち、上述したように、受力体20および固定体25がZ軸方向で見たときに円形状に形成されており、4つの起歪体30A~30Dが、矩形の環状をなすように配置されている。各起歪体30A~30Dは、Z軸方向で見たときに、第2方向に沿って直線状に形成されている。すなわち、第1起歪体30Aの第2方向および第3起歪体30Cの第2方向は、X軸方向に相当している。第1起歪体30Aおよび第3起歪体30Cは、X軸方向に沿って直線状に形成されている。第2起歪体30Bの第2方向および第4起歪体30Dの第2方向は、Y軸方向に相当している。第2起歪体30Bおよび第4起歪体30Dは、Y軸方向に沿って直線状に形成されている。なお、各起歪体30A~30Dの第2方向は、図3に示す例に限られることはなく、任意である。また、各起歪体30A~30Dの第2方向は、X軸方向にもY軸方向にも沿っていなくてもよい。例えば、4つの起歪体30A~30Dの配置は、環状配置であることに限られることはなく、それぞれを任意の位置で不規則に配置してもよい。 As shown in FIG. 3, the four strain-generating bodies 30A to 30D according to this embodiment are arranged in a ring shape. That is, as described above, the force-receiving body 20 and the fixed body 25 are formed in a circular shape when viewed in the Z-axis direction, and the four strain-generating bodies 30A to 30D are arranged to form a rectangular ring shape. has been done. Each strain body 30A to 30D is formed linearly along the second direction when viewed in the Z-axis direction. That is, the second direction of the first strain body 30A and the second direction of the third strain body 30C correspond to the X-axis direction. The first strain body 30A and the third strain body 30C are formed linearly along the X-axis direction. The second direction of the second strain body 30B and the second direction of the fourth strain body 30D correspond to the Y-axis direction. The second strain body 30B and the fourth strain body 30D are formed linearly along the Y-axis direction. Note that the second direction of each strain body 30A to 30D is not limited to the example shown in FIG. 3, and may be any direction. Further, the second direction of each strain body 30A to 30D does not need to be along either the X-axis direction or the Y-axis direction. For example, the arrangement of the four strain bodies 30A to 30D is not limited to an annular arrangement, and each may be arranged irregularly at any position.

次に、本実施の形態による起歪体30A~30Dについてより具体的に説明する。 Next, the strain bodies 30A to 30D according to this embodiment will be explained in more detail.

本実施の形態による起歪体30A~30Dは、受力体20が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形して歪みを生じさせ、変位するように構成されている。ここでは、上述した4つの起歪体30A~30Dのうち、X軸方向を第2方向とする第1起歪体30Aを例にとって説明する。Y軸方向は第3方向に相当する。第3方向は、第1方向に直交するとともに第2方向に直交する方向である。第2起歪体30B、第3起歪体30Cおよび第4起歪体30Dについては、同様の構成を有しているため、共通する構成についての詳細な説明は省略する。 The strain-generating bodies 30A to 30D according to the present embodiment are configured to be elastically deformed by the action of force or moment received by the force-receiving body 20 to cause distortion and to be displaced. Here, of the four strain bodies 30A to 30D described above, the first strain body 30A whose second direction is the X-axis direction will be described as an example. The Y-axis direction corresponds to the third direction. The third direction is a direction perpendicular to the first direction and perpendicular to the second direction. Since the second strain body 30B, the third strain body 30C, and the fourth strain body 30D have similar configurations, detailed explanations of the common configurations will be omitted.

図2および図4に示すように、第1起歪体30Aは、第1接続部31と、固定体側接続部32と、を含んでいてもよい。 As shown in FIGS. 2 and 4, the first strain body 30A may include a first connection portion 31 and a fixed body side connection portion 32.

第1接続部31は、受力体20に接続された第1端部31aと、第1端部31aとは反対側に位置する第2端部31bと、を含んでいる。第1接続部31は、第1端部31aから第2端部31bまでZ軸方向に延びている。第1端部31aは、後述する薄肉部40の固定体25の側の面(図4における下面)に接続されている。第2端部31bは、後述する変位部36に接続されており、第2接続部34と第3接続部35との間に位置している。第1接続部31は、Y軸方向およびZ軸方向のそれぞれに沿って直線状に形成されていてもよい。図4に示すように、第1接続部31は、第1起歪体30Aの中心軸線CLに沿って形成されていてもよい。第1起歪体30Aの中心軸線CLは、X軸方向における第1起歪体30Aの中心を通るZ軸方向に沿った線である。第1端部31aは、受力体20に、後述する受力体側接続部38を介して接続されている。第1接続部31は、X軸方向およびY軸方向のそれぞれの力の作用により弾性変形可能であってもよい。 The first connecting portion 31 includes a first end 31a connected to the force receiving body 20, and a second end 31b located on the opposite side of the first end 31a. The first connecting portion 31 extends in the Z-axis direction from the first end 31a to the second end 31b. The first end portion 31a is connected to a surface of a thin portion 40 (described later) on the fixed body 25 side (lower surface in FIG. 4). The second end portion 31b is connected to a displacement portion 36, which will be described later, and is located between the second connection portion 34 and the third connection portion 35. The first connecting portion 31 may be formed linearly along each of the Y-axis direction and the Z-axis direction. As shown in FIG. 4, the first connecting portion 31 may be formed along the central axis CL of the first strain body 30A. The central axis CL of the first strain body 30A is a line along the Z-axis direction passing through the center of the first strain body 30A in the X-axis direction. The first end portion 31a is connected to the force-receiving body 20 via a force-receiving body-side connecting portion 38, which will be described later. The first connecting portion 31 may be elastically deformable by the action of forces in the X-axis direction and the Y-axis direction.

固定体側接続部32は、第2センサ体側接続部の一例である。固定体側接続部32は、第1接続部31の第2端部31bを固定体25に接続する。固定体側接続部32は、一対の固定体側台座33と、第2接続部34と、第3接続部35と、変位部36と、を含んでいる。 The fixed body side connection part 32 is an example of the second sensor body side connection part. The fixed body side connecting portion 32 connects the second end portion 31b of the first connecting portion 31 to the fixed body 25. The fixed body side connecting portion 32 includes a pair of fixed body side pedestals 33, a second connecting portion 34, a third connecting portion 35, and a displacement portion 36.

本実施の形態による固定体側台座33は、固定体25に接続されていてもよい。固定体側台座33は、固定体25から受力体20に向かってZ軸方向に延びている。固定体側台座33は、X軸方向において第1接続部31の第2端部31bの両側であって、中心軸線CLの両側に位置している。一方の固定体側台座33は、第2端部31bよりもX軸方向正側に位置している。他方の固定体側台座33は、第2端部31bよりもX軸方向負側に位置している。 The fixed body side pedestal 33 according to this embodiment may be connected to the fixed body 25. The fixed body side pedestal 33 extends in the Z-axis direction from the fixed body 25 toward the force receiving body 20. The fixed body side pedestals 33 are located on both sides of the second end portion 31b of the first connecting portion 31 in the X-axis direction, and on both sides of the central axis CL. One fixed body side pedestal 33 is located on the positive side in the X-axis direction with respect to the second end portion 31b. The other fixed body side pedestal 33 is located on the negative side of the second end 31b in the X-axis direction.

固定体側台座33は、固定体25に当接して、図示しないボルト等を用いて固定体25に取り付けられる。固定体側台座33の固定体25の側の面(図4における下面)には、ねじ孔(図示せず)が形成されていてもよい。固定体側台座33には、1つのねじ孔が形成されていてもよく、複数のねじ孔が形成されていてもよい。 The fixed body side pedestal 33 comes into contact with the fixed body 25 and is attached to the fixed body 25 using bolts or the like (not shown). A screw hole (not shown) may be formed in the surface of the fixed body side pedestal 33 on the side of the fixed body 25 (the lower surface in FIG. 4). The fixed body side pedestal 33 may have one screw hole or a plurality of screw holes formed therein.

第2接続部34は、X軸方向に延びている。第2接続部34は、X軸方向およびY軸方向に沿って平板状に形成されていてもよい。第2接続部34は、Y軸方向で見たときに、第1接続部31の第2端部31bから一方の固定体側台座33まで直線状に延びている。図4に示す例では、第2接続部34は、第2端部31bよりもX軸方向正側に位置する固定体側台座33に接続されて支持されている。第2接続部34は、X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向のそれぞれの力の作用により弾性変形可能であってもよい。 The second connecting portion 34 extends in the X-axis direction. The second connecting portion 34 may be formed in a flat plate shape along the X-axis direction and the Y-axis direction. The second connecting portion 34 extends linearly from the second end 31b of the first connecting portion 31 to one of the fixed body side pedestals 33 when viewed in the Y-axis direction. In the example shown in FIG. 4, the second connecting portion 34 is connected to and supported by the fixed body side pedestal 33 located on the positive side in the X-axis direction with respect to the second end portion 31b. The second connecting portion 34 may be elastically deformable by the action of forces in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.

第3接続部35は、X軸方向に延びている。第3接続部35は、X軸方向およびY軸方向に沿って平板状に形成されていてもよい。第3接続部35は、Y軸方向で見たときに、第1接続部31の第2端部31bから他方の固定体側台座33まで直線状に延びている。図4に示す例では、第3接続部35は、第2端部31bよりもX軸方向負側に位置する固定体側台座33に接続されて支持されている。第3接続部35は、X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向のそれぞれの力の作用により弾性変形可能であってもよい。 The third connecting portion 35 extends in the X-axis direction. The third connecting portion 35 may be formed in a flat plate shape along the X-axis direction and the Y-axis direction. The third connecting portion 35 extends linearly from the second end portion 31b of the first connecting portion 31 to the other fixed body side pedestal 33 when viewed in the Y-axis direction. In the example shown in FIG. 4, the third connecting portion 35 is connected to and supported by the fixed body side pedestal 33 located on the negative side of the X-axis direction with respect to the second end portion 31b. The third connecting portion 35 may be elastically deformable by the action of forces in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.

図4~図6に示すように、変位部36は、Z軸方向で見たときのX軸方向に交差する方向に、第1接続部31の第2端部31bから延びている。変位部36は、第2端部31bからY軸方向に延びていてもよく、Y軸方向に沿って直線状に形成されていてもよい。図4および図6に示すように、変位部36は、第2端部31bの固定体25の側の面から延びている。第2端部31bの固定体25の側の面は、第2端部31bのZ軸方向負側の面であって、図4に示す下面に相当する。しかしながら、変位部36は、第2端部31bのY軸方向負側の面(図4に示す正面)から延びていてもよい。 As shown in FIGS. 4 to 6, the displacement portion 36 extends from the second end portion 31b of the first connecting portion 31 in a direction intersecting the X-axis direction when viewed in the Z-axis direction. The displacement portion 36 may extend in the Y-axis direction from the second end portion 31b, or may be formed linearly along the Y-axis direction. As shown in FIGS. 4 and 6, the displacement portion 36 extends from the surface of the second end portion 31b on the fixed body 25 side. The surface of the second end 31b on the fixed body 25 side is a surface of the second end 31b on the negative side in the Z-axis direction, and corresponds to the lower surface shown in FIG. 4. However, the displacement portion 36 may extend from the Y-axis direction negative side surface (the front surface shown in FIG. 4) of the second end portion 31b.

図3に示すように、第1起歪体30Aの変位部36は、Z軸方向で見たときに、第1起歪体30Aの第1接続部31の第2端部31bから受力体20の中心Oに向かって延びている。第1起歪体30Aの変位部36は、第2端部31bからY軸方向負側に延びている。第1起歪体30Aの変位部36は、X軸方向において第1起歪体30Aの中心に位置していてもよく、Y軸方向で見たときに第1起歪体30Aの中心軸線CL(図4、図7参照)に重なっていてもよい。 As shown in FIG. 3, the displacement portion 36 of the first strain body 30A extends from the second end portion 31b of the first connection portion 31 of the first strain body 30A to the force receiving body when viewed in the Z-axis direction. It extends toward the center O of 20. The displacement portion 36 of the first strain body 30A extends from the second end portion 31b toward the negative side in the Y-axis direction. The displacement portion 36 of the first strain body 30A may be located at the center of the first strain body 30A in the X-axis direction, and the center axis CL of the first strain body 30A when viewed in the Y-axis direction. (See FIGS. 4 and 7).

図3に示すように、第2起歪体30Bの変位部36は、Z軸方向で見たときに、第2起歪体30Bの第1接続部31の第2端部31bから受力体20の中心Oに向かって延びている。第2起歪体30Bの変位部36は、第2端部31bからX軸方向正側に延びている。第2起歪体30Bの変位部36は、Y軸方向において第2起歪体30Bの中心に位置していてもよく、X軸方向で見たときに第2起歪体30Bの中心軸線CL(図4、図7参照)に重なっていてもよい。 As shown in FIG. 3, the displacement portion 36 of the second strain body 30B extends from the second end portion 31b of the first connection portion 31 of the second strain body 30B to the force receiving body when viewed in the Z-axis direction. It extends toward the center O of 20. The displacement portion 36 of the second strain body 30B extends from the second end portion 31b toward the positive side in the X-axis direction. The displacement portion 36 of the second strain body 30B may be located at the center of the second strain body 30B in the Y-axis direction, and the center axis CL of the second strain body 30B when viewed in the X-axis direction. (See FIGS. 4 and 7).

図3に示すように、第3起歪体30Cの変位部36は、Z軸方向で見たときに、第3起歪体30Cの第1接続部31の第2端部31bから受力体20の中心Oに向かって延びている。第3起歪体30Cの変位部36は、第2端部31bからY軸方向正側に延びている。第3起歪体30Cの変位部36は、X軸方向において第3起歪体30Cの中心に位置していてもよく、Y軸方向で見たときに第3起歪体30Cの中心軸線CL(図4、図7参照)に重なっていてもよい。 As shown in FIG. 3, the displacement portion 36 of the third strain-generating body 30C extends from the second end portion 31b of the first connection portion 31 of the third strain-generating body 30C to the force-receiving body when viewed in the Z-axis direction. It extends toward the center O of 20. The displacement portion 36 of the third strain body 30C extends from the second end portion 31b toward the positive side in the Y-axis direction. The displacement portion 36 of the third strain body 30C may be located at the center of the third strain body 30C in the X-axis direction, and the central axis CL of the third strain body 30C when viewed in the Y-axis direction. (See FIGS. 4 and 7).

図3に示すように、第4起歪体30Dの変位部36は、Z軸方向で見たときに、第4起歪体30Dの第1接続部31の第2端部31bから受力体20の中心Oに向かって延びている。第4起歪体30Dの変位部36は、第2端部31bからX軸方向負側に延びている。第4起歪体30Dの変位部36は、Y軸方向において第4起歪体30Dの中心に位置していてもよく、X軸方向で見たときに、第4起歪体30Dの中心軸線CL(図4、図7参照)に重なっていてもよい。 As shown in FIG. 3, the displacement portion 36 of the fourth strain body 30D extends from the second end portion 31b of the first connection portion 31 of the fourth strain body 30D to the force receiving body when viewed in the Z-axis direction. It extends toward the center O of 20. The displacement portion 36 of the fourth strain body 30D extends from the second end portion 31b toward the negative side in the X-axis direction. The displacement portion 36 of the fourth strain body 30D may be located at the center of the fourth strain body 30D in the Y-axis direction, and the central axis of the fourth strain body 30D when viewed in the X-axis direction. It may overlap with CL (see FIGS. 4 and 7).

図4~図6に示すように、第1起歪体30Aは、受力体側接続部38を更に含んでいてもよい。受力体側接続部38は、第1センサ体側接続部の一例である。受力体側接続部38は、第1接続部31の第1端部31aを受力体20に接続する。受力体側接続部38は、第1接続部31の第1端部31aと受力体20との間に介在されている。受力体側接続部38は、一対の受力体側台座39と、薄肉部40と、を含んでいてもよい。 As shown in FIGS. 4 to 6, the first strain body 30A may further include a force receiving body side connection portion 38. The force receiving body side connecting portion 38 is an example of the first sensor body side connecting portion. The force receiving body side connecting portion 38 connects the first end portion 31 a of the first connecting portion 31 to the force receiving body 20 . The force receiving body side connecting portion 38 is interposed between the first end portion 31 a of the first connecting portion 31 and the force receiving body 20 . The force-receiving body-side connection portion 38 may include a pair of force-receiving body-side pedestals 39 and a thin wall portion 40 .

受力体側台座39は、受力体20に接続されていてもよい。受力体側台座39は、受力体20から固定体25に向かってZ軸方向に延びている。受力体側台座39は、X軸方向において第1接続部31の第1端部31aの両側であって、中心軸線CLの両側に位置している。一方の受力体側台座39は、第1端部31aよりもX軸方向正側に位置している。他方の受力体側台座39は、第1端部31aよりもX軸方向負側に位置している。 The force receiving body side pedestal 39 may be connected to the force receiving body 20. The force-receiving body side pedestal 39 extends in the Z-axis direction from the force-receiving body 20 toward the fixed body 25. The force receiving body side pedestals 39 are located on both sides of the first end 31a of the first connecting portion 31 in the X-axis direction, and on both sides of the central axis CL. One of the force-receiving body side pedestals 39 is located on the positive side in the X-axis direction with respect to the first end portion 31a. The other force-receiving body side pedestal 39 is located on the negative side in the X-axis direction with respect to the first end 31a.

受力体側台座39は、受力体20に当接して、図示しないボルト等を用いて受力体20に取り付けられる。図3および図5に示すように、受力体側台座39の受力体20の側の面(図4における上面)には、ねじ孔41が形成されていてもよい。受力体側台座39のそれぞれには、1つのねじ孔41が形成されていてもよく、複数のねじ孔41が形成されていてもよい。 The force-receiving body side pedestal 39 is in contact with the force-receiving body 20 and is attached to the force-receiving body 20 using bolts or the like (not shown). As shown in FIGS. 3 and 5, a screw hole 41 may be formed in the surface of the force receiving body side pedestal 39 on the side of the force receiving body 20 (the upper surface in FIG. 4). One screw hole 41 may be formed in each of the force receiving body side pedestals 39, or a plurality of screw holes 41 may be formed.

薄肉部40は、一対の受力体側台座39の間に位置しており、各受力体側台座39に接続されている。薄肉部40は、受力体側台座39と第1接続部31とを接続している。薄肉部40の固定体25の側の面(図4における下面)に、第1接続部31の第1端部31aが接続されている。薄肉部40は、X軸方向に延びている。薄肉部40は、X軸方向およびY軸方向に沿って平板状に形成されていてもよい。図4に示すように、薄肉部40の厚さt1(Z軸方向寸法)は、受力体側台座39の厚さt2(Z軸方向寸法)よりも薄くなっている。薄肉部40は、X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向のそれぞれの力の作用により弾性変形可能であってもよい。 The thin portion 40 is located between the pair of force-receiving body-side pedestals 39 and is connected to each force-receiving body-side pedestal 39 . The thin wall portion 40 connects the force receiving body side pedestal 39 and the first connecting portion 31 . The first end portion 31a of the first connecting portion 31 is connected to the surface of the thin portion 40 on the fixed body 25 side (the lower surface in FIG. 4). The thin portion 40 extends in the X-axis direction. The thin portion 40 may be formed in a flat plate shape along the X-axis direction and the Y-axis direction. As shown in FIG. 4, the thickness t1 (dimension in the Z-axis direction) of the thin wall portion 40 is thinner than the thickness t2 (dimension in the Z-axis direction) of the force-receiving body side pedestal 39. The thin portion 40 may be elastically deformable by the action of forces in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.

薄肉部40は、受力体側台座39のうちの固定体25の側の部分に接続されている。このことにより、薄肉部40の受力体20の側に、第1凹部42が形成されている。図4に示すように、第1凹部42は、Y軸方向で見たときに、矩形状に形成されていてもよい。薄肉部40と第1接続部31が別体に形成されている場合、薄肉部40と第1接続部31とを固定するためのボルト(図示せず)の頭部を第1凹部42に配置することができる。このことにより、ボルトの頭部が受力体側接続部38から突出することを防止でき、力覚センサ10の高さを低くすることができる。 The thin portion 40 is connected to a portion of the force receiving body side pedestal 39 on the fixed body 25 side. As a result, a first recess 42 is formed on the force receiving body 20 side of the thin wall portion 40 . As shown in FIG. 4, the first recess 42 may be formed in a rectangular shape when viewed in the Y-axis direction. When the thin wall portion 40 and the first connecting portion 31 are formed separately, the head of a bolt (not shown) for fixing the thin wall portion 40 and the first connecting portion 31 is arranged in the first recess 42. can do. Thereby, the head of the bolt can be prevented from protruding from the force-receiving body side connection part 38, and the height of the force sensor 10 can be reduced.

図4および図5に示すように、上述した固定体側接続部32は、Z軸方向で見たときに、X軸方向に沿って直線状に形成されていてもよい。上述した受力体側接続部38も同様に、X軸方向に沿って直線状に形成されていてもよい。Z軸方向で見たときに、図5に示すように、受力体側接続部38は、固定体側接続部32に重なっていてもよい。 As shown in FIGS. 4 and 5, the fixed body side connecting portion 32 described above may be formed linearly along the X-axis direction when viewed in the Z-axis direction. Similarly, the force-receiving body side connecting portion 38 described above may be formed linearly along the X-axis direction. When viewed in the Z-axis direction, as shown in FIG. 5, the force-receiving body side connection portion 38 may overlap the fixed body side connection portion 32.

上述のように構成された第1起歪体30Aは、連続する材料で一体に形成されていてもよい。第1起歪体30Aは、1つのブロック材から機械加工(例えば、切削加工)で作製されていてもよく、または鋳造加工で作製されていてもよい。第1起歪体30Aは、アルミ合金または鉄合金などの金属材料で作製されていてもよい。 The first strain body 30A configured as described above may be integrally formed of a continuous material. The first strain body 30A may be produced by machining (for example, cutting) from one block material, or may be produced by casting. The first strain body 30A may be made of a metal material such as an aluminum alloy or an iron alloy.

検出素子70は、上述した第1起歪体30Aの弾性変形により生じた変位を検出するように構成されている。本実施の形態による検出素子70は、上述した変位部36の先端部36aの変位により静電容量値の変化を検出する素子として構成されている。 The detection element 70 is configured to detect the displacement caused by the elastic deformation of the first strain body 30A described above. The detection element 70 according to the present embodiment is configured as an element that detects a change in capacitance value based on the displacement of the tip portion 36a of the displacement portion 36 described above.

図4および図5に示すように、検出素子70は、第1容量素子C1と、第2容量素子C2と、を含んでいる。第1容量素子C1および第2容量素子C2はそれぞれ、第1起歪体30Aの変位部36の先端部36aの変位により静電容量値の変化を検出する。第1容量素子C1および第2容量素子C2は、図4に示す第1起歪体30A用の容量素子である。 As shown in FIGS. 4 and 5, the detection element 70 includes a first capacitive element C1 and a second capacitive element C2. The first capacitive element C1 and the second capacitive element C2 each detect a change in capacitance value based on the displacement of the tip 36a of the displacement part 36 of the first strain body 30A. The first capacitive element C1 and the second capacitive element C2 are capacitive elements for the first strain body 30A shown in FIG.

図4および図5に示す例においては、第1容量素子C1は、固定体25に設けられた第1固定電極基板Ef1と、変位部36の先端部36aに設けられた第1変位電極基板Ed1と、を含んでいる。第2容量素子C2は、固定体25に設けられた第2固定電極基板Ef2と、変位部36の先端部36aに設けられた第2変位電極基板Ed2と、を含んでいる。第1容量素子C1は、第1起歪体30Aの中心軸線CLに対してX軸方向正側に配置されている。第2容量素子C2は、第1起歪体30Aの中心軸線CLに対してX軸方向負側に配置されている。 In the example shown in FIGS. 4 and 5, the first capacitive element C1 includes a first fixed electrode substrate Ef1 provided on the fixed body 25 and a first displacement electrode substrate Ed1 provided on the tip 36a of the displacement section 36. Contains. The second capacitive element C2 includes a second fixed electrode substrate Ef2 provided on the fixed body 25 and a second displacement electrode substrate Ed2 provided on the distal end portion 36a of the displacement portion 36. The first capacitive element C1 is arranged on the positive side in the X-axis direction with respect to the central axis CL of the first strain body 30A. The second capacitive element C2 is arranged on the negative side in the X-axis direction with respect to the central axis CL of the first flexural body 30A.

図4に示すように、第1固定電極基板Ef1は、第1起歪体30Aの中心軸線CLに対して一方の固定体側台座33の側に位置している。より具体的には、第1固定電極基板Ef1は、第1起歪体30Aの中心軸線CLに対してX軸方向正側に位置している。第2固定電極基板Ef2は、第1起歪体30Aの中心軸線CLに対して他方の固定体側台座33の側に位置している。第2固定電極基板Ef2は、第1起歪体30Aの中心軸線CLに対してX軸方向負側に位置している。 As shown in FIG. 4, the first fixed electrode substrate Ef1 is located on the side of one fixed body side pedestal 33 with respect to the central axis CL of the first strain body 30A. More specifically, the first fixed electrode substrate Ef1 is located on the positive side in the X-axis direction with respect to the central axis CL of the first strain body 30A. The second fixed electrode substrate Ef2 is located on the side of the other fixed body side pedestal 33 with respect to the central axis CL of the first strain body 30A. The second fixed electrode substrate Ef2 is located on the negative side in the X-axis direction with respect to the central axis CL of the first flexure element 30A.

図4~図6に示すように、第1固定電極基板Ef1および第2固定電極基板Ef2は、一体化されていてもよい。より具体的には、第1固定電極基板Ef1および第2固定電極基板Ef2はそれぞれ、固定電極Ef(図13参照)と、絶縁体と、を含んでいる。絶縁体は、固定電極Efと固定体25との間に介在されている。第1固定電極基板Ef1の固定電極Efと、第2固定電極基板Ef2の固定電極Efが一体化されて共通固定電極Efcが形成されている。第1固定電極基板Ef1の絶縁体と、第2固定電極基板Ef2の絶縁体が一体化されて共通絶縁体IBfcが形成されている。共通絶縁体IBfcが、接着材等で固定体25に接合されていてもよく、またはボルト等で固定されていてもよい。共通絶縁体IBfcの全体が固定体25に接合されていてもよい。 As shown in FIGS. 4 to 6, the first fixed electrode substrate Ef1 and the second fixed electrode substrate Ef2 may be integrated. More specifically, the first fixed electrode substrate Ef1 and the second fixed electrode substrate Ef2 each include a fixed electrode Ef (see FIG. 13) and an insulator. The insulator is interposed between the fixed electrode Ef and the fixed body 25. The fixed electrode Ef of the first fixed electrode substrate Ef1 and the fixed electrode Ef of the second fixed electrode substrate Ef2 are integrated to form a common fixed electrode Efc. The insulator of the first fixed electrode substrate Ef1 and the insulator of the second fixed electrode substrate Ef2 are integrated to form a common insulator IBfc. The common insulator IBfc may be joined to the fixed body 25 with an adhesive or the like, or may be fixed with a bolt or the like. The entire common insulator IBfc may be joined to the fixed body 25.

図4および図5に示すように、第1変位電極基板Ed1は、第1起歪体30Aの中心軸線CLに対して一方の固定体側台座33の側に位置している。より具体的には、第1変位電極基板Ed1は、第1起歪体30Aの中心軸線CLに対してX軸方向正側に位置しており、上述した第1固定電極基板Ef1に対向している。第2変位電極基板Ed2は、他方の固定体側台座33の側に位置している。より具体的には、第2変位電極基板Ed2は、第1起歪体30Aの中心軸線CLに対してX軸方向負側に位置しており、上述した第2固定電極基板Ef2に対向している。 As shown in FIGS. 4 and 5, the first displacement electrode substrate Ed1 is located on the side of one fixed body side pedestal 33 with respect to the central axis CL of the first strain body 30A. More specifically, the first displacement electrode substrate Ed1 is located on the positive side in the X-axis direction with respect to the central axis CL of the first strain body 30A, and is opposed to the first fixed electrode substrate Ef1 described above. There is. The second displacement electrode substrate Ed2 is located on the side of the other fixed body side pedestal 33. More specifically, the second displacement electrode substrate Ed2 is located on the negative side in the X-axis direction with respect to the central axis CL of the first flexure element 30A, and is opposed to the second fixed electrode substrate Ef2 described above. There is.

第1変位電極基板Ed1および第2変位電極基板Ed2はそれぞれ、変位電極Edと、絶縁体と、を含んでいる。第1変位電極基板Ed1の変位電極Edは、第1固定電極基板Ef1の固定電極Efに対向し、第2変位電極基板Ed2の変位電極Edは、第2固定電極基板Ef2の固定電極Efに対向している。第1変位電極基板Ed1の変位電極Edと第2変位電極基板Ed2の変位電極Edは、別体に形成されて互いに離間していてもよい。絶縁体は、変位電極Edと変位部36との間に介在されている。第1変位電極基板Ed1の絶縁体と第2変位電極基板Ed2の絶縁体は、一体化されて共通絶縁体IBdcが形成されていてもよい。共通絶縁体IBdcが、変位部36に、接着材等で接合されていてもよく、またはボルト等で固定されていてもよい。共通絶縁体IBdcの一部が、変位部36に接合されていてもよい。 The first displacement electrode substrate Ed1 and the second displacement electrode substrate Ed2 each include a displacement electrode Ed and an insulator. The displacement electrode Ed of the first displacement electrode substrate Ed1 faces the fixed electrode Ef of the first fixed electrode substrate Ef1, and the displacement electrode Ed of the second displacement electrode substrate Ed2 faces the fixed electrode Ef of the second fixed electrode substrate Ef2. are doing. The displacement electrode Ed of the first displacement electrode substrate Ed1 and the displacement electrode Ed of the second displacement electrode substrate Ed2 may be formed separately and spaced apart from each other. The insulator is interposed between the displacement electrode Ed and the displacement section 36. The insulator of the first displacement electrode substrate Ed1 and the insulator of the second displacement electrode substrate Ed2 may be integrated to form a common insulator IBdc. The common insulator IBdc may be joined to the displacement portion 36 with an adhesive or the like, or may be fixed with a bolt or the like. A portion of the common insulator IBdc may be joined to the displacement portion 36.

第1容量素子C1および第2容量素子C2は、Y軸方向において同じ位置に配置されている。すなわち、図3、図5および図6に示すように、第1変位電極基板Ed1の変位電極Edおよび第2変位電極基板Ed2の変位電極Edは、Y軸方向において同じ位置に配置されている。第1容量素子C1および第2容量素子C2は、第1接続部31に対してY軸方向負側に配置されている。 The first capacitive element C1 and the second capacitive element C2 are arranged at the same position in the Y-axis direction. That is, as shown in FIGS. 3, 5, and 6, the displacement electrode Ed of the first displacement electrode substrate Ed1 and the displacement electrode Ed of the second displacement electrode substrate Ed2 are arranged at the same position in the Y-axis direction. The first capacitive element C1 and the second capacitive element C2 are arranged on the negative side in the Y-axis direction with respect to the first connecting portion 31.

本実施の形態では、固定電極基板Ef1、Ef2の固定電極Efを一体化した共通固定電極Efcの平面形状は、矩形になっている。変位電極基板Ed1、Ed2の変位電極Edの平面形状も、矩形になっている。しかしながら、共通固定電極Efcおよび変位電極Ed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 this embodiment, the planar shape of the common fixed electrode Efc that integrates the fixed electrodes Ef of the fixed electrode substrates Ef1 and Ef2 is rectangular. The planar shape of the displacement electrodes Ed of the displacement electrode substrates Ed1 and Ed2 is also rectangular. However, the planar shapes of the common fixed electrode Efc and the displacement electrode Ed are not limited to rectangular shapes, and may be other shapes such as circular, polygonal, and elliptical shapes.

Z軸方向で見たときに、第1変位電極基板Ed1の変位電極Edの平面形状は、共通固定電極Efcの平面形状よりも小さくなっていてもよい。そして、受力体20が力またはモーメントを受けて第1変位電極基板Ed1が変位した場合であっても、Z軸方向で見たときに第1変位電極基板Ed1の変位電極Edが全体として共通固定電極Efcに重なるように、変位電極Edの大きさと共通固定電極Efcの大きさが設定されていてもよい。このことにより、変位電極Edと共通固定電極Efcの対向面積が変化することを防止することができ、静電容量値の変化に、対向面積の変化が影響を及ぼすことを防止することができる。このため、変位電極Edと共通固定電極Efcとの距離の変化に応じて静電容量値を変化させることができる。ここで、対向面積とは、Z軸方向で見たときに変位電極Edと共通固定電極Efcとが重なる面積を言う。変位部36が傾斜した場合には、共通固定電極Efcよりも小さい変位電極Edが傾斜して対向面積が変動し得るが、この場合の変位電極Edの傾斜角度は小さい。このことにより、静電容量値の変化には、変位電極Edと共通固定電極Efcとの距離が支配的となる。このため、本明細書では、変位電極Edの傾斜による対向面積の変動は考慮せず、静電容量値の変化は、変位電極Edと共通固定電極Efcとの距離の変化に起因すると考える。なお、後述する図8等では、図面を明瞭にするために、変位部36の傾斜を誇張している。 When viewed in the Z-axis direction, the planar shape of the displacement electrode Ed of the first displacement electrode substrate Ed1 may be smaller than the planar shape of the common fixed electrode Efc. Even if the force receiving body 20 receives a force or moment and the first displacement electrode substrate Ed1 is displaced, the displacement electrodes Ed of the first displacement electrode substrate Ed1 are common as a whole when viewed in the Z-axis direction. The size of the displacement electrode Ed and the size of the common fixed electrode Efc may be set so as to overlap the fixed electrode Efc. Thereby, it is possible to prevent the opposing area between the displacement electrode Ed and the common fixed electrode Efc from changing, and it is possible to prevent the change in the opposing area from affecting a change in the capacitance value. Therefore, the capacitance value can be changed according to a change in the distance between the displacement electrode Ed and the common fixed electrode Efc. Here, the opposing area refers to the area where the displacement electrode Ed and the common fixed electrode Efc overlap when viewed in the Z-axis direction. When the displacement portion 36 is tilted, the displacement electrode Ed, which is smaller than the common fixed electrode Efc, may be tilted and the opposing area may vary, but the tilt angle of the displacement electrode Ed in this case is small. As a result, the change in capacitance value is dominated by the distance between the displacement electrode Ed and the common fixed electrode Efc. Therefore, in this specification, changes in the facing area due to the inclination of the displacement electrode Ed are not considered, and changes in the capacitance value are considered to be caused by changes in the distance between the displacement electrode Ed and the common fixed electrode Efc. In addition, in FIG. 8 etc. which will be described later, the inclination of the displacement portion 36 is exaggerated in order to make the drawings clear.

同様に、Z軸方向で見たときに、第2変位電極基板Ed2の変位電極Edの平面形状は、共通固定電極Efcよりも小さくなっていてもよい。第2変位電極基板Ed2の変位電極Edの平面形状は、第1変位電極基板Ed1の変位電極Edの平面形状と同一であってもよい。 Similarly, when viewed in the Z-axis direction, the planar shape of the displacement electrode Ed of the second displacement electrode substrate Ed2 may be smaller than the common fixed electrode Efc. The planar shape of the displacement electrode Ed of the second displacement electrode substrate Ed2 may be the same as the planar shape of the displacement electrode Ed of the first displacement electrode substrate Ed1.

第1固定電極基板Ef1および第2固定電極基板Ef2の共通固定電極Efcの平面形状は、第1固定電極基板Ef1および第2固定電極基板Ef2の共通絶縁体IBfcの平面形状と同一の大きさであってもよい。しかしながら、共通固定電極Efcの平面形状は、共通絶縁体IBfcの平面形状よりも小さくてもよい。第1変位電極基板Ed1の変位電極Edの平面形状および第2変位電極基板Ed2の変位電極Edの平面形状はそれぞれ、第1変位電極基板Ed1および第2変位電極基板Ed2の共通絶縁体IBdcの平面形状よりも小さくてもよい。 The planar shape of the common fixed electrode Efc of the first fixed electrode substrate Ef1 and the second fixed electrode substrate Ef2 is the same size as the planar shape of the common insulator IBfc of the first fixed electrode substrate Ef1 and the second fixed electrode substrate Ef2. There may be. However, the planar shape of the common fixed electrode Efc may be smaller than the planar shape of the common insulator IBfc. The planar shape of the displacement electrode Ed of the first displacement electrode substrate Ed1 and the planar shape of the displacement electrode Ed of the second displacement electrode substrate Ed2 are the plane of the common insulator IBdc of the first displacement electrode substrate Ed1 and the second displacement electrode substrate Ed2, respectively. It may be smaller than the shape.

絶縁体は、ガラスエポキシ樹脂またはセラミックなどの絶縁性を有する材料で形成されていてもよい。あるいは、固定電極基板Ef1、Ef2は、FPC基板(フレキシブルプリント回路基板)で構成されていてもよい。FPC基板は、薄いフィルム状に形成されており、フレキシブル性を有しているプリント基板である。FPC基板は、ポリイミドフィルムの上面に、電極および配線を構成する金属薄膜が形成されている。FPC基板のうち固定電極基板Ef1、Ef2に相当する部分が固定体25に固定されていてもよい。FPC基板は、固定電極Efを検出回路75に接続する配線を含んでいてもよい。絶縁体がFPC基板で構成されている場合には、変位電極基板Ed1、Ed2に相当する部分が変位部36に固定されていてもよい。FPC基板は、変位電極Edを検出回路75に接続する配線を含んでいてもよい。 The insulator may be made of an insulating material such as glass epoxy resin or ceramic. Alternatively, the fixed electrode substrates Ef1 and Ef2 may be composed of FPC boards (flexible printed circuit boards). The FPC board is a flexible printed circuit board that is formed into a thin film shape. In the FPC board, a metal thin film constituting electrodes and wiring is formed on the upper surface of a polyimide film. Portions of the FPC board corresponding to the fixed electrode boards Ef1 and Ef2 may be fixed to the fixed body 25. The FPC board may include wiring that connects the fixed electrode Ef to the detection circuit 75. When the insulator is composed of an FPC board, portions corresponding to the displacement electrode substrates Ed1 and Ed2 may be fixed to the displacement portion 36. The FPC board may include wiring that connects the displacement electrode Ed to the detection circuit 75.

上述した第1起歪体30Aとこれに対応する検出素子70の構成は、第2起歪体30B、第3起歪体30Cおよび第4起歪体30Dにも同様に適用できる。 The configuration of the first strain body 30A and the corresponding detection element 70 described above can be similarly applied to the second strain body 30B, the third strain body 30C, and the fourth strain body 30D.

すなわち、図3に示すように、検出素子70は、第3容量素子C3と、第4容量素子C4と、を更に含んでいる。第3容量素子C3および第4容量素子C4はそれぞれ、第2起歪体30Bの変位部36の先端部36aの変位により静電容量値の変化を検出する。第3容量素子C3および第4容量素子C4は、第2起歪体30B用の容量素子である。 That is, as shown in FIG. 3, the detection element 70 further includes a third capacitive element C3 and a fourth capacitive element C4. The third capacitive element C3 and the fourth capacitive element C4 each detect a change in capacitance value based on the displacement of the tip end 36a of the displacement part 36 of the second strain body 30B. The third capacitive element C3 and the fourth capacitive element C4 are capacitive elements for the second strain body 30B.

図7に示すように、第3容量素子C3は、固定体25に設けられた第3固定電極基板Ef3と、変位部36の先端部36aに設けられた第3変位電極基板Ed3と、を含んでいる。第4容量素子C4は、固定体25に設けられた第4固定電極基板Ef4と、変位部36の先端部36aに設けられた第4変位電極基板Ed4と、を含んでいる。 As shown in FIG. 7, the third capacitive element C3 includes a third fixed electrode substrate Ef3 provided on the fixed body 25 and a third displacement electrode substrate Ed3 provided on the tip 36a of the displacement section 36. I'm here. The fourth capacitive element C4 includes a fourth fixed electrode substrate Ef4 provided on the fixed body 25 and a fourth displacement electrode substrate Ed4 provided on the tip portion 36a of the displacement portion 36.

第3固定電極基板Ef3は、第2起歪体30Bの中心軸線CLに対してY軸方向正側に位置している。第4固定電極基板Ef4は、第2起歪体30Bの中心軸線CLに対してY軸方向負側に位置している。本実施の形態においては、第3固定電極基板Ef3および第4固定電極基板Ef4は、一体化されており、上述した固定電極基板Ef1、Ef2と同様に構成されている。 The third fixed electrode substrate Ef3 is located on the positive side in the Y-axis direction with respect to the central axis CL of the second strain body 30B. The fourth fixed electrode substrate Ef4 is located on the negative side in the Y-axis direction with respect to the central axis CL of the second strain body 30B. In the present embodiment, the third fixed electrode substrate Ef3 and the fourth fixed electrode substrate Ef4 are integrated and configured in the same manner as the fixed electrode substrates Ef1 and Ef2 described above.

第3変位電極基板Ed3は、第2起歪体30Bの中心軸線CLに対してY軸方向正側に位置している。第3変位電極基板Ed3は、上述した第3固定電極基板Ef3に対向している。第4変位電極基板Ed4は、第2起歪体30Bの中心軸線CLに対してY軸方向負側に位置している。第4変位電極基板Ed4は、上述した第4固定電極基板Ef4に対向している。変位電極基板Ed3、Ed4は、上述した変位電極基板Ed1、Ed2と同様に構成されている。 The third displacement electrode substrate Ed3 is located on the positive side in the Y-axis direction with respect to the central axis CL of the second strain body 30B. The third displacement electrode substrate Ed3 faces the above-mentioned third fixed electrode substrate Ef3. The fourth displacement electrode substrate Ed4 is located on the negative side in the Y-axis direction with respect to the central axis CL of the second strain body 30B. The fourth displacement electrode substrate Ed4 faces the above-mentioned fourth fixed electrode substrate Ef4. The displacement electrode substrates Ed3 and Ed4 are configured similarly to the displacement electrode substrates Ed1 and Ed2 described above.

第3容量素子C3および第4容量素子C4は、X軸方向において同じ位置に配置されている。すなわち、図3に示すように、第3変位電極基板Ed3の変位電極Edおよび第4変位電極基板Ed4の変位電極Edは、X軸方向において同じ位置に配置されている。第3容量素子C3および第4容量素子C4は、第1接続部31に対してX軸方向正側に配置されている。 The third capacitive element C3 and the fourth capacitive element C4 are arranged at the same position in the X-axis direction. That is, as shown in FIG. 3, the displacement electrode Ed of the third displacement electrode substrate Ed3 and the displacement electrode Ed of the fourth displacement electrode substrate Ed4 are arranged at the same position in the X-axis direction. The third capacitive element C3 and the fourth capacitive element C4 are arranged on the positive side in the X-axis direction with respect to the first connecting portion 31.

また、図3に示すように、検出素子70は、第5容量素子C5と、第6容量素子C6と、を更に含んでいる。第5容量素子C5および第6容量素子C6はそれぞれ、第3起歪体30Cの変位部36の先端部36aの変位により静電容量値の変化を検出する。第5容量素子C5および第6容量素子C6は、第3起歪体30C用の容量素子である。 Further, as shown in FIG. 3, the detection element 70 further includes a fifth capacitive element C5 and a sixth capacitive element C6. The fifth capacitive element C5 and the sixth capacitive element C6 each detect a change in capacitance value based on the displacement of the distal end portion 36a of the displacement portion 36 of the third strain body 30C. The fifth capacitive element C5 and the sixth capacitive element C6 are capacitive elements for the third strain body 30C.

図7に示すように、第5容量素子C5は、固定体25に設けられた第5固定電極基板Ef5と、変位部36の先端部36aに設けられた第5変位電極基板Ed5と、を含んでいる。第6容量素子C6は、固定体25に設けられた第6固定電極基板Ef6と、変位部36の先端部36aに設けられた第6変位電極基板Ed6と、を含んでいる。 As shown in FIG. 7, the fifth capacitive element C5 includes a fifth fixed electrode substrate Ef5 provided on the fixed body 25 and a fifth displacement electrode substrate Ed5 provided on the tip portion 36a of the displacement portion 36. I'm here. The sixth capacitive element C6 includes a sixth fixed electrode substrate Ef6 provided on the fixed body 25 and a sixth displacement electrode substrate Ed6 provided on the tip portion 36a of the displacement portion 36.

第5固定電極基板Ef5は、第3起歪体30Cの中心軸線CLに対してX軸方向負側に位置している。第6固定電極基板Ef6は、第3起歪体30Cの中心軸線CLに対してX軸方向正側に位置している。本実施の形態においては、第5固定電極基板Ef5および第6固定電極基板Ef6は、一体化されており、上述した固定電極基板Ef1、Ef2と同様に構成されている。 The fifth fixed electrode substrate Ef5 is located on the negative side in the X-axis direction with respect to the central axis CL of the third strain body 30C. The sixth fixed electrode substrate Ef6 is located on the positive side in the X-axis direction with respect to the central axis CL of the third strain body 30C. In the present embodiment, the fifth fixed electrode substrate Ef5 and the sixth fixed electrode substrate Ef6 are integrated and configured similarly to the fixed electrode substrates Ef1 and Ef2 described above.

第5変位電極基板Ed5は、第3起歪体30Cの中心軸線CLに対してX軸方向負側に位置している。第5変位電極基板Ed5は、上述した第5固定電極基板Ef5に対向している。第6変位電極基板Ed6は、第3起歪体30Cの中心軸線CLに対してX軸方向正側に位置している。第6変位電極基板Ed6は、上述した第6固定電極基板Ef6に対向している。変位電極基板Ed5、Ed6は、上述した変位電極基板Ed1、Ed2と同様に構成されている。 The fifth displacement electrode substrate Ed5 is located on the negative side in the X-axis direction with respect to the central axis CL of the third strain body 30C. The fifth displacement electrode substrate Ed5 faces the above-mentioned fifth fixed electrode substrate Ef5. The sixth displacement electrode substrate Ed6 is located on the positive side in the X-axis direction with respect to the central axis CL of the third strain body 30C. The sixth displacement electrode substrate Ed6 faces the above-mentioned sixth fixed electrode substrate Ef6. The displacement electrode substrates Ed5 and Ed6 are configured similarly to the displacement electrode substrates Ed1 and Ed2 described above.

第5容量素子C5および第6容量素子C6は、Y軸方向において同じ位置に配置されている。すなわち、図3に示すように、第5変位電極基板Ed5の変位電極Edおよび第6変位電極基板Ed6の変位電極Edは、Y軸方向において同じ位置に配置されている。第5容量素子C5および第6容量素子C6は、第1接続部31に対してY軸方向正側に配置されている。 The fifth capacitive element C5 and the sixth capacitive element C6 are arranged at the same position in the Y-axis direction. That is, as shown in FIG. 3, the displacement electrodes Ed of the fifth displacement electrode substrate Ed5 and the displacement electrodes Ed of the sixth displacement electrode substrate Ed6 are arranged at the same position in the Y-axis direction. The fifth capacitive element C5 and the sixth capacitive element C6 are arranged on the positive side in the Y-axis direction with respect to the first connecting portion 31.

また、図3に示すように、検出素子70は、第7容量素子C7と、第8容量素子C8と、を更に含んでいる。第7容量素子C7および第8容量素子C8はそれぞれ、第4起歪体30Dの変位部36の先端部36aの変位により静電容量値の変化を検出する。第7容量素子C7および第8容量素子C8は、第4起歪体30D用の容量素子である。 Further, as shown in FIG. 3, the detection element 70 further includes a seventh capacitive element C7 and an eighth capacitive element C8. The seventh capacitive element C7 and the eighth capacitive element C8 each detect a change in capacitance value based on the displacement of the tip end 36a of the displacement part 36 of the fourth strain body 30D. The seventh capacitive element C7 and the eighth capacitive element C8 are capacitive elements for the fourth strain body 30D.

図7に示すように、第7容量素子C7は、固定体25に設けられた第7固定電極基板Ef7と、変位部36の先端部36aに設けられた第7変位電極基板Ed7と、を含んでいる。第8容量素子C8は、固定体25に設けられた第8固定電極基板Ef8と、変位部36の先端部36aに設けられた第8変位電極基板Ed8と、を含んでいる。 As shown in FIG. 7, the seventh capacitive element C7 includes a seventh fixed electrode substrate Ef7 provided on the fixed body 25 and a seventh displacement electrode substrate Ed7 provided on the tip 36a of the displacement section 36. I'm here. The eighth capacitive element C8 includes an eighth fixed electrode substrate Ef8 provided on the fixed body 25 and an eighth displacement electrode substrate Ed8 provided on the tip portion 36a of the displacement portion 36.

第7固定電極基板Ef7は、第4起歪体30Dの中心軸線CLに対してY軸方向負側に位置している。第8固定電極基板Ef8は、第4起歪体30Dの中心軸線CLに対してY軸方向正側に位置している。本実施の形態においては、第7固定電極基板Ef7および第8固定電極基板Ef8は、一体化されており、上述した固定電極基板Ef1、Ef2と同様に構成されている。 The seventh fixed electrode substrate Ef7 is located on the negative side in the Y-axis direction with respect to the central axis CL of the fourth strain body 30D. The eighth fixed electrode substrate Ef8 is located on the positive side in the Y-axis direction with respect to the central axis CL of the fourth strain body 30D. In the present embodiment, the seventh fixed electrode substrate Ef7 and the eighth fixed electrode substrate Ef8 are integrated and configured in the same manner as the fixed electrode substrates Ef1 and Ef2 described above.

第7変位電極基板Ed7は、第4起歪体30Dの中心軸線CLに対してY軸方向負側に位置している。第7変位電極基板Ed7は、上述した第7固定電極基板Ef7に対向している。第8変位電極基板Ed8は、第4起歪体30Dの中心軸線CLに対してY軸方向正側に位置している。第8変位電極基板Ed8は、上述した第8固定電極基板Ef8に対向している。変位電極基板Ed7、Ed8は、上述した変位電極基板Ed1、Ed2と同様に構成されている。 The seventh displacement electrode substrate Ed7 is located on the negative side in the Y-axis direction with respect to the central axis CL of the fourth strain body 30D. The seventh displacement electrode substrate Ed7 faces the aforementioned seventh fixed electrode substrate Ef7. The eighth displacement electrode substrate Ed8 is located on the positive side in the Y-axis direction with respect to the central axis CL of the fourth strain body 30D. The eighth displacement electrode substrate Ed8 faces the above-mentioned eighth fixed electrode substrate Ef8. The displacement electrode substrates Ed7 and Ed8 are configured similarly to the displacement electrode substrates Ed1 and Ed2 described above.

第7容量素子C7および第8容量素子C8は、X軸方向において同じ位置に配置されている。すなわち、図3に示すように、第7変位電極基板Ed7の変位電極Edおよび第8変位電極基板Ed8の変位電極Edは、X軸方向において同じ位置に配置されている。第7容量素子C7および第8容量素子C8は、第1接続部31に対してX軸方向負側に配置されている。 The seventh capacitive element C7 and the eighth capacitive element C8 are arranged at the same position in the X-axis direction. That is, as shown in FIG. 3, the displacement electrodes Ed of the seventh displacement electrode substrate Ed7 and the displacement electrodes Ed of the eighth displacement electrode substrate Ed8 are arranged at the same position in the X-axis direction. The seventh capacitive element C7 and the eighth capacitive element C8 are arranged on the negative side in the X-axis direction with respect to the first connecting portion 31.

図2に示すように、検出回路75は、検出素子70の検出結果に基づいて、起歪体30A~30D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75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75は、上述した検出素子70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75は、電気信号を出力する端子を含んでいてもよく、この端子から図示しない電気ケーブルを介して上述したコントローラ5に電気信号が送信される。 As shown in FIG. 2, the detection circuit 75 outputs an electric signal indicating the force or moment acting on the strain bodies 30A to 30D based on the detection result of the detection element 70. This detection circuit 75 may have an arithmetic function configured by a microprocessor, for example. Further, the detection circuit 75 may have an A/D conversion function for converting the analog signal received from the detection element 70 described above into a digital signal, and a function for amplifying the signal. The detection circuit 75 may include a terminal that outputs an electrical signal, and the electrical signal is transmitted from this terminal to the above-mentioned controller 5 via an electrical cable (not shown).

図2および図3に示すように、外装体80は、Z軸方向で見たときに、4つの起歪体30A~30D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10を構成する筒状の筐体である。起歪体30A~30D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)は円形枠形状になっている。受力体20と外装体80との間の隙間に、緩衝部材81が介在されていてもよい。緩衝部材81は、例えば、ゴムまたはスポンジなどの弾性変形可能な柔軟な材料で形成されていてもよい。 As shown in FIGS. 2 and 3, the exterior body 80 is configured to cover the four strain-generating bodies 30A to 30D from the outside when viewed in the Z-axis direction. The exterior body 80 is a cylindrical housing that constitutes the force sensor 10. The strain-generating bodies 30A to 30D are housed in an exterior body 80. In this embodiment, the planar cross-sectional shape (shape in a cross section along the XY plane) of the exterior body 80 is a circular frame shape. A buffer member 81 may be interposed in the gap between the force receiving body 20 and the exterior body 80. The buffer member 81 may be made of an elastically deformable flexible material such as rubber or sponge.

次に、このような構成からなる本実施の形態による力覚センサ10に力またはモーメントが作用して、その力またはモーメントを検出する方法について図8~図10Bを参照して説明する。図8は、図4の第1起歪体がX軸方向正側の力Fxを受けた場合の第1起歪体30Aの変形状態を模式的に示す正面図であり、図9Aは、図4の第1起歪体がY軸方向正側の力Fyを受けた場合の第1起歪体30Aの変形状態を模式的に示す側面図である。図9Bは、図4の第1起歪体がY軸方向負側の力Fyを受けた場合の第1起歪体30Aの変形状態を模式的に示す側面図である。図10Aは、図4の第1起歪体30AがZ軸方向正側の力Fzを受けた場合の第1起歪体30Aの変形状態を模式的に示す正面図である。図10Bは、図4の第1起歪体30AがZ軸方向負側の力を受けた場合の第1起歪体30Aの変形状態を模式的に示す正面図である。 Next, a method of detecting force or moment when force or moment acts on the force sensor 10 according to the present embodiment having such a configuration will be described with reference to FIGS. 8 to 10B. 8 is a front view schematically showing a deformed state of the first strain body 30A when the first strain body 30A in FIG. 4 receives a force Fx on the positive side in the X-axis direction, and FIG. 4 is a side view schematically showing a deformed state of the first strain body 30A when the first strain body 4 receives a force Fy on the positive side in the Y-axis direction. FIG. FIG. 9B is a side view schematically showing a deformed state of the first strain body 30A when the first strain body 30A in FIG. 4 receives a force Fy on the negative side in the Y-axis direction. FIG. 10A is a front view schematically showing a deformed state of the first strain body 30A in FIG. 4 when the first strain body 30A in FIG. 4 receives a force Fz on the positive side in the Z-axis direction. FIG. 10B is a front view schematically showing a deformed state of the first strain body 30A in FIG. 4 when the first strain body 30A receives a force on the negative side in the Z-axis direction.

受力体20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、第1起歪体30A~第4起歪体30Dに伝わる。より具体的には、その力またはモーメントが薄肉部40、第1接続部31、第2接続部34および第3接続部35に伝わり、薄肉部40および各接続部31、34、35に弾性変形が生じる。このことにより、変位部36に変位が生じる。このため、検出素子70の各固定電極基板Ef1~Ef8と対応する変位電極基板Ed1~Ed8との間の距離が変化し、各容量素子C1~C8の静電容量値が変化する。この静電容量値の変化が、起歪体30A~30Dに生じた変位として検出素子70で検出される。この場合、各容量素子C1~C8の静電容量値の変化が異なり得る。このため、検出回路75は、検出素子70で検出された各容量素子C1~C8の静電容量値の変化に基づいて、受力体20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 20 is subjected to a force or moment, the force or moment is transmitted to the first strain body 30A to the fourth strain body 30D. More specifically, the force or moment is transmitted to the thin wall portion 40, the first connecting portion 31, the second connecting portion 34, and the third connecting portion 35, and the thin wall portion 40 and each of the connecting portions 31, 34, and 35 are elastically deformed. occurs. This causes displacement in the displacement portion 36. Therefore, the distance between each fixed electrode substrate Ef1 to Ef8 of the detection element 70 and the corresponding displacement electrode substrate Ed1 to Ed8 changes, and the capacitance value of each capacitive element C1 to C8 changes. This change in capacitance value is detected by the detection element 70 as a displacement occurring in the strain-generating bodies 30A to 30D. In this case, the capacitance values of the capacitive elements C1 to C8 may change differently. Therefore, the detection circuit 75 detects the direction and magnitude of the force or moment acting on the force receiving body 20 based on the change in the capacitance value of each capacitive element C1 to C8 detected by the detection element 70. be able to.

ここでは、まず、第1起歪体30Aを例にとって、X軸方向の力Fx、Y軸方向の力Fy、Z軸方向の力Fzが作用した場合の第1容量素子C1および第2容量素子C2の静電容量値の変化について説明する。 Here, first, taking the first strain body 30A as an example, the first capacitive element C1 and the second capacitive element when a force Fx in the X-axis direction, a force Fy in the Y-axis direction, and a force Fz in the Z-axis direction are applied. A change in the capacitance value of C2 will be explained.

(+Fxが作用した場合)
第1起歪体30AにX軸方向正側に力Fxが作用した場合には、図8に示すように、第1起歪体30Aの薄肉部40、第1接続部31、第2接続部34および第3接続部35が弾性変形しながら、第1接続部31の第1端部31aがX軸方向正側に変位する。このことにより、第1接続部31がX軸方向正側に倒れるように傾斜する。言い換えると、第1接続部31は、Y軸方向正側に向かって見たときに(図8の紙面に向かって見たときに)、時計回りに回動する。第1接続部31と連動して、変位部36は時計回りに回動し、傾斜する。
(When +Fx works)
When the force Fx acts on the first strain body 30A in the positive direction of the X-axis, as shown in FIG. 34 and the third connecting portion 35 are elastically deformed, the first end portion 31a of the first connecting portion 31 is displaced toward the positive side in the X-axis direction. As a result, the first connecting portion 31 is tilted toward the positive side in the X-axis direction. In other words, the first connecting portion 31 rotates clockwise when viewed toward the positive side in the Y-axis direction (when viewed toward the page of FIG. 8). In conjunction with the first connecting portion 31, the displacement portion 36 rotates clockwise and tilts.

第1変位電極基板Ed1は、第1固定電極基板Ef1に近づき、第1変位電極基板Ed1と第1固定電極基板Ef1との電極間距離(Z軸方向の距離)が減少する。このため、第1容量素子C1の静電容量値が増大する。一方、第2変位電極基板Ed2は、第2固定電極基板Ef2から遠ざかり、第2変位電極基板Ed2と第2固定電極基板Ef2との電極間距離(Z軸方向の距離)が増大する。このため、第2容量素子C2の静電容量値が減少する。 The first displacement electrode substrate Ed1 approaches the first fixed electrode substrate Ef1, and the inter-electrode distance (distance in the Z-axis direction) between the first displacement electrode substrate Ed1 and the first fixed electrode substrate Ef1 decreases. Therefore, the capacitance value of the first capacitive element C1 increases. On the other hand, the second displacement electrode substrate Ed2 moves away from the second fixed electrode substrate Ef2, and the inter-electrode distance (distance in the Z-axis direction) between the second displacement electrode substrate Ed2 and the second fixed electrode substrate Ef2 increases. Therefore, the capacitance value of the second capacitive element C2 decreases.

(-Fxが作用した場合)
第1起歪体30AにX軸方向負側に力Fxが作用した場合には、図示しないが、図8に示す場合と逆の現象が生じる。すなわち、第1容量素子C1の静電容量値が減少し、第2容量素子C2の静電容量値が増大する。
(When -Fx works)
When the force Fx acts on the first strain body 30A in the negative side of the X-axis direction, although not shown, a phenomenon opposite to that shown in FIG. 8 occurs. That is, the capacitance value of the first capacitive element C1 decreases, and the capacitance value of the second capacitive element C2 increases.

(+Fyが作用した場合)
第1起歪体30AにY軸方向正側に力Fyが作用した場合には、図9Aに示すように、薄肉部40、第1接続部31、第2接続部34および第3接続部35が弾性変形しながら、第1接続部31の第1端部31aがY軸方向正側に変位する。このことにより、第1接続部31がY軸方向正側に倒れるように傾斜する。言い換えると、第1接続部31は、X軸方向正側に向かって見たときに(図9Aの紙面に向かって見たときに)、反時計回りに回動する。第1接続部31と連動して、変位部36は反時計回りに回動して、傾斜する。この場合、変位部36の先端部36aは、固定体25から遠ざかる方向に変位する。
(When +Fy acts)
When force Fy is applied to the first strain body 30A in the positive direction of the Y-axis, as shown in FIG. While being elastically deformed, the first end portion 31a of the first connecting portion 31 is displaced toward the positive side in the Y-axis direction. As a result, the first connecting portion 31 is tilted toward the positive side in the Y-axis direction. In other words, the first connecting portion 31 rotates counterclockwise when viewed toward the positive side in the X-axis direction (when viewed toward the page of FIG. 9A). In conjunction with the first connecting part 31, the displacement part 36 rotates counterclockwise and tilts. In this case, the distal end portion 36a of the displacement portion 36 is displaced in the direction away from the fixed body 25.

第1変位電極基板Ed1は、第1固定電極基板Ef1から遠ざかり、第1変位電極基板Ed1と第1固定電極基板Ef1との電極間距離(Z軸方向の距離)が増大する。このため、第1容量素子C1の静電容量値が減少する。同様に、第2変位電極基板Ed2は、第2固定電極基板Ef2から遠ざかり、第2変位電極基板Ed2と第2固定電極基板Ef2との電極間距離(Z軸方向の距離)が増大する。このため、第2容量素子C2の静電容量値が減少する。 The first displacement electrode substrate Ed1 moves away from the first fixed electrode substrate Ef1, and the inter-electrode distance (distance in the Z-axis direction) between the first displacement electrode substrate Ed1 and the first fixed electrode substrate Ef1 increases. Therefore, the capacitance value of the first capacitive element C1 decreases. Similarly, the second displacement electrode substrate Ed2 moves away from the second fixed electrode substrate Ef2, and the inter-electrode distance (distance in the Z-axis direction) between the second displacement electrode substrate Ed2 and the second fixed electrode substrate Ef2 increases. Therefore, the capacitance value of the second capacitive element C2 decreases.

(-Fyが作用した場合)
第1起歪体30AにY軸方向負側に力Fyが作用した場合には、図9Bに示すように、図9Aに示す場合と逆の現象が生じる。
(When -Fy acts)
When the force Fy acts on the first strain body 30A in the negative side of the Y-axis direction, as shown in FIG. 9B, a phenomenon opposite to that shown in FIG. 9A occurs.

第1起歪体30AにY軸方向負側に力Fyが作用した場合には、図9Bに示すように、薄肉部40、第1接続部31、第2接続部34および第3接続部35が弾性変形しながら、第1接続部31の第1端部31aがY軸方向負側に変位する。このことにより、第1接続部31がY軸方向負側に倒れるように傾斜する。言い換えると、第1接続部31は、X軸方向正側に向かって見たときに(図9Bの紙面に向かって見たときに)、時計回りに回動する。第1接続部31と連動して、変位部36は時計回りに回動して、傾斜する。この場合、変位部36の先端部36aは、固定体25に近づく方向に変位する。 When force Fy is applied to the first strain body 30A in the Y-axis direction negative side, as shown in FIG. 9B, the thin portion 40, the first connecting portion 31, the second connecting portion 34, and the third connecting portion While being elastically deformed, the first end portion 31a of the first connecting portion 31 is displaced to the negative side in the Y-axis direction. As a result, the first connecting portion 31 is tilted toward the negative side in the Y-axis direction. In other words, the first connecting portion 31 rotates clockwise when viewed toward the positive side in the X-axis direction (when viewed toward the page of FIG. 9B). In conjunction with the first connecting part 31, the displacement part 36 rotates clockwise and tilts. In this case, the distal end portion 36a of the displacement portion 36 is displaced in a direction approaching the fixed body 25.

第1変位電極基板Ed1は、第1固定電極基板Ef1に近づき、第1変位電極基板Ed1と第1固定電極基板Ef1との電極間距離(Z軸方向の距離)が減少する。このため、第1容量素子C1の静電容量値が増大する。同様に、第2変位電極基板Ed2は、第2固定電極基板Ef2に近づき、第2変位電極基板Ed2と第2固定電極基板Ef2との電極間距離(Z軸方向の距離)が減少する。このため、第2容量素子C2の静電容量値が増大する。 The first displacement electrode substrate Ed1 approaches the first fixed electrode substrate Ef1, and the inter-electrode distance (distance in the Z-axis direction) between the first displacement electrode substrate Ed1 and the first fixed electrode substrate Ef1 decreases. Therefore, the capacitance value of the first capacitive element C1 increases. Similarly, the second displacement electrode substrate Ed2 approaches the second fixed electrode substrate Ef2, and the inter-electrode distance (distance in the Z-axis direction) between the second displacement electrode substrate Ed2 and the second fixed electrode substrate Ef2 decreases. Therefore, the capacitance value of the second capacitive element C2 increases.

(+Fzが作用した場合)
第1起歪体30AにZ軸方向正側に力Fzが作用した場合には、図10Aに示すように、薄肉部40、第2接続部34および第3接続部35が弾性変形しながら、第1接続部31がZ軸方向正側に変位する。第1接続部31と連動して、変位部36はZ軸方向正側に変位する。
(When +Fz acts)
When force Fz is applied to the first strain body 30A in the positive direction of the Z-axis, as shown in FIG. The first connecting portion 31 is displaced to the positive side in the Z-axis direction. In conjunction with the first connecting portion 31, the displacement portion 36 is displaced toward the positive side in the Z-axis direction.

第1変位電極基板Ed1は、第1固定電極基板Ef1から遠ざかり、第1変位電極基板Ed1と第1固定電極基板Ef1との電極間距離(Z軸方向の距離)が増大する。このため、第1容量素子C1の静電容量値が減少する。同様に、第2変位電極基板Ed2は、第2固定電極基板Ef2から遠ざかり、第2変位電極基板Ed2と第2固定電極基板Ef2との電極間距離(Z軸方向の距離)が増大する。このため、第2容量素子C2の静電容量値が減少する。 The first displacement electrode substrate Ed1 moves away from the first fixed electrode substrate Ef1, and the inter-electrode distance (distance in the Z-axis direction) between the first displacement electrode substrate Ed1 and the first fixed electrode substrate Ef1 increases. Therefore, the capacitance value of the first capacitive element C1 decreases. Similarly, the second displacement electrode substrate Ed2 moves away from the second fixed electrode substrate Ef2, and the inter-electrode distance (distance in the Z-axis direction) between the second displacement electrode substrate Ed2 and the second fixed electrode substrate Ef2 increases. Therefore, the capacitance value of the second capacitive element C2 decreases.

(-Fzが作用した場合)
第1起歪体30AにZ軸方向負側に力Fzが作用した場合には、図10Bに示すように、図10Aに示す場合と逆の現象が生じる。
(When -Fz acts)
When force Fz is applied to the first strain body 30A in the negative direction in the Z-axis direction, as shown in FIG. 10B, a phenomenon opposite to that shown in FIG. 10A occurs.

第1起歪体30AにZ軸方向負側に力Fzが作用した場合には、図10Bに示すように、薄肉部40、第2接続部34および第3接続部35が弾性変形しながら、第1接続部31がZ軸方向負側に変位する。第1接続部31と連動して、変位部36はZ軸方向負側に変位する。 When force Fz is applied to the first strain body 30A in the negative direction in the Z-axis direction, as shown in FIG. The first connecting portion 31 is displaced to the negative side in the Z-axis direction. In conjunction with the first connecting portion 31, the displacement portion 36 is displaced toward the negative side in the Z-axis direction.

第1変位電極基板Ed1は、第1固定電極基板Ef1に近づき、第1変位電極基板Ed1と第1固定電極基板Ef1との電極間距離(Z軸方向の距離)が減少する。このため、第1容量素子C1の静電容量値が増大する。同様に、第2変位電極基板Ed2は、第2固定電極基板Ef2に近づき、第2変位電極基板Ed2と第2固定電極基板Ef2との電極間距離(Z軸方向の距離)が減少する。このため、第2容量素子C2の静電容量値が増大する。 The first displacement electrode substrate Ed1 approaches the first fixed electrode substrate Ef1, and the inter-electrode distance (distance in the Z-axis direction) between the first displacement electrode substrate Ed1 and the first fixed electrode substrate Ef1 decreases. Therefore, the capacitance value of the first capacitive element C1 increases. Similarly, the second displacement electrode substrate Ed2 approaches the second fixed electrode substrate Ef2, and the inter-electrode distance (distance in the Z-axis direction) between the second displacement electrode substrate Ed2 and the second fixed electrode substrate Ef2 decreases. Therefore, the capacitance value of the second capacitive element C2 increases.

ここで、図4に示す第1起歪体30Aに設けられた各容量素子C1、C2の静電容量値の変化を、図11に示す。図11は、図4の第1起歪体30Aにおける各容量素子C1、C2の静電容量値の変化を示す表である。 Here, changes in the capacitance values of the respective capacitive elements C1 and C2 provided in the first strain body 30A shown in FIG. 4 are shown in FIG. 11. FIG. 11 is a table showing changes in the capacitance values of the capacitive elements C1 and C2 in the first strain body 30A of FIG. 4.

図11においては、X軸方向の力FxとY軸方向の力FyとZ軸方向の力Fzについての容量素子C1、C2の静電容量値の変化を示している。静電容量値が減少した場合を「-(マイナス)」で示し、静電容量値が増大した場合を「+(プラス)」で示している。例えば、図11に示す表中のFxの行のC1に「+」が示されているが、これは、上述したように+Fxの力が作用した場合には第1容量素子C1の静電容量値が増大することを示している。一方、図11に示す表中のFxの行のC2に「-」が示されているが、これは、上述したように+Fxの力が作用した場合には第2容量素子C2の静電容量値が減少することを示している。上述したように、力Fzが作用した場合には、第1容量素子C1の静電容量値の変化量と、第2容量素子C2の静電容量値の変化量が異なっている。しかしながら、簡略化のため、図11では、静電容量値の変化を単に符号で表している。 FIG. 11 shows changes in the capacitance values of the capacitive elements C1 and C2 with respect to the force Fx in the X-axis direction, the force Fy in the Y-axis direction, and the force Fz in the Z-axis direction. A case where the capacitance value decreases is shown as "- (minus)", and a case where the capacitance value increases is shown as "+ (plus)". For example, "+" is shown in C1 in the Fx row in the table shown in FIG. It shows that the value increases. On the other hand, "-" is shown in C2 in the Fx row in the table shown in FIG. It shows that the value decreases. As described above, when the force Fz is applied, the amount of change in the capacitance value of the first capacitive element C1 is different from the amount of change in the capacitance value of the second capacitive element C2. However, for the sake of simplicity, in FIG. 11, changes in capacitance values are simply represented by symbols.

図11に示す表から、受力体20と固定体25とが第1起歪体30Aだけで接続されている力覚センサ10において、受力体20に作用した力Fx、Fy、Fzは、以下の式で算出することができる。なお、以下の式では、便宜上、力またはモーメントと静電容量値の変化量とを「=」で結んでいる。しかしながら、力またはモーメントと、静電容量値とは互いに異なる物理量であるため、実際には、静電容量値の変化量を変換することにより、力が算出される。以下の式中のC1、C2は、各容量素子における静電容量値の変化量を示す。

Figure 0007421255000001
Figure 0007421255000002
Figure 0007421255000003
From the table shown in FIG. 11, in the force sensor 10 in which the force receiving body 20 and the fixed body 25 are connected only by the first strain body 30A, the forces Fx, Fy, and Fz acting on the force receiving body 20 are as follows. It can be calculated using the following formula. In addition, in the following formula, for convenience, force or moment and the amount of change in capacitance value are connected with "=". However, since the force or moment and the capacitance value are mutually different physical quantities, the force is actually calculated by converting the amount of change in the capacitance value. C1 and C2 in the following formula indicate the amount of change in capacitance value in each capacitive element.
Figure 0007421255000001
Figure 0007421255000002
Figure 0007421255000003

図11に示すように、受力体20と固定体25とが第1起歪体30Aだけで接続されている力覚センサ10においては、X軸方向の力Fxは、第1容量素子C1の静電容量値と第2容量素子C2の静電容量値との差で検出することができる。すなわち、上述の式(1)に示されているように、第1容量素子C1の静電容量値の変化量と第2容量素子C2の静電容量値の変化量との差分によって力Fxの出力値を算出することができる。第1容量素子C1の静電容量値および第2容量素子C2の静電容量値のそれぞれに、ノイズまたは周囲温度等の外乱による影響が含まれていたとしても、その影響は、上述の式(1)の差分によって相殺することができる。このため、力Fxの出力値が、外乱の影響を受けることを防止でき、力覚センサ10の高性能化を図ることができる。 As shown in FIG. 11, in the force sensor 10 in which the force receiving body 20 and the fixed body 25 are connected only by the first strain body 30A, the force Fx in the X-axis direction is It can be detected by the difference between the capacitance value and the capacitance value of the second capacitive element C2. That is, as shown in the above equation (1), the force Fx is determined by the difference between the amount of change in the capacitance value of the first capacitive element C1 and the amount of change in the capacitance value of the second capacitive element C2. Output values can be calculated. Even if the capacitance value of the first capacitive element C1 and the capacitance value of the second capacitive element C2 include the influence of disturbances such as noise or ambient temperature, the influence is calculated by the above equation ( It can be canceled out by the difference in 1). Therefore, the output value of the force Fx can be prevented from being influenced by disturbances, and the performance of the force sensor 10 can be improved.

なお、上述の式(2)および式(3)に示されているように、FyとFzでは、数式が同じであるため、検出された力がFyおよびFzのいずれであるかを判別することが困難になる。このため、1つの第1起歪体30Aだけを用いた力覚センサ10は、力Fyおよび力Fzのいずれか一方と、力Fxが作用する場合に用いることができる。この場合の力覚センサ10は、2軸成分を検出可能な力覚センサである。 Note that, as shown in equations (2) and (3) above, the mathematical formulas are the same for Fy and Fz, so it is difficult to determine whether the detected force is Fy or Fz. becomes difficult. Therefore, the force sensor 10 using only one first strain body 30A can be used when either one of the force Fy and the force Fz and the force Fx act. The force sensor 10 in this case is a force sensor capable of detecting two-axis components.

図4に示す第1起歪体30Aの変位部36は、第1接続部31の第2端部31bからY軸方向負側に延びている。第1変位電極基板Ed1および第2変位電極基板Ed2は、変位部36の先端部36aに位置している。このことにより、力Fyが作用した場合の変位部36の先端部36aの変位を大きくすることができ、静電容量値の変化を大きくすることができる。このため、力Fyの検出感度を高めることができる。例えば、変位部36の長さを調節することにより、力Fyの検出感度を調節することができる。力Fyの検出感度を、力Fxの検出感度および力Fzの検出感度よりも高くしてもよい。 The displacement portion 36 of the first strain body 30A shown in FIG. 4 extends from the second end portion 31b of the first connecting portion 31 toward the negative side in the Y-axis direction. The first displacement electrode substrate Ed1 and the second displacement electrode substrate Ed2 are located at the tip portion 36a of the displacement portion 36. With this, it is possible to increase the displacement of the tip portion 36a of the displacement portion 36 when the force Fy is applied, and it is possible to increase the change in the capacitance value. Therefore, the detection sensitivity of the force Fy can be increased. For example, by adjusting the length of the displacement section 36, the detection sensitivity of the force Fy can be adjusted. The detection sensitivity of force Fy may be higher than the detection sensitivity of force Fx and the detection sensitivity of force Fz.

例えば、第1変位電極基板Ed1の変位電極Edおよび第2変位電極基板Ed2の変位電極EdのY軸方向における中心位置(図5および図6に示すPY)が、第2接続部34および第3接続部35よりもY軸方向負側に位置していてもよい。このことにより、力Fyが作用した場合に第1容量素子C1および第2容量素子C2の静電容量値を変化させることができる。この場合、Z軸方向で見たときに、第1変位電極基板Ed1の一部が第2接続部34に重なっていてもよく、第2変位電極基板Ed2の一部が第3接続部35に重なっていてもよい。 For example, the center position (PY shown in FIGS. 5 and 6) of the displacement electrode Ed of the first displacement electrode substrate Ed1 and the displacement electrode Ed of the second displacement electrode substrate Ed2 in the Y-axis direction is It may be located on the negative side of the connecting portion 35 in the Y-axis direction. This allows the capacitance values of the first capacitive element C1 and the second capacitive element C2 to be changed when the force Fy is applied. In this case, when viewed in the Z-axis direction, a portion of the first displacement electrode substrate Ed1 may overlap the second connection portion 34, and a portion of the second displacement electrode substrate Ed2 may overlap the third connection portion 35. They may overlap.

例えば、第1変位電極基板Ed1の変位電極Edおよび第2変位電極基板Ed2の変位電極Edは、Y軸方向において、第2接続部34および第3接続部35から離間していてもよい。このことにより、力Fyが作用した場合に第1容量素子C1および第2容量素子C2の静電容量値をより一層変化させることができる。 For example, the displacement electrode Ed of the first displacement electrode substrate Ed1 and the displacement electrode Ed of the second displacement electrode substrate Ed2 may be spaced apart from the second connection part 34 and the third connection part 35 in the Y-axis direction. This allows the capacitance values of the first capacitive element C1 and the second capacitive element C2 to be further changed when the force Fy is applied.

一方、変位電極基板Ed1、Ed2は、他の変位電極基板Ed3~Ed8と干渉しないように変位部36の長さが設定されていてもよい。 On the other hand, the length of the displacement portion 36 of the displacement electrode substrates Ed1 and Ed2 may be set so as not to interfere with the other displacement electrode substrates Ed3 to Ed8.

次に、図7に示す力覚センサ10において、X軸方向の力Fx、Y軸方向の力Fy、Z軸方向の力Fz、X軸周りのモーメントMx、Y軸周りのモーメントMy、Z軸周りのモーメントMzが作用した場合の各容量素子C1~C8の静電容量値の変化について図12を参照して説明する。図12は、図7の力覚センサにおける各容量素子の静電容量値の変化を示す表である。 Next, in the force sensor 10 shown in FIG. 7, force Fx in the X-axis direction, force Fy in the Y-axis direction, force Fz in the Z-axis direction, moment Mx around the X-axis, moment My around the Y-axis, and moment My around the Z-axis. A change in the capacitance value of each capacitive element C1 to C8 when a surrounding moment Mz acts will be explained with reference to FIG. 12. FIG. 12 is a table showing changes in the capacitance value of each capacitive element in the force sensor of FIG.

(+Fxが作用した場合)
まず、図7に示す受力体20にX軸方向正側に力Fxが作用した場合について説明する。
(When +Fx works)
First, a case will be described in which a force Fx is applied to the force receiving body 20 shown in FIG. 7 on the positive side in the X-axis direction.

この場合、第1起歪体30Aは、図8に示す第1起歪体30Aと同様に弾性変形し、第1容量素子C1の静電容量値が増大するとともに第2容量素子C2の静電容量値が減少する。 In this case, the first flexural body 30A is elastically deformed in the same way as the first flexural body 30A shown in FIG. Capacitance value decreases.

第2起歪体30Bは、図9Bに示す第1起歪体30Aと同様に弾性変形し、第3容量素子C3の静電容量値が増大するとともに第4容量素子C4の静電容量値が増大する。上述したように、第2起歪体30Bの変位部36が第1接続部31の第2端部31bからX軸方向正側に延びているため、第3容量素子C3の静電容量値の増大量は比較的大きい。このため、図12に示す表中のFxの行のC3は、「++」としている。第4容量素子C4の静電容量値の増大量も同様に比較的大きいため、図12に示す表中のFxの行のC4は、「++」としている。 The second strain body 30B is elastically deformed in the same manner as the first strain body 30A shown in FIG. 9B, and the capacitance value of the third capacitance element C3 increases and the capacitance value of the fourth capacitance element C4 increases. increase As described above, since the displacement portion 36 of the second strain body 30B extends from the second end 31b of the first connection portion 31 in the positive direction of the X-axis, the capacitance value of the third capacitance element C3 decreases. The amount of increase is relatively large. Therefore, C3 in the Fx row in the table shown in FIG. 12 is set to "++". Since the amount of increase in the capacitance value of the fourth capacitive element C4 is also relatively large, C4 in the Fx row in the table shown in FIG. 12 is set to "++".

第3起歪体30Cは、図8に示す第1起歪体30Aとは反対方向に弾性変形し、第5容量素子C5の静電容量値が減少するとともに第6容量素子C6の静電容量値が増大する。 The third strain body 30C is elastically deformed in the opposite direction to the first strain body 30A shown in FIG. The value increases.

第4起歪体30Dは、図9Aに示す第1起歪体30Aと同様に弾性変形し、第7容量素子C7の静電容量値が減少するとともに第8容量素子C8の静電容量値が減少する。上述したように、第4起歪体30Dの変位部36が第1接続部31の第2端部31bからX軸方向負側に延びているため、第7容量素子C7の静電容量値の増大量は比較的大きい。このため、図12に示す表中のFxの行のC7は、「--」としている。第8容量素子C8の静電容量値の減少量も同様に比較的大きいため、図12に示す表中のFxの行のC8は、「--」としている。 The fourth strain body 30D is elastically deformed in the same way as the first strain body 30A shown in FIG. 9A, and the capacitance value of the seventh capacitive element C7 decreases while the capacitance value of the eighth capacitive element C8 decreases. Decrease. As described above, since the displacement portion 36 of the fourth strain body 30D extends from the second end portion 31b of the first connection portion 31 toward the negative side in the X-axis direction, the capacitance value of the seventh capacitance element C7 decreases. The amount of increase is relatively large. Therefore, C7 in the Fx row in the table shown in FIG. 12 is set to "--". Since the amount of decrease in the capacitance value of the eighth capacitive element C8 is also relatively large, C8 in the Fx row in the table shown in FIG. 12 is set as "--".

(+Fyが作用した場合)
次に、受力体20にY軸方向正側に力Fyが作用した場合について説明する。以下の説明においても、静電容量値の変化に応じて、上述したように図12の表中の符号が定められる。
(When +Fy acts)
Next, a case where force Fy acts on the force receiving body 20 on the positive side in the Y-axis direction will be described. Also in the following description, the symbols in the table of FIG. 12 are determined according to the change in capacitance value as described above.

第1起歪体30Aは、図9Aに示す第1起歪体30Aと同様に弾性変形し、第1容量素子C1の静電容量値が減少するとともに第2容量素子C2の静電容量値が減少する。第1起歪体30Aの変位部36が第1接続部31の第2端部31bからY軸方向負側に延びているため、第1容量素子C1の静電容量値の増大量は比較的大きい。このため、図12に示す表中のFyの行のC1は、「--」としている。第2容量素子C2の静電容量値の増大量も同様に比較的大きいため、図12に示す表中のFyの行のC2は、「--」としている。 The first flexural body 30A is elastically deformed similarly to the first flexural body 30A shown in FIG. 9A, and the capacitance value of the first capacitive element C1 decreases and the capacitance value of the second capacitive element C2 increases. Decrease. Since the displacement portion 36 of the first strain body 30A extends from the second end portion 31b of the first connecting portion 31 toward the negative side in the Y-axis direction, the amount of increase in the capacitance value of the first capacitive element C1 is relatively large. big. Therefore, C1 in the Fy row in the table shown in FIG. 12 is set to "--". Since the amount of increase in the capacitance value of the second capacitive element C2 is also relatively large, C2 in the Fy row in the table shown in FIG. 12 is set as "--".

第2起歪体30Bは、図8に示す第1起歪体30Aと同様に弾性変形し、第3容量素子C3の静電容量値が増大するとともに第4容量素子C4の静電容量値が減少する。 The second strain body 30B is elastically deformed in the same way as the first strain body 30A shown in FIG. Decrease.

第3起歪体30Cは、図9Bに示す第1起歪体30Aと同様に弾性変形し、第5容量素子C5の静電容量値が増大するとともに第6容量素子C6の静電容量値が増大する。第3起歪体30Cの変位部36が第1接続部31の第2端部31bからY軸方向正側に延びているため、第5容量素子C5の静電容量値の増大量は比較的大きい。このため、図12に示す表中のFyの行のC5は、「++」としている。第6容量素子C6の静電容量値の増大量も同様に比較的大きいため、図12に示す表中のFyの行のC6は、「++」としている。 The third flexural body 30C is elastically deformed similarly to the first flexural body 30A shown in FIG. 9B, and the capacitance value of the fifth capacitive element C5 increases and the capacitance value of the sixth capacitive element C6 increases. increase Since the displacement portion 36 of the third strain body 30C extends from the second end 31b of the first connection portion 31 to the positive side in the Y-axis direction, the amount of increase in the capacitance value of the fifth capacitance element C5 is relatively large. big. Therefore, C5 in the Fy row in the table shown in FIG. 12 is set to "++". Since the amount of increase in the capacitance value of the sixth capacitive element C6 is also relatively large, C6 in the Fy row in the table shown in FIG. 12 is set as "++".

第4起歪体30Dは、図8に示す第1起歪体30Aとは反対方向に弾性変形し、第7容量素子C7の静電容量値が減少するとともに第8容量素子C8の静電容量値が増大する。 The fourth strain body 30D is elastically deformed in the opposite direction to the first strain body 30A shown in FIG. The value increases.

(+Fzが作用した場合)
次に、受力体20にZ軸方向正側に力Fzが作用した場合について説明する。以下の説明においても、静電容量値の変化に応じて、上述したように図12の表中の符号が定められる。
(When +Fz acts)
Next, a case will be described in which a force Fz is applied to the force receiving body 20 on the positive side in the Z-axis direction. Also in the following description, the symbols in the table of FIG. 12 are determined according to the change in capacitance value as described above.

この場合、第1起歪体30Aは、図10Aに示す第1起歪体30Aと同様に弾性変形し、第1容量素子C1の静電容量値が減少するとともに第2容量素子C2の静電容量値が減少する。同様に、第3容量素子C3~第8容量素子C8もそれぞれ減少する。 In this case, the first flexural body 30A is elastically deformed in the same manner as the first flexural body 30A shown in FIG. Capacitance value decreases. Similarly, the third to eighth capacitive elements C3 to C8 also decrease.

(+Mxが作用した場合)
次に、受力体20にX軸周り、すなわちX軸方向正側に向かって時計回りのモーメントMx(図7参照)が作用した場合について説明する。以下の説明においても、静電容量値の変化に応じて、上述したように図12の表中の符号が定められる。
(When +Mx acts)
Next, a case will be described in which a clockwise moment Mx (see FIG. 7) acts on the force receiving body 20 around the X-axis, that is, toward the positive side in the X-axis direction. Also in the following description, the symbols in the table of FIG. 12 are determined according to the change in capacitance value as described above.

この場合、第1起歪体30Aは、図10Aに示すようにZ軸方向正側を向く力Fzが作用した第1起歪体30Aと同様に弾性変形し、第1容量素子C1の静電容量値が減少するとともに第2容量素子C2の静電容量値が減少する。 In this case, the first strain body 30A is elastically deformed in the same manner as the first strain body 30A on which the force Fz directed toward the positive side in the Z-axis direction acts, as shown in FIG. 10A, and the electrostatic charge of the first capacitive element C1 is As the capacitance value decreases, the capacitance value of the second capacitive element C2 also decreases.

第2起歪体30Bにおいては、中心軸線CLが、Y軸方向において受力体20の中心Oに位置しているため、第2起歪体30Bの弾性変形は、第1起歪体30Aおよび第3起歪体30Cに比べて小さい。ここでは、説明を簡略化するために、第2起歪体30Bは弾性変形しないとみなす。このため、第3容量素子C3の静電容量値が変化せず、第4容量素子C4の静電容量値も変化しない。図12に示す表中のMxの行のC3およびC4は、「0(ゼロ)」としている。 In the second strain body 30B, since the central axis CL is located at the center O of the force receiving body 20 in the Y-axis direction, the elastic deformation of the second strain body 30B is similar to that of the first strain body 30A. It is smaller than the third strain body 30C. Here, in order to simplify the explanation, it is assumed that the second strain body 30B is not elastically deformed. Therefore, the capacitance value of the third capacitive element C3 does not change, and the capacitance value of the fourth capacitive element C4 also does not change. C3 and C4 in the Mx row in the table shown in FIG. 12 are set to "0 (zero)".

第3起歪体30Cは、図10Bに示すようにZ軸方向負側を向く力Fzが作用した第1起歪体30Aと同様に弾性変形し、第5容量素子C5の静電容量値が増大するとともに第6容量素子C6の静電容量値が増大する。 As shown in FIG. 10B, the third strain body 30C is elastically deformed in the same manner as the first strain body 30A to which the force Fz directed toward the negative side in the Z-axis direction is applied, and the capacitance value of the fifth capacitive element C5 is As the capacitance increases, the capacitance value of the sixth capacitive element C6 also increases.

第4起歪体30Dにおいては、中心軸線CLが、Y軸方向において受力体20の中心Oに位置しているため、第4起歪体30Dの弾性変形は、第1起歪体30Aおよび第3起歪体30Cに比べて小さい。ここでは、説明を簡略化するために、第4起歪体30Dは弾性変形しないとみなす。このため、第7容量素子C7の静電容量値が変化せず、第8容量素子C8の静電容量値も変化しない。図12に示す表中のMxの行のC7およびC8は、「0(ゼロ)」としている。 In the fourth strain body 30D, since the central axis CL is located at the center O of the force receiving body 20 in the Y-axis direction, the elastic deformation of the fourth strain body 30D is similar to that of the first strain body 30A. It is smaller than the third strain body 30C. Here, in order to simplify the explanation, it is assumed that the fourth strain body 30D is not elastically deformed. Therefore, the capacitance value of the seventh capacitive element C7 does not change, and the capacitance value of the eighth capacitive element C8 also does not change. C7 and C8 in the Mx row in the table shown in FIG. 12 are set to "0 (zero)".

(+Myが作用した場合)
次に、受力体20にY軸周り、すなわちY軸方向正側に向かって時計回りのモーメントMy(図7参照)が作用した場合について説明する。以下の説明においても、静電容量値の変化に応じて、上述したように図12の表中の符号が定められる。
(When +My acts)
Next, a case will be described in which a clockwise moment My (see FIG. 7) acts on the force receiving body 20 around the Y-axis, that is, toward the positive side in the Y-axis direction. Also in the following description, the symbols in the table of FIG. 12 are determined according to the change in capacitance value as described above.

この場合、第1起歪体30Aにおいては、中心軸線CLが、X軸方向において受力体20の中心Oに位置しているため、第1起歪体30Aの弾性変形は、第2起歪体30Bおよび第4起歪体30Dに比べて小さい。ここでは、説明を簡略化するために、第1起歪体30Aは弾性変形しないとみなす。このため、第1容量素子C1の静電容量値が変化せず、第2容量素子C2の静電容量値も変化しない。図12に示す表中のMyの行のC1およびC2は、「0(ゼロ)」としている。 In this case, in the first strain body 30A, since the center axis CL is located at the center O of the force receiving body 20 in the X-axis direction, the elastic deformation of the first strain body 30A is caused by the second strain body 30A. It is smaller than the body 30B and the fourth strain body 30D. Here, in order to simplify the explanation, it is assumed that the first strain body 30A is not elastically deformed. Therefore, the capacitance value of the first capacitive element C1 does not change, and the capacitance value of the second capacitive element C2 also does not change. C1 and C2 in the My row in the table shown in FIG. 12 are set to "0 (zero)".

第2起歪体30Bは、図10Aに示すようにZ軸方向正側を向く力Fzが作用した第1起歪体30Aと同様に弾性変形し、第3容量素子C3の静電容量値が減少するとともに第4容量素子C4の静電容量値が減少する。 As shown in FIG. 10A, the second strain body 30B is elastically deformed in the same manner as the first strain body 30A to which the force Fz directed toward the positive side in the Z-axis direction is applied, and the capacitance value of the third capacitive element C3 is Along with this decrease, the capacitance value of the fourth capacitive element C4 also decreases.

第3起歪体30Cにおいては、中心軸線CLが、X軸方向において受力体20の中心Oに位置しているため、第3起歪体30Cの弾性変形は、第2起歪体30Bおよび第4起歪体30Dに比べて小さい。ここでは、説明を簡略化するために、第3起歪体30Cは弾性変形しないとみなす。このため、第5容量素子C5の静電容量値が変化せず、第6容量素子C6の静電容量値も変化しない。図12に示す表中のMyの行のC5およびC6は、「0(ゼロ)」としている。 In the third strain body 30C, the central axis CL is located at the center O of the force receiving body 20 in the X-axis direction, so that the elastic deformation of the third strain body 30C is similar to that of the second strain body 30B. It is smaller than the fourth strain body 30D. Here, in order to simplify the explanation, it is assumed that the third strain body 30C is not elastically deformed. Therefore, the capacitance value of the fifth capacitive element C5 does not change, and the capacitance value of the sixth capacitive element C6 also does not change. C5 and C6 in the My row in the table shown in FIG. 12 are set to "0 (zero)".

第4起歪体30Dは、図10Bに示すようにZ軸方向負側を向く力Fzが作用した第1起歪体30Aと同様に弾性変形し、第7容量素子C7の静電容量値が増大するとともに第8容量素子C8の静電容量値が増大する。 As shown in FIG. 10B, the fourth strain body 30D is elastically deformed in the same manner as the first strain body 30A to which the force Fz directed toward the negative side in the Z-axis direction is applied, and the capacitance value of the seventh capacitive element C7 is As the capacitance increases, the capacitance value of the eighth capacitive element C8 also increases.

(+Mzが作用した場合)
次に、受力体20に、Z軸周り、すなわちZ軸方向正側に向かって時計回りのモーメントMz(図7参照)が作用した場合について説明する。以下の説明においても、静電容量値の変化に応じて、上述したように図12の表中の符号が定められる。
(When +Mz acts)
Next, a case will be described in which a clockwise moment Mz (see FIG. 7) is applied to the force receiving body 20 around the Z-axis, that is, toward the positive side in the Z-axis direction. Also in the following description, the symbols in the table of FIG. 12 are determined according to the change in capacitance value as described above.

この場合、第1起歪体30Aは、図8に示す第1起歪体30Aとは反対方向に弾性変形し、第1容量素子C1の静電容量値が減少するとともに第2容量素子C2の静電容量値が増大する。 In this case, the first flexural body 30A is elastically deformed in the opposite direction to the first flexural body 30A shown in FIG. The capacitance value increases.

第2起歪体30Bは、図8に示す第1起歪体30Aとは反対方向に弾性変形し、第3容量素子C3の静電容量値が減少するとともに第4容量素子C4の静電容量値が増大する。 The second strain body 30B is elastically deformed in the opposite direction to the first strain body 30A shown in FIG. The value increases.

第3起歪体30Cは、図8に示す第1起歪体30Aとは反対方向に弾性変形し、第5容量素子C5の静電容量値が減少するとともに第6容量素子C6の静電容量値が増大する。 The third strain body 30C is elastically deformed in the opposite direction to the first strain body 30A shown in FIG. The value increases.

第4起歪体30Dは、図8に示す第1起歪体30Aとは反対方向に弾性変形し、第7容量素子C7の静電容量値が減少するとともに第8容量素子C8の静電容量値が増大する。 The fourth strain body 30D is elastically deformed in the opposite direction to the first strain body 30A shown in FIG. The value increases.

このようにして、各容量素子C1~C8の静電容量値の変化が検出されると、受力体20に作用した力またはモーメントの向きと大きさが検出される。そして、図12に示すように、各容量素子C1~C8の静電容量値が変化する。 In this way, when a change in the capacitance value of each capacitive element C1 to C8 is detected, the direction and magnitude of the force or moment acting on the force receiving body 20 is detected. Then, as shown in FIG. 12, the capacitance value of each capacitive element C1 to C8 changes.

図12に示す表から、受力体20に作用した力Fx、Fy、Fz、およびモーメントMx、My、Mzは、以下の式で算出することができる。これにより、力の6軸成分を検出することができる。なお、以下の式では、便宜上、力またはモーメントと静電容量値の変化量とを「=」で結んでいる。しかしながら、力またはモーメントと、静電容量値とは互いに異なる物理量であるため、実際には、静電容量値の変化量を変換することにより、力またはモーメントが算出される。以下の式中のC1~C8は、各容量素子における静電容量値の変化量を示す。

Figure 0007421255000004
Figure 0007421255000005
Figure 0007421255000006
Figure 0007421255000007
Figure 0007421255000008
Figure 0007421255000009
From the table shown in FIG. 12, the forces Fx, Fy, Fz and moments Mx, My, Mz acting on the force receiving body 20 can be calculated using the following formulas. Thereby, six axial components of force can be detected. In addition, in the following formula, for convenience, force or moment and the amount of change in capacitance value are connected with "=". However, since the force or moment and the capacitance value are different physical quantities, in reality, the force or moment is calculated by converting the amount of change in the capacitance value. C1 to C8 in the following formulas indicate the amount of change in capacitance value in each capacitive element.
Figure 0007421255000004
Figure 0007421255000005
Figure 0007421255000006
Figure 0007421255000007
Figure 0007421255000008
Figure 0007421255000009

上述したように、図7に示す力覚センサ10は、上述した式(4)~式(9)で示したように、力Fx、Fy、Fz、およびモーメントMx、My、Mzを検出することができるため、力の6軸成分を検出することが可能になっている。しかしながら、力覚センサ10が検出することが可能な力の軸成分は6つであることに限られることはなく、起歪体の個数や構造、形状に応じて、検出可能な軸成分は任意である。上述した式(4)~式(9)に含まれる係数a1~a32は、静電容量値の変化量(増大量または減少量)が比較的小さいことを示す係数である。係数a1~a32は、互いに異なり得る。 As described above, the force sensor 10 shown in FIG. This makes it possible to detect six-axis components of force. However, the number of axial components of force that can be detected by the force sensor 10 is not limited to six, and the number of axial components that can be detected is arbitrary depending on the number, structure, and shape of the strain body. It is. The coefficients a1 to a32 included in equations (4) to (9) above are coefficients indicating that the amount of change (increase or decrease) in the capacitance value is relatively small. Coefficients a1 to a32 may be different from each other.

上述した式(4)~式(9)に係数a1~a32が含まれていることにより、各軸成分に他軸感度が発生している。しかしながら、他軸感度が発生した場合であっても、他軸感度のマトリックスの逆行列を求め、この逆行列を力覚センサの出力(特性行列)に乗じることによって補正演算を行うことができる。この結果、他軸感度を低減することができ、他軸感度の発生を無視できる程度に他軸感度を低減することができる。 Since the coefficients a1 to a32 are included in the above-described equations (4) to (9), other axis sensitivity occurs in each axis component. However, even when other-axis sensitivity occurs, correction calculation can be performed by finding the inverse matrix of the other-axis sensitivity matrix and multiplying the output (characteristic matrix) of the force sensor by this inverse matrix. As a result, the other axis sensitivity can be reduced, and the other axis sensitivity can be reduced to such an extent that the occurrence of the other axis sensitivity can be ignored.

上述したように、各起歪体30A~30Dの変位部36は、対応する第1接続部31の第2端部31bからX軸方向またはY軸方向に延びている。各変位電極基板Ed1~Ed8は、対応する変位部36の先端部36aに位置している。このことにより、受力体20に力またはモーメントが作用した場合における変位部36の先端部36aのZ軸方向の変位を大きくすることができる。このため、静電容量値の変化を大きくすることができ、検出感度を高めることができる。とりわけ、図12に示すように、受力体20に力Fxが作用した場合に、第3容量素子C3、第4容量素子C4、第7容量素子C7および第8容量素子C8の静電容量値の変化を大きくすることができ、力Fxの検出感度を高めることができる。同様に、受力体20に力Fyが作用した場合に、第1容量素子C1、第2容量素子C2、第5容量素子C5および第6容量素子C6の静電容量値の変化を大きくすることができ、力Fyの検出感度を高めることができる。 As described above, the displacement portion 36 of each strain body 30A to 30D extends from the second end portion 31b of the corresponding first connection portion 31 in the X-axis direction or the Y-axis direction. Each of the displacement electrode substrates Ed1 to Ed8 is located at the tip portion 36a of the corresponding displacement portion 36. This allows the displacement of the distal end portion 36a of the displacement portion 36 in the Z-axis direction to be increased when force or moment is applied to the force receiving body 20. Therefore, the change in capacitance value can be increased, and detection sensitivity can be increased. In particular, as shown in FIG. 12, when the force Fx acts on the force receiving body 20, the capacitance values of the third capacitive element C3, the fourth capacitive element C4, the seventh capacitive element C7, and the eighth capacitive element C8 change. The change in force Fx can be increased, and the detection sensitivity of force Fx can be increased. Similarly, when the force Fy acts on the force receiving body 20, the change in the capacitance value of the first capacitive element C1, the second capacitive element C2, the fifth capacitive element C5, and the sixth capacitive element C6 is increased. This makes it possible to increase the detection sensitivity of force Fy.

このように本実施の形態によれば、第1起歪体30Aの変位部36は、Z軸方向で見たときのX軸方向に交差する方向に、第1接続部31の第2端部31bから延びている。検出素子70は、変位部36の先端部36aの変位により静電容量値の変化を検出する。このことにより、力Fyが作用した場合に、変位部36の先端部36aのZ軸方向の変位を大きくすることができる。このため、静電容量値の変化を大きくすることができ、力覚センサ10の検出感度を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, the displacement portion 36 of the first strain body 30A moves toward the second end of the first connecting portion 31 in a direction intersecting the X-axis direction when viewed in the Z-axis direction. 31b. The detection element 70 detects a change in capacitance value based on the displacement of the tip portion 36a of the displacement portion 36. Thereby, when the force Fy is applied, the displacement of the distal end portion 36a of the displacement portion 36 in the Z-axis direction can be increased. Therefore, the change in capacitance value can be increased, and the detection sensitivity of the force sensor 10 can be improved.

また、本実施の形態によれば、第1起歪体30Aは、第1接続部31の第1端部31aを受力体20に接続する受力体側接続部38を含んでおり、受力体側接続部38は、薄肉部40を含んでいる。薄肉部40は、X軸方向およびY軸方向に沿って形成されており、第1接続部31に接続されている。このことにより、薄肉部40は、受力体20に力またはモーメントが作用した場合に、弾性変形することができ、変位部36の先端部36aのZ軸方向の変位をより一層大きくすることができる。このため、力覚センサ10の検出感度をより一層向上させることができる。 Further, according to the present embodiment, the first strain body 30A includes the force receiving body side connecting portion 38 that connects the first end portion 31a of the first connecting portion 31 to the force receiving body 20, and The body side connecting portion 38 includes a thin wall portion 40 . The thin portion 40 is formed along the X-axis direction and the Y-axis direction, and is connected to the first connecting portion 31 . As a result, the thin portion 40 can be elastically deformed when force or moment is applied to the force receiving body 20, and the displacement of the distal end portion 36a of the displacement portion 36 in the Z-axis direction can be further increased. can. Therefore, the detection sensitivity of the force sensor 10 can be further improved.

また、本実施の形態によれば、検出素子70は、固定体25に設けられた固定電極基板Ef1、Ef2と、変位部36の先端部36aに設けられた、固定電極基板Ef1、Ef2に対向する変位電極基板Ed1、Ed2と、を含んでいる。このことにより、検出素子70は、変位部36の先端部36aの変位により静電容量値の変化を検出することができる。このため、検出感度を向上させた力覚センサ10を得ることができる。 Further, according to the present embodiment, the detection element 70 faces the fixed electrode substrates Ef1 and Ef2 provided on the fixed body 25 and the fixed electrode substrates Ef1 and Ef2 provided on the tip portion 36a of the displacement section 36. It includes displacement electrode substrates Ed1 and Ed2. Thereby, the detection element 70 can detect a change in the capacitance value based on the displacement of the tip portion 36a of the displacement portion 36. Therefore, it is possible to obtain the force sensor 10 with improved detection sensitivity.

また、本実施の形態によれば、固定電極基板Ef1、Ef2は、第1起歪体30Aの中心軸線CLに対して一方の固定体側台座33の側に位置する第1固定電極基板Ef1と、第1起歪体30Aの中心軸線CLに対して他方の固定体側台座33の側に位置する第2固定電極基板Ef2と、を含んでいる。このことにより、X軸方向の力Fxが作用した場合、第1容量素子C1の静電容量値および第2容量素子C2の静電容量値のいずれか一方を増大させることができるとともに他方を減少させることができる。このため、力Fxの作用時の出力値を、第1容量素子C1の静電容量値の変化量と第2容量素子C2の静電容量値の変化量との差分によって算出することができる。この場合、上述した外乱による影響を相殺することができる。このため、力Fxの出力値が、外乱の影響を受けることを防止でき、力覚センサ10の高性能化を図ることができる。また、図7に示すような4つの起歪体30A~30Dで受力体20と固定体25とを接続した場合に、検出可能な軸成分数を増やすことができ、6軸成分を検出することができる。 Further, according to the present embodiment, the fixed electrode substrates Ef1 and Ef2 include a first fixed electrode substrate Ef1 located on one side of the fixed body side pedestal 33 with respect to the central axis CL of the first strain body 30A; The second fixed electrode substrate Ef2 is located on the side of the other fixed body side pedestal 33 with respect to the central axis CL of the first strain body 30A. As a result, when force Fx in the X-axis direction is applied, it is possible to increase either the capacitance value of the first capacitive element C1 or the capacitance value of the second capacitive element C2, while decreasing the other. can be done. Therefore, the output value when the force Fx is applied can be calculated from the difference between the amount of change in the capacitance value of the first capacitive element C1 and the amount of change in the capacitance value of the second capacitive element C2. In this case, the influence of the above-mentioned disturbance can be offset. Therefore, the output value of the force Fx can be prevented from being influenced by disturbances, and the performance of the force sensor 10 can be improved. Furthermore, when the force-receiving body 20 and the fixed body 25 are connected by four strain-generating bodies 30A to 30D as shown in FIG. 7, the number of detectable axial components can be increased, and six axial components can be detected. be able to.

また、本実施の形態によれば、変位電極基板Ed1、Ed2は、第1起歪体30Aの中心軸線CLに対して一方の固定体側台座33の側に位置する第1変位電極基板Ed1と、第1起歪体30Aの中心軸線CLに対して他方の固定体側台座33の側に位置する第2変位電極基板Ed2と、を含んでいる。このことにより、X軸方向の力Fxが作用した場合、第1容量素子C1の静電容量値および第2容量素子C2の静電容量値のいずれか一方を増大させることができるとともに他方を減少させることができる。このため、力Fxの作用時の出力値を、第1容量素子C1の静電容量値の変化量と第2容量素子C2の静電容量値の変化量との差分によって算出することができる。この場合、上述した外乱による影響を相殺することができる。このため、力Fxの出力値が、外乱の影響を受けることを防止でき、力覚センサ10の高性能化を図ることができる。また、図7に示すような4つの起歪体30A~30Dで受力体20と固定体25とを接続した場合に、検出可能な軸成分数を増やすことができ、6軸成分を検出することができる。 Further, according to the present embodiment, the displacement electrode substrates Ed1 and Ed2 include the first displacement electrode substrate Ed1 located on the one fixed body side pedestal 33 side with respect to the central axis CL of the first strain body 30A; It includes a second displacement electrode substrate Ed2 located on the other fixed body side pedestal 33 side with respect to the central axis CL of the first strain body 30A. As a result, when force Fx in the X-axis direction is applied, it is possible to increase either the capacitance value of the first capacitive element C1 or the capacitance value of the second capacitive element C2, while decreasing the other. can be done. Therefore, the output value when the force Fx is applied can be calculated from the difference between the amount of change in the capacitance value of the first capacitive element C1 and the amount of change in the capacitance value of the second capacitive element C2. In this case, the influence of the above-mentioned disturbance can be offset. Therefore, the output value of the force Fx can be prevented from being influenced by disturbances, and the performance of the force sensor 10 can be improved. Furthermore, when the force-receiving body 20 and the fixed body 25 are connected by four strain-generating bodies 30A to 30D as shown in FIG. 7, the number of detectable axial components can be increased, and six axial components can be detected. be able to.

また、本実施の形態によれば、第1起歪体30Aの変位部36は、第1起歪体30Aの第1接続部31の第2端部31bからY軸方向に延びている。このことにより、受力体20にY軸方向の力Fyが作用した場合に、変位部36の先端部36aのZ軸方向の変位をより一層大きくすることができる。このため、力Fyの検出感度をより一層向上させることができ、力覚センサ10の検出感度をより一層向上させることができる。 Further, according to the present embodiment, the displacement portion 36 of the first strain body 30A extends in the Y-axis direction from the second end portion 31b of the first connection portion 31 of the first strain body 30A. Thereby, when the force Fy in the Y-axis direction is applied to the force-receiving body 20, the displacement of the distal end portion 36a of the displacement portion 36 in the Z-axis direction can be further increased. Therefore, the detection sensitivity of the force Fy can be further improved, and the detection sensitivity of the force sensor 10 can be further improved.

また、本実施の形態によれば、Z軸方向で見たときに、第2接続部34および第3接続部35は、X軸方向に沿って直線状に形成されている。このことにより、第1起歪体30Aの作製を容易化させることができ、力覚センサ10のコストを低減することができる。例えば、第1起歪体30Aを、1つのブロック材から機械加工で作製する場合、第1起歪体30Aを効率よく作製することができ、力覚センサ10のコスト低減に効果的に貢献することができる。 Further, according to the present embodiment, when viewed in the Z-axis direction, the second connecting portion 34 and the third connecting portion 35 are formed linearly along the X-axis direction. Thereby, the first strain body 30A can be manufactured easily, and the cost of the force sensor 10 can be reduced. For example, when the first strain body 30A is manufactured by machining from one block material, the first strain body 30A can be manufactured efficiently, which effectively contributes to cost reduction of the force sensor 10. be able to.

また、本実施の形態によれば、受力体20の中心Oに対してY軸方向正側に第1起歪体30Aが配置され、X軸方向負側に第2起歪体30Bが配置され、Y軸方向負側に第3起歪体30Cが配置され、X軸方向正側に第4起歪体30Dが配置されている。このことにより、Z軸方向で見たときに、第1起歪体30A~第4起歪体30Dを、受力体20の中心Oに対して環状に配置することができる。このため、任意の方向の力またはモーメントの検出精度を向上させることができ、力またはモーメントの検出精度が、力の方向またはモーメントの方向によって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 strain body 30A is arranged on the positive side in the Y-axis direction with respect to the center O of the force receiving body 20, and the second strain body 30B is arranged on the negative side in the X-axis direction. The third strain body 30C is disposed on the negative side in the Y-axis direction, and the fourth strain body 30D is disposed on the positive side in the X-axis direction. As a result, when viewed in the Z-axis direction, the first strain body 30A to the fourth strain body 30D can be arranged in an annular shape with respect to the center O of the force receiving body 20. Therefore, the accuracy of detecting force or moment in any direction can be improved, and the accuracy of detecting force or moment can be prevented from decreasing depending on the direction of force or moment.

また、本実施の形態によれば、各起歪体30A~30Dの変位部36は、対応する第1接続部31の第2端部31bから、受力体20の中心に向かって延びている。このことにより、各起歪体30A~30Dのスペース効率を向上させることができ、力覚センサ10の小型化を図ることができる。 Further, according to the present embodiment, the displacement portion 36 of each strain body 30A to 30D extends from the second end portion 31b of the corresponding first connection portion 31 toward the center of the force receiving body 20. . This makes it possible to improve the space efficiency of each strain body 30A to 30D, and to downsize the force sensor 10.

(変形例1)
なお、上述した本実施の形態においては、第1起歪体30Aの変位部36は、第1起歪体30Aの第1接続部31の第2端部31bからY軸方向に延びている例について説明した。しかしながら、本実施の形態は、このことに限られることはない。例えば、変位部36は、X軸方向に交差する方向であれば、X軸方向に直交するY軸方向でない方向に延びていてもよい。例えば、変位部36は、Z軸方向で見たときに、X軸方向に傾斜する方向に延びていてもよい。この場合においても、力Fyが作用した場合に、変位部36の先端部36aのZ軸方向の変位を大きくすることができる。
(Modification 1)
Note that in the present embodiment described above, the displacement portion 36 of the first strain body 30A extends in the Y-axis direction from the second end portion 31b of the first connection portion 31 of the first strain body 30A. explained. However, this embodiment is not limited to this. For example, the displacement portion 36 may extend in a direction other than the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction as long as it intersects the X-axis direction. For example, the displacement portion 36 may extend in a direction inclined to the X-axis direction when viewed in the Z-axis direction. Also in this case, when the force Fy is applied, the displacement of the distal end portion 36a of the displacement portion 36 in the Z-axis direction can be increased.

(変形例2)
また、上述した本実施の形態においては、第1固定電極基板Ef1の固定電極Efと第2固定電極基板Ef2の固定電極Efが一体化されて共通固定電極Efcが形成されている例について説明した。しかしながら、本実施の形態は、このことに限られることはない。例えば、図13に示すように、第1固定電極基板Ef1の固定電極Efと第2固定電極基板Ef2の固定電極Efは、別体に形成されて互いに離間していてもよい。この場合、第1変位電極基板Ed1の変位電極Edと第2変位電極基板Ed2の変位電極Edが一体化されて共通変位電極Edcが形成されていてもよい。固定電極基板Ef1、Ef2の固定電極Efの平面形状は、共通変位電極Edcの平面形状よりも小さくてもよい。第3固定電極基板Ef3~第8固定電極基板Ef8および第3変位電極基板Ed3~第8変位電極基板Ed8についても同様である。図13は、図4の検出素子の変形例を示す第1起歪体30Aの正面図である。
(Modification 2)
Furthermore, in the present embodiment described above, an example has been described in which the fixed electrode Ef of the first fixed electrode substrate Ef1 and the fixed electrode Ef of the second fixed electrode substrate Ef2 are integrated to form the common fixed electrode Efc. . However, this embodiment is not limited to this. For example, as shown in FIG. 13, the fixed electrode Ef of the first fixed electrode substrate Ef1 and the fixed electrode Ef of the second fixed electrode substrate Ef2 may be formed separately and spaced apart from each other. In this case, the displacement electrode Ed of the first displacement electrode substrate Ed1 and the displacement electrode Ed of the second displacement electrode substrate Ed2 may be integrated to form a common displacement electrode Edc. The planar shape of the fixed electrode Ef of the fixed electrode substrates Ef1 and Ef2 may be smaller than the planar shape of the common displacement electrode Edc. The same applies to the third to eighth fixed electrode substrates Ef3 to Ef8 and the third to eighth displacement electrode substrates Ed3 to Ed8. FIG. 13 is a front view of a first strain body 30A showing a modification of the detection element shown in FIG. 4. FIG.

図13に示す例では、第1固定電極基板Ef1の絶縁体と第2固定電極基板Ef2の絶縁体は一体化されて共通絶縁体IBfcが形成されていてもよい。しかしながら、第1固定電極基板Ef1の絶縁体と第2固定電極基板Ef2の絶縁体は、別体に形成されて互いに離間していてもよい。第3固定電極基板Ef3~第8固定電極基板Ef8についても同様である。 In the example shown in FIG. 13, the insulator of the first fixed electrode substrate Ef1 and the insulator of the second fixed electrode substrate Ef2 may be integrated to form a common insulator IBfc. However, the insulator of the first fixed electrode substrate Ef1 and the insulator of the second fixed electrode substrate Ef2 may be formed separately and spaced apart from each other. The same applies to the third fixed electrode substrate Ef3 to the eighth fixed electrode substrate Ef8.

(第2の実施の形態)
次に、図14~図18を用いて、本発明の第2の実施の形態による力覚センサについて説明する。
(Second embodiment)
Next, a force sensor according to a second embodiment of the present invention will be described using FIGS. 14 to 18.

図14~図18に示す第2の実施の形態においては、Z軸方向で見たときに、固定体側接続部が円弧状に形成されている点が主に異なる。他の構成は、図1~図13に示す第1の実施の形態と略同一である。なお、図14~図18において、図1~図13に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。図14は、第2の実施の形態による力覚センサを、受力体を省略して示す平面図である。図15は、図14に示す第1起歪体を示す正面図である。図16は、図15の第1起歪体を示す平面図である。図17は、図15の第1起歪体を示す側面図である。図18は、図15の検出素子の変形例を示す第1起歪体の平面図である。 The second embodiment shown in FIGS. 14 to 18 differs mainly in that the fixed body side connection portion is formed in an arc shape when viewed in the Z-axis direction. The other configurations are substantially the same as the first embodiment shown in FIGS. 1 to 13. Note that in FIGS. 14 to 18, the same parts as in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 13 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. FIG. 14 is a plan view showing the force sensor according to the second embodiment, with the force receiving body omitted. FIG. 15 is a front view of the first strain body shown in FIG. 14. FIG. 16 is a plan view showing the first strain body of FIG. 15. FIG. 17 is a side view showing the first strain body of FIG. 15. FIG. 18 is a plan view of a first strain body showing a modification of the detection element shown in FIG. 15. FIG.

図14に示すように、本実施の形態による第1起歪体30Aは、Z軸方向で見たときに、円弧状に形成されている。図14~図17に示すように、変位部36は、第1接続部31の第2端部31bから、第2接続部34および第3接続部35の内側、すなわち半径方向内側に向かって延びている。 As shown in FIG. 14, the first strain body 30A according to the present embodiment is formed in an arc shape when viewed in the Z-axis direction. As shown in FIGS. 14 to 17, the displacement portion 36 extends from the second end 31b of the first connection portion 31 toward the inside of the second connection portion 34 and the third connection portion 35, that is, toward the inside in the radial direction. ing.

図3に示す受力体20と同様に、図14に示す受力体20の平面形状も円形になっている。同様に、固定体25の平面形状も円形になっている。第1起歪体30Aの固定体側接続部32は、Z軸方向で見たときに、受力体20の周縁および固定体25の周縁の少なくとも一方に沿うように円弧状に形成されていてもよい。本実施の形態においては、固定体側台座33、第2接続部34および第3接続部35は、受力体20の周縁および固定体25の周縁の両方に沿うように円弧状に形成されている。第1起歪体30Aの固定体側接続部32は、受力体20の外縁と同心状に形成されている。 Similar to the force receiving body 20 shown in FIG. 3, the planar shape of the force receiving body 20 shown in FIG. 14 is also circular. Similarly, the planar shape of the fixed body 25 is also circular. The fixed body side connecting portion 32 of the first strain body 30A may be formed in an arc shape along at least one of the periphery of the force receiving body 20 and the periphery of the fixed body 25 when viewed in the Z-axis direction. good. In this embodiment, the fixed body side pedestal 33, the second connecting portion 34, and the third connecting portion 35 are formed in an arc shape along both the periphery of the force receiving body 20 and the periphery of the fixed body 25. . The fixed body side connecting portion 32 of the first strain body 30A is formed concentrically with the outer edge of the force receiving body 20.

図14および図16に示すように、第1起歪体30Aの受力体側接続部38も同様に、Z軸方向で見たときに、円弧状に形成されている。受力体側接続部38は、Z軸方向で見たときに、第2接続部34および第3接続部35に重なっていてもよい。受力体側台座39および薄肉部40も受力体20の周縁および固定体25の周縁の少なくとも一方に沿うように円弧状に形成されていてもよい。 As shown in FIGS. 14 and 16, the force-receiving body side connecting portion 38 of the first strain body 30A is similarly formed in an arc shape when viewed in the Z-axis direction. The force receiving body side connecting portion 38 may overlap the second connecting portion 34 and the third connecting portion 35 when viewed in the Z-axis direction. The force receiving body side pedestal 39 and the thin wall portion 40 may also be formed in an arc shape along at least one of the peripheral edge of the force receiving body 20 and the peripheral edge of the fixed body 25.

図15に示すように、第1起歪体30Aの受力体側接続部38の受力体側台座39は、固定体側台座33よりも中心軸線CLの側に位置していてもよい。より具体的には、図15に示すように、X軸方向正側に位置している受力体側台座39は、X軸方向正側に位置している固定体側台座33よりもX軸方向負側に位置している。X軸方向負側に位置している受力体側台座39は、X軸方向負側に位置している固定体側台座33よりもX軸方向正側に位置している。 As shown in FIG. 15, the force-receiving body-side pedestal 39 of the force-receiving body-side connecting portion 38 of the first strain body 30A may be located closer to the central axis CL than the fixed body-side pedestal 33. More specifically, as shown in FIG. 15, the force-receiving body side pedestal 39 located on the positive side in the X-axis direction is more negative in the X-axis direction than the fixed body side pedestal 33 located on the positive side in the X-axis direction. Located on the side. The force receiving body side pedestal 39 located on the negative side in the X-axis direction is located on the positive side in the X-axis direction rather than the fixed body side pedestal 33 located on the negative side in the X-axis direction.

図15に示すように、受力体側接続部38の薄肉部40に、第2凹部43が形成されていてもよい。第2凹部43は、薄肉部40の固定体25の側の面に形成されていてもよい。第2凹部43は、Y軸方向で見たときに、円弧状に形成されていてもよい。この場合、薄肉部40は、受力体20に力またはモーメントが作用した場合に、より一層弾性変形することができる。このため、変位部36の先端部36aのZ軸方向の変位をより一層大きくすることができる。 As shown in FIG. 15, a second recess 43 may be formed in the thin wall portion 40 of the force receiving body side connection portion 38. The second recess 43 may be formed on the surface of the thin portion 40 on the fixed body 25 side. The second recess 43 may be formed in an arc shape when viewed in the Y-axis direction. In this case, the thin portion 40 can be more elastically deformed when force or moment is applied to the force receiving body 20. Therefore, the displacement of the distal end portion 36a of the displacement portion 36 in the Z-axis direction can be further increased.

第2起歪体30B~第4起歪体30Dの固定体側接続部32も、第1起歪体30Aと同様に形成されている。第2起歪体30B~第4起歪体30Dの受力体側接続部38も、第1起歪体30Aの受力体側接続部38と同様に形成されている。 The fixed body side connecting portions 32 of the second to fourth flexure bodies 30B to 30D are also formed in the same manner as the first flexure bodies 30A. The force-receiving body-side connecting portions 38 of the second strain-generating body 30B to the fourth strain-generating body 30D are also formed similarly to the force-receiving body-side connecting portion 38 of the first strain-generating body 30A.

本実施の形態では、図16に示すように、第1変位電極基板Ed1の絶縁体と第2変位電極基板Ed2の絶縁体は一体化されて共通絶縁体IBdcが形成されている。共通絶縁体IBdcの平面形状は、円形になっている。第1変位電極基板Ed1の変位電極Edと第2変位電極基板Ed2の変位電極Edは、別体に形成されて互いに離間している。変位電極Edの平面形状はそれぞれ、略半円形状に形成されていてもよい。Z軸方向で見たときに、変位電極Edの円弧状の外縁は、共通絶縁体IBdcの外縁と同心状に形成されていてもよい。しかしながら、共通絶縁体IBdcの平面形状および変位電極Edの平面形状は、任意である。 In this embodiment, as shown in FIG. 16, the insulator of the first displacement electrode substrate Ed1 and the insulator of the second displacement electrode substrate Ed2 are integrated to form a common insulator IBdc. The common insulator IBdc has a circular planar shape. The displacement electrode Ed of the first displacement electrode substrate Ed1 and the displacement electrode Ed of the second displacement electrode substrate Ed2 are formed separately and spaced apart from each other. Each of the displacement electrodes Ed may have a substantially semicircular planar shape. When viewed in the Z-axis direction, the arcuate outer edge of the displacement electrode Ed may be formed concentrically with the outer edge of the common insulator IBdc. However, the planar shape of the common insulator IBdc and the planar shape of the displacement electrode Ed are arbitrary.

固定電極基板Ef1、Ef2の絶縁体を一体化した共通絶縁体IBfc(図17参照)の平面形状は、変位電極基板Ed1、Ed2の共通絶縁体IBdcの平面形状と同様に、円形になっていてもよい。固定電極基板Ef1、Ef2の固定電極Efを一体化した共通固定電極Efc(図17参照)の平面形状も、円形になっていてもよい。しかしながら、共通絶縁体IBfcの平面形状および共通固定電極Efcの平面形状は、任意である。 The planar shape of the common insulator IBfc (see FIG. 17), which integrates the insulators of the fixed electrode substrates Ef1 and Ef2, is circular, similar to the planar shape of the common insulator IBdc of the displacement electrode substrates Ed1 and Ed2. Good too. The planar shape of the common fixed electrode Efc (see FIG. 17) that integrates the fixed electrodes Ef of the fixed electrode substrates Ef1 and Ef2 may also be circular. However, the planar shape of the common insulator IBfc and the planar shape of the common fixed electrode Efc are arbitrary.

本実施の形態による力覚センサ10において、受力体20に力またはモーメントが作用した場合における各容量素子C1~C8の静電容量値の変化は、図12に示す変化と同様である。このため、詳細な説明は省略する。 In the force sensor 10 according to the present embodiment, the change in the capacitance value of each capacitive element C1 to C8 when force or moment is applied to the force receiving body 20 is similar to the change shown in FIG. 12. Therefore, detailed explanation will be omitted.

このように本実施の形態によれば、第1起歪体30Aの変位部36が、Z軸方向で見たときのX軸方向に交差する方向に、第1接続部31の第2端部31bから延びている。このことにより、Z軸方向で見たときに第2接続部34および第3接続部35が円弧状に形成されている場合であっても、力Fyの作用時における変位部36の先端部36aのZ軸方向の変位を大きくすることができる。このため、静電容量値の変化を大きくすることができ、力覚センサ10の検出感度を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, the displacement portion 36 of the first strain body 30A moves toward the second end of the first connecting portion 31 in a direction intersecting the X-axis direction when viewed in the Z-axis direction. 31b. As a result, even if the second connecting portion 34 and the third connecting portion 35 are formed in an arc shape when viewed in the Z-axis direction, the tip portion 36a of the displacement portion 36 when the force Fy is applied The displacement in the Z-axis direction can be increased. Therefore, the change in capacitance value can be increased, and the detection sensitivity of the force sensor 10 can be improved.

また、本実施の形態によれば、第1接続部31の第1端部31aが薄肉部40を介して受力体20に接続されている。このことにより、Z軸方向で見たときに第2接続部34および第3接続部35が円弧状に形成されている場合であっても、薄肉部40は弾性変形することができる。このため、変位部36の先端部36aのZ軸方向の変位をより一層大きくすることができ、力覚センサ10の検出感度をより一層向上させることができる。 Further, according to the present embodiment, the first end portion 31a of the first connecting portion 31 is connected to the force receiving body 20 via the thin wall portion 40. Thereby, even if the second connecting portion 34 and the third connecting portion 35 are formed in an arc shape when viewed in the Z-axis direction, the thin portion 40 can be elastically deformed. Therefore, the displacement of the distal end portion 36a of the displacement portion 36 in the Z-axis direction can be further increased, and the detection sensitivity of the force sensor 10 can be further improved.

また、本実施の形態によれば、Z軸方向で見たときに、受力体20および固定体25が円形状に形成され、第2接続部34および第3接続部35は、受力体20の周縁および固定体25の周縁の少なくとも一方に沿うように円弧状に形成されている。このことにより、各起歪体30A~30Dのスペース効率を向上させることができ、力覚センサ10の小型化を図ることができる。また、力覚センサ10の耐荷重を向上させることができ、力覚センサ10の信頼性を向上させることができる。 Further, according to the present embodiment, when viewed in the Z-axis direction, the force receiving body 20 and the fixed body 25 are formed in a circular shape, and the second connecting portion 34 and the third connecting portion 35 are connected to the force receiving body. It is formed in an arc shape along at least one of the periphery of the fixing body 20 and the periphery of the fixed body 25 . This makes it possible to improve the space efficiency of each strain body 30A to 30D, and to downsize the force sensor 10. Moreover, the load resistance of the force sensor 10 can be improved, and the reliability of the force sensor 10 can be improved.

また、本実施の形態によれば、各起歪体30A~30Dの変位部36は、対応する第1接続部31の第2端部31bから、受力体20の中心に向かって延びている。このことにより、各起歪体30A~30Dのスペース効率を向上させることができ、力覚センサ10の小型化を図ることができる。 Further, according to the present embodiment, the displacement portion 36 of each strain body 30A to 30D extends from the second end portion 31b of the corresponding first connection portion 31 toward the center of the force receiving body 20. . This makes it possible to improve the space efficiency of each strain body 30A to 30D, and to downsize the force sensor 10.

(変形例3)
なお、上述した本実施の形態においては、第1変位電極基板Ed1の変位電極Edと第2変位電極基板Ed2の変位電極Edが、別体に形成されて互いに離間している例について説明した。しかしながら、本実施の形態は、このことに限られることはない。例えば、図18に示すように、第1変位電極基板Ed1の変位電極Edと第2変位電極基板Ed2の変位電極Edは一体化されて共通変位電極Edcが形成されていてもよい。この場合、共通変位電極Edcの平面形状は円形であってもよい。固定電極基板Ef1、Ef2の固定電極Efは、別体に形成されていてもよい。この場合、固定電極は、図16に示す変位電極Edと同様な平面形状を有していてもよい。第3変位電極基板Ed3~第8変位電極基板Ed8および第3固定電極基板Ef3~第8固定電極基板Ef8についても同様である。図18は、図15の検出素子70の変形例を示す第1起歪体30Aの平面図である。
(Modification 3)
In the present embodiment described above, an example has been described in which the displacement electrode Ed of the first displacement electrode substrate Ed1 and the displacement electrode Ed of the second displacement electrode substrate Ed2 are formed separately and spaced apart from each other. However, this embodiment is not limited to this. For example, as shown in FIG. 18, the displacement electrode Ed of the first displacement electrode substrate Ed1 and the displacement electrode Ed of the second displacement electrode substrate Ed2 may be integrated to form a common displacement electrode Edc. In this case, the planar shape of the common displacement electrode Edc may be circular. The fixed electrodes Ef of the fixed electrode substrates Ef1 and Ef2 may be formed separately. In this case, the fixed electrode may have the same planar shape as the displacement electrode Ed shown in FIG. The same applies to the third to eighth displacement electrode substrates Ed3 to Ed8 and the third to eighth fixed electrode substrates Ef3 to Ef8. FIG. 18 is a plan view of the first strain body 30A showing a modification of the detection element 70 of FIG. 15.

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 modifications as they are, but can be implemented by modifying the constituent elements within the scope of the invention at the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining the plurality of components disclosed in the above embodiments and modified examples. Some components may be deleted from all the components shown in the embodiments and modifications. Furthermore, components of different embodiments and modifications may be combined as appropriate.

Claims (10)

検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける第1センサ体と、
第1方向において前記第1センサ体と異なる位置に配置された第2センサ体と、
前記第1センサ体と前記第2センサ体とを接続し、前記第1センサ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起歪体と、
前記起歪体の弾性変形により生じた変位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、前記第1センサ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、
を備え、
前記第1方向に直交する方向を第2方向とし、前記第1方向に直交するとともに前記第2方向に直交する方向を第3方向とし、
前記起歪体は、前記第1センサ体に接続された第1端部から、前記第1端部とは反対側に位置する第2端部まで前記第1方向に延びる第1接続部と、前記第1接続部の前記第2端部を前記第2センサ体に接続する第2センサ体側接続部と、を含み、
前記第2センサ体側接続部は、前記第2センサ体に接続された一対の台座であって、前記第2方向において前記第2端部の両側に位置する一対の台座と、前記第3方向で見たときに前記第2端部から一方の前記台座まで前記第2方向に延びる第2接続部と、前記第3方向で見たときに前記第2端部から他方の前記台座まで前記第2方向に延びる第3接続部と、前記第1方向で見たときに前記第2方向に交差する方向に前記第2端部から延びる変位部と、を含み、
前記検出素子は、前記変位部の先端部の変位により静電容量値の変化を検出する、
力覚センサ。
a first sensor body subjected to the action of a force or moment to be detected;
a second sensor body disposed at a different position from the first sensor body in a first direction;
a strain-generating body that connects the first sensor body and the second sensor body and is elastically deformed by the action of a force or moment received by the first sensor body;
a detection element that detects displacement caused by elastic deformation of the strain body;
a detection circuit that outputs an electric signal indicating a force or moment acting on the first sensor body based on a detection result of the detection element;
Equipped with
A direction perpendicular to the first direction is a second direction, a direction perpendicular to the first direction and perpendicular to the second direction is a third direction,
The strain body includes a first connecting portion extending in the first direction from a first end connected to the first sensor body to a second end located on the opposite side of the first end; a second sensor body side connection part that connects the second end of the first connection part to the second sensor body,
The second sensor body side connection part is a pair of pedestals connected to the second sensor body, and includes a pair of pedestals located on both sides of the second end in the second direction, and a pair of pedestals located on both sides of the second end in the second direction. a second connecting portion extending in the second direction from the second end to one of the pedestals when viewed; and a second connecting portion extending from the second end to the other pedestal when viewed in the third direction; a third connecting portion extending in the direction; and a displacement portion extending from the second end in a direction intersecting the second direction when viewed in the first direction,
The detection element detects a change in capacitance value based on displacement of the tip of the displacement part.
Force sensor.
前記起歪体は、前記第1接続部の前記第1端部を前記第1センサ体に接続する第1センサ体側接続部を含み、
前記第1センサ体側接続部は、前記第2方向および前記第3方向に沿って形成された薄肉部であって、前記第1接続部の前記第1端部に接続された薄肉部を含む、
請求項1に記載の力覚センサ。
The strain body includes a first sensor body side connection part that connects the first end of the first connection part to the first sensor body,
The first sensor body side connection part is a thin part formed along the second direction and the third direction, and includes a thin part connected to the first end of the first connection part.
The force sensor according to claim 1.
前記検出素子は、前記第2センサ体に設けられた固定電極基板と、前記変位部の先端部に設けられた、前記固定電極基板に対向する変位電極基板と、を含む、
請求項1に記載の力覚センサ。
The detection element includes a fixed electrode substrate provided on the second sensor body, and a displacement electrode substrate provided at the tip of the displacement portion and facing the fixed electrode substrate.
The force sensor according to claim 1.
前記固定電極基板は、前記起歪体の中心軸線に対して一方の前記台座の側に位置する第1固定電極基板と、前記起歪体の中心軸線に対して他方の前記台座の側に位置する第2固定電極基板と、を含む、
請求項3に記載の力覚センサ。
The fixed electrode substrate includes a first fixed electrode substrate located on one side of the pedestal with respect to the central axis of the flexure-generating body, and a first fixed electrode substrate located on the other side of the pedestal with respect to the central axis of the flexure-generating body. a second fixed electrode substrate,
The force sensor according to claim 3.
前記変位電極基板は、前記起歪体の中心軸線に対して一方の前記台座の側に位置する第1変位電極基板と、前記起歪体の中心軸線に対して他方の前記台座の側に位置する第2変位電極基板と、を含む、
請求項3に記載の力覚センサ。
The displacement electrode substrate includes a first displacement electrode substrate located on one side of the pedestal with respect to the central axis of the strain-generating body, and a first displacement electrode substrate located on the other side of the pedestal with respect to the central axis of the strain-generating body. a second displacement electrode substrate;
The force sensor according to claim 3.
前記変位部は、前記第1接続部の前記第2端部から前記第3方向に延びている、
請求項1に記載の力覚センサ。
The displacement portion extends in the third direction from the second end of the first connection portion.
The force sensor according to claim 1.
前記第1方向で見たときに、前記第2センサ体側接続部は、前記第2方向に沿って直線状に形成されている、
請求項1に記載の力覚センサ。
When viewed in the first direction, the second sensor body side connection portion is formed in a straight line along the second direction.
The force sensor according to claim 1.
前記第1方向で見たときに、前記第1センサ体および前記第2センサ体は、円形状に形成され、
前記第1方向で見たときに、前記第2センサ体側接続部は、前記第1センサ体の周縁および前記第2センサ体の周縁の少なくとも一方に沿うように円弧状に形成されている、
請求項1に記載の力覚センサ。
When viewed in the first direction, the first sensor body and the second sensor body are formed in a circular shape,
When viewed in the first direction, the second sensor body side connection portion is formed in an arc shape along at least one of a peripheral edge of the first sensor body and a peripheral edge of the second sensor body.
The force sensor according to claim 1.
前記第1センサ体と前記第2センサ体とは、4つの前記起歪体で接続され、
4つの前記起歪体は、第1起歪体と、第2起歪体と、第3起歪体と、第4起歪体と、を含み、
前記第1方向をXYZ三次元座標系におけるZ軸方向とし、
前記第1センサ体の中心に対してY軸方向正側に前記第1起歪体が配置され、前記第1センサ体の中心に対してX軸方向負側に前記第2起歪体が配置され、前記第1センサ体の中心に対してY軸方向負側に前記第3起歪体が配置され、前記第1センサ体の中心に対してX軸方向正側に前記第4起歪体が配置されている、
請求項1に記載の力覚センサ。
The first sensor body and the second sensor body are connected by the four strain bodies,
The four flexure bodies include a first flexure body, a second flexure body, a third flexure body, and a fourth flexure body,
The first direction is the Z-axis direction in an XYZ three-dimensional coordinate system,
The first strain body is arranged on the positive side in the Y-axis direction with respect to the center of the first sensor body, and the second strain body is arranged on the negative side in the X-axis direction with respect to the center of the first sensor body. The third strain-generating body is arranged on the negative side in the Y-axis direction with respect to the center of the first sensor body, and the fourth strain-generating body is arranged on the positive side in the X-axis direction with respect to the center of the first sensor body. is located,
The force sensor according to claim 1.
前記変位部は、対応する前記第1接続部の前記第2端部から、前記第1センサ体の中心に向かって延びている、
請求項9に記載の力覚センサ。
The displacement portion extends from the second end of the corresponding first connection portion toward the center of the first sensor body.
The force sensor according to claim 9.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140331787A1 (en) 2012-01-12 2014-11-13 Stichting Voor De Technische Wetenschappen Six-axis force-torque sensor
JP2016050883A (en) 2014-09-01 2016-04-11 日本リニアックス株式会社 Multi-axis sensor and method for manufacturing multi-axis sensor
WO2018029866A1 (en) 2016-08-09 2018-02-15 株式会社 トライフォース・マネジメント Force sensor
JP2021135103A (en) 2020-02-25 2021-09-13 株式会社トライフォース・マネジメント Force sensor
JP2021135104A (en) 2020-02-25 2021-09-13 株式会社トライフォース・マネジメント Force sensor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140331787A1 (en) 2012-01-12 2014-11-13 Stichting Voor De Technische Wetenschappen Six-axis force-torque sensor
JP2016050883A (en) 2014-09-01 2016-04-11 日本リニアックス株式会社 Multi-axis sensor and method for manufacturing multi-axis sensor
WO2018029866A1 (en) 2016-08-09 2018-02-15 株式会社 トライフォース・マネジメント Force sensor
JP2021135103A (en) 2020-02-25 2021-09-13 株式会社トライフォース・マネジメント Force sensor
JP2021135104A (en) 2020-02-25 2021-09-13 株式会社トライフォース・マネジメント Force sensor

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