JP7449557B2

JP7449557B2 - 力覚センサ

Info

Publication number: JP7449557B2
Application number: JP2020029811A
Authority: JP
Inventors: 和廣岡田; 美穂関根
Original assignee: Tri Force Management Corp
Current assignee: Tri Force Management Corp
Priority date: 2020-02-25
Filing date: 2020-02-25
Publication date: 2024-03-14
Anticipated expiration: 2040-02-25
Also published as: JP2021135104A

Description

本発明は、力覚センサに関する。

従来より、所定の軸方向に作用した力および所定の回転軸まわりに作用したモーメント（トルク）を電気信号として出力する力覚センサが知られている。この力覚センサは、産業用ロボットを初めとして、協働ロボット、生活支援ロボット、医療用ロボットおよびサービスロボット等、各種ロボットの力制御等に幅広く利用されている。このため、安全性とともに性能の向上が要求されている。

例えば、一般的な力覚センサでは、力またはモーメントが入力されると、力覚センサを構成する起歪体が弾性変形して歪みが生じ、変位する。その変位の大きさを、電気信号として検出することにより、入力された力またはモーメントの大きさが得られる。検出方式としては静電容量方式等、種々の方式が存在している。

起歪体が弾性変形している間、起歪体には応力が負荷される。負荷された応力による起歪体の弾性変形が小さい場合、変位が小さくなる。この場合、力またはモーメントの検出感度が低下し得る。検出感度が低下すると、検出精度が低下し得る。

特許第６２５７０１７号公報

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、検出精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。

本発明は、第１の解決手段として、
検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける受力体と、
第１方向において前記受力体の一側に配置され、前記受力体を支持する支持体と、
前記受力体と前記支持体とを接続する起歪体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する変形部と、前記変形部に接続され、前記変形部に生じた弾性変形により変位を生じる変位部と、を有する起歪体と、
前記変位部に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、前記起歪体に作用した力またはモーメントを示す電気信号を出力する検出回路と、を備え、
前記変形部は、前記第１方向に直交する第２方向に延びる傾動体と、前記受力体と前記傾動体とを接続する受力体側変形体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な受力体側変形体と、前記傾動体と前記支持体とを接続する支持体側変形体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な支持体側変形体と、を有し、
前記受力体側変形体は、前記第１方向に延びる第１受力体側延在部を含み、
前記支持体側変形体は、前記第１方向に延びる第１支持体側延在部を含む、力覚センサ、
を提供する。

なお、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記受力体側変形体は、前記第２方向に延びる、前記第１受力体側延在部と前記傾動体とを接続する第２受力体側延在部を含み、
前記支持体側変形体は、前記第２方向に延びる、前記第１支持体側延在部と前記傾動体とを接続する第２支持体側延在部を含む、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記受力体側変形体は、前記傾動体における前記支持体の側の端部に接続され、
前記支持体側変形体は、前記傾動体における前記受力体の側の端部に接続されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記受力体側変形体と前記支持体側変形体は、前記第２方向において互いに異なる位置に配置されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記傾動体は、前記第２方向において前記受力体側変形体と前記支持体側変形体との間に配置されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記受力体と前記支持体とは、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、を有し、
前記第１方向をＸＹＺ三次元座標系におけるＺ軸方向とし、
前記受力体の中心に対してＹ軸方向負側に前記第１起歪体が配置され、前記受力体の中心に対してＸ軸方向正側に前記第２起歪体が配置され、前記受力体の中心に対してＹ軸方向正側に前記第３起歪体が配置され、前記受力体の中心に対してＸ軸方向負側に第４起歪体が配置され、
前記第１起歪体および前記第３起歪体の前記第２方向をＸ軸方向とし、
前記第２起歪体および前記第４起歪体の前記第２方向をＹ軸方向としている、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記第１方向において前記受力体から前記支持体の側に向かって見たときに、前記受力体の中心に対する周方向における一側に、前記受力体側変形体が配置され、当該周方向における他側に、前記支持体側変形体が配置されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記起歪体は、２つの前記変形部と、２つの前記変位部と、を有し、
２つの前記変形部は、第１変形部と、前記第２方向において前記第１変形部とは異なる位置に配置された第２変形部と、を有し、
２つの前記変位部は、前記第１変形部に接続された、前記第１変形部に生じた弾性変形により変位を生じる第１変位部と、前記第２変形部に接続された、前記第２変形部に生じた弾性変形により変位を生じる第２変位部と、を有している、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記第１変形部の前記受力体側変形体は、前記第１変形部の前記支持体側変形体よりも前記第２変形部の側に配置され、
前記第２変形部の前記受力体側変形体は、前記第２変形部の前記支持体側変形体よりも前記第１変形部の側に配置されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記変形部は、２つの前記傾動体と、２つの前記支持体側変形体と、を有し、
２つの前記傾動体は、第１傾動体と、第２方向において前記第１傾動体とは異なる位置に配置された第２傾動体と、を有し、
前記受力体側変形体は、前記第１傾動体と前記第２傾動体との間に配置されて、前記第１傾動体および前記第２傾動体を前記受力体に接続し、
２つの前記支持体側変形体は、前記第１傾動体と前記支持体とを接続する第１支持体側変形体と、前記第２傾動体と前記支持体とを接続する第２支持体側変形体と、を有し、
前記起歪体は、前記第１傾動体に接続された、前記変形部に生じた弾性変形により変位を生じる第１変位部と、前記第２傾動体に接続された、前記変形部に生じた弾性変形により変位を生じる第２変位部と、を有している、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記第１変形部の前記支持体側変形体は、前記第１変形部の前記受力体側変形体よりも前記第２変形部の側に配置され、
前記第２変形部の前記支持体側変形体は、前記第２変形部の前記受力体側変形体よりも前記第１変形部の側に配置されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記変形部は、２つの前記傾動体と、２つの前記受力体側変形体と、を有し、
２つの前記傾動体は、第１傾動体と、第２方向において前記第１傾動体とは異なる位置に配置された第２傾動体と、を有し、
２つの前記受力体側変形体は、前記受力体と前記第１傾動体とを接続する第１受力体側変形体と、前記受力体と前記第２傾動体とを接続する第２受力体側変形体と、を有し、
前記支持体側変形体は、前記第１傾動体と前記第２傾動体との間に配置されて、前記第１傾動体および前記第２傾動体を前記支持体に接続し、
前記起歪体は、前記第１傾動体に接続された、前記変形部に生じた弾性変形により変位を生じる第１変位部と、前記第２傾動体に接続された、前記変形部に生じた弾性変形により変位を生じる第２変位部と、を有している、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記受力体と前記支持体とは、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、を有し、
前記第１方向をＸＹＺ三次元座標系におけるＺ軸方向とし、
前記受力体の中心に対してＹ軸方向負側に前記第１起歪体が配置され、前記受力体の中心に対してＸ軸方向正側に前記第２起歪体が配置され、前記受力体の中心に対してＹ軸方向正側に前記第３起歪体が配置され、前記受力体の中心に対してＸ軸方向負側に第４起歪体が配置され、
前記第１起歪体および前記第３起歪体の前記第２方向をＸ軸方向とし、
前記第２起歪体および前記第４起歪体の前記第２方向をＹ軸方向とし、
前記第１起歪体および前記第３起歪体のそれぞれにおいて、
前記第１変形部の前記受力体側変形体は、前記第１変形部の前記支持体側変形体よりも前記第２変形部の側に配置され、
前記第２変形部の前記受力体側変形体は、前記第２変形部の前記支持体側変形体よりも前記第１変形部の側に配置され、
前記第２起歪体および前記第４起歪体のそれぞれにおいて、
前記第１変形部の前記支持体側変形体は、前記第１変形部の前記受力体側変形体よりも前記第２変形部の側に配置され、
前記第２変形部の前記支持体側変形体は、前記第２変形部の前記受力体側変形体よりも前記第１変形部の側に配置されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記受力体側変形体と前記支持体側変形体は、前記第１方向で見たときに、互いに重なる位置に配置され、
前記傾動体は、前記受力体側変形体に接続された、前記第２方向に延びる第１傾動体と、前記支持体側変形体に接続された、前記第２方向に延びる第２傾動体と、前記第１傾動体と前記第２傾動体とを接続する接続体と、を含む、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記第１傾動体は、前記第２傾動体よりも前記受力体の側に配置され、
前記接続体は、前記第１傾動体と前記第２傾動体との間に配置されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記接続体は、前記第２方向において前記受力体側変形体および前記支持体側変形体とは反対側で、前記第１傾動体および前記第２傾動体に接続されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記受力体側変形体は、前記第１傾動体の前記受力体の側の端部に接続され、前記支持体側変形体は、前記第２傾動体の前記支持体の側の端部に接続されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記受力体側変形体は、前記第１傾動体の前記支持体の側の端部に接続され、前記支持体側変形体は、前記第２傾動体の前記受力体の側の端部に接続されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記受力体側変形体は、前記第１傾動体の前記受力体の側の端部に接続され、
前記支持体側変形体は、前記第２傾動体の前記受力体の側の端部に接続されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記受力体側変形体の剛性は、前記支持体側変形体の剛性よりも高い、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記第１方向において前記受力体から前記支持体の側に向かって見たときに、前記受力体の中心に対する周方向における一側に、前記受力体側変形体および前記支持体側変形体が配置され、当該周方向における他側に、接続体が配置されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記検出素子は、前記受力体または前記支持体に設けられた第１変位部用固定電極基板および第２変位部用固定電極基板と、前記第１変位部に設けられた第１変位部用変位電極基板と、前記第２変位部に設けられた第２変位部用変位電極基板と、を有し、
前記第１変位部用固定電極基板は、前記第１変位部用変位電極基板に対向するとともに、前記第２変位部用固定電極基板は、前記第２変位部用変位電極基板に対向し、
前記第１変位部用変位電極基板が前記第１変形部の前記受力体側変形体の側に配置されている場合、前記第２変位部用変位電極基板は、前記第２変形部の前記支持体側変形体の側に配置され、
前記第１変位部用変位電極基板が前記第１変形部の前記支持体側変形体の側に配置されている場合、前記第２変位部用変位電極基板は、前記第２変形部の前記受力体側変形体の側に配置されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記検出素子は、前記受力体または前記支持体に設けられた固定電極基板と、前記変位部に設けられた変位電極基板と、を有している、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記変位部は、前記傾動体に接続された、前記第２方向に延びる梁を含み、
前記検出素子は、２つの前記固定電極基板と、前記梁に設けられた２つの前記変位電極基板と、を有し、
前記固定電極基板は、対応する前記変位電極基板に対向し、
２つの前記変位電極基板は、前記第２方向において互いに異なる位置に配置されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記変位部は、前記傾動体に接続された、前記第２方向に延びる梁を含み、
前記検出素子は、２つの前記固定電極基板と、前記梁に設けられた１つの前記変位電極基板と、を有し、
前記変位電極基板は、２つの前記固定電極基板に対向し、
２つの前記変位電極基板は、前記第２方向において互いに異なる位置に配置されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記変位部は、前記傾動体に接続された、前記第２方向に延びる梁を含み、
前記検出素子は、１つの前記固定電極基板と、前記梁に設けられた２つの前記変位電極基板と、を有し、
前記固定電極基板は、２つの前記変位電極基板に対向し、
２つの前記固定電極基板は、前記第２方向において互いに異なる位置に配置されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記受力体の平面形状および前記支持体の平面形状のうちの少なくとも一方は、矩形である、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記受力体の平面形状および前記支持体の平面形状のうちの少なくとも一方は、円形である、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記起歪体の前記変形部は、前記第１方向で見たときに前記第２方向に沿って直線状に形成されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記起歪体の前記変形部は、前記第１方向で見たときに湾曲状に形成されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記第１方向で見たときに、前記起歪体を外側から覆う外装体を更に備える、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記外装体は、前記支持体に固定され、前記受力体から離間している、
ようにしてもよい。

また、上述した第１の解決手段による力覚センサにおいて、
前記外装体と前記受力体との間に緩衝部材が介在されている、
ようにしてもよい。

また、本発明は、第２の解決手段として、
検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける受力体と、
第１方向において前記受力体の一側に配置され、前記受力体を支持する支持体と、
前記受力体と前記支持体とを接続する起歪体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する変形部と、前記変形部に接続され前記変形部に生じた弾性変形により変位を生じる変位部と、を有する起歪体と、
前記変位部に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、前記起歪体に作用した力またはモーメントを示す電気信号を出力する検出回路と、を備え、
前記変形部は、前記第１方向に直交する第２方向に延びる傾動体と、前記受力体と前記傾動体とを接続する受力体側変形体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な受力体側変形体と、前記傾動体と前記支持体とを接続する支持体側変形体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な支持体側変形体と、を有し、
前記受力体側変形体および前記支持体側変形体は、前記第１方向および前記第２方向に直交する方向で見たときに湾曲している、力覚センサ、
を提供する。

また、上述した第２の解決手段による力覚センサにおいて、
前記受力体側変形体は、前記傾動体における前記受力体の側の端部に接続され、
前記支持体側変形体は、前記傾動体における前記支持体の側の端部に接続されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第２の解決手段による力覚センサにおいて、
前記受力体側変形体は、受力体側台座を介して前記受力体に接続され、
前記支持体側変形体は、支持体側台座を介して前記支持体に接続されている、
ようにしてもよい。

また、上述した第２の解決手段による力覚センサにおいて、
前記受力体と前記支持体とは、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、を有し、
前記第１方向をＸＹＺ三次元座標系におけるＺ軸方向とし、
前記受力体の中心に対してＹ軸方向負側に前記第１起歪体が配置され、前記受力体の中心に対してＸ軸方向正側に前記第２起歪体が配置され、前記受力体の中心に対してＹ軸方向正側に前記第３起歪体が配置され、前記受力体の中心に対してＸ軸方向負側に第４起歪体が配置され、
前記第１起歪体および前記第３起歪体の前記第２方向をＸ軸方向とし、
前記第２起歪体および前記第４起歪体の前記第２方向をＹ軸方向としている、
ようにしてもよい。

本発明によれば、検出精度を向上させることができる。

図１は、第１の実施の形態における力覚センサを適用したロボットの一例を示す斜視図である。図２は、第１の実施の形態におけ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。図３は、図２の力覚センサを示す平面図である。図４Ａは、図２の起歪体を示す正面図である。図４Ｂは、図４Ａの起歪体のＢ－Ｂ線断面図である。図５は、図２に示す力覚センサの起歪体を平面展開した図である。図６Ａは、図４Ａの起歪体がＸ軸方向正側の力を受けた場合の起歪体の変形状態を模式的に示す正面図である。図６Ｂは、図４Ａの起歪体がＸ軸方向負側の力を受けた場合の起歪体の変形状態を模式的に示す正面図である。図７Ａは、図４Ａの起歪体がＺ軸方向正側の力を受けた場合の起歪体の変形状態を模式的に示す正面図である。図７Ｂは、図４Ａの起歪体がＺ軸方向負側の力を受けた場合の起歪体の変形状態を模式的に示す正面図である。図８は、図５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。図９は、図８の静電容量値の変化に基づく主軸感度および他軸感度を示す表である。図１０Ａは、図４Ｂの検出素子の変形例として、４つの変位電極を示す平面断面図である。図１０Ｂは、図１０Ａの変位電極に対向する固定電極を示す平面図である。図１１は、図１０の検出素子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。図１２Ａは、図４Ａの起歪体の変形例を示す正面である。図１２Ｂは、図１２Ａの起歪体のＣ－Ｃ線断面図である。図１３は、図３の力覚センサの変形例を示す平面図である。図１４は、図３の力覚センサの他の変形例を示す平面図である。図１５は、図４Ａの起歪体の他の変形例を示す正面である。図１６Ａは、第２の実施の形態における力覚センサの起歪体を示す正面図である。図１６Ｂは、図１６Ａの起歪体のＤ－Ｄ線断面図である。図１７は、図１６Ａの起歪体がＸ軸方向正側の力を受けた場合の起歪体の変形状態を模式的に示す正面図である。図１８は、図１６Ａの起歪体がＺ軸方向正側の力を受けた場合の起歪体の変形状態を模式的に示す正面図である。図１９は、図１６Ａ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。図２０は、図１６Ａの起歪体の変形例を示す正面図である。図２１は、第３の実施の形態における力覚センサの起歪体を示す正面図である。図２２は、図２１の起歪体がＸ軸方向正側の力を受けた場合の起歪体の変形状態を模式的に示す正面図である。図２３は、図２１の起歪体がＺ軸方向正側の力を受けた場合の起歪体の変形状態を模式的に示す正面図である。図２４は、図２１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。図２５は、図２１の起歪体の変形例を示す正面図である。図２６は、第４の実施の形態における力覚センサを示す断面図である。図２７は、図２６に示す力覚センサの起歪体を平面展開した図である。図２８は、図２７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。図２９は、図２８の静電容量値の変化に基づく主軸感度および他軸感度を示す表である。図３０は、図２７の力覚センサにおける各容量素子のうち演算用に選択された容量素子の静電容量値の変化を示す表である。図３１は、図３０の静電容量値の変化に基づく主軸感度および他軸感度を示す表である。図３２は、図２７の力覚センサにおける各容量素子のうち演算用に選択された他の容量素子の静電容量値の変化を示す表である。図３３は、図３２の静電容量値の変化に基づく主軸感度および他軸感度を示す表である。図３４は、第５の実施の形態における力覚センサの起歪体を示す正面図である。図３５は、図３４の起歪体の変形例を示す正面図である。図３６は、第６の実施の形態における力覚センサの起歪体を示す正面図である。図３７は、第７の実施の形態における力覚センサの起歪体を示す正面図である。

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。

なお、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件および物理的特性並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「等しい」等の用語や寸法、物理的特性の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

（第１の実施の形態）
まず、図１～図１４を用いて、本発明の第１の実施の形態における力覚センサについて説明する。

本実施の形態に係る力覚センサについて説明する前に、当該力覚センサのロボットへの適用例について図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態における力覚センサを適用したロボットの一例を示す図である。

図１に示すように、産業用ロボット１０００は、ロボット本体１１００と、エンドエフェクタ１２００と、電気ケーブル１３００と、制御部１４００と、力覚センサ１と、を有している。ロボット本体１１００は、ロボットのアーム部を含んでいる。ロボット本体１１００とエンドエフェクタ１２００の間には、力覚センサ１が設けられている。

電気ケーブル１３００は、ロボット本体１１００の内部に延設されている。この電気ケーブル１３００は、力覚センサ１のコネクタ（図示せず）に接続されている。

なお、図１では、制御部１４００はロボット本体１１００の内部に配置されているが、他の場所（例えばロボット外部の制御盤）に配置されてもよい。また、力覚センサ１のロボットへの装着態様は図１に示すものに限られない。

力覚センサ１は、グリッパーとして機能するエンドエフェクタ１２００に作用する力またはモーメントを検出する。検出された力またはモーメントを示す電気信号は、電気ケーブル１３００を介して産業用ロボット１０００の制御部１４００に送信される。制御部１４００は、受信した電気信号に基づいてロボット本体１１００およびエンドエフェクタ１２００の動作を制御する。

なお、力覚センサ１は、産業用ロボットに限られず、協働ロボット、生活支援ロボット、医療用ロボットおよびサービスロボット等の各種ロボットに適用可能である。

以下、図２～図５を参照して本発明の実施の形態に係る力覚センサについて説明する。図２は、第１の実施の形態におけ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の力覚センサを示す平面図である。図４Ａは、図２の起歪体を示す正面図である。図４Ｂは、図４Ａの起歪体のＢ－Ｂ線断面図である。図５は、図２に示す力覚センサの起歪体を平面展開した図である。

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１０が上側に配置され、支持体２０が下側に配置されるように力覚センサ１を配置した状態で説明を行う。このため、本実施の形態における力覚センサ１は、Ｚ軸方向を上下方向とした姿勢で使用されることに限られることはない。また、受力体１０と支持体２０のいずれかを上側または下側に配置するかは任意である。

力覚センサ１は、所定の軸方向に作用した力および所定の回転軸まわりに作用したモーメント（トルク）を電気信号として出力する機能を有している。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。

力覚センサ１は、図２および図３に示すように、受力体１０と、支持体２０と、起歪体３０Ａ～３０Ｄと、検出素子５０と、検出回路６０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。

受力体１０は、検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける。この作用を受けることにより、受力体１０は支持体２０に対して相対移動する。上述した図１の例で言えば、受力体１０はエンドエフェクタ１２００にボルト等で固定されており、エンドエフェクタ１２００から力またはモーメントを受ける。受力体１０には、起歪体３０Ａ～３０Ｄが接続されている。

図３に示すように、本実施の形態では、受力体１０の平面形状は、矩形である。また、受力体１０は、平板状に形成されていてもよい。

図２に示すように、支持体２０は、受力体１０を支持している。支持体２０は、Ｚ軸方向において受力体１０の負側に配置されている。受力体１０と支持体２０は、Ｚ軸方向において互いに異なる位置に配置されており、支持体２０は、受力体１０に離間している。図１の例で言えば、支持体２０はロボット本体１１００（アーム部）の先端にボルト等で固定されており、ロボット本体１１００に支持される。支持体２０には、起歪体３０Ａ～３０Ｄが接続されている。

図３に示すように、本実施の形態では、支持体２０の平面形状は、受力体１０と同様に矩形である。また、支持体２０は、平板状に形成されていてもよい。なお、受力体１０の平面形状および支持体２０の平面形状のうちの少なくとも一方は、矩形であってもよい。この場合、受力体１０の平面形状および支持体２０の平面形状のうちの一方が矩形で、他方が矩形以外の形状であってもよい。

図２および図３に示すように、起歪体３０Ａ～３０Ｄは、受力体１０と支持体２０とを接続している。より具体的には、起歪体３０Ａ～３０Ｄは、受力体１０と支持体２０との間に配置されており、起歪体３０Ａ～３０Ｄは、受力体１０に接続されるとともに支持体２０に接続されている。これらの起歪体３０Ａ～３０Ｄを介して受力体１０は支持体２０に支持されている。

本実施の形態においては、受力体１０と支持体２０とは、４つの起歪体３０Ａ～３０Ｄで接続されている。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、を有している。Ｚ軸方向で見たときに、受力体１０の中心Ｏに対してＹ軸方向負側に第１起歪体３０Ａが配置されている。同様にＺ軸方向で見たときに、受力体１０の中心Ｏに対してＸ軸方向正側に第２起歪体３０Ｂが配置され、受力体１０の中心Ｏに対してＹ軸方向正側に第３起歪体３０Ｃが配置されている。受力体１０の中心Ｏに対してＸ軸方向負側に第４起歪体３０Ｄが配置されている。言い換えると、第１起歪体３０Ａと第３起歪体３０Ｃとの間に、受力体１０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１０の中心Ｏが配置されている。なお、受力体１０と支持体２０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１０と支持体２０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５０を図４Ａに示すように２つの容量素子で構成すると、力の２軸成分を検出することができる。検出素子５０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。

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の変形部３１（後述）は、環状配置されている。すなわち、上述したように、受力体１０および支持体２０がＺ軸方向で見たときに矩形形状で形成されており、４つの起歪体３０Ａ～３０Ｄの変形部３１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の変形部３１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の変形部３１および第３起歪体３０Ｃの変形部３１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の変形部３１および第４起歪体３０Ｄの変形部３１は、Ｙ軸方向に沿って直線状に形成されている。なお、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。

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。本実施の形態による起歪体３０Ａ～３０Ｄは、受力体１０が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形して歪みを生じさせ、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。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、ここでは詳細な説明は省略する。

図２および図４Ａに示すように、第１起歪体３０Ａは、受力体１０が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する変形部３１と、変形部３１に接続された変位部４０と、を有している。変位部４０は、変形部３１に生じた弾性変形により変位を生じるように構成されている。

変形部３１は、Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向に延びる傾動体３２と、受力体１０と傾動体３２とを接続する受力体側変形体３３と、傾動体３２と支持体２０とを接続する支持体側変形体３４と、を有している。このうち受力体側変形体３３は、受力体１０が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能になっている。支持体側変形体３４は、受力体１０が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能になっている。受力体側変形体３３の剛性と支持体側変形体３４の剛性は、同程度であってもよい。

傾動体３２は、Ｚ軸方向において受力体１０に離間するとともに支持体２０に離間している。第１起歪体３０Ａの傾動体３２は、Ｘ軸方向を第２方向として延びている。本実施の形態では、傾動体３２のＹ軸方向（Ｚ軸方向およびＸ軸方向に直交する方向）で見たときの（図４Ａのように見たときの）正面形状は、矩形になっている。傾動体３２は、受力体側変形体３３および支持体側変形体３４よりも剛性が高く（可撓性が低く）なるように形成されている。

受力体側変形体３３と支持体側変形体３４は、Ｘ軸方向において互いに異なる位置に配置されている。傾動体３２は、Ｘ軸方向において受力体側変形体３３と支持体側変形体３４との間に配置されている。第１起歪体３０Ａについては、受力体側変形体３３が、支持体側変形体３４よりもＸ軸方向正側に配置されている。

図４Ａに示すように、受力体側変形体３３は、傾動体３２における支持体２０の側の端部（図４Ａにおける下側の端部３２ｆ）に接続されている。支持体側変形体３４は、傾動体３２における受力体１０の側の端部（図４Ａにおける上側の端部３２ｅ）に接続されている。

図４Ａに示すように、受力体側変形体３３は、Ｚ軸方向に延びる第１受力体側延在部３３１と、Ｘ軸方向に延びる第２受力体側延在部３３２と、を含んでいる。第１受力体側延在部３３１は、受力体１０に接続されており、第２受力体側延在部３３２が、第１受力体側延在部３３１と傾動体３２とを接続している。本実施の形態による受力体側変形体３３は、Ｙ軸方向で見たときにＬ字状に形成されている。第１受力体側延在部３３１と傾動体３２との間には、第１スリット状開口３５が形成されている。第１スリット状開口３５は、Ｙ軸方向で変形部３１を貫通している。上述したように、受力体側変形体３３は、受力体１０が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能になっている。第１受力体側延在部３３１のＸ軸方向における寸法は、Ｚ軸方向における寸法よりも小さく形成されていてもよい。受力体側変形体３３は、傾動体３２よりも剛性が低く（可撓性が高く）なるように形成されていてもよい。この場合、受力体側変形体３３に板ばねとしての機能を付与することができる。例えば、第１受力体側延在部３３１のＸ軸方向における寸法は、傾動体３２のＸ軸方向における寸法よりも小さくてもよい。第２受力体側延在部３３２のＺ軸方向における寸法は、傾動体３２のＺ軸方向における寸法よりも小さくてもよい。

支持体側変形体３４は、Ｚ軸方向に延びる第１支持体側延在部３４１と、Ｘ軸方向に延びる第２支持体側延在部３４２と、を含んでいる。第２支持体側延在部３４２が、第１支持体側延在部３４１と傾動体３２とを接続している。本実施の形態による支持体側変形体３４は、Ｙ軸方向で見たときに逆Ｌ字状に形成されている。第１支持体側延在部３４１と傾動体３２との間には、第２スリット状開口３６が形成されている。第２スリット状開口３６は、Ｘ軸方向で変形部３１を貫通している。上述したように、支持体側変形体３４は、受力体１０が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能になっている。第１支持体側延在部３４１のＸ軸方向における寸法は、Ｚ軸方向における寸法よりも小さく形成されていてもよい。支持体側変形体３４は、傾動体３２よりも剛性が低く（可撓性が高く）なるように形成されていてもよい。この場合、支持体側変形体３４に板ばねとしての機能を付与することができる。例えば、第１支持体側延在部３４１のＸ軸方向における寸法は、傾動体３２のＸ軸方向における寸法よりも小さくてもよい。第２支持体側延在部３４２のＺ軸方向における寸法は、傾動体３２のＺ軸方向における寸法よりも小さくてもよい。

Ｚ軸方向負側に向かって見たときに（Ｚ軸方向において受力体１０から支持体２０の側に向かって見たときに）、受力体１０の中心Ｏに対する周方向における一側に、各起歪体３０Ａ～３０Ｄの受力体側変形体３３が配置され、当該周方向における他側に、各起歪体３０Ａ～３０Ｄの支持体側変形体３４が配置されている。本実施の形態では、上方から見たときに、反時計回りの方向に受力体側変形体３３が配置され、時計回りの方向に支持体側変形体３４が配置されている。より具体的には、第１起歪体３０Ａの受力体側変形体３３は、支持体側変形体３４よりもＸ軸方向正側に配置されている。第２起歪体３０Ｂの受力体側変形体３３は、支持体側変形体３４よりもＹ軸方向正側に配置されている。第３起歪体３０Ｃの受力体側変形体３３は、支持体側変形体３４よりもＸ軸方向負側に配置されている。第４起歪体３０Ｄの受力体側変形体３３は、支持体側変形体３４よりもＹ軸方向負側に配置されている。しかしながら、このことに限られることはなく、上方から見たときに、時計回りの方向に受力体側変形体３３が配置され、反時計回りの方向に支持体側変形体３４が配置されていてもよい。また、受力体側変形体３３の配置と支持体側変形体３４の配置は、不規則になっていてもよい。

第１起歪体３０Ａの変形部３１は、アルミ合金や鉄合金などの金属材料で作製された板材から機械加工で形成されていてもよく、または鋳造加工で形成されていてもよい。機械加工で形成される場合、傾動体３２、受力体側変形体３３および支持体側変形体３４は、Ｙ軸方向が厚み方向となるように板状に形成され、一体に連続状の板材で形成される。このことにより、第１起歪体３０Ａを容易に作製することができる。このように形成された第１起歪体３０Ａは、受力体１０および支持体２０にボルトまたは接着剤等でそれぞれ固定されていてもよい。あるいは、受力体１０、支持体２０および起歪体３０Ａ～３０Ｄは、一体に連続状のブロック材から機械加工（例えば、切削加工）で形成されてもよく、または鋳造加工で形成されていてもよい。

図４Ａに示すように、本実施の形態においては、第１起歪体３０Ａの変位部４０は、傾動体３２と支持体２０との間に設けられている。変位部４０は、第２方向（第１起歪体３０ＡについてはＸ軸方向）に延びる梁４１と、梁４１と傾動体３２とを接続する基端部４２と、を含んでいる。梁４１は、基端部４２を介して傾動体３２の支持体２０の側の面（下面）に接続されており、傾動体３２の下方に配置されている。基端部４２は、Ｘ軸方向において梁４１の中央に配置されており、梁４１は、基端部４２からＸ軸方向正側に延びているとともに、Ｘ軸方向負側に延びている。梁４１のうち基端部４２よりもＸ軸方向正側の部分は片持ち梁として構成されており、基端部４２よりもＸ軸方向負側の部分も片持ち梁として構成されている。梁４１のＸ軸方向両端部（梁４１の自由端部に相当）に、検出素子５０を構成する変位電極（後述）が配置されている。

図４Ａに示す第１起歪体３０Ａにおいては、梁４１は、受力体側変形体３３と支持体側変形体３４との間に配置されている。すなわち、梁４１は、受力体側変形体３３を越えてＸ軸方向正側には延びておらず、支持体側変形体３４を越えてＸ軸方向負側には延びていない。

検出素子５０は、上述した変位部４０に生じた変位を検出するように構成されている。本実施の形態による検出素子５０は、静電容量を検出する素子として構成されている。図４Ａに示すように、検出素子５０は、支持体２０または受力体１０に設けられた固定電極基板と、変位部４０の梁４１に設けられた変位電極基板と、を有している。図４Ａに示す例においては、検出素子５０は、第１起歪体３０Ａ用の電極として、２つの固定電極基板Ｅｆ１、Ｅｆ２と、２つの変位電極基板Ｅｄ１、Ｅｄ２と、を有している。

２つの固定電極基板Ｅｆ１、Ｅｆ２は、Ｘ軸方向正側に配置された第１固定電極基板Ｅｆ１と、Ｘ軸方向負側に配置された第２固定電極基板Ｅｆ２と、を有している。本実施の形態においては、固定電極基板Ｅｆ１、Ｅｆ２は、支持体２０の受力体１０の側の面に設けられている。固定電極基板Ｅｆ１、Ｅｆ２は、支持体２０の受力体１０の側の面に接着剤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。固定電極基板Ｅｆ１、Ｅｆ２は、対応する変位電極基板Ｅｄ１、Ｅｄ２に対向する固定電極Ｅｆと、固定電極Ｅｆと支持体２０との間に介在された絶縁体ＩＢｆと、を含んでいる。なお、第１固定電極基板Ｅｆ１を構成する絶縁体ＩＢｆと第２固定電極基板Ｅｆ２を構成する絶縁体ＩＢｆとは一体化されていてもよい。また、固定電極基板Ｅｆ１、Ｅｆ２は、支持体２０の受力体１０の側の面に設けられていてもよい。

２つの変位電極基板Ｅｄ１、Ｅｄ２は、Ｘ軸方向正側に配置された第１変位電極基板Ｅｄ１と、Ｘ軸方向負側に配置された第２変位電極基板Ｅｄ２と、を有している。本実施の形態においては、変位電極基板Ｅｄ１、Ｅｄ２は、変位部４０の梁４１に固定されていてもよい。この場合、変位電極基板Ｅｄ１、Ｅｄ２は、梁４１の支持体２０の側の面に設けられていてもよい。変位電極基板Ｅｄ１、Ｅｄ２は、梁４１の支持体２０の側の面に接着剤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。変位電極基板Ｅｄ１、Ｅｄ２は、対応する固定電極基板Ｅｆ１、Ｅｆ２に対向する変位電極Ｅｄと、変位電極Ｅｄと梁４１との間に介在された絶縁体ＩＢｄと、を含んでいる。なお、第１変位電極基板Ｅｄ１を構成する絶縁体ＩＢｄと第２変位電極基板Ｅｄ２を構成する絶縁体ＩＢｄとは一体化されていてもよい。また、固定電極基板Ｅｆ１、Ｅｆ２が受力体１０の支持体２０の側の面に設けられる場合には、変位部４０が、傾動体３２の受力体１０の側の面に設けられて、当該変位部４０に変位電極基板Ｅｄ１、Ｅｄ２が設けられていてもよい。

第１固定電極基板Ｅｆ１は、第１変位電極基板Ｅｄ１に対向し、第２固定電極基板Ｅｆ２は、第２変位電極基板Ｅｄ２に対向している。第１固定電極基板Ｅｆ１と第１変位電極基板Ｅｄ１とで第１容量素子Ｃ１が構成され、第２固定電極基板Ｅｆ２と第２変位電極基板Ｅｄ２とで第２容量素子Ｃ２が構成されている。第１容量素子Ｃ１と第２容量素子Ｃ２とが、第１起歪体３０Ａ用の検出素子５０として構成されている。

第１変位電極基板Ｅｄ１および第２変位電極基板Ｅｄ２は、Ｘ軸方向におい互いに異なる位置に配置されている。本実施の形態においては、第１変位電極基板Ｅｄ１は、変位部４０の基端部４２よりもＸ軸方向正側に配置されており、より具体的には、梁４１のＸ軸方向正側の端部に配置されている。第２変位電極基板Ｅｄ２は、変位部４０の基端部４２よりもＸ軸方向負側に配置されており、より具体的には、梁４１のＸ軸方向負側の端部に配置されている。第１固定電極基板Ｅｆ１は、第１変位電極基板Ｅｄ１に対向する位置に配置されており、第１変位電極基板Ｅｄ１の下方に配置されている。第２固定電極基板Ｅｆ２は、第２変位電極基板Ｅｄ２に対向する位置に配置されており、第２変位電極基板Ｅｄ２の下方に配置されている。

第１容量素子Ｃ１および第２容量素子Ｃ２は、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４Ｂに示すように、第１変位電極基板Ｅｄ１および第２変位電極基板Ｅｄ２は、Ｙ軸方向において同じ位置に配置されるとともに、第１固定電極基板Ｅｆ１および第２固定電極基板Ｅｆ２も、Ｙ軸方向において同じ位置に配置されている。

本実施の形態では、固定電極基板Ｅｆ１、Ｅｆ２の平面形状は、矩形になっている。変位電極基板Ｅｄ１、Ｅｄ２の平面形状も、矩形になっている。しかしながら、固定電極基板Ｅｆ１、Ｅｆ２および変位電極基板Ｅｄ１、Ｅｄ２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。

図４Ｂに示すように、Ｚ軸方向で見たときに、第１固定電極基板Ｅｆ１は、第１変位電極基板Ｅｄ１よりも大きくなっていてもよい。例えば、第１固定電極基板Ｅｆ１の平面形状は、第１変位電極基板Ｅｄ１の平面形状よりも大きくなっていてもよい。そして、図示していないが、第１変位電極基板Ｅｄ１がＸ軸方向、Ｙ軸方向またはＺ軸方向に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が全体として、第１固定電極基板Ｅｆ１に重なっていてもよい。言い換えると、第１変位電極基板Ｅｄ１がＸ軸方向、Ｙ軸方向またはＺ軸方向に変位した場合であっても、第１容量素子Ｃ１を構成する変位電極Ｅｄと固定電極Ｅｆとが重なるように、変位電極Ｅｄの大きさと固定電極Ｅｆの大きさが設定されていてもよい。このようにして、第１変位電極基板Ｅｄ１が変位した場合であっても、変位電極Ｅｄと固定電極Ｅｆ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と固定電極Ｅｆ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と固定電極Ｅｆとが重なる面積を言う。傾動体３２が傾動した場合には、固定電極Ｅｆ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と固定電極Ｅｆ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と固定電極Ｅｆとの距離の変化に起因すると考える。なお、後述する図６Ａ等では、図面を明瞭にするために、傾動体３２の傾斜を誇張している。また、図６Ａ等では、傾動体３２の傾斜を誇張しているため、変位電極基板が変位した場合に、変位電極基板が固定電極基板からずれているが、上述したように、変位電極基板が変位した場合であっても、変位電極基板が全体として、固定電極基板に重なっているようにしてもよい。また、第１固定電極基板Ｅｆ１の平面形状が第１変位電極基板Ｅｄ１の平面形状よりも大きくなっていることに限られることはなく、第１変位電極基板Ｅｄ１の平面形状が、第１固定電極基板Ｅｆ１の平面形状よりも大きくなっていてもよい。

同様に、Ｚ軸方向で見たときに、第２固定電極基板Ｅｆ２も、第２変位電極基板Ｅｄ２よりも大きくなっていてもよい。なお、第２変位電極基板Ｅｄ２が、第２固定電極基板Ｅｆ２よりも大きくなっていてもよい。

第１固定電極基板Ｅｆ１と第２固定電極基板Ｅｆ２とは、別体に形成されて互いに離間していてもよい。しかしながら、このことに限られることはなく、第１固定電極基板Ｅｆ１と第２固定電極基板Ｅｆ２とは、一体化されて、１つの共通の固定電極基板で構成されていてもよい。あるいは、第１固定電極基板Ｅｆ１と第２固定電極基板Ｅｆ２とが別体に形成されている場合には、第１変位電極基板Ｅｄ１と第２変位電極基板Ｅｄ２とは、一体化されて、１つの共通の変位電極基板で構成されていてもよい。

上述した第１起歪体３０Ａとこれに対応する検出素子５０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。

すなわち、図５に示すように、検出素子５０は、第２起歪体３０Ｂ用の電極として、支持体２０または受力体１０に設けられた２つの固定電極基板Ｅｆ３、Ｅｆ４と、変位部４０の梁４１に設けられた２つの変位電極基板Ｅｄ３、Ｅｄ４と、を更に有している。２つの固定電極基板Ｅｆ３、Ｅｆ４は、第３固定電極基板Ｅｆ３と第４固定電極基板Ｅｆ４とを有している。２つの変位電極基板Ｅｄ３、Ｅｄ４は、第３変位電極基板Ｅｄ３と第４変位電極基板Ｅｄ４とを有している。第３固定電極基板Ｅｆ３は、第３変位電極基板Ｅｄ３に対向し、第４固定電極基板Ｅｆ４は、第４変位電極基板Ｅｄ４に対向している。第３固定電極基板Ｅｆ３と第３変位電極基板Ｅｄ３とで第３容量素子Ｃ３が構成され、第４固定電極基板Ｅｆ４と第４変位電極基板Ｅｄ４とで第４容量素子Ｃ４が構成されている。

第３変位電極基板Ｅｄ３は、変位部４０の基端部４２よりもＹ軸方向正側に配置されている。第４変位電極基板Ｅｄ４は、変位部４０の基端部４２よりもＹ軸方向負側に配置されている。第３容量素子Ｃ３および第４容量素子Ｃ４は、Ｘ軸方向において同じ位置に配置されている。固定電極基板Ｅｆ３、Ｅｆ４は、上述した固定電極基板Ｅｆ１、Ｅｆ２と同様の構成を有している。変位電極基板Ｅｄ３、Ｅｄ４は、上述した変位電極基板Ｅｄ１、Ｅｄ２と同様の構成を有している。

また、検出素子５０は、第３起歪体３０Ｃ用の電極として、支持体２０または受力体１０に設けられた２つの固定電極基板Ｅｆ５、Ｅｆ６と、変位部４０の梁４１に設けられた２つの変位電極基板Ｅｄ５、Ｅｄ６と、を更に有している。２つの固定電極基板Ｅｆ５、Ｅｆ６は、第５固定電極基板Ｅｆ５と第６固定電極基板Ｅｆ６とを有している。２つの変位電極基板Ｅｄ５、Ｅｄ６は、第５変位電極基板Ｅｄ５と第６変位電極基板Ｅｄ６とを有している。第５固定電極基板Ｅｆ５は、第５変位電極基板Ｅｄ５に対向し、第６固定電極基板Ｅｆ６は、第６変位電極基板Ｅｄ６に対向している。第５固定電極基板Ｅｆ５と第５変位電極基板Ｅｄ５とで第５容量素子Ｃ５が構成され、第６固定電極基板Ｅｆ６と第６変位電極基板Ｅｄ６とで第６容量素子Ｃ６が構成されている。

第５変位電極基板Ｅｄ５は、変位部４０の基端部４２よりもＸ軸方向負側に配置されている。第６変位電極基板Ｅｄ６は、変位部４０の基端部４２よりもＸ軸方向正側に配置されている。第５容量素子Ｃ５および第６容量素子Ｃ６は、Ｙ軸方向において同じ位置に配置されている。固定電極基板Ｅｆ５、Ｅｆ６は、上述した固定電極基板Ｅｆ１、Ｅｆ２と同様の構成を有している。変位電極基板Ｅｄ５、Ｅｄ６は、上述した変位電極基板Ｅｄ１、Ｅｄ２と同様の構成を有している。

また、検出素子５０は、第４起歪体３０Ｄ用の電極として、支持体２０または受力体１０に設けられた２つの固定電極基板Ｅｆ７、Ｅｆ８と、変位部４０の梁４１に設けられた２つの変位電極基板Ｅｄ７、Ｅｄ８と、を更に有している。２つの固定電極基板Ｅｆ７、Ｅｆ８は、第７固定電極基板Ｅｆ７と第８固定電極基板Ｅｆ８とを有している。２つの変位電極基板Ｅｄ７、Ｅｄ８は、第７変位電極基板Ｅｄ７と第８変位電極基板Ｅｄ８とを有している。第７固定電極基板Ｅｆ７は、第７変位電極基板Ｅｄ７に対向し、第８固定電極基板Ｅｆ８は、第８変位電極基板Ｅｄ８に対向している。第７固定電極基板Ｅｆ７と第７変位電極基板Ｅｄ７とで第７容量素子Ｃ７が構成され、第８固定電極基板Ｅｆ８と第８変位電極基板Ｅｄ８とで第８容量素子Ｃ８が構成されている。

第７変位電極基板Ｅｄ７は、変位部４０の基端部４２よりもＹ軸方向負側に配置されている。第８変位電極基板Ｅｄ８は、変位部４０の基端部４２よりもＹ軸方向正側に配置されている。第７容量素子Ｃ７および第８容量素子Ｃ８は、Ｘ軸方向において同じ位置に配置されている。固定電極基板Ｅｆ７、Ｅｆ８は、上述した固定電極基板Ｅｆ１、Ｅｆ２と同様の構成を有している。変位電極基板Ｅｄ７、Ｅｄ８は、上述した変位電極基板Ｅｄ１、Ｅｄ２と同様の構成を有している。

上述した各固定電極基板Ｅｆ１～Ｅｆ８は、電極材料が積層されたセラミック基板、ガラスエポキシ基板または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が、変位部４０の梁４１に全体的に接合させてもよい。各固定電極基板Ｅｆ１～Ｅｆ８は、支持体２０に接着剤で接着されていてもよい。各変位電極基板Ｅｄ１～Ｅｄ８についても同様である。各変位電極基板Ｅｄ１～Ｅｄ８は、変位部４０の梁４１に接着剤で接着されていてもよい。

なお、検出素子５０は、静電容量を検出する容量素子として構成されていることに限られることはない。例えば、検出素子５０は、受力体１０が受けた力またはモーメントの作用により生じる歪みを検出する歪みゲージで構成されていてもよい。また、検出素子５０は、歪みが生じた場合に電荷を発生させる圧電素子で構成されていてもよい。さらに、検出素子５０は、光の反射を利用して変位を検出する光学センサで構成されていてもよく、あるいは、渦電流を利用して変位を検出するセンサ、若しくは、ホール効果を利用して変位を検出するセンサで構成されていてもよい。特に、変位を検出する光学センサ、渦電流を利用するセンサ、およびホール効果を利用するセンサは、静電容量の検出原理と似ているため、静電容量を検出する容量素子と容易に置き換えることができる。

図２に示すように、検出回路６０は、検出素子５０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６０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６０は、上述した検出素子５０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６０は、電気信号を出力する端子を含んでいてもよく、この端子から電気ケーブル１３００（図１参照）を介して上述した制御部１４００に電気信号が送信される。

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１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）は矩形枠形状になっている。

図２に示すように、外装体８０は、支持体２０に固定され、受力体１０から離間している。外装体８０の一方の開口部（図２では上側の開口部）に受力体１０が配置され、他方の開口部（図２では下側の開口部）に支持体２０が配置されている。

より具体的には、支持体２０は外装体８０の下側の開口部を閉塞するように外装体８０に固定されている。外装体８０は、支持体２０と一体的に作製されていてもよい。一方、受力体１０と外装体８０との間には隙間が設けられており、受力体１０は、エンドエフェクタ１２００から受けた力またはモーメントの作用に応じて変位可能になっている。なお、防水性や防塵性を確保するために、受力体１０と外装体８０との間の隙間に緩衝部材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。なお、外装体８０は、支持体２０ではなく、受力体１０と一体的に作製されていてもよい。この場合、外装体８０と支持体２０との間に隙間が設けられていてもよい。あるいは、外装体８０の受力体１０の側の部分を受力体１０と一体的に作製し、外装体８０の支持体２０の側の部分を支持体２０と一体的に作製してもよい。この場合、外装体８０は、受力体１０の側の部分と、支持体２０の側の部分とで、別体に構成される。受力体１０の側の部分と支持体２０の側の部分との間に隙間が設けられていてもよい。

次に、このような構成からなる本実施の形態における力覚センサ１に力またはモーメントが作用して、その力またはモーメントを検出する方法について図６Ａ～図７Ｂを参照して説明する。図６Ａは、図４Ａの起歪体がＸ軸方向正側の力を受けた場合の起歪体の変形状態を模式的に示す正面図である。図６Ｂは、図４Ａの起歪体がＸ軸方向負側の力を受けた場合の起歪体の変形状態を模式的に示す正面図である。図７Ａは、図４Ａの起歪体がＺ軸方向正側の力を受けた場合の起歪体の変形状態を模式的に示す正面図である。図７Ｂは、図４Ａの起歪体がＺ軸方向負側の力を受けた場合の起歪体の変形状態を模式的に示す正面図である

受力体１０が力またはモーメントの作用を受けると、その力またはモーメントが、第１起歪体３０Ａ～第４起歪体３０Ｄの各変形部３１に伝わる。より具体的には、その力またはモーメントが、受力体側変形体３３、傾動体３２および支持体側変形体３４に伝わり、受力体側変形体３３および支持体側変形体３４に弾性変形が生じる。このことにより、傾動体３２に接続された変位部４０に変位が生じる。このため、検出素子５０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、変位部４０に生じた変位として検出素子５０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６０は、検出素子５０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１０に作用した力またはモーメントの向きと大きさを検出することができる。

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。

（＋Ｆｘが作用した場合）
また、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６Ａに示すように、第１起歪体３０Ａの受力体側変形体３３および支持体側変形体３４がＸ軸方向に弾性変形する。より具体的には、受力体側変形体３３は、支持体側変形体３４よりもＸ軸方向正側に配置されており、受力体側変形体３３の第１受力体側延在部３３１の上端が、下端よりもＸ軸方向正側に変位する。このことにより、第１受力体側延在部３３１および第２受力体側延在部３３２が弾性変形しながら、第１受力体側延在部３３１が、Ｘ軸方向正側（傾動体３２とは反対側）に倒れるようにＺ軸方向に対して傾斜する。このため、傾動体３２は、受力体側変形体３３によって引き上げられて、Ｙ軸方向正側に向かって見たときに（図６Ａの紙面に向かって見たときに）Ｙ軸周りで反時計回りに回動し、Ｚ軸方向に対して傾斜する。傾動体３２の回動に追従するように、支持体側変形体３４の上端は、下端よりもＸ軸方向正側に変位する。このため、支持体側変形体３４の第１支持体側延在部３４１および第２支持体側延在部３４２が弾性変形しながら、支持体側変形体３４は、Ｘ軸方向正側に倒れるようにＺ軸方向に対して傾斜する。

図６Ａに示すように、第１起歪体３０Ａの傾動体３２が反時計回りに回動すると、第１変位電極基板Ｅｄ１が第１固定電極基板Ｅｆ１から遠ざかる。このことにより、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）が増大し、第１容量素子Ｃ１の静電容量値が減少する。一方、第２変位電極基板Ｅｄ２が第２固定電極基板Ｅｆ２に近づく。このことにより、第２変位電極基板Ｅｄ２と第２固定電極基板Ｅｆ２との電極間距離が減少し、第２容量素子Ｃ２の静電容量値が増大する。

（－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６Ｂに示すように、第１起歪体３０Ａの受力体側変形体３３および支持体側変形体３４がＸ軸方向に弾性変形する。より具体的には、受力体側変形体３３は、支持体側変形体３４よりもＸ軸方向正側に配置されており、受力体側変形体３３の第１受力体側延在部３３１の上端が、下端よりもＸ軸方向負側に変位する。このことにより、第１受力体側延在部３３１および第２受力体側延在部３３２が弾性変形しながら、第１受力体側延在部３３１が、Ｘ軸方向負側（傾動体３２の側）に倒れるようにＺ軸方向に対して傾斜する。この場合、受力体側変形体３３の下端もＸ軸方向負側に変位し、傾動体３２は、Ｙ軸方向正側に向かって見たときにＹ軸周りで時計回りに回動し、Ｚ軸方向に対して傾斜する。傾動体３２の回動に追従するように、支持体側変形体３４の上端は引き上げられるとともに、Ｘ軸方向負側に変位する。このため、支持体側変形体３４の第１支持体側延在部３４１および第２支持体側延在部３４２が弾性変形しながら、支持体側変形体３４は、Ｘ軸方向負側に倒れるようにＺ軸方向に対して傾斜する。

図６Ｂに示すように、第１起歪体３０Ａの傾動体３２が時計回りに回動すると、第１変位電極基板Ｅｄ１が第１固定電極基板Ｅｆ１に近づく。このことにより、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）が減少し、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が第２固定電極基板Ｅｆ２から遠ざかる。このことにより、第２変位電極基板Ｅｄ２と第２固定電極基板Ｅｆ２との電極間距離が増大し、第２容量素子Ｃ２の静電容量値が減少する。

（＋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（図示せず）には、第１起歪体３０ＡはＸ軸周りに（Ｘ軸方向正側に向かって反時計回りに）回動する。このことにより、第１起歪体３０Ａが、Ｙ軸方向正側に倒れてＺ軸方向に対して傾斜するように弾性変形する。このため、第１起歪体３０Ａは、厚み方向に撓むように弾性変形する。しかしながら、上述したように、第１容量素子Ｃ１および第２容量素子Ｃ２が、Ｙ軸方向において同じ位置に配置されている。このため、第１起歪体３０ＡがＸ軸周りに回動したとしても、第１容量素子Ｃ１のうちの一部の領域で静電容量値が増加するとともに他の一部の領域で静電容量値が減少する。このため、第１容量素子Ｃ１全体としては、静電容量値の変化は現れない。同様に、第２容量素子Ｃ２全体としては、静電容量値の変化は現れない。

（－Ｆｙが作用した場合）
第１起歪体３０ＡにＹ軸方向負側に力Ｆｙが作用した場合においても同様に、第１容量素子Ｃ１全体としておよび第２容量素子Ｃ２としては、静電容量値の変化は現れない。

（＋Ｆｚが作用した場合）
また、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７Ａに示すように、第１起歪体３０Ａの受力体側変形体３３および支持体側変形体３４が弾性変形する。より具体的には、第１受力体側延在部３３１および第２受力体側延在部３３２が弾性変形しながら、受力体側変形体３３がＺ軸方向正側に引き上げられる。このことにより、傾動体３２は、受力体側変形体３３によって引き上げられて、Ｙ軸方向正側に向かって見たときにＹ軸周りで反時計回りに回動し、Ｚ軸方向に対して傾斜する。力Ｆｚの大きさによっては、傾動体３２の回動に追従するように、第１支持体側延在部３４１および第２支持体側延在部３４２が弾性変形する。

本実施の形態においては、変位部４０の梁４１のＸ軸方向の長さが比較的短くなっている。このことにより、図７Ａに示すように、Ｚ軸方向正側の力Ｆｚによって第１起歪体３０Ａの傾動体３２が反時計回りに回動した場合であっても、変位部４０の梁４１が全体的に上方に変位して、第１変位電極基板Ｅｄ１および第２変位電極基板Ｅｄ２がそれぞれ上方に変位する。このことにより、第１変位電極基板Ｅｄ１が第１固定電極基板Ｅｆ１から遠ざかるとともに、第２変位電極基板Ｅｄ２が第２固定電極基板Ｅｆ２から遠ざかる。このため、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。

なお、例えば、後述する図１２Ａに示すように、梁４１のＸ軸方向の長さが比較的長くなっていてもよい。このことにより、Ｚ軸方向正側の力Ｆｚによって傾動体３２が反時計回りに回動すると、第１変位電極基板Ｅｄ１は上方に変位するが、第２変位電極基板Ｅｄ２は、下方に変位する。このため、第１変位電極基板Ｅｄ１が第１固定電極基板Ｅｆ１から遠ざかるが、第２変位電極基板Ｅｄ２が第２固定電極基板Ｅｆ２に近づく。この場合、第１容量素子Ｃ１の静電容量値は減少するが、第２容量素子Ｃ２の静電容量値は増大する。

（－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７Ｂに示すように、受力体側変形体３３がＺ軸方向負側に押し下げられる。このことにより、傾動体３２は、受力体側変形体３３によって引き下げられて、Ｙ軸方向正側に向かって見たときにＹ軸周りで時計回りに回動し、Ｚ軸方向に対して傾斜する。力Ｆｚの大きさによっては、傾動体３２の回動に追従するように、第１支持体側延在部３４１および第２支持体側延在部３４２が弾性変形する。

本実施の形態においては、上述したように、変位部４０の梁４１のＸ軸方向の長さが比較的短くなっている。このことにより、図７Ｂに示すように、Ｚ軸方向負側の力Ｆｚによって第１起歪体３０Ａの傾動体３２が時計回りに回動した場合であっても、変位部４０の梁４１が全体的に下方に変位して、第１変位電極基板Ｅｄ１および第２変位電極基板Ｅｄ２がそれぞれ下方に変位する。このことにより、第１変位電極基板Ｅｄ１が第１固定電極基板Ｅｆ１に近づくとともに、第２変位電極基板Ｅｄ２が第２固定電極基板Ｅｆ２に近づく。このため、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の静電容量値が増大する。

なお、例えば、後述する図１２Ａに示すように、梁１４のＸ軸方向の長さが比較的長くなっていてもよい。このことにより、Ｚ軸方向負側の力Ｆｚによって傾動体３２が時計回りに回動すると、第１変位電極基板Ｅｄ１は下方に変位するが、第２変位電極基板Ｅｄ２は、上方に変位する。このため、第１変位電極基板Ｅｄ１が第１固定電極基板Ｅｆ１に近づくが、第２変位電極基板Ｅｄ２が第２固定電極基板Ｅｆ２から遠ざかる。この場合、第１容量素子Ｃ１の静電容量値は増大するが、第２容量素子Ｃ２の静電容量値は減少する。

このようにして、第１起歪体３０Ａによって、ＦｘとＦｚという力の２軸成分を検出することができる。

次に、図５に示す力覚センサ１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８および図９を参照して説明する。図８は、図５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。図９は、図８の静電容量値の変化に基づく主軸感度および他軸感度を示す表である。

（＋Ｆｘが作用した場合）
まず、受力体１０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。

この場合、第１起歪体３０Ａは、図６Ａ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の静電容量値が増大する。このことが、図８に示す表中のＦｘの行のＣ１に「－（マイナス）」として示されており、Ｃ２に「＋（プラス）」として示されている。

第２起歪体３０Ｂは、Ｙ軸周り（Ｙ軸方向正側に向かって時計回り）に回動する。しかしながら、上述したように、第３容量素子Ｃ３および第４容量素子Ｃ４が、Ｘ軸方向において同じ位置に配置されている。このため、第３容量素子Ｃ３および第４容量素子Ｃ４には、静電容量値の変化は現れない。このことが、図８に示す表中のＦｘの行のＣ３、Ｃ４に「０（ゼロ）」として示されている。

第３起歪体３０Ｃは、図６Ｂに示す第１起歪体３０Ａと同様に弾性変形する。このため、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の静電容量値が減少する。このことが、図８に示す表中のＦｘの行のＣ５に「＋」として示されており、Ｃ６に「－」として示されている。

第４起歪体３０Ｄは、第２起歪体３０Ｂと同様にＹ軸周りに回動する。しかしながら、上述したように、第７容量素子Ｃ７および第８容量素子Ｃ８が、Ｘ軸方向において同じ位置に配置されている。このため、第７容量素子Ｃ７および第８容量素子Ｃ８には、静電容量値の変化は現れない。このことが、図８に示す表中のＦｘの行のＣ７、Ｃ８に「０（ゼロ）」として示されている。

（＋Ｆｙが作用した場合）
次に、受力体１０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８の表中の符号が定められる。

この場合、第１起歪体３０Ａは、上述したようにＸ軸周り（Ｘ軸方向正側に向かって反時計回り）に回動する。しかしながら、上述したように、第１容量素子Ｃ１および第２容量素子Ｃ２が、Ｙ軸方向において同じ位置に配置されている。このため、第１容量素子Ｃ１および第２容量素子Ｃ２には、静電容量値の変化は現れない。

第２起歪体３０Ｂは、図６Ａ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。

第３起歪体３０Ｃは、第１起歪体３０Ａと同様にＸ軸周りに回動する。しかしながら、第５容量素子Ｃ５および第６容量素子Ｃ６が、Ｙ軸方向において同じ位置に配置されている。このため、第５容量素子Ｃ５および第６容量素子Ｃ６には、静電容量値の変化は現れない。

第４起歪体３０Ｄは、図６Ｂに示す第１起歪体３０Ａと同様に弾性変形し、第７容量素子の静電容量値が増大するとともに第８容量素子Ｃ８の静電容量値が減少する。

（＋Ｆｚが作用した場合）
次に、受力体１０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８の表中の符号が定められる。

この場合、各起歪体３０Ａ～３０Ｄは、図７Ａに示すように弾性変形する。このことにより、各容量素子Ｃ１～Ｃ８の静電容量値がそれぞれ減少する。

（＋Ｍｘが作用した場合）
次に、受力体１０にＸ軸周り（Ｘ軸方向正側に向かって時計回り）のモーメントＭｘ（図５参照）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８の表中の符号が定められる。

この場合、第１起歪体３０Ａは、図７Ｂ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の静電容量値が増大する。

第２起歪体３０Ｂにおいては、受力体側変形体３３が、受力体１０の中心ＯよりもＹ軸方向正側に位置しているため、第２起歪体３０Ｂは、図７Ａに示す第１起歪体３０Ａと同様に弾性変形する。このため、第３変位電極基板Ｅｄ３と第３固定電極基板Ｅｆ３との電極間距離が増大し、第３容量素子Ｃ３の静電容量値が減少する。同様に、第４変位電極基板Ｅｄ４と第４固定電極基板Ｅｆ４との電極間距離が増大し、第４容量素子Ｃ４の静電容量値が減少する。しかしながら、第２起歪体３０Ｂは、第１起歪体３０Ａおよび第３起歪体３０ＣよりもＹ軸方向において受力体１０の中心Ｏの側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考える。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。

第３起歪体３０Ｃは、図７Ａ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の静電容量値が減少するとともに第６容量素子Ｃ６の静電容量値が減少する。

第４起歪体３０Ｄにおいては、受力体側変形体３３が、受力体１０の中心ＯよりもＹ軸方向負側に位置しているため、第４起歪体３０Ｄは、図７Ｂに示す第１起歪体３０Ａと同様に弾性変形する。このため、第７変位電極基板Ｅｄ７と第７固定電極基板Ｅｆ７との電極間距離が減少し、第７容量素子Ｃ７の静電容量値が増大する。同様に、第８変位電極基板Ｅｄ８と第８固定電極基板Ｅｆ８との電極間距離が減少し、第８容量素子Ｃ８の静電容量値が増大する。しかしながら、第４起歪体３０Ｄは、第１起歪体３０Ａおよび第３起歪体３０ＣよりもＹ軸方向において受力体１０の中心Ｏの側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考える。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。

（＋Ｍｙが作用した場合）
次に、受力体１０にＹ軸周り（Ｙ軸方向正側に向かって時計回り）のモーメントＭｙ（図５参照）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８の表中の符号が定められる。

この場合、第１起歪体３０Ａにおいては、受力体側変形体３３が、受力体１０の中心ＯよりもＸ軸方向正側に位置しているため、第１起歪体３０Ａは、図７Ｂに示す第１起歪体３０Ａと同様に弾性変形する。このため、第１変位電極基板Ｅｄ１と第１固定電極基板Ｅｆ１との電極間距離が減少し、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と第２固定電極基板Ｅｆ２との電極間距離が減少し、第２容量素子Ｃ２の静電容量値が増大する。しかしながら、第１起歪体３０Ａは、第２起歪体３０Ｂおよび第４起歪体３０ＤよりもＸ軸方向において受力体１０の中心Ｏの側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考える。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。

第２起歪体３０Ｂは、図７Ｂ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。

第３起歪体３０Ｃにおいては、受力体側変形体３３が、受力体１０の中心ＯよりもＸ軸方向負側に位置しているため、第３起歪体３０Ｃは、図７Ａに示す第１起歪体３０Ａと同様に弾性変形する。このため、第５変位電極基板Ｅｄ５と第５固定電極基板Ｅｆ５との電極間距離が増大し、第５容量素子Ｃ５の静電容量値が減少する。同様に、第６変位電極基板Ｅｄ６と第６固定電極基板Ｅｆ６との電極間距離が増大し、第６容量素子Ｃ６の静電容量値が減少する。しかしながら、第３起歪体３０Ｃは、第２起歪体３０Ｂおよび第４起歪体３０ＤよりもＸ軸方向において受力体１０の中心Ｏの側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考える。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。

第４起歪体３０Ｄは、図７Ａ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。

（＋Ｍｚが作用した場合）
次に、受力体１０に、Ｚ軸周り（Ｚ軸方向正側に向かって時計回り）のモーメントＭｚ（図５参照）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８の表中の符号が定められる。

この場合、第１起歪体３０Ａにおいては、Ｘ軸方向正側の力Ｆｘが作用した場合と同様に弾性変形する（図６Ａ参照）。このことにより、第１変位電極基板Ｅｄ１と第１固定電極基板Ｅｆ１との電極間距離が増大し、第１容量素子Ｃ１の静電容量値が減少する。一方、第２変位電極基板Ｅｄ２と第２固定電極基板Ｅｆ２との電極間距離が減少し、第２容量素子Ｃ２の静電容量値が増大する。

第２起歪体３０Ｂにおいては、Ｙ軸方向正側の力Ｆｙが作用した場合と同様に弾性変形する。このことにより、第３変位電極基板Ｅｄ３と第３固定電極基板Ｅｆ３との電極間距離が増大し、第３容量素子Ｃ３の静電容量値が減少する。一方、第４変位電極基板Ｅｄ４と第４固定電極基板Ｅｆ４との電極間距離が減少し、第４容量素子Ｃ４の静電容量値が増大する。

第３起歪体３０Ｃにおいては、Ｘ軸方向負側の力Ｆｘが作用した場合と同様に弾性変形する。このことにより、第５変位電極基板Ｅｄ５と第５固定電極基板Ｅｆ５との電極間距離が増大し、第５容量素子Ｃ５の静電容量値が減少する。一方、第６変位電極基板Ｅｄ６と第６固定電極基板Ｅｆ６との電極間距離が減少し、第６容量素子Ｃ６の静電容量値が増大する。

第４起歪体３０Ｄにおいては、Ｙ軸方向負側の力Ｆｙが作用した場合と同様に弾性変形する。このことにより、第７変位電極基板Ｅｄ７と第７固定電極基板Ｅｆ７との電極間距離が増大し、第７容量素子Ｃ７の静電容量値が減少する。一方、第８変位電極基板Ｅｄ８と第８固定電極基板Ｅｆ８との電極間距離が減少し、第８容量素子Ｃ８の静電容量値が増大する。

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１０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８に示すように、各容量素子Ｃ１～Ｃ８の静電容量値が変化する。

図８に示す表から、受力体１０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。
［式１］
Ｆｘ＝－Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ５－Ｃ６
［式２］
Ｆｙ＝－Ｃ３＋Ｃ４＋Ｃ７－Ｃ８
［式３］
Ｆｚ＝－Ｃ１－Ｃ２－Ｃ３－Ｃ４－Ｃ５－Ｃ６－Ｃ７－Ｃ８
［式４］
Ｍｘ＝＋Ｃ１＋Ｃ２－Ｃ５－Ｃ６
［式５］
Ｍｙ＝＋Ｃ３＋Ｃ４－Ｃ７－Ｃ８
［式６］
Ｍｚ＝－Ｃ１＋Ｃ２－Ｃ３＋Ｃ４－Ｃ５＋Ｃ６－Ｃ７＋Ｃ８

図８に示す各容量素子Ｃ１～Ｃ８の静電容量値の変化量を、上述の［式１］～［式６］に適用すると、図９の主軸感度および他軸感度を示す表が得られる。図９に示すＶＦｘはＸ軸方向の力Ｆｘが作用したときの出力（検出回路６０から出力される電気信号の無次元数）であり、ＶＦｙはＹ軸方向の力Ｆｙが作用したときの出力であり、ＶＦｚはＺ軸方向の力Ｆｚが作用したときの出力である。また、ＶＭｘはＸ軸周りのモーメントＭｘが作用したときの出力であり、ＶＭｙはＹ軸周りのモーメントＭｙが作用したときの出力であり、ＶＭｚはＺ軸周りのモーメントＭｚが作用したときの出力である。

図９の表中に示された数値は、図８の表に記載の各力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚおよび各モーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚについて、「＋」の符号が付された容量素子を「＋１」とし、「－」の符号が付された容量素子の変化量を「－１」として、上述の［式１］～［式６］の右辺に代入して得られた値である。例えば、Ｆｘの列とＶＦｘの行とが交わるマス目に記載の「４」という数値は、Ｆｘを示す［式１］において、図８のＦｘの行に基づいて、Ｃ２およびＣ５に「＋１」を代入し、Ｃ１およびＣ６に「－１」を代入して得られた値である。また、Ｆｘの列とＶＦｙの行とが交わるマス目に記載の「０」という数値は、Ｆｘを示す［式１］において、図８のＦｙの行に基づいてＣ１、Ｃ２、Ｃ５およびＣ６に「０」という数値を代入して得られた値である。

図９に示されているように、力Ｆｘについては、ＶＦｘが「４」という数値になっているが、ＶＦｙ、ＶＦｚ、ＶＭｘ、ＶＭｙ、ＶＭｚは「０」という数値になっている。このことから、力Ｆｘについては、他軸感度が無く、主軸感度のみを検出することができる。力Ｆｙ、Ｆｚと、モーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚについても同様に他軸感度はなく、主軸感度のみをそれぞれ検出することができる。すなわち、他軸感度の発生を抑制することができる力覚センサ１を得ることができる。

なお、他軸感度が発生する場合も考えられる。例えば、第１起歪体３０ＡについてＺ軸方向正側に力Ｆｚが作用した場合、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は、異なる場合がある。この場合、力Ｆｚに対して他軸感度が発生し得る。また、力Ｆｚ、モーメントＭｘ、Ｍｙが受力体１０に作用した場合、第１起歪体３０Ａは、Ｚ軸方向に変位するため、図８に示す表中のＦｚの行、Ｍｘの行、Ｍｙの行では、同じ符号が付されていたとしても静電容量値の変化量が異なる場合がある。この場合、力Ｆｚ、モーメントＭｘ、Ｍｙに対して他軸感度が発生し得る。力Ｆｘ、Ｆｙ、モーメントＭｚについても同様に他軸感度が発生し得る。例えば、モーメントＭｘが受力体１０に作用した場合、図８に示すように、第３容量素子Ｃ３と第４容量素子Ｃ４と第７容量素子Ｃ７と第８容量素子Ｃ８では静電容量値が変化しないため、「０」という数値が記載されているが、静電容量値が変化して他軸感度が発生する場合がある。モーメントＭｙ、Ｍｚについても同様である。また、力Ｆｘ、Ｆｙの行で、「０」という数値が記載されている容量素子についても、静電容量値が変化して他軸感度が発生する場合がある。

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（図９に示す表に対応する６行６列の行列、特性行列とも言う）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、他軸感度の発生を抑制することができる。

このように本実施の形態によれば、受力体１０と傾動体３２とを接続する受力体側変形体３３は、Ｚ軸方向に延びる第１受力体側延在部３３１を含み、支持体２０と傾動体３２とを接続する支持体側変形体３４は、Ｚ軸方向に延びる第１支持体側延在部３４１を含んでいる。このことにより、受力体１０に力またはモーメントが作用した場合に、第１受力体側延在部３３１および第１支持体側延在部３４１を弾性変形させることができる。このため、起歪体３０Ａ～３０Ｄの変形部３１を弾性変形しやすくすることができ、変位部４０に設けられた変位電極基板Ｅｄ１～Ｅｄ８の変位を大きくさせることができる。このため、力またはモーメントの検出感度を高めることができ、力覚センサ１の検出精度を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、受力体側変形体３３は、第２方向（Ｘ軸方向またはＹ軸方向）に延びる第２受力体側延在部３３２を含み、支持体側変形体３４は、第２方向に延びる第２支持体側延在部３４２を含んでいる。このことにより、受力体１０に力またはモーメントが作用した場合に、第１受力体側延在部３３１および第１支持体側延在部３４１をより一層弾性変形させることができる。このため、起歪体３０Ａ～３０Ｄの変形部３１をより一層弾性変形しやすくすることができ、変位部４０に設けられた変位電極基板Ｅｄ１～Ｅｄ８の変位をより一層大きくさせることができる。このため、力またはモーメントの検出感度をより一層高めることができ、力覚センサ１の検出精度をより一層向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、受力体側変形体３３は、傾動体３２における支持体２０の側の端部３２ｆに接続され、支持体側変形体３４は、傾動体３２における受力体１０の側の端部３２ｅに接続されている。このことにより、受力体１０から傾動体３２までの受力体側変形体３３の長さを確保することができ、受力体側変形体３３を弾性変形しやすくすることができる。同様に、支持体２０から傾動体３２までの支持体側変形体３４の長さを確保することができ、支持体側変形体３４を弾性変形しやすくすることができる。また、受力体側変形体３３の長さおよび支持体側変形体３４の長さをそれぞれ確保しながら、起歪体３０Ａ～３０Ｄの高さを低減することができる。このため、力覚センサ１の高さを低減することができ、コンパクト化を図ることができる。

また、本実施の形態によれば、受力体側変形体３３と支持体側変形体３４は、第２方向（Ｘ軸方向またはＹ軸方向）において互いに異なる位置に配置されている。このことにより、Ｚ軸方向に直交する方向の力に対して変位部４０を変位しやすくすることができる。このため、当該方向の力に対して変位部４０に設けられた変位電極基板Ｅｄ１～Ｅｄ８の変位を大きくすることができ、当該方向の力の検出精度を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、傾動体３２は、第２方向（Ｘ軸方向またはＹ軸方向）において受力体側変形体３３と支持体側変形体３４との間に配置されている。このことにより、受力体１０に力またはモーメントが作用した場合に、傾動体３２を回動させやすくすることができる。このため、変位部４０に設けられた変位電極基板Ｅｄ１～Ｅｄ８の変位を大きくすることができる。このため、力またはモーメントの検出感度を高めることができ、力覚センサ１の検出精度を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、受力体１０の中心Ｏに対してＹ軸方向負側に第１起歪体３０Ａが配置され、Ｘ軸方向正側に第２起歪体３０Ｂが配置され、Ｙ軸方向正側に第３起歪体３０Ｃが配置され、Ｘ軸方向負側に第４起歪体３０Ｄが配置されている。そして、第１起歪体３０Ａおよび第３起歪体３０Ｃの第２方向をＸ軸方向とし、第２起歪体３０Ｂおよび第４起歪体３０Ｄの第２方向をＹ軸方向としている。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１０の中心Ｏに対して環状に配置することができる。また、第１起歪体３０Ａ～第４起歪体３０Ｄを、受力体１０の中心Ｏの周囲に均等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、方向によって低下することを抑制することができる。

また、本実施の形態によれば軸方向負側に向かって見たときに（Ｚ軸方向において受力体１０から支持体２０の側に向かって見たときに）、受力体１０の中心Ｏに対する周方向における一側に、各起歪体３０Ａ～３０Ｄの受力体側変形体３３が配置され、当該周方向における他側に、各起歪体３０Ａ～３０Ｄの支持体側変形体３４が配置されている。このことにより、Ｚ軸周りのモーメントが作用した場合に、受力体１０を変位させやすくすることができる。このため、起歪体３０Ａ～３０Ｄの変形部３１を弾性変形しやすくすることができ、変位部４０に設けられた変位電極基板Ｅｄ１～Ｅｄ８の変位を大きくさせることができる。このため、力またはモーメントの検出感度を高めることができ、力覚センサ１の検出精度を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、検出素子５０は、支持体２０に設けられた固定電極基板Ｅｆ１～Ｅｆ８と、変位部４０の梁４１に設けられた変位電極基板Ｅｄ１～Ｅｄ８と、を有している。このことにより、固定電極基板Ｅｆ１～Ｅｆ８と変位電極基板Ｅｄ１～Ｅｄ８とで構成される容量素子Ｃ１～Ｃ８の静電容量値の変化を検出することにより、変位部４０に生じた変位を検出することができる。このため、検出された変位に基づいて、受力体１０に作用した力またはモーメントを検出することができる。

また、本実施の形態によれば、変位部４０は、変形部３１の傾動体３２に接続された第２方向（Ｘ軸方向またはＹ軸方向）に延びる梁４１を含み、梁４１に、第２方向において互いに異なる位置に第１変位電極基板Ｅｄ１および第２変位電極基板Ｅｄ２が配置されている。このことにより、受力体１０に作用する力によって傾動体３２が回動した場合に、第１変位電極基板Ｅｄ１と第１固定電極基板Ｅｆ１とで構成される第１容量素子Ｃ１の静電容量値の変化量と、第２変位電極基板Ｅｄ２と第２固定電極基板Ｅｆ２とで構成される第２容量素子Ｃ２の静電容量値の変化量とを、互いに異ならせることができる。このため、受力体１０に作用した力の検出精度を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、受力体１０の平面形状および支持体２０の平面形状が、矩形になっている。このことにより、起歪体３０Ａ～３０Ｄの配置に沿って受力体１０および支持体２０を形成することができ、スペース効率が良い力覚センサ１を得ることができる。

また、本実施の形態によれば、起歪体３０Ａ～３０Ｄの変形部３１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。このことにより、変形部３１を板状に形成することができる。例えば、変形部３１を、板材から容易に作製することができる。

（第１変形例）
なお、上述した本実施の形態においては、検出素子５０は、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、第１起歪体３０Ａ用の電極として、２つの固定電極基板Ｅｆ１、Ｅｆ２と、２つの変位電極基板Ｅｄ１、Ｅｄ２と、を有している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、検出素子５０を構成する電極の個数は任意である。

例えば、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、検出素子５０は、第１起歪体３０Ａ用の電極として、４つの固定電極基板Ｅｆ２１～Ｅｆ２４と、４つの変位電極基板Ｅｄ２１～Ｅｄ２４と、を有していてもよい。図１０Ａは、図４Ａの検出素子の変形例として、４つの変位電極を示す平面断面図である。図１０Ｂは、図１０Ａの変位電極に対向する固定電極を示す平面図である。

図１０Ａおよび図１０Ｂに示す例においては、図４Ｂに示す第１変位電極基板Ｅｄ１が、Ｙ軸方向において互いに異なる位置に配置された２つの電極に分割され、第２変位電極基板Ｅｄ２が、Ｙ軸方向において互いに異なる位置に配置された２つの電極に分割されている。４つの固定電極基板Ｅｆ２１～Ｅｆ２４は、第１固定電極基板Ｅｆ２１と第２固定電極基板Ｅｆ２２と第３固定電極基板Ｅｆ２３と第４固定電極基板Ｅｆ２４とを有している。４つの変位電極基板Ｅｄ２１～Ｅｄ２４は、第１変位電極基板Ｅｄ２１と第２変位電極基板Ｅｄ２２と第３変位電極基板Ｅｄ２３と第４変位電極基板Ｅｄ２４とを有している。第１固定電極基板Ｅｆ２１と第１変位電極基板Ｅｄ２１とで第１容量素子Ｃ２１が構成され、第２固定電極基板Ｅｆ２２と第２変位電極基板Ｅｄ２２とで第２容量素子Ｃ２２が構成されている。第３固定電極基板Ｅｆ２３と第３変位電極基板Ｅｄ２３とで第３容量素子Ｃ２３が構成され、第４固定電極基板Ｅｆ２４と第４変位電極基板Ｅｄ２４とで第４容量素子Ｃ２４が構成されている。

図１０Ａにおいては、変位部４０の基端部４２よりもＸ軸方向正側に第１変位電極基板Ｅｄ２１および第２変位電極基板Ｅｄ２２が配置されており、第１変位電極基板Ｅｄ２１がＹ軸方向正側に配置され、第２変位電極基板Ｅｄ２２がＹ軸方向負側に配置されている。変位部４０の基端部４２よりもＸ軸方向負側に第３変位電極基板Ｅｄ２３および第４変位電極基板Ｅｄ２４が配置されており、第３変位電極基板Ｅｄ２３がＹ軸方向負側に配置され、第４変位電極基板Ｅｄ２４がＹ軸方向正側に配置されている。

図１０Ｂに示すように、第１固定電極基板Ｅｆ２１は第１変位電極基板Ｅｄ２１に対向する位置に配置されており、第１変位電極基板Ｅｄ２１の下方に配置されている。第２固定電極基板Ｅｆ２２は第２変位電極基板Ｅｄ２２に対向する位置に配置されており、第２変位電極基板Ｅｄ２２の下方に配置されている。第３固定電極基板Ｅｆ２３は第３変位電極基板Ｅｄ２３に対向する位置に配置されており、第３変位電極基板Ｅｄ２３の下方に配置されている。第４固定電極基板Ｅｆ２４は第４変位電極基板Ｅｄ２４に対向する位置に配置されており、第４変位電極基板Ｅｄ２４の下方に配置されている。

第１容量素子Ｃ２１および第４容量素子Ｃ２４は、Ｙ軸方向において同じ位置に配置されている。第２容量素子Ｃ２２および第３容量素子Ｃ２３は、Ｙ軸方向において同じ位置に配置されている。

固定電極基板Ｅｆ２１～Ｅｆ２４および変位電極基板Ｅｄ２１～Ｅｄ２４の平面形状は、図４Ｂに示す検出素子５０の固定電極基板Ｅｆ１、Ｅｆ２および変位電極基板Ｅｄ１、Ｅｄ２と同様に、矩形になっていてもよい。また、Ｚ軸方向で見たときに、図４Ｂに示す検出素子５０と同様に、各固定電極基板Ｅｆ２１～Ｅｆ２４の平面形状は、対応する変位電極基板Ｅｄ２１～Ｅｄ２４の平面形状よりも大きくてもよい。このことにより、各変位電極基板Ｅｄ２１～Ｅｄ２４が変位した場合であっても、変位電極Ｅｄと固定電極Ｅｆ（いずれも図４Ａ参照）の対向面積が変化することを防止でき、変位電極Ｅｄと固定電極Ｅｆ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、図１０Ａおよび図１０Ｂに示す変形例における力覚センサ１に作用する力またはモーメントを検出する方法について図１１を参照して説明する。図１１は、図１０の検出素子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。

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６Ａに示すように、第１起歪体３０Ａの受力体側変形体３３および支持体側変形体３４がＸ軸方向に弾性変形する。第１起歪体３０Ａの傾動体３２が反時計回りに回動してＺ軸方向に対して傾斜すると、第１変位電極基板Ｅｄ２１が第１固定電極基板Ｅｆ２１から遠ざかるとともに、第２変位電極基板Ｅｄ２２が第２固定電極基板Ｅｆ２２から遠ざかる。このことにより、第１容量素子Ｃ２１の静電容量値および第２容量素子Ｃ２２の静電容量値が減少する。一方、第３変位電極基板Ｅｄ２３が第３固定電極基板Ｅｆ２３に近づくとともに第４変位電極基板Ｅｄ２４が第４固定電極基板Ｅｆ２４に近づく。このことにより、第３容量素子Ｃ２３の静電容量値および第４容量素子Ｃ２４の静電容量値が増大する。

受力体１０にＹ軸方向正側に力Ｆｙが作用した場合には、第１起歪体３０ＡはＸ軸周りに（Ｘ軸方向正側に向かって反時計回りに）回動する。このことにより、第１変位電極基板Ｅｄ２１が第１固定電極基板Ｅｆ２１に近づくとともに、第４変位電極基板Ｅｄ２４が第４固定電極基板Ｅｆ２４に近づく。このことにより、第１容量素子Ｃ２１の静電容量値および第４容量素子Ｃ２４の静電容量値が増大する。一方、第２変位電極基板Ｅｄ２２が第２固定電極基板Ｅｆ２２から遠ざかるとともに第３変位電極基板Ｅｄ２３が第３固定電極基板Ｅｆ２３から遠ざかる。このことにより、第２容量素子Ｃ２２の静電容量値および第３容量素子Ｃ２３の静電容量値が減少する。

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７Ａに示すように、第１起歪体３０Ａの受力体側変形体３３および支持体側変形体３４が弾性変形する。傾動体３２が反時計回りに回動した場合であっても、変位部４０の梁４１が全体的に上方に変位するため、各容量素子Ｃ２１～Ｃ２４の静電容量値が減少する。

このようにして、各容量素子Ｃ２１～Ｃ２４の静電容量値の変化が検出されると、受力体１０に作用した力の向きと大きさが検出される。そして、図１１に示すように、各容量素子Ｃ２１～Ｃ２４の静電容量値が変化する。

図１１に示す表から、受力体１０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。これにより、力の３軸成分を検出することができる。以下の式中のＣ２１～Ｃ２４は、各容量素子における静電容量値の変化量を示す。
［式７］
Ｆｘ＝－Ｃ２１－Ｃ２２＋Ｃ２３＋Ｃ２４
［式８］
Ｆｙ＝＋Ｃ２１－Ｃ２２－Ｃ２３＋Ｃ２４
［式９］
Ｆｚ＝－Ｃ２１－Ｃ２２－Ｃ２３－Ｃ２４

なお、第１起歪体３０ＡについてＺ軸方向正側に力Ｆｚが作用した場合、第１容量素子Ｃ２１および第２容量素子Ｃ２２の静電容量値の変化量と、第３容量素子Ｃ２３および第４容量素子Ｃ２４の静電容量値の変化量とが異なる場合がある。この場合、力Ｆｚに対して他軸感度が発生し得るが、上述した補正演算を行うことにより、力の３軸成分を検出することができる。

第１起歪体３０Ａ以外に第２起歪体３０Ｂ～第４起歪体３０Ｄのそれぞれについても、４つの固定電極基板と、４つの変位電極基板（いずれも図示せず）と、を有していてもよい。

このように、各起歪体３０Ａ～３０Ｄの変位部４０の変位を４つの固定電極基板と４つの変位電極基板とで検出することにより、力の６軸成分を検出することができる。この際、第１起歪体３０Ａおよび第３起歪体３０Ｃで力Ｆｙを検出することができるとともに、第２起歪体３０Ｂおよび第４起歪体３０Ｄで力Ｆｘを検出することができる。すなわち、各起歪体３０Ａ～３０Ｄで力の３軸成分を検出することができ、このため、検出精度をより一層向上させることができる。

なお、図１０Ａに示すように検出素子５０が構成される場合には、受力体１０と支持体２０とが４つの起歪体３０Ａ～３０Ｄで接続されていることに限られることはなく、１つのみの起歪体（例えば、第１起歪体３０Ａ）で接続されるようにしてもよい。この場合においても、この１つの起歪体によって、力の３軸成分を検出することができる。

（第２変形例）
また、上述した本実施の形態においては、梁４１のＸ軸方向の長さが比較的短く、Ｚ軸方向正側の力Ｆｚが作用した場合に第２容量素子Ｃ２の静電容量値が減少する例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、梁４１のＸ軸方向の長さが比較的長く、Ｚ軸方向正側の力Ｆｚが作用した場合に第２容量素子Ｃ２の静電容量値が増大するようにしてもよい。例えば、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、梁４１が受力体側変形体３３を越えてＸ軸方向正側に延びていてもよく、支持体側変形体３４を越えてＸ軸方向負側に延びていてもよい。このことにより、受力体１０に力またはモーメントが作用して傾動体３２が回動した場合に、変位電極の変位を大きくすることができる。このため、力またはモーメントの検出感度を高めることができ、力覚センサ１の検出精度を向上させることができる。

図１２Ｂに示す変形例では、梁４１は、Ｚ軸方向で見たときに、傾動体３２のＹ軸方向における両側に形成されている。すなわち、梁４１は、梁４１のＸ軸方向負側の端部に延びるスリット状開口４３を有していてもよい。この場合、梁４１と支持体側変形体３４との干渉を回避することができる。また、梁４１は、梁４１のＸ軸方向正側の端部に延びるスリット状開口４４を有していてもよい。また、梁４１は、図１２Ｂに示すような形状に限られることはない。例えば、梁４１は、Ｚ軸方向で見たときに、傾動体３２のＸ軸方向における一側のみに形成されて、他側には形成されていなくてもよい。

また、図１２Ｂに示す変形例では、梁４１には、図１０Ｂに示す変形例と同様に、４つの変位電極基板Ｅｄ２１～Ｅｄ２４が設けられていてもよい。しかしながら、これに限られることはない。例えば、梁４１には、Ｘ軸方向正側の端部に１つの変位電極を設けるとともに、Ｘ軸方向負側の端部に１つの変位電極を設けるようにしてもよい。

図１２Ａおよび図１２Ｂに示す変形例においては、第１起歪体３０ＡにＺ軸方向正側に力Ｆｚが作用した場合の容量素子Ｃ２１～Ｃ２４の静電容量値の変化が、図４Ａに示す容量素子Ｃ１、Ｃ２とは異なる。

すなわち、図１２Ａに示す第１起歪体３０Ａにおいては、Ｚ軸方向正側の力Ｆｚの作用によって、第１容量素子Ｃ２１および第２容量素子Ｃ２２の静電容量値は減少する。一方、梁４１のＸ軸方向の長さが比較的長く形成されているため、第３変位電極基板Ｅｄ２３が第３固定電極基板Ｅｆ２３に近づくとともに、第４変位電極基板Ｅｄ２４が第４固定電極基板Ｅｆ２４に近づく。このため、第３容量素子Ｃ２３および第４容量素子Ｃ２４の静電容量値は増大する。

また、Ｚ軸方向負側の力Ｆｚの作用によって、第１容量素子Ｃ２１および第２容量素子Ｃ２２の静電容量値は増大する。一方、梁４１のＸ軸方向の長さが比較的長く形成されているため、第３変位電極基板Ｅｄ２３が第３固定電極基板Ｅｆ２３から遠ざかるとともに、第４変位電極基板Ｅｄ２４が第４固定電極基板Ｅｆ２４から遠ざかる。このため、第３容量素子Ｃ２３および第４容量素子Ｃ２４の静電容量値は減少する。

図１２Ａでは、力Ｆｚに対して容量素子Ｃ２１～Ｃ２４が上述のように変化するために、梁４１のＸ軸方向の長さが十分に長い例が示されている。しかしながら、梁４１のＸ軸方向の長さは、図１２Ａに示す例に限られることはない。

なお、図１２Ａに示した第１起歪体３０Ａ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にも適用されていてもよい。また、上述した第１起歪体３０Ａに対応する検出素子５０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に同様に適用されていてもよい。すなわち、図５に示す力覚センサ１における第１起歪体３０Ａ～第４起歪体３０Ｄが、図１２Ａに示す第１起歪体３０Ａで置き換えられていてもよい。この場合、各容量素子の静電容量値の変化は、図８に示す変化とは異なるが、力の６軸成分を検出することができる。

（第３変形例）
また、上述した本実施の形態においては、受力体１０の平面形状が、矩形である例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、受力体１０の平面形状は、図１３に示すように、円形であってもよい。この場合、支持体２０の平面形状も円形であってもよい。また、外装体８０の平面断面形状は、円形枠の形状であってもよい。すなわち、受力体１０の平面形状および支持体２０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１０の平面形状および支持体２０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。なお、受力体１０の平面形状は、円形以外にも、多角形、楕円形等の他の形状であってもよい。支持体２０についても同様である。外装体８０の平面断面形状も、受力体１０の平面形状および支持体２０の平面形状に対応させて、多角形枠、楕円形枠等の他の形状であってもよい。

また、図１３に示すように受力体１０の平面形状が円形である場合には、各起歪体３０Ａ～３０Ｄの変形部３１は、Ｚ軸方向で見たときに、第２方向（Ｘ軸方向またはＹ軸方向）に沿って直線状に形成されていることに限られることはない。例えば、図１４に示すように、各起歪体３０Ａ～３０Ｄの変形部３１は、Ｚ軸方向で見たときに、湾曲状に形成されていてもよい。この場合、変形部３１は、受力体１０と同芯状に湾曲状に形成されていてもよい。すなわち、４つの起歪体３０Ａ～３０Ｄの変形部３１は、円形の環状をなすように配置されていてもよい。なお、各起歪体３０Ａ～３０Ｄの変形部３１が湾曲状に形成されている場合、受力体１０の平面形状は矩形であってもよい。この場合、支持体２０の平面形状は矩形であってもよい。

（第４変形例）
また、上述した本実施の形態においては、起歪体３０Ａ～３０Ｄの受力体側変形体３３は、Ｚ軸方向に延びる第１受力体側延在部３３１と、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に延びる第２受力体側延在部３３２と、を含んでいる例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図１５に示すように、受力体側変形体３３は、第２受力体側延在部３３２を含んでいなくてもよい。図１５は、図４Ａの起歪体の他の変形例を示す正面である。図１５に示す変形例では、受力体側変形体３３は、全体的にＺ軸方向に延びるように形成される。また、この場合、受力体側変形体３３は、傾動体３２における受力体１０の側の端部（図１５における上側の端部３２ｅ）に接続されるようにしてもよい。この場合においても、受力体１０に力またはモーメントが作用した場合に、第１受力体側延在部３３１を弾性変形させることができる。このため、起歪体３０Ａ～３０Ｄの変形部３１を弾性変形しやすくすることができ、変位部４０に設けられた変位電極基板Ｅｄ１～Ｅｄ８の変位を大きくさせることができる。このため、力またはモーメントの検出感度を高めることができ、力覚センサ１の検出精度を向上させることができる。また、図１５に示す第１起歪体３０Ａは、図４Ａに示す第１起歪体３０Ａよりも構造を簡素化することができ、低価格化を図ることができる。

同様に、上述した本実施の形態において、起歪体３０Ａ～３０Ｄの支持体側変形体３４は、Ｚ軸方向に延びる第１支持体側延在部３４１と、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に延びる第２支持体側延在部３４２と、を含んでいる例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図１５に示すように、支持体側変形体３４は、第２支持体側延在部３４２を含んでいなくてもよい。この場合、支持体側変形体３４は、全体的にＺ軸方向に延びるように形成される。また、この場合、支持体側変形体３４は、傾動体３２における支持体２０の側の端部（図１５における下側の端部３２ｆ）に接続されるようにしてもよい。この場合においても、受力体１０に力またはモーメントが作用した場合に、第１支持体側延在部３４１を弾性変形させることができる。このため、起歪体３０Ａ～３０Ｄの変形部３１を弾性変形しやすくすることができ、変位部４０に設けられた変位電極基板Ｅｄ１～Ｅｄ８の変位を大きくさせることができる。このため、力またはモーメントの検出感度を高めることができ、力覚センサ１の検出精度を向上させることができる。また、図１５に示す第１起歪体３０Ａは、図４Ａに示す第１起歪体３０Ａよりも構造を簡素化することができ、低価格化を図ることができる。

（第２の実施の形態）
次に、図１６Ａ～図２０を用いて、本発明の第２の実施の形態における力覚センサについて説明する。

図１６Ａ～図２０に示す第２の実施の形態においては、起歪体が、２つの変位部を有している点が主に異なり、他の構成は、図１～図１４に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図１６Ａ～図２０において、図１～図１４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。

まず、本実施の形態による力覚センサ１について、図１６Ａおよび図１６Ｂを参照して説明する。図１６Ａは、第２の実施の形態における力覚センサの起歪体を示す正面図である。図１６Ｂは、図１６Ａの起歪体のＤ－Ｄ線断面図である。

本実施の形態による力覚センサ１においては、図１６Ａに示すように、第１起歪体３０Ａは、２つの変形部３１Ａ、３１Ｂと、２つの変位部４０Ａ、４０Ｂと、を有している。

２つの変形部３１Ａ、３１Ｂは、第１変形部３１Ａと、第２方向（第１起歪体３０Ａの場合にはＸ軸方向）において第１変形部３１Ａとは異なる位置に配置された第２変形部３１Ｂと、を有している。第１変形部３１Ａは、Ｘ軸方向正側に配置され、第２変形部３１Ｂは、Ｘ軸方向負側に配置されている。第１変形部３１Ａと第２変形部３１Ｂは、Ｙ軸方向において同じ位置に配置されている。

第１変形部３１Ａは、図４Ａに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１をＸ軸方向で反転した構成を有している。すなわち、第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３は、支持体側変形体３４よりもＸ軸方向負側に配置されている。第２変形部３１Ｂは、図４Ａに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様の構成を有している。すなわち、第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３は、支持体側変形体３４よりもＸ軸方向正側に配置されている。

本実施の形態においては、第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３は、第１変形部３１Ａの支持体側変形体３４よりも第２変形部３１Ｂの側に配置されている。第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３は、第２変形部３１Ｂの支持体側変形体３４よりも第１変形部３１Ａの側に配置されている。このように、受力体側変形体３３同士が互いに近づくように第１変形部３１Ａと第２変形部３１Ｂが配置されている。

２つの変位部４０Ａ、４０Ｂは、第１変形部３１Ａの傾動体３２に接続された第１変位部４０Ａと、第２変形部３１Ｂの傾動体３２に接続された第２変位部４０Ｂと、を有している。第１変位部４０Ａは、第１変形部３１Ａに生じた弾性変形により変位を生じるように構成されている。第２変位部４０Ｂは、第２変形部３１Ｂに生じた弾性変形により変位を生じるように構成されている。各変位部４０Ａ、４０Ｂは、図４Ａに示す変位部４０と同様に、梁４１と、基端部４２と、を含んでいる。

図１６Ａに示すように、検出素子５０は、第１起歪体３０Ａ用の電極として、４つの固定電極基板Ｅｆ１～Ｅｆ４と、４つの変位電極基板Ｅｄ１～Ｅｄ４と、を有している。４つの変位電極基板Ｅｄ１～Ｅｄ４は、第１変位部４０Ａの梁４１に設けられた第１変位電極基板Ｅｄ１および第２変位電極基板Ｅｄ２と、第２変位部４０Ｂの梁４１に設けられた第３変位電極基板Ｅｄ３および第４変位電極基板Ｅｄ４と、を有している。４つの固定電極基板Ｅｆ１～Ｅｆ４は、支持体２０に設けられた第１固定電極基板Ｅｆ１、第２固定電極基板Ｅｆ２、第３固定電極基板Ｅｆ３および第４固定電極基板Ｅｆ４を有している。本実施の形態においては、固定電極基板Ｅｆ１～Ｅｆ４は、支持体２０の受力体１０の側の面に設けられている。なお、固定電極基板Ｅｆ１～Ｅｆ４は、受力体１０の支持体２０の側の面に設けられていてもよい。この場合、変位電極基板Ｅｄ１～Ｅｄ４は、傾動体３２の受力体１０の側の面に設けられていてもよい。

第１固定電極基板Ｅｆ１は、第１変位電極基板Ｅｄ１に対向し、第２固定電極基板Ｅｆ２は、第２変位電極基板Ｅｄ２に対向している。第３固定電極基板Ｅｆ３は、第３変位電極基板Ｅｄ３に対向し、第４固定電極基板Ｅｆ４は、第４変位電極基板Ｅｄ４に対向している。第１固定電極基板Ｅｆ１と第１変位電極基板Ｅｄ１とで第１容量素子Ｃ１が構成され、第２固定電極基板Ｅｆ２と第２変位電極基板Ｅｄ２とで第２容量素子Ｃ２が構成されている。第３固定電極基板Ｅｆ３と第３変位電極基板Ｅｄ３とで第３容量素子Ｃ３が構成され、第４固定電極基板Ｅｆ４と第４変位電極基板Ｅｄ４とで第４容量素子Ｃ４が構成されている。

第１変位電極基板Ｅｄ１および第２変位電極基板Ｅｄ２は、Ｘ軸方向におい互いに異なる位置に配置されている。本実施の形態においては、第１変位電極基板Ｅｄ１は、第１変位部４０Ａの基端部４２よりもＸ軸方向正側に配置されており、より具体的には、梁４１のＸ軸方向正側の端部に配置されている。第２変位電極基板Ｅｄ２は、第１変位部４０Ａの基端部４２よりもＸ軸方向負側に配置されており、より具体的には、梁４１のＸ軸方向負側の端部に配置されている。第１固定電極基板Ｅｆ１は、第１変位電極基板Ｅｄ１に対向する位置に配置されており、第１変位電極基板Ｅｄ１の下方に配置されている。第２固定電極基板Ｅｆ２は、第２変位電極基板Ｅｄ２に対向する位置に配置されており、第２変位電極基板Ｅｄ２の下方に配置されている。第１容量素子Ｃ１および第２容量素子Ｃ２は、Ｙ軸方向において同じ位置に配置されている。

第３変位電極基板Ｅｄ３および第４変位電極基板Ｅｄ４は、Ｘ軸方向におい互いに異なる位置に配置されている。本実施の形態においては、第３変位電極基板Ｅｄ３は、第２変位部４０Ｂの基端部４２よりもＸ軸方向正側に配置されており、より具体的には、梁４１のＸ軸方向正側の端部に配置されている。第４変位電極基板Ｅｄ４は、第２変位部４０Ｂの基端部４２よりもＸ軸方向負側に配置されており、より具体的には、梁４１のＸ軸方向負側の端部に配置されている。第３固定電極基板Ｅｆ３は、第３変位電極基板Ｅｄ３に対向する位置に配置されており、第３変位電極基板Ｅｄ３の下方に配置されている。第４固定電極基板Ｅｆ４は、第４変位電極基板Ｅｄ４に対向する位置に配置されており、第４変位電極基板Ｅｄ４の下方に配置されている。第３容量素子Ｃ３および第４容量素子Ｃ４は、Ｙ軸方向において同じ位置に配置されている。さらに、各容量素子Ｃ１～Ｃ４は、Ｙ軸方向において同じ位置に配置されている。

なお、本実施の形態においては、図１６Ａ～図１８では明瞭に示していないが、変位部４０Ａ、４０Ｂの梁４１のＸ軸方向の長さが比較的長く形成されている例について説明する。このような梁４１の一例は、図１２Ａに示されている。このため、Ｚ軸方向正側の力Ｆｚが作用した場合に、後述するように、第１変位電極基板Ｅｄ１が第１固定電極基板Ｅｆ１に近づくとともに、第２変位電極基板Ｅｄ２が第２固定電極基板Ｅｆ２から遠ざかる。また、第３変位電極基板Ｅｄ３が第３固定電極基板Ｅｆ３から遠ざかるとともに、第４変位電極基板Ｅｄ４が第４固定電極基板Ｅｆ４に近づく。このため、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。また、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。

なお、図示しないが、上述した第１起歪体３０Ａ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にも適用されていてもよい。また、上述した第１起歪体３０Ａに対応する検出素子５０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に同様に適用されていてもよい。すなわち、図５に示す力覚センサ１における第１起歪体３０Ａ～第４起歪体３０Ｄが、図１６Ａに示す第１起歪体３０Ａで置き換えられていてもよい。

次に、図１６Ａに示す第１起歪体３０ＡにＸ軸方向の力Ｆｘ、Ｙ軸方向の力Ｆｙ、Ｚ軸方向の力Ｆｚが作用した場合の各容量素子Ｃ１～Ｃ４の静電容量値の変化について図１７～図１９を参照して説明する。図１７は、図１６Ａの起歪体がＸ軸方向正側の力を受けた場合の起歪体の変形状態を模式的に示す正面図である。図１８は、図１６Ａの起歪体がＺ軸方向正側の力を受けた場合の起歪体の変形状態を模式的に示す正面図である。図１９は、図１６Ａ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。

（＋Ｆｘが作用した場合）
本実施の形態による第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１７に示すように、第１起歪体３０Ａの第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３および支持体側変形体３４がＸ軸方向に弾性変形するとともに、第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３および支持体側変形体３４がＸ軸方向に弾性変形する。第１変形部３１Ａは、図６Ｂに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。このため、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。また、第２変形部３１Ｂは、図６Ａに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。このため、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。

（－Ｆｘが作用した場合）
また、第１起歪体３０ＡにＸ軸方向負側に力Ｆｘが作用した場合（図示せず）には、図１７に示す弾性変形とは反対方向に弾性変形する。すなわち、第１変形部３１Ａは、図６Ａに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。このため、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。また、第２変形部３１Ｂは、図６Ｂに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。このため、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。

（＋Ｆｙが作用した場合）
また、第１起歪体３０ＡにＹ軸方向正側に力Ｆｙが作用した場合（図示せず）には、第１起歪体３０ＡはＸ軸周りに（Ｘ軸方向正側に向かって時計回りに）回動する。しかしながら、上述したように、各容量素子Ｃ１～Ｃ４は、Ｙ軸方向において同じ位置に配置されている。このため、第１起歪体３０ＡがＸ軸周りに回動したとしても、第１容量素子Ｃ１全体としては、静電容量値の変化は現れない。第２容量素子Ｃ２、第３容量素子Ｃ３および第４容量素子Ｃ４についても同様である。

（－Ｆｙが作用した場合）
第１起歪体３０ＡにＹ軸方向負側に力Ｆｙが作用した場合においても、同様に、各容量素子Ｃ１～Ｃ４全体としては、静電容量値の変化はそれぞれ現れない。

（＋Ｆｚが作用した場合）
また、受力体１０にＺ軸方向正側に力Ｆｚが作用した場合には、図１８に示すように、第１起歪体３０Ａの第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３および支持体側変形体３４が弾性変形するとともに、第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３および支持体側変形体３４が弾性変形する。第１変形部３１Ａは、図７Ａに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。変位部４０Ａの梁４１のＸ軸方向の長さが比較的長く形成されているため、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。また、第２変形部３１Ｂは、図７Ａに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。変位部４０Ｂの梁４１のＸ軸方向の長さが比較的長く形成されているため、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。

（－Ｆｚが作用した場合）
また、第１起歪体３０ＡにＺ軸方向負側に力Ｆｚが作用した場合（図示せず）には、図１８に示す弾性変形とは反対方向に弾性変形する。すなわち、第１変形部３１Ａは、図７Ｂに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。変位部４０Ａの梁４１のＸ軸方向の長さが比較的長く形成されているため、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。また、第２変形部３１Ｂは、図７Ｂに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。変位部４０Ｂの梁４１のＸ軸方向の長さが比較的長く形成されているため、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。

上述した各力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚに対する各容量素子Ｃ１～Ｃ４の静電容量値の変化が、図１９に示されている。図１９に示す表から、受力体１０に作用した力Ｆｘ、Ｆｚは、以下の［式１０］、［式１１］および［式１２］のいずれかで算出することができる。すなわち、各式で算出された静電容量値の変化量をそれぞれ変換することにより、力Ｆｘ、Ｆｚが算出される。これにより、力の２軸成分を検出することができる。以下の式中のＣ１～Ｃ４は、各容量素子における静電容量値の変化量を示す。
［式１０］
Ｆｘ＝＋Ｃ２－Ｃ３
Ｆｚ＝－Ｃ２－Ｃ３
［式１１］
Ｆｘ＝－Ｃ１＋Ｃ４
Ｆｚ＝－Ｃ１－Ｃ４
［式１２］
Ｆｘ＝－Ｃ１＋Ｃ２－Ｃ３＋Ｃ４
Ｆｚ＝＋Ｃ１－Ｃ２－Ｃ３＋Ｃ４

このように、力Ｆｘ、Ｆｚは、［式１２］に示すように、各容量素子Ｃ１～Ｃ４の静電容量値の変化量から算出することができるが、これに限られることはない。

例えば、［式１０］に示すように、第２容量素子Ｃ２の静電容量値の変化量と第３容量素子Ｃ３の静電容量値の変化量とから算出することもできる。この場合、第１変位部４０Ａの梁４１は、基端部４２からＸ軸方向負側に延びていれば、Ｘ軸方向正側に延びていなくてもよい。そして、第２変位部４０Ｂの梁４１は、基端部４２からＸ軸方向正側に延びていれば、Ｘ軸方向負側に延びていなくてもよい。すなわち、各変位部４０Ａ、４０Ｂの梁４１が、内向きに延びていれば、外向きに延びていなくてもよい。

また、例えば、［式１１］に示すように、第１容量素子Ｃ１の静電容量値の変化量と第４容量素子Ｃ４の静電容量値の変化量とから算出することもできる。この場合、第１変位部４０Ａの梁４１は、基端部４２からＸ軸方向正側に延びていれば、Ｘ軸方向負側に延びていなくてもよい。そして、第２変位部４０Ｂの梁４１は、基端部４２からＸ軸方向負側に延びていれば、Ｘ軸方向正側に延びていなくてもよい。すなわち、各変位部４０Ａ、４０Ｂの梁４１が、外向きに延びていれば、内向きに延びていなくてもよい。

上述したように、本実施の形態では、第１起歪体３０Ａ用の検出素子５０が、４つの固定電極基板Ｅｆ１～Ｅｆ４と、４つの変位電極基板Ｅｄ１～Ｅｄ４と、を有している。このことにより、力Ｆｚを、差分演算で算出することができる。すなわち、第１起歪体３０ＡにＺ軸方向の力Ｆｚが作用した場合、第１変形部３１Ａの変形形状と第２変形部３１Ｂの変形形状は、Ｘ軸方向で互いに反転した形状となる。この場合、第１変形部３１Ａに接続された第１変位部４０Ａに設けられた変位電極基板Ｅｄ１、Ｅｄ２で構成される容量素子Ｃ１、Ｃ２の静電容量値の変化量と、第２変形部３１Ｂに接続された第２変位部４０Ｂに設けられた変位電極基板Ｅｄ３、Ｅｄ４で構成される容量素子Ｃ３、Ｃ４の静電容量値の変化量との差分で、受力体１０に作用したＺ軸方向の力Ｆｚを算出することができる。このため、力Ｆｚを算出する際に、環境温度の変化による影響や同相ノイズによる影響を排除することができる。

なお、上述した［式１２］においても、各容量素子の静電容量値の変化量の差分で力Ｆｘ、Ｆｚを算出することができる。このため、力Ｆｘ、Ｆｚを算出する際に、環境温度の変化による影響や同相ノイズによる影響を排除することができる。また、上述した［式１０］～［式１２］を用いて力Ｆｘ、Ｆｚを算出する場合、他軸感度が発生の抑制することができる。

また、図１６Ａおよび図１６Ｂに示す第１起歪体３０Ａの第１変位部４０Ａおよび第２変位部４０Ｂのそれぞれに、図１０Ａに示すような４つの容量素子Ｃ２１～Ｃ２４を構成する４つの変位電極基板Ｅｄ１～Ｅｄ４が設けられていてもよい。この場合、第１起歪体３０Ａの第１変位部４０Ａの変位および第２変位部４０Ｂの変位を、それぞれ４つの容量素子Ｃ２１～Ｃ２４で検出することができる。この場合、Ｙ軸方向の力Ｆｙを検出することが可能になる。このため、力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚの３軸成分を検出することが可能になる。

このように本実施の形態によれば、第１起歪体３０Ａが、２つの変形部３１Ａ、３１Ｂと、２つの変位部４０Ａ、４０Ｂと、を有しており、第１変位部４０Ａが、第１変形部３１Ａに生じた弾性変形により変位し、第２変位部４０Ｂが、第２変形部３１Ｂに生じた弾性変形により変位するように構成されている。このことにより、第１起歪体３０Ａの弾性変形により変位する変位部の個数を増大させることができる。この場合、各変位部４０Ａ、４０Ｂに、変位電極をそれぞれ配置することができ、受力体１０に作用した力またはモーメントを検出するための容量素子の個数を増大させることができる。このため、力覚センサ１の検出精度を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３は、第１変形部３１Ａの支持体側変形体３４よりも第２変形部３１Ｂの側に配置され、第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３は、第２変形部３１Ｂの支持体側変形体３４よりも第１変形部３１Ａの側に配置されている。このことにより、第１変形部３１Ａと第２変形部３１Ｂを、Ｙ軸方向で見たときに、Ｘ軸方向で互いに反転した形状で形成することができる。この場合、第１変形部３１Ａに接続された第１変位部４０Ａに設けられた変位電極で構成される容量素子の静電容量値の変化量と、第２変形部３１Ｂに接続された第２変位部４０Ｂに設けられた変位電極で構成される容量素子の静電容量値の変化量との差分で、受力体１０に作用したＺ軸方向の力Ｆｚを算出することができる。このため、力Ｆｚを算出する際に、環境温度の変化による影響や同相ノイズによる影響を排除することができ、力覚センサ１の検出精度を向上させることができる。

（第５変形例）
なお、上述した本実施の形態においては、第１起歪体３０Ａが、第１変形部３１Ａと第２変形部３１Ｂとを有し、第１変形部３１Ａおよび第２変形部３１Ｂがそれぞれ受力体側変形体３３を有している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはない。例えば、図２０に示すように、第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３と第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３とは一体化されていてもよい。図２０は、図１６Ａの起歪体の変形例を示す正面図である。

例えば、図２０に示すように、第１起歪体３０Ａは、１つの変形部３１と、２つの変位部４０Ａ、４０Ｂと、を有していてもよい。

変形部３１は、２つの傾動体３２Ａ、３２Ｂと、１つの受力体側変形体３３と、２つの支持体側変形体３４Ａ、３４Ｂと、を有していてもよい。２つの傾動体３２Ａ、３２Ｂは、第１傾動体３２Ａと、第２方向（第１起歪体３０Ａの場合にはＸ軸方向）において第１傾動体３２Ａとは異なる位置に配置された第２傾動体３２Ｂと、を有している。第１傾動体３２Ａは、Ｘ軸方向正側に配置され、第２傾動体３２Ｂは、Ｘ軸方向負側に配置されている。２つの支持体側変形体３４Ａ、３４Ｂは、第１傾動体３２Ａと支持体２０とを接続する第１支持体側変形体３４Ａと、第２傾動体３２Ｂと支持体２０とを接続する第２支持体側変形体３４Ｂと、を有している。第１支持体側変形体３４Ａは、Ｘ軸方向正側に配置され、第２支持体側変形体３４Ｂは、Ｘ軸方向負側に配置されている。

受力体側変形体３３は、第１傾動体３２Ａと第２傾動体３２Ｂとの間に配置されて、第１傾動体３２Ａおよび第２傾動体３２Ｂを受力体１０に接続している。図２０に示す例においては、受力体側変形体３３は、Ｚ軸方向に延びる１つの第１受力体側延在部３３１と、Ｘ軸方向に延びる２つの第２受力体側延在部３３２ａ、３３２ｂと、を含んでいてもよい。第１受力体側延在部３３１は、受力体１０に接続されている。第２受力体側延在部３３２ａは、第１受力体側延在部３３１と第１傾動体３２Ａとを接続しており、第２受力体側延在部３３２ｂは、第１受力体側延在部３３１と第２傾動体３２Ｂとを接続している。図２０に示す例による受力体側変形体３３は、Ｙ軸方向で見たときに逆Ｔ字状に形成されている。

２つの変位部４０Ａ、４０Ｂは、第１傾動体３２Ａに接続された第１変位部４０Ａと、第２傾動体３２Ｂに接続された第２変位部４０Ｂと、を有していてもよい。第１変位部４０Ａおよび第２変位部４０Ｂはそれぞれ、変形部３１に生じた弾性変形により変位を生じるように構成されている。

図２０に示す第１起歪体３０Ａの変形部３１は、力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚに対して、図１６Ａに示す第１起歪体３０Ａと同様に弾性変形することができる。このため、図１６Ａに示す第１起歪体３０Ａと同様にして、各力Ｆｙ、Ｆｚが作用した場合に、各容量素子Ｃ１～Ｃ４の静電容量値を変化させることができ、力Ｆｙ、Ｆｚを検出することができる。

また、図２０に示す変形例によれば、１つの受力体側変形体３３で、受力体１０と第１傾動体３２Ａが接続されるとともに、受力体１０と第２傾動体３２Ｂが接続される。このことにより、図１６Ａに示す第１起歪体３０Ａに対して、受力体側変形体３３の個数を低減することができる。このため、第１起歪体３０Ａの構成を簡素化し、コンパクト化させることができる。

（第３の実施の形態）
次に、図２１～図２５を用いて、本発明の第３の実施の形態における力覚センサについて説明する。

図２１～図２５に示す第３の実施の形態においては、第１変形部の支持体側変形体が、第１変形部の受力体側変形体よりも第２変形部の側に配置され、第２変形部の支持体側変形体が、第２変形部の受力体側変形体よりも第１変形部の側に配置されている点が主に異なり、他の構成は、図１６Ａ～図２０に示す第２の実施の形態と略同一である。なお、図２１～図２５において、図１６Ａ～図２０に示す第２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。

まず、本実施の形態による力覚センサ１について、図２１を参照して説明する。図２１は、第３の実施の形態における力覚センサの起歪体を示す正面図である。

本実施の形態による力覚センサ１の第１起歪体３０Ａは、主として、図１６Ａに示す第１起歪体３０Ａとは、受力体側変形体３３と支持体側変形体３４の配置が異なる点で相違している。

より具体的には、本実施の形態による第１変形部３１Ａは、図４Ａに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様の構成を有しているとともに、図１６Ａに示す第１起歪体３０Ａの第２変形部３１Ｂと同様の構成を有している。すなわち、第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３は、支持体側変形体３４よりもＸ軸方向正側に配置されている。

本実施の形態による第２変形部３１Ｂは、図４Ａに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１をＹ軸方向で反転した構成を有しているとともに、図１６Ａに示す第１起歪体３０Ａの第１変形部３１Ａと同様の構成を有している。すなわち、第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３は、支持体側変形体３４よりもＸ軸方向負側に配置されている。

本実施の形態においては、第１変形部３１Ａの支持体側変形体３４は、第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３よりも第２変形部３１Ｂの側に配置されている。第２変形部３１Ｂの支持体側変形体３４は、第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３よりも第１変形部３１Ａの側に配置されている。このように、支持体側変形体３４同士が互いに近づくように第１変形部３１Ａと第２変形部３１Ｂが配置されている。

図２１に示すように、検出素子５０は、図１６Ａおよび図１６Ｂに示す検出素子５０と同様に構成されていてもよい。

なお、図示しないが、上述した第１起歪体３０Ａ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にも適用されていてもよい。また、上述した第１起歪体３０Ａに対応する検出素子５０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に同様に適用されていてもよい。すなわち、図５に示す力覚センサ１における第１起歪体３０Ａ～第４起歪体３０Ｄが、図２１に示す第１起歪体３０Ａで置き換えられていてもよい。

次に、図２１に示す第１起歪体３０ＡにＸ軸方向の力Ｆｘ、Ｙ軸方向の力Ｆｙ、Ｚ軸方向の力Ｆｚが作用した場合の各容量素子Ｃ１～Ｃ４の静電容量値の変化について図２２～図２４を参照して説明する。図２２は、図２１の起歪体がＸ軸方向正側の力を受けた場合の起歪体の変形状態を模式的に示す正面図である。図２３は、図２１の起歪体がＺ軸方向正側の力を受けた場合の起歪体の変形状態を模式的に示す正面図である。図２４は、図２１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。

（＋Ｆｘが作用した場合）
本実施の形態による第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２２に示すように、第１起歪体３０Ａの第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３および支持体側変形体３４がＸ軸方向に弾性変形するとともに、第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３および支持体側変形体３４がＸ軸方向に弾性変形する。第１変形部３１Ａは、図６Ａに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。このため、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。また、第２変形部３１Ｂは、図６Ｂに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。このため、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。

（－Ｆｘが作用した場合）
また、第１起歪体３０ＡにＸ軸方向負側に力Ｆｘが作用した場合（図示せず）には、図２１に示す弾性変形とは反対方向に弾性変形する。すなわち、第１変形部３１Ａは、図６Ｂに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。このため、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。また、第２変形部３１Ｂは、図６Ａに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。このため、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。

（＋Ｆｙが作用した場合）
また、第１起歪体３０ＡにＹ軸方向正側に力Ｆｙが作用した場合（図示せず）には、第１起歪体３０ＡはＸ軸周りに（Ｙ軸方向正側に向かって時計回りに）回動する。しかしながら、上述したように、各容量素子Ｃ１～Ｃ４は、Ｙ軸方向において同じ位置に配置されている。このため、第１起歪体３０ＡがＸ軸周りに回動したとしても、第１容量素子Ｃ１全体としては、静電容量値の変化は現れない。第２容量素子Ｃ２、第３容量素子Ｃ３および第４容量素子Ｃ４についても同様である。

（＋Ｆｚが作用した場合）
また、受力体１０にＺ軸方向正側に力Ｆｚが作用した場合には、図２３に示すように、第１起歪体３０Ａの第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３および支持体側変形体３４が弾性変形するとともに、第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３および支持体側変形体３４が弾性変形する。第１変形部３１Ａは、図７Ａに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。変位部４０Ａの梁４１のＸ軸方向の長さが比較的長く形成されているため、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。また、第２変形部３１Ｂは、図７Ａに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。変位部４０Ｂの梁４１のＸ軸方向の長さが比較的長く形成されているため、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。

（－Ｆｚが作用した場合）
また、第１起歪体３０ＡにＺ軸方向負側に力Ｆｚが作用した場合（図示せず）には、図２３に示す弾性変形とは反対方向に弾性変形する。すなわち、第１変形部３１Ａは、図７Ｂに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。変位部４０Ａの梁４１のＸ軸方向の長さが比較的長く形成されているため、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。また、第２変形部３１Ｂは、図７Ｂに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。変位部４０Ｂの梁４１のＸ軸方向の長さが比較的長く形成されているため、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。

上述した各力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚに対する各容量素子Ｃ１～Ｃ４の静電容量値の変化が、図２４に示されている。図２４に示す表から、受力体１０に作用した力Ｆｘ、Ｆｚは、以下の［式１３］、［式１４］および［式１５］のいずれかで算出することができる。すなわち、各式で算出された静電容量値の変化量をそれぞれ変換することにより、力Ｆｘ、Ｆｚが算出される。これにより、力の２軸成分を検出することができる。以下の式中のＣ１～Ｃ４は、各容量素子における静電容量値の変化量を示す。
［式１３］
Ｆｘ＝－Ｃ１＋Ｃ４
Ｆｚ＝－Ｃ１－Ｃ４
［式１４］
Ｆｘ＝＋Ｃ２－Ｃ３
Ｆｚ＝＋Ｃ２＋Ｃ３
［式１５］
Ｆｘ＝－Ｃ１＋Ｃ２－Ｃ３＋Ｃ４
Ｆｚ＝－Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３－Ｃ４

このように、力Ｆｘ、Ｆｚは、［式１５］に示すように、各容量素子Ｃ１～Ｃ４の静電容量値の変化量から算出することができるが、これに限られることはない。

例えば、［式１３］に示すように、第１容量素子Ｃ１の静電容量値の変化量と第４容量素子Ｃ４の静電容量値の変化量とから算出することもできる。この場合、第１変位部４０Ａの梁４１は、基端部４２からＸ軸方向正側に延びていれば、Ｘ軸方向負側に延びていなくてもよい。そして、第２変位部４０Ｂの梁４１は、基端部４２からＸ軸方向負側に延びていれば、Ｘ軸方向正側に延びていなくてもよい。すなわち、各変位部４０Ａ、４０Ｂの梁４１が、外向きに延びていれば、内向きに延びていなくてもよい。

例えば、［式１４］に示すように、第２容量素子Ｃ２の静電容量値の変化量と第３容量素子Ｃ３の静電容量値の変化量とから算出することもできる。この場合、第１変位部４０Ａの梁４１は、基端部４２からＸ軸方向負側に延びていれば、Ｘ軸方向正側に延びていなくてもよい。そして、第２変位部４０Ｂの梁４１は、基端部４２からＸ軸方向正側に延びていれば、Ｘ軸方向負側に延びていなくてもよい。すなわち、各変位部４０Ａ、４０Ｂの梁４１が、内向きに延びていれば、外向きに延びていなくてもよい。

上述したように、本実施の形態では、第１起歪体３０Ａ用の検出素子５０が、４つの固定電極基板Ｅｆ１～Ｅｆ４と、４つの変位電極基板Ｅｄ１～Ｅｄ４と、を有している。このことにより、力Ｆｚを、差分演算で検出することができる。すなわち、第１起歪体３０ＡにＺ軸方向の力Ｆｚが作用した場合、第１変形部３１Ａの変形形状と第２変形部３１Ｂの変形形状は、Ｘ軸方向で互いに反転した形状となる。この場合、第１変形部３１Ａに接続された第１変位部４０Ａに設けられた変位電極で構成される容量素子の静電容量値の変化量と、第２変形部３１Ｂに接続された第２変位部４０Ｂに設けられた変位電極で構成される容量素子の静電容量値の変化量との差分で、受力体１０に作用したＺ軸方向の力Ｆｚを算出することができる。このため、力Ｆｚを算出する際に、環境温度の変化による影響や同相ノイズによる影響を排除することができる。

なお、上述した［式１５］においても、各容量素子の静電容量値の変化量の差分で力Ｆｘ、Ｆｚを算出することができる。このため、力Ｆｘ、Ｆｚを算出する際に、環境温度の変化による影響や同相ノイズによる影響を排除することができる。また、上述した［式１３］～［式１５］を用いて力Ｆｘ、Ｆｚを算出する場合、他軸感度が発生の抑制することができる。

また、図２１に示す第１起歪体３０Ａの第１変位部４０Ａおよび第２変位部４０Ｂのそれぞれに、図１０に示すような４つの容量素子Ｃ２１～Ｃ２４を構成する４つの変位電極基板Ｅｄ１～Ｅｄ４が設けられていてもよい。この場合、第１起歪体３０Ａの第１変位部４０Ａの変位および第２変位部４０Ｂの変位を、それぞれ４つの容量素子Ｃ２１～Ｃ２４で検出することができる。この場合、Ｙ軸方向の力Ｆｙを検出することが可能になる。このため、力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚの３軸を検出することが可能になる。

このように本実施の形態によれば、第１変形部３１Ａの支持体側変形体３４は、第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３よりも第２変形部３１Ｂの側に配置され、第２変形部３１Ｂの支持体側変形体３４は、第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３よりも第１変形部３１Ａの側に配置されている。このことにより、第１変形部３１Ａと第２変形部３１Ｂを、Ｙ軸方向で見たときに、Ｘ軸方向で互いに反転した形状で形成することができる。この場合、第１変形部３１Ａに接続された第１変位部４０Ａに設けられた変位電極で構成される容量素子の静電容量値の変化量と、第２変形部３１Ｂに接続された第２変位部４０Ｂに設けられた変位電極で構成される容量素子の静電容量値の変化量との差分で、受力体１０に作用したＺ軸方向の力Ｆｚを算出することができる。このため、力Ｆｚを算出する際に、環境温度の変化による影響や同相ノイズによる影響を排除することができ、力覚センサ１の検出精度を向上させることができる。

（第６変形例）
なお、上述した本実施の形態においては、第１起歪体３０Ａが、第１変形部３１Ａと第２変形部３１Ｂとを有し、第１変形部３１Ａおよび第２変形部３１Ｂがそれぞれ支持体側変形体３４を有している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはない。例えば、図２５に示すように、第１変形部３１Ａの支持体側変形体３４と第２変形部３１Ｂの支持体側変形体３４とは一体化されていてもよい。図２５は、図２１の起歪体の変形例を示す正面図である。

例えば、図２５に示すように、第１起歪体３０Ａは、１つの変形部３１と、２つの変位部４０Ａ、４０Ｂと、を有していてもよい。

変形部３１は、２つの傾動体３２Ａ、３２Ｂと、２つの受力体側変形体３３Ａ、３３Ｂと、１つの支持体側変形体３４と、を有していてもよい。２つの傾動体３２Ａ、３２Ｂは、第１傾動体３２Ａと、第２方向（第１起歪体３０Ａの場合にはＸ軸方向）において第１傾動体３２Ａとは異なる位置に配置された第２傾動体３２Ｂと、を有している。第１傾動体３２Ａは、Ｘ軸方向正側に配置され、第２傾動体３２Ｂは、Ｘ軸方向負側に配置されている。２つの受力体側変形体３３Ａ、３３Ｂは、第１傾動体３２Ａと受力体１０とを接続する第１受力体側変形体３３Ａと、第２傾動体３２Ｂと受力体１０とを接続する第２受力体側変形体３３Ｂと、を有している。第１受力体側変形体３３Ａは、Ｘ軸方向正側に配置され、第２受力体側変形体３３Ｂは、Ｘ軸方向負側に配置されている。

支持体側変形体３４は、第１傾動体３２Ａと第２傾動体３２Ｂとの間に配置されて、第１傾動体３２Ａおよび第２傾動体３２Ｂを支持体２０に接続している。図２５に示す例においては、支持体側変形体３４は、Ｚ軸方向に延びる１つの第１支持体側延在部３４１と、Ｘ軸方向に延びる２つの第２支持体側延在部３４２ａ、３４２ｂと、を含んでいてもよい。第１支持体側延在部３４１は、支持体２０に接続されている。第２支持体側延在部３４２ａは、第１支持体側延在部３４１と第１傾動体３２Ａとを接続しており、第２支持体側延在部３４２ｂは、第１支持体側延在部３４１と第２傾動体３２Ｂとを接続している。図２５に示す例による支持体側変形体３４は、Ｙ軸方向で見たときにＴ字状に形成されている。

図２５に示す第１起歪体３０Ａの変形部３１は、力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚに対して、図２１に示す第１起歪体３０Ａと同様に弾性変形することができる。このため、図２１に示す第１起歪体３０Ａと同様にして、各力Ｆｙ、Ｆｚが作用した場合に、各容量素子Ｃ１～Ｃ４の静電容量値を変化させることができ、力Ｆｙ、Ｆｚを検出することができる。

また、図２５に示す変形例によれば、１つの支持体側変形体３４で、支持体２０と第１傾動体３２Ａが接続されるとともに、支持体２０と第２傾動体３２Ｂが接続される。このことにより、図２１に示す第１起歪体３０Ａに対して、支持体側変形体３４の個数を低減することができる。このため、第１起歪体３０Ａの構成を簡素化し、コンパクト化させることができる。

（第４の実施の形態）
次に、図２６～図３３を用いて、本発明の第４の実施の形態における力覚センサについて説明する。

図２６～図３３に示す第４の実施の形態においては、第１起歪体および第３起歪体が、第２の実施の形態による第１起歪体と同様の構成を有し、第２起歪体および第４起歪体が、第３の実施の形態による第１起歪体と同様の構成を有している点が主に異なり、他の構成は、図１６Ａ～図２０に示す第２の実施の形態および図２１～図２５に示す第３の実施の形態と略同一である。なお、図２１～図２５において、図１６Ａ～図２０に示す第２の実施の形態および図２１～図２５に示す第３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。

まず、本実施の形態による力覚センサ１について、図２６および図２７を参照して説明する。図２６は、第４の実施の形態における力覚センサを示す断面図である。図２７は、図２６に示す力覚センサの起歪体を平面展開した図である。

図２６および図２７に示すように、本実施の形態による力覚センサ１の第１起歪体３０Ａは、図１６Ａに示す第１起歪体３０Ａと同様の構成を有している。図２６および図２７に示す第１起歪体３０Ａの第１変形部３１Ａは、Ｘ軸方向正側に配置され、第２変形部３１Ｂは、Ｘ軸方向負側に配置されている。第１起歪体３０Ａにおいて、第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３は、第１変形部３１Ａの支持体側変形体３４よりも第２変形部３１Ｂの側に配置されている。第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３は、第２変形部３１Ｂの支持体側変形体３４よりも第１変形部３１Ａの側に配置されている。

第１起歪体３０Ａにおいて、第１容量素子Ｃ１を構成する第１変位電極基板Ｅｄ１は、第１変位部４０Ａの基端部４２よりもＸ軸方向正側に配置されている。第１容量素子Ｃ１を構成する第１固定電極基板Ｅｆ１は、第１変位電極基板Ｅｄ１に対向する位置に配置されている。第２容量素子Ｃ２を構成する第２変位電極基板Ｅｄ２は、第１変位部４０Ａの基端部４２よりもＸ軸方向負側に配置されている。第２容量素子Ｃ２を構成する第２固定電極基板Ｅｆ２は、第２変位電極基板Ｅｄ２に対向する位置に配置されている。第３容量素子Ｃ３を構成する第３変位電極基板Ｅｄ３は、第２変位部４０Ｂの基端部４２よりもＸ軸方向正側に配置されている。第３容量素子Ｃ３を構成する第３固定電極基板Ｅｆ３は、第３変位電極基板Ｅｄ３に対向する位置に配置されている。第４容量素子Ｃ４を構成する第４変位電極基板Ｅｄ４は、第２変位部４０Ｂの基端部４２よりもＸ軸方向負側に配置されている。第４容量素子Ｃ４を構成する第４固定電極基板Ｅｆ４は、第４変位電極基板Ｅｄ４に対向する位置に配置されている。

本実施の形態による力覚センサ１の第２起歪体３０Ｂは、図２１に示す第１起歪体３０Ａと同様の構成を有している。図２７に示す第２起歪体３０Ｂの第１変形部３１Ａは、Ｙ軸方向正側に配置され、第２変形部３１Ｂは、Ｙ軸方向負側に配置されている。第２起歪体３０Ｂにおいて、第１変形部３１Ａの支持体側変形体３４は、第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３よりも第２変形部３１Ｂの側に配置されている。第２変形部３１Ｂの支持体側変形体３４は、第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３よりも第１変形部３１Ａの側に配置されている。

第２起歪体３０Ｂにおいて、第５容量素子Ｃ５を構成する第５変位電極基板Ｅｄ５は、第１変位部４０Ａの基端部４２よりもＹ軸方向正側に配置されている。第５容量素子Ｃ５を構成する第５固定電極基板Ｅｆ５は、第５変位電極基板Ｅｄ５に対向する位置に配置されている。第６容量素子Ｃ６を構成する第６変位電極基板Ｅｄ６は、第１変位部４０Ａの基端部４２よりもＹ軸方向負側に配置されている。第６容量素子Ｃ６を構成する第６固定電極基板Ｅｆ６は、第６変位電極基板Ｅｄ６に対向する位置に配置されている。第７容量素子Ｃ７を構成する第７変位電極基板Ｅｄ７は、第２変位部４０Ｂの基端部４２よりもＹ軸方向正側に配置されている。第７容量素子Ｃ７を構成する第７固定電極基板Ｅｆ７は、第７変位電極基板Ｅｄ７に対向する位置に配置されている。第８容量素子Ｃ８を構成する第８変位電極基板Ｅｄ８は、第２変位部４０Ｂの基端部４２よりもＹ軸方向負側に配置されている。第８容量素子Ｃ８を構成する第８固定電極基板Ｅｆ８は、第８変位電極基板Ｅｄ８に対向する位置に配置されている。

本実施の形態による力覚センサ１の第３起歪体３０Ｃは、図１６Ａに示す第１起歪体３０Ａと同様の構成を有している。図２７に示す第３起歪体３０Ｃの第１変形部３１Ａは、Ｘ軸方向負側に配置され、第２変形部３１Ｂは、Ｘ軸方向正側に配置されている。第３起歪体３０Ｃにおいて、第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３は、第１変形部３１Ａの支持体側変形体３４よりも第２変形部３１Ｂの側に配置されている。第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３は、第２変形部３１Ｂの支持体側変形体３４よりも第１変形部３１Ａの側に配置されている。

第３起歪体３０Ｃにおいて、第９容量素子Ｃ９を構成する第９変位電極基板Ｅｄ９は、第１変位部４０Ａの基端部４２よりもＸ軸方向負側に配置されている。第９容量素子Ｃ９を構成する第９固定電極基板Ｅｆ９は、第９変位電極基板Ｅｄ９に対向する位置に配置されている。第１０容量素子Ｃ１０を構成する第１０変位電極基板Ｅｄ１０は、第１変位部４０Ａの基端部４２よりもＸ軸方向正側に配置されている。第１０容量素子Ｃ１０を構成する第１０固定電極基板Ｅｆ１０は、第１０変位電極基板Ｅｄ１０に対向する位置に配置されている。第１１容量素子Ｃ１１を構成する第１１変位電極基板Ｅｄ１１は、第２変位部４０Ｂの基端部４２よりもＸ軸方向負側に配置されている。第１１容量素子Ｃ１１を構成する第１１固定電極基板Ｅｆ１１は、第１１変位電極基板Ｅｄ１１に対向する位置に配置されている。第１２容量素子Ｃ１２を構成する第１２変位電極基板Ｅｄ１２は、第２変位部４０Ｂの基端部４２よりもＸ軸方向正側に配置されている。第１２容量素子Ｃ１２を構成する第１２固定電極基板Ｅｆ１２は、第１２変位電極基板Ｅｄ１２に対向する位置に配置されている。

本実施の形態による力覚センサ１の第４起歪体３０Ｄは、図２１に示す第１起歪体３０Ａと同様の構成を有している。図２７に示す第４起歪体３０Ｄの第１変形部３１Ａは、Ｙ軸方向負側に配置され、第２変形部３１Ｂは、Ｙ軸方向正側に配置されている。第４起歪体３０Ｄにおいて、第１変形部３１Ａの支持体側変形体３４は、第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３よりも第２変形部３１Ｂの側に配置されている。第２変形部３１Ｂの支持体側変形体３４は、第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３よりも第１変形部３１Ａの側に配置されている。

第４起歪体３０Ｄにおいて、第１３容量素子Ｃ１３を構成する第１３変位電極基板Ｅｄ１３は、第１変位部４０Ａの基端部４２よりもＹ軸方向負側に配置されている。第１３容量素子Ｃ１３を構成する第１３固定電極基板Ｅｆ１３は、第１３変位電極基板Ｅｄ１３に対向する位置に配置されている。第１４容量素子Ｃ１４を構成する第１４変位電極基板Ｅｄ１４は、第１変位部４０Ａの基端部４２よりもＹ軸方向正側に配置されている。第１４容量素子Ｃ１４を構成する第１４固定電極基板Ｅｆ１４は、第１４変位電極基板Ｅｄ１４に対向する位置に配置されている。第１５容量素子Ｃ１５を構成する第１５変位電極基板Ｅｄ１５は、第２変位部４０Ｂの基端部４２よりもＹ軸方向負側に配置されている。第１５容量素子Ｃ１５を構成する第１５固定電極基板Ｅｆ１５は、第１５変位電極基板Ｅｄ１５に対向する位置に配置されている。第１６容量素子Ｃ１６を構成する第１６変位電極基板Ｅｄ１６は、第２変位部４０Ｂの基端部４２よりもＹ軸方向正側に配置されている。第１６容量素子Ｃ１６を構成する第１６固定電極基板Ｅｆ１６は、第１６変位電極基板Ｅｄ１６に対向する位置に配置されている。

次に、図２６および図２７に示す力覚センサ１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～Ｃ１６の静電容量値の変化について図２８および図２９を参照して説明する。図２８は、図２７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。図２９は、図２８の静電容量値の変化に基づく主軸感度および他軸感度を示す表である。

この場合、第１起歪体３０Ａは、図１７に示す第１起歪体３０Ａと同様に弾性変形する。このため、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。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。

第２起歪体３０Ｂは、Ｙ軸回りに（Ｙ軸方向正側に向かって時計回りに）回動する。しかしながら、上述したように、各容量素子Ｃ５～Ｃ８は、Ｘ軸方向において同じ位置に配置されている。このため、各容量素子Ｃ５～Ｃ８全体としては、静電容量値の変化はそれぞれ現れない。

第３起歪体３０Ｃは、図１７に示す第１起歪体３０Ａと同様に弾性変形する。このため、第９容量素子Ｃ９の静電容量値は増大するとともに第１０容量素子Ｃ１０の静電容量値は減少する。第１１容量素子Ｃ１１の静電容量値は増大するとともに第１２容量素子Ｃ１２の静電容量値は減少する。

第４起歪体３０Ｄは、Ｙ軸回りに（Ｙ軸方向正側に向かって時計回りに）回動する。しかしながら、上述したように、各容量素子Ｃ１３～Ｃ１６は、Ｘ軸方向において同じ位置に配置されている。このため、各容量素子Ｃ１３～Ｃ１６全体としては、静電容量値の変化はそれぞれ現れない。

（＋Ｆｙが作用した場合）
次に、受力体１０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。

この場合、第１起歪体３０Ａは、Ｘ軸周りに（Ｘ軸方向正側に向かって反時計回りに）回動する。しかしながら、上述したように、各容量素子Ｃ１～Ｃ４は、Ｙ軸方向において同じ位置に配置されている。このため、各容量素子Ｃ１～Ｃ４全体としては、静電容量値の変化はそれぞれ現れない。

第２起歪体３０Ｂは、図２２に示す第１起歪体３０Ａと同様に弾性変形する。このため、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。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。

第３起歪体３０Ｃは、Ｘ軸周りに回動する。しかしながら、上述したように、各容量素子Ｃ９～Ｃ１２は、Ｙ軸方向において同じ位置に配置されている。このため、各容量素子Ｃ９～Ｃ１２全体としては、静電容量値の変化はそれぞれ現れない。

第４起歪体３０Ｄは、図２２に示す第１起歪体３０Ａと同様に弾性変形する。このため、第１３容量素子Ｃ１３の静電容量値が増大するとともに第１４容量素子Ｃ１４の静電容量値が減少する。第１５容量素子Ｃ１５の静電容量値が増大するとともに第１６容量素子Ｃ１６の静電容量値が減少する。

（＋Ｆｚが作用した場合）
次に、受力体１０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。

この場合、第１起歪体３０Ａは、図１８に示す第１起歪体３０Ａと同様に弾性変形する。このため、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。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。

第２起歪体３０Ｂは、図２３に示す第１起歪体３０Ａと同様に弾性変形する。このため、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。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の静電容量値が減少する。

第３起歪体３０Ｃは、図１８に示す第１起歪体３０Ａと同様に弾性変形する。このため、第９容量素子Ｃ９の静電容量値が増大するとともに第１０容量素子Ｃ１０の静電容量値が減少する。第１１容量素子Ｃ１１の静電容量値が減少するとともに第１２容量素子Ｃ１２の静電容量値が増大する。

第４起歪体３０Ｄは、図２３に示す第１起歪体３０Ａと同様に弾性変形する。このため、第１３容量素子Ｃ１３の静電容量値が減少するとともに第１４容量素子Ｃ１４の静電容量値が増大する。第１５容量素子Ｃ１５の静電容量値が増大するとともに第１６容量素子Ｃ１６の静電容量値が減少する。

（＋Ｍｘが作用した場合）
次に、受力体１０にＸ軸周り（Ｘ軸方向正側に向かって時計回り）のモーメントＭｘ（図２７参照）が作用した場合について説明する。

この場合、第１起歪体３０Ａは、図１８に示す第１起歪体３０Ａの弾性変形とは反対方向に弾性変形する。このため、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。一方、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。

第２起歪体３０Ｂにおいては、第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３が、受力体１０の中心ＯよりもＹ軸方向正側に位置しているため、第１変形部３１Ａは、図７Ａに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。このため、第５容量素子Ｃ５の電極間距離が増大するとともに第６容量素子Ｃ６の電極間距離が減少する。このため、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。しかしながら、第２起歪体３０Ｂは、第１起歪体３０Ａおよび第３起歪体３０ＣよりもＹ軸方向において受力体１０の中心Ｏの側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の第１変形部３１Ａは弾性変形しないと考える。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。

一方、第２起歪体３０Ｂにおいては、第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３が、受力体１０の中心ＯよりもＹ軸方向負側に位置しているため、第２変形部３１Ｂは、図７Ｂに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。このため、第７容量素子Ｃ７の電極間距離が増大するとともに第８容量素子Ｃ８の電極間距離が減少する。このため、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。しかしながら、上述したように第２起歪体３０Ｂの弾性変形は小さく、第２起歪体３０Ｂの第２変形部３１Ｂは弾性変形しないと考える。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。

第３起歪体３０Ｃは、図１８に示す第１起歪体３０Ａと同様に弾性変形する。このため、第９容量素子Ｃ９の静電容量値が増大するとともに第１０容量素子Ｃ１０の静電容量値が減少する。また、第１１容量素子Ｃ１１の静電容量値が減少するとともに第１２容量素子Ｃ１２の静電容量値が増大する。

第４起歪体３０Ｄにおいては、第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３が、受力体１０の中心ＯよりもＹ軸方向負側に位置しているため、第１変形部３１Ａは、図７Ｂに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。このため、第１３容量素子Ｃ１３の電極間距離が減少するとともに第１４容量素子Ｃ１４の電極間距離が増大する。このため、第１３容量素子Ｃ１３の静電容量値が増大するとともに第１４容量素子Ｃ１４の静電容量値が減少する。しかしながら、第４起歪体３０Ｄは、第１起歪体３０Ａおよび第３起歪体３０ＣよりもＹ軸方向において受力体１０の中心Ｏの側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の第１変形部３１Ａは弾性変形しないと考える。このため、第１３容量素子Ｃ１３の静電容量値が変化せず、第１４容量素子Ｃ１４の静電容量値も変化しない。

一方、第４起歪体３０Ｄにおいては、第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３が、受力体１０の中心ＯよりもＹ軸方向正側に位置しているため、第２変形部３１Ｂは、図７Ａに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。このため、第１５容量素子Ｃ１５の電極間距離が減少するとともに第１６容量素子Ｃ１６の電極間距離が増大する。このため、第１５容量素子Ｃ１５の静電容量値が増大するとともに第１６容量素子Ｃ１６の静電容量値が減少する。しかしながら、上述したように第４起歪体３０Ｄの弾性変形は小さく、第４起歪体３０Ｄの第２変形部３１Ｂは弾性変形しないと考える。このため、第１５容量素子Ｃ１５の静電容量値は変化せず、第１６容量素子Ｃ１６の静電容量値も変化しない。

（＋Ｍｙが作用した場合）
次に、受力体１０にＹ軸周り（Ｙ軸方向正側に向かって時計回り）のモーメントＭｙ（図２７参照）が作用した場合について説明する。

この場合、第１起歪体３０Ａにおいては、第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３が、受力体１０の中心ＯよりもＸ軸方向正側に位置しているため、第１変形部３１Ａは、図７Ｂに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。このため、第１容量素子Ｃ１の電極間距離が増大するとともに第２容量素子Ｃ２の電極間距離が減少する。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。しかしながら、第１起歪体３０Ａは、第２起歪体３０Ｂおよび第４起歪体３０ＤよりもＸ軸方向において受力体１０の中心Ｏの側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の第１変形部３１Ａは弾性変形しないと考える。このため、第１容量素子Ｃ１の静電容量値は変化せず、第２容量素子Ｃ２の静電容量値も変化しない。

一方、第１起歪体３０Ａにおいては、第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３が、受力体１０の中心ＯよりもＹ軸方向負側に位置しているため、第２変形部３１Ｂは、図７Ａに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。このため、第３容量素子Ｃ３の電極間距離が増大するとともに第４容量素子Ｃ４の電極間距離が減少する。このため、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。しかしながら、上述したように第１起歪体３０Ａの弾性変形は小さく、第１起歪体３０Ａの第２変形部３１Ｂは弾性変形しないと考える。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。

第２起歪体３０Ｂにおいては、は、図２３に示す第１起歪体３０Ａの弾性変形とは反対方向に弾性変形する。このため、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の静電容量値が減少する。また、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。

第３起歪体３０Ｃにおいては、第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３が、受力体１０の中心ＯよりもＸ軸方向負側に位置しているため、第１変形部３１Ａは、図７Ａに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。このため、第９容量素子Ｃ９の電極間距離が減少するとともに第１０容量素子Ｃ１０の電極間距離が増大する。このため、第９容量素子Ｃ９の静電容量値が増大するとともに第１０容量素子Ｃ１０の静電容量値が減少する。しかしながら、第３起歪体３０Ｃは、第２起歪体３０Ｂおよび第４起歪体３０ＤよりもＸ軸方向において受力体１０の中心Ｏの側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の第１変形部３１Ａは弾性変形しないと考える。このため、第９容量素子Ｃ９の静電容量値が変化せず、第１０容量素子Ｃ１０の静電容量値も変化しない。

一方、第３起歪体３０Ｃにおいては、第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３が、受力体１０の中心ＯよりもＸ軸方向正側に位置しているため、第２変形部３１Ｂは、図７Ｂに示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形する。このため、第１１容量素子Ｃ１１の電極間距離が減少するとともに第１２容量素子Ｃ１２の電極間距離が増大する。このため、第１１容量素子Ｃ１１の静電容量値が増大するとともに第１２容量素子Ｃ１２の静電容量値が減少する。しかしながら、上述したように第３起歪体３０Ｃの弾性変形は小さく、第３起歪体３０Ｃの第２変形部３１Ｂは弾性変形しないと考えるこのため、第１１容量素子Ｃ１１の静電容量値が変化せず、第１２容量素子Ｃ１２の静電容量値も変化しない。

第４起歪体３０Ｄは、図２３に示す第１起歪体３０Ａと同様に弾性変形する。このため、第１３容量素子Ｃ１３の静電容量値が減少するとともに第１４容量素子Ｃ１４の静電容量値が増大する。また、第１５容量素子Ｃ１５の静電容量値が増大するとともに第１６容量素子Ｃ１６の静電容量値が減少する。

（＋Ｍｚが作用した場合）
次に、受力体１０に、Ｚ軸周り（Ｚ軸方向正側に向かって時計回り）のモーメントＭｚ（図２７参照）が作用した場合について説明する。

この場合、第１起歪体３０Ａにおいては、Ｘ軸方向正側の力Ｆｘが作用した場合と同様に弾性変形する（図１７参照）。このことにより、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。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。

第２起歪体３０Ｂにおいては、Ｙ軸方向正側の力Ｆｙが作用した場合と同様に弾性変形する（図２２参照）。このことにより、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。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。

第３起歪体３０Ｃにおいては、Ｘ軸方向負側の力Ｆｘが作用した場合と同様に弾性変形する。このことにより、第９容量素子Ｃ９の静電容量値が減少するとともに第１０容量素子Ｃ１０の静電容量値が増大する。第１１容量素子Ｃ１１の静電容量値が減少するとともに第１２容量素子Ｃ１２の静電容量値が増大する。

第４起歪体３０Ｄにおいては、Ｙ軸方向負側の力Ｆｙが作用した場合と同様に弾性変形する。このことにより、第１３容量素子Ｃ１３の静電容量値が減少するとともに第１４容量素子Ｃ１４の静電容量値が増大する。第１５容量素子Ｃ１５の静電容量値が減少するとともに第１６容量素子Ｃ１６の静電容量値が増大する。

このようにして、各容量素子Ｃ１～Ｃ１６の静電容量値の変化が検出されると、受力体１０に作用した力またはモーメントの向きと大きさが検出される。そして、図２８に示すように、各容量素子Ｃ１～Ｃ１６の静電容量値が変化する。

図２８に示す表から、受力体１０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。以下の式中のＣ１～Ｃ１６は、各容量素子における静電容量値の変化量を示す。
［式１６］
Ｆｘ＝－Ｃ１＋Ｃ２－Ｃ３＋Ｃ４＋Ｃ９－Ｃ１０＋Ｃ１１－Ｃ１２
［式１７］
Ｆｙ＝－Ｃ５＋Ｃ６－Ｃ７＋Ｃ８＋Ｃ１３－Ｃ１４＋Ｃ１５－Ｃ１６
［式１８］
Ｆｚ＝＋Ｃ１－Ｃ２－Ｃ３＋Ｃ４－Ｃ５＋Ｃ６＋Ｃ７－Ｃ８
＋Ｃ９－Ｃ１０－Ｃ１１＋Ｃ１２－Ｃ１３＋Ｃ１４＋Ｃ１５－Ｃ１６
［式１９］
Ｍｘ＝－Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３－Ｃ４＋Ｃ９－Ｃ１０－Ｃ１１＋Ｃ１２
［式２０］
Ｍｙ＝＋Ｃ５－Ｃ６－Ｃ７＋Ｃ８－Ｃ１３＋Ｃ１４＋Ｃ１５－Ｃ１６
［式２１］
Ｍｚ＝－Ｃ１＋Ｃ２－Ｃ３＋Ｃ４－Ｃ５＋Ｃ６－Ｃ７＋Ｃ８
－Ｃ９＋Ｃ１０－Ｃ１１＋Ｃ１２－Ｃ１３＋Ｃ１４－Ｃ１５＋Ｃ１６

図２８に示す各容量素子Ｃ１～Ｃ１６の静電容量値の変化量を、上述の［式１６］～［式２１］にそれぞれ適用すると、図２９に示す主軸感度および他軸感度を示す表が得られる。

図２９に示されているように、力Ｆｘについては、ＶＦｘが「８」という数値になっているが、ＶＦｙ、ＶＦｚ、ＶＭｘ、ＶＭｙ、ＶＭｚは「０」という数値になっている。このことから、力Ｆｘについては、他軸感度が無く、主軸感度のみを検出することができる。力Ｆｙ、Ｆｚと、モーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚについても同様に他軸感度はなく、主軸感度のみをそれぞれ検出することができる。すなわち、他軸感度の発生を抑制することができる力覚センサ１を得ることができる。

ところで、力の６軸成分を検出するためには、１６個の容量素子Ｃ１～Ｃ１６を用いなくてもよい。例えば、８個の容量素子を用いて、力の６軸成分を検出することもできる。例えば、図３０に示すような、８個の容量素子Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１３およびＣ１５を選択して用いてもよい。図３０は、図２８に示す表から、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１３およびＣ１５を抜き出した表となっている。

図３０に示す表から、受力体１０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。
［式２２］
Ｆｘ＝＋Ｃ２＋Ｃ４－Ｃ１０－Ｃ１２
［式２３］
Ｆｙ＝－Ｃ５－Ｃ７＋Ｃ１３＋Ｃ１５
［式２４］
Ｆｚ＝－Ｃ２＋Ｃ４－Ｃ５＋Ｃ７－Ｃ１０＋Ｃ１２－Ｃ１３＋Ｃ１５
［式２５］
Ｍｘ＝＋Ｃ２－Ｃ４－Ｃ１０＋Ｃ１２
［式２６］
Ｍｙ＝＋Ｃ５－Ｃ７－Ｃ１３＋Ｃ１５
［式２７］
Ｍｚ＝＋Ｃ２＋Ｃ４－Ｃ５－Ｃ７＋Ｃ１０＋Ｃ１２－Ｃ１３－Ｃ１５

図３０に示す各容量素子Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１３およびＣ１５の静電容量値の変化量を、上述の［式２２］～［式２７］にそれぞれ適用すると、図３１に示す主軸感度および他軸感度を示す表が得られる。

図３１に示すように、力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚと、モーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚについて他軸感度はなく、主軸感度のみをそれぞれ検出することができる。すなわち、上述の８個の容量素子Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１３およびＣ１５を用いて、他軸感度の発生を抑制することができる力覚センサ１を得ることができる。また、この場合には、変位部４０Ａ、４０Ｂの構成を簡素化することができる。例えば、梁４１を、基端部４２から一方のみ（変位電極を配置させる側のみ）に延ばして、他方には延ばさなくてもよい。

また、８個の容量素子は、上述した組み合わせ（Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１３およびＣ１５）以外の組み合わせであってもよい。例えば、図３２に示すような、８個の容量素子Ｃ１、Ｃ３、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１４およびＣ１６を選択して用いてもよい。図３２は、図２８に示す表から、Ｃ１、Ｃ３、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１４およびＣ１６を抜き出した表となっている。

図３２に示す表から、受力体１０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。
［式２８］
Ｆｘ＝－Ｃ１－Ｃ３＋Ｃ９＋Ｃ１１
［式２９］
Ｆｙ＝＋Ｃ６＋Ｃ８－Ｃ１４－Ｃ１６
［式３０］
Ｆｚ＝＋Ｃ１－Ｃ３＋Ｃ６－Ｃ８＋Ｃ９－Ｃ１１＋Ｃ１４－Ｃ１６
［式３１］
Ｍｘ＝－Ｃ１＋Ｃ３＋Ｃ９－Ｃ１１
［式３２］
Ｍｙ＝－Ｃ６＋Ｃ８＋Ｃ１４－Ｃ１６
［式３３］
Ｍｚ＝－Ｃ１－Ｃ３＋Ｃ６＋Ｃ８－Ｃ９－Ｃ１１＋Ｃ１４＋Ｃ１６

図３２に示す各容量素子Ｃ１、Ｃ３、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１４およびＣ１６の静電容量値の変化を、上述の［式２８］～［式３３］にそれぞれ適用すると、図３３に示す主軸感度および他軸感度を示す表が得られる。

図３３に示すように、力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚと、モーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚについて他軸感度はなく、主軸感度のみをそれぞれ検出することができる。すなわち、上述の８個の容量素子Ｃ１、Ｃ３、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１４およびＣ１６を用いて、他軸感度の発生を抑制することができる力覚センサ１を得ることができる。

なお、他軸感度が発生する場合も考えられる。例えば、第１起歪体３０ＡについてＺ軸方向正側に力Ｆｚが作用した場合、第１容量素子Ｃ１～第４容量素子Ｃ４のそれぞれの静電容量値の変化量が互いに異なる場合がある。この場合、力Ｆｚに対して他軸感度が発生し得る。また、力Ｆｚ、モーメントＭｘ、Ｍｙが受力体１０に作用した場合、第１起歪体３０Ａは、Ｚ軸方向に変位するため、図２８等に示す表中のＦｚの行、Ｍｘの行、Ｍｙの行では、同じ符号が付されていたとしても静電容量値の変化量が異なる場合がある。この場合、力Ｆｚ、モーメントＭｘ、Ｍｙに対して他軸感度が発生し得る。力Ｆｘ、Ｆｙ、モーメントＭｚについても同様に他軸感度が発生し得る。

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（図２９、図３１または図３３に示す表に対応する６行６列の行列、特性行列とも言う）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、他軸感度の発生を抑制することができる。

ここで、１６個の容量素子Ｃ１～Ｃ１６のうち８個の容量素子（Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１３およびＣ１５、またはＣ１、Ｃ３、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１４およびＣ１６）で、力の６軸成分を検出することができる。１６個の容量素子Ｃ１～Ｃ１６から８個の容量素子を選択する方法について説明する。

例えば、図３０に記載の容量素子のうち第１起歪体３０Ａに対応する容量素子Ｃ２、Ｃ４は、以下のように構成されている。第２容量素子Ｃ２を構成する第２変位電極基板Ｅｄ２が、対応する第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３の側に配置されている。第４容量素子Ｃ４を構成する第４変位電極基板Ｅｄ４が、対応する第２変形部３１Ｂの支持体側変形体３４の側に配置されている。すなわち、第１変位部用変位電極（第１起歪体３０Ａにおける第２変位電極基板Ｅｄ２に相当）が、第１起歪体３０Ａの第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３の側に配置されている。そして、第２変位部用変位電極（第１起歪体３０Ａにおける第４変位電極基板Ｅｄ４に相当）は、第１起歪体３０Ａの第２変形部３１Ｂの支持体側変形体３４の側に配置されている。なお、第２変位電極基板Ｅｄ２に対向する第２固定電極基板Ｅｆ２が、第１変位部用固定電極に相当し、第４変位電極基板Ｅｄ４に対向する第４固定電極基板Ｅｆ４が、第２変位部用固定電極に相当する。

また、例えば、図３２に記載の容量素子のうち第１起歪体３０Ａに対応する容量素子Ｃ１、Ｃ３は、以下のように構成されている。第１容量素子Ｃ１を構成する第１変位電極基板Ｅｄ１が、対応する第１変形部３１Ａの支持体側変形体３４の側に配置されている。第３容量素子Ｃ３を構成する第３変位電極基板Ｅｄ３が、対応する第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３の側に配置されている。すなわち、第１変位部用変位電極基板（第１起歪体３０Ａにおける第１変位電極基板Ｅｄ１に相当）が、第１起歪体３０Ａの第１変形部３１Ａの支持体側変形体３４の側に配置されている。そして、第２変位部用変位電極基板（第１起歪体３０Ａにおける第３変位電極基板Ｅｄ３に相当）は、第１起歪体３０Ａの第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３の側に配置されている。なお、第１変位電極基板Ｅｄ１に対向する第１固定電極基板Ｅｆ１が、第１変位部用固定電極基板に相当し、第３変位電極基板Ｅｄ３に対向する第３固定電極基板Ｅｆ３が、第２変位部用固定電極基板に相当する。

このように、第１起歪体３０Ａについては、第１容量素子Ｃ１と第３容量素子Ｃ３の組み合わせ、または第２容量素子Ｃ２と第４容量素子Ｃ４の組み合わせを選択することにより、力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、およびモーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚを算出するために要する容量素子の個数を低減することができる。第２起歪体３０Ｂ～第４起歪体３０Ｄについても同様である。

このように本実施の形態によれば、受力体１０の中心Ｏに対してＹ軸方向両側に配置された第１起歪体３０Ａおよび第３起歪体３０Ｃにおいて、第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３が、第１変形部３１Ａの支持体側変形体３４よりも第２変形部３１Ｂの側に配置され、第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３が、第２変形部３１Ｂの支持体側変形体３４よりも第１変形部３１Ａの側に配置されている。すなわち、第１起歪体３０Ａおよび第３起歪体３０Ｃが、図１６Ａに示す第１起歪体３０Ａと同様に構成されている。また、受力体１０の中心Ｏに対してＸ軸方向両側に配置された第２起歪体３０Ｂおよび第４起歪体３０Ｄにおいて、第１変形部３１Ａの支持体側変形体３４が、第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３よりも第２変形部３１Ｂの側に配置され、第２変形部３１Ｂの支持体側変形体３４が、第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３よりも第１変形部３１Ａの側に配置されている。すなわち、第２起歪体３０Ｂおよび第４起歪体３０Ｄが、図２１に示す第１起歪体３０Ａと同様に構成されている。

このように第１起歪体３０Ａおよび第３起歪体３０Ｃと、第２起歪体３０Ｂおよび第４起歪体３０Ｄとで、受力体側変形体３３および支持体側変形体３４の配置を異ならせることにより、Ｚ軸方向の力Ｆｚが作用した場合に、第１起歪体３０Ａおよび第３起歪体３０Ｃの変形形状と、第２起歪体３０Ｂおよび第４起歪体３０Ｄの変形形状とを、互いに異ならせることができる。このことにより、各容量素子Ｃ１～Ｃ１６の静電容量値の変化量に基づいて、力Ｆｚを算出する際に、静電容量値の変化量の差分演算を用いることができる。このため、力Ｆｚを算出する際に、環境温度の変化による影響や同相ノイズによる影響を排除することができる。

また、本実施の形態によれば、第１変位部用変位電極が、第１起歪体３０Ａの第１変形部３１Ａの受力体側変形体３３の側に配置されている場合、第２変位部用変位電極は、第１起歪体３０Ａの第２変形部３１Ｂの支持体側変形体３４の側に配置される。また、第１変位部用変位電極が、第１起歪体３０Ａの第１変形部３１Ａの支持体側変形体３４の側に配置されている場合、第２変位部用変位電極は、第１起歪体３０Ａの第２変形部３１Ｂの受力体側変形体３３の側に配置されている。このことにより、各容量素子Ｃ１～Ｃ１６の静電容量値の変化量に基づいて、力Ｆｚを算出する際に、静電容量値の変化量の差分演算を用いることができる。このため、力Ｆｚを算出する際に、環境温度の変化による影響や同相ノイズによる影響を排除することができる。

（第５の実施の形態）
次に、図３４および図３５を用いて、本発明の第５の実施の形態における力覚センサについて説明する。

図３４および図３５に示す第５の実施の形態においては、受力体側変形体と支持体側変形体が、Ｚ軸方向で見たときに互いに重なる位置に配置されている点が主に異なり、他の構成は、図１～図１４に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図３４および図３５において、図１～図１４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。

まず、本実施の形態による力覚センサ１について、図３４を参照して説明する。図３４は、第５の実施の形態における力覚センサの起歪体を示す正面図である。

本実施の形態による力覚センサ１においては、図３４に示すように、第１起歪体３０Ａの受力体側変形体３３と支持体側変形体３４とが、Ｚ軸方向で見たときに、互いに重なる位置に配置されている。すなわち、受力体側変形体３３および支持体側変形体３４は、Ｘ軸方向において同じ位置に配置されているとともに、Ｙ軸方向において同じ位置に配置されている。このことにより、Ｚ軸方向の力Ｆｚ、Ｘ軸周りのモーメントＭｘおよびＹ軸周りのモーメントＭｙに対する変位部４０の変位を抑制することができるとともに、力覚センサ１の強度を向上させることができる。この場合、Ｙ軸方向で見たときに受力体側変形体３３と支持体側変形体３４を一直線上に配置することができ、機械加工を容易化させることができる。

本実施の形態による受力体側変形体３３は、Ｚ軸方向に延びる第１受力体側延在部３３１を含んでいるが、図４Ａに示すようなＸ軸方向に延びる第２受力体側延在部３３２は含んでいない。すなわち、本実施の形態による受力体側変形体３３は、Ｙ軸方向で見たときに直線状に形成されている。

本実施の形態による支持体側変形体３４は、Ｚ軸方向に延びる第１支持体側延在部３４１を含んでいるが、図４Ａに示すようなＸ軸方向に延びる第２支持体側延在部３４２は含んでいない。すなわち、本実施の形態による支持体側変形体３４は、Ｙ軸方向で見たときに直線状に形成されている。

第１起歪体３０Ａの傾動体３２は、受力体側変形体３３に接続された第１傾動体３２Ａと、支持体側変形体３４に接続された第２傾動体３２Ｂと、第１傾動体３２Ａと第２傾動体３２Ｂとを接続する接続体３７と、を含んでいる。第１傾動体３２Ａおよび第２傾動体３２Ｂは、第２方向（第１起歪体３０Ａの場合にはＸ軸方向）に延びている。第１傾動体３２Ａおよび第２傾動体３２ＢのＹ軸方向で見たときの正面形状は、矩形になっている。第１傾動体３２Ａおよび第２傾動体３２Ｂは、Ｘ軸方向における寸法が、Ｚ軸方向における寸法よりも大きく形成されており、受力体側変形体３３および支持体側変形体３４よりも剛性が高く（可撓性が低く）なるように形成されている。

第１傾動体３２Ａと第２傾動体３２Ｂとは、Ｚ軸方向において互いに異なる位置に離間して配置されている。第１傾動体３２Ａと第２傾動体３２Ｂとの間には、第３スリット状開口３８が形成されている。第３スリット状開口３８は、Ｙ軸方向で変形部３１を貫通している。第１傾動体３２Ａは、第２傾動体３２Ｂよりも受力体１０の側に配置されている。図３４においては、第１傾動体３２Ａが、第２傾動体３２ＢよりもＺ軸方向正側に配置されている。第１傾動体３２Ａおよび第２傾動体３２Ｂは、Ｘ軸方向において同じ位置に配置されているとともに、Ｙ軸方向において同じ位置に配置されている。

受力体側変形体３３は、第１傾動体３２Ａの受力体１０の側の端部（図３４における上側の端部３２Ａｅ）に接続されている。支持体側変形体３４は、第２傾動体３２Ｂの支持体２０の側の端部（図３４における下側の端部３２Ｂｆ）に接続されている。

接続体３７は、受力体１０が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能になっていてもよい。接続体３７は、Ｚ軸方向に延びていてもよい。接続体３７は、第１傾動体３２Ａおよび第２傾動体３２Ｂよりも剛性が低く（可撓性が高く）なるように形成されていてもよい。この場合、接続体３７に板ばねとしての機能を付与することができる。接続体３７は、第１傾動体３２Ａと第２傾動体３２Ｂとの間に配意されている。例えば、接続体３７のＸ軸方向における寸法は、第１傾動体３２ＡのＸ軸方向における寸法よりも小さくてもよく、第２傾動体３２ＢのＸ軸方向における寸法よりも小さくてもよい。接続体３７のＸ軸方向における寸法は、受力体側変形体３３のＸ軸方向における寸法と等しくてもよいが、これに限られることはない。また、接続体３７のＸ軸方向における寸法は、支持体側変形体３４のＸ軸方向における寸法と等しくてもよいが、これに限られることはない。

本実施の形態においては、接続体３７は、Ｘ軸方向において受力体側変形体３３および支持体側変形体３４とは反対側で、第１傾動体３２Ａおよび第２傾動体３２Ｂに接続されている。

より具体的には、図３４に示すように、第１傾動体３２Ａは、Ｘ軸方向において互いに異なる位置で受力体側変形体３３および接続体３７に接続されている。第１傾動体３２ＡのうちＸ軸方向における負側の端部に、受力体側変形体３３が接続されている。第１傾動体３２ＡのうちＸ軸方向における正側の端部に、接続体３７が接続されている。

しかしながら、このことに限られることはなく、第１傾動体３２ＡはＸ軸方向における任意の位置で受力体側変形体３３に接続されていてもよい。例えば、第１傾動体３２ＡのうちＸ軸方向における正側の端部に、受力体側変形体３３が接続されていてもよい。この場合、接続体３７は、第１傾動体３２ＡのうちＸ軸方向における負側の端部に接続されてもよい。

同様に、第２傾動体３２Ｂは、Ｘ軸方向において互いに異なる位置で支持体側変形体３４および接続体３７に接続されていてもよい。第２傾動体３２ＢのうちＸ軸方向における負側の端部に、支持体側変形体３４が接続されている。第２傾動体３２ＢのうちＸ軸方向における正側の端部に、接続体３７が接続されている。

しかしながら、このことに限られることはなく、第２傾動体３２ＢはＸ軸方向における任意の位置で支持体側変形体３４に接続されていてもよい。例えば、第２傾動体３２ＢのうちＸ軸方向における正側の端部に、支持体側変形体３４が接続されていてもよい。この場合、接続体３７は、第２傾動体３２ＢのうちＸ軸方向における負側の端部に接続されていてもよい。

また、接続体３７は、第１傾動体３２Ａの支持体２０の側の端部（図３４における下側の端部３２Ａｆ）に接続されている。また、接続体３７は、第２傾動体３２Ｂの受力体１０の側の端部（図３４における上側の端部３２Ｂｅ）に接続されている。

本実施の形態による変位部４０は、第２傾動体３２Ｂに接続されていてもよい。この場合、変位部４０は、変形部３１に生じた弾性変形により変位を生じるように構成されていてもよい。本実施の形態による変位部４０は、図４Ａに示す変位部４０と同様に、梁４１と、基端部４２と、を含んでいる。梁４１は、基端部４２を介して第２傾動体３２Ｂの支持体２０の側の面（下面）に接続されており、第２傾動体３２Ｂの下方に配置されている。図３４においては、梁４１は、受力体側変形体３３および支持体側変形体３４を越えてＸ軸方向負側には延びていない例が示されているが、梁４１のＸ軸方向の長さは任意である。

検出素子５０は、図４Ａに示す検出素子５０と同様に構成することができる。そして、本実施の形態においても、Ｘ軸方向の力Ｆｘ、Ｙ軸方向の力Ｆｙ、Ｚ軸方向の力Ｆｚが作用した場合に、第１起歪体３０Ａの変形部３１を弾性変形させることができる。このことにより、変位部４０を変位させて、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。このため、受力体１０に作用した力Ｆｘ、Ｆｚを算出することができる。また、検出素子５０を、図１０Ａに示す検出素子５０と同様に構成する場合には、力の３軸成分（力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ）を検出することができる。また、後述するように、図３４に示す第１起歪体３０Ａを、図５に示す各起歪体３０Ａ～３０Ｄに適用した場合には、力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、モーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚを算出することができ、力の６軸成分を検出することができる。

なお、図示しないが、上述した第１起歪体３０Ａ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にも適用されていてもよい。また、上述した第１起歪体３０Ａに対応する検出素子５０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に同様に適用されていてもよい。すなわち、図５に示す力覚センサ１における第１起歪体３０Ａ～第４起歪体３０Ｄが、図３４に示す第１起歪体３０Ａで置き換えられていてもよい。この場合、Ｚ軸方向負側に向かって見たときに（Ｚ軸方向において受力体１０から支持体２０の側に向かって見たときに）、受力体１０の中心Ｏに対する周方向における一側に、各起歪体３０Ａ～３０Ｄの受力体側変形体３３および支持体側変形体３４が配置され、当該周方向における他側に、各起歪体３０Ａ～３０Ｄの接続体３７が配置されてもよい。例えば、上方から見たときに、時計回りの方向に受力体側変形体３３および支持体側変形体３４が配置され、反時計回りの方向に接続体３７が配置されてもよい。この場合、第１起歪体３０Ａの受力体側変形体３３および支持体側変形体３４が、接続体３７よりもＸ軸方向負側に配置され、第２起歪体３０Ｂの受力体側変形体３３および支持体側変形体３４が、接続体３７よりもＹ軸方向負側に配置される。第３起歪体３０Ｃの受力体側変形体３３および支持体側変形体３４が、接続体３７よりもＸ軸方向正側に配置され、第４起歪体３０Ｄの受力体側変形体３３および支持体側変形体３４が、接続体３７よりもＹ軸方向正側に配置される。しかしながら、このことに限られることはなく、上方から見たときに、反時計回りの方向に受力体側変形体３３および支持体側変形体３４が配置され、時計回りの方向に接続体３７が配置されてもよい。

このように本実施の形態によれば、受力体側変形体３３と支持体側変形体３４は、Ｚ軸方向で見たときに、互いに重なる位置に配置されている。このことにより、Ｚ軸方向の力Ｆｚが作用した場合には、受力体１０はＺ軸方向に沿って変位することができる。この場合、受力体１０がＸ軸方向やＹ軸方向などＺ軸方向以外の方向に変位することを抑制することができる。このため、力Ｆｚに対して主軸感度のみを検出することができ、他軸感度が発生することを抑制することができる。

また、本実施の形態によれば、傾動体３２は、受力体側変形体３３に接続された第１傾動体３２Ａと、支持体側変形体３４に接続された第２傾動体３２Ｂと、第１傾動体３２Ａと第２傾動体３２Ｂとを接続する接続体３７と、を含んでいる。このことにより、第１起歪体３０ＡにＺ軸方向に力が作用した場合であっても、接続体３７を弾性変形させることにより、変位部４０を変位させることができる。このため、各容量素子Ｃ１、Ｃ２の静電容量値を変化させることができ、Ｚ軸方向の力Ｆｚの検出精度を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、第１傾動体３２Ａは、第２傾動体３２Ｂよりも受力体１０の側に配置され、接続体３７は、第１傾動体３２Ａと第２傾動体３２Ｂとの間に配置されている。このことにより、第１起歪体３０ＡにＺ軸方向に力が作用した場合であっても、接続体３７を容易に弾性変形させることができ、変位部４０を容易に変位させることができる。このため、各容量素子Ｃ１、Ｃ２の静電容量値を変化させることができ、Ｚ軸方向の力Ｆｚの検出精度をより一層向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、接続体３７は、Ｘ軸方向において受力体側変形体３３および支持体側変形体３４とは反対側で、第１傾動体３２Ａおよび第２傾動体３２Ｂに接続されている。このことにより、第１起歪体３０ＡにＺ軸方向に力が作用した場合であっても、接続体３７を容易に弾性変形させることができ、変位部４０を容易に変位させることができる。このため、各容量素子Ｃ１、Ｃ２の静電容量値を変化させることができ、Ｚ軸方向の力Ｆｚの検出精度をより一層向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、受力体側変形体３３は、第１傾動体３２Ａの受力体１０の側の端部に接続され、支持体側変形体３４は、第２傾動体３２Ｂの支持体２０の側の端部に接続されている。このことにより、第１起歪体３０Ａの形状を簡素化することができる。この場合、第１起歪体３０Ａを機械加工で容易に作製することができる。

また、本実施の形態によれば、Ｚ軸方向負側に向かって見たときに（Ｚ軸方向において受力体１０から支持体２０の側に向かって見たときに）、受力体１０の中心Ｏに対する周方向における一側に、各起歪体３０Ａ～３０Ｄの受力体側変形体３３および支持体側変形体３４が配置され、当該周方向における他側に、各起歪体３０Ａ～３０Ｄの接続体３７が配置されてもよい。この場合、Ｚ軸周りのモーメントが作用した場合に、受力体１０を変位させやすくすることができる。このため、起歪体３０Ａ～３０Ｄの変形部３１を弾性変形しやすくすることができ、変位部４０に設けられた変位電極の変位を大きくさせることができる。このため、力またはモーメントの検出感度を高めることができ、力覚センサ１の検出精度を向上させることができる。

（第７変形例）
なお、上述した本実施の形態においては、受力体側変形体３３は、第１傾動体３２Ａの受力体１０の側の端部３２Ａｅに接続され、支持体側変形体３４は、第２傾動体３２Ｂの支持体２０の側の端部３２Ｂｆに接続されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはない。例えば、図３５に示すように、受力体側変形体３３は、第１傾動体３２Ａの支持体２０の側の端部３２Ａｆに接続され、支持体側変形体３４は、第２傾動体３２Ｂの受力体１０の側の端部３２Ｂｅに接続されていてもよい。図３５は、図３４の起歪体の変形例を示す正面図である。

図３５に示すように、受力体側変形体３３は、第１傾動体３２Ａの支持体２０の側の端部（図３５における下側の端部３２Ａｆ）に接続されている。支持体側変形体３４は、第２傾動体３２Ｂの受力体１０の側の端部（図３５における上側の端部３２Ｂｅ）に接続されている。

図３５に示す変形例においては、受力体側変形体３３は、Ｚ軸方向に延びる第１受力体側延在部３３１と、Ｘ軸方向に延びる第２受力体側延在部３３２と、を含んでいる。すなわち、図３５に示す変形例による受力体側変形体３３は、Ｙ軸方向で見たときにＬ字状に形成されている。第１受力体側延在部３３１と第１傾動体３２Ａとの間には、第１スリット状開口３５が形成されている。

同様に、支持体側変形体３４は、Ｚ軸方向に延びる第１支持体側延在部３４１と、Ｘ軸方向に延びる第２支持体側延在部３４２と、を含んでいる。すなわち、図３５に示す変形例による支持体側変形体３４は、Ｙ軸方向で見たときにＬ字状に形成されている。第１支持体側延在部３４１と第２傾動体３２Ｂとの間には、第２スリット状開口３６が形成されている。

図３５に示す変形例においても、Ｘ軸方向の力Ｆｘ、Ｙ軸方向の力Ｆｙ、Ｚ軸方向の力Ｆｚが作用した場合に、第１起歪体３０Ａの変形部３１を、図３４に示す第１起歪体３０Ａの変形部３１と同様に弾性変形させることができる。このことにより、変位部４０を変位させて、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。このため、受力体１０に作用した力Ｆｘ、Ｆｚを算出することができる。図３５に示す第１起歪体３０Ａを、図５に示す各起歪体３０Ａ～３０Ｄに適用した場合には、力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、モーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚを算出することができ、力の６軸成分を検出することができる。

図３５に示す変形例によれば、受力体側変形体３３は第２受力体側延在部３３２を含み、支持体側変形体３４は第２支持体側延在部３４２を含んでいる。このことにより、受力体１０に力またはモーメントが作用した場合に、第１受力体側延在部３３１および第１支持体側延在部３４１をより一層弾性変形させることができる。このため、力またはモーメントの検出感度をより一層高めることができ、力覚センサ１の検出精度をより一層向上させることができる。

また、図３５に示す変形例によれば、受力体側変形体３３は、第１傾動体３２Ａにおける支持体２０の側の端部３２Ａｆに接続され、支持体側変形体３４は、第２傾動体３２Ｂにおける受力体１０の側の端部３２Ｂｅに接続されている。このことにより、受力体１０から第１傾動体３２Ａまでの受力体側変形体３３の長さを確保することができ、受力体側変形体３３を弾性変形しやすくすることができる。同様に、支持体２０から第２傾動体３２Ｂまでの支持体側変形体３４の長さを確保することができ、支持体側変形体３４を弾性変形しやすくすることができる。また、受力体側変形体３３の長さおよび支持体側変形体３４の長さをそれぞれ確保しながら、第１起歪体３０Ａの高さを低減することができる。このため、力覚センサ１の高さを低減することができ、コンパクト化を図ることができる。

（第６の実施の形態）
次に、図３６を用いて、本発明の第６の実施の形態における力覚センサについて説明する。

図３６に示す第６の実施の形態においては、受力体側変形体が、第１傾動体の受力体の側の端部に接続され、支持体側変形体が、第２傾動体の受力体の側の端部に接続されている点が主に異なり、他の構成は、図３４および図３５に示す第５の実施の形態と略同一である。なお、図３６において、図３４および図３５に示す第５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。

まず、本実施の形態による力覚センサ１について、図３６を参照して説明する。図３６は、第６の実施の形態における力覚センサの起歪体を示す正面図である。

本実施の形態による力覚センサ１においては、受力体側変形体３３は、Ｚ軸方向に延びる第１受力体側延在部３３１を含んでいるが、図４Ａに示すようなＸ軸方向に延びる第２受力体側延在部３３２は含んでいない。すなわち、本実施の形態による受力体側変形体３３は、Ｙ軸方向で見たときに直線状に形成されている。

本実施の形態による支持体側変形体３４は、Ｚ軸方向に延びる第１支持体側延在部３４１と、Ｘ軸方向に延びる第２支持体側延在部３４２と、を含んでいる。すなわち、本実施の形態による支持体側変形体３４は、Ｙ軸方向で見たときにＬ字状に形成されている。

本実施の形態においては、Ｙ軸方向で見たときに（図３６の紙面に向かって見たときに）、第１傾動体３２Ａの正面形状と、第２傾動体３２Ｂの正面形状は、矩形になっている。しかしながら、第１傾動体３２ＡのＺ軸方向における寸法は、第２傾動体３２ＢのＺ軸方向における寸法よりも大きくなっている。

受力体側変形体３３の剛性は、支持体側変形体３４の剛性よりも高くなっている。より具体的には、受力体側変形体３３のＸ軸方向における寸法は、支持体側変形体３４のＸ軸方向における寸法と等しくなっていてもよいが、支持体側変形体３４のＸ軸方向における寸法よりも大きくなっていてもよい。また、受力体側変形体３３のＺ軸方向における寸法が、支持体側変形体３４のＺ軸方向における寸法よりも短くなっている。このことにより、受力体側変形体３３は、支持体側変形体３４よりも弾性変形し難くなっている。このようにして、受力体側変形体３３の剛性が、支持体側変形体３４の剛性よりも高くなっている。

本実施の形態による力覚センサ１においては、図３６に示すように、受力体側変形体３３は、第１傾動体３２Ａの受力体１０の側の端部（図３６における上側の端部３２Ａｅ）に接続されている。すなわち、第１傾動体３２ＡのＸ軸方向における寸法が、第２傾動体３２ＢのＸ軸方向における寸法よりも大きくなっており、第１傾動体３２Ａは、受力体側変形体３３の下端までＸ軸方向負側に延びている。支持体側変形体３４は、第２傾動体３２Ｂの受力体１０の側の端部（図３６における下側の端部３２Ｂｅ）に接続されている。

本実施の形態による変位部４０は、第２傾動体３２Ｂに接続されていてもよい。この場合、変位部４０は、変形部３１に生じた弾性変形により変位を生じるように構成されていてもよい。本実施の形態による変位部４０は、図４Ａに示す変位部４０と同様に、梁４１と、基端部４２と、を含んでいる。梁４１は、基端部４２を介して第２傾動体３２Ｂの支持体２０の側の面（下面）に接続されており、第２傾動体３２Ｂの下方に配置されている。図３６においては、梁４１は、受力体側変形体３３および支持体側変形体３４を越えてＸ軸方向負側には延びていない例が示されているが、梁４１のＸ軸方向の長さは任意である。

このように本実施の形態によれば、受力体側変形体３３は、第１傾動体３２Ａの受力体１０の側の端部３２Ａｅに接続され、支持体側変形体３４は、第２傾動体３２Ｂの受力体１０の側の端部３２Ｂｅに接続されている。このことにより、受力体側変形体３３の形状を簡素化することができ、第１起歪体３０Ａの機械加工を容易化させることができる。一方、支持体２０から第２傾動体３２Ｂまでの支持体側変形体３４の長さを確保することができ、支持体側変形体３４を弾性変形しやすくすることができる。また、支持体側変形体３４の長さを確保しながら、第１起歪体３０Ａの高さを低減することができる。このため、力覚センサ１の高さを低減することができ、コンパクト化を図ることができる。

また、本実施の形態によれば、受力体側変形体３３の剛性が、支持体側変形体３４の剛性よりも高くなっている。このことにより、受力体側変形体３３を弾性変形し難くすることができる。この場合、接続体３７の弾性変形および支持体側変形体３４の弾性変形をそれぞれ大きくすることができる。このため、第２傾動体３２Ｂを大きく回動させることができ、変位部４０に設けられた変位電極基板Ｅｄ１、Ｅｄ２の変位を大きくさせることができる。このため、力またはモーメントの検出感度を高めることができ、力覚センサ１の検出精度を向上させることができる。

（第７の実施の形態）
次に、図３７を用いて、本発明の第７の実施の形態における力覚センサについて説明する。

図３７に示す第７の実施の形態においては、受力体側変形体と支持体側変形体が、湾曲している点が主に異なり、他の構成は、図１～図１４に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図３７において、図１～図１４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。

まず、本実施の形態による力覚センサ１について、図３７を参照して説明する。図３７は、第７の実施の形態における力覚センサの起歪体を示す正面図である。

本実施の形態による力覚センサ１においては、図３７に示すように、第１起歪体３０Ａの受力体側変形体３３と支持体側変形体３４とが、Ｙ軸方向で見たときに湾曲している。より具体的には、受力体側変形体３３は、Ｙ軸方向で見たときに、Ｚ軸方向正側およびＸ軸方向負側に（図３７において斜め左上側に）凸となるように湾曲している。支持体側変形体３４は、Ｙ軸方向で見たときに、Ｚ軸方向負側およびＸ軸方向正側に（図３７において斜め右下側に）凸となるように湾曲している。なお、受力体側変形体３３の湾曲形状および支持体側変形体３４の湾曲形状は、図３７に示す形状に限られることはない。

受力体側変形体３３は、受力体側台座９１を介して受力体１０に接続されていてもよい。このことにより、湾曲した受力体側変形体３３であっても、受力体側台座９１によって受力体１０に安定して取り付けることができる。一方、支持体側変形体３４は、支持体側台座９２を介して支持体２０に接続されていてもよい。このことにより、湾曲した支持体側変形体３４であっても、支持体側台座９２によって支持体２０に安定して取り付けることができる。例えば、受力体側台座９１、受力体側変形体３３、傾動体３２、支持体側変形体３４および支持体側台座９２が、一体に形成されてもよく、この場合には、受力体側台座９１はボルトまたは接着剤等で受力体１０に固定されてもよく、支持体側台座９２はボルトまたは接着剤等で支持体２０に固定されてもよい。なお、受力体側台座９１および支持体側台座９２は、図３７に示す第１起歪体３０Ａに適用されることに限られることはなく、図４Ａ等に示す他の起歪体３０Ａ～３０Ｄにも適用することができる。また、受力体側台座９１と受力体側変形体３３は、別体に形成されて、ボルトまたは接着剤等で互いに固定されていてもよく、支持体側台座９２と支持体側変形体３４は、別体に形成されて、ボルトまたは接着剤等で互いに固定されていてもよい。

本実施の形態による受力体側変形体３３は、傾動体３２における受力体１０の側の端部（図３７における上側の端部３２ｅ）に接続されている。受力体側変形体３３は、傾動体３２におけるＸ軸方向負側の端部からＸ軸方向正側およびＺ軸方向正側に延びている。支持体側変形体３４は、傾動体３２における支持体２０の側の端部（図３７における下側の端部３２ｆ）に接続されている。支持体側変形体３４は、傾動体３２におけるＸ軸方向正側の端部からＸ軸方向負側およびＺ軸方向負側に延びている。このことにより、受力体側台座９１は、支持体側台座９２よりもＸ軸方向正側に配置されている。このようにして、本実施の形態による傾動体３２は、Ｚ軸方向において受力体側変形体３３と支持体側変形体３４との間に配置されている。

また、図３７に示すように、Ｙ軸方向で見たときの受力体側変形体３３の輪郭３３ｐと傾動体３２の輪郭３２ｐとが、Ｒ輪郭部９３を介して接続されていてもよい。このことにより、受力体側変形体３３と傾動体３２との接続部において、応力を緩和させることができ、応力集中を抑制できる。このため、力覚センサ１の信頼性を向上させることができる。また、支持体側変形体３４の輪郭３４ｐと傾動体３２の輪郭３２ｐとが、Ｒ輪郭部９３を介して接続されていてもよい。このことにより、支持体側変形体３４と傾動体３２との接続部において、応力を緩和させることができ、応力集中を抑制できる。このため、力覚センサ１の信頼性を向上させることができる。すなわち、受力体側変形体３３の輪郭３３ｐおよび支持体側変形体３４の輪郭３４ｐの両方が、傾動体３２の輪郭３２ｐとＲ輪郭部９３を介して接続されていてもよく、受力体側変形体３３の輪郭３３ｐおよび支持体側変形体３４の輪郭３４ｐの一方が、傾動体３２の輪郭３２ｐとＲ輪郭部９３を介して接続されていてもよい。Ｒ輪郭部９３のＲ寸法は、例えば、２ｍｍ～５ｍｍであってもよい。後述するＲ輪郭部９４についても同様である。なお、このＲ輪郭部９３は、図３７に示す第１起歪体３０Ａに適用されることに限られることはなく、図４Ａ等に示す他の起歪体３０Ａ～３０Ｄにも適用することができる。

また、図３７に示すように、Ｙ軸方向で見たときの第１起歪体３０Ａの受力体側変形体３３の輪郭３３ｐと受力体側台座９１の輪郭９１ｐとが、Ｒ輪郭部９４を介して接続されていてもよい。このことにより、受力体側変形体３３と受力体側台座９１との接続部において、応力を緩和させることができ、応力集中を抑制できる。また、第１起歪体３０Ａの支持体側変形体３４の輪郭３４ｐと支持体側台座９２の輪郭９２ｐとが、Ｒ輪郭部９４を介して接続されていてもよい。このことにより、支持体側変形体３４と支持体側台座９２との接続部においても、応力を緩和させることができ、応力集中を抑制できる。このため、力覚センサ１の信頼性を向上させることができる。

本実施の形態による変位部４０は、傾動体３２に接続されていてもよい。例えば、図３７に示すように、傾動体３２のＸ軸方向負側の側面に接続されていてもよい。この場合、基端部４２は、傾動体３２のＸ軸方向正側の側面に、Ｘ軸方向負側に延びる延長部４５を介して接続されていてもよい。この場合、基端部４２は、延長部４５のＸ軸方向負側の端部から下方に延びるように形成されてもよい。

検出素子５０は、図４Ａに示す検出素子５０と同様に構成することができる。そして、本実施の形態においても、Ｘ軸方向の力Ｆｘ、Ｙ軸方向の力Ｆｙ、Ｚ軸方向の力Ｆｚが作用した場合に、第１起歪体３０Ａの変形部３１を弾性変形させることができる。このことにより、変位部４０を変位させて、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。このため、受力体１０に作用した力Ｆｘ、Ｆｚを算出することができる。また、検出素子５０を、図１０Ａに示す検出素子５０と同様に構成する場合には、力の３軸成分（力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ）を検出することができる。また、後述するように、図３７に示す第１起歪体３０Ａを、図５に示す各起歪体３０Ａ～３０Ｄに適用した場合には、力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、モーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚを算出することができ、力の６軸成分を検出することができる。

なお、図３７においては、検出素子５０は、１つの変位電極基板Ｅｄ０と、２つの固定電極基板Ｅｆ１、Ｅｆ２とで構成されて、１つの変位電極基板Ｅｄ０が２つの固定電極基板Ｅｆ１、Ｅｆ２に対向して２つの容量素子Ｃ１、Ｃ２が構成されていてもよい。すなわち、変位電極基板Ｅｄ０が、２つの容量素子Ｃ１、Ｃ２の共通変位電極基板として構成されており、第１容量素子Ｃ１が変位電極基板Ｅｄ０と第１固定電極基板Ｅｆ１とで構成され、第２容量素子Ｃ２が変位電極基板Ｅｄ０と第２固定電極基板Ｅｆ２とで構成されている。共通の変位電極基板Ｅｄ０は、１つの変位電極Ｅｄと１つの絶縁体ＩＢｄ（図４Ａ参照）とで構成されていてもよい。図３７に示す各固定電極基板Ｅｆ１、Ｅｆ２は、Ｚ軸方向で見たときに、変位電極基板Ｅｄ０と重なっていてもよい。そして、変位電極基板Ｅｄ０がＸ軸方向、Ｙ軸方向またはＺ軸方向に変位した場合であっても、第１固定電極基板Ｅｆ１が全体として変位電極基板Ｅｄ０に重なるとともに、第２固定電極基板Ｅｆ２が全体として変位電極基板Ｅｄ０に重なっていてもよい。なお、図示しないが、２つの容量素子Ｃ１、Ｃ２は、２つの変位電極基板と、１つの共通固定電極基板で構成されて、１つの共通固定電極基板が、２つの変位電極基板に対向していてもよい。共通の固定電極基板は、１つの固定電極Ｅｆと１つの絶縁体ＩＢｆ（図４Ａ参照）とで構成されていてもよい。このように検出素子５０が２つの容量素子Ｃ１、Ｃ２で構成される場合には、力の２軸成分を検出することができる。なお、図３７においては、固定電極基板Ｅｆ１は、台座９５を介して支持体２０に固定されている。また、共通変位電極基板または共通固定電極基板は、本実施の形態に適用することに限られることはなく、他の実施の形態や変形例にも適用することができる。

なお、図示しないが、上述した第１起歪体３０Ａ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にも適用されていてもよい。また、上述した第１起歪体３０Ａに対応する検出素子５０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に同様に適用されていてもよい。すなわち、図５に示す力覚センサ１における第１起歪体３０Ａ～第４起歪体３０Ｄが、図３７に示す第１起歪体３０Ａで置き換えられていてもよい。この場合、Ｚ軸方向負側に向かって見たときに（Ｚ軸方向において受力体１０から支持体２０の側に向かって見たときに）、受力体１０の中心Ｏに対する周方向における一側に、各起歪体３０Ａ～３０Ｄの受力体側台座９１が配置され、当該周方向における他側に、各起歪体３０Ａ～３０Ｄの支持体側台座９２が配置されてもよい。例えば、上方から見たときに、反時計回りの方向に受力体側台座９１が配置され、時計回りの方向に支持体側台座９２が配置されてもよい。この場合、第１起歪体３０Ａの受力体側台座９１が、支持体側台座９２よりもＸ軸方向正側に配置され、第２起歪体３０Ｂの受力体側台座９１が、支持体側台座９２よりもＹ軸方向正側に配置される。第３起歪体３０Ｃの受力体側台座９１が、支持体側台座９２よりもＸ軸方向負側に配置され、第４起歪体３０Ｄの受力体側台座９１が、支持体側台座９２よりもＹ軸方向負側に配置される。しかしながら、このことに限られることはなく、上方から見たときに、時計回りの方向に受力体側台座９１が配置され、反時計回りの方向に支持体側台座９２が配置されてもよい。あるいは、受力体側台座９１および支持体側台座９２は、Ｚ軸方向で見たときに互いに重なる位置に配置されていてもよい。

このように本実施の形態によれば、第１起歪体３０Ａの受力体側変形体３３と支持体側変形体３４とが、Ｙ軸方向で見たときに湾曲している。このことにより、受力体側変形体３３および支持体側変形体３４を、応力を小さくして、弾性変形しやすくすることができる。このため、変位部４０に設けられた変位電極基板Ｅｄ１、Ｅｄ２の変位を大きくさせることができる。このため、力またはモーメントの検出感度を高めることができ、力覚センサ１の検出精度を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、Ｚ軸方向負側に向かって見たときに（Ｚ軸方向において受力体１０から支持体２０の側に向かって見たときに）、受力体１０の中心Ｏに対する周方向における一側に、各起歪体３０Ａ～３０Ｄの受力体側台座９１が配置され、当該周方向における他側に、各起歪体３０Ａ～３０Ｄの支持体側台座９２が配置されてもよい。この場合、Ｚ軸周りのモーメントが作用した場合に、受力体１０を変位させやすくすることができる。このため、起歪体３０Ａ～３０Ｄの変形部３１を弾性変形しやすくすることができ、変位部４０に設けられた変位電極の変位を大きくさせることができる。このため、力またはモーメントの検出感度を高めることができ、力覚センサ１の検出精度を向上させることができる。

なお、上述したＲ輪郭部９３は、図３７に示す第１起歪体３０Ａに適用されることに限られることはない。例えば、図４Ａ等に示す第１起歪体３０Ａ等、他の起歪体にも適用することができる。

１力覚センサ
１０受力体
２０支持体
３０Ａ第１起歪体
３０Ｂ第２起歪体
３０Ｃ第３起歪体
３０Ｄ第４起歪体
３１変形部
３１Ａ第１変形部
３１Ｂ第２変形部
３２傾動体
３２Ａ第１傾動体
３２Ｂ第２傾動体
３２ｅ端部
３２ｆ端部
３３受力体側変形体
３３１第１受力体側延在部
３３２第２受力体側延在部
３４支持体側変形体
３４１第１支持体側延在部
３４２第２支持体側延在部
３５第１スリット状開口
３６第２スリット状開口
３７接続体
３８第３スリット状開口
４０変位部
４０Ａ第１変位部
４０Ｂ第２変位部
４１梁
４２基端部
４５延長部
５０検出素子
６０検出回路
８０外装体
９１受力体側台座
９２支持体側台座
９３Ｒ輪郭部
９４Ｒ輪郭部
１０００産業用ロボット
１１００ロボット本体
１２００エンドエフェクタ
１３００電気ケーブル
１４００制御部
Ｃ１～Ｃ１６、Ｃ２１～Ｃ２４容量素子
Ｅｄ０、Ｅｄ１～Ｅｄ１６、Ｅｄ２１～Ｅｄ２４変位電極基板
Ｅｆ１～Ｅｆ１６、Ｅｆ２１～Ｅｆ２４固定電極基板

Claims

検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける受力体と、
第１方向において前記受力体の一側に配置され、前記受力体を支持する支持体と、
前記受力体と前記支持体とを接続する起歪体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する変形部と、前記変形部に接続され、前記変形部に生じた弾性変形により変位を生じる変位部と、を有する起歪体と、
前記変位部に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、前記起歪体に作用した力またはモーメントを示す電気信号を出力する検出回路と、を備え、
前記変形部は、前記第１方向に直交する第２方向に延びる傾動体と、前記受力体と前記傾動体とを接続する受力体側変形体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な受力体側変形体と、前記傾動体と前記支持体とを接続する支持体側変形体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な支持体側変形体と、を有し、
前記受力体側変形体は、前記第１方向に延びる第１受力体側延在部を含み、
前記支持体側変形体は、前記第１方向に延びる第１支持体側延在部を含み、
前記受力体側変形体は、前記第２方向に延びる、前記第１受力体側延在部と前記傾動体とを接続する第２受力体側延在部を含み、
前記支持体側変形体は、前記第２方向に延びる、前記第１支持体側延在部と前記傾動体とを接続する第２支持体側延在部を含む、力覚センサ。
前記受力体側変形体は、前記傾動体における前記支持体の側の端部に接続され、
前記支持体側変形体は、前記傾動体における前記受力体の側の端部に接続されている、請求項１に記載の力覚センサ。
検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける受力体と、
第１方向において前記受力体の一側に配置され、前記受力体を支持する支持体と、
前記受力体と前記支持体とを接続する起歪体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する変形部と、前記変形部に接続され、前記変形部に生じた弾性変形により変位を生じる変位部と、を有する起歪体と、
前記変位部に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、前記起歪体に作用した力またはモーメントを示す電気信号を出力する検出回路と、を備え、
前記変形部は、前記第１方向に直交する第２方向に延びる傾動体と、前記受力体と前記傾動体とを接続する受力体側変形体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な受力体側変形体と、前記傾動体と前記支持体とを接続する支持体側変形体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な支持体側変形体と、を有し、
前記受力体側変形体は、前記第１方向に延びる第１受力体側延在部を含み、
前記支持体側変形体は、前記第１方向に延びる第１支持体側延在部を含み、
前記受力体側変形体は、前記傾動体における前記支持体の側の端部に接続され、
前記支持体側変形体は、前記傾動体における前記受力体の側の端部に接続されている、力覚センサ。
前記受力体側変形体と前記支持体側変形体は、前記第２方向において互いに異なる位置に配置されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の力覚センサ。
前記傾動体は、前記第２方向において前記受力体側変形体と前記支持体側変形体との間に配置されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の力覚センサ。
検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける受力体と、
第１方向において前記受力体の一側に配置され、前記受力体を支持する支持体と、
前記受力体と前記支持体とを接続する起歪体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する変形部と、前記変形部に接続され、前記変形部に生じた弾性変形により変位を生じる変位部と、を有する起歪体と、
前記変位部に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、前記起歪体に作用した力またはモーメントを示す電気信号を出力する検出回路と、を備え、
前記変形部は、前記第１方向に直交する第２方向に延びる傾動体と、前記受力体と前記傾動体とを接続する受力体側変形体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な受力体側変形体と、前記傾動体と前記支持体とを接続する支持体側変形体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な支持体側変形体と、を有し、
前記受力体側変形体は、前記第１方向に延びる第１受力体側延在部を含み、
前記支持体側変形体は、前記第１方向に延びる第１支持体側延在部を含み、
前記傾動体は、前記第２方向において前記受力体側変形体と前記支持体側変形体との間に配置されている、力覚センサ。
前記受力体と前記支持体とは、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、を有し、
前記第１方向をＸＹＺ三次元座標系におけるＺ軸方向とし、
前記受力体の中心に対してＹ軸方向負側に前記第１起歪体が配置され、前記受力体の中心に対してＸ軸方向正側に前記第２起歪体が配置され、前記受力体の中心に対してＹ軸方向正側に前記第３起歪体が配置され、前記受力体の中心に対してＸ軸方向負側に第４起歪体が配置され、
前記第１起歪体および前記第３起歪体の前記第２方向をＸ軸方向とし、
前記第２起歪体および前記第４起歪体の前記第２方向をＹ軸方向としている、請求項１～６のいずれか一項に記載の力覚センサ。
前記起歪体は、２つの前記変形部と、２つの前記変位部と、を有し、
２つの前記変形部は、第１変形部と、前記第２方向において前記第１変形部とは異なる位置に配置された第２変形部と、を有し、
２つの前記変位部は、前記第１変形部に接続された、前記第１変形部に生じた弾性変形により変位を生じる第１変位部と、前記第２変形部に接続された、前記第２変形部に生じた弾性変形により変位を生じる第２変位部と、を有している、請求項１～６のいずれか一項に記載の力覚センサ。
検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける受力体と、
第１方向において前記受力体の一側に配置され、前記受力体を支持する支持体と、
前記受力体と前記支持体とを接続する起歪体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する変形部と、前記変形部に接続され、前記変形部に生じた弾性変形により変位を生じる変位部と、を有する起歪体と、
前記変位部に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、前記起歪体に作用した力またはモーメントを示す電気信号を出力する検出回路と、を備え、
前記変形部は、前記第１方向に直交する第２方向に延びる傾動体と、前記受力体と前記傾動体とを接続する受力体側変形体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な受力体側変形体と、前記傾動体と前記支持体とを接続する支持体側変形体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な支持体側変形体と、を有し、
前記受力体側変形体は、前記第１方向に延びる第１受力体側延在部を含み、
前記支持体側変形体は、前記第１方向に延びる第１支持体側延在部を含み、
前記変形部は、２つの前記傾動体と、２つの前記支持体側変形体と、を有し、
２つの前記傾動体は、第１傾動体と、前記第２方向において前記第１傾動体とは異なる位置に配置された第２傾動体と、を有し、
前記受力体側変形体は、前記第１傾動体と前記第２傾動体との間に配置されて、前記第１傾動体および前記第２傾動体を前記受力体に接続し、
２つの前記支持体側変形体は、前記第１傾動体と前記支持体とを接続する第１支持体側変形体と、前記第２傾動体と前記支持体とを接続する第２支持体側変形体と、を有し、
前記起歪体は、前記第１傾動体に接続された、前記変形部に生じた弾性変形により変位を生じる第１変位部と、前記第２傾動体に接続された、前記変形部に生じた弾性変形により変位を生じる第２変位部と、を有している、力覚センサ。
検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける受力体と、
第１方向において前記受力体の一側に配置され、前記受力体を支持する支持体と、
前記受力体と前記支持体とを接続する起歪体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する変形部と、前記変形部に接続され、前記変形部に生じた弾性変形により変位を生じる変位部と、を有する起歪体と、
前記変位部に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、前記起歪体に作用した力またはモーメントを示す電気信号を出力する検出回路と、を備え、
前記変形部は、前記第１方向に直交する第２方向に延びる傾動体と、前記受力体と前記傾動体とを接続する受力体側変形体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な受力体側変形体と、前記傾動体と前記支持体とを接続する支持体側変形体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な支持体側変形体と、を有し、
前記受力体側変形体は、前記第１方向に延びる第１受力体側延在部を含み、
前記支持体側変形体は、前記第１方向に延びる第１支持体側延在部を含み、
前記変形部は、２つの前記傾動体と、２つの前記受力体側変形体と、を有し、
２つの前記傾動体は、第１傾動体と、前記第２方向において前記第１傾動体とは異なる位置に配置された第２傾動体と、を有し、
２つの前記受力体側変形体は、前記受力体と前記第１傾動体とを接続する第１受力体側変形体と、前記受力体と前記第２傾動体とを接続する第２受力体側変形体と、を有し、
前記支持体側変形体は、前記第１傾動体と前記第２傾動体との間に配置されて、前記第１傾動体および前記第２傾動体を前記支持体に接続し、
前記起歪体は、前記第１傾動体に接続された、前記変形部に生じた弾性変形により変位を生じる第１変位部と、前記第２傾動体に接続された、前記変形部に生じた弾性変形により変位を生じる第２変位部と、を有している、力覚センサ。
検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける受力体と、
第１方向において前記受力体の一側に配置され、前記受力体を支持する支持体と、
前記受力体と前記支持体とを接続する起歪体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形する変形部と、前記変形部に接続され、前記変形部に生じた弾性変形により変位を生じる変位部と、を有する起歪体と、
前記変位部に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、前記起歪体に作用した力またはモーメントを示す電気信号を出力する検出回路と、を備え、
前記変形部は、前記第１方向に直交する第２方向に延びる傾動体と、前記受力体と前記傾動体とを接続する受力体側変形体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な受力体側変形体と、前記傾動体と前記支持体とを接続する支持体側変形体であって、前記受力体が受けた力またはモーメントの作用により弾性変形可能な支持体側変形体と、を有し、
前記受力体側変形体は、前記第１方向に延びる第１受力体側延在部を含み、
前記支持体側変形体は、前記第１方向に延びる第１支持体側延在部を含み、
前記受力体側変形体と前記支持体側変形体は、前記第１方向で見たときに、互いに重なる位置に配置され、
前記傾動体は、前記受力体側変形体に接続された、前記第２方向に延びる第１傾動体と、前記支持体側変形体に接続された、前記第２方向に延びる第２傾動体と、前記第１傾動体と前記第２傾動体とを接続する接続体と、を含み、
前記受力体側変形体は、前記第１傾動体の前記受力体の側の端部に接続され、
前記支持体側変形体は、前記第２傾動体の前記受力体の側の端部に接続されている、力覚センサ。
前記変位部は、前記傾動体に接続された、前記第２方向に延びる梁を含み、
前記検出素子は、前記受力体または前記支持体に設けられた２つの固定電極基板と、前記梁に設けられた２つの変位電極基板と、を有し、
前記固定電極基板は、対応する前記変位電極基板に対向し、
２つの前記変位電極基板は、前記第２方向において互いに異なる位置に配置されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載の力覚センサ。
前記変位部は、前記傾動体に接続された、前記第２方向に延びる梁を含み、
前記検出素子は、前記受力体または前記支持体に設けられた２つの固定電極基板と、前記梁に設けられた１つの変位電極基板と、を有し、
前記変位電極基板は、２つの前記固定電極基板に対向し、
２つの前記変位電極基板は、前記第２方向において互いに異なる位置に配置されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載の力覚センサ。
前記変位部は、前記傾動体に接続された、前記第２方向に延びる梁を含み、
前記検出素子は、前記受力体または前記支持体に設けられた１つの固定電極基板と、前記梁に設けられた２つの変位電極基板と、を有し、
前記固定電極基板は、２つの前記変位電極基板に対向し、
２つの前記固定電極基板は、前記第２方向において互いに異なる位置に配置されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載の力覚センサ。