JPH0320635A - 力検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は力検出装置、特にＸＹＺ三次元座標系において
、原点を作用点として各軸方向に作用する力および各輔
回りに作用するモーメントを検出する力検出装置に関す
る。

〔従来の技術〕

一般に、ある作用点に働く力を検出する装置は、この力
の作用によって生じる応力歪みを極出することによって
間接的に力の検出を行っている。応力歪みの検出は、力
の作用によって応力歪みを生じる起歪体の各部にストレ
ーンゲージなどの検出器を設け、この検出器の抵抗値な
どの変化を測定することによって行われている。

最近では、機械的変形によって電気抵抗が変化するとい
うビエゾ抵抗効果の性質を備えた抵抗素子を、半導体基
板上に配列し、この抵抗素子の抵抗値の変化から力を検
出する技術も提案されている。力の作用によって半導体
基板上に機械的な歪みを起こさせ、これによって生じる
抵抗素子の抵抗値の変化を電気的に検出するのである。

たとえば、特開昭６３−２６６３２９号公報には、ＸＹ
平面上に広がった基板上の、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に
沿った所定位置に、複数の抵抗素子を形成し、これら抵
抗素子を特有のブリッジ回路に組むことにより、各軸方
向に作用した力および各軸回りに作用したモーメントを
、ブリッジ電圧の変化として検出できる技術が開示され
ている。また、特願平１．　−　２　３　１．　２　１
号明細書には、より正確な測定が可能な抵抗素子の配置
が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の力険出装置では、原点を作用点として、Ｘ軸方向
の力Ｆｘ，Ｙ軸方向の力ｉ；’ｙ，ｚ軸方向の力Ｆｚ．
そしてＸ軸回りのモーメントＭｘ，Ｙ軸回りのモーメン
トＭＹ，Ｚ軸回りのモーメントＭ　ｚ　，の６つの成分
を検出することができる。ところが、従来の装置には、
この各戊分の感度に著しい相違が生じるという問題点が
ある。たとえば、前述の特開昭６３−２６６３２９号公
報に開示された装置、あるいは前述の特願平１　−　２
　３　１．　２　１号明細書に開示された装置では、Ｆ
ｚの検出感度ニ比べ、ＦｘあるいはＦＹの検出感度が１
／１０程度となる。すなわち、同じ力を２軸方向に加え
た場合と、Ｘ軸あるいはＹ軸方向に加えた場合とでは、
検出電圧値に１０倍もの差が出てしまう。

このため、各出力信号を正確に処理することが困難にな
る。また、これらの装置では、他方向成分の干渉を相殺
するような位置に抵抗素子を配置した構成になっている
が、力の各成分ごとの検出感度が大きく違うと、干渉を
うまく相殺することができず、正確な測定ができないと
いう問題も生しる。

そこで本発明は、各方向戊分についての検出感度ができ
るだけ均一になるような力検出装置を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕 （１）　　本願第１の発明は、 機械的変形によって電気抵抗が変化する性質をもち所定
面上に形或された抵抗素子と、この抵抗素子に機械的変
形を生じさせるための起歪体と、 を備え、抵抗素子形成面の中央付近に原点をとり、抵抗
素子形成面がＸＹ平面に含まれるようにＸＹＺ三次元座
標系を定義したときに、原点を作用点として、座標軸方
向に作用する力あるいは座標軸回りに作用するモーメン
トを検出する力険出装置において、 抵抗素子形戊而の原点の下方に位置し、作用する力を原
点に伝える作用部と、 抵抗素子形成面の周囲を固定するための固定部と、 作用部と固定部との間に形成され、Ｚ軸方向に対して十
分な可撓性をもった第１可撓部と作用部と固定部との間
に形成され、Ｚ軸に対して垂直な方向に対して十分な可
撓性をもった第２可撓部と、 によって起歪体を構成したものである。

（２〉　　本願第２の発明は、 機械的変形によって電気抵抗が変化する性質をもつ抵抗
素子が上面に形成された基板と、この基板に機械的変形
を生じさせるために、基板の下面に接続された起歪体と
、 を備え、基板上面の中央付近に原点をとり、基板上而が
ＸＹ平面に含まれるようにＸＹＺ三次元座標系を定義し
たときに、原点を作用点として、座標軸方向に作用する
力あるいは座標軸回りに作用するモーメントを検出する
力検出装置において、基板の原点の下方α置に接続され
、作用する力を原点に伝える作用部と、 基板の周囲を固定するための固定部と、作用部と固定部
との間に形成され、ｚ軸方向に対して十分な可撓性をも
った第１可撓部と、作用部と固定部との間に形或され、
Ｚ軸に対して垂直な方向に対して十分な可撓性をもった
第２可撓部と、 によって起歪体を構成したものである。

（３）　　本願第３の発明は、上述の第２の発明に係る
力検出装置において、 Ｚ軸に対してほぼ垂直な面に沿って延び、Ｚ軸方向につ
いての厚みが小さく、Ｚ軸の周囲を取り囲むように設け
られた環状平板部によって、第１可撓部を構成したもの
である。

（４〉　　本願第４の発明は、上述の第２の発明に係る
力検出装置において、 Ｚ軸に対してほほ平行な面に沿って延び、Ｚ軸に対して
垂直な方向についての厚みが小さく、Ｚ軸の周囲を取り
囲むように設けられた筒状部によって、第２可撓部を構
成したものである。

〔作　用〕

本発明によれば、起歪体に第１可撓部と第２可撓部とが
形或される。第１可撓部はＺ軸方向に対して十分な可撓
性をもっているため、作用部に２軸方向の力が作用した
場合、この第１可撓部の撓みによってＺ軸方向の機械的
変形が抵抗素子に十分に伝達される。また、第２の可撓
部はＺ輔に対して垂直な方向に対して十分な可撓性をも
っているため、作用部にＸ軸方向あるいはＹ軸方向の力
が作用した場合、この第２可撓部の撓みによってＸ軸方
向あるいはＹ軸方向の機械的変形が抵抗素子に十分に伝
達される。結局、ｘ，　ｙ，　ｚのいずれの方向成分の
力に対してもほほ均等な検出感度が得られる。

〔実施例〕

装置の全体構成 以下本発明を図示する実施例に基づいて詳述する。第１
図は本発明の一実施例に係る力検出装置の側断面図、第
２図は同装置の上面図である。この装置は、大きく分け
て、半導体基板１０と起歪体２０との２つの構成要素か
らなる。実際の製品としては、この他に半導体基板１０
の上面を保護するためのカバー、装置を収容する筐体、
電気的な配線などの要素が必要になるが、ここでは便宜
上、これらの付属品についての説明は省略する。

半導体基板１０の上面の中央部に作用点Ｐを定義し、こ
の作用点Ｐを原点としてＸＹＺ三次元座標系を図のよう
に定義する。半導体基板１０の上面がちょうどＸＹ平面
内に含まれることになる。第２図に示す装置をＸ軸に沿
って切った断面図が第１図の側断面図に相当する。半導
体基板１０の構造をより明瞭にするために、第２図に示
す装置を切断線Ａ−Ａに沿って切った側断面図を第３図
に示す。また、起歪体２０の｛１号造をより明瞭にする
ために、起歪体２０だけの上面図を第４図に示す。

半導体基板の構成 はじめに、半導体基板１０の構造を説明する。

半導体基板１０は、この実施例ではシリコンのウエハを
正方形に切断したものであり、４か所に四分円状の貫通
孔１５が設けられ、その結果、４本の架橋部１１〜］４
が形戊されている。この架橋部１１〜１４のそれぞれに
は、６か所に抵抗素子群Ｒが形成されている。第２図に
示すように、この抵抗素子群Ｒは合計２４か所に形成さ
れていることになる。第５図は、この２４か所に形成さ
れた抵抗素子群Ｒを示す拡大上面図である。ここでは、
Ｒｌ−Ｒ２４と符号を付して示している。この各抵抗素
子群Ｒ１〜Ｒ２４は、それぞれが複数の抵抗素子で構成
されている。第５図に示す各抵抗素子群の位置は、その
抵抗素子群に所属する抵抗素子が分布する領域を示して
いるにすぎない。たとえば、抵抗素子群Ｒ３は、第６図
に示すように、４つの抵抗素子ｒ１〜ｒ４によって構成
されており、この抵抗素子ｒ１〜ｒ４が、第５図におい
てＲ３と記された領域に分布ｌ７ていることになる。

各抵抗素子は、半導体基板１０上に不純物を拡散するこ
とによって形或されており、機械的変形によって電気抵
抗が変化するビエゾ抵抗効果をもつ批抗素子である。

この装置を力検出装置として用いるには、上述のように
配された２４組の抵抗素子群を用いて、第７図（ａ）〜
（「〉に示すような６とおりのブリッジを形成する。各
ブリッジにはそれぞれ電源３０が接続されるとともに、
作用点Ｐに加えられたＸ軸方向の力Ｆｘ，Ｙ？ｔｈ方向
の力ＦＹ，Ｚ軸方向の力Ｆｚ，そしてＸ軸回りのモーメ
ントＭｘＳＹ輔回りのモーメントＭＹ，Ｚ軸回りのモー
メントＭｚ、の６つの力成分を示す電圧値ＶＦｘ，ＶＦ
ｙ，ＶＦ　Ｚ，ＶＭｘ，ＶＭｙ，ＶＭｚを検出する電圧
計４１〜４６が接続されている。なお、このブリッジ回
路図で示されている各抵抗素子の記号は、その抵抗素子
群の中のｌつの抵抗素子を意味しており、同一記号が付
されている抵抗素子であってもそれらは同一の抵抗素子
群に属する別な抵抗素子を意味するものとする。たとえ
ば、第７図の回路図中、Ｒ３と記された抵抗素子は同図
（Ｃ）に２か所、同図（ｅ）に２か所、合計で４か所に
用いられているが、これらはそれぞれ第６図に示す４つ
の抵抗素子ｒ１〜ｒ４を用いており、亙いに電気的に独
立した別な抵抗素子である。ここでは、説明の便宜上、
抵抗素子群Ｒｘ（Ｘ＝１〜２４）に属する１抵抗素子を
示すのに、同一記号Ｒｘを用いた。

結局、第５図に示すように抵抗素子群を配置し、第７図
に示すようなブリッジ回路を形成すると、作用点Ｐに加
わる３輔方向の力および３軸回りのモーメントという６
成分の検出が可能になる。この検出原理については、本
願の本旨ではないため、ここでは説明を省略する。詳抑
は特願平１−２３１２１号明細書を参点されたい。なお
、１氏抗素子の配置は、ここに述べたものに限定される
わけではなく、たとえば特開昭６３−２６６３２９号公
報に開示された配置や、その他の配置を採ってもかまわ
ない。

起歪体の構成 それでは、本願発明の本旨となる起歪体２０の構造につ
いて説明する。この起歪体２０の構造は第３図の側断面
図および第４図の上面図を参照するとよくわかる。全体
はほほ′円盤状をしている。

中央の作用部２１は下方に突出しており、実際には、こ
の作川部２１の下端に外力を加えることによって力険出
を行うことになる。作用部２１の上端は半導体基板１０
の下面に接着されている。

方、周囲の固定部２２は、通常は、装置を収容する筐体
に固着される。固定部２２の上面は半導体基板１０の下
面に接着されている。作用部２１と固定部２２との間に
は、環状平板部２３および筒状部２４が設けられている
。環状平板部２３は、ワッシャのような形状をした部分
であり、ＸＹ平面に沿って延び、肉厚が薄く、Ｚ軸の周
囲を取り囲むような位置に設けられている。筒状部２４
はＺ軸を中心軸とする円筒形をしており、肉厚が薄《で
きている。この筒状部２４を形成したため、起歪体２０
の上面には環状溝２５が形戊されることになる。このよ
うに起歪体２０は、中心から周囲に向かって順に、作用
部２１、環状平板部２３、筒状部２４、固定部２２、の
各部より構威されるが、これらの各部は別々の部品では
なく、一体構威された起歪体の一部分をなすものである
。なお、起歪体２０の祠質としてはコバール（鉄、コバ
ルト、ニッケルの合金）を用いるのが好ましい。この起
歪体２０の固定部２２を固定しておき、作用部２１に外
力を作用させると、環状平板部２３および筒状部２４に
撓みが生じ、起歪体１：］身が変形することになる。こ
の変形は半導体基板１０に伝達され、この変形に対応し
た力が検出されることになる。

前述のように、この装置は作用点Ｐについての３軸方向
の力および３軸回りのモーメントを検出することができ
るが、起歪体２０の役割は作用部２１の下端に加えられ
た力を作用点Ｐに伝達し、作用点Ｐに３軸方向の変位、
３軸回りの四転歪みを生じさせることにある。このとき
、この変位や歪みの生じやすさが各軸ごとに異なると、
検出感度が各相ごとに異なる桔果となる。上述のｉｎ造
をもった起歪体を用いると、各輔についての変位や歪み
の生じやすさをほほ均等にすることができる。

この理由を以下に説明する。

第８図は、作用点ＰにＸ軸方向の力Ｆｘが作用した場合
の起歪体２０の変形状態を示す側断面図である。このよ
うな変形は、作用部２１に図のような力Ｆを加えること
によって得られる。この場合、筒状部２４が図のように
撓んで起歪体２０が機械的に変形し、この変形が半導体
基板１０に伝達される。筒状部２４は肉厚が薄くできて
いるため、Ｘ軸方向には容易に撓むことができるのであ
る。したがって、力Ｆｘに対してこの装置は十分な検出
感度をもつことになる。なお、Ｙ軸方向の力ＦＶが作用
した場合も全く同様であり、力Ｆｙに対しても十分な検
出感度をもつ。

第９図は、作用点Ｐに２軸方向の力Ｆｚが作用した場合
の起歪体２０の変形状態を示す側断面図である。このよ
うな変形は、作用部２１に図のような力Ｆを加えること
によって得られる。この場合、環状平板部２３が図のよ
うに撓んで起歪体２０が機械的に変形し、この変形が半
導体基板１０に伝達される。環状平板部２３は肉厚が薄
くてきているため、Ｚ軸方向には容易に撓むことができ
るのである。したがって、力Ｆｚに対してこの装置は十
分な検出感度をもつことになる。

第１０図は、作用点ＰにＹ軸回りのモーメントＭｙが作
用した場合の起歪体２０および半導体基板１０の変形状
態を示す上面図である。このような変形は、作用部２１
の底部に図のような力Ｆを加えることによって得られる
。この場合、環状平板部２３が図のように撓んて起歪体
２０が機械的に変形し、この変形が半導体基板１０に伝
達される。環状平板部２３は肉厚が薄くてきているため
、このような方向に容易に撓むことができるのである。

したがって、モーメントＭｙに対してこの装置は十分な
検出感度をもつことになる。なお、Ｘ軸回りのモーメン
トＭｘが作用した場合も全く同様であり、モーメントＭ
ｘに対しても十分な検出感度をもつ。

第１１図は、作用点ＰにＺ軸回りのモーメントＭｚが作
用した場合の起歪体２０および半導体基板１０の変形状
態を示す上面図である。このような変形は、作用部２１
をＺ軸まわりにひねるような力を加えることによって得
られる。この場合、筒状部２４がねじれるような方向に
撓んで起歪体２０が機械的に変形し、この変形が半導体
基板１０に伝達される。筒状部２４は肉厚が薄くてきて
いるため、このようなねじれる方向に容易に撓むことが
できるのである。したがって、モーメントＭｚに対して
この装置は十分な検出感度をもつことになる。

要するに、ここに示す起歪体２０は、Ｚ軸方向に対して
十分な可撓性をもった第１可撓部として環状平板部２３
を、Ｚ輔に対して垂直な方向に対して十分な可撓性をも
った第２可撓部として筒状部２４を、それぞれ設けるよ
うにしたため、いずれの軸方向の力が作用しても、いず
れの軸回りのモーメントが作用しても、起歪体は十分に
変形することができる。したがってこの力検出装置では
、各軸についてほほ均一な検出感度が得られるようにな
る。

他の実施例 第１２図に本発明の別な実施例に係る力検出装置の側断
面図を示す。この装置の起歪体２０には、２４ａと２４
ｂとの２つの筒状部が設けられており、この点が前述の
実施例と異なる。このため、環状溝も２５ａと２５ｂと
の２つが形成されることになる。第１３図および第１４
図はこの装置にＸ軸方向の力Ｆ．ｘを作用させたときの
変形状態を示す側断面図および上面図である。２つの筒
状部２４　ａ，　　２４　ｂの両方が撓むために、より
変形がしやすくなっている。変形により、第１４図に＋
印で示した箇所は伸び、一印で示した箇所は縮むことに
なる。この伸び、縮みの最も顕著な位置が環状溝の真上
の位置となる。したがって、抵抗素子Ｒはそれぞれ環状
溝２５ａおよび２５ｂの真上に形戊するのが、感度を向
上させるために好ましい。

第１−５図に側断面図、第１６図に上面図を示す実施例
は、第１２図に示す実施例と起歪体２０の構造は同じで
あるが、各環状満上に２４組ずつの抵抗素子群を配し、
合５１て４８組の抵抗素子群を設けたものである。これ
により一層精度の高い力検出が可能になる。

第１７図および第１８図に側断面図を示す実施例は、環
状平板部を２３ａと２３ｂとの２か所に設けたものであ
る。

第１９図に側断面図、第２０図に上面図を示す実施例は
、２つの筒状部２４ａと２４ｂとを有し、その間に形成
された環状講２５上にすべての抵抗素子群を配したもの
である。

第２１図に側断面図、第２２図に上面図を示す実施例は
、作用部２１の近傍に形戊された環状満２５上にすべて
の抵抗素子群を配したものである。

第２３図に側断面図、第２４図に上面図を示す実施例は
、環状満２５上に２４組の抵抗素子群を配し、環状平板
部２３上に別な２４組の抵抗素子群を配したものである
。

第２５図に半導体基板１０の種々の実施例を示す。同図
（ａ）はいままで述べてきた実施例に用いられた半導体
基板１０であり、四分Ｐ１状の貫通孔１５が４か所に形
成されている。同図（１〕）はｒＬＪ字状の貫通孔１５
′を４か所に形成したものである。貫通孔をエッチング
によって形或する場合は、円形の貫通孔は形戊が困難で
あるため、同図（ａ）に示すものより同図（ｂ）に示す
ものの方が実用的である。特にシリコンの面方位（１０
０）の払板では、同図（ｂ）に示す形状の貫通孔を容易
に形戊することができる。同図（Ｃ）は「ノ）」の字状
の貫通孔１５′を４か所に形成し，たちのであり、その
利点は基板上での配線が効率的に行える点てある。

たとえば、図のＡ点からＢ点へ配線を行う場合、図の一
点鎖線で示すように、最短距離の配線を行うことができ
る。

上述の実施例では、いずれも半導体基板１０に第２６図
（ａ）に示すような貫通孔１５を形成していたが、同図
（ｂ）に示すような溝１６を形成するようにしてもかま
わない。同図（ａ）のように貫通孔１５を形或した場合
は、半導体基板１０を起歪体２０に接着する場合に、こ
の貫通孔１５を通って接着剤が基板１０の表面に浸透し
てくるため、適当な治具でこの貫通孔１５を塞いだ状態
で接着を行う必要がある。これに対し、同図（ｂ）に示
すような溝１６を形成した場合は、接着剤の浸透は起こ
らないという利点がある。ただし、溝１６の底部］７の
厚みがある程度厚い場合は、そのままでは半導体基仮１
０の変形が阻害されるため、起歪体２０に接着した後に
、この底部１７をエッチングなどの化学的方法、あるい
は打ち抜きなどの機械的方法によって除去するのが好ま
しい。

上述の実施例では、いずれも抵抗素子を半導体μ板上に
形成していたが、本発明はこのような半導体基阪を用い
る力検出装置だけに限定されるものではない。例えばス
トレーンゲージを抵抗素子として用いた装置にも適用可
能である。第２７図に側断面図を示す実施例は、第１図
に示す実施例と同じ構造の起歪体２０の上面にストレー
ンゲージＳを直接貼り付けたものである。複数のストレ
ーンゲージＳの配置およびブリッジ回路構成は、第１図
に示す実施例と同様である。第２８図に側断面図を示す
実施例は、第１９図に示す実施例と同じ構造の起歪体２
０の上面に、平板１０′を接着し、この平板１０’の上
面にストレーンゲージＳを貼り付けたものである。複数
のストレーンゲージＳの配置およびブリッジ回路構成は
、第１９図に示す実施例と同様である。このようにスト
レーンゲージＳを抵抗素子として用いる装置では、半導
体基板を用いる必要はない。起歪体２０あるいは平板１
０′の材質としては、半導体基板との整合性を考慮する
必要がないため、ごく一般的な金属を用いれば十分であ
る。この実施例では、起歪体２０および平板１０′とし
て高カアルミニウムを用いており、両者間はろうづけさ
れている。

これらにストレーンゲージＳを貼り付けるには、フェノ
ール系あるいはエボキシ系の接着剤を用いている。

〔発明の効果〕

以上のとおり本発明のカ検出装置によれば、起歪体に、
Ｚ軸方向に対して十分な可撓性をもった第１可撓部と、
Ｚ軸に対して垂直な方向に対して十分な可撓性をもった
第２可撓部とを、それぞれ設けるようにしたため、いず
れの軸方向のカが作用しても、いずれの軸回りのモーメ
ントが作用しても、起歪体は十分に変形することができ
、各輔についてほぼ均一な検出感度が得られるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る力検出装置の側断面図
、第２図は第１図に示す装置の上面図、第３図は第２図
に示す装置を切断線Ａ，−Ａで切った側断面図、第４図
は第１図に示す装置に川いられている起歪体の上面図、
第５図は第１図に示す装置の抵抗素子群の妃置を示す部
分拡大図、第６図は１抵抗素子群を構成する抵抗素子を
示す図、第７図は第１図に示す装置の抵抗素子について
形成されるブリッジ回路図、第８図は第１図に示す装置
にＸ軸方向の力Ｆｘが作用した状態を示す側断面図、第
９図は第１図に示す装置にＺ軸方向の力Ｆｚが作用した
状態を示す側断面図、第１０図は第１図に示す装置にＹ
軸まわりのモーメントＭｙが作用した状態を示す側断面
図、第１１図は第１図に示す装置にＺ軸まわりのモーメ
ントＭｚ上 が作用した状態を示すｌｌ［ｕ面図、第１２図は本発明
の別な実施例に係る力検出装置の側断面図、第１３図は
第１２図に示す装置にＸ軸方向の力Ｆｘが作用した状態
を示す側断面図、第１４図は第１２図に示す装置にＸ軸
方向の力Ｆｘが作用した状態を示す上面図、第１５図お
よび第１６図は本発明の別な実施例に係る力険出装置の
側断面図および上面図、第１７図および第１８図はそれ
ぞれ本発明の別な実施例に係る力検出装置の側断面図、
第１９図および第２０図は本発明の別な実施例に係る力
検出装置の側断面図および上面図、第２１図および第２
２図は本発明の別な実施例に係る力検出装置の側断面図
および上面図、第２３図および第２４図は本発明の別な
実施例に係る力検出装置の側断面図および上面図、第２
５図は本発明に用いる半導体基板の別な実施例を示す上
面図、第２６図は本発明に用いる半導体基板に形成する
貫通孔および満を示す側断面図、第２７図および第２８
図は抵抗素子としてストレーンゲージを用いた本発明の
実施例を示す側断面図である。 １０・・・半導体基板、１０′・・・平板、１１〜１４
・・・架橋部、１５・・・貫通孔、１６・・・満、１７
・・・庇部、２０・・・起歪体、２１・・・作用部、２
２・・・固定部、２３・・・環状平板部、２４・・・筒
状部、２５・・・環状構、３０・・・電源、４１〜４６
・・・電圧計、Ｐ・・・作用点、Ｒｌ−Ｒ２４・・・抵
抗素子群、ｒ１〜ｒ４・・・抵抗素子、Ｓ・・・ストレ
ーンゲージ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）機械的変形によって電気抵抗が変化する性質をも
   ち所定面上に形成された抵抗素子と、前記抵抗素子に機
   械的変形を生じさせるための起歪体と、 を備え、前記抵抗素子形成面の中央付近に原点をとり、
   前記抵抗素子形成面がＸＹ平面に含まれるようにＸＹＺ
   三次元座標系を定義したときに、前記原点を作用点とし
   て、座標軸方向に作用する力あるいは座標軸回りに作用
   するモーメントを検出する力検出装置において、 前記抵抗素子形成面の前記原点の下方に位置し、作用す
   る力を前記原点に伝える作用部と、 前記抵抗素子形成面の周囲を固定するための固定部と、 前記作用部と前記固定部との間に形成され、Ｚ軸方向に
   対して十分な可撓性をもった第１可撓部と、 前記作用部と前記固定部との間に形成され、Ｚ軸に対し
   て垂直な方向に対して十分な可撓性をもった第２可撓部
   と、 によって前記起歪体を構成したことを特徴とする力検出
   装置。
2. （２）機械的変形によって電気抵抗が変化する性質をも
   つ抵抗素子が上面に形成された基板と、前記基板に機械
   的変形を生じさせるために、前記基板の下面に接続され
   た起歪体と、 を備え、前記基板上面の中央付近に原点をとり、前記基
   板上面がＸＹ平面に含まれるようにＸＹＺ三次元座標系
   を定義したときに、前記原点を作用点として、座標軸方
   向に作用する力あるいは座標軸回りに作用するモーメン
   トを検出する力検出装置において、 前記基板の前記原点の下方位置に接続され、作用する力
   を前記原点に伝える作用部と、 前記基板の周囲を固定するための固定部と、前記作用部
   と前記固定部との間に形成され、Ｚ軸方向に対して十分
   な可撓性をもった第１可撓部と、 前記作用部と前記固定部との間に形成され、Ｚ軸に対し
   て垂直な方向に対して十分な可撓性をもった第２可撓部
   と、 によって前記起歪体を構成したことを特徴とする力検出
   装置。
3. （３）請求項２に記載の力検出装置において、Ｚ軸に対
   してほぼ垂直な面に沿って延び、Ｚ軸方向についての厚
   みが小さく、Ｚ軸の周囲を取り囲むように設けられた環
   状平板部によって、第１可撓部を構成したことを特徴と
   する力検出装置。
4. （４）請求項２に記載の力検出装置において、Ｚ軸に対
   してほぼ平行な面に沿って延び、Ｚ軸に対して垂直な方
   向についての厚みが小さく、Ｚ軸の周囲を取り囲むよう
   に設けられた筒状部によって、第２可撓部を構成したこ
   とを特徴とする力検出装置。