WO2022186134A1

WO2022186134A1 - ロボット、エンドエフェクタおよびロボットシステム

Info

Publication number: WO2022186134A1
Application number: PCT/JP2022/008284
Authority: WO
Inventors: 圭塚本; 智子永仮; 義晃坂倉; 健小林; 哲郎後藤
Original assignee: ソニーグループ株式会社
Priority date: 2021-03-04
Filing date: 2022-02-28
Publication date: 2022-09-09
Also published as: DE112022001359T5; JPWO2022186134A1; US20240227201A9; CN116723919A; US20240131724A1

Abstract

精密な作業を行うことができるロボットを提供する。　ロボットは、アクチュエータ部と、アクチュエータ部の先端に設けられたエンドエフェクタとを備える。エンドエフェクタは、ワークと接触する接触領域の圧力分布を検出可能に構成された第１のセンサと、接触領域の位置情報を検出可能に構成された第２のセンサとを備える。

Description

ロボット、エンドエフェクタおよびロボットシステム

　本開示は、ロボット、エンドエフェクタおよびロボットシステムに関する。

　近年、様々な工業製品の生産ラインで、産業用ロボットが利用されるようになっている。産業用ロボットとしては、エンドエフェクタ（ロボットハンド）をロボットアーム先端に備えるものが広く知られている。エンドエフェクタとしては、作業内容に応じて様々な構成を有するものが提案されている。

　例えば特許文献１では、掌部と、掌部に接続された複数の指部と、各指部に設けられた触覚センサ部および力受容部とを備えるエンドエフェクタが提案されている。

特開２０２０－４９５８１号公報

　今後普及が期待される安価なエンドエフェクタ（ロボットハンド）では、指一本ごとに精密な位置制御を行うことが可能なアクチュエータが搭載されない場合がある。このようなアクチュエータが搭載されていない場合には、精密な作業（例えば箱等の組立作業）を行うことは困難となる。

　本開示の目的は、精密な作業を行うことができるロボット、エンドエフェクタおよびロボットシステムを提供することにある。

　上記の課題を解決するために、第１の開示は、
　アクチュエータ部と、
　アクチュエータ部の先端に設けられたエンドエフェクタと
　を備え、
　エンドエフェクタは、
　ワークと接触する接触領域の圧力分布を検出可能に構成された第１のセンサと、
　接触領域の位置情報を検出可能に構成された第２のセンサと
　を備えるロボットである。

　第２の開示は、
　ワークと接触する接触領域の圧力分布を検出可能に構成された第１のセンサと、
　接触領域の位置情報を検出可能に構成された第２のセンサと
　を備えるエンドエフェクタである。

　第３の開示は、
　ロボットと、
　ロボットを制御する制御装置と
　を備え、
　ロボットは、
　アクチュエータ部と、
　アクチュエータ部の先端に設けられたエンドエフェクタと
　を備え、
　エンドエフェクタは、
　ワークと接触する接触領域の圧力分布を検出可能に構成された第１のセンサと、
　接触領域の位置情報を検出可能に構成された第２のセンサと
　を備えるロボットシステムである。

図１は、本開示の第１の実施形態に係るロボットシステムの構成の一例を示す概略図である。図２は、本開示の第１の実施形態に係るロボットシステムの構成の一例を示すブロック図である。図３は、ロボットハンドの構成の一例を示す概略図である。図４Ａ、図４Ｂは、ロボットハンドの制御に用いられる各閾値の一例を示すグラフである。図５は、力覚センサの構成の一例を示す断面図である。図６は、検出層の構成の一例を示す平面図である。図７は、検出層の構成の一例を示す断面図である。図８は、センシング部の構成の一例を示す平面図である。図９は、複数の引き回し配線の配置の一例を示す平面図である。図１０は、圧力検出時の力覚センサの動作の一例を説明するための断面図である。図１１は、せん断力検出時の力覚センサの動作の一例を説明するための断面図である。図１２は、力覚センサに圧力のみが作用している状態における第１の検出層および第２の検出層の出力信号分布の一例を示すグラフである。図１３は、力覚センサにせん断力が作用している状態における第１の検出層および第２の検出層の出力信号分布の一例を示すグラフである。図１４は、図６のＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った断面図である。図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃは、本開示の第１の実施形態に係るロボットシステムの動作の一例を説明するための概略図である。図１６は、本開示の第１の実施形態に係るロボットシステムの動作の一例を説明するためのフローチャートである。図１７は、本開示の第１の実施形態に係るロボットシステムの動作の一例を説明するためのフローチャートである。図１８は、本開示の第２の実施形態に係るロボットハンドに備えられる力覚センサの構成の一例を示す断面図である。図１９は、圧力検出時の力覚センサの動作の一例を説明するための断面図である。図２０は、せん断力検出時の力覚センサの動作の一例を説明するための断面図である。図２１は、本開示の第３の実施形態に係るロボットハンドに備えられる力覚センサの構成の一例を示す断面図である。図２２は、圧力検出時の力覚センサの動作の一例を説明するための断面図である。図２３は、せん断力検出時の力覚センサの動作の一例を説明するための断面図である。図２４は、本開示の第４の実施形態に係るロボットハンドに備えられる力覚センサの構成の一例を示す断面図である。図２５は、圧力検出時の力覚センサの動作の一例を説明するための断面図である。図２６は、せん断力検出時の力覚センサの動作の一例を説明するための断面図である。図２７は、本開示の第５の実施形態に係るロボットハンドに備えられる力覚センサの構成の一例を示す断面図である。図２８は、本開示の第６の実施形態に係るロボットハンドに備えられる力覚センサの構成の一例を示す断面図である。図２９は、双腕型ロボットの構成の一例を示す概略図である。図３０は、ロボットハンドの構成の一例を示す概略図である。

　本開示の実施形態について図面を参照しながら以下の順序で説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
　１　第１の実施形態（ロボットハンド、多関節ロボットおよびロボットシステムの例）
　２　第２の実施形態（力覚センサの例）
　３　第３の実施形態（力覚センサの例）
　４　第４の実施形態（力覚センサの例）
　５　第５の実施形態（力覚センサの例）
　６　第６の実施形態（力覚センサの例）
　７　変形例

＜１　第１の実施形態＞
［ロボットシステムの構成］
　図１は、本開示第１の実施形態に係るロボットシステムの構成の一例を示す概略図である。図２は、本開示第１の実施形態に係るロボットシステムの構成の一例を示すブロック図である。ロボットシステムは、ロボット制御装置１と、多関節ロボット１０と、カメラ１３と、治具装置１４とを備える。多関節ロボット１０は、組立作業、嵌め合い作業、搬送作業、パレタイジング作業または開梱作業等の作業に用いられてもよい。組立作業の具体例としては、箱（例えば段ボール箱）の組立作業、車両（例えば自動車）の組立作業または電子機器の組立作業等が挙げられるが、これらの作業に限定されるものではない。箱の組立作業には、箱の折り曲げ作業が含まれる。

（多関節ロボット）
　多関節ロボット１０は、産業用ロボットであり、組立作業、嵌め合い作業、搬送作業、パレタイジング作業または開梱作業等を行うためのものであってもよい。多関節ロボット１０は、垂直多関節型ロボットであり、ロボットアーム１１と、ロボットハンド１２とを備える。

（ロボットアーム）
　ロボットアーム１１は、アクチュエータ部の一例であり、３次元空間内でエンドエフェクタの位置を移動可能に構成されている。ロボットアーム１１は、ベース部１１１と、関節部１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｄと、リンク１１３Ａ、１１３Ｂ、１１３Ｃとを備える。ベース部１１１は、ロボットアーム１１全体を支持する。関節部１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃは、ロボットアーム１１を上下および左右に移動すると共に、ロボットアーム１１を回転することが可能に構成されている。関節部１１２Ｄは、ロボットハンド１２を回転可能に構成されている。

　関節部１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｄはそれぞれ、駆動部１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃ、１１４Ｄを備える。駆動部１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃ、１１４Ｄとしては、例えば、電磁駆動式のアクチュエータ、油圧駆動式のアクチュエータまたは空気圧駆動式のアクチュエータ等が用いられる。関節部１１２Ａは、ベース部１１１とリンク１１３Ａを繋いでいる。関節部１１２Ｂは、リンク１１３Ａとリンク１１３Ｂを繋いでいる。関節部１１２Ｃは、リンク１１３Ｂとリンク１１３Ｃを繋いでいる。関節部１１２Ｄは、リンク１１３Ｃとロボットハンド１２とを繋いでいる。

（ロボットハンド）
　図３は、ロボットハンド１２の構成の一例を示す概略図である。ロボットハンド１２は、ワークを把持可能に構成されている。ロボットハンド１２は、ロボットアーム１１の先端に設けられている。ロボットハンド１２は、エンドエフェクタの一例である。ロボットハンド１２は、リンク１２０Ｃと、複数の指部１２０Ａ、１２０Ｂと、複数の駆動部１２５Ａ、１２５Ｂとを備える。ここでは、ロボットハンド１２が２本の指部１２０Ａ、１２０Ｂを備える例について説明するが、指部の本数はこれに限定されるものではなく、１本であってもよいし、３本以上であってもよい。

　リンク１２０Ｃは、関節部１１２Ｄに繋がっている。リンク１２０Ｃは、掌部を構成していてもよい。指部１２０Ａおよび指部１２０Ｂは、リンク１２０Ｃに繋がっている。指部１２０Ａおよび指部１２０Ｂは、ワークを把持可能に構成されている。指部１２０Ａは、規定の作業の際にワークと接触する接触領域１２２ＡＳを有する。指部１２０Ｂは、規定の作業の際にワークと接触する接触領域１２２ＢＳを有する。例えば、接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳは、指部１２０Ａ、１２０Ｂによりワークを把持した際に、ワークと接触する。駆動部１２５Ａは、指部１２０Ａを駆動するためのものである。駆動部１２５Ｂは、指部１２０Ｂを駆動するためのものである。

　指部１２０Ａは、２つのリンク１２１Ａ、１２２Ａと、関節部１２３Ａと、力覚センサ（第１のセンサ）２０Ａと、位置センサ（第２のセンサ）１２４Ａとを備える。指部１２０Ｂは、２つのリンク１２１Ｂ、１２２Ｂと、関節部１２３Ｂと、力覚センサ（第１のセンサ）２０Ｂと、位置センサ（第２のセンサ）１２４Ｂとを備える。

　関節部１２３Ａは、リンク１２１Ａとリンク１２２Ａとを繋いでいる。指部１２０Ａは、関節部１２３Ａを中心として指を折り曲げ可能に構成されている。関節部１２３Ｂは、リンク１２１Ｂとリンク１２２Ｂとを繋いでいる。指部１２０Ｂは、関節部１２３Ｂを中心として指を折り曲げ可能に構成されている。ここでは、指部１２０Ａ、１２０Ｂが有する関節部の数が１つである例について説明するが、関節部の数が２つ以上であってもよい。

　リンク１２２Ａは、指部１２０Ａの指先を構成する。リンク１２２Ａは、上記の接触領域１２２ＡＳを有する。力覚センサ２０Ａは、接触領域１２２ＡＳに設けられている。位置センサ１２４Ａは、接触領域１２２ＡＳまたはその近傍に設けられている。リンク１２２Ｂは、指部１２０Ｂの指先を構成する。リンク１２２Ｂは、上記の接触領域１２２ＢＳを有する。力覚センサ２０Ｂは、接触領域１２２ＢＳに設けられている。位置センサ１２４Ｂは、接触領域１２２ＢＳまたはその近傍に設けられている。

　力覚センサ２０Ａは、接触領域１２２ＡＳの圧力分布およびせん断力を検出可能に構成されている。より具体的には、力覚センサ２０Ａは、センサＩＣ４Ａの制御に基づき、接触領域１２２ＡＳに加わる圧力分布およびせん断力を検出し、検出結果をセンサＩＣ４Ａに出力する。力覚センサ２０Ｂは、接触領域１２２ＢＳ圧力分布およびせん断力を検出可能に構成されている。より具体的には、力覚センサ２０Ｂは、センサＩＣ４Ｂの制御に基づき、接触領域１２２ＢＳに加わる圧力分布およびせん断力を検出し、検出結果をセンサＩＣ４Ａに出力する。

　位置センサ１２４Ａは、接触領域１２２ＡＳの位置情報を検出可能に構成されている。より具体的には、位置センサ１２４Ａは、接触領域１２２ＡＳの位置（例えば接触領域１２２ＡＳの中心位置）を検出し、検出結果をセンサＩＣ４Ａに出力する。位置センサ１２４Ｂは、接触領域１２２ＢＳの位置情報を検出可能に構成されている。より具体的には、位置センサ１２４Ｂは、接触領域１２２ＢＳの位置（例えば接触領域１２２ＢＳの中心位置）を検出し、検出結果をセンサＩＣ４Ｂに出力する。

　力覚センサ２０Ａは、基板を備え、位置センサ１２４Ａは当該基板上に設けられていることが好ましい。これにより、力覚センサ２０Ａおよび位置センサ１２４Ａの配線を同一の基板上に形成することができるので、力覚センサ２０Ａおよび位置センサ１２４ＡとコントロールＩＣとの接続を簡略化することができる。

　力覚センサ２０Ｂは、基板を備え、位置センサ１２４Ｂは当該基板上に設けられていることが好ましい。これにより、力覚センサ２０Ｂおよび位置センサ１２４Ｂの配線を同一の基板上に形成することができるので、力覚センサ２０Ｂおよび位置センサ１２４ＢとコントロールＩＣとの接続を簡略化することができる。

　力覚センサ２０Ａが備える基板は、フレキシブル基板であってもよい。この場合、曲面状を有する接触領域１２２ＡＳに力覚センサ２０Ａを容易に設けることができる。フレキシブル基板が、力覚センサ２０Ａの構成部品の一つであってもよい。力覚センサ２０Ｂが備える基板は、フレキシブル基板であってもよい。この場合、曲面状を有する接触領域１２２ＢＳに力覚センサ２０Ｂを容易に設けることができる。フレキシブル基板が、力覚センサ２０Ｂの構成部品の一つであってもよい。

（ロボット制御装置）
　ロボット制御装置１は、多関節ロボット１０を制御するためのものである。ロボット制御装置１は、操作部２と、制御部３と、センサＩＣ４Ａ、４Ｂと、通知部５とを備える。

（操作部）
　操作部２は、多関節ロボット１０を操作するためのものである。操作部２は、多関節ロボット１０を操作するためのモニタ、ボタンおよびタッチパネル等を備える。

（制御装置）
　制御部３は、作業者による操作部２の操作に応じて、駆動部１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃ、１１４Ｄおよび駆動部１２５Ａ、１２５Ｂを制御し、多関節ロボット１０に規定の作業を行わせる。制御部３は、センサＩＣ４Ａ、４Ｂから接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳの圧力分布およびせん断力を受け取り、これらの圧力分布およびせん断力に基づき、多関節ロボット１０を制御する。

　制御部３は、記憶装置３Ａを備える。記憶装置３Ａは、例えば、第１の閾値と、第２の閾値と、第３の閾値と、指部１２０Ａ、１２０Ｂの位置情報とを記憶している。記憶装置３Ａは、ワークの寸法情報をさらに記憶していてもよい。

　図４Ａ、図４Ｂは、第１の閾値、第２の閾値および第３の閾値の設定の一例を示すグラフである。第１の閾値は、指部１２０Ａの接触領域１２２ＡＳおよび指部１２０Ｂの接触領域１２２ＢＳがワークに接触しているか否かを判断するための閾値である。第２の閾値は、規定の作業が正常に進行しているか否かを判断するための閾値である。例えば、ワークを折り曲げる作業の場合には、第２の閾値は、正常な折り曲げ作業で接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳに加えられる荷重の範囲を超えていないかを判断するための閾値である。第３の閾値は、ワークが折り曲げられたか否かを判断するため閾値である。

　力覚センサ２０Ａ、２０Ｂは、後述するように、複数の検出部を備え、各検出部に対応した信号値がセンサＩＣ４Ａ、４Ｂに出力される。各検出部の出力値は無次元の値（例えば０～４０９５）である。センサＩＣ４Ａ、４Ｂは、全ての検出部の出力値をそのまま加算し出力値の総和を算出し制御部３に出力し、制御部３は、この出力値の総和を閾値と比較してもよい。あるいは、センサＩＣ４Ａ、４Ｂが、各検出部の出力値をあらかじめキャリブレーション（校正）し圧力値（ｋＰａ）に換算し制御部に出力し、制御部３が、各検出部の出力値うちの最大出力値（最大圧力）を閾値と比較してもよい。本実施形態では、後者の例について説明する。

　第１の閾値、第２の閾値および第３の閾値は、作業によって適切な値に設定されことが好ましい。例えば、第１の閾値、第２の閾値はそれぞれ、１ｋＰａ、１０ｋＰａに設定される。但し、これらの数値は、キャリブレーションが行われた場合の値である。

　指部１２０Ａ、１２０Ｂの位置情報は、規定作業を行う際の接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳの三次元座標位置情報であり、例えば、規定作業における接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳの初期位置および終了位置と、規定作業におけるワークと接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳとの接触位置とを含む。接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳの三次元座標位置情報は、例えば、接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳの中心の三次元座標位置情報である。

　例えば、規定作業がワーク（例えば箱の素材）を折り曲げる作業である場合、接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳの位置情報は、例えば、接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳの初期位置、これらの初期位置からワークに向けて接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳを移動したときのワークと接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳとの接触位置（折り曲げ動作の開始位置）、これらの接触位置から指部１２０Ａ、１２０Ｂを移動しワークの折り曲げを行ったときの接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳの停止位置（折り曲げ動作の終了位置）である。但し、指部１２０Ａ、１２０Ｂのうちの一方を移動しワークの折り曲げを行ってもよい。

　制御部３は、センサＩＣ４Ａ、４Ｂから受け取った圧力分布および位置情報に基づき、多関節ロボット１０による作業の各動作において、規定の位置で規定の圧力が接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳに作用しているか否かを判断する。規定の位置で規定の圧力が接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳに作用していると判断された場合には、制御部３は、多関節ロボット１０に次の動作を行わせる。一方、規定の位置で規定の圧力が接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳに作用していないと判断された場合には、制御部３は、多関節ロボット１０に再度同一の動作を行わせる。規定の位置で規定の圧力が接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳに作用していないと判断された場合には、制御部３が、多関節ロボット１０による作業を停止するようにしてもよい。

　制御部３は、センサＩＣ４Ａ、４Ｂから受け取った圧力分布の最大値が第１の閾値を超えているか否かに基づき、接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳとワークとの接触を判断する（図４Ａの領域Ｒ１参照）。制御部３は、センサＩＣ４Ａ、４Ｂから受け取った圧力分布の最大値が第２の閾値を超えているか否かに基づき、ロボットシステムの作業における異常の発生を判断する（図４Ｂの領域Ｒ４参照）。制御部３は、センサＩＣ４Ａ、４Ｂから受け取った圧力分布の最大値が第３の閾値を超えているか否かに基づき、ワークが折り曲げられたか否かを判断する（図４Ａの領域Ｒ２参照）。

　制御部３は、ロボットシステムによる作業に異常が発生した場合には、通知部５を制御し、異常の発生を作業者等に通知すると共に、操作部２のモニタに異常の発生を表示する。具体的には例えば、制御部３は、センサＩＣ４Ａ、４Ｂから受け取った圧力分布が、第２の閾値を超えていると判断した場合には、通知部５を制御し、異常の発生を作業者等に通知すると共に、操作部２のモニタに異常の発生を表示する。

　制御部３は、カメラ１３から受け取った画像（ワークを撮影した画像）に基づき、ワークの位置を検出し、検出結果に基づき、多関節ロボット１０を制御する。

（センサＩＣ）
　センサＩＣ４Ａ、４Ｂは、力覚センサ２０Ａ、２０Ｂを制御するセンサ制御部の一例である。センサＩＣ４Ａは、力覚センサ２０Ａを制御し、接触領域１２２ＡＳの圧力分布およびせん断力を検出し、その検出結果を制御部３に出力する。センサＩＣ４Ｂは、力覚センサ２０Ｂを制御し、接触領域１２２ＢＳの圧力分布およびせん断力を検出し、その検出結果を制御部３に出力する。センサＩＣ４Ａ、４Ｂはそれぞれ、作業開始前等の規定のタイミングで、力覚センサ２０Ａ、２０Ｂの出力値をキャリブレーション（校正）する。これにより、センサＩＣ４Ａ、４Ｂは、正確な圧力分布およびせん断力を検出することができる。本実施形態では、センサＩＣ４Ａ、４Ｂがロボット制御装置１に備えられている例について説明するが、センサＩＣ４Ａ、４Ｂはそれぞれ、力覚センサ２０Ａ、２０Ｂが備えるフレキシブル基板上に備えられていてもよい。

　センサＩＣ４Ａは、位置センサ１２４Ａを制御し、接触領域１２２ＡＳの位置情報（例えば接触領域１２２ＡＳの中心の位置情報）を検出し、その検出結果を制御部３に出力する。センサＩＣ４Ｂは、位置センサ１２４Ｂを制御し、接触領域１２２ＢＳの位置情報（例えば接触領域１２２ＢＳの中心の位置情報）を検出し、その検出結果を制御部３に出力する。第１の実施形態では、力覚センサ２０Ａと位置センサ１２４Ａの両方が一つのセンサＩＣ４Ａにより制御される例について説明するが、力覚センサ２０Ａ、位置センサ１２４Ａがそれぞれ別のセンサＩＣにより制御されてもよい。また、第１の実施形態では、力覚センサ２０Ｂと位置センサ１２４Ｂの両方が一つのセンサＩＣ４Ｂにより制御される例について説明するが、力覚センサ２０Ｂ、位置センサ１２４Ｂがそれぞれ別のセンサＩＣにより制御されてもよい。

　センサＩＣ４Ａは、接触領域１２２ＡＳの圧力分布の検出に対応して、接触領域１２２ＡＳの位置情報の検出することが好ましい。センサＩＣ４Ｂは、接触領域１２２ＢＳの圧力分布の検出に対応して、接触領域１２２ＢＳの位置情報を検出することが好ましい。センサＩＣ４Ａによる圧力分布と位置情報との検出は同時であってもよい。同様に、センサＩＣ４Ｂによる圧力分布と位置情報との検出は同時であってもよい。

（通知部）
　通知部５は、ロボットシステムでの作業に異常が発生したことを作業者等に通知するためのものである。通知部５として、例えば、表示灯、警報器等が用いられる。これらは単独で用いられてもよいし、組み合わせて用いられてもよい。

（カメラ）
　カメラ１３は、ワークを撮影し、撮影した画像を制御部３に出力する。カメラ１３は、ロボットハンド１２に設けられていてもよいし、ロボットハンド１２以外のワークを撮影可能な場所に設けられていてもよい。

（治具装置）
　治具装置１４は、治具１４Ａと、駆動部１４Ｂとを備える。治具１４Ａは、規定の位置でワークが折り曲がるように、ワークの折り曲げ位置を誘導するためのものである。駆動部１４Ｂは、治具１４Ａを移動させるためのものである。

［力覚センサの構成］
　力覚センサ２０Ｂは、力覚センサ２０Ａと同様の構成を有するため、以下では、力覚センサ２０Ａの構成について説明する。

　図５は、力覚センサ２０Ａの構成の一例を示す断面図である。力覚センサ２０Ａは、３軸力分布を検出可能な静電容量式のセンサであり、力覚センサ２０Ａの表面に作用する圧力および力覚センサ２０Ａの面内方向のせん断力を検出する。力覚センサ２０Ａは、フィルム状を有する。本開示においては、フィルムには、シートも含まれるものと定義する。力覚センサ２０Ａは、フィルム状を有するため、平面のみならず、曲面にも適用可能である。本明細書において、平坦な状態の力覚センサ２０Ａの表面の面内において互いに直交する軸をそれぞれＸ軸およびＹ軸といい、平坦な状態の力覚センサ２０Ａの表面に垂直な軸をＺ軸という。

　力覚センサ２０Ａは、検出層（第１の検出層）２１Ａと、検出層（第２の検出層）２１Ｂと、離隔層２２と、変形層（第１の変形層）２３Ａと、変形層（第２の変形層）２３Ｂと、導電層（第１の導電層）２４Ａと、導電層（第２の導電層）２４Ｂとを備える。力覚センサ２０Ａの各層の間には、図示しない接着層が備えられ、各層が貼り合わされている。但し、隣接する２層のうちの少なくとも一方が接着性を有する場合には、接着層はなくてもよい。力覚センサ２０Ａの両面のうち導電層２４Ａ側の第１の面が、圧力およびせん断力を検出するセンシング面２０Ｓであり、センシング面２０Ｓとは反対側の第２の面が、指部１２０Ａの接触領域１２２ＡＳに貼り合わされる裏面である。検出層２１Ａ、２１Ｂは、配線を介してセンサＩＣ４Ａに接続されている。導電層２４Ａ上に外装フィルム等の外装材が設けられていてもよい。

　検出層２１Ａは、第１の面２１ＡＳ１と、第１の面２１ＡＳ１とは反対側の第２の面２１ＡＳ２とを有する。検出層２１Ｂは、第１の面２１ＡＳ１と対向する第１の面２１ＢＳ１と、第１の面２１ＢＳ１とは反対側の第２の面２１ＢＳ２とを有する。検出層２１Ａと検出層２１Ｂは平行に配置されている。離隔層２２は、検出層２１Ａと検出層２１Ｂの間に設けられている。導電層２４Ａは、検出層２１Ａの第１の面２１ＡＳ１と対向して設けられている。導電層２４Ａは、検出層２１Ａと平行に配置されている。導電層２４Ｂは、検出層２１Ｂの第２の面２１ＢＳ２と対向して設けられている。導電層２４Ｂは、検出層２１Ｂと平行に配置されている。変形層２３Ａは、検出層２１Ａと導電層２４Ａの間に設けられている。変形層２３Ｂは、検出層２１Ｂと導電層２４Ｂの間に設けられている。

（検出層）
　検出層２１Ａおよび検出層２１Ｂは、静電容量方式、より具体的には相互容量方式の検出層である。検出層２１Ａは、可撓性を有する。検出層２１Ａは、センシング面２０Ｓに圧力が作用すると検出層２１Ｂに向けて撓む。検出層２１Ａは、複数のセンシング部（第１のセンシング部）ＳＥ２１を含む。センシング部ＳＥ２１は、センシング面２０Ｓに作用する圧力を検出し、検出結果をセンサＩＣ４Ａに出力する。具体的には、センシング部ＳＥ２１は、センシング部ＳＥ２１と導電層２４Ａの距離に対応した静電容量を検出し、検出結果をセンサＩＣ４Ａに出力する。

　検出層２１Ｂは、可撓性を有する。検出層２１Ｂは、センシング面２０Ｓに圧力が作用すると導電層２４Ｂに向けて撓む。検出層２１Ｂは、複数のセンシング部（第２のセンシング部）ＳＥ２２を含む。センシング部ＳＥ２２は、センシング面２０Ｓに作用する圧力を検出し、検出結果をセンサＩＣ４Ａに出力する。具体的には、センシング部ＳＥ２２は、センシング部ＳＥ２２と導電層２４Ｂの距離に対応した静電容量を検出し、検出結果をセンサＩＣ４Ａに出力する。

　検出層２１Ａに含まれる複数のセンシング部ＳＥ２１の配置ピッチＰ１と、検出層２１Ｂに含まれる複数のセンシング部ＳＥ２２の配置ピッチＰ２とは同一である。せん断力が加えられていない初期状態において、センシング部ＳＥ２２は、センシング部ＳＥ２１に対向する位置に設けられている。すなわち、せん断力が加えられていない初期状態において、センシング部ＳＥ２２とセンシング部ＳＥ２２は、力覚センサ２０Ａの厚さ方向に重なっている。但し、せん断力が加えられていない初期状態において、センシング部ＳＥ２２が、センシング部ＳＥ２１に対向する位置に設けられていない構成とすることも可能である。

　検出層２１Ｂは検出層２１Ａと同様の構成を有するため、以下では、検出層２１Ａの構成についてのみ説明する。

　図６は、検出層２１Ａの構成の一例を示す平面図である。複数のセンシング部ＳＥ２１は、マトリックス状に配列されている。センシング部ＳＥ２１は、例えば正方形状を有する。但し、センシング部ＳＥ２１の形状は特に限定されるものではなく、円形状、楕円形状、正方形状以外の多角形状等であってもよい。

　なお、図６中、符号Ｘ１～Ｘ１０は、Ｘ軸方向におけるセンシング部ＳＥ２１の中心位置を示し、符号Ｙ１～Ｙ１０は、Ｙ軸方向におけるセンシング部ＳＥ２１の中心位置を示す。

　検出層２１Ａの周縁の一部からフィルム状の接続部２１Ａ１が延設されている。接続部２１Ａ１の先端には、他の基板等と接続するための複数の接続端子２１Ａ２が設けられている。

　検出層２１Ａと接続部２１Ａ１とは１つのフレキシブルプリント基板（Flexible Printed Circuits：ＦＰＣ）により一体的に構成されていることが好ましい。このように検出層２１Ａと接続部２１Ａ１とが一体的に構成されていることで、力覚センサ２０Ａの部品点数を減らすことができる。

　図７は、検出層２１Ａの構成の一例を示す断面図である。検出層２１Ａは、基材３１と、複数のセンシング部ＳＥ２１と、複数の引き回し配線３２と、複数の引き回し配線３３と、カバーレイフィルム３４Ａと、カバーレイフィルム３４Ｂと、接着層３５Ａと、接着層３５Ｂとを備える。

　基材３１は、第１の面３１Ｓ１と、この第１の面３１Ｓ１とは反対側の第２の面３１Ｓ２とを有する。複数のセンシング部ＳＥ２１および複数の引き回し配線３２は、基材３１の第１の面３１Ｓ１に設けられている。複数の引き回し配線３３は、基材の第２の面３１Ｓ２に設けられている。カバーレイフィルム３４Ａは、複数のセンシング部ＳＥ２１および複数の引き回し配線３２が設けられた基材３１の第１の面３１Ｓ１に接着層３５Ａにより貼り合わされている。カバーレイフィルム３４Ｂは、複数の引き回し配線３３が設けられた基材３１の第２の面３１Ｓ２に接着層３５Ｂにより貼り合わされている。

　基材３１は、可撓性を有する。基材３１は、フィルム状を有する。基材３１Ａは、高分子樹脂を含む。高分子樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエステル、ポリアミド（ＰＡ）、アラミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）またはノルボルネン系熱可塑性樹脂等が挙げられるが、これらの高分子樹脂に限定されるものではない。

　図８は、センシング部ＳＥ２１の構成の一例を示す平面図である。センシング部ＳＥ２１は、センス電極（受信電極（第１の電極））３６およびパルス電極（送信電極（第２の電極））３７により構成されている。センス電極３６とパルス電極３７は、容量結合を形成可能に構成されている。より具体的には、センス電極３６およびパルス電極３７は、櫛歯状を有し、互いの櫛歯状の部分を噛み合わせるようにして配置されている。

　Ｘ軸方向に隣接するセンス電極３６同士は、接続線３６Ａにより接続されている。各パルス電極３７には引き出し配線３７Ａが設けられ、この引き出し配線３７Ａの先端は、スルーホール３７Ｂを介して引き回し配線３３に接続されている。引き回し配線３３は、Ｙ軸方向に隣接するパルス電極３７同士を接続している。

　図９は、複数の引き回し配線３２および複数の引き回し配線３３の配置の一例を示す平面図である。複数の接続線３６Ａにより接続された複数のセンス電極３６のうち、Ｘ軸方向の一端に位置するセンス電極３６から引き回し配線３２が引き出されている。複数の引き回し配線３２は、基材３１の第１の面３１Ｓ１の周縁部に引き回されて、接続部２１Ａ１を通って接続端子２１Ａ２に接続されている。

　検出層２１Ａは、複数の引き回し配線３８をさらに備える。引き回し配線３８は、引き回し配線３３により接続された複数のパルス電極３７のうち、Ｙ軸方向の一端に位置するパルス電極３７から引き出された引き出し配線３７Ａに接続されている。複数の引き回し配線３８は、複数の引き回し配線３２と共に、基材３１の第１の面３１Ｓ１の周縁部に引き回されて、接続部２１Ａ１を通って接続端子２１Ａ２に接続されている。

　検出層２１Ａは、グランド電極３９Ａとグランド電極３９Ｂとをさらに備える。グランド電極３９Ａとグランド電極３９Ｂは、基準電位に接続されている。グランド電極３９Ａおよびグランド電極３９Ｂは、複数の引き回し配線３２と並行に延設されている。グランド電極３９Ａおよびグランド電極３９Ｂの間に、複数の引き回し配線３２は設けられている。このように複数の引き回し配線３２がグランド電極３９Ａおよびグランド電極３９Ｂの間に設けられていることで、外部ノイズ（外部電場）が複数の引き回し配線３２に入り込むことを抑制することができる。したがって、外部ノイズによる力覚センサ２０Ａの検出精度の低下または誤検出を抑制することができる。

（離隔層）
　離隔層２２は、検出層２１Ａと検出層２１Ｂの間を離隔する。これにより、検出層２１Ａと検出層２１Ｂの間での電磁的干渉を抑制することができる。離隔層２２は、センシング面２０Ｓの面内方向（すなわち力覚センサ２０Ａの面内方向）に作用するせん断力により、センシング面２０Ｓの面内方向に弾性変形可能に構成されている。

　離隔層２２は、ゲルを含むことが好ましい。離隔層２２がゲルを含むことで、センシング面２０Ｓに作用する圧力では潰れにくく、センシング面２０Ｓの面内方向に作用するせん断力では弾性変形しやすくなり、離隔層２２として望ましい特性が得られる。ゲルは、例えば、シリコーンゲル、ウレタンゲル、アクリルゲルおよびスチレンゲルからなる群より選択される少なくとも１種の高分子ゲルである。離隔層２２は、図示しない基材により支持されていてもよい。

　離隔層２２の２５％ＣＬＤ（Compression-Load-Deflection）値が、変形層２３Ａの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上、好ましくは変形層２３Ａの２５％ＣＬＤ値の３０倍以上、より好ましくは変形層２３Ａの２５％ＣＬＤ値の５０倍以上である。離隔層２２の２５％ＣＬＤ値が変形層２３Ａの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上であると、センシング面２０Ｓに圧力が作用したとき、変形層２３Ａが離隔層２２に比べて十分に潰れやすくなるため、センシング部ＳＥ２１の検出感度を向上することができる。

　離隔層２２の２５％ＣＬＤ値が、変形層２３Ｂの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上、好ましくは変形層２３Ｂの２５％ＣＬＤ値の３０倍以上、より好ましくは変形層２３Ｂの２５％ＣＬＤ値の５０倍以上である。離隔層２２の２５％ＣＬＤ値が変形層２３Ｂの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上であると、センシング面２０Ｓに圧力が作用したときに、変形層２３Ｂが離隔層２２に比べて十分に潰れやすくなるため、センシング部ＳＥ２２の検出感度を向上することができる。

　離隔層２２の２５％ＣＬＤ値は、５００ｋＰａ以下であることが好ましい。離隔層２２の２５％ＣＬＤ値が５００ｋＰａを超えると、センシング面２０Ｓの面内方向（すなわち力覚センサ２０Ａの面内方向）に作用するせん断力により、センシング面２０Ｓの面内方向に弾性変形し難くなる虞がある。したがって、力覚センサ２０Ａの面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。

　離隔層２２、変形層２３Ａおよび変形層２３Ｂの２５％ＣＬＤ値は、ＪＩＳ　Ｋ　６２５４に準拠して測定される。

　離隔層２２の厚みが、好ましくは変形層２３Ａの厚みの２倍以上、より好ましくは変形層２３Ａの厚みの４倍以上、さらにより好ましくは変形層２３Ａの厚みの８倍以上である。離隔層２２の厚みが変形層２３Ａの厚みの２倍以上であると、センシング面２０Ｓの面内方向にせん断力が作用した場合に、離隔層２２が変形層２３Ａに比べて十分にセンシング面２０Ｓの面内方向に変形しやすくなるため、せん断力の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層２２の厚みが、好ましくは変形層２３Ｂの厚みの２倍以上、より好ましくは変形層２３Ｂの厚みの４倍以上、さらにより好ましくは変形層２３Ｂの厚みの８倍以上である。離隔層２２の厚みが変形層２３Ｂの厚みの２倍以上であると、センシング面２０Ｓの面内方向にせん断力が作用した場合に、離隔層２２が変形層２３Ｂに比べて十分にセンシング面２０Ｓの面内方向に変形しやすくなるため、せん断力の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層２２の厚みは、好ましくは１００００μｍ以下、より好ましくは４０００μｍ以下であることが好ましい。離隔層２２の厚みが１００００μｍを超えると、力覚センサ２０Ａを電子機器等に適用し難くなる虞がある。

　離隔層２２、変形層２３Ａおよび変形層２３Ｂの厚みは以下のようにして求められる。まず、力覚センサ２０ＡをＦＩＢ（Focused Ion Beam）法等により加工して断面を作製し、走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）を用いて断面画像を撮影する。次に、この断面画像を用いて離隔層２２、変形層２３Ａおよび変形層２３Ｂの厚みを測定する。

　離隔層２２の目付量が、好ましくは変形層２３Ａの目付量の１０倍以上、より好ましくは変形層２３Ａの目付量の２５倍以上である。離隔層２２の目付量が変形層２３Ａの目付量の１０倍以上であると、センシング面２０Ｓに圧力が作用したときに、変形層２３Ａが離隔層２２に比べて十分に潰れやすくなるため、センシング部ＳＥ２１の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層２２の目付量が、好ましくは変形層２３Ｂの目付量の１０倍以上、より好ましくは変形層２３Ｂの目付量の２５倍以上である。離隔層２２の目付量が変形層２３Ｂの目付量の１０倍以上であると、センシング面２０Ｓに圧力が作用したときに、変形層２３Ｂが離隔層２２に比べて十分に潰れやすくなるため、センシング部ＳＥ２２の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層２２の目付量は、１０００ｍｇ／ｃｍ^２以下であることが好ましい。離隔層２２の目付量が１０００ｍｇ／ｃｍ^２を超えると、センシング面２０Ｓの面内方向（すなわち力覚センサ２０Ａの面内方向）に作用するせん断力により、センシング面２０Ｓの面内方向に弾性変形し難くなる虞がある。したがって、力覚センサ２０Ａの面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。

　離隔層２２の目付量は以下のようにして求められる。まず、力覚センサ２０Ａから導電層２４Ａ、変形層２３Ａおよび検出層２１Ａを引き剥がす等することにより、離隔層２２の表面を露出させた後、この状態にて力覚センサ２０Ａの質量Ｍ１を測定する。次に、離隔層２２を溶剤で溶かす等することにより離隔層２２を除去した後、この状態にて力覚センサ２０Ａの質量Ｍ２を測定する。最後に、下記の式から変形層２３の目付量を求める。
　離隔層２２の目付量［ｍｇ／ｃｍ^２］＝（質量Ｍ１－質量Ｍ２）／（離隔層２２の面積Ｓ１）

　変形層２３Ａの目付量は以下のようにして求められる。まず、力覚センサ２０Ａから導電層２４Ａを引き剥がす等することにより、変形層２３Ａの表面を露出させた後、この状態にて力覚センサ２０Ａの質量Ｍ３を測定する。次に、変形層２３Ａを溶剤で溶かす等することにより変形層２３Ａを除去した後、この状態にて力覚センサ２０Ａの質量Ｍ４を測定する。最後に、下記の式から変形層２３Ａの目付量を求める。
　変形層２３Ａの目付量［ｍｇ／ｃｍ^２］＝（質量Ｍ３－質量Ｍ４）／（変形層２３Ａの面積Ｓ２）

　変形層２３Ｂの目付量は以下のようにして求められる。まず、力覚センサ２０Ａから導電層２４Ｂを引き剥がす等することにより、変形層２３Ｂの表面を露出させた後、この状態にて力覚センサ２０Ａの質量Ｍ５を測定する。次に、変形層２３Ｂを溶剤で溶かす等することにより変形層２３Ｂを除去した後、この状態にて力覚センサ２０Ａの質量Ｍ６を測定する。最後に、下記の式から変形層２３Ｂの目付量を求める。
　変形層２３Ｂの目付量［ｍｇ／ｃｍ^２］＝（質量Ｍ５－質量Ｍ６）／（変形層２３Ｂの面積Ｓ３）

（導電層）
　導電層２４Ａは、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有する。導電層２４Ａは、センシング面２０Ｓに対して圧力が作用すると、検出層２１Ａに向けて撓む。導電層２４Ｂは、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有していてもよいし、有していなくてもよいが、力覚センサ２０Ａを曲面に装着可能とするためには、可撓性を有することが好ましい。

　導電層２４Ａは、第１の面２４ＡＳ１と、第１の面２４ＡＳ１とは反対側の第２の面２４ＡＳ２とを有する。第２の面２４ＡＳ２は、検出層２１Ａの第１の面２１ＡＳ１と対向する。導電層２４Ｂは、第１の面２４ＢＳ１と、第１の面２４ＢＳ１とは反対側の第２の面２４ＢＳ２とを有する。第１の面２４ＢＳ１は、検出層２１Ｂの第２の面２１ＢＳ２と対向する。

　導電層２４Ａの弾性率は、１０ＭＰａ以下であることが好ましい。導電層２４Ａの弾性率が１０ＭＰａ以下であると、導電層２４Ａの可撓性が向上し、センシング面２０Ｓに圧力が作用したときに、検出層２１Ｂまで圧力が伝わりやすくなり、検出層２１Ｂが変形しやすくなる。したがって、センシング部ＳＥ２２の検出感度を向上することができる。上記弾性率は、ＪＩＳ　Ｋ　７１６１に準拠して測定される。

　導電層２４Ａおよび導電層２４Ｂは、いわゆる接地電極であり、基準電位に接続されている。導電層２４Ａおよび導電層２４Ｂの形状としては、例えば、薄膜状、箔状またはメッシュ状等が挙げられるが、これらの形状に限定されるものではない。導電層２４Ａ、導電層２４Ｂはそれぞれ、図示しない基材により支持されていてもよい。

　導電層２４Ａ、２４Ｂは、電気的導電性を有するものであればよく、例えば、無機系導電材料を含む無機導電層、有機系導電材料を含む有機導電層、または無機系導電材料および有機系導電材料の両方を含む有機－無機導電層等である。無機系導電材料および有機系導電材料は、粒子であってもよい。導電層２４Ａ、２４Ｂは、導電布であってもよい。

　無機系導電材料としては、例えば、金属または金属酸化物等が挙げられる。ここで、金属には、半金属が含まれるものと定義する。金属としては、例えば、アルミニウム、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンテル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛等の金属、またはこれらの金属を２種以上含む合金等が挙げられるが、これらの金属に限定されるものではない。合金の具体例としては、ステンレス鋼が挙げられるが、これに限定されるものではない。金属酸化物としては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、酸化インジウム、アンチモン添加酸化錫、フッ素添加酸化錫、アルミニウム添加酸化亜鉛、ガリウム添加酸化亜鉛、シリコン添加酸化亜鉛、酸化亜鉛－酸化錫系、酸化インジウム－酸化錫系、または酸化亜鉛－酸化インジウム－酸化マグネシウム系等が挙げられるが、これらの金属酸化物に限定されるものではない。

　有機系導電材料としては、例えば、炭素材料、または導電性ポリマー等が挙げられる。炭素材料としては、例えば、カーボンブラック、炭素繊維、フラーレン、グラフェン、カーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイル、またはナノホーン等が挙げられるが、これらの炭素材料に限定されるものではない。導電性ポリマーとしては、例えば、置換または無置換のポリアニリン、ポリピロール、またはポリチオフェン等を用いることができるが、これらの導電性ポリマーに限定されるものではない。

　導電層２４Ａ、２４Ｂは、ドライプロセスおよびウエットプロセスのいずれで作製された薄膜であってもよい。ドライプロセスとしては、例えば、スパッタリング法、蒸着法等を用いることができるが、特にこれらに限定されるものではない。

　導電層２４Ａ、２４Ｂが力覚センサ２０Ａの両面に設けられていることで、外部ノイズ（外部電場）が力覚センサ２０Ａの両主面側から力覚センサ２０Ａ内に入り込むことを抑制することができる。したがって、外部ノイズによる力覚センサ２０Ａの検出精度の低下または誤検出を抑制することができる。

（変形層）
　変形層２３Ａは、検出層２１Ａと導電層２４Ａが平行になるように、検出層２１Ａと導電層２４Ａを離隔する。変形層２３Ａの厚みにより、センシング部ＳＥ２１の感度とダイナミックレンジを調整することができる。変形層２３Ａは、センシング面２０Ｓに作用する圧力、すなわち力覚センサ２０Ａの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形可能に構成されている。変形層２３Ａは、図示しない基材により支持されていてもよい。

　変形層２３Ｂは、検出層２１Ｂと導電層２４Ｂが平行になるように、検出層２１Ｂと導電層２４Ｂを離隔する。変形層２３Ｂの厚みにより、センシング部ＳＥ２２の感度とダイナミックレンジを調整することができる。変形層２３Ｂは、センシング面２０Ｓに作用する圧力、すなわち力覚センサ２０Ａの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形可能に構成されている。変形層２３Ａは、図示しない基材により支持されていてもよい。

　変形層２３Ａと変形層２３Ｂの２５％ＣＬＤ値は、同一またはほぼ同一であってもよい。変形層２３Ａ、２３Ｂは、例えば、発泡樹脂または絶縁性エラストマ等を含む。発泡樹脂は、いわゆるスポンジであり、例えば、発泡ポリウレタン（ポリウレタンフォーム）、発泡ポリエチレン（ポリエチレンフォーム）、発泡ポリオレフィン（ポリオレフィンフォーム）、発泡アクリル（アクリルフォーム）およびスポンジゴム等のうちの少なくとも１種である。絶縁性エラストマは、例えば、シリコーン系エラストマ、アクリル系エラストマ、ウレタン系エラストマおよびスチレン系エラストマ等のうちの少なくとも１種である。

（接着層）
　接着層は、絶縁性を有する接着剤または両面接着フィルムにより構成される。接着剤としては、例えば、アクリル系接着剤、シリコーン系接着剤およびウレタン系接着剤のうちの少なくとも１種を用いることができる。なお、本開示においては、粘着（pressure sensitive adhesion）は接着（adhesion）の一種と定義する。この定義に従えば、粘着層は接着層の一種と見なされる。

［力覚センサの動作］
（圧力検出時の力覚センサの動作）
　図１０は、圧力検出時の力覚センサ２０Ａの動作の一例について説明するための断面図である。物体４１によりセンシング面２０Ｓが押され、センシング面２０Ｓに圧力が作用すると、導電層２４Ａが、圧力の作用箇所を中心として検出層２１Ａに向けて撓み、変形層２３Ａの一部を押し潰す。これにより、導電層２４Ａと検出層２１Ａの一部が接近する。その結果、検出層２１Ａのうち、導電層２４Ａに接近した部分に含まれる複数のセンシング部ＳＥ２１の電気力線の一部（すなわちセンス電極３６とパルス電極３７の間の電気力線の一部）が導電層２４Ａに流れて、複数のセンシング部ＳＥ２１の静電容量が変化する。

　また、上記のようにして押し潰された変形層２３Ａの一部により、検出層２１Ａの第１の面２１ＡＳ１に圧力が作用し、検出層２１Ａ、離隔層２２および検出層２１Ｂが、圧力の作用箇所を中心として導電層２４Ｂに向けて撓む。これにより、検出層２１Ｂと導電層２４Ｂの一部が接近する。その結果、検出層２１Ｂのうち、導電層２４Ｂに接近した部分に含まれる複数のセンシング部ＳＥ２２の電気力線の一部（すなわちセンス電極３６とパルス電極３７の間の電気力線の一部）が導電層２４Ｂに流れて、複数のセンシング部ＳＥ２２の静電容量が変化する。

　センサＩＣ４Ａは、検出層２１Ａに含まれる複数のセンシング部ＳＥ２１を順次スキャンし、複数のセンシング部ＳＥ２１から出力信号分布、すなわち静電容量分布を取得する。同様に、センサＩＣ４Ａは、検出層２１Ｂに含まれる複数のセンシング部ＳＥ２２を順次スキャンし、複数のセンシング部ＳＥ２１から出力信号分布、すなわち静電容量分布を取得する。センサＩＣ４Ａは、取得した出力信号分布を制御部３に出力する。

　制御部３は、センサＩＣ４Ａを介して検出層２１Ａから受け取った出力信号分布に基づき、圧力の大きさおよび圧力の作用位置を演算する。検出層２１Ａからの出力信号分布に基づき圧力の大きさおよび圧力の作用位置を演算するのは、検出層２１Ａの方が検出層２１Ｂに比べてセンシング面２０Ｓに近く、検出感度が高いためである。但し、制御部３が、センサＩＣ４Ａを介して検出層２１Ｂから受け取った出力信号分布に基づき、圧力の大きさおよび圧力の作用位置を演算するようにしてもよいし、センサＩＣ４Ａを介して検出層２１Ａおよび検出層２１Ｂから受け取った出力信号分布に基づき、圧力の大きさおよび圧力の作用位置を演算するようにしてもよい。

（せん断力検出時の力覚センサの動作）
　図１１は、せん断力検出時の力覚センサ２０Ａの動作の一例について説明するための断面図である。物体４１がセンシング面２０Ｓの面内方向に移動し、力覚センサ２０Ａにせん断力が作用すると、力覚センサ２０Ａの面内方向に離隔層２２が弾性変形し、力覚センサ２０Ａの面内方向（Ｘ、Ｙ方向）における検出層２１Ａと検出層２１Ｂの相対位置がずれる。すなわち、力覚センサ２０Ａの面内方向におけるセンシング部ＳＥ２１とセンシング部ＳＥ２２の相対位置がずれる。これにより、検出層２１Ａの出力信号分布（静電容量分布）の重心位置と、検出層２１Ｂの出力信号分布（静電容量分布）の重心位置とが、力覚センサ２０Ａの面内方向（Ｘ、Ｙ方向）にずれる。なお、せん断力を検出するためには、物体４１によりセンシング面２０Ｓに圧力が作用している必用があるが、図１１では、この圧力による力覚センサ２０Ａの各層の変形は省略している。

　図１２は、力覚センサ２０Ａに圧力のみが作用している状態における検出層２１Ａの出力信号分布ＤＢ１および検出層２１Ｂの出力信号分布ＤＢ２の一例を示すグラフである。出力信号分布ＤＢ１および出力信号分布ＤＢ２は、静電容量分布（圧力分布）に対応する。力覚センサ２０Ａに圧力のみが作用している状態では、検出層２１Ａの出力信号分布ＤＢ１および検出層２１Ｂの出力信号分布ＤＢ２の重心位置は一致している。

　図１３は、力覚センサ２０Ａにせん断力が作用している状態における検出層２１Ａの出力信号分布ＤＢ１および検出層２１Ｂの出力信号分布ＤＢ２の一例を示すグラフである。力覚センサ２０Ａにせん断力が作用している状態では、検出層２１Ａの出力信号分布ＤＢ１および検出層２１Ｂの出力信号分布ＤＢ２の重心位置がずれる。

　制御部３は、センサＩＣ４Ａから出力された検出層２１Ａの出力信号分布および検出層２１Ｂの出力信号分布に基づき、３軸力を算出する。より具体的には、制御部３は、検出層２１Ａの出力信号分布ＤＢ１から、検出層２１Ａにおける圧力の重心位置を計算すると共に、検出層２１Ｂの出力信号分布ＤＢ２から、検出層２１Ｂにおける圧力の重心位置を算出する。制御部３は、検出層２１Ａにおける圧力の重心位置と検出層２１Ｂにおける圧力の重心位置の差分から、せん断力の大きさと方向を算出する。
　制御部３は、センサＩＣ４Ａから出力された検出層２１Ａの出力信号分布および検出層２１Ｂの出力信号分布に基づき、エンドエフェクタに把持されたワークの位置ずれ量を算出する。より具体的には、制御部３は、検出層２１Ａにおける圧力の重心位置と検出層２１Ｂにおける圧力の重心位置の差分から、エンドエフェクタに把持されたワークの位置ずれ量を算出する。

［位置センサの構成］
　位置センサ１２４Ｂは、位置センサ１２４Ａと同様の構成を有するため、以下では、位置センサ１２４Ａの構成について説明する。

　位置センサ１２４Ａは、空間内における接触領域１２２ＡＳの位置を検出可能に構成されている。位置センサ１２４Ａは、力覚センサ２０Ａの検出部以外の箇所に設けられていることが好ましい。

　図１４は、図６のＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った断面図である。フレキシブルプリント基板は、図６、図１４に示すように、検出層２１Ａと、接続部２１Ａ１と、突出部２１Ａ３と、位置センサ１２４Ａとを備える。

　突出部２１Ａ３は、位置センサ１２４Ａを支持するための支持体である。突出部２１Ａ３は、接続部２１Ａ１から突出されている。突出部２１Ａ３は、接続部２１Ａ１と同様にフィルム状を有している。突出部２１Ａ３の一方の主面には、位置センサ１２４Ａを実装するための電極（図示せず）が設けられている。

　位置センサ１２４Ａは、接触領域１２２ＡＳの位置を検出し、その取得結果をセンサＩＣ４Ａを介して制御部３に出力する。これにより、制御部３は、力覚センサ２０Ａから圧力分布と共に、力覚センサ２０Ａの位置情報を受けとることができる。したがって、制御部３は、センサＩＣ４Ａを介して力覚センサ２０Ａおよび位置センサ１２４Ａから受け取った圧力分布および位置情報に基づき、３次元空間内における接触領域１２２ＡＳの位置、その位置において接触領域１２２ＡＳに加えられる圧力分布およびせん断力を検出することができる。

　位置センサ１２４Ａは、突出部２１Ａ３の一方の主面に設けられている。位置センサ１２４Ａは、例えば、はんだ１２６を介して突出部２１Ａ３の一方の主面に設けられた電極上に実装されている。図１４では、はんだ１２６が、はんだボールである例が示されている。上記電極と複数の接続端子２１Ａ２とが配線（図示せず）により接続されている。

［ロボットシステムの動作］
　図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃ、図１６を参照して、本開示の第１の実施形態に係るロボットシステムの動作の一例として、ワークとして箱の素材（例えば段ボール）１０１を折り曲げる動作について説明する。ここでは、素材１０１は、ベルトコンベア等の搬送装置により、前工程の作業位置から折り曲げ工程の作業位置に搬入され、折り曲げ作業終了後には折り曲げ工程の作業位置から次工程の作業位置に搬出される場合について説明する。素材１０１には、図１５Ａに示すように、溝状の罫線１０１Ａが形成されていてもよい。罫線１０１Ａは、素材１０１を規定位置で折り曲げやすくするためのものである。

　まず、ステップＳ１１において、素材１０１がベルトコンベア等の搬送装置により搬入されてきて規定位置で停止されると、制御部３は、カメラ１３を制御し、カメラ１３により素材１０１を撮影し、素材１０１を撮影した画像から素材１０１の位置情報を取得する。

　次に、ステップＳ１２において、制御部３は、ステップＳ１１にて取得した位置情報に基づき、駆動部１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃ、１１４Ｄを制御し、ロボットアーム１１およびロボットハンド１２を初期位置に移動する。この際、制御部３は、駆動部１２５Ａ、１２５Ｂを制御し、指部１２０Ａ、１２０Ｂを開く。次に、制御部３は、駆動部１４Ｂを制御し、治具１４Ａを規定位置（具体的には、素材１０１の罫線１０１Ａ上の位置）に移動させる。

　次に、ステップＳ１３において、制御部３は、駆動部１２５Ａ、１２５Ｂを制御し、図１５Ａに示すように、指部１２０Ａ、１２０Ｂを初期位置に移動する。次に、ステップＳ１４において、制御部３は、駆動部１２５Ａ、１２５Ｂを制御し、図１５Ｂに示すように、指部１２０Ａ、１２０Ｂをそれぞれ素材１０１に向けて移動する。

　次に、ステップＳ１５において、制御部３は、センサＩＣ４Ａを介して位置センサ１２４Ａの圧力分布を取得し、圧力分布の最大値が第１の閾値を超えているか否かを判断する（図４Ａの領域Ｒ１参照）。また、ステップＳ１５において、制御部３は、センサＩＣ４Ｂを介して位置センサ１２４Ｂの圧力分布を取得し、圧力分布の最大値が第１の閾値を超えているか否かを判断する（図４Ａの領域Ｒ１参照）。

　ステップＳ１５にて位置センサ１２４Ａの圧力分布の最大値が第１の閾値を超えていると判断された場合には、ステップＳ１６において、制御部３は、指部１２０Ａの移動を停止する。一方、ステップＳ１５にて位置センサ１２４Ａの圧力分布の最大値が第１の閾値を超えていないと判断された場合には、制御部３は、処理をステップＳ１４に戻す。これにより、素材１０１に向けての指部１２０Ａの移動が継続される。

　ステップＳ１５にて位置センサ１２４Ｂの圧力分布の最大値が第２の閾値を超えていると判断された場合には、ステップＳ１６において、制御部３は、指部１２０Ｂの移動を停止する。一方、ステップＳ１５にて位置センサ１２４Ａの圧力分布の最大値が第１の閾値を超えていないと判断された場合には、制御部３は、処理をステップＳ１４に戻す。これにより、素材１０１に向けての指部１２０Ｂの移動が継続される。

　次に、ステップＳ１７において、制御部３は、センサＩＣ４Ａ、４Ｂを介して位置センサ１２４Ａ、１２４Ｂから位置情報（接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳの規定の位置情報）を取得し、記憶装置３Ａに記憶された位置情報（接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳの位置情報）と照合する。ステップＳ１７にて接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳの両方の位置情報の照合が取れた場合には、制御部３は処理をステップＳ１８に進める。一方、ステップＳ１７にて接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳの一方または両方の位置情報の照合が取れなかった場合には、制御部３は処理をステップＳ１２に戻す。これにより、ロボットアーム１１およびロボットハンド１２が初期位置に戻され、素材１０１に向けての指部１２０Ｂの移動が再度行われる（図４Ｂの領域Ｒ３参照）。

　次に、ステップＳ１８において、制御部３は、図１５Ｃに示すように、多関節ロボット１０を制御し、素材１０１の折り曲げ作業を行う。

　図１７を参照して、素材１０１の折り曲げ作業（ステップＳ１８）の詳細について説明する。

　まず、ステップＳ２１において、制御部３は、駆動部１２５Ｂを制御し、指部１２０Ｂを移動することにより、図１５Ｃに示すように、素材１０１を折り曲げる。

　次に、ステップＳ２２において、制御部３は、センサＩＣ４Ｂを介して力覚センサ２０Ｂから圧力分布を取得し、圧力分布の最大値が第３の閾値を超えているか否かを判断する（図４Ａの領域Ｒ２参照）。ステップＳ２２にて圧力分布の最大値が第３の閾値を超えていると判断された場合には、制御部３は処理をステップＳ２３に進める。一方、ステップＳ２２にて制御部３が圧力分布の最大値が第３の閾値を超えていないと判断された場合には、制御部３は処理をステップＳ２１に戻す。これにより、素材１０１を折り曲げ作業が継続される。

　次に、ステップＳ２３において、制御部３は、センサＩＣ４Ｂを介して力覚センサ２０Ｂから圧力分布を取得し、圧力分布の最大値が第２の閾値を超えているか否かを判断する（図４Ｂの領域Ｒ４参照）。ステップＳ２３にて制御部３が圧力分布のうちの最大値が第２の閾値を超えていないと判断した場合には、処理をステップＳ２４に進める。一方、ステップＳ２３にて制御部３が圧力分布のうちの最大値が第２の閾値を超えていると判断した場合には、制御部３は、ステップＳ２５において、素材１０１の折り曲げ作業を停止した後、ステップＳ２６において、通知部５により異常の発生を作業者に通知する。

　次に、ステップＳ２４において、制御部３は、センサＩＣ４Ｂを介して位置センサ１２４Ｂから位置情報を取得し、記憶装置３Ａに記憶された位置情報（接触領域１２２ＢＳの位置情報）と照合する。ステップＳ２４にて位置情報の照合が取れた場合には、ステップＳ２７において、制御部３は、駆動部１２５Ｂを制御し、指部１２０Ｂの移動を停止することにより、素材１０１を折り曲げ作業を停止する。一方、ステップＳ２４にて位置情報の照合が取れなかった場合には、制御部３は処理をステップＳ２１に戻す。これにより、素材１０１を折り曲げ作業が継続される。

［作用効果］
　第１の実施形態に係るロボットシステムでは、ロボットハンド１２が、指部１２０Ａと指部１２０Ｂとを備える。指部１２０Ａは、ワークと接触する接触領域１２２ＡＳの圧力分布を検出可能に構成された力覚センサ（第１のセンサ）２０Ａと、接触領域１２２ＡＳの位置情報を検出可能に構成された位置センサ（第２のセンサ）１２４Ａとを備える。指部１２０Ｂは、ワークと接触する接触領域１２２ＢＳの圧力分布を検出可能に構成された力覚センサ（第１のセンサ）２０Ｂと、接触領域１２２ＢＳの位置情報を検出可能に構成された位置センサ（第２のセンサ）１２４Ｂとを備える。これにより、制御部３は、力覚センサ２０Ａにより検出された圧力分布と、位置センサ１２４Ａにより検出された位置情報に基づき、作業中の各動作において、指部１２０Ａの接触領域１２２ＡＳに規定の位置で規定の圧力が作用しているか否かを判断することができる。同様に、制御部３は、力覚センサ２０Ｂにより検出された圧力分布と、位置センサ１２４Ｂにより検出された位置情報に基づき、作業中の各動作において、指部１２０Ｂの接触領域１２２ＢＳに規定の位置で規定の圧力が作用しているか否かを判断することができる。したがって、指部１２０Ａ、１２０Ｂごとに精密な位置制御を行うことが可能なアクチュエータが搭載されていない場合にも、精密な作業（例えば箱等の組立作業）を行うことができる。

　力覚センサ２０Ａ、２０Ｂは、全体として単純かつ省スペースな構成で３軸力の分布を検出することができる。また、センシング面２０Ｓの有効領域のどの位置でも、３軸力の分布を検出することができる。

＜２　第２の実施形態＞
［力覚センサの構成］
　図１８は、第２の実施形態に係るロボットハンド１２に備えられる力覚センサ４０の構成の一例を示す断面図である。第２の実施形態に係るロボットハンド１２は、力覚センサ２０Ａ（図５参照）に代えて、図１８に示す力覚センサ４０を備えると共に、力覚センサ２０Ｂに代えて、図１８に示す力覚センサ４０を備える。

　力覚センサ４０は、離隔層２２（図５参照）に代えて、積層構造の離隔層２５を備える点において、第１の実施形態に係る力覚センサ２０とは異なっている。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の箇所には同一の符号を付して説明を省略する。

（離隔層）
　離隔層２５は、導電層（第３の導電層）２４Ｃと、離隔層（第１の離隔層）２５Ａと、離隔層（第２の離隔層）２５Ｂとを備える。導電層２４Ｃは、離隔層２５Ａと離隔層２５Ｂの間に設けられている。離隔層２５Ａは、検出層２１Ａと導電層２４Ｃの間に設けられ、検出層２１Ａと導電層２４Ｃを離隔する。離隔層２５Ｂは、検出層２１Ｂと導電層２４Ｃの間に設けられ、検出層２１Ｂと導電層２４Ｃを離隔する。離隔層２５Ａおよび離隔層２５Ｂは、センシング面２０Ｓの面内方向（すなわち力覚センサ２０の面内方向）に作用するせん断力により、センシング面２０Ｓの面内方向に弾性変形可能に構成されている。

　離隔層２５Ａおよび離隔層２５Ｂの材料は、第１の実施形態における離隔層２２と同様である。

　離隔層２５Ａ、離隔層２５Ｂそれぞれの２５％ＣＬＤ値が、変形層２３Ａの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上、好ましくは変形層２３Ａの２５％ＣＬＤ値の３０倍以上、より好ましくは変形層２３Ａの２５％ＣＬＤ値の５０倍以上である。離隔層２５Ａ、離隔層２５Ｂそれぞれの２５％ＣＬＤ値が変形層２３Ａの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上であると、センシング部ＳＥ２１の検出感度を向上することができる。

　離隔層２５Ａ、離隔層２５Ｂそれぞれの２５％ＣＬＤ値が、変形層２３Ｂの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上、好ましくは変形層２３Ｂの２５％ＣＬＤ値の３０倍以上、より好ましくは変形層２３Ｂの２５％ＣＬＤ値の５０倍以上である。離隔層２５Ａ、離隔層２５Ｂそれぞれの２５％ＣＬＤ値が変形層２３Ｂの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上であると、センシング部ＳＥ２２の検出感度を向上することができる。

　離隔層２５Ａ、離隔層２５Ｂそれぞれの２５％ＣＬＤ値は、５００ｋＰａ以下であることが好ましい。離隔層２５Ａ、離隔層２５Ｂそれぞれの２５％ＣＬＤ値が５００ｋＰａを超えると、センシング面２０Ｓの面内方向（すなわち力覚センサ４０の面内方向）に作用するせん断力により、センシング面２０Ｓの面内方向に弾性変形し難くなる虞がある。したがって、力覚センサ４０の面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。

　離隔層２５Ａおよび離隔層２５Ｂの２５％ＣＬＤ値は、ＪＩＳ　Ｋ　６２５４に準拠して測定される。

　離隔層２５Ａおよび離隔層２５Ｂの合計の厚みが、好ましくは変形層２３Ａの厚みの２倍以上、より好ましくは変形層２３Ａの厚みの４倍以上、さらにより好ましくは変形層２３Ａの厚みの８倍以上である。離隔層２５Ａおよび離隔層２５Ｂの合計の厚みが変形層２３Ａの厚みの２倍以上であると、せん断力の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層２５Ａおよび離隔層２５Ｂの合計の厚みが、好ましくは変形層２３Ｂの厚みの２倍以上、より好ましくは変形層２３Ｂの厚みの４倍以上、さらにより好ましくは変形層２３Ｂの厚みの８倍以上である。離隔層２５Ａおよび離隔層２５Ｂの合計の厚みが変形層２３Ｂの厚みの２倍以上であると、せん断力の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層２５Ａおよび離隔層２５Ｂの合計の厚みが、好ましくは１００００μｍ以下、より好ましくは４０００μｍ以下であることが好ましい。離隔層２５Ａおよび離隔層２５Ｂの合計の厚みが１００００μｍを超えると、力覚センサ４０を電子機器等に適用し難くなる虞がある。

　離隔層２５Ａおよび離隔層２５Ｂの厚みは、第１の実施形態における離隔層２２の厚みの測定方法と同様して求められる。

　離隔層２５Ａおよび離隔層２５Ｂの合計の目付量が、好ましくは変形層２３Ａの目付量の１０倍以上、より好ましくは変形層２３Ｂの目付量の２５倍以上である。離隔層２５Ａおよび離隔層２５Ｂの合計の目付量が変形層２３Ａの目付量の１０倍以上であると、センシング部ＳＥ２１の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層２５Ａおよび離隔層２５Ｂの合計の目付量が、好ましくは変形層２３Ｂの目付量の１０倍以上、より好ましくは変形層２３Ｂの目付量の２５倍以上である。離隔層２５Ａおよび離隔層２５Ｂの合計の目付量が変形層２３Ｂの目付量の１０倍以上であると、センシング部ＳＥ２２の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層２５Ａおよび離隔層２５Ｂの合計の目付量が、１０００ｍｇ／ｃｍ^２以下であることが好ましい。離隔層２５Ａおよび離隔層２５Ｂの合計の目付量が１０００ｍｇ／ｃｍ^２を超えると、センシング面２０Ｓの面内方向（すなわち力覚センサ４０の面内方向）に作用するせん断力により、センシング面２０Ｓの面内方向に弾性変形し難くなる虞がある。したがって、力覚センサ４０の面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。

　離隔層２５Ａおよび離隔層２５Ｂの目付量は、第１の実施形態における離隔層２２の目付量の測定方法と同様して求められる。

（導電層）
　導電層２４Ｃは、上記のように離隔層２５Ａと離隔層２５Ｂの間に設けられ、検出層２１Ａと検出層２１Ｂの間での電磁的干渉を抑制する。導電層２４Ｃは、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有する。導電層２４Ｃは、センシング面２０Ｓに対して圧力が作用すると、検出層２１Ｂに向けて撓む。導電層２４Ｃの形状および材料は、第１の実施形態における導電層２４Ａと同様である。

［力覚センサの動作］
（圧力検出時の力覚センサの動作）
　図１９は、圧力検出時の力覚センサ４０の動作の一例について説明するための断面図である。圧力検出時の力覚センサ４０の動作は、以下の点以外は、第１の実施形態における圧力検出時の力覚センサ２０の動作と同様である。物体４１によりセンシング面２０Ｓが押され、押し潰された変形層２３Ａの一部により検出層２１Ａの第１の面２１ＡＳ１に圧力が作用すると、検出層２１Ａ、離隔層２５および検出層２１Ｂが、圧力の作用箇所を中心として導電層２４Ｂに向けて撓む。

（せん断力検出時の力覚センサの動作）
　図２０は、せん断力検出時の力覚センサ４０の動作の一例について説明するための断面図である。せん断力検出時の力覚センサ４０の動作は、以下の点以外は、第１の実施形態における圧力検出時の力覚センサ４０の動作と同様である。力覚センサ２０にせん断力が作用すると、力覚センサ２０の面内方向に離隔層２５Ａおよび離隔層２５Ｂが弾性変形し、力覚センサ２０の面内方向における検出層２１Ａと検出層２１Ｂの相対位置がずれる。

［効果］
　第２の実施形態に係る力覚センサ４０は、検出層２１Ａと検出層２１Ｂの間に導電層２４Ｃをさらに備えている。これにより、検出層２１Ａと検出層２１Ｂの間での電磁的干渉をさらに抑制することができる。したがって、力覚センサ４０では、第１の実施形態に係る力覚センサ２０よりも検出精度の低下または誤検出を抑制することができる。

＜３　第３の実施形態＞
［力覚センサの構成］
　図２１は、第３の実施形態に係るロボットハンド１２に備えられる力覚センサ５０の構成の一例を示す断面図である。第３の実施形態に係るロボットハンド１２は、力覚センサ２０Ａ（図５参照）に代えて、図２１に示す力覚センサ５０を備えると共に、力覚センサ２０Ｂに代えて、図２１に示す力覚センサ５０を備える。

　力覚センサ５０は、検出層（第１の検出層）２１Ａと、検出層（第２の検出層）５１Ｂと、離隔層５２と、変形層（第１の変形層）２３Ａと、変形層（第２の変形層）５３Ｂと、導電層（第１の導電層）２４Ａと、導電層（第２の導電層）５４Ｂと、導電層（第３の導電層）５４Ｃと、接着層５５とを備える。なお、導電層５４Ｃおよび接着層５５は必要に応じて備えられるものであって、なくてもよい。なお、第３の実施形態において、第１の実施形態と同様の箇所には同一の符号を付して説明を省略する。

　検出層５１Ｂと接着層５５の間および導電層５４Ｃと接着層５５の間を除く、力覚センサ５０の各層の間には、図示しない接着層が備えられ、貼り合わされている。但し、隣接する２層のうちの少なくとも一方が接着性を有する場合には、接着層はなくてもよい。

　検出層５１Ｂは、検出層２１Ａの第２の面２１ＡＳ２と対向する第１の面５１ＢＳ１と、第１の面５１ＢＳ１とは反対側の第２の面５１ＢＳ２とを有する。検出層２１Ａと検出層５１Ｂは平行に配置されている。導電層５４Ｂは、検出層２１Ａおよび検出層５１Ｂの間に設けられている。導電層５４Ｂは、検出層２１Ａおよび検出層５１Ｂと平行に配置されている。導電層５４Ｃは、検出層５１Ｂの第２の面５１ＢＳ２と対向して設けられている。導電層５４Ｂは、検出層５１Ｂと平行に配置されている。離隔層５２は、検出層２１Ａと導電層５４Ｂの間に設けられている。接着層５５は、検出層５１Ｂと導電層５４Ｃの間に設けられている。

（検出層）
　検出層５１Ｂは、相互容量方式の検出層である。検出層５１Ｂは、複数のセンシング部（第２のセンシング部）ＳＥ５２を含む。センシング部ＳＥ５２は、センシング面２０Ｓに作用する圧力を検出し、検出結果をセンサＩＣ４Ａに出力する。具体的には、センシング部ＳＥ５２は、センシング部ＳＥ５２と導電層５４Ｂの距離に対応した静電容量を検出し、検出結果をセンサＩＣ４Ａに出力する。

　検出層５１Ｂの構成は、第１の実施形態における検出層２１Ａと同様である。

（離隔層）
　離隔層５２は、検出層２１Ａと導電層５４Ｂを離隔する。離隔層５２は、センシング面２０Ｓの面内方向（すなわち力覚センサ５０の面内方向）に作用するせん断力により、センシング面２０Ｓの面内方向に弾性変形可能に構成されている。

　離隔層５２の材料は、第１の実施形態における離隔層２２と同様である。

　離隔層５２の２５％ＣＬＤ値が、変形層２３Ａの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上、好ましくは変形層２３Ａの２５％ＣＬＤ値の３０倍以上、より好ましくは変形層２３Ａの２５％ＣＬＤ値の５０倍以上である。離隔層５２の２５％ＣＬＤ値が変形層２３Ａの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上であると、センシング部ＳＥ２１の検出感度を向上することができる。

　離隔層５２の２５％ＣＬＤ値が、変形層５３Ｂの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上、好ましくは変形層５３Ｂの２５％ＣＬＤ値の３０倍以上、より好ましくは変形層５３Ｂの２５％ＣＬＤ値の５０倍以上である。離隔層５２の２５％ＣＬＤ値が変形層５３Ｂの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上であると、センシング部ＳＥ５２の検出感度を向上することができる。

　離隔層５２の２５％ＣＬＤ値は、５００ｋＰａ以下であることが好ましい。離隔層５２の２５％ＣＬＤ値が５００ｋＰａを超えると、センシング面２０Ｓの面内方向（すなわち力覚センサ５０の面内方向）に作用するせん断力により、センシング面２０Ｓの面内方向に弾性変形し難くなる虞がある。したがって、力覚センサ５０の面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。

　離隔層５２および変形層５３Ｂの２５％ＣＬＤ値は、ＪＩＳ　Ｋ　６２５４に準拠して測定される。

　離隔層５２の厚みが、好ましくは変形層２３Ａの厚みの２倍以上、より好ましくは変形層２３Ａの厚みの４倍以上、さらにより好ましくは変形層２３Ａの厚みの８倍以上である。離隔層５２の厚みが変形層２３Ａの厚みの２倍以上であると、せん断力の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層５２の厚みが、好ましくは変形層５３Ｂの厚みの２倍以上、より好ましくは変形層２３Ａの厚みの４倍以上、さらにより好ましくは変形層５３Ｂの厚みの８倍以上である。離隔層５２の厚みが変形層５３Ｂの厚みの２倍以上であると、せん断力の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層５２の厚みは、好ましくは１００００μｍ以下、より好ましくは４０００μｍ以下であることが好ましい。離隔層５２の厚みが１００００μｍを超えると、力覚センサ５０を電子機器等に適用し難くなる虞がある。

　離隔層５２および変形層５３Ｂの厚みは、第１の実施形態における離隔層２２、変形層２３Ａおよび変形層２３Ｂの厚みの測定方法と同様にして求められる。

　離隔層５２の目付量が、好ましくは変形層２３Ａの目付量の１０倍以上、より好ましくは変形層２３Ａの目付量の２５倍以上である。離隔層５２の目付量が変形層２３Ａの目付量の１０倍以上であると、センシング部ＳＥ２１の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層５２の目付量が、好ましくは変形層５３Ｂの目付量の１０倍以上、より好ましくは変形層５３Ｂの目付量の２５倍以上である。離隔層５２の目付量が変形層５３Ｂの目付量の１０倍以上であると、センシング部ＳＥ５２の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層５２の目付量は、１０００ｍｇ／ｃｍ^２以下であることが好ましい。離隔層５２の目付量が１０００ｍｇ／ｃｍ^２を超えると、センシング面２０Ｓの面内方向（すなわち力覚センサ５０の面内方向）に作用するせん断力により、センシング面２０Ｓの面内方向に弾性変形し難くなる虞がある。したがって、力覚センサ５０の面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。

　離隔層５２および変形層５３Ｂの目付量は、第１の実施形態における離隔層２２、変形層２３Ａおよび変形層２３Ｂの目付量の測定方法と同様にして求められる。

（導電層）
　導電層５４Ｂは、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有する。導電層５４Ｂは、センシング面２０Ｓに対して圧力が作用すると、検出層５１Ｂに向けて撓む。導電層５４Ｃは、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有していてもよいし、有していなくてもよいが、力覚センサ５０を曲面に装着可能とするためには、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有することが好ましい。

　導電層５４Ｂは、第１の面５４ＢＳ１と、第１の面５４ＢＳ１とは反対側の第２の面５４ＢＳ２とを有する。第２の面５４ＢＳ２は、検出層５１Ｂの第１の面２１ＢＳ１と対向する。導電層５４Ｃは、第１の面５４ＣＳ１と、第１の面５４ＣＳ１とは反対側の第２の面５４ＣＳ２とを有する。第１の面５４ＣＳ１は、検出層５１Ｂの第２の面２１ＢＳ２と対向する。

　導電層５４Ｂ、導電層５４Ｃは、いわゆる接地電極であり、基準電位に接続されている。導電層５４Ｂおよび導電層５４Ｃの形状および材料は、第１の実施形態における導電層２４Ａと同様である。

（変形層）
　変形層５３Ｂは、検出層５１Ｂと導電層５４Ｂが平行になるように、検出層５１Ｂと導電層５４Ｂを離隔する。変形層５３Ｂの厚みにより、検出層５１Ｂの感度とダイナミックレンジを調整することができる。変形層５３Ｂは、センシング面２０Ｓに作用する圧力、すなわち、すなわち力覚センサ５０の厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形可能に構成されている。

（接着層）
　接着層５５は、検出層５１Ｂと導電層５４Ｃを貼り合わせると共に、検出層５１Ｂと導電層５４Ｃの間を離隔する。接着層５５の厚みにより、検出層５１Ｂの感度とダイナミックレンジを調整することができる。接着層５５は、例えば、両面に接着層が設けられた基材である。接着層５５が、上記基材が複数積層されて構成されていてもよい。

［力覚センサの動作］
（圧力検出時の力覚センサの動作）
　図２２は、圧力検出時の力覚センサ５０の動作の一例について説明するための断面図である。
　物体４１によりセンシング面２０Ｓが押され、センシング面２０Ｓに圧力が作用すると、第１の実施形態に係る力覚センサ２０の動作と同様にして、導電層２４Ａと検出層２１Ａとの一部が接近し、複数のセンシング部ＳＥ２１の静電容量が変化する。

　また、上記のようにして押し潰された変形層２３Ａの一部により、検出層２１Ａの第１の面２１ＡＳ１に圧力が作用すると、検出層２１Ａおよび離隔層５２および導電層５４Ｂが、圧力の作用箇所を中心として検出層５１Ｂに向けて撓み、変形層５３Ｂの一部を押し潰す。これにより、導電層５４Ｂと検出層５１Ｂの一部が接近する。その結果、検出層５１Ｂのうち、導電層５４Ｂが接近した部分に含まれる複数のセンシング部ＳＥ５２の電気力線の一部（すなわちセンス電極３６とパルス電極３７の間の電気力線の一部）が導電層５４Ｂに流れて、センシング部ＳＥ５２の静電容量が変化する。

（せん断力検出時の力覚センサの動作）
　図２３は、せん断力検出時の力覚センサ５０の動作の一例について説明するための断面図である。力覚センサ５０にせん断力が作用すると、力覚センサ５０の面内方向に離隔層５２が弾性変形し、力覚センサ５０の面内方向（Ｘ、Ｙ方向）におけるセンシング部ＳＥ２１とセンシング部ＳＥ５２の相対位置がずれる。これにより、検出層２１Ａの出力信号分布（静電容量分布）の重心位置と、検出層５１Ｂの出力信号分布（静電容量分布）の重心位置とが、力覚センサ５０の面内方向（Ｘ、Ｙ方向）にずれる。

［効果］
　第３の実施形態に係る力覚センサ５０は、検出層５１Ｂ上に変形層５３Ｂを備える。したがって、検出層２１Ｂの下に変形層２３Ｂを備える第１の実施形態に係る力覚センサ２０に比べて圧力およびせん断力の検出感度を向上することができる。

＜４　第４の実施形態＞
［力覚センサの構成］
　図２４は、第４の実施形態に係るロボットハンド１２に備えられる力覚センサ６０の構成の一例を示す断面図である。第４の実施形態に係るロボットハンド１２は、力覚センサ２０Ａ（図５参照）に代えて、図２４に示す力覚センサ６０を備えると共に、力覚センサ２０Ｂに代えて、図２４に示す力覚センサ６０を備える。

　図２４は、本開示の第４の実施形態に係る力覚センサ６０の構成の一例を示す断面図である。力覚センサ６０は、検出層（第１の検出層）６１Ａと、検出層（第２の検出層）６１Ｂと、離隔層６２と、変形層（第１の変形層）２３Ａと、変形層（第２の変形層）２３Ｂと、変形層（第３の変形層）６３Ａと、変形層（第４の変形層）６３Ｂと、導電層（第１の導電層）２４Ａと、導電層（第２の導電層）２４Ｂと、導電層（第３の導電層）６４Ａと、導電層（第４の導電層）６４Ｂとを備える。なお、第４の実施形態において、第１の実施形態と同様の箇所には同一の符号を付して説明を省略する。

　導電層６４Ａ、変形層６３Ａ、検出層２１Ａ、変形層２３Ａおよび導電層２４Ａの積層体により、第１の力覚センサ６０Ａが構成されている。導電層２４Ｂ、変形層２３Ｂ、検出層６１Ｂ、変形層６３Ｂおよび導電層６４Ｂの積層体により、第２の力覚センサ６０Ｂが構成されている。

　力覚センサ６０の各層の間には、図示しない接着層が備えられ、貼り合わされている。但し、隣接する２層のうちの少なくとも一方が接着性を有する場合には、接着層はなくてもよい。

　検出層６１Ａは、第１の面６１ＡＳ１と、第１の面６１ＡＳ１とは反対側の第２の面６１ＡＳ２とを有する。検出層６１Ｂは、第２の面６１ＡＳ２と対向する第１の面６１ＢＳ１と、第１の面６１ＢＳ１とは反対側の第２の面６１ＢＳ２とを有する。検出層６１Ａと検出層６１Ｂは平行に配置されている。離隔層６２は、検出層６１Ａと検出層２１Ｂの間に設けられている。すなわち、離隔層６２は、第１の力覚センサ６０Ａと第２の力覚センサ６０Ｂの間に設けられている。

　導電層２４Ａは、検出層６１Ａの第１の面６１ＡＳ１と対向して設けられている。導電層２４Ａは、検出層６１Ａと平行に配置されている。導電層２４Ｂは、検出層６１Ｂの第２の面２１ＢＳ２と対向して設けられている。導電層２４Ｂは、検出層６１Ｂと平行に配置されている。導電層６４Ａは、検出層６１Ａと離隔層６２の間に設けられている。導電層６４Ａは、検出層６１Ａと平行に配置されている。導電層６４Ｂは、検出層６１Ｂと離隔層６２の間に設けられている。導電層６４Ｂは、検出層６１Ｂと平行に配置されている。変形層２３Ａは、検出層６１Ａと導電層２４Ａの間に設けられている。変形層２３Ｂは、検出層６１Ｂと導電層２４Ｂの間に設けられている。変形層６３Ａは、検出層６１Ａと導電層６４Ａの間に設けられている。変形層６３Ｂは、検出層６１Ｂと導電層６４Ｂの間に設けられている。

（検出層）
　検出層６１Ａおよび検出層６１Ｂは、相互容量方式の検出層である。検出層６１Ａは、可撓性を有する。検出層６１Ａは、センシング面２０Ｓに圧力が作用すると導電層６４Ａに向けて撓む。検出層６１Ａは、複数のセンシング部（第１のセンシング部）ＳＥ６１を含む。センシング部ＳＥ６１は、センシング面２０Ｓに作用する圧力を検出し、検出結果をセンサＩＣ４Ａに出力する。具体的には、センシング部ＳＥ６１は、センシング部ＳＥ６１と導電層２４Ａの距離、およびセンシング部ＳＥ２１と導電層６４Ａの距離に対応した静電容量を検出し、検出結果をセンサＩＣ４Ａに出力する。

　検出層６１Ｂは、可撓性を有する。検出層６１Ｂは、センシング面２０Ｓに圧力が作用すると導電層２４Ｂに向けて撓む。検出層６１Ｂは、複数のセンシング部（第２のセンシング部）ＳＥ６２を含む。センシング部ＳＥ６２は、センシング面２０Ｓに作用する圧力を検出し、検出結果をセンサＩＣ４Ａに出力する。具体的には、センシング部ＳＥ６２は、センシング部ＳＥ６２と導電層６４Ｂの距離、およびセンシング部ＳＥ６２と導電層２４Ｂの距離に対応した静電容量を検出し、検出結果をセンサＩＣ４Ａに出力する。

　検出層６１Ａおよび検出層６１Ｂの構成は、第１の実施形態における検出層２１Ａと同様の構成を有する。

（離隔層）
　離隔層６２は、導電層６４Ａと導電層６４Ｂの間を離隔する。すなわち、離隔層６２は、第１の力覚センサ６０Ａと第２の力覚センサ６０Ｂの間を離隔する。離隔層６２は、センシング面２０Ｓの面内方向（すなわち力覚センサ２０の面内方向）に作用するせん断力により、センシング面２０Ｓの面内方向に弾性変形可能に構成されている。

　離隔層６２の材料は、第１の実施形態における離隔層２２と同様である。

　離隔層６２の２５％ＣＬＤ値が、変形層２３Ａの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上、好ましくは変形層２３Ａの２５％ＣＬＤ値の３０倍以上、より好ましくは変形層２３Ａの２５％ＣＬＤ値の５０倍以上である。離隔層６２の２５％ＣＬＤ値が変形層２３Ａの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上であると、センシング部ＳＥ６１の検出感度を向上することができる。

　離隔層６２の２５％ＣＬＤ値が、変形層６３Ａの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上、好ましくは変形層６３Ａの２５％ＣＬＤ値の３０倍以上、より好ましくは変形層６３Ａの２５％ＣＬＤ値の５０倍以上である。離隔層６２の２５％ＣＬＤ値が変形層６３Ａの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上であると、センシング部ＳＥ６１の検出感度を向上することができる。

　離隔層６２の２５％ＣＬＤ値が、変形層２３Ｂの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上、好ましくは変形層２３Ｂの２５％ＣＬＤ値の３０倍以上、より好ましくは変形層２３Ｂの２５％ＣＬＤ値の５０倍以上である。離隔層６２の２５％ＣＬＤ値が変形層２３Ｂの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上であると、センシング部ＳＥ６２の検出感度を向上することができる。

　離隔層６２の２５％ＣＬＤ値が、変形層６３Ｂの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上、好ましくは変形層６３Ｂの２５％ＣＬＤ値の３０倍以上、より好ましくは変形層６３Ｂの２５％ＣＬＤ値の５０倍以上である。離隔層６２の２５％ＣＬＤ値が変形層６３Ｂの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上であると、センシング部ＳＥ６２の検出感度を向上することができる。

　離隔層６２の２５％ＣＬＤ値は、５００ｋＰａ以下であることが好ましい。離隔層６２の２５％ＣＬＤ値が５００ｋＰａを超えると、センシング面２０Ｓの面内方向（すなわち力覚センサ６０の面内方向）に作用するせん断力により、センシング面２０Ｓの面内方向に弾性変形し難くなる虞がある。したがって、力覚センサ６０の面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。

　離隔層６２、変形層６３Ａおよび変形層６３Ｂの２５％ＣＬＤ値は、ＪＩＳ　Ｋ　６２５４に準拠して測定される。

　離隔層６２の厚みが、好ましくは変形層２３Ａの厚みの２倍以上、より好ましくは変形層２３Ａの厚みの４倍以上、さらにより好ましくは変形層２３Ａの厚みの８倍以上である。離隔層２２の厚みが変形層２３Ａの厚みの２倍以上であると、せん断力の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層６２の厚みが、好ましくは変形層６３Ａの厚みの２倍以上、より好ましくは変形層６３Ａの厚みの４倍以上、さらにより好ましくは変形層６３Ａの厚みの８倍以上である。離隔層６２の厚みが変形層６３Ａの厚みの２倍以上であると、せん断力の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層６２の厚みが、好ましくは変形層２３Ｂの厚みの２倍以上、より好ましくは変形層２３Ｂの厚みの４倍以上、さらにより好ましくは変形層２３Ｂの厚みの８倍以上である。離隔層６２の厚みが変形層２３Ｂの厚みの２倍以上であると、せん断力の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層６２の厚みが、好ましくは変形層６３Ｂの厚みの２倍以上、より好ましくは変形層６３Ｂの厚みの４倍以上、さらにより好ましくは変形層６３Ｂの厚みの８倍以上である。離隔層６２の厚みが変形層６３Ｂの厚みの２倍以上であると、せん断力の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層６２の厚みは、好ましくは１００００μｍ以下、より好ましくは４０００μｍ以下であることが好ましい。離隔層６２の厚みが１００００μｍを超えると、力覚センサ６０を電子機器等に適用し難くなる虞がある。

　離隔層６２、変形層６３Ａおよび変形層６３Ｂの厚みは、第１の実施形態における離隔層２２、変形層２３Ａおよび変形層２３Ｂの厚みの測定方法と同様にして求められる。

　離隔層６２の目付量が、好ましくは変形層２３Ａの目付量の１０倍以上、より好ましくは変形層２３Ａの目付量の２５倍以上である。離隔層６２の目付量が変形層２３Ａの目付量の１０倍以上であると、センシング部ＳＥ６１の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層６２の目付量が、好ましくは変形層６３Ａの目付量の１０倍以上、より好ましくは変形層６３Ａの目付量の２５倍以上である。離隔層６２の目付量が変形層６３Ａの目付量の１０倍以上であると、センシング部ＳＥ６１の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層６２の目付量が、好ましくは変形層２３Ｂの目付量の１０倍以上、より好ましくは変形層２３Ｂの目付量の２５倍以上である。離隔層６２の目付量が変形層２３Ｂの目付量の１０倍以上であると、センシング部ＳＥ６２の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層６２の目付量が、好ましくは変形層６３Ｂの目付量の１０倍以上、より好ましくは変形層６３Ｂの目付量の２５倍以上である。離隔層６２の目付量が変形層６３Ｂの目付量の１０倍以上であると、センシング部ＳＥ６２の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層６２の目付量は、１０００ｍｇ／ｃｍ^２以下であることが好ましい。離隔層６２の目付量が１０００ｍｇ／ｃｍ^２を超えると、センシング面２０Ｓの面内方向（すなわち力覚センサ６０の面内方向）に作用するせん断力により、センシング面２０Ｓの面内方向に弾性変形し難くなる虞がある。したがって、力覚センサ６０の面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。

　離隔層６２、変形層６３Ａおよび変形層６３Ｂの目付量は、第１の実施形態における離隔層２２、変形層２３Ａおよび変形層２３Ｂの目付量の測定方法と同様にして求められる。

（導電層）
　導電層６４Ａは、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有する。導電層６４Ａは、センシング面２０Ｓに対して圧力が作用すると、検出層６１Ｂに向けて撓む。導電層６４Ｂは、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有する。導電層６４Ｂは、センシング面２０Ｓに対して圧力が作用すると、検出層６１Ｂに向けて撓む。

　導電層６４Ａは、第１の面６４ＡＳ１と、第１の面６４ＡＳ１とは反対側の第２の面６４ＡＳ２とを有する。第１の面６４ＡＳ１は、検出層６１Ａの第２の面６１ＡＳ２と対向する。導電層６４Ｂは、第１の面６４ＢＳ１と、第１の面６４ＢＳ１とは反対側の第２の面６４ＢＳ２とを有する。第２の面６４ＢＳ２は、検出層６１Ｂの第１の面６１ＢＳ１と対向する。

　導電層６４Ａおよび導電層６４Ｂは、いわゆる接地電極であり、基準電位に接続されている。導電層６４Ａおよび導電層６４Ｂの形状および材料は、第１の実施形態における導電層２４Ａの形状および材料と同様である。

（変形層）
　変形層６３Ａは、検出層６１Ａと導電層６４Ａが平行になるように、検出層６１Ａと導電層６２Ａを離隔する。変形層６３Ａの厚みにより、検出層６１Ａの感度とダイナミックレンジを調整することができる。変形層６３Ａは、センシング面２０Ｓに作用する圧力、すなわち、すなわち力覚センサ６０の厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形可能に構成されている。

　変形層６３Ｂは、検出層６１Ｂと導電層６４Ｂが平行になるように、検出層６１Ｂと導電層６４Ｂを離隔する。変形層６３Ｂの厚みにより、検出層６１Ｂの感度とダイナミックレンジを調整することができる。変形層６３Ｂは、センシング面２０Ｓに作用する圧力、すなわち、すなわち力覚センサ６０の厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形可能に構成されている。

　変形層６３Ａおよび変形層６３Ｂの材料は、第１の実施形態における変形層２３Ａと同様である。

［力覚センサの動作］
（圧力検出時の力覚センサの動作）
　図２５は、圧力検出時の力覚センサ６０の動作の一例について説明するための断面図である。物体４１によりセンシング面２０Ｓが押され、センシング面２０Ｓに圧力が作用すると、第１の実施形態における力覚センサ２０の動作と同様にして、導電層２４Ａと検出層６１Ａの一部が接近する。また、導電層２４Ａにより押し潰された変形層２３Ａの一部により、検出層６１Ａの第１の面６１ＡＳ１に圧力が作用すると、検出層６１Ａが、圧力の作用箇所を中心として導電層６４Ａに向けて撓み、変形層６３Ａの一部を押し潰す。これにより、検出層６１Ａと導電層６４Ａの一部が接近する。

　上記のように導電層２４Ａと検出層６１Ａの一部、および検出層６１Ａと導電層６４Ａの一部が接近することで、検出層６１Ａのうち、導電層２４Ａおよび導電層６４Ａに接近した部分に含まれる複数のセンシング部ＳＥ６１の電気力線の一部（すなわちセンス電極３６とパルス電極３７の間の電気力線の一部）が導電層２４Ａおよび導電層６４Ａに流れて、複数のセンシング部ＳＥ６１の静電容量が変化する。

　上記のようにして押し潰された変形層６３Ａの一部により、導電層６４Ａの第１の面に圧力が作用すると、導電層６４Ａ、離隔層６２および導電層６４Ｂが、圧力の作用箇所を中心として検出層６１Ｂに向けて撓み、変形層６３Ｂの一部を押し潰す。これにより、導電層６４Ｂと検出層６１Ｂの一部が接近する。また、上記のようにして押し潰された変形層６３Ｂの一部により、検出層６１Ｂの第１の面６１ＢＳ１に圧力が作用すると、検出層６１Ｂが、圧力の作用箇所を中心として導電層２４Ｂに向けて撓み、変形層２３Ｂの一部を押し潰す。これにより、検出層６１Ｂと導電層２４Ｂの一部が接近する。

　上記のように導電層６４Ｂと検出層６１Ｂの一部、および検出層６１Ｂと導電層２４Ｂの一部が接近することで、検出層６１Ｂのうち、導電層６４Ｂおよび導電層２４Ｂに接近した部分に含まれる複数のセンシング部ＳＥ６２の電気力線の一部（すなわちセンス電極３６とパルス電極３７の間の電気力線の一部）が導電層６４Ｂおよび導電層２４Ｂに流れて、複数のセンシング部ＳＥ６２の静電容量が変化する。

（せん断力検出時の力覚センサの動作）
　図２６は、せん断力検出時の力覚センサ６０の動作の一例について説明するための断面図である。力覚センサ６０にせん断力が作用すると、力覚センサ６０の面内方向に離隔層６２が弾性変形し、力覚センサ６０の面内方向（Ｘ、Ｙ方向）におけるセンシング部ＳＥ６１とセンシング部ＳＥ６２の相対位置がずれる。これにより、検出層６１Ａの出力信号分布（静電容量分布）の重心位置と、検出層６１Ｂの出力信号分布（静電容量分布）の重心位置とが、力覚センサ６０の面内方向（Ｘ、Ｙ方向）にずれる。

［効果］
　第４の実施形態に係る力覚センサ６０は、検出層６１Ａの第１の面６１ＡＳ１側、第２の面６１ＡＳ２側それぞれに導電層２４Ａ、導電層６４Ａを備える。また、検出層６１Ｂの第１の面６１ＢＳ１側、第２の面６１ＢＳ２側それぞれに導電層２４Ｂ、導電層６４Ｂを備える。したがって、センシング部ＳＥ６１、センシング部ＳＥ６２の検出感度を、第１の実施形態におけるセンシング部ＳＥ２１、センシング部ＳＥ２２の検出感度よりも高めることができる。よって、力覚センサ６０では、第１の実施形態に係る力覚センサ２０に比べて高い検出感度が得られる。

　また、第４の実施形態に係る力覚センサ６０は、同一の構造を有する第１の力覚センサ６０Ａと第２の力覚センサ６０Ｂとの間に離隔層６２を挟むことで構成することができる。したがって、第１の実施形態に係る力覚センサ２０と同様に、全体として比較的単純かつ省スペースな構成で３軸力の分布を検出することができる。

＜５　第５の実施形態＞
［力覚センサの構成］
　図２７は、第５の実施形態に係るロボットハンド１２に備えられる力覚センサ７０の構成の一例を示す断面図である。第５の実施形態に係るロボットハンド１２は、力覚センサ２０Ａ（図５参照）に代えて、図２７に示す力覚センサ７０を備えると共に、力覚センサ２０Ｂに代えて、図２７に示す力覚センサ７０を備える。

　力覚センサ７０は、検出層７１と、離隔層７２と、変形層７３と、導電層７４Ａと、導電層７４Ｂとを備える。

　検出層７１は、第１の面７１Ｓ１と、第１の面７１Ｓ１とは反対側の第２の面７１Ｓ２とを有する。導電層７４Ａは、検出層７１の第１の面７１Ｓ１と対向して設けられている。導電層７４Ａは、検出層７１と平行に配置されている。導電層７４Ｂは、検出層７１の第２の面７１Ｓ２と対向して設けられている。導電層７４Ｂは、検出層７１と平行に配置されている。離隔層７２は、検出層７１と導電層７４Ａの間に設けられている。変形層７３は、検出層７１と導電層７４Ｂの間に設けられている。

（検出層）
　検出層７１は、相互容量方式の検出層である。検出層７１は、可撓性を有する。検出層７１は、センシング面２０Ｓに圧力が作用すると導電層７４Ｂに向けて撓む。検出層７１は、複数のセンシング部ＳＥ７１を含む。センシング部ＳＥ７１は、センシング面２０Ｓに作用する圧力を検出し、検出結果をセンサＩＣ４Ａに出力する。具体的には、センシング部ＳＥ７１は、センシング部ＳＥ７１と導電層７４Ｂの距離に対応した静電容量を検出し、検出結果をセンサＩＣ４Ａに出力する。

　検出層７１の構成は、第１の実施形態における検出層２１Ａと同様の構成を有する。

（離隔層）
　離隔層７２は、検出層７１と導電層７４Ａが平行になるように、検出層７１と導電層７４Ａの間を離隔する。離隔層７２は、センシング面２０Ｓの面内方向（すなわち力覚センサ２０の面内方向）に作用するせん断力により、センシング面２０Ｓの面内方向に弾性変形可能に構成されている。

　離隔層７２の材料は、第１の実施形態における離隔層２２と同様である。

　離隔層７２の２５％ＣＬＤ値が、変形層７３の２５％ＣＬＤ値の１０倍以上、好ましくは変形層７３の２５％ＣＬＤ値の３０倍以上、より好ましくは変形層７３の２５％ＣＬＤ値の５０倍以上である。離隔層７２の２５％ＣＬＤ値が変形層７３の２５％ＣＬＤ値の１０倍以上であると、力覚センサ７０の圧力およびせん断力の検出感度を向上することができる。

　離隔層７２の２５％ＣＬＤ値は、５００ｋＰａ以下であることが好ましい。離隔層７２の２５％ＣＬＤ値が５００ｋＰａを超えると、センシング面２０Ｓの面内方向（すなわち力覚センサ７０の面内方向）に作用するせん断力により、センシング面２０Ｓの面内方向に弾性変形し難くなる虞がある。したがって、力覚センサ７０の面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。

　離隔層７２および変形層７３の２５％ＣＬＤ値は、ＪＩＳ　Ｋ　６２５４に準拠して測定される。

　離隔層７２の厚みが、好ましくは変形層７３の厚みの２倍以上、より好ましくは変形層７３の厚みの４倍以上、さらにより好ましくは変形層２３Ａの厚みの８倍以上である。離隔層７２の厚みが変形層７３の厚みの２倍以上であると、力覚センサ７０のせん断力の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層７２の厚みは、好ましくは１００００μｍ以下、より好ましくは４０００μｍ以下であることが好ましい。離隔層７２の厚みが１００００μｍを超えると、力覚センサ７０を電子機器等に適用し難くなる虞がある。

　離隔層７２および変形層７３の厚みは、第１の実施形態における離隔層２２、変形層２３Ａおよび変形層２３Ｂの厚みの測定方法と同様にして求められる。

　離隔層７２の目付量が、好ましくは変形層７３の目付量の１０倍以上、より好ましくは変形層７３の目付量の２５倍以上である。離隔層７２の目付量が変形層７３の目付量の１０倍以上であると、力覚センサ７０の圧力およびせん断力の検出感度をさらに向上することができる。

　離隔層７２の目付量は、１０００ｍｇ／ｃｍ^２以下であることが好ましい。離隔層７２の目付量が１０００ｍｇ／ｃｍ^２を超えると、センシング面２０Ｓの面内方向（すなわち力覚センサ７０の面内方向）に作用するせん断力により、センシング面２０Ｓの面内方向に弾性変形し難くなる虞がある。したがって、力覚センサ７０の面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。

　離隔層７２および変形層７３の目付量は、第１の実施形態における離隔層２２、変形層２３Ａおよび変形層２３Ｂの目付量の測定方法と同様にして求められる。

（導電層）
　導電層７４Ａは、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有する。導電層７４Ａは、センシング面２０Ｓに対して圧力が作用すると、検出層７１に向けて撓む。導電層７４Ｂは、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有していてもよいし、有していなくてもよいが、力覚センサ７０を曲面に装着可能とするためには、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有することが好ましい。

　導電層７４Ａは、第１の面７４ＡＳ１と、第１の面７４ＡＳ１とは反対側の第２の面７４ＡＳ２とを有する。第２の面７４ＡＳ２は、検出層７１の第１の面７１Ｓ１と対向する。導電層７４Ｂは、第１の面７４ＢＳ１と、第１の面７４ＢＳ１とは反対側の第２の面７４ＢＳ２とを有する。第１の面７４ＢＳ１は、検出層７１の第２の面７１Ｓ２と対向する。

　導電層７４Ａおよび導電層７４Ｂは、いわゆる接地電極であり、基準電位に接続されている。導電層７４Ａおよび導電層７４Ｂの形状および材料は、第１の実施形態における導電層２４Ａの形状および材料と同様である。

（変形層）
　変形層７３は、検出層７１と導電層７４Ｂが平行になるように、検出層７１と導電層７４Ｂを離隔する。変形層７３の厚みにより、検出層７１の感度とダイナミックレンジを調整することができる。

　変形層７３は、センシング面２０Ｓに作用する圧力、すなわち力覚センサ７０の厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形可能に構成されている。変形層７３の材料は、第１の実施形態における変形層２３Ａと同様である。

［力覚センサの動作］
（圧力検出時の力覚センサの動作）
　物体４１によりセンシング面２０Ｓが押され、センシング面２０Ｓに圧力が作用すると、導電層７４Ａ、離隔層７２および検出層７１が、圧力の作用箇所を中心として導電層７４Ｂに向けて撓み、変形層７３の一部を押し潰す。これにより、検出層７１と導電層７４Ｂの一部が接近する。その結果、検出層７１のうち、導電層７４Ａに接近した部分に含まれる複数のセンシング部ＳＥ７１の電気力線の一部（すなわちセンス電極３６とパルス電極３７の間の電気力線の一部）が導電層７４Ａに流れて、複数のセンシング部ＳＥ７１の静電容量が変化する。

（せん断力検出時の力覚センサの動作）
　力覚センサ７０にせん断力が作用すると、力覚センサ７０の面内方向に離隔層７２が弾性変形し、センシング面２０Ｓの圧力作用位置が力覚センサ７０の面内方向にずれる。制御部３が、力覚センサ７０の面内方向における信号分布の変化を時系列的に検出することで、せん断力を検出することができる。

［効果］
　第５の実施形態に係る力覚センサ５０では、第１の実施形態に係る力覚センサ２０よりも簡単な構成で３軸力を検出することができる。

＜６　第６の実施形態＞
［力覚センサの構成］
　図２８は、第６の実施形態に係るロボットハンド１２に備えられる力覚センサ８０の構成の一例を示す断面図である。第６の実施形態に係るロボットハンド１２は、力覚センサ２０Ａ（図５参照）に代えて、図２８に示す力覚センサ８０を備えると共に、力覚センサ２０Ｂに代えて、図２８に示す力覚センサ８０を備える。

　力覚センサ８０は、接触領域１２２ＡＳの圧力分布を検出可能に構成されている。力覚センサ８０は、離隔層７２（図２７参照）に代えて、変形層８１を備える点において、第５の実施形態に係る力覚センサ７０とは異なっている。力覚センサ８０は、導電層７４Ａの第１の面７４ＡＳ１上に外装材８２を備えていてもよい。なお、第６の実施形態において、第５の実施形態と同様の箇所には同一の符号を付して説明を省略する。

　変形層８１は、第１の実施形態における変形層２３Ａと同様の機能および構成を有する。外装材８２は、可撓性を有する。外装材８２は、表面に圧力が作用すると検出層７１に向けて撓む。外装材８２は、例えば、高分子樹脂層、金属層および金属酸化物層からなる群より選ばれた少なくとも１種を含む。

［力覚センサの動作］
（圧力検出時の力覚センサの動作）
　物体４１により外装材８２の表面が押され、センシング面２０Ｓに圧力が作用すると、導電層７４Ａが、圧力の作用箇所を中心として検出層７１に向けて撓み、変形層８１の一部を押し潰す。これにより、導電層７４Ａと検出層７１の一部が接近する。その結果、検出層７１のうち、導電層７４に接近した部分に含まれる複数のセンシング部ＳＥ７１の電気力線の一部が導電層７４Ａに流れて、複数のセンシング部ＳＥ７１の静電容量が変化する。

　また、上記のようにして押し潰された変形層８１の一部により、検出層７１の第１の面７１Ｓ１に圧力が作用し、検出層７１が、圧力の作用箇所を中心として導電層７４Ｂに向けて撓む。これにより、検出層７１と導電層７４Ｂの一部が接近する。その結果、検出層７１のうち、導電層７４Ｂに接近した部分に含まれる複数のセンシング部ＳＥ７１の電気力線の一部が導電層７４Ｂに流れて、複数のセンシング部ＳＥ７１の静電容量が変化する。

　センサＩＣ４Ａは、検出層７１に含まれる複数のセンシング部ＳＥ７１を順次スキャンし、複数のセンシング部ＳＥ２１から出力信号分布、すなわち静電容量分布を取得する。センサＩＣ４Ａは、取得した出力信号分布を制御部３に出力する。制御部３は、センサＩＣ４Ａから受け取った出力信号分布に基づき、圧力の大きさおよび圧力の作用位置を演算する。

＜７　変形例＞
（変形例１）
　上記の第１の実施形態では、垂直多関節型ロボットに本開示を適用した例について説明したが、本開示を適用可能なロボットはこの例に限定されるものではない。例えば、双腕型ロボットまたはパラレルシンク型ロボット等に本開示を適用することも可能である。

　図２９は、双腕型ロボットの構成の一例を示す概略図である。双腕型ロボットは、ロボットアーム２１１Ａと、ロボットアーム２１１Ｂと、ロボットハンド２１２Ａと、ロボットハンド２１２Ｂと、胴体（図示せず）とを備える。ロボットアーム２１１Ａおよびロボットアーム２１１Ｂは、胴体に取り付けられている。ロボットハンド２１２Ａは、ロボットアーム２１１Ａの先端に設けられている。ロボットハンド２１２Ｂは、ロボットアーム２１１Ｂの先端に設けられている。

　ロボットハンド２１２Ａは、掌部２１３Ａと、力覚センサ２０Ａと、位置センサ１２４Ａとを備える。掌部２１３Ａは、規定の作業の際にワークと接触する接触領域２１２ＡＳを有する。力覚センサ２０Ａおよび位置センサ１２４Ａは、接触領域２１２ＡＳに設けられている。力覚センサ２０Ａは、センサＩＣ４Ａの制御に基づき、接触領域２１２ＡＳに加わる圧力分布およびせん断力を検出し、検出結果をセンサＩＣ４Ａに出力する。位置センサ１２４Ａは、センサＩＣ４Ａの制御に基づき、接触領域２１２ＡＳの位置（例えば接触領域２１２ＡＳの中心位置）を検出し、検出結果をセンサＩＣ４Ａに出力する。

　ロボットハンド２１２Ｂは、掌部２１３Ｂと、力覚センサ２０Ｂと、位置センサ１２４Ｂとを備える。掌部２１３Ｂは、規定の作業の際にワークと接触する接触領域２１２ＢＳを有する。力覚センサ２０Ｂおよび位置センサ１２４Ｂは、接触領域２１２ＢＳに設けられている。力覚センサ２０Ｂは、センサＩＣ４Ｂの制御に基づき、接触領域２１２ＢＳに加わる圧力分布およびせん断力を検出し、検出結果をセンサＩＣ４Ｂに出力する。位置センサ１２４Ｂは、センサＩＣ４Ｂの制御に基づき、接触領域２１２ＢＳの位置（例えば接触領域２１２ＢＳの中心位置）を検出し、検出結果をセンサＩＣ４Ｂに出力する。

　上記構成を有する双腕型ロボットでは、掌部２１３Ａと掌部２１３Ｂとによりワーク２１３が把持される。

（変形例２）
　上記の第１の実施形態では、ロボットシステムが治具装置１４を備える例について説明したが、治具装置１４は必要に応じて備えられるものであり、ロボットシステムが治具装置１４を備えていなくてもよい。

（変形例３）
　図３０に示すように、指部１２０Ａが、接触領域１２２ＡＳに角度センサ（第３のセンサ）１２６Ａをさらに備えると共に、指部１２０Ｂが、接触領域１２２ＢＳに角度センサ（第３のセンサ）１２６Ｂをさらに備えていてもよい。

　本変形例３では、指部１２０Ａが、位置センサ１２４Ａおよび角度センサ１２６Ａを別々に備える例について説明するが、位置センサ１２４Ａおよび角度センサ１２６Ａの両方の機能を兼ね備える位置角度センサを接触領域１２２ＡＳに備えていてもよい。また、本変形例３では、指部１２０Ｂが、位置センサ１２４Ｂおよび角度センサ１２６Ｂを別々に備える例について説明するが、位置センサ１２４Ｂおよび角度センサ１２６Ｂの両方の機能を兼ね備える位置角度センサを接触領域１２２ＢＳに備えていてもよい。

　角度センサ１２６Ａは、接触領域１２２ＡＳの角度情報を検出可能に構成されている。より具体的には、角度センサ１２６Ａは、３軸角度センサであり、センサＩＣ４Ａの制御に基づき、接触領域１２２ＡＳの法線方向の３次元角度（接触領域１２２ＡＳの姿勢角）を計測する。角度センサ１２６Ａの具体例としては、地磁気センサが挙げられる。

　角度センサ１２６Ｂは、接触領域１２２ＢＳの角度情報を検出可能に構成されている。より具体的には、角度センサ１２６Ｂは、３軸角度センサであり、センサＩＣ４Ｂの制御に基づき、接触領域１２２ＢＳの法線方向の３次元角度（接触領域１２２ＢＳの姿勢角）を計測する。角度センサ１２６Ｂの具体例としては、地磁気センサが挙げられる。

　角度センサ１２６Ａは、力覚センサ２０Ａが備える基板（例えば検出層２１Ａを構成するフレキシブルプリント基板）上に設けられていてもよい。角度センサ１２６Ｂは、力覚センサ２０Ｂが備える基板（例えば検出層２１Ａを構成するフレキシブルプリント基板）上に設けられていてもよい。

　また、記憶装置３Ａが、接触領域１２２ＡＳの角度情報と、接触領域１２２ＢＳの角度情報とをさらに記憶していてもよい。接触領域１２２ＡＳの角度情報は、接触領域１２２ＡＳの法線方向の３次元角度情報（接触領域１２２ＡＳの姿勢角情報）である。接触領域１２２ＢＳの角度情報は、接触領域１２２ＢＳの法線方向の３次元角度情報（接触領域１２２ＢＳの姿勢角情報）である。

　センサＩＣ４Ａは、角度センサ１２６Ａを制御し、接触領域１２２ＡＳの角度情報を検出し、その検出結果を制御部３に出力する。センサＩＣ４Ｂは、角度センサ１２６Ｂを制御し、接触領域１２２ＢＳの角度情報を検出し、その検出結果を制御部３に出力する。

　制御部３は、センサＩＣ４Ａ、４Ｂから受け取った圧力分布、位置情報および角度情報に基づき、多関節ロボット１０による作業の各動作において、規定の位置および規定の角度で規定の圧力が接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳに作用しているか否かを判断してもよい。規定の位置および規定の角度で規定の圧力が接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳに作用していると判断された場合には、制御部３は、多関節ロボット１０に次の動作を行わせる。一方、規定の位置および規定の角度で規定の圧力が接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳに作用していないと判断された場合には、制御部３は、多関節ロボット１０に再度同一の動作を行わせてもよい。規定の位置および規定の角度で規定の圧力が接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳに作用していないと判断された場合には、制御部３が、多関節ロボット１０による作業を停止するようにしてもよい。

　具体的には例えば、第１の実施形態のステップＳ１７（図１６参照）において、制御部３は、センサＩＣ４Ａ、４Ｂを介して受け取った接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳの位置情報および角度情報を、記憶装置３Ａに記憶された接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳの位置情報および角度情報と照合する。ステップＳ１７にて接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳの両方の位置情報および角度情報の照合が取れた場合には、制御部３は処理をステップＳ１８に進める。一方、ステップＳ１７にて接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳの一方または両方の位置情報および角度情報の照合が取れなかった場合には、制御部３は処理をステップＳ１２に戻す。

　ロボットハンド１２により把持しているワークが滑って、接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳとワークとの接触位置がずれた場合にも、制御部３は、位置センサ１２４Ａ、１２４Ｂの位置情報（３次元座標情報および角度情報）と、接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳの面内方向における位置ずれ量とに基づき、正確な位置情報を推定することができる。したがって、傾かずに持つことが重要な作業（例えば、精密な嵌め合い作業）等を行うことができる。例えば嵌め合い作業では、せん断力により力覚センサ２０Ａ、２０Ｂが変形してワークの絶対位置が変わる分を補正することができる。ロボットハンド１２により把持しているワークは滑らずに、せん断力で力覚センサ２０Ａ、２０Ｂが変形して動いた場合には、制御部３は、力覚センサ２０Ａ、２０Ｂの出力からその移動ベクトルを算出することができる。制御部３が、その移動分を戻すような学習を行って、その学習に基づき、ロボットハンド１２を制御するようにしてもよい。

（変形例４）
　同じ作業を繰り返し行い、制御部３に機械学習させるようにしてもよい。記憶装置３Ａが学習済みモデルを記憶していてもよい。

（変形例５）
　制御部３が、センサＩＣ４Ａ、４Ｂから受け取った圧力分布に基づき把持力を算出するようにしてもよい。センサＩＣ４Ａが力覚センサ２０Ａから取得した圧力分布に基づき把持力を算出するようにしてもよいし、センサＩＣ４Ｂが力覚センサ２０Ｂから取得した圧力分布に基づき把持力を算出するようにしてもよい。

（変形例６）
　上記の第１の実施形態では、制御部３が、接触領域１２２ＢＳが規定位置に到達したか否かを判断し、素材１０１の折り曲げ作業を停止する例について説明したが、規定位置以外の情報に基づき、素材１０１の折り曲げ作業を停止するようにしてもよい。

　例えば、制御部３が、接触領域１２２ＡＳと接触領域１２２ＢＳの間の距離に基づき、素材１０１の折り曲げ作業を停止するようにしてもよい。以下に、この例の詳細について説明する。

　記憶装置３Ａが、素材１０１の折り曲げ作業を停止するための規定距離を記憶する。制御部３が、位置センサ１２４Ａから受け取った接触領域１２２ＡＳの位置情報と、位置センサ１２４Ｂから受け取った接触領域１２２ＢＳの位置情報とから、接触領域１２２ＡＳと接触領域１２２ＢＳの間の距離を算出する。制御部３は、算出距離が、記憶装置３Ａに記憶された規定距離以下になったか否かを判断する。算出距離が、記憶装置３Ａに記憶された規定距離以下であると判断された場合には、制御部３は、多関節ロボット１０による素材１０１の折り曲げ作業を停止する。一方、算出距離が、記憶装置３Ａに記憶された規定距離以下でないと判断された場合には、制御部３は、多関節ロボット１０による素材１０１の折り曲げ作業を継続する。

　例えば、制御部３が、接触領域１２２ＡＳの法線方向と接触領域１２２ＢＳの法線方向のなす角に基づき、素材１０１の折り曲げ作業を停止するようにしてもよい。以下に、この例の詳細について説明する。

　指部１２０Ａ、１２０Ｂが、図３０に示すように、接触領域１２２ＡＳ、１２２ＢＳにそれぞれ角度センサ１２６Ａ、１２６Ｂをさらに備える。また、記憶装置３Ａが、素材１０１の折り曲げ作業を停止するため規定角度を記憶する。制御部３が、角度センサ１２６Ａから受け取った、接触領域１２２ＡＳの法線方向の角度と、角度センサ１２６Ｂから受け取った、接触領域１２２ＢＳの法線方向の角度とから、接触領域１２２ＡＳの法線方向と接触領域１２２ＢＳの法線方向のなす角を算出する。制御部３は、算出された法線方向なす角が、記憶装置３Ａに記憶された規定角度以下になったか否かを判断する。なす角が、記憶装置３Ａに記憶された規定角度以下であると判断された場合には、制御部３は、多関節ロボット１０による素材１０１の折り曲げ作業を停止する。一方、なす角が、記憶装置３Ａに記憶された規定角度以下でないと判断された場合には、制御部３は、多関節ロボット１０による素材１０１の折り曲げ作業を継続する。

（その他の変形例）
　以上、本開示の実施形態および変形例について具体的に説明したが、本開示は、上記の実施形態および変形例に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上記の実施形態および変形例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値等を用いてもよい。上記の実施形態および変形例の構成、方法、工程、形状、材料および数値等は、本開示の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。上記の実施形態および変形例で段階的に記載された数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値または下限値は、他の段階の数値範囲の上限値または下限値に置き換えてもよい。上記の実施形態および変形例に例示した材料は、特に断らない限り、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。

　また、本開示は以下の構成を採用することもできる。
（１）
　アクチュエータ部と、
　前記アクチュエータ部の先端に設けられたエンドエフェクタと
　を備え、
　前記エンドエフェクタは、
　ワークと接触する接触領域の圧力分布を検出可能に構成された第１のセンサと、
　前記接触領域の位置情報を検出可能に構成された第２のセンサと
　を備えるロボット。
（２）
　前記第１のセンサは、基板を備え、
　前記第２のセンサは、前記基板に設けられている（１）に記載のロボット。
（３）
　前記基板は、フレキシブル基板である（２）に記載のロボット。
（４）
　前記第１のセンサは、前記接触領域のせん断力を検出可能に構成されている（１）から（３）のいずれかに記載のロボット。
（５）
　前記接触領域の角度情報を検出可能に構成された第３のセンサをさらに備える（１）から（４）のいずれかに記載のロボット。
（６）
　前記ワークを撮影するカメラをさらに備える（１）から（５）のいずれかに記載のロボット。
（７）
　前記第１のセンサは、
　第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、静電容量式のセンシング部を含む検出層と、
　前記検出層の前記第１の面と対向して設けられた第１の導電層と、
　前記検出層の前記第２の面と対向して設けられた第２の導電層と、
　前記第１の導電層と前記検出層の間に設けられ、前記第１のセンサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第１の変形層と、
　前記第２の導電層と前記検出層の間に設けられ、前記第１のセンサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第２の変形層と
　を備える（１）から（６）のいずれかに記載のロボット。
（８）
　前記第１のセンサは、
　第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、静電容量式の第１のセンシング部を含む第１の検出層と、
　前記第１の検出層の前記第２の面に対向する第１の面を有し、静電容量式の第２のセンシング部を含む第２の検出層と、
　前記第１の検出層の前記第１の面と対向して設けられた第１の導電層と、
　前記第１の検出層と前記第２の検出層の間に設けられた第２の導電層と、
　前記第１の検出層と前記第２の導電層の間に設けられ、前記第１の検出層と前記第２の導電層の間を離隔する離隔層と、
　前記第１の導電層と前記第１の検出層の間に設けられ、前記第１のセンサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第１の変形層と、
　前記第２の導電層と前記第２の検出層の間に設けられ、前記第１のセンサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第２の変形層と
　を備え、
　前記離隔層の２５％ＣＬＤ値が、前記第１の変形層の２５％ＣＬＤ値の１０倍以上であり、
　前記離隔層の２５％ＣＬＤ値が、前記第２の変形層の２５％ＣＬＤ値の１０倍以上である（１）から（６）のいずれかに記載のロボット。
（９）
　前記第１のセンサは、
　第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、静電容量式の第１のセンシング部を含む第１の検出層と、
　前記第１の検出層の前記第２の面に対向する第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、静電容量式の第２のセンシング部を含む第２の検出層と、
　前記第１の検出層と前記第２の検出層の間に設けられ、前記第１の検出層と前記第２の検出層を離隔する離隔層と、
　前記第１の検出層の前記第１の面と対向して設けられた第１の導電層と、
　前記第２の検出層の前記第２の面と対向して設けられた第２の導電層と、
　前記第１の導電層と前記第１の検出層の間に設けられ、前記第１のセンサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第１の変形層と、
　前記第２の導電層と前記第２の検出層の間に設けられ、前記第１のセンサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第２の変形層と
　を備え、
　前記離隔層の２５％ＣＬＤ値が、前記第１の変形層の２５％ＣＬＤ値の１０倍以上であり、
　前記離隔層の２５％ＣＬＤ値が、前記第２の変形層の２５％ＣＬＤ値の１０倍以上である（１）から（６）のいずれかに記載のロボット。
（１０）
　前記離隔層は、
　第３の導電層と、
　前記第１の検出層と前記第３の導電層の間に設けられ、前記第１の検出層と前記第３の導電層を離隔する第１の離隔層と、
　前記第３の導電層と前記第２の検出層の間に設けられ、前記第３の導電層と前記第２の検出層を離隔する第２の離隔層と
　を備える（９）に記載のロボット。
（１１）
　前記第１のセンサは、
　前記第１の検出層と前記離隔層の間に設けられた第４の導電層と、
　前記第１の検出層と前記第４の導電層の間に設けられた第３の変形層と、
　前記離隔層と前記第２の検出層の間に設けられた第５の導電層と、
　前記第５の導電層と前記第２の検出層の間に設けられた第４の変形層と
　をさらに備える（９）に記載のロボット。
（１２）
　前記離隔層の厚みが、前記第１の変形層の厚みの２倍以上であり、
　前記離隔層の厚みが、前記第２の変形層の厚みの２倍以上である（８）から（１１）のいずれかに記載のロボット。
（１３）
　前記離隔層の目付量が、前記第１の変形層の目付量の１０倍以上であり、
　前記離隔層の目付量が、前記第２の変形層の目付量の１０倍以上である（８）から（１２）のいずれかに記載のロボット。
（１４）
　前記離隔層は、ゲルを含む（８）から（１３）のいずれかに記載のロボット。
（１５）
　ワークと接触する接触領域の圧力分布を検出可能に構成された第１のセンサと、
　前記接触領域の位置情報を検出可能に構成された第２のセンサと
　を備えるエンドエフェクタ。
（１６）
　ロボットと、
　前記ロボットを制御する制御装置と
　を備え、
　前記ロボットは、
　アクチュエータ部と、
　前記アクチュエータ部の先端に設けられたエンドエフェクタと
　を備え、
　前記エンドエフェクタは、
　ワークと接触する接触領域の圧力分布を検出可能に構成された第１のセンサと、
　前記接触領域の位置情報を検出可能に構成された第２のセンサと
　を備えるロボットシステム。
（１７）
　前記制御装置は、前記第１のセンサにより検出された前記圧力分布と、前記第２のセンサにより検出された前記位置情報に基づき、規定の位置で規定の圧力が前記接触領域に作用しているか否かを判断する（１６）に記載のロボットシステム。
（１８）
　前記第１のセンサは、
　第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、静電容量式の第１のセンシング部を含む第１の検出層と、
　前記第１の検出層の前記第２の面に対向する第１の面を有し、静電容量式の第２のセンシング部を含む第２の検出層と、
　前記第１の検出層の前記第１の面と対向して設けられた第１の導電層と、
　前記第１の検出層と前記第２の検出層の間に設けられた第２の導電層と、
　前記第１の検出層と前記第２の導電層の間に設けられ、前記第１の検出層と前記第２の導電層の間を離隔する離隔層と、
　前記第１の導電層と前記第１の検出層の間に設けられ、前記第１のセンサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第１の変形層と、
　前記第２の導電層と前記第２の検出層の間に設けられ、前記第１のセンサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第２の変形層と
　を備え、
　前記離隔層の２５％ＣＬＤ値が、前記第１の変形層の２５％ＣＬＤ値の１０倍以上であり、
　前記離隔層の２５％ＣＬＤ値が、前記第２の変形層の２５％ＣＬＤ値の１０倍以上である（１６）または（１７）に記載のロボットシステム。
（１９）
　前記制御装置は、前記第１の検出層により検出された静電容量分布と、前記第２の検出層により検出された静電容量分布とから、せん断力を算出する（１８）に記載のロボットシステム。
（２０）
　前記制御装置は、前記第１の検出層により検出された静電容量分布と、前記第２の検出層により検出された静電容量分布とから、前記エンドエフェクタに把持された前記ワークの位置ずれ量を算出する（１８）または（１９）に記載のロボットシステム。

　１　　ロボット制御装置
　２　　操作部
　３　　制御部
　３Ａ　　記憶装置
　４Ａ、４Ｂ　　センサＩＣ
　５　　通知部
　１０　　多関節ロボット
　１１　　ロボットアーム
　１２　　ロボットハンド
　１３　　カメラ
　１４　　治具装置
　１４Ａ　　治具
　１４Ｂ　　駆動部
　２０Ａ、２０Ｂ、４０、５０、６０、７０、８０　　力覚センサ
　２０Ｓ　　センシング面
　２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、５１Ｂ、６１Ａ、６１Ｂ、７１　　検出層
　２１Ａ１　　接続部
　２１Ａ２　　接続端子
　２１ＡＳ１、２１ＢＳ１、３１Ｓ１、５１ＢＳ１、６１ＡＳ１、６１ＢＳ１、７１ＡＳ１、７１ＢＳ１　　第１の面
　２１ＡＳ２、２１ＢＳ２、３１Ｓ２、５１ＢＳ２、６１ＡＳ２、６１ＢＳ２、７１ＡＳ２、７１ＢＳ２　　第２の面
　２２、２５、２５Ａ、２５Ｂ、５２、６２、７２　　離隔層
　２３Ａ、２３Ｂ、５３Ｂ、６３Ａ、６３Ｂ、７３、８１　　変形層
　２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、５４Ｂ、５４Ｃ、６４Ａ、６４Ｂ、７４Ａ、７４Ｂ　　導電層
　３１　　基材
　３２、３３、３８　　複数の引き回し配線
　３４Ａ、３４Ｂ　　カバーレイフィルム
　３５Ａ、３５Ｂ　　接着層
　３６　　センス電極
　３６Ａ　　接続線
　３７　　パルス電極
　３７Ａ　　引き出し配線
　３７Ｂ　　スルーホール
　４１　　物体
　５５　　接着層
　６０Ａ　　第１の力覚センサ
　６０Ｂ　　第２の力覚センサ
　８２　　外装材
　１１１　　ベース部
　１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｄ、１２３Ａ、１２３Ｂ　　関節部
　１１３Ａ、１１３Ｂ、１１３Ｃ、１２０Ｃ、１２１Ａ、１２１Ｂ、１２２Ａ、１２２Ｂ　　リンク
　１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃ、１１４Ｄ、１２５Ａ、１２５Ｂ　　駆動部
　１２０Ａ、１２０Ｂ　　指部
　１２２ＡＳ、１２２ＢＳ　　接触領域
　１２４Ａ、１２４Ｂ　　位置センサ
　１２６Ａ、１２６Ｂ　　角度センサ
　ＤＢ１、ＤＢ２　　出力信号分布
　Ｐ１、Ｐ２　　配置ピッチ
　ＳＥ２１、ＳＥ２２、ＳＥ２３、ＳＥ５２、ＳＥ６１、ＳＥ６２、ＳＥ７１　　センシング部

Claims

　アクチュエータ部と、
　前記アクチュエータ部の先端に設けられたエンドエフェクタと
　を備え、
　前記エンドエフェクタは、
　ワークと接触する接触領域の圧力分布を検出可能に構成された第１のセンサと、
　前記接触領域の位置情報を検出可能に構成された第２のセンサと
　を備えるロボット。
　前記第１のセンサは、基板を備え、
　前記第２のセンサは、前記基板に設けられている請求項１に記載のロボット。
　前記基板は、フレキシブル基板である請求項２に記載のロボット。
　前記第１のセンサは、前記接触領域のせん断力を検出可能に構成されている請求項１に記載のロボット。
　前記接触領域の角度情報を検出可能に構成された第３のセンサをさらに備える請求項１に記載のロボット。
　前記ワークを撮影するカメラをさらに備える請求項１に記載のロボット。
　前記第１のセンサは、
　第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、静電容量式のセンシング部を含む検出層と、
　前記検出層の前記第１の面と対向して設けられた第１の導電層と、
　前記検出層の前記第２の面と対向して設けられた第２の導電層と、
　前記第１の導電層と前記検出層の間に設けられ、前記第１のセンサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第１の変形層と、
　前記第２の導電層と前記検出層の間に設けられ、前記第１のセンサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第２の変形層と
　を備える請求項１に記載のロボット。
　前記第１のセンサは、
　第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、静電容量式の第１のセンシング部を含む第１の検出層と、
　前記第１の検出層の前記第２の面に対向する第１の面を有し、静電容量式の第２のセンシング部を含む第２の検出層と、
　前記第１の検出層の前記第１の面と対向して設けられた第１の導電層と、
　前記第１の検出層と前記第２の検出層の間に設けられた第２の導電層と、
　前記第１の検出層と前記第２の導電層の間に設けられ、前記第１の検出層と前記第２の導電層の間を離隔する離隔層と、
　前記第１の導電層と前記第１の検出層の間に設けられ、前記第１のセンサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第１の変形層と、
　前記第２の導電層と前記第２の検出層の間に設けられ、前記第１のセンサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第２の変形層と
　を備え、
　前記離隔層の２５％ＣＬＤ値が、前記第１の変形層の２５％ＣＬＤ値の１０倍以上であり、
　前記離隔層の２５％ＣＬＤ値が、前記第２の変形層の２５％ＣＬＤ値の１０倍以上である請求項１に記載のロボット。
　前記第１のセンサは、
　第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、静電容量式の第１のセンシング部を含む第１の検出層と、
　前記第１の検出層の前記第２の面に対向する第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、静電容量式の第２のセンシング部を含む第２の検出層と、
　前記第１の検出層と前記第２の検出層の間に設けられ、前記第１の検出層と前記第２の検出層を離隔する離隔層と、
　前記第１の検出層の前記第１の面と対向して設けられた第１の導電層と、
　前記第２の検出層の前記第２の面と対向して設けられた第２の導電層と、
　前記第１の導電層と前記第１の検出層の間に設けられ、前記第１のセンサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第１の変形層と、
　前記第２の導電層と前記第２の検出層の間に設けられ、前記第１のセンサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第２の変形層と
　を備え、
　前記離隔層の２５％ＣＬＤ値が、前記第１の変形層の２５％ＣＬＤ値の１０倍以上であり、
　前記離隔層の２５％ＣＬＤ値が、前記第２の変形層の２５％ＣＬＤ値の１０倍以上である請求項１に記載のロボット。
　前記離隔層は、
　第３の導電層と、
　前記第１の検出層と前記第３の導電層の間に設けられ、前記第１の検出層と前記第３の導電層を離隔する第１の離隔層と、
　前記第３の導電層と前記第２の検出層の間に設けられ、前記第３の導電層と前記第２の検出層を離隔する第２の離隔層と
　を備える請求項９に記載のロボット。
　前記第１のセンサは、
　前記第１の検出層と前記離隔層の間に設けられた第４の導電層と、
　前記第１の検出層と前記第４の導電層の間に設けられた第３の変形層と、
　前記離隔層と前記第２の検出層の間に設けられた第５の導電層と、
　前記第５の導電層と前記第２の検出層の間に設けられた第４の変形層と
　をさらに備える請求項９に記載のロボット。
　前記離隔層の厚みが、前記第１の変形層の厚みの２倍以上であり、
　前記離隔層の厚みが、前記第２の変形層の厚みの２倍以上である請求項９に記載のロボット。
　前記離隔層の目付量が、前記第１の変形層の目付量の１０倍以上であり、
　前記離隔層の目付量が、前記第２の変形層の目付量の１０倍以上である請求項９に記載のロボット。
　前記離隔層は、ゲルを含む請求項９に記載のロボット。
　ワークと接触する接触領域の圧力分布を検出可能に構成された第１のセンサと、
　前記接触領域の位置情報を検出可能に構成された第２のセンサと
　を備えるエンドエフェクタ。
　ロボットと、
　前記ロボットを制御する制御装置と
　を備え、
　前記ロボットは、
　アクチュエータ部と、
　前記アクチュエータ部の先端に設けられたエンドエフェクタと
　を備え、
　前記エンドエフェクタは、
　ワークと接触する接触領域の圧力分布を検出可能に構成された第１のセンサと、
　前記接触領域の位置情報を検出可能に構成された第２のセンサと
　を備えるロボットシステム。
　前記制御装置は、前記第１のセンサにより検出された前記圧力分布と、前記第２のセンサにより検出された前記位置情報に基づき、規定の位置で規定の圧力が前記接触領域に作用しているか否かを判断する請求項１６に記載のロボットシステム。
　前記第１のセンサは、
　第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、静電容量式の第１のセンシング部を含む第１の検出層と、
　前記第１の検出層の前記第２の面に対向する第１の面を有し、静電容量式の第２のセンシング部を含む第２の検出層と、
　前記第１の検出層の前記第１の面と対向して設けられた第１の導電層と、
　前記第１の検出層と前記第２の検出層の間に設けられた第２の導電層と、
　前記第１の検出層と前記第２の導電層の間に設けられ、前記第１の検出層と前記第２の導電層の間を離隔する離隔層と、
　前記第１の導電層と前記第１の検出層の間に設けられ、前記第１のセンサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第１の変形層と、
　前記第２の導電層と前記第２の検出層の間に設けられ、前記第１のセンサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第２の変形層と
　を備え、
　前記離隔層の２５％ＣＬＤ値が、前記第１の変形層の２５％ＣＬＤ値の１０倍以上であり、
　前記離隔層の２５％ＣＬＤ値が、前記第２の変形層の２５％ＣＬＤ値の１０倍以上である請求項１６に記載のロボットシステム。
　前記制御装置は、前記第１の検出層により検出された静電容量分布と、前記第２の検出層により検出された静電容量分布とから、せん断力を算出する請求項１８に記載のロボットシステム。
　前記制御装置は、前記第１の検出層により検出された静電容量分布と、前記第２の検出層により検出された静電容量分布とから、前記エンドエフェクタに把持された前記ワークの位置ずれ量を算出する請求項１８に記載のロボットシステム。