JPH04127537U - 力検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容量素子を用いた三次元方向に関する力検出
装置において、ＸＹＺ各軸方向成分の検出感度を等しく
する。 【構成】 可撓基板１００の作用部１１０には外力が作
用し、固定部１７０は装置筐体２４０の固定される。作
用部と固定部の間には、同心円状に環状溝１２５，１４
５，１６５が掘られており、環状平板部１２０，１４
０，１６０と、筒状部１３０，１５０とが形成される。
作用部１１０には接合部材２２５を介して変位基板２２
０が接合されている。装置筐体２４０の内部底面には、
絶縁層２３０を介して固定電極２１１，２１３，２１５
が形成されている。変位基板２２０は共通の変位電極と
して機能し、固定電極との間で容量素子を構成する。外
力の作用により、各容量素子の静電容量に変化が生じる
ので、これに基いて外力の各軸方向成分を検出する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は力検出装置、特に一対の電極間の静電容量の変化に基づいて、作用し た力を検出する力検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車産業や機械産業などでは、作用した力を正確に検出できる力検出装置の 需要が高まっている。特に、三次元の各成分ごとに作用した力を検出しうる小型 の装置が望まれている。

【０００３】 このような需要に応えるため、シリコンなどの半導体基板にゲージ抵抗を形成 し、外部から加わる力に基づいて基板に生じる機械的な歪みを、ピエゾ抵抗効果 を利用して電気信号に変換する力検出装置が提案されている。ただ、このような ゲージ抵抗を用いた検出装置は、製造コストが高く、温度補償が必要であるとい う問題がある。そこで、特願平２−２７４２９９号明細書において、静電容量の 変化を利用した新規な力検出装置が提案されている。この新規な力検出装置では 、固定基板上に形成された固定電極と、力の作用により変位を生じる変位電極と 、によって容量素子が構成され、この容量素子の静電容量の変化に基づいて、作 用した力の三次元成分のそれぞれが検出できる。また、特願平２−４１６１８８ 号明細書には、この新規な力検出装置の製造方法が開示され、特許協力条約に基 づく国際出願に係るＰＣＴ／ＪＰ９１／００４２８号明細書には、この新規な力 検出装置の検査方法が開示されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述した静電容量の変化を利用した新規な力検出装置には、三 次元の各軸方向に関する検出感度にばらつきが生じるという問題がある。より具 体的には、固定基板および変位基板の基板面に平行なＸＹ平面をもつ三次元座標 系を定義し、固定基板上に形成された固定電極と、変位基板上に形成された変位 電極と、によって構成される容量素子の静電容量の変化に基づいて、作用した力 のＸＹＺ各軸方向成分を検出すると、Ｘ軸方向の検出感度とＹ軸方向の検出感度 とは同じになるが、これらとＺ軸方向の検出感度との間には相違が生じる。この ように、検出感度に差が生じると、電気信号として取り出した各軸方向成分の検 出値に対して、感度補正を行う必要がある。したがって、検出信号を処理する電 気回路が複雑になるという弊害が生じる。

【０００５】 そこで本考案は、各方向成分についての検出感度ができるだけ均一になる力検 出装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

(1) 本願第１の考案は、 装置筐体に固定される固定部と、外部からの力が伝達される作用部と、固定部 と作用部との間に形成され可撓性をもった可撓部と、を有する可撓基板と、 作用部に一部分が固着された変位基板と、 この変位基板に対向するように、装置筐体に固定された固定基板と、 を備え、 固定基板上に形成された固定電極と、変位基板上に形成された変位電極と、を 対向させてなる電極対の電極間距離の変化に基づいて、外部からの力を検出する 力検出装置において、 可撓基板の基板面に対してほぼ垂直な方向を軸とする円筒の形状をした肉薄の 筒状部と、基板面に対してほぼ平行な面に沿って延びた肉薄の環状平板部と、に よって可撓部を構成したものである。

【０００７】 (2) 本願第２の考案は、 装置筐体に固定される固定部と、外部からの力が伝達される作用部と、固定部 と作用部との間に形成され可撓性をもった可撓部と、を有する可撓基板と、 作用部に一部分が固着された変位基板と、 この変位基板に対向するように、装置筐体に固定された固定基板と、 を備え、 固定基板上に形成された固定電極と、変位基板上に形成された変位電極と、を 対向させてなる電極対の電極間距離の変化に基づいて、外部からの力を検出する 力検出装置において、 固定部が作用部の周囲を所定の間隔をおいて取り囲むように構成し、固定部と 作用部との間に架けられた可撓性をもった複数の架橋部によって可撓部を構成し たものである。

【０００８】 (3) 本願第３の考案は、上述の第１または第２の考案に係る力検出装置にお いて、 可撓基板と変位基板との間に更に装置筐体に固定された補助基板を設け、変位 基板上に形成された変位電極と補助基板上に形成された固定電極と、を対向させ てなる補助電極対の電極間距離の変化を考慮して、外部からの力を検出するよう にしたものである。

【０００９】

【作 用】

(1) 本願第１の考案による力検出装置では、可撓基板の可撓部が、基板面に 沿った放射状方向に対して十分な可撓性をもった筒状部と、基板面に対して垂直 な方向に対して十分な可撓性をもった環状平板部と、によって構成される。この ため、いずれの方向に関しても十分な可撓性が得られ、各方向成分についての検 出感度を均一にすることができる。

【００１０】 (2) 本願第２の考案による力検出装置では、可撓基板の可撓部が、複数の架 橋部によって構成される。可撓基板の各架橋部の間には、貫通孔が形成され、作 用部はこの架橋部によってのみ支持されることになる。このため、いずれの方向 に関しても十分な可撓性が得られ、各方向成分についての検出感度を均一にする ことができる。

【００１１】 (3) 本願第３の考案による力検出装置では、上述の第１または第２の考案に 係る力検出装置において、更に補助電極間距離の変化を考慮した検出がなされる 。よって、より精度の高い検出が可能になる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案を図示する実施例に基づいて説明する。はじめに、本考案の適用 対象となる力検出装置の基本構造およびその基本原理について簡単に述べておく 。図１は、本考案の適用対象となる力検出装置の基本構造を示す側断面図である 。この力検出装置の主たる構成要素は、固定基板１０、可撓基板２０、作用体３ ０、そして装置筐体４０である。図２に、固定基板１０の下面図を示す。図２の 固定基板１０をＸ軸に沿って切断した断面が図１に示されている。固定基板１０ は、図示のとおり円盤状の基板であり、周囲は装置筐体４０に固定されている。 この下面には、扇状の固定電極１１〜１４および円盤状の固定電極１５が図のよ うに形成されている。一方、図３に可撓基板２０の上面図を示す。図３の可撓基 板２０をＸ軸に沿って切断した断面が図１に示されている。可撓基板２０も、図 示のとおり円盤状の基板であり、周囲は装置筐体４０に固定されている。この上 面には、扇状の変位電極２１〜２４および円盤状の変位電極２５が図のように形 成されている。作用体３０は、その上面が図３に破線で示されているように、円 柱状をしており、可撓基板２０の下面に、同軸接合されている。装置筐体４０は 、円筒状をしており、固定基板１０および可撓基板２０の周囲を固着支持してい る。

【００１３】 固定基板１０および可撓基板２０は、互いに平行な位置に所定間隔をおいて配 設されている。いずれも円盤状の基板であるが、固定基板１０は剛性が高く撓み を生じにくい基板であるのに対し、可撓基板２０は可撓性をもち、力が加わると 撓みを生じる基板となっている。図１に示す例では、固定基板１０は厚みを厚く することにより剛性を高めており、可撓基板２０は厚みを薄くすることにより可 撓性をもたせているが、材質を変えることにより、剛性および可撓性をもたせる ようにしてもかまわない。あるいは、基板に溝を形成したり、貫通孔を形成した りして可撓性をもたせることもできる。固定基板１０、可撓基板２０、作用体３ ０は、本来の機能を果たすことができるのであれば、どのような材質で構成して もよい。たとえば、半導体やガラスなどで構成することもできるし、金属で構成 することもできる。ただし、固定基板１０および可撓基板２０を金属で構成した 場合は、各電極が短絡しないように、電極との間に絶縁層を形成するなどの方法 を講じる必要がある。また、各電極層も導電性をもったものであれば、どのよう な材質で構成してもよい。

【００１４】 いま、図１に示すように、作用体３０内に作用点Ｐを定義し、この作用点Ｐを 原点とするＸＹＺ三次元座標系を図のように定義する。すなわち、図１の右方向 にＸ軸、上方向にＺ軸、紙面に対して垂直に紙面裏側へ向かう方向にＹ軸、をそ れぞれ定義する。可撓基板２０のうち、作用体３０が接合された中心部を作用部 、装置筐体４０によって固着された周囲部を固定部、これらの間の部分を可撓部 、と呼ぶことにすれば、作用体３０に外力が作用すると、可撓部に撓みが生じ、 作用部が固定部に対して変位を生じることになる。作用点Ｐに力が作用していな い状態では、図１に示すように、固定電極１１〜１５と変位電極２１〜２５とは 所定間隔をおいて平行な状態を保っている。いま、固定電極１１〜１５と、この それぞれに対向する変位電極２１〜２５との組み合わせを、それぞれ容量素子Ｃ １〜Ｃ５と呼ぶことにする。ここで、たとえば、作用点ＰにＸ軸方向の力Ｆｘが 作用すると、この力Ｆｘは可撓基板２０に対してモーメント力を生じさせ、図４ に示すように、可撓基板２０に撓みが生じることになる。この撓みにより、変位 電極２１と固定電極１１との間隔は大きくなるが、変位電極２３と固定電極１３ との間隔は小さくなる。作用点Ｐに作用した力が逆向きの−Ｆｘであったとする と、これと逆の関係の撓みが生じることになる。このように力Ｆｘまたは−Ｆｘ が作用したとき、容量素子Ｃ１およびＣ３の静電容量に変化が表れることになり 、これを検出することにより力Ｆｘまたは−Ｆｘを検出することができる。この とき、変位電極２２，２４，２５のそれぞれと固定電極１２，１４，１５のそれ ぞれの間隔は、部分的に大きくなったり小さくなったりするが、全体としては変 化しないと考えてよい。一方、Ｙ方向の力Ｆｙまたは−Ｆｙが作用した場合は、 変位電極２２と固定電極１２との間隔、および変位電極２４と固定電極１４との 間隔、についてのみ同様の変化が生じる。また、Ｚ軸方向の力Ｆｚが作用した場 合は、図５に示すように、変位電極２５と固定電極１５との間隔が小さくなり、 逆向きの力−Ｆｚが作用した場合は、この間隔は大きくなる。このとき、変位電 極２１〜２４と固定電極１１〜１４との間隔も、小さくあるいは大きくなるが、 変位電極２５と固定電極１５との間隔の変化が最も顕著である。そこで、この容 量素子Ｃ５の静電容量の変化を検出することにより力Ｆｚまたは−Ｆｚを検出す ることができる。

【００１５】 一般に、容量素子の静電容量Ｃは、電極面積をＳ、電極間隔をｄ、誘電率をε とすると、 Ｃ＝εＳ／ｄ で定まる。したがって、対向する電極間隔が接近すると静電容量Ｃは大きくなり 、遠ざかると静電容量Ｃは小さくなる。この力検出装置は、この原理を利用し、 各電極間の静電容量の変化を測定し、この測定値に基づいて作用点Ｐに作用した 外力を検出するものである。すなわち、Ｘ軸方向の加速度は容量素子Ｃ１，Ｃ３ の間の容量変化に基づき、Ｙ軸方向の加速度は容量素子Ｃ２，Ｃ４の容量変化に 基づき、Ｚ軸方向の加速度は容量素子Ｃ５の容量変化に基づき、それぞれ検出が 行われる。

【００１６】 実際には、図６に示すような検出回路により、各軸方向の力成分が検出される 。すなわち、容量素子Ｃ１〜Ｃ５の静電容量値を、それぞれＣＶ変換回路５１〜 ５５によって電圧値Ｖ１〜Ｖ５に変換する。そして、Ｘ軸方向の力は、減算器６ １によって（Ｖ１−Ｖ３）なる演算を行った差電圧として端子Ｔｘに得られ、Ｙ 軸方向の力は、減算器６２によって（Ｖ２−Ｖ４）なる演算を行った差電圧とし て端子Ｔｙに得られ、Ｚ軸方向の力は、そのまま電圧Ｖ５として端子Ｔｚに得ら れる。

【００１７】 以上、図１に示す基本構造に基づいて、この力検出装置による検出原理を説明 したが、このような基本構造の力検出装置では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、そしてＺ 軸方向の検出感度が均一にはならない。すなわち、各電極が図２および図３に示 すように配置されていることを考慮すれば、Ｘ軸方向の検出感度とＹ軸方向の検 出感度とは同じになるが、Ｚ軸方向の検出感度はこれらと異なるものになる。一 般に、Ｚ軸方向の検出感度は、Ｘ軸あるいはＹ軸方向の検出感度に比べて感度が 低下する。このように、三次元の各軸方向についての検出感度にばらつきが生じ ると、感度補正のための処理回路が必要になるため好ましくない。本考案は、こ のような各軸方向についての検出感度を均一にすることができる実用的な構造を 提示するものである。

【００１８】 図７に、この実用的な構造をもった力検出装置の一実施例の側断面図を示す。 この力検出装置の大きな構成要素は、可撓基板１００と装置本体２００とである 。可撓基板１００の下面図を図８に示す。図８の可撓基板１００を切断線７−７ に沿って切断した断面が図７に示されていることになる。可撓基板１００の全体 形状は円盤状であり、中心部から外周部へ向かって、図示のように順に、作用部 １１０、環状平板部１２０、筒状部１３０、環状平板部１４０、筒状部１５０、 環状平板部１６０、固定部１７０と呼ぶことにする。また、環状平板部１２０， １４０，１６０および筒状部１３０，１５０を総称して可撓部と呼ぶことにする 。環状平板部１２０，１４０，１６０は、可撓基板１００の全体的な厚みに比べ て肉厚が薄く、いわばワッシャ状をした部分である。このため、可撓基板１００ の基板面に対して垂直な方向（図７における上下方向、図８における紙面に垂直 な方向）について十分な可撓性をもつ。また、筒状部１３０，１５０は、肉厚の 薄い筒状をした部分であり、可撓基板１００の基板面に沿った放射状方向（図８ の紙面内において中心部から外周部へ向かう放射状の方向）について十分な可撓 性をもつ。なお、可撓基板１００をこのような構造にするには、円盤状の基板に 、同心円状に環状の溝１２５，１４５，１６５を形成する加工を行えばよい。こ の実施例では、可撓基板１００の材質として金属を用いている。

【００１９】 本願第１の考案の特徴は、このように可撓基板１００の可撓部を、環状平板部 １２０，１４０，１６０と筒状部１３０，１５０とによって構成した点にあり、 これによりいずれの方向についても十分な可撓性が得られる。作用部１１０には 、ねじ穴１１１が設けられており、ここに作用体としてのスタイラスなどを取り 付ければ、このスタイラス先端に加わった外力が作用部１１０に伝達される。固 定部１７０を固定しておけば、可撓部の撓みにより、作用部１１０に変位が生じ ることになり、この変位が装置本体２００において検出される。

【００２０】 装置本体２００の中枢となる構成要素は、固定電極２１１〜２１５および変位 基板２２０である。固定電極２１１〜２１５は、図１に示す装置における固定電 極１１〜１５に対応するものであり、図２に示す固定電極１１〜１５と同様の位 置に配置されている。一方、変位基板２２０は、図１に示す装置における変位電 極２１〜２５に対応するものである。変位基板２２０の上面に５枚の変位電極を 形成するようにしてもかまわないが、この実施例では、変位基板２２０を金属に よって構成し、この変位基板２２０自身が電極として機能するようにしている。 図１に示す装置では、５枚の固定電極１１〜１５と、５枚の変位電極２１〜２５ とを、互いに対向させて５組の容量素子Ｃ１〜Ｃ５を構成したが、一方の電極を １枚の共通電極で構成しても何ら支障はない。図７に示す実施例は、変位電極側 を１枚の共通電極で構成したものである。変位基板２２０上にこのような１枚の 共通電極を形成してもよいが、この実施例では、変位基板２２０として金属を用 いているため、変位基板２２０自身を共通電極として用いている。このような構 成にすれば、装置の構造を非常に単純化することができ好ましい。図７に示すよ うに、変位基板２２０の下面中央部には、円柱状の接合部材２２５の上面が固着 されており、この接合部材２２５の下面は、可撓基板１００の作用部１１０の上 面に固着されている。

【００２１】 変位基板２２０は、装置筐体２４０によって覆われている。装置筐体２４０は 、内部に変位基板２２０を収容する空間を有し、その周囲において、可撓基板１ ００の固定部１７０の上面に接合されている。この装置筐体２４０の内部底面に は、絶縁層２３０を介して、固定電極２１１〜２１５が形成されている。すなわ ち、この実施例では、装置筐体２４０の内部底面が、図１に示す装置における固 定基板１０に対応する。なお、ここで、絶縁層２３０を設けているのは、装置筐 体２４０を金属としたためであり、装置筐体２４０が絶縁体の場合には、絶縁層 ２３０は必要ない。また、装置筐体２４０には、配線孔が形成されており、ここ を挿通するワイヤＷによって、各電極への配線がなされている。

【００２２】 この装置の動作は次のとおりである。作用部１１０に外力が作用すると、前述 のように、環状平板部１２０，１４０，１６０と筒状部１３０，１５０とが撓み を生じ、作用部１１０に変位が生じる。この変位は、接合部材２２５を介して変 位基板２２０に伝達され、固定電極２１１〜２１５と変位電極（変位基板２２０ の上面）との距離が変化する。この電極間距離の変化が静電容量の変化として検 出できることは、前述したとおりである。図７に示すように、図の右方向にＸ軸 を、図の上方向にＺ軸を、図の紙面に垂直な方向にＹ軸を、それぞれ定義すれば 、環状平板部１２０，１４０，１６０によってＺ軸方向に対する十分な撓みが得 られ、筒状部１３０，１５０によってＸ軸およびＹ軸方向に対する十分な撓みが 得られることになる。実際には、環状平板部１２０，１４０，１６０と筒状部１ ３０，１５０とが組み合わされることにより、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸のすべての方向につ いて可撓性が得られる。したがって、図７に示す構造の力検出装置によれば、各 軸方向に関する検出感度を均一にすることができ、かつ、検出感度を全体的に高 めることができる。

【００２３】 図９は、本願第２の考案に係る力検出装置に用いる可撓基板３００の下面図で ある。この可撓基板３００は、図８に示す可撓基板１００の４か所に四分円状の 貫通孔Ｈ１〜Ｈ４を形成したものである。すなわち、図８に示す可撓基板１００ に対して、４か所をくりぬく加工を行うことによって得られる。このような貫通 孔Ｈ１〜Ｈ４を形成することにより、４つの架橋部Ｂ１〜Ｂ４が得られる。図９ に示す可撓基板３００を切断線７−７で切断した断面は、図７に示す可撓基板１ ００の断面と同じ構造となる。結局、中央の作用部３１０は、４つの架橋部Ｂ１ 〜Ｂ４によって、周囲の固定部３７０に接続された状態となっている。作用部３ １０にはねじ穴３１１が設けられており、ここにスタイラスなどの作用体が接続 される。このような構造をもった可撓基板３００では、４つの架橋部Ｂ１〜Ｂ４ が可撓部として機能することになる。可撓基板１００の代わりに、可撓基板３０ ０を用いれば、より感度の高い力検出装置を実現することができる。

【００２４】 以上、本考案を図示する実施例に基づいて説明したが、本考案はこれらの実施 例に限定されるものではなく、この他にも種々の態様で実施できる。たとえば、 図７に示す実施例では、３つの環状平板部１２０，１４０，１６０と、２つの筒 状部１３０，１５０を形成しているが、環状平板部や筒状部の数は任意でかまわ ない。図１０に示す実施例における可撓基板４００は、ねじ穴４１１を有する作 用部４１０と、固定部４５０との間に、２つの環状平板部４２０，４４０と１つ の筒状部４３０とを設けた例である。このような構造の可撓基板４００を得るに は、同心円状に２つの環状溝４２５，４４５を形成する加工を行うだけでよい。 また、電極の枚数および配置も、上述の実施例に限定されるものではない。三次 元方向の力を検出するためには、図７に示す実施例のように、一方を５枚、他方 を共通の１枚の電極で構成するのが最も実用的であるが、一方を４枚、他方を共 通の１枚の電極で構成してもかまわない。また、二次元や一次元の力を検出する だけであれば、電極の枚数は更に減らすことができる。また、変位基板２２０の 変位状態を検出するための方法は、容量素子による静電容量の変化を検出する方 法に限定されるものではない。たとえば、図７に示す装置において、固定電極２ １１〜２１５と変位基板２２０との間に、圧電素子を挿入するようにすれば、こ の圧電素子の起電力によって電極間距離の検出を行うことも可能である。

【００２５】 最後にもう１つ別な実施例をあげておく。図１１に示す実施例は、図７の実施 例を更に改良し、Ｚ軸方向の検出精度を高めたものである。可撓基板１００と変 位基板２２０とは、接続部材２２５によって接続されており、この間に更に補助 基板２３５が設けられている。この補助基板２３５の中央には貫通孔が形成され ており、この貫通孔に接続部材２２５が挿通している。変位基板２２０と固定電 極２１１〜２１５とによって、容量素子Ｃ１〜Ｃ５が構成される点は上述の実施 例と同様であるが、この実施例では更に、変位基板２２０と補助基板２３５の上 面に形成された固定電極２１６とによって、容量素子Ｃ６が構成されている。こ のような構成をもった検出装置では、Ｚ軸方向の検出値は図１２に示す回路によ って得られる。すなわち、容量素子Ｃ５，Ｃ６の容量値を、ＣＶ変換回路５５， ５６によって電圧値Ｖ５，Ｖ６に変換し、減算器６３によりその差Ｖ５−Ｖ６を 求め、これをＺ軸方向の検出値とする。このようにＺ軸方向の検出に関しても差 を用いるようにすれば、誤差要因が相殺され、より精度良い検出が可能になる。 なお、この理由については、特許協力条約に基づく国際出願ＰＣＴ／ＪＰ９１／ ００４２８号明細書の§４に詳述されている。また、このＺ軸方向の検出精度を 高めるための構造は、図９や図１０に示す実施例についても適用できる。

【００２６】

【考案の効果】

以上のとおり、本願第１の考案による力検出装置では、可撓基板の可撓部を、 基板面に沿った放射状方向に対して十分な可撓性をもった筒状部と、基板面に対 して垂直な方向に対して十分な可撓性をもった環状平板部と、によって構成する ようにしたため、いずれの方向に関しても十分な可撓性が得られ、各方向成分に ついての検出感度を均一にすることができる。

【００２７】 また、本願第２の考案による力検出装置では、可撓基板の可撓部を、複数の架 橋部によって構成するようにしたため、いずれの方向に関しても十分な可撓性が 得られ、各方向成分についての検出感度を均一にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の適用対象となる力検出装置の基本構造
を示す側断面図である。

【図２】図１に示す力検出装置における固定基板１０の
下面図である。

【図３】図１に示す力検出装置における可撓基板２０の
上面図である。

【図４】図１に示す力検出装置に、Ｘ軸方向の力Ｆｘが
加わった状態を示す側断面図である。

【図５】図１に示す力検出装置に、Ｚ軸方向の力Ｆｚが
加わった状態を示す側断面図である。

【図６】図１に示す力検出装置に用いる信号処理回路を
示す回路図である。

【図７】本願第１の考案の一実施例に係る力検出装置の
構造を示す側断面図である。

【図８】図７に示す力検出装置における可撓基板１００
の下面図である。

【図９】本願第２の考案の一実施例に係る力検出装置に
用いる可撓基板３００の下面図である。

【図１０】本願第１の考案の別な一実施例に係る力検出
装置の構造を示す側断面図である。

【図１１】本願第１の考案の更に別な実施例に係る力検
出装置の構造を示す側断面図である。

【図１２】図１１に示す検出装置に用いる信号処理回路
の回路図である。

【符号の説明】

１０…固定基板 １１〜１５…固定電極 ２０…可撓基板 ２１〜２５…変位電極 ３０…作用体 ４０…装置筐体 ５１〜５６…ＣＶ変換回路 ６１〜６３…減算器 １００…可撓基板 １１０…作用部 １１１…ねじ穴 １２０…環状平板部 １２５…環状溝 １３０…筒状部 １４０…環状平板部 １４５…環状溝 １５０…筒状部 １６０…環状平板部 １６５…環状溝 １７０…固定部 ２００…装置本体 ２１１〜２１６…固定電極 ２２０…変位基板 ２２５…接合部材 ２３０…絶縁層 ２３５…補助基板 ２４０…装置筐体 ３００…可撓基板 ３１０…作用部 ３１１…ねじ穴 ３７０…固定部 ４００…可撓基板 ４１０…作用部 ４１１…ねじ穴 ４２０…環状平板部 ４２５…環状溝 ４３０…筒状部 ４４０…環状平板部 ４４５…環状溝 ４５０…固定部 Ｂ１〜Ｂ４…架橋部 Ｈ１〜Ｈ４…貫通孔 Ｗ…ワイヤ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置筐体に固定される固定部と、外部か
   らの力が伝達される作用部と、前記固定部と前記作用部
   との間に形成され可撓性をもった可撓部と、を有する可
   撓基板と、前記作用部に一部分が固着された変位基板
   と、前記変位基板に対向するように、装置筐体に固定さ
   れた固定基板と、を備え、前記固定基板上に形成された
   固定電極と、前記変位基板上に形成された変位電極と、
   を対向させてなる電極対の電極間距離の変化に基づい
   て、外部からの力を検出する力検出装置において、前記
   可撓基板の基板面に対してほぼ垂直な方向を軸とする円
   筒の形状をした肉薄の筒状部と、前記基板面に対してほ
   ぼ平行な面に沿って延びた肉薄の環状平板部と、によっ
   て前記可撓部を構成したことを特徴とする力検出装置。
2. 【請求項２】 装置筐体に固定される固定部と、外部か
   らの力が伝達される作用部と、前記固定部と前記作用部
   との間に形成され可撓性をもった可撓部と、を有する可
   撓基板と、前記作用部に一部分が固着された変位基板
   と、前記変位基板に対向するように、装置筐体に固定さ
   れた固定基板と、を備え、前記固定基板上に形成された
   固定電極と、前記変位基板上に形成された変位電極と、
   を対向させてなる電極対の電極間距離の変化に基づい
   て、外部からの力を検出する力検出装置において、前記
   固定部が前記作用部の周囲を所定の間隔をおいて取り囲
   むように構成し、前記固定部と前記作用部との間に架け
   られた可撓性をもった複数の架橋部によって前記可撓部
   を構成したことを特徴とする力検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の力検出装置に
   おいて、可撓基板と変位基板との間に更に装置筐体に固
   定された補助基板を設け、前記変位基板上に形成された
   変位電極と前記補助基板上に形成された固定電極と、を
   対向させてなる補助電極対の電極間距離の変化を考慮し
   て、外部からの力を検出するようにしたことを特徴とす
   る力検出装置。