特開 2022-146379 トルクセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022146379

(43)【公開日】2022-10-05

(54)【発明の名称】トルクセンサ

(51)【国際特許分類】

   G01L 3/10 20060101AFI20220928BHJP

【ＦＩ】

G01L3/10 311

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021047300

(22)【出願日】2021-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】000105659

【氏名又は名称】日本電産コパル電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 嵩幸

(57)【要約】

【課題】 起歪体の電極が配置された部分への応力を低減することができ、接続不良や断線を防止することが可能なトルクセンサを提供する。
【解決手段】 第１構造体１１と第２構造体１２は複数の第３構造体１３によりれんけつされる。第１歪センサ１４及び第２歪センサ１５は、第１構造体と第２構造体との間に固定される。第１歪センサ及び第２歪センサのそれぞれは、矩形状の起歪体１４ａを具備する。起歪体１４ａは、第１構造体に固定された第１端部と第２構造体に固定された中間部と、第２端部を有する。第２構造体は、接触部１２ｂを具備し、接触部１２ｂは、起歪体の中間部と第２端部との間の一部に接触する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１構造体と、
前記第１構造体の内側に前記第１構造体と同心状に配置された第２構造体と、
前記第１構造体と前記第２構造体を連結する複数の第３構造体と、
前記第３構造体以外の位置で前記第１構造体と前記第２構造体との間に固定された第１歪センサ及び第２歪センサと、を具備し、
第１歪センサ及び第２歪センサのそれぞれは、
第１端部と、第２端部と、前記第１端部と前記第２端部との間の中間部とを有し、前記第１端部が前記第１構造体の表面に固定され、前記中間部が前記第２構造体の表面に固定され、前記第２端部が前記第２構造体の表面に位置する矩形状の起歪体と、
前記起歪体の前記第１端部と前記中間部との間の表面に設けられた薄膜抵抗体と、
前記起歪体の前記第２端部と前記中間部との間に位置する前記起歪体の表面に設けられ、前記薄膜抵抗体に電気的に接続された薄膜電極と、を具備し、
前記第２構造体と前記起歪体の一方に設けられ、前記起歪体の前記中間部と前記第２端部との間の一部分、又は前記第２構造体の一部に接触する接触部を具備することを特徴とするトルクセンサ。

【請求項2】

前記第２構造体は、前記起歪体の前記中間部の近傍に設けられた前記接触部としての段部を具備することを特徴とする請求項１記載のトルクセンサ。

【請求項3】

前記第２構造体は、前記起歪体の前記中間部と前記第２端部との間に設けられた凹部を具備し、前記凹部の縁部が前記接触部であることを特徴とする請求項１記載のトルクセンサ。

【請求項4】

前記第２構造体は、前記起歪体の長手方向に沿った溝を具備し、前記溝の長手方向に沿った両側が前記起歪体の長手方向の両側に接触する前記接触部であることを特徴とする請求項１記載のトルクセンサ。

【請求項5】

前記第２構造体は、前記起歪体の前記第２端部の近傍と対応する位置に、前記起歪体に点接触する前記接触部としての第１突起を具備することを特徴とする請求項１記載のトルクセンサ。

【請求項6】

前記第２構造体は、前記起歪体の前記第２端部の近傍と対応する位置に、前記起歪体に線接触する前記接触部としての第２突起を具備することを特徴とする請求項１記載のトルクセンサ。

【請求項7】

前記第２構造体は、前記起歪体の前記第２端部の近傍と対応する位置に、前記起歪体に接触する低摩擦係数の材料により形成された接触部としての第３突起を具備することを特徴とする請求項１記載のトルクセンサ。

【請求項8】

前記起歪体の前記中間部と前記第２端部は、前記第２構造体の平坦な面に接触して配置され、前記起歪体は、前記中間部と前記薄膜電極の間に幅の狭いくびれ部を有ることを特徴とする請求項１記載のトルクセンサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、例えばロボットアームの関節に設けられるトルクセンサに関する。

【背景技術】

【0002】

トルクセンサは、第１構造体と第２構造体が複数の第３構造体により接続され、第１構造体と第２構造体との間に設けられた薄膜歪センサによりトルクが検出される（例えば特許文献１参照）。

【0003】

薄膜歪センサは、一般に、起歪体上に絶縁膜が形成され、絶縁膜上に薄膜抵抗体や薄膜電極が形成された構成を有しており、起歪体に印加された力に応じて生じた起歪体の変形を薄膜抵抗体の抵抗値の変化として検出する（例えば特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－９１８１３号公報

【特許文献2】特開２０１８－１３２３１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

薄膜歪センサの起歪体は、第１構造体と第２構造体に固定される。第１構造体と第２構造体との間にトルクが印加された場合、第１構造体と第２構造体は相対的に移動し、起歪体の第１構造体と第２構造体との間の部分に配置された複数の薄膜抵抗体によりトルクが検出される。第１構造体と第２構造体に対する起歪体の固定力又は剛性が十分に大きい場合、トルクにより第１構造体と第２構造体が相対的に移動しても、起歪体の第１構造体と第２構造体との間に位置する部分以外の電極が配置された部分には、トルクの影響が及ばない。

【0006】

しかし、固定力又は剛性が十分に大きくない場合、起歪体の第１構造体又は第２構造体との摩擦により、起歪体の電極が配置された部分に微小な応力（歪み）が生じる。このため、電極において、電気的な接続が不安定になったり、断線したりしてしまうことがある。

【0007】

本発明の実施形態は、起歪体の電極が配置された部分への応力を低減することができ、接続不良や断線を防止することが可能なトルクセンサを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本実施形態のトルクセンサは、第１構造体と、前記第１構造体の内側に前記第１構造体と同心状に配置された第２構造体と、前記第１構造体と前記第２構造体を連結する複数の第３構造体と、前記第３構造体以外の位置で前記第１構造体と前記第２構造体との間に固定された第１歪センサ及び第２歪センサと、を具備し、第１歪センサ及び第２歪センサのそれぞれは、第１端部と、第２端部と、前記第１端部と前記第２端部との間の中間部とを有し、前記第１端部が前記第１構造体の表面に固定され、前記中間部が前記第２構造体の表面に固定され、前記第２端部が前記第２構造体の表面に位置する矩形状の起歪体と、前記起歪体の前記第１端部と前記中間部との間の表面に設けられた薄膜抵抗体と、前記起歪体の前記第２端部と前記中間部との間に位置する前記起歪体の表面に設けられ、前記薄膜抵抗体に電気的に接続された薄膜電極と、を具備し、前記第２構造体と前記起歪体の一方に設けられ、前記起歪体の前記中間部と前記第２端部との間の一部分、又は前記第２構造体の一部に接触する接触部を具備する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係るトルクセンサを示す平面図。

【図2】第１実施形態に適用される歪センサの一例を示す平面図。

【図3】図１のＡで示す部分を拡大して示す斜視図。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面を示す斜視図。

【図5】第１実施形態の作用を概略的に示す図。

【図6】第２実施形態に係るトルクセンサの主要部を示す斜視図。

【図7】図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面を示す斜視図。

【図8】第３実施形態に係るトルクセンサの主要部を示す斜視図。

【図9】図８のＩＸ－ＩＸ線に沿った断面を示す斜視図。

【図10】第４実施形態に係るトルクセンサの主要部を示す斜視図。

【図11】図１０のＸＩ－ＸＩ線に沿った断面を示す斜視図。

【図12】第５実施形態に係るトルクセンサの主要部を示す斜視図。

【図13】図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿った断面を示す斜視図。

【図14】第６実施形態に係るトルクセンサの主要部を示す斜視図。

【図15】図１４のＸＶ－ＸＶ線に沿った断面を示す斜視図。

【図16】第７実施形態に係るトルクセンサの主要部を示す斜視図。

【図17】図１６のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線に沿った断面を示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。図面において、同一部分には同一符号を付している。

【0011】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るトルクセンサ１０を示している。
トルクセンサ１０は、第１構造体１１、第２構造体１２、梁としての複数の第３構造体１３、第１歪センサ１４、第２歪センサ１５、第３歪センサ１６、第４歪センサ１７を具備している。

【0012】

環状の第１構造体１１の内側に環状の第２構造体１２が同心状に配置され、第１構造体１１と第２構造体１２は、放射状に配置された複数の第３構造体１３により連結されている。第１構造体１１は、例えばトルクを受け、第２構造体１２は、例えばトルクを出力する。

【0013】

第１構造体１１、第２構造体１２、及び複数の第３構造体１３は、例えば金属により構成されるが、印加されるトルクに対して機械的な強度を十分に得ることができれば、金属以外の材料を使用することも可能である。

【0014】

第１構造体１１と第２構造体１２との間には、第１歪センサ１４、第２歪センサ１５、第３歪センサ１６、第４歪センサ１７が接続されている。これらセンサは、それぞれ９０°離れて配置されている。歪センサの数は、４つに限定されるものではなく、例えば２つ又は３つであってもよい。第１歪センサ１４、第２歪センサ１５、第３歪センサ１６、第４歪センサ１７の構成は、同一であるため、第１歪センサ１４の構成についてのみ説明する。

【0015】

図２は、第１歪センサ１４を拡大して示している。
第１歪センサ１４は、起歪体１４ａ、薄膜抵抗体１４ｂ、１４ｃ、複数の薄膜配線１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊを具備している。

【0016】

起歪体１４ａは、例えば矩形状の弾性体（金属）、例えばステンレススチール（ＳＵＳ）により構成されている。起歪体１４ａの形状、材料は、これに限定されるものではなく、セラミックス（例えばＳＵＳと線膨張係数が近いジルコニア）など、後述する溶接又はろう付けが可能な材料であればよい。

【0017】

起歪体１４ａは、薄膜抵抗体１４ｂ、１４ｃ、薄膜配線１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊ、第１固定部Ｃ１、Ｃ２、第２固定部Ｃ３、Ｃ４、伝達部１４ｋ、及び電極配置領域１４ｌと、を具備している。薄膜抵抗体の数は、２つに限定されるものではなく、例えば４つであってもよい。薄膜抵抗体の数、及び歪センサの数は、抵抗体により構成されるブリッジ回路の構成に応じて変更可能である。

【0018】

第１固定部Ｃ１、Ｃ２は、起歪体１４ａの長手方向の第１端部で、起歪体１４ａの短手方向の両端に設けられている。第２固定部Ｃ３、Ｃ４は、起歪体１４ａの長手方向のほぼ中間部で、起歪体１４ａの短手方向の両端に設けられている。

【0019】

伝達部１４ｋは、第１固定部Ｃ１、Ｃ２と第２固定部Ｃ３、Ｃ４の間に設けられ、電極配置領域１４ｌは、起歪体１４ａの長手方向の第２端部と第２固定部Ｃ３、Ｃ４の間とに設けられている。

【0020】

第１固定部Ｃ１、Ｃ２は、第１構造体１１に固定され、第１構造体１１と起歪体１４ａとの間で力を伝達する部分である。第２固定部Ｃ３、Ｃ４は、トルクセンサの第２構造体１２に固定され、第２構造体１２と起歪体１４ａとの間で力を伝達する部分である。

【0021】

第１固定部Ｃ１、Ｃ２と第１構造体１１との固定方法、及び第２固定部Ｃ３、Ｃ４と第２構造体１２との固定方法は、例えば溶接又はろう付けである。

【0022】

図１、図２に第１固定部Ｃ１、Ｃ２、第２固定部Ｃ３、Ｃ４として示す丸印は、接合位置（接合領域）を示している。図２において、２つの丸印を結ぶ破線（直線）は、伝達部１４ｋの範囲を便宜的に示している。

【0023】

伝達部１４ｋは、第１固定部Ｃ１、Ｃ２、第２固定部Ｃ３、Ｃ４との間で力を伝達する部分であり、伝達部１４ｋは、第１構造体１１及び第２構造体１２から受けた力に応じて変形する領域である。

【0024】

薄膜抵抗体１４ｂ、１４ｃは、伝達部１４ｋ内に第１固定部Ｃ１、Ｃ２の近傍に配置され、伝達部１４ｋの変形を電気信号に変換する。

【0025】

薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊは、第１固定部Ｃ１、Ｃ２、第２固定部Ｃ３、Ｃ４、伝達部１４ｋ以外の電極配置領域１４ｌで、起歪体１４ａの他端部近傍に配置されている。

【0026】

薄膜電極１４ｈ、１４ｉは、薄膜配線１４ｄ、１４ｅにより薄膜抵抗体１４ｂに接続され、薄膜電極１４ｉ、１４ｊは、薄膜配線１４ｆ、１４ｇにより薄膜抵抗体１４ｃに接続されている。薄膜電極１４ｉは、薄膜抵抗体１４ｂ、１４ｃに共通の電極である。

【0027】

尚、薄膜抵抗体の数、薄膜電極の数、及び薄膜抵抗体と薄膜電極とを接続する配線の数は、これに限定されるものではなく、変形可能である。

【0028】

図３、図４は、図１のＡ部を拡大して示している。
第１構造体１１は、起歪体１４ａを収容するための第１凹部１１ａを有し、第２構造体１２は、起歪体１４ａを収容するための第２凹部１２ａを有している。第１凹部１１ａは第１底面１１ｂを有し、第２凹部１２ａは、第１底面１１ｂと同じ高さの第２底面１２ｂを有している。第１凹部１１ａ及び第２凹部１２ａは、必須の構成ではなく、省略することも可能である。

【0029】

起歪体１４ａは、第１固定部Ｃ１、Ｃ２において、第１構造体１１の第１底面１１ｂに接合され、第２固定部Ｃ３、Ｃ４において、第２構造体１２の第２底面１２ｂに接合される。

【0030】

第２構造体１２の第２凹部１２ａは、起歪体１４ａの電極配置領域１４ｌと対応する部分に、第２底面１２ｂよりさらに低い第３底面１２ｃを有しており、接触部としての第２底面１２ｂと第３底面１２ｃとの間に段部１２ｄを有している。段部１２ｄは、第２固定部Ｃ３、Ｃ４の近傍に配置されている。

【0031】

起歪体１４ａの裏面と第３底面１２ｃとの間には隙間があり、起歪体１４ａの電極配置領域１４ｌの裏面は、第３底面１２ｃから離れている。隙間は、例えば０．０５ｍｍ以下である。したがって、起歪体１４ａの電極配置領域１４ｌの裏面と、第３底面１２ｃとの間に摩擦力が生じない。

【0032】

図５は、第１実施形態の作用を示すものであり、第１構造体１１と第２構造体１２との間に力が伝達される場合を示している。

【0033】

第１構造体１１と第２構造体１２が図示矢印に示すように互いに逆方向に動き、第１固定部Ｃ１、Ｃ２及び第２固定部Ｃ３、Ｃ４の固定力又は剛性が十分である場合、起歪体１４ａの伝達部１４ｋが変形し、薄膜抵抗体１４ｂ、１４ｃにより、歪みが検知される。この時、起歪体１４ａの電極配置領域１４ｌの裏面と第３底面１２ｃとの間に隙間があるため、これらの間に摩擦力が生じず、電極配置領域１４ｌは、第２構造体１２からの力を受けない。このため、第２固定部Ｃ３、Ｃ４の固定力又は剛性が許容範囲内において弱い場合においても、電極配置領域１４ｌは変形しない。したがって、電極配置領域１４ｌに配置された薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊや、薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊにボンディングされたワイヤにも第２構造体１２からの力が伝達されず、これらの破損を防止できる。

【0034】

一方、従来のように、電極配置領域１４ｌの裏面全体が第２構造体１２の表面に接触している場合、電極配置領域１４ｌと第２構造体１２との摩擦力により、電極配置領域１４ｌは、第２構造体１２からの力を受ける。このため、第２固定部Ｃ３、Ｃ４の固定力又は剛性が許容範囲内において弱い場合、図５に破線で示すように、電極配置領域１４ｌが変形する。したがって、電極配置領域１４ｌに配置された薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊや、薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊにボンディングされたワイヤが力を受け、破損する可能性がある。

【0035】

尚、起歪体１４ａの裏面と第３底面１２ｃとの間の隙間は、例えば０．０５ｍｍ以下であり、極めて狭い。このため、薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊに図示せぬワイヤをボンディングする際、起歪体１４ａが撓んで第３底面１２ｃに当接することができる。したがって、ワイヤを薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊに十分な強度で接合させることが可能である。

【0036】

（第１実施形態の効果）
上記第１実施形態によれば、第２構造体１２は、接触部としての第２底面１２ｂを有し、起歪体１４ａは、第２固定部Ｃ３、Ｃ４と段部１２ｄとの間の第２底面１２ｂに接触され、起歪体１４ａの電極配置領域１４ｌの裏面と第３底面１２ｃとの間には隙間がある。このため、第１構造体１１と第２構造体１２との間に力が伝達された場合において、起歪体１４ａの電極配置領域１４ｌは、第２構造体１２からの力を受けない。したがって、第２固定部Ｃ３、Ｃ４の固定力又は剛性が許容範囲内で弱い場合においても、電極配置領域１４ｌの変形を防止でき、電極配置領域１４ｌに配置された薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊの破損を防止できる。

【0037】

（第２実施形態）
図６、図７は、第２実施形態を示している。第１実施形態において、第２構造体１２は、接触部としての段部１２ｄを有し、起歪体１４ａの電極配置領域１４ｌは、第２構造体１２の第３底面１２ｃから離れていた。

【0038】

これに対して、第２実施形態において、第２構造体１２は、第２凹部１２ａ内にさらに第３凹部２１を有し、第３凹部２１の縁部うち、起歪体１４ａの長手方向に位置する２つの第２底面１２ｂが接触部として機能する。

【0039】

具体的には、第３凹部２１は、起歪体１４ａの電極配置領域１４ｌの中央部に対応して配置される。このため、電極配置領域１４ｌの大部分は第３凹部２１と対向しており第２底面１２ｂと接触せず、起歪体１４ａの第２固定部Ｃ３、Ｃ４の近傍と第２端部が、第３凹部２１の縁部うち、起歪体１４ａの長手方向に位置する２つの第２底面１２ｂと接触する。

【0040】

上記構成において、第１構造体１１と第２構造体１２が互いに逆方向に動き、第２固定部Ｃ３、Ｃ４の固定力又は剛性が許容範囲内において弱い場合、起歪体１４ａは、第２固定部Ｃ３、Ｃ４と第３凹部２１との間の部分、及び起歪体１４ａの第２端部の裏面と、第２底面１２ｂとの間に僅かな摩擦力が生じる。しかし、電極配置領域１４ｌの大部分は、摩擦が生じないため第２構造体１２からの力を受けず、電極配置領域１４ｌは殆ど変形しない。したがって、電極配置領域１４ｌに配置された薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊや、薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊにボンディングされた図示せぬワイヤにも第２構造体１２からの力が伝達されず、これらの破損を防止できる。

【0041】

また、起歪体１４ａの第２端部は、第２底面１２ｂ上に配置されているため、薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊに図示せぬワイヤをボンディングする際、起歪体１４ａを十分に保持することができる。したがって、ワイヤを薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊに十分な強度で接合させることが可能である。

【0042】

（第２実施形態の効果）
第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。しかも、第２実施形態によれば、起歪体１４ａの第２端部が第２凹部１２ａの第２底面１２ｂ上に配置されているため、起歪体１４ａを安定に保持することが可能である。

【0043】

（第３実施形態）
図８、図９は、第３実施形態を示している。第２実施形態において、起歪体１４ａは、その第２端部が第２凹部１２ａの第２底面１２ｂの上に配置されている。
これに対して、第３実施形態において、第２構造体１２は、起歪体１４ａの長手方向に沿った溝３１を有し、溝３１の両側が起歪体１４ａの長手方向の両側に接触する接触部として機能する。

【0044】

具体的には、第２構造体１２の第２底面には、第２固定部Ｃ３、Ｃ４の近傍から、第２構造体１２の径方向に沿って、溝３１が形成されている。溝３１の幅は、起歪体１４ａの幅より狭い。このため、起歪体１４ａの長手方向の両側が溝３１の両側の第２底面１２ｂに接触し、起歪体１４ａの大部分は、溝３１と対向し、第２底面１２ｂに接触しない。

【0045】

上記構成において、第１構造体１１と第２構造体１２が互いに逆方向に動き、第２固定部Ｃ３、Ｃ４の固定力又は剛性が許容範囲内において弱い場合、起歪体１４ａは、第２固定部Ｃ３、Ｃ４と溝３１との間の部分、及び起歪体１４ａの両側の裏面と、第２底面１２ｂとの間に僅かな摩擦力が生じる。しかし、電極配置領域１４ｌの大部分は、摩擦が生じないため第２構造体１２からの力を受けず、電極配置領域１４ｌは殆ど変形しない。したがって、電極配置領域１４ｌに配置された薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊや、薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊにボンディングされたワイヤにも第２構造体１２からの力が伝達されず、これらの破損を防止できる。

【0046】

また、起歪体１４ａの両側は、第２底面１２ｂ上に配置されているため、薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊに図示せぬワイヤをボンディングする際、起歪体１４ａを十分に保持することができる。したがって、ワイヤを薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊに十分な強度で接合させることが可能である。

【0047】

（第３実施形態の効果）
第３実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。しかも、第３実施形態によれば、起歪体１４ａの両側が第２底面１２ｂ上に配置されているため、起歪体１４ａを安定に保持することが可能である。

【0048】

（第４実施形態）
図１０、図１１は、第４実施形態を示している。第３実施形態は、起歪体１４ａの両側が第２底面１２ｂ上に配置されていた。
これに対して、第４実施形態は、第１実施形態を変形するものであり、起歪体１４ａの第２端部の近傍に点接触する接触部としての第１突起４１を具備している。

【0049】

具体的には、第１突起４１は、段部１２ｄにより形成された第３底面１２ｃに設けられている。第１突起４１は、例えばノックピンであるが、これに限定されるものではない。第１突起４１の第１端部は、第２構造体１２に挿入され、第２端部の表面は、例えば球面状に加工されており、起歪体１４ａの電極配置領域１４ｌの裏面に点接触される。点接触する位置は、例えば電極配置領域１４ｌの薄膜電極１４ｉが配置された位置に対応している。

【0050】

上記構成において、第１構造体１１と第２構造体１２が互いに逆方向に動き、第２固定部Ｃ３、Ｃ４の固定力又は剛性が許容範囲内において弱い場合、起歪体１４ａは、第２固定部Ｃ３、Ｃ４と段部１２ｄとの間の部分、及び起歪体１４ａの裏面に点接触した第１突起４１との間に僅かな摩擦力が生じる。しかし、電極配置領域１４ｌの大部分は、摩擦が生じないため第２構造体１２からの力を受けず、電極配置領域１４ｌは殆ど変形しない。したがって、電極配置領域１４ｌに配置された薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊや、薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊにボンディングされたワイヤにも第２構造体１２からの力が伝達されず、これらの破損を防止できる。

【0051】

また、起歪体１４ａは、第１突起４１により支えられているため、薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊに図示せぬワイヤをボンディングする際、起歪体１４ａを十分に保持することができる。したがって、ワイヤを薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊに十分な強度で接合させることが可能である。

【0052】

（第４実施形態の効果）
第４実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。しかも、第４実施形態によれば、起歪体１４ａは、第１突起４１により支えられているため、起歪体１４ａを安定に保持することが可能である。

【0053】

（第５実施形態）
図１２、図１３は、第５実施形態を示している。第４実施形態において、起歪体１４ａの裏面は、第１突起４１に点接触されていた。
これに対して、第５実施形態は、起歪体１４ａの第２端部の近傍に線接触する接触部としての第２突起５１を具備している。

【0054】

具体的には、第２突起５１は、例えば円柱である。第２構造体１２の段部１２ｄにより形成された第３底面１２ｃには、起歪体１４ａの長手方向と交差する方向に溝１２ｅが設けられている。第２突起５１は、円柱の軸が起歪体１４ａの長手方向と交差する方向に溝１２ｅ内に収容される。溝１２ｅの深さは、円柱のほぼ半径と等しく、円柱の第２突起５１のほぼ半分は、溝１２ｅから突出され、起歪体１４ａの電極配置領域１４ｌの裏面に線接触される。線接触する位置は、例えば電極配置領域１４ｌの薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊが配置された位置に沿っている。

【0055】

上記構成において、第１構造体１１と第２構造体１２が互いに逆方向に動き、第２固定部Ｃ３、Ｃ４の固定力又は剛性が許容範囲内において弱い場合、起歪体１４ａは、第２固定部Ｃ３、Ｃ４と段部１２ｄとの間の部分、及び起歪体１４ａの裏面に線接触した第２突起５１との間に僅かな摩擦力が生じる。しかし、電極配置領域１４ｌの大部分は、摩擦が生じないため第２構造体１２からの力を受けず、電極配置領域１４ｌは殆ど変形しない。したがって、電極配置領域１４ｌに配置された薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊや、薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊにボンディングされたワイヤにも第２構造体１２からの力が伝達されず、これらの破損を防止できる。

【0056】

また、起歪体１４ａは、第２突起５１により支えられているため、薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊに図示せぬワイヤをボンディングする際、起歪体１４ａを十分に保持することができる。したがって、ワイヤを薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊに十分な強度で接合させることが可能である。

【0057】

（第５実施形態の効果）
第５実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。しかも、第５実施形態によれば、起歪体１４ａは、起歪体１４ａに線接触する第２突起５１により支えられているため、起歪体１４ａをより安定に保持することが可能である。

【0058】

（第６実施形態）
図１４、図１５は、第６実施形態を示している。第５実施形態において、第２突起５１の形状は円柱であった。
これに対して、第６実施形態は、起歪体１４ａの第２端部の近傍に低摩擦係数の材料により形成された接触部としての第３突起６１を具備している。第３突起６１の形状は、例えば四角柱である。

【0059】

低摩擦係数の材料により形成された四角柱の第３突起６１は、その軸が起歪体１４ａの長手方向と交差する方向に溝１２ｅ内に収容される。溝１２ｅの深さは、四角柱の一辺の長さのほぼ半分であり、四角柱の第３突起６１のほぼ半分は、溝１２ｅから突出し、起歪体１４ａの電極配置領域１４ｌの裏面に面接触される。面接触する位置は、例えば電極配置領域１４ｌの薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊが配置された位置に沿っている。

【0060】

低摩擦係数の材料としては、例えばフッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））、ナイロン樹脂（ポリアミド（ＰＡ））などの樹脂、又は無電解ニッケルメッキが施された金属や、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）コートされた金属、含油焼結金属を適用することが可能である。含油焼結金属は、例えばグラファイト微粉末を含む銅系金属からなる多孔質焼結体に油を含ませたものである。

【0061】

上記構成において、第１構造体１１と第２構造体１２が互いに逆方向に動き、第２固定部Ｃ３、Ｃ４の固定力又は剛性が許容範囲内において弱い場合、起歪体１４ａは、第２固定部Ｃ３、Ｃ４と溝３１との間の部分、及び起歪体１４ａの裏面に面接触した低摩擦係数の第３突起６１との間に僅かな摩擦力が生じる。しかし、電極配置領域１４ｌの大部分は、摩擦が生じないため第２構造体１２からの力を受けず、電極配置領域１４ｌは殆ど変形しない。したがって、電極配置領域１４ｌに配置された薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊや、薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊにボンディングされたワイヤにも第２構造体１２からの力が伝達されず、これらの破損を防止できる。

【0062】

また、起歪体１４ａは、面接触された第３突起６１により支えられているため、薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊに図示せぬワイヤをボンディングする際、起歪体１４ａを十分に保持することができる。したがって、ワイヤを薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊに十分な強度で接合させることが可能である。

【0063】

（第６実施形態の効果）
第６実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。しかも、第６実施形態によれば、起歪体１４ａは、起歪体１４ａに面接触する第３突起６１により支えられているため、起歪体１４ａをより一層安定に保持することが可能である。

【0064】

（第７実施形態）
図１６、図１７は、第７実施形態を示している。上記第１乃至第６実施形態は、起歪体１４ａと第２構造体１２との摩擦力を低減させるため、第２構造体１２側の構成を改良した。

【0065】

これに対して、第７実施形態は、第２構造体１２に代わり起歪体１４ａの構成を改良している。
具体的には、起歪体１４ａの電極配置領域１４ｌは、平坦な第２底面１２ｂに接触して配置され、起歪体１４ａは、電極配置領域１４ｌの一部にくびれ部７１を有している。くびれ部７１は、例えば第２固定部Ｃ３、Ｃ４と薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊとの間に設けられる。くびれ部７１は、電極配置領域１４ｌの他の部分より狭い面積を有している。このため、電極配置領域１４ｌと第２構造体１２の第２底面１２ｂとの接触面積が減少されている。

【0066】

上記構成において、第１構造体１１と第２構造体１２が互いに逆方向に動き、第２固定部Ｃ３、Ｃ４の固定力又は剛性が許容範囲内において弱い場合、起歪体１４ａの電極配置領域１４ｌは、第２構造体１２の第２底面１２ｂとの間に僅かな摩擦力が生じる。しかし、くびれ部７１によりくびれ部７１がない場合に比べて摩擦力が低減されている。しかも、くびれ部７１の幅は、電極配置領域１４ｌの他の部分の幅より狭いため、この部分が変形可能とされている。このため、摩擦力によりくびれ部７１が変形し、電極配置領域１４ｌの変形が防止される。したがって、電極配置領域１４ｌに配置された薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊや、薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊにボンディングされたワイヤにも第２構造体１２からの力が伝達されず、これらの破損を防止できる。

【0067】

また、電極配置領域１４ｌは、第２底面１２ｂにより支えられているため、薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊに図示せぬワイヤをボンディングする際、電極配置領域１４ｌを十分に保持することができる。したがって、ワイヤを薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊに十分な強度で接合させることが可能である。

【0068】

（第７実施形態の効果）
第７実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。しかも、第７実施形態によれば、くびれ部７１が変形することにより、電極配置領域１４ｌに配置された薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊや、薄膜電極１４ｈ、１４ｉ、１４ｊにボンディングされたワイヤへ第２構造体１２からの力が伝達されることを防止できる。したがって、これらの破損をより一層防止することが可能である。

【0069】

その他、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0070】

１０…トルクセンサ、１１…第１構造体、１１ａ…第１凹部、１１ｂ…第１底面、１２…第２構造体、１２ａ…第２凹部、１２ｂ…第２底面、１２ｃ…第３底面、１２ｄ…段部、１２ｅ…溝、１３…第３構造体、１４…第１歪センサ、１４ａ…起歪体、１４ｂ、１４ｃ…薄膜抵抗体、１４ｈ、１４ｉ、１４ｊ…薄膜電極、１４ｋ…伝達部、１４ｌ…電極配置領域、１５…第２歪センサ、１６…第３歪センサ、１７…第４歪センサ、２１…第３凹部、３１…溝、４１…第１突起、５１…第２突起、６１…第３突起、７１…くびれ部、Ｃ１、Ｃ２…第１固定部、Ｃ３、Ｃ４…第２固定部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】