特開 2024-22322 力覚センサ装置

(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】P2024022322

(43)【公開日】2024-02-16

(54)【発明の名称】力覚センサ装置

(51)【国際特許分類】

   G01L 5/162 20200101AFI20240208BHJP

【ＦＩ】

G01L5/162

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022125817

(22)【出願日】2022-08-05

(71)【出願人】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】菅沼田 真之

【テーマコード（参考）】

2F051

【Ｆターム（参考）】

2F051AA10

2F051AB10

2F051DA03

2F051DB03

(57)【要約】

【課題】力覚センサ装置における温度分布の影響を抑制すること。
【解決手段】力覚センサ装置は、複数の軸方向の少なくとも１つにおける変位を検出するセンサチップと、前記センサチップの固定部に接触する複数の第１接触部と、前記複数の第１接触部を支持する第１支持部と、を有する第１部材と、前記センサチップの力点に接触する複数の第２接触部と、前記複数の第２接触部を支持する第２支持部と、を有する第２部材と、前記第１支持部と前記第２支持部との間に配置される緩衝部材と、を有する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の軸方向の少なくとも１つにおける変位を検出するセンサチップと、
前記センサチップの固定部に接触する複数の第１接触部と、前記複数の第１接触部を支持する第１支持部と、を有する第１部材と、
前記センサチップの力点に接触する複数の第２接触部と、前記複数の第２接触部を支持する第２支持部と、を有する第２部材と、
前記第１支持部と前記第２支持部との間に配置される緩衝部材と、を有する、力覚センサ装置。

【請求項2】

前記緩衝部材は、前記第１支持部の第１上面の上に配置され、
前記第１支持部の前記第１上面に対する前記緩衝部材の高さは、前記第２支持部の第２下面以上である、請求項１に記載の力覚センサ装置。

【請求項3】

前記緩衝部材の熱伝導率は、０．２Ｗ／ｍ・℃以上である、請求項１または請求項２に記載の力覚センサ装置。

【請求項4】

前記緩衝部材は、シリコーンゲルを含む、請求項１または請求項２に記載の力覚センサ装置。

【請求項5】

前記緩衝部材は、前記センサチップに接触しないように配置される、請求項１または請求項２に記載の力覚センサ装置。

【請求項6】

前記緩衝部材は、前記第１支持部の第１上面と前記第２支持部の第２下面の間に充填される請求項１に記載の力覚センサ装置。

【請求項7】

前記緩衝部材は、前記第１支持部の第１上面と前記第２支持部の第２上面の間に充填される請求項１に記載の力覚センサ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、力覚センサ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、金属からなる起歪体に複数の歪ゲージを貼り付け、外力が印加された際の歪みを電気信号に変換することにより、多軸の力を検出する力覚センサ装置が知られている。このような力覚センサ装置は、工作機械に使用されるロボットの腕や指等の制御において用いられる。

【0003】

また、力覚センサ装置として、力を検出するセンサチップと、印加された力をセンサチップに伝達する起歪体と、を有するものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１３２６１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の力覚センサ装置では、ロボット等の対象物に取り付けられた際に、対象物の発熱が力覚センサ装置に伝熱されることにより、力覚センサ装置に温度分布が生じる結果、力覚センサ装置の検出精度が低下する場合がある。

【0006】

本発明は、力覚センサ装置における温度分布の影響を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

力覚センサ装置（１）は、複数の軸方向の少なくとも１つにおける変位を検出するセンサチップ（１１０）と、センサチップ（１１０）の固定部（１０１）～（１０４）に接触する複数の第１接触部（２１２）、（２１４）および（２１６）と、複数の第１接触部（２１２）、（２１４）および（２１６）を支持する第１支持部（２２２）と、を有する第１部材（２００）と、センサチップ（１１０）の力点（１５１）～（１５４）に接触する複数の第２接触部（４１２）および（４１４）と、複数の第２接触部（４１２）および（４１４）を支持する第２支持部（４２０）と、を有する第２部材（４００）と、第１支持部（２２２）と第２支持部（４２０）との間に配置される緩衝部材（３００）と、を有する。

【0008】

なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示の態様に限定されるものではない。

【発明の効果】

【0009】

本発明は、力覚センサ装置における温度分布の影響を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】各軸にかかる力およびモーメントを示す符号を説明する図である。

【図2】実施形態に係る力覚センサ装置を備えるロボットアームの側面図である。

【図3】図２におけるアタッチメントおよび力覚センサ装置の断面図である。

【図4】実施形態に係る力覚センサ装置の全体構成例を示す斜視図である。

【図5】実施形態に係る力覚センサ装置の全体構成例を示す上面図である。

【図6】実施形態に係る力覚センサ装置の接触部周辺の拡大上面図である。

【図7】センサチップが載置された図５におけるVII－VII線に沿った断面図である。

【図8】センサチップが載置された図６におけるVIII－VIII線に沿った断面図である。

【図9】実施形態に係るセンサチップの上面図である。

【図10】実施形態に係るセンサチップを下方から視た斜視図である。

【図11】実施形態に係る緩衝部材の配置例を示す斜視図である。

【図12】実施形態に係る緩衝部材の配置高さ例を示す断面図である。

【図13】緩衝部材の配置高さに応じた温度分布の第１例を示す図である。

【図14】緩衝部材の配置高さに応じた温度分布の第２例を示す図である。

【図15】緩衝部材の配置高さに応じた温度分布の第３例を示す図である。

【図16】緩衝部材の配置高さに応じた温度分布の第４例を示す図である。

【図17】緩衝部材の配置高さとオフセット補正誤差との関係例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。

【0012】

（軸、軸方向の力および軸周りのモーメント）
まず、図１を参照して、軸、軸方向の力および軸周りのモーメントについて説明する。図１は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｘ軸に沿う力Ｆｘ、Ｙ軸に沿う力Ｆｙ、Ｚ軸に沿う力Ｆｚ、Ｘ軸周りのモーメントＭｘ、Ｙ軸周りのモーメントＭｙおよびＺ軸周りのモーメントＭｚの向きを示す図である。図１に示されるように、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は、互いに交差する。

【0013】

実施形態に係る力覚センサ装置は、Ｘ軸方向の力Ｆｘ、Ｙ軸方向の力ＦｙおよびＺ軸方向の力Ｆｚを検出できる。実施形態に係る力覚センサ装置は、Ｘ軸を軸として回転させるモーメントＭｘ、Ｙ軸を軸として回転させるモーメントＭｙおよびＺ軸を軸として回転させるモーメントＭｚを検出できる。Ｘ軸方向の力Ｆｘは、Ｘ軸方向の変位の一例である。Ｙ軸方向の力Ｆｙは、Ｙ軸方向の変位の一例である。Ｚ軸方向の力Ｆｚは、Ｚ軸方向の変位の一例である。

【0014】

以下に示す図面において、方向を表すために、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を有する直交座標を用いる。Ｚ軸方向は高さ方向を表し、Ｚ軸の矢印が向く方向は上、上とは反対方向は下を表す。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、Ｚ軸に直交する面内において直交する二方向を表す。本明細書において、上面視とは上方から対象を視ることをいう。また、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は、実施形態に係る力覚センサ装置を基準に変化する。つまり、実施形態に係る力覚センサ装置の向きが変化した場合には、該力覚センサ装置の向きに応じてＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の向きも変化する。但し、これらの方向表現は、本発明の実施形態の方向を限定するものではない。

【0015】

＜ロボットアームの一例＞
図２は、実施形態に係る力覚センサ装置１を備えるロボットアームを示す側面図である。ロボットアーム２は、例えば産業用のロボットアームである。産業用のロボットアームは、工作機械等のロボットのアームであってもよい。図２に示すように、ロボットアーム２は、複数のアーム本体３，４を備える。複数のアーム本体３，４は、関節を介在して接続している。複数のアーム本体３，４は、関節の回転軸回りに揺動可能である。関節は、複数のアーム本体３，４を回転軸周りに回転させる駆動部を有する。複数のアーム本体３，４は、その長手方向に延在する軸回りに回転可能であってもよい。複数のアーム本体４の先端部には、アタッチメント５を介して、力覚センサ装置１が取り付けられている。

【0016】

＜力覚センサ装置１の構成例＞
図３から図１０を参照して、実施形態に係る力覚センサ装置１の構成について説明する。図３は、図２のアタッチメント５および力覚センサ装置１の断面図である。図４および図５は、力覚センサ装置１の全体構成の一例を示す図であり、図４は斜視図、図５は上面図である。図６は、力覚センサ装置１の複数の第１接触部２１２，２１４，２１６および複数の第２接触部４１２，４１４周辺の拡大上面図である。図７は、図５におけるVII－VII線に沿った断面図であり、図５の状態に対して、第２部材４００上にセンサチップ１１０が載置された状態を示している。図８は、図６におけるVIII－VIII線に沿った断面図であり、図６の状態に対して、第２部材４００上にセンサチップ１１０が載置された状態を示している。図９は、実施形態に係るセンサチップ１１０の上面図である。図１０は、実施形態に係るセンサチップ１１０を下方から視た斜視図である。

【0017】

図３に示すように、アタッチメント５は、例えば円盤状の形状を有し、所定の厚さを有する。アタッチメント５には、アタッチメント５を複数のアーム本体４に取り付けるためのネジ穴が形成されている。また、アタッチメント５には、力覚センサ装置１を取り付けるための雌ネジ５ａが設けられている。力覚センサ装置１は、複数のボルト６を用いてアタッチメント５に取り付けられる。

【0018】

図３から図８に示すように、力覚センサ装置１は、第１部材２００と、第２部材４００と、センサチップ１１０と、緩衝部材３００と、を備える。図３～図５に示すように、第２部材４００は、第１部材２００内に収容されている。第１部材２００と第２部材４００の２つの部材により起歪体２０を構成している。起歪体２０は、外力によりひずみを発生させる構造体である。図３に示すように、第１部材２００と第２部材４００は、部材接触部５００において接触している。

【0019】

図７に示すように、センサチップ１１０は、第１部材２００に含まれる複数の第１接触部２１２，２１４，２１６と、第２部材４００に含まれる複数の第２接触部４１２，４１４と、に接触して支持される。緩衝部材３００は、少なくとも、第１部材２００に含まれる第１支持部２２２と、第２部材４００に含まれる第２支持部４２０と、の間に配置される。以下、力覚センサ装置１の各構成部について詳細に説明する。

【0020】

（第１部材２００）
図３～図５に示すように、第１部材２００は、受力部２４０と、筒部２３０と、センサチップ実装部２２０と、を備える。受力部２４０は、例えばロボットアームのエンドエフェクタに取り付けられる。受力部２４０は、例えば円盤状の形状を有する。受力部２４０の厚さ方向は、Ｚ軸方向に沿っている。

【0021】

筒部２３０は、センサチップ実装部２２０を基準にして、受力部２４０が位置する方向とは反対方向に突出する筒状の部位である。筒部２３０は、上面視において、センサチップ１１０およびセンサチップ実装部２２０を囲むように形成される。

【0022】

図６～図８に示すように、センサチップ実装部２２０は、複数の第１接触部２１２，２１４，２１６と、第１支持部２２２と、壁部２２４と、を含む。複数の第１接触部２１２，２１４，２１６は、センサチップ１１０の固定部に接触する部位である。複数の第１接触部２１２，２１４，２１６は、第１支持部２２２に設けられている。なお、センサチップ１１０の固定部については、図９および図１０を参照して後述する。センサチップ実装部２２０は、受力部２４０に対して取り付けられる。センサチップ実装部２２０は、受力部２４０におけるエンドエフェクタが取り付けられる面とは反対側の面に取り付けられる。

【0023】

複数の第１接触部２１２，２１４，２１６は、センサチップ実装部２２０上において、受力部２４０が位置する方向とは反対方向に突出する。第１接触部２１２は、上面視において第１部材２００の中央に配置される。第１接触部２１４，２１６は、第１接触部２１２の周囲に配置される。

【0024】

第１支持部２２２は、複数の第１接触部２１２，２１４，２１６を支持する。第１支持部２２２は、受力部２４０に対して取り付けられる。第１支持部２２２は、例えば板状の形状を有する。第１支持部２２２の板厚方向は、Ｚ軸方向に沿う。第１支持部２２２は、Ｚ軸方向において、受力部２４０のエンドエフェクタが取り付けられる面とは反対側の面に取り付けられる。

【0025】

壁部２２４は、第１支持部２２２から受力部２４０が位置する方向とは反対方向に突出し、センサチップ実装部２２０の側壁を構成する部位である。複数の第１接触部２１２，２１４，２１６は、上面視において、壁部２２４の内側に配置される。壁部２２４および第１支持部２２２によって囲まれる空間は、凹部を形成する。センサチップ１１０は、壁部２２４および第１支持部２２２によって形成された凹部内に配置される。

【0026】

（第２部材４００）
図５～図８に示すように、第２部材４００は、複数の第２接触部４１２，４１４と、複数の第２接触部４１２，４１４を支持する第２支持部４２０と、複数の梁部４３２，４３４と、複数の接合部４４２と、を備える。複数の第２接触部４１２，４１４は、センサチップ１１０の力点に接触する部位である。なお、センサチップ１１０の力点については、図９および図１０を参照して後述する。

【0027】

図６に示すように、複数の第２接触部４１２は、Ｘ軸方向に離隔して配置される。複数の第２接触部４１４は、Ｙ軸方向に離隔して配置される。図５～図７に示すように、第２支持部４２０は、リング部４２２と、複数のアーム４６２，４６４と、を有する。図５に示すように、リング部４２２は、上面視において、略円形枠状の形状を有する。リング部４２２における略円形枠の中心は力覚センサ装置１の中心１０と略一致する。リング部４２２は板状の形状を有する。リング部４２２の板厚方向は、Ｚ軸方向に沿う。

【0028】

図６に示すように、複数のアーム４６２は、上面視において、第１接触部２１２を挟んでＸ軸方向に向き合って配置される。複数のアーム４６２のそれぞれは、第１部分４６２ａと、第２部分４６２ｂと、を含む。図７に示すように、第１部分４６２ａは、リング部４２２に一端が接続し、Ｚ軸方向に延在する部位である。図６に示すように、第２部分４６２ｂは、第１部分４６２ａの下方側の端部に一端が接続し、Ｘ軸方向に延在する部位である。第２部分４６２ｂは、リング部４２２に対して下方に位置する。

【0029】

図６に示すように、複数のアーム４６４は、上面視において、第１接触部２１２を挟んでＹ軸方向に向き合って配置される。複数のアーム４６４のそれぞれは、第１部分４６４ａと、第２部分４６４ｂと、を含む。図７に示すように、第１部分４６４ａは、リング部４２２に一端が接続し、Ｚ軸方向に延在する部位である。図６に示すように、第２部分４６４ｂは、第１部分４６２ａの下方側の端部に一端が接続し、Ｙ軸方向に延在する部位である。第２部分４６４ｂは、リング部４２２に対して下方に位置する。

【0030】

図６に示すように、複数のアーム４６２における第２部分４６２ｂそれぞれの他端、および複数のアーム４６４における第２部分４６４ｂそれぞれの他端は、互いに連結している。複数の第２部分４６２ｂおよび複数の第２部分４６４ｂ同士が交差する部分には、Ｚ軸方向への第１貫通孔４６８が形成される。第１接触部２１２は、この第１貫通孔４６８に挿入される。複数の第２接触部４１２，４１４それぞれは、第１貫通孔４６８および第１接触部２１２の周囲に配置される。複数の第２接触部４１２は、第２部分４６２ｂから上方に突出する。複数の第２接触部４１４は、第２部分４６４ｂから上方に突出する。

【0031】

図５に示すように、複数の梁部４３２，４３４は、上面視においてリング部４２２の外側に形成される。複数の梁部４３２は、上面視において、力覚センサ装置１の中心１０を挟んで互いに向き合うように配置されている。複数の梁部４３４は、力覚センサ装置１の中心１０を挟んで互いに向き合うように配置されている。上面視において、複数の梁部４３２が向き合う方向と、複数の梁部４３４が向き合う方向とは相互に交差する方向である。

【0032】

複数の接合部４４２，４４４は、第１部材２００と第２部材４００とが溶接等によって接合される部位である。複数の接合部４４２は、リング部４２２の外側に配置され、力覚センサ装置１の中心１０を挟んでＸ軸方向に向き合っている。複数の接合部４４４は、リング部４２２の外側に配置され、力覚センサ装置１の中心１０を挟んでＹ軸方向に向き合っている。

【0033】

（センサチップ１１０）
図７および図８に示すように、センサチップ１１０は、底面１１０ａが複数の第１接触部２１２，２１４，２１６および第２接触部４１２，４１４に接触した状態において、第１部材２００および第２部材４００に実装される。

【0034】

図７において、第２支持部４２０は、第１貫通孔４６８と、２つの第２貫通孔４２３と、を含む。第１貫通孔４６８には、複数の第１接触部２１２，２１４，２１６のうちの１つである第１接触部２１２が挿入される。

【0035】

第２貫通孔４２３は、ピン治具等が挿入されることによりピン治具と嵌合可能な貫通孔である。第１支持部２２２には２つの孔部２２３が形成されている。２つの第２貫通孔４２３に挿入された２つのピン治具等が、第２貫通孔４２３を通って孔部２２３に挿入されることにより、Ｘ軸方向およびＹ軸方向における複数の第１接触部２１２，２１４，２１６と複数の第２接触部４１２，４１４との相対位置を合わせることができる。

【0036】

センサチップ１１０は、１チップで最大６軸を検知できるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスであり、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板等の半導体基板から形成されている。上面視におけるセンサチップ１１０の外形形状は、例えば、７０００μｍ角程度の矩形とすることができる。但し、センサチップ１１０は、ＭＥＭＳに限定されず、複数の軸方向の少なくとも１つの方向の変位を検知するものであってもよい。軸方向の変位は、Ｘ軸方向の変位、Ｙ軸方向の変位およびＺ軸方向の変位であってもよい。また、軸方向の変位は、Ｘ軸周りの変位、Ｙ軸周りの変位およびＺ軸周りの変位であってもよい。

【0037】

図９および図１０に示すように、センサチップ１１０は、柱状の５つの固定部１０１～１０５を有する。上面視における固定部１０１～１０５の形状は、例えば、２０００μｍ角程度の略正方形とすることができる。固定部１０１～１０４は、上面視において略矩形形状を有するセンサチップ１１０の四隅に配置されている。固定部１０５は、センサチップ１１０の中央に配置されている。

【0038】

固定部１０１と固定部１０２との間には、固定部１０１と固定部１０２とに両端を固定された枠部１１２が設けられている。枠部１１２は、固定部１０１と固定部１０２とを連結する。固定部１０２と固定部１０３との間には、固定部１０２と固定部１０３とに両端を固定された枠部１１３が設けられている。枠部１１３は、固定部１０２と固定部１０３とを連結する。固定部１０３と固定部１０４との間には、固定部１０３と固定部１０４とに両端を固定された枠部１１４が設けられている。枠部１１４は、固定部１０３と固定部１０４とを連結する。固定部１０４と固定部１０１との間には、固定部１０４と固定部１０１とに両端を固定された枠部１１１が設けられている。枠部１１１は、固定部１０４と固定部１０１とを連結する。換言すると、４つの枠部１１１～１１４が枠状に形成され、各枠部の交点をなす角部が、固定部１０１～１０４となる。

【0039】

固定部１０１の内側の角部と、それに対向する固定部１０５の角部とは、連結部１２１により連結されている。固定部１０２の内側の角部と、それに対向する固定部１０５の角部とは、連結部１２２により連結されている。固定部１０３の内側の角部と、それに対向する固定部１０５の角部とは、連結部１２３により連結されている。固定部１０４の内側の角部と、それに対向する固定部１０５の角部とは、連結部１２４により連結されている。すなわち、センサチップ１１０は、固定部１０５と固定部１０１～１０４とを連結する連結部１２１～１２４を有している。連結部１２１～１２４は、Ｘ軸方向に対して斜めに配置されている。つまり、連結部１２１～１２４は、枠部１１１～１１４と非平行に配置されている。

【0040】

固定部１０１～１０５、枠部１１１～１１４および連結部１２１～１２４は、例えば、ＳＯＩ基板の活性層、ＢＯＸ（Buried Oxide）層および支持層から形成することができ、それぞれの厚さは、例えば、４００μｍ～６００μｍ程度とすることができる。

【0041】

センサチップ１１０は、４つの検知ブロックＢ_１～Ｂ_４を有している。また、各々の検知ブロックは、歪検出素子であるピエゾ抵抗素子が配置されたＴ字型梁構造を３組備えている。ここで、Ｔ字型梁構造とは、第１検知用梁と、第１検知用梁の中央部から第１検知用梁と直交する方向に伸びて力点と接続する第２検知用梁とを含む構造を指す。

【0042】

なお、検知用梁とは、ピエゾ抵抗素子を配置可能な梁を指すが、必ずしもピエゾ抵抗素子を配置しなくてもよい。つまり、検知用梁は、ピエゾ抵抗素子を配置することで力やモーメントの検出が可能であるが、センサチップ１１０は、ピエゾ抵抗素子を配置せず、力やモーメントの検出に用いない検知用梁を有してもよい。

【0043】

具体的には、検知ブロックＢ_１は、Ｔ字型梁構造１３１Ｔ_１、１３１Ｔ_２および１３１Ｔ_３を備えている。また、検知ブロックＢ_２は、Ｔ字型梁構造１３２Ｔ_１、１３２Ｔ_２および１３２Ｔ_３を備えている。また、検知ブロックＢ_３は、Ｔ字型梁構造１３３Ｔ_１、１３３Ｔ_２および１３３Ｔ_３を備えている。また、検知ブロックＢ_４は、Ｔ字型梁構造１３４Ｔ_１、１３４Ｔ_２および１３４Ｔ_３を備えている。以下に、より詳しい梁構造の説明を行う。

【0044】

検知ブロックＢ_１には、上面視において、枠部１１１の固定部１０１に近い側と、連結部１２１の固定部１０５に近い側とを橋渡しするように、所定間隔を空けて固定部１０１の固定部１０４側の辺と平行に第１検知用梁１３１ａが設けられている。また、第１検知用梁１３１ａの長手方向の中央部に一端が接続され、固定部１０４側に向かって第１検知用梁１３１ａの長手方向と垂直方向に伸びる第２検知用梁１３１ｂが設けられている。第１検知用梁１３１ａと第２検知用梁１３１ｂとは、Ｔ字型梁構造１３１Ｔ_１を形成している。

【0045】

上面視において、枠部１１１の固定部１０４に近い側と、連結部１２４の固定部１０５に近い側とを橋渡しするように、所定間隔を空けて固定部１０４の固定部１０１側の辺と平行に第１検知用梁１３１ｃが設けられている。また、第１検知用梁１３１ｃの長手方向の中央部に一端が接続され、固定部１０１側に向かって第１検知用梁１３１ｃの長手方向と垂直方向に伸びる第２検知用梁１３１ｄが設けられている。第１検知用梁１３１ｃと第２検知用梁１３１ｄとは、Ｔ字型梁構造１３１Ｔ_２を形成している。

【0046】

上面視において、連結部１２１の固定部１０５に近い側と、連結部１２４の固定部１０５に近い側とを橋渡しするように、所定間隔を空けて固定部１０５の枠部１１１側の辺と平行に第１検知用梁１３１ｅが設けられている。また、第１検知用梁１３１ｅの長手方向の中央部に一端が接続され、枠部１１１側に向かって第１検知用梁１３１ｅの長手方向と垂直方向に伸びる第２検知用梁１３１ｆが設けられている。第１検知用梁１３１ｅと第２検知用梁１３１ｆとは、Ｔ字型梁構造１３１Ｔ_３を形成している。

【0047】

第２検知用梁１３１ｂと第２検知用梁１３１ｄと第２検知用梁１３１ｆの他端側同士が接続して接続部１４１を形成し、接続部１４１の下面側に力点１５１が設けられている。力点１５１は、例えば、四角柱状である。Ｔ字型梁構造１３１Ｔ_１、１３１Ｔ_２および１３１Ｔ_３と接続部１４１および力点１５１とにより、検知ブロックＢ_１を構成している。

【0048】

検知ブロックＢ_１において、第１検知用梁１３１ａと第１検知用梁１３１ｃと第２検知用梁１３１ｆとは平行であり、第２検知用梁１３１ｂおよび１３１ｄと第１検知用梁１３１ｅとは平行である。検知ブロックＢ_１の各々の検知用梁の厚さは、例えば、３０μｍ～５０μｍ程度とすることができる。

【0049】

検知ブロックＢ_２には、上面視において、枠部１１２の固定部１０２に近い側と、連結部１２２の固定部１０５に近い側とを橋渡しするように、所定間隔を空けて固定部１０２の固定部１０１側の辺と平行に第１検知用梁１３２ａが設けられている。また、第１検知用梁１３２ａの長手方向の中央部に一端が接続され、固定部１０１側に向かって第１検知用梁１３２ａの長手方向と垂直方向に伸びる第２検知用梁１３２ｂが設けられている。第１検知用梁１３２ａと第２検知用梁１３２ｂとは、Ｔ字型梁構造１３２Ｔ_１を形成している。

【0050】

上面視において、枠部１１２の固定部１０１に近い側と、連結部１２１の固定部１０５に近い側とを橋渡しするように、所定間隔を空けて固定部１０１の固定部１０２側の辺と平行に第１検知用梁１３２ｃが設けられている。また、第１検知用梁１３２ｃの長手方向の中央部に一端が接続され、固定部１０２側に向かって第１検知用梁１３２ｃの長手方向と垂直方向に伸びる第２検知用梁１３２ｄが設けられている。第１検知用梁１３２ｃと第２検知用梁１３２ｄとは、Ｔ字型梁構造１３２Ｔ_２を形成している。

【0051】

上面視において、連結部１２２の固定部１０５に近い側と、連結部１２１の固定部１０５に近い側とを橋渡しするように、所定間隔を空けて固定部１０５の枠部１１２側の辺と平行に第１検知用梁１３２ｅが設けられている。また、第１検知用梁１３２ｅの長手方向の中央部に一端が接続され、枠部１１２側に向かって第１検知用梁１３２ｅの長手方向と垂直方向に伸びる第２検知用梁１３２ｆが設けられている。第１検知用梁１３２ｅと第２検知用梁１３２ｆとは、Ｔ字型梁構造１３２Ｔ_３を形成している。

【0052】

第２検知用梁１３２ｂと第２検知用梁１３２ｄと第２検知用梁１３２ｆの他端側同士が接続して接続部１４２を形成し、接続部１４２の下面側に力点１５２が設けられている。力点１５２は、例えば、四角柱状である。Ｔ字型梁構造１３２Ｔ_１、１３２Ｔ_２および１３２Ｔ_３と接続部１４２および力点１５２とにより、検知ブロックＢ_２を構成している。

【0053】

検知ブロックＢ_２において、第１検知用梁１３２ａと第１検知用梁１３２ｃと第２検知用梁１３２ｆとは平行であり、第２検知用梁１３２ｂおよび１３２ｄと第１検知用梁１３２ｅとは平行である。検知ブロックＢ_２の各々の検知用梁の厚さは、例えば、３０μｍ～５０μｍ程度とすることができる。

【0054】

検知ブロックＢ_３には、上面視において、枠部１１３の固定部１０３に近い側と、連結部１２３の固定部１０５に近い側とを橋渡しするように、所定間隔を空けて固定部１０３の固定部１０２側の辺と平行に第１検知用梁１３３ａが設けられている。また、第１検知用梁１３３ａの長手方向の中央部に一端が接続され、固定部１０２側に向かって第１検知用梁１３３ａの長手方向と垂直方向に伸びる第２検知用梁１３３ｂが設けられている。第１検知用梁１３３ａと第２検知用梁１３３ｂとは、Ｔ字型梁構造１３３Ｔ_１を形成している。

【0055】

上面視において、枠部１１３の固定部１０２に近い側と、連結部１２２の固定部１０５に近い側とを橋渡しするように、所定間隔を空けて固定部１０２の固定部１０３側の辺と平行に第１検知用梁１３３ｃが設けられている。また、第１検知用梁１３３ｃの長手方向の中央部に一端が接続され、固定部１０３側に向かって第１検知用梁１３３ｃの長手方向と垂直方向に伸びる第２検知用梁１３３ｄが設けられている。第１検知用梁１３３ｃと第２検知用梁１３３ｄとは、Ｔ字型梁構造１３３Ｔ_２を形成している。

【0056】

上面視において、連結部１２３の固定部１０５に近い側と、連結部１２２の固定部１０５に近い側とを橋渡しするように、所定間隔を空けて固定部１０５の枠部１１３側の辺と平行に第１検知用梁１３３ｅが設けられている。また、第１検知用梁１３３ｅの長手方向の中央部に一端が接続され、枠部１１３側に向かって第１検知用梁１３３ｅの長手方向と垂直方向に伸びる第２検知用梁１３３ｆが設けられている。第１検知用梁１３３ｅと第２検知用梁１３３ｆとは、Ｔ字型梁構造１３３Ｔ_３を形成している。

【0057】

第２検知用梁１３３ｂと第２検知用梁１３３ｄと第２検知用梁１３３ｆの他端側同士が接続して接続部１４３を形成し、接続部１４３の下面側に力点１５３が設けられている。力点１５３は、例えば、四角柱状である。Ｔ字型梁構造１３３Ｔ_１、１３３Ｔ_２および１３３Ｔ_３と接続部１４３および力点１５３とにより、検知ブロックＢ_３を構成している。

【0058】

検知ブロックＢ_３において、第１検知用梁１３３ａと第１検知用梁１３３ｃと第２検知用梁１３３ｆとは平行であり、第２検知用梁１３３ｂおよび１３３ｄと第１検知用梁１３３ｅとは平行である。検知ブロックＢ_３の各々の検知用梁の厚さは、例えば、３０μｍ～５０μｍ程度とすることができる。

【0059】

検知ブロックＢ_４には、上面視において、枠部１１４の固定部１０４に近い側と、連結部１２４の固定部１０５に近い側とを橋渡しするように、所定間隔を空けて固定部１０４の固定部１０３側の辺と平行に第１検知用梁１３４ａが設けられている。また、第１検知用梁１３４ａの長手方向の中央部に一端が接続され、固定部１０３側に向かって第１検知用梁１３４ａの長手方向と垂直方向に伸びる第２検知用梁１３４ｂが設けられている。第１検知用梁１３４ａと第２検知用梁１３４ｂとは、Ｔ字型梁構造１３４Ｔ_１を形成している。

【0060】

上面視において、枠部１１４の固定部１０３に近い側と、連結部１２３の固定部１０５に近い側とを橋渡しするように、所定間隔を空けて固定部１０３の固定部１０４側の辺と平行に第１検知用梁１３４ｃが設けられている。また、第１検知用梁１３４ｃの長手方向の中央部に一端が接続され、固定部１０４側に向かって第１検知用梁１３４ｃの長手方向と垂直方向に伸びる第２検知用梁１３４ｄが設けられている。第１検知用梁１３４ｃと第２検知用梁１３４ｄとは、Ｔ字型梁構造１３４Ｔ_２を形成している。

【0061】

上面視において、連結部１２４の固定部１０５に近い側と、連結部１２３の固定部１０５に近い側とを橋渡しするように、所定間隔を空けて固定部１０５の枠部１１４側の辺と平行に第１検知用梁１３４ｅが設けられている。また、第１検知用梁１３４ｅの長手方向の中央部に一端が接続され、枠部１１４側に向かって第１検知用梁１３４ｅの長手方向と垂直方向に伸びる第２検知用梁１３４ｆが設けられている。第１検知用梁１３４ｅと第２検知用梁１３４ｆとは、Ｔ字型梁構造１３４Ｔ_３を形成している。

【0062】

第２検知用梁１３４ｂと第２検知用梁１３４ｄと第２検知用梁１３４ｆの他端側同士が接続して接続部１４４を形成し、接続部１４４の下面側に力点１５４が設けられている。力点１５４は、例えば、四角柱状である。Ｔ字型梁構造１３４Ｔ_１、１３４Ｔ_２および１３４Ｔ_３と接続部１４４および力点１５４とにより、検知ブロックＢ_４を構成している。

【0063】

検知ブロックＢ_４において、第１検知用梁１３４ａと第１検知用梁１３４ｃと第２検知用梁１３４ｆとは平行であり、第２検知用梁１３４ｂおよび１３４ｄと第１検知用梁１３４ｅとは平行である。検知ブロックＢ_４の各々の検知用梁の厚さは、例えば、３０μｍ～５０μｍ程度とすることができる。

【0064】

このように、センサチップ１１０は、４つの検知ブロック（検知ブロックＢ_１～Ｂ_４）を有している。そして、各々の検知ブロックは、固定部１０１～１０４のうちの隣接する固定部と、隣接する固定部に連結する枠部および連結部と、固定部１０５と、に囲まれた領域に配置されている。上面視において、各々の検知ブロックは、例えば、センサチップ１１０の中心に対して点対称に配置することができる。

【0065】

また、各々の検知ブロックは、Ｔ字型梁構造を３組備えている。各々の検知ブロックにおいて、３組のＴ字型梁構造は、上面視において、接続部を挟んで第１検知用梁が平行に配置された２組のＴ字型梁構造と、２組のＴ字型梁構造の第２検知用梁と平行に配置された第１検知用梁を備えた１組のＴ字型梁構造とを含む。そして、１組のＴ字型梁構造の第１検知用梁は、接続部と固定部１０５との間に配置されている。

【0066】

例えば、検知ブロックＢ_１では、３組のＴ字型梁構造は、上面視において、接続部１４１を挟んで第１検知用梁１３１ａと第１検知用梁１３１ｃとが平行に配置されたＴ字型梁構造１３１Ｔ_１および１３１Ｔ_２と、Ｔ字型梁構造１３１Ｔ_１および１３１Ｔ_２の第２検知用梁１３１ｂおよび１３１ｄと平行に配置された第１検知用梁１３１ｅを備えたＴ字型梁構造１３１Ｔ_３とを含む。そして、Ｔ字型梁構造１３１Ｔ_３の第１検知用梁１３１ｅは、接続部１４１と固定部１０５との間に配置されている。検知ブロックＢ_２～Ｂ_４も同様の構造である。

【0067】

力点１５１～１５４は、外力が印加される箇所であり、例えば、ＳＯＩ基板のＢＯＸ層および支持層から形成することができる。力点１５１～１５４のそれぞれの下面は、固定部１０１～１０５の下面と略面一である。

【0068】

このように、力又は変位を４つの力点１５１～１５４から取り入れることで、力の種類毎に異なる梁の変形が得られるため、６軸の分離性がよいセンサを実現することができる。力点の数は組み合わされる起歪体の変位入力箇所と同数である。

【0069】

なお、センサチップ１１０において、応力集中を抑制する観点から、内角を形成する部分は曲率を有することが好ましい。

【0070】

センサチップ１１０の固定部１０１～１０５は、非可動部である第１接触部２１２，２１４，２１６に接触する。力点１５１～１５４は、可動部である第２接触部４１２，４１４に接触する。但し、可動と非可動との関係が逆であっても力覚センサ装置として機能する。すなわち、センサチップ１１０の固定部１０１～１０５は、力覚センサ装置の可動部に接触し、力点１５１～１５４は、力覚センサ装置の非可動部に接触してもよい。

【0071】

力覚センサ装置１では、受力部２４０が力を受けると、その力が受力部２４０からセンサチップ実装部２２０に伝達される。センサチップ実装部２２０は、受力部２４０から力を受けて、僅かに変形する。力の向きおよび大きさによって、複数の第１接触部２１２，２１４，２１６の変位が異なる。センサチップ１１０は、第２接触部４１２，４１４に対する複数の第１接触部２１２，２１４，２１６の変位を検出することにより、Ｘ軸方向の力Ｆｘ、Ｙ軸方向の力Ｆｙ、Ｚ軸方向の力Ｆｚ、Ｘ軸周りのモーメントＭｘ、Ｙ軸周りのモーメントＭｙおよびＺ軸周りのモーメントＭｚを検出できる。

【0072】

（緩衝部材３００）
図２に示したロボットアーム２は、駆動により発熱する場合がある。ロボットアーム２の発熱は、アタッチメント５を通って力覚センサ装置１に伝熱される。力覚センサ装置１において、ロボットアーム２からの熱は、第１部材２００に伝熱された後、部材接触部５００を通って第２部材４００に伝熱される。この熱により、第１部材２００および第２部材４００のそれぞれに温度分布が生じる。

【0073】

図３に示したように、力覚センサ装置１に含まれる第１部材２００と第２部材４００は、部材接触部５００において部分的に接触している。このため、位置ごとでの部材接触部５００からの距離等に応じて第１部材２００と第２部材４００との間での伝熱状態および熱交換状態に差が生じる。特に第２部材４００では、伝熱および熱交換する他の構成部がないまたは少ないため、熱が滞留しやすい。上記の伝熱状態および熱交換状態の差に応じて、第１部材２００と第２部材４００との間における温度分布の差が大きくなる場合がある。温度分布の差が大きいと、第１部材２００および第２部材４００の線膨張量の差が大きくなる結果、力覚センサ装置１のオフセット情報の変動が大きくなる。ここで、オフセット情報とは、力覚センサ装置１に力が加わっていない状態において力覚センサ装置１から出力される情報をいう。

【0074】

オフセット情報の変動が大きくなることにより、以下（ａ）～（ｄ）の懸念が生じる。
（ａ）力覚センサ装置１による変位検出のダイナミックレンジが小さくなる。ここで、ダイナミックレンジとは、処理可能な変位検出結果の最大値と最小値の比率をいう。
（ｂ）オフセット情報の繰り返し再現性が低くなる。
（ｃ）温度、湿度、風量、風向等の外部環境に応じてオフセット情報が変動する。
（ｄ）力覚センサ装置１および外部環境の少なくとも１つの温度に応じてオフセット情報を補正する場合に、補正誤差が大きくなる。

【0075】

図７に示したように、本実施形態では、第１支持部２２２と第２支持部４２０との間に緩衝部材３００を配置する。緩衝部材３００は、空気と比較して熱伝導率が高いため、第１支持部２２２と第２支持部４２０との間に空気が配置される場合と比較して、第１部材２００と第２部材４００との間での伝熱および熱交換を行いやすくすることができる。この結果、第１部材２００と第２部材４００との間での温度分布の差を低減し、力覚センサ装置１における温度分布の影響を抑制できる。そして、上記（ａ）～（ｄ）の懸念を低減することができる。以下、緩衝部材３００の詳細について説明する。

【0076】

図１１は、緩衝部材３００の配置の一例を示す緩衝部材３００近傍の斜視図である。図１１は、力覚センサ装置１のうち、緩衝部材３００近傍の一部を切断した断面を含んでいる。図１１において、緩衝部材３００は、第１支持部２２２と第２支持部４２０との間に配置される。

【0077】

緩衝部材３００は、例えばシリコーンゲルである。シリコーンゲルの熱伝導率は、０．２Ｗ／ｍ・℃である。シリコーンゲルの熱伝導率は、空気の熱伝導率である０．０２４Ｗ／ｍ・℃に対して約１０倍高い。従って、第１支持部２２２と第２支持部４２０との間に緩衝部材３００が配置される領域では、第１支持部２２２と第２支持部４２０との間に空気が配置される場合と比較して、熱伝導率が１０倍高くなる。この結果、第１部材２００と第２部材４００との間での伝熱および熱交換を行いやすくすることができる。但し、緩衝部材３００の熱伝導率は、０．２Ｗ／ｍ・℃に限らず、０．２Ｗ／ｍ・℃以上であってもよい。

【0078】

緩衝部材３００は、例えば、力覚センサ装置１の製造工程において、第１部材２００と第２部材４００とが接合され、センサチップ１１０がセンサチップ実装部２２０に実装された後に、ディスペンサ等の供給部材によって第１支持部２２２と第２支持部４２０との間に射出供給される。射出供給された緩衝部材３００は、第１支持部２２２と第２支持部４２０との間で濡れ広がり、第１支持部２２２と第２支持部４２０との間の隙間全体に行きわたることにより、第１支持部２２２と第２支持部４２０との間に配置される。

【0079】

図１２は、緩衝部材３００の配置高さの一例を示す力覚センサ装置１のセンサチップ１１０近傍の断面図である。図１２は、図７の断面図におけるセンサチップ１１０近傍を抜き出して示している。

【0080】

図１２において、配置高さａは、第１支持部２２２の第１上面２２２ａと、第２支持部４２０における第１上面２２２ａに向き合う面である第２下面４２０ａと、の間の距離を表す。配置高さｂは、上記の第１上面２２２ａと、第２支持部４２０における第２下面４２０ａに向き合う面である第２上面４２０ｂと、の距離を表す。配置高さｃは、上記の第１上面２２２ａと、壁部２２４の上面である第３上面２２４ｃと、の間の距離を表す。第３上面２２４ｃよりも高い位置に緩衝部材３００を供給しようとすると、緩衝部材３００がセンサチップ実装部２２０から溢れ出るという観点では、第３上面２２４ｃは、センサチップ実装部２２０に緩衝部材３００を配置可能な上限高さということもできる。

【0081】

配置高さｂまたは配置高さｃまで緩衝部材３００を配置した場合には、第１上面２２２ａと第２下面４２０ａとの間、並びに第１上面２２２ａと第２下面４２０ａとの間以外の空間、の両方に緩衝部材３００を配置した状態になる。換言すると、配置高さｂおよび配置高さｃまで緩衝部材３００を配置した場合には、少なくとも第１上面２２２ａと第２下面４２０ａとの間に緩衝部材３００を配置した状態になる。

【0082】

＜緩衝部材３００の配置高さに応じた温度分布のシミュレーション結果例＞
図１３から図１６を参照して、緩衝部材３００の配置高さに応じた第１部材２００および第２部材４００における温度分布のシミュレーション結果の一例を説明する。図１３は、シミュレーション結果の第１例として、緩衝部材３００を配置しなかった場合の、第１部材２００および第２部材４００の温度分布を示す図である。図１４は、シミュレーション結果の第２例として、緩衝部材３００を配置高さａまで配置した場合の、第１部材２００および第２部材４００の温度分布を示す図である。図１５は、シミュレーション結果の第３例として、緩衝部材３００を配置高さｂまで配置した場合の、第１部材２００および第２部材４００の温度分布を示す図である。図１６は、シミュレーション結果の第３例として、緩衝部材３００を配置高さｃまで配置した場合の、第１部材２００および第２部材４００の温度分布を示す図である。なお、このシミュレーションでは、熱解析ソフトウェアを用いた。

【0083】

図１３から図１６において、ハッチング種類の違いは、温度の違いを表している。温度Ｔ１が最も低く、温度Ｔ２、温度Ｔ３、温度Ｔ４および温度Ｔ５の順に温度が高くなる。５種類のハッチングは、温度Ｔ１、温度Ｔ２、温度Ｔ３、温度Ｔ４および温度Ｔ５に対をなしている。

【0084】

図１３に示すように、緩衝部材３００を配置しなかった場合には、第１部材２００の温度分布と第２部材４００の温度分布との間で差が大きくなった。第１部材２００と第２部材４００との間で伝熱および熱交換が効率よく行われないためと考えられる。

【0085】

図１４から図１６に向かうほど、すなわち緩衝部材３００の配置高さが高くなるほど、第１部材２００の温度分布と第２部材４００の温度分布との間で差が小さくなった。緩衝部材３００の配置高さが高くなるほど、第１部材２００と第２部材４００との間で伝熱および熱交換の効率がよくなったためと考えられる。

【0086】

上記シミュレーションにより、第１支持部２２２と第２支持部４２０との間に緩衝部材３００を配置すると、配置しなかった場合と比較して、第１部材２００における温度分布と第２部材４００における温度分布との間の差を低減できることが分かった。また、緩衝部材３００の配置高さが高いほど、第１部材２００における温度分布と第２部材４００における温度分布との間の差が小さくなることが分かった。

【0087】

＜緩衝部材３００の配置高さとオフセット補正誤差との関係例＞
図１７は、緩衝部材３００の配置高さとオフセット補正誤差との関係のシミュレーション結果例を示す図である。ここでのオフセット補正誤差は、力覚センサ装置１の温度とオフセット情報の補正量との関係を表す補正係数を用いて、力覚センサ装置１の温度に基づき、オフセット情報を補正した場合に生じる補正誤差を意味する。オフセット補正誤差は、Ｚ軸に沿う力Ｆｚの検出誤差となる。

【0088】

図１７の横軸は緩衝部材３００の配置高さを表している。「Ｓ」は緩衝部材３００を配置しなかった場合、「ａ」は配置高さａの場合、「ｂ」は配置高さｂの場合、「ｃ」は配置高さｃの場合、をそれぞれ表している。図１７の縦軸は、オフセット補正誤差の最大値を１００％として規格化したオフセット補正誤差を表している。

【0089】

シミュレーションでは、熱解析ソフトウェアを用いて第１部材２００の温度分布と第２部材４００の温度分布を求め、これらの温度分布に基づく第１部材２００および第２部材４００それぞれの線膨張の差を算出した。その後、算出した線膨張の差に基づき、予め定められた上記の補正係数を用いてオフセット情報を補正した場合に生じる補正誤差を、オフセット補正誤差として算出した。

【0090】

図１７に示すように、緩衝部材３００を配置しなかったＳの場合を１００％とすると、オフセット補正誤差は、配置高さａの場合には７６．５％、配置高さｂの場合には６２．１％、配置高さｃの場合には６０．３％となった。緩衝部材３００を配置しなかった場合と比較して、緩衝部材３００を配置すると、オフセット補正誤差を低減でき、温度分布の影響による力覚センサ装置１の検出精度低下を抑制できることが分かった。また緩衝部材３００の配置高さが高いほど、オフセット補正誤差を低減でき、温度分布の影響による力覚センサ装置１の検出精度低下を抑制できることが分かった。また、配置高さａ以上であれば、緩衝部材３００を配置しなかった場合と比較して、オフセット補正誤差を７６．５％以下にまで低減できることが分かった。これらのことから、オフセット補正誤差を低減する観点では、第１支持部２２２の第１上面２２２ａに対する緩衝部材３００の高さは、第２支持部４２０の第２下面４２０ａ以上であってもよい。また、緩衝部材３００は、第１支持部２２２の第１上面２２２ａと第２支持部４２０の第２下面４２０ａの間に充填されてもよい。また、緩衝部材３００は、第１支持部２２２の第１上面２２２ａと第２支持部４２０の第２上面４２０ｂの間に充填されてもよい。緩衝部材３００としてシリコーンゲルを用いた場合には、配置高さａは０．６ｍｍであることが好ましい。

【0091】

また、緩衝部材３００の配置高さａとした場合には、緩衝部材３００を配置しなかった場合に対してオフセット補正誤差が２３．５％低減した。すなわち緩衝部材３００を配置しなかった場合からの低減幅は２３．５％となった。緩衝部材３００の配置高さｂとした場合には、緩衝部材３００の配置高さａとした場合に対してオフセット補正誤差が１４．４％低減した。すなわち緩衝部材３００の配置高さａとした場合からの低減幅は１４．４％となった。緩衝部材３００の配置高さｃとした場合には、緩衝部材３００の配置高さｂとした場合に対してオフセット補正誤差が１．８０％低減した。すなわち緩衝部材３００の配置高さｂとした場合からの低減幅は１．８０％となった。

【0092】

オフセット補正誤差の低減幅は、緩衝部材３００を配置しなかった場合から緩衝部材３００の配置高さａとした場合のものが最も大きくなった。ここで、緩衝部材３００の配置高さを高くするほど、オフセット補正誤差は低減する反面、配置する緩衝部材３００の量が多くなるため、力覚センサ装置１のコストが増大したり、製造時間が長くなったりする場合がある。従って、力覚センサ装置１のコストが増大したり、製造時間が長くなったりすることを抑制しつつ、オフセット補正誤差の低減幅を大きく確保するには、緩衝部材３００の配置高さａが好ましい。上述したように、緩衝部材３００としてシリコーンゲルを用いた場合には、配置高さａは０．６ｍｍであることが好ましい。

【0093】

緩衝部材３００は、センサチップ１１０に接触しないように配置されることが好ましい。例えば、センサチップ１１０の検出梁の一部に緩衝部材３００が付着すると、センサチップ１１０に力が加わった際に、緩衝部材３００が付着している検出梁は、その緩衝部材３００によって変形が阻害されて変位量が小さくなる。これによって、本来は他の検出梁と同じ変位量となるところを変位量が異なってしまうため、力覚センサ装置１の検出精度が低下するからである。緩衝部材３００の配置高さを、センサチップ１１０の固定部１０１～１０５と複数の第１接触部２１２，２１４，２１６との接触位置の高さ、又はセンサチップ１１０の力点１５１～１５４と複数の第２接触部４１２，４１４との接触位置の高さよりも低くすることにより、センサチップ１１０の検出梁に接触しないように緩衝部材３００を配置できる。

【0094】

センサチップ１１０は、複数の第１接触部２１２，２１４，２１６および複数の第２接触部４１２，４１４にダイボンド樹脂で接着固定される。センサチップ１１０がセンサチップ実装部２２０に実装される前に緩衝部材３００を塗布してしまうと、センサチップ１１０は、固定部１０１～１０５と複数の第１接触部２１２，２１４，２１６との間、および力点１５１～１５４と複数の第２接触部４１２，４１４との間に、ダイボンド樹脂と緩衝部材３００を介在して実装してしまう虞がある。起歪体２０と固定部１０１～１０５や力点１５１～１５４との間に緩衝部材３００を介在してしまうことで、起歪体２０からセンサチップ１１０へ伝達される変位が緩衝部材３００によって極端に減衰されてしまい、センサチップ１１０の感度が著しく減少してしまう。そのため、センサチップ１１０をセンサチップ実装部２２０に配置し、ダイボンド樹脂で固定した後に、緩衝部材３００を供給して配置することにより、センサチップ１１０の固定部１０１～１０５と複数の第１接触部２１２，２１４，２１６との間、および力点１５１～１５４と複数の第２接触部４１２，４１４の間に緩衝部材３００を介在させないように配置できる。

【0095】

以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形および置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0096】

１・・・力覚センサ装置、２・・・ロボットアーム、３，４・・・複数のアーム本体、５・・・アタッチメント、５ａ・・・雌ネジ、６・・・複数のボルト、１０・・・中心、２０・・・起歪体、１０１～１０５・・・固定部、１１０・・・センサチップ、１１０ａ・・・底面、１５１～１５４・・・力点、２００・・・第１部材、２１２，２１４，２１６・・・第１接触部、２２０・・・センサチップ実装部、２２２・・・第１支持部、２２２ａ・・・第１上面、２２３・・・孔部、２２４・・・壁部、２２４ｃ・・・第３上面、２３０・・・筒部、２４０・・・受力部、３００・・・緩衝部材、４１２，４１４・・・第２接触部、４２０・・・第２支持部、４２０ａ・・・第２下面、４２０ｂ・・・第２上面、４２１・・・内ネジ部、４２２・・・リング部、４２３・・・第２貫通孔、４３２，４３４・・・梁部、４３２ａ，４３４ａ・・・第１部分、４３２ｂ，４３４ｂ・・・第２部分、４４２，４４４・・・接合部、４６２，４６４・・・アーム、４６２ａ，４６４ａ・・・第１部分、４６２ｂ，４６４ｂ・・・第２部分、４６８・・・第１貫通孔、５００・・・部材接触部、ａ，ｂ，ｃ・・・配置高さ、Ｔ１～Ｔ５・・・温度

【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】