JP2020125992A - 多軸センサ - Google Patents

Abstract

【課題】 多軸方向の外力から保護するストッパ構造をより容易に設けることのできる多軸センサを提供することができる。【解決手段】 多軸センサ１０は、中央部分に位置する平板形状の第１領域部１と、第１領域部１と一体に弾性体を形成し、第１領域部１の少なくとも一部より外周側に位置する第２領域部２と、第１領域部１と第２領域部２との相対的な変位量に基づいて、多軸方向の力を検出する多軸力検出手段と、第１領域部１と第２領域部２との間の隙間が接触して、平板形状の平面と平行の方向の力に対するストッパとして機能する第１ストッパ手段と、平板形状の平面と垂直の方向の力に対するストッパとして機能するＺ軸方向ストッパ部４とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、多軸方向の力を検出する多軸センサに関する。

一般に、多軸センサでは、定格を超える過大な荷重が加わることによる損傷及び破壊から保護するために、ストッパ構造を設けることが知られている（特許文献１参照）。

特開平１０−２９３０７０号公報

しかしながら、多軸センサの場合、複数方向に加わる外力を１つのストッパ構造で保護しようとすると、各部品の高精度な加工技術又は組立て後の複雑な調整が必要とされることが多い。一方、各軸方向の外力に対して個別にストッパ構造を設けると、部品点数が増え、センサ全体が大型化したり、製造コストが増加したりする。

本発明の実施形態の目的は、多軸方向の外力から保護するストッパ構造をより容易に設けることのできる多軸センサを提供することにある。

本発明の観点に従った多軸センサは、中央部分に位置する平板形状の第１領域部と、前記第１領域部と一体に弾性体を形成し、前記第１領域部の少なくとも一部より外周側に位置する第２領域部と、前記第１領域部と前記第２領域部との相対的な変位量に基づいて、多軸方向の力を検出する多軸力検出手段と、前記第１領域部と前記第２領域部との間の隙間が接触して、前記平板形状の平面と平行の方向の力に対するストッパとして機能する第１ストッパ手段と、前記平板形状の平面と垂直の方向の力に対するストッパとして機能する第２ストッパ手段とを備える。

本発明の実施形態によれば、多軸方向の外力から保護するストッパ構造をより容易に設けることのできる多軸センサを提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る多軸センサの構成を示す上面図。 第１の実施形態に係る図１のＺ軸方向ストッパ部をＡＡ’線で切断した断面図。 第１の実施形態に係るＺ軸方向ストッパ部の第１変形例を示す構成図。 第１の実施形態に係るＺ軸方向ストッパ部の第２変形例を示す構成図。 第１の実施形態に係る多軸センサの製造方法を示すフロー図。 本発明の第２の実施形態に係る多軸センサの構成を示す上面図。 第２の実施形態に係る図６のＺ軸方向ストッパ部をＢＢ’線で切断した断面図。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る多軸センサ１０の構成を示す上面図である。
多軸センサ１０は、厚みのある平板形状である。多軸センサ１０の外形は、中心から所定の角度毎に同形状となる鍔型形状である。鍔型形状の表面は、円形又は多角形などである。例えば、多軸センサ１０は、ロボットなどに実装される。

多軸センサ１０は、Ｘ軸方向の力Ｆｘ、Ｙ軸方向の力Ｆｙ、Ｚ軸方向の力Ｆｚ、Ｘ軸モーメントＭｘ、Ｙ軸モーメントＭｙ、及び、Ｚ軸モーメントＭｚの６軸をそれぞれ検出する。ここで、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、それぞれ互いに直交し、Ｘ軸及びＹ軸で形成されるＸＹ平面は、多軸センサ１０の平面部分と平行である。Ｚ軸は、ＸＹ平面又は多軸センサ１０の平面部分と垂直である。

多軸センサ１０は、第１領域部１、第２領域部２、複数の起歪体３、及び、複数のＺ軸方向ストッパ部４を備える。図１の点線は、Ｚ軸方向ストッパ部４の取付位置を示す。なお、多軸センサ１０は、多軸方向の変位をそれぞれ検出するための検出回路、ベース、カバー、各種配線、又は、多軸センサ１０を実装箇所に取り付けるための取付部品などを必要に応じて備えるものとする。

第１領域部１及び第２領域部２は、金属などの材質により一体に形成される弾性体である。第１領域部１は、中心部に穴が設けられた環状に形成され、多軸センサ１０の中央部分（中心部分）に位置する。第２領域部２は、中心を第１領域部１の中心に重ねるようにし、第１領域部１の外周を覆うように位置する。なお、多軸センサ１０の弾性体は、第２領域部２が第１領域部１の少なくとも一部より外周側に位置していれば、どのような形状でもよい。例えば、第１領域部１の一部が第２領域部２の間又は外周側に位置してもよい。

第１領域部１は、可動部に取り付けられ、第２領域部２は、固定部に取り付けられる。多軸センサ１０は、第１領域部１と第２領域部２との相対的な変位量に基づいて、多軸（６軸）方向の力を検出する。なお、第１領域部１が固定部に取り付けられ、第２領域部２が可動部に取り付けられてもよい。例えば、多軸センサ１０がロボットの関節などに設けられる場合、第１領域部１及び第２領域部２のいずれか一方が、ロボットの手又は腕などに取り付けられ、他方がＺ軸方向を回転軸としたトルクを発生させる動力源となるモータ又は減速機などに取り付けられる。

複数の起歪体３は、中心から等間隔の角度で径方向に延びる向きが長手方向になるように配置され、第１領域部１と第２領域部２を接続する（跨ぐ）ように設けられる。なお、起歪体３は、第１領域部１と第２領域部２との相対的な変位による力が加わるように設けられていれば、どのように設けられてもよい。例えば、起歪体３は、第１領域部１と第２領域部２を接続する梁部を設け、この梁部に貼り付けるように設けられてもよい。起歪体３は、２つ以上であれば、いくつ設けられてもよいが、６軸を検出する力覚センサとして機能させるには、３つ以上必要となる。ここでは、中心から９０度間隔で、４つの起歪体３が設けられた多軸センサ１０の構成を主に説明する。

起歪体３は、ベースとなる長方形の板形状の部材に、歪を検出するセンサの役割を果たす複数の歪ゲージが貼り付けられた構成である。歪ゲージは、変形すると電気的変位が生じるように構成される。なお、歪ゲージは、１つの起歪体３に対し、少なくとも１つ設けられていれば、いくつ設けられてもよいし、どのような向きに配置されてもよい。また、歪ゲージは、電気的に検出可能な変位が生じるものであれば、どのようなものでもよい。例えば、歪ゲージは、変形量に応じて、電気抵抗が変化してもよいし、電圧を発生させてもよい。多軸センサ１０は、これらの電気的変位を検出することにより、測定する軸方向の力のみを抽出するように演算を行うことで、各軸の力を測定する。

取付穴Ｈ１は、多軸センサ１０をベース等の固定側に取り付けるために、ボルトを通すためのネジ穴である。取付穴Ｈ２は、多軸センサ１０を可動部品等の可動側に取り付けるために、ボルトを通すためのネジ穴である。取付穴Ｈ３は、Ｚ軸方向ストッパ部４を多軸センサ１０に取り付けるために、ボルト４５を通すためのネジ穴である。その他の穴については、軽量化又はセンサの検出感度を調整するためなどの理由で、肉抜き等により設けられたものである。

次に、ストッパ構造部分ＳＰについて説明する。
ストッパ構造部分ＳＰは、第１領域部１の第１構造部分１１、第２領域部２の第２構造部分２１、及び、Ｚ軸方向ストッパ部４を含む。ここでは、ストッパ構造部分ＳＰは、第１構造部分１１が中心部分にある第１領域部１から外周部分に位置する第２領域部２に向けて径方向に張り出した形状としたが、これに限らない。例えば、ストッパ構造部分ＳＰは、第２構造部分２１が外周部分にある第２領域部２から中心部分に位置する第１領域部１に向けて径方向に張り出した形状としてもよい。

第１構造部分１１と第２構造部分２１は、互いにＺ軸と平行な平面で対向する。
第１隙間ＳＰ１は、第１構造部分１１と第２構造部分２１との間で、径方向に対向する面同士の間にある隙間である。第１隙間ＳＰ１が完全に密着することで、ＸＹ平面方向の並進力Ｆｘ，Ｆｙに対するストッパの役割を果たす。具体的には、第１領域部１にＸＹ平面方向の並進力Ｆｘ，Ｆｙが加わると、第１構造部分１１が第１隙間ＳＰ１を介して対向する第２構造部分２１に接触することで、ＸＹ平面方向の並進力Ｆｘ，Ｆｙに対するストッパになる。

第２隙間ＳＰ２は、第１構造部分１１と第２構造部分２１との間で、周方向に対向する面同士の間にある隙間である。第２隙間ＳＰ２が完全に密着することで、Ｚ軸モーメントＭｚに対するストッパの役割を果たす。具体的には、Ｚ軸モーメントＭｚが加わると、第１構造部分１１が第２隙間ＳＰ２を介して対向する第２構造部分２１に接触することで、Ｚ軸モーメントＭｚに対するストッパになる。

図２は、本実施形態に係る図１のＺ軸方向ストッパ部４をＡＡ’線（径方向）で切断した断面図である。ここでは、Ｚ軸方向ストッパ部４は、第２領域部２に固定する構成について説明するが、第１領域部１に固定するように構成してもよい。
Ｚ軸方向ストッパ部４は、第１ストッパ部材４１、第２ストッパ部材４２、第１調整部材４３、第２調整部材４４、ボルト４５、及び、ナット４６を備える。

第１ストッパ部材４１は、第１調整部材４３を介して、第１構造部分１１及び第２構造部分２１の間の第１隙間ＳＰ１を上面から覆うように配置する。第２ストッパ部材４２は、第２調整部材４４を介して、第１構造部分１１及び第２構造部分２１の間の第１隙間ＳＰ１を下面から覆うように配置する。即ち、一組のストッパ部材４１，４２が、２つの調整部材４３，４４を間に介して、第１構造部分１１と第２構造部分２１の間の第１隙間ＳＰ１を挟むように、各部品４１〜４４が配置される。

ボルト４５は、上面から順に、第１ストッパ部材４１、第１調整部材４３、第２構造部分２１、第２調整部材４４、及び、第２ストッパ部材４２を貫通するように挿入する。第２ストッパ部材４２の下面側から突き出たボルト４５の先端にナット４６を通して締め付ける。これにより、Ｚ軸方向ストッパ部４は、弾性体に固定される。ここでは、ボルト４５及びナット４６により、Ｚ軸方向ストッパ部４を弾性体に取り付けたが、Ｚ軸方向ストッパ部４は、どのように取り付けてもよい。

第１ストッパ部材４１及び第２ストッパ部材４２は、第１構造部分１１及び第２構造部分２１のそれぞれの少なくとも一部を間に挟むような構成であれば、どのような構成でもよい。例えば、第１構造部分１１及び第２構造部分２１の間の第２隙間ＳＰ２を挟むような構成でもよい。

第３隙間ＳＰ３は、第１調整部材４３が介在することにより、第１ストッパ部材４１と第１構造部分１１の間にＺ軸方向にできる隙間である。第４隙間ＳＰ４は、第２調整部材４４が介在することにより、第２ストッパ部材４２と第１構造部分１１の間にＺ軸方向にできる隙間である。第３隙間ＳＰ３及び第４隙間ＳＰ４は、Ｘ軸モーメントＭｘ、Ｙ軸モーメントＭｙ、及び、Ｚ軸方向の力Ｆｚに対するストッパの役割を果たす。

第１調整部材４３及び第２調整部材４４は、シム又はワッシャなどである。調整部材４３，４４は、ストッパ部材４１，４２と第２構造部分２１との間の隙間ＳＰ３，ＳＰ４の幅（Ｚ軸方向の長さ）を調整するようなものであれば、どのようなものでもよい。第１調整部材４３及び第２調整部材４４の厚さを選択することにより、それぞれの隙間ＳＰ３，ＳＰ４の幅を調整する。

なお、Ｚ軸方向ストッパ部４は、以下のように変形してもよい。
図３に示すＺ軸方向ストッパ部４ａの第１変形例のように、第１調整部材４３及び第２調整部材４４に相当する部分は、それぞれストッパ部材４１ａ，４２ａに含まれるように一体化されてもよい。

また、図４に示すＺ軸方向ストッパ部４ｂの第２変形例のように、第１調整部材４３及び第２調整部材４４に相当する部分は、第２構造部分２１ｂに含まれるように一体化されてもよい。例えば、第２構造部分２１ｂの厚みが第１構造部分１１の厚みよりも、第１調整部材４３及び第２調整部材４４の厚み分だけ厚くてもよい。同様に、第１構造部分１１にＺ軸方向ストッパ部４ｂを設ける場合についても、第１調整部材４３及び第２調整部材４４に相当する部分が第１構造部分１１に含まれるように一体化されてもよい。

さらに、図３及び図４に示すように、ストッパ部材４１，４１ａ，４２，４２ａは、ボルト４５のヘッド部分及びナット４６部分がそれぞれの表面から出ないように、表面に窪みＤＮを設けてもよい。
図５は、本実施形態に係る多軸センサ１０の製造方法を示すフロー図である。

次に、多軸センサ１０の製造工程におけるストッパ構造部分ＳＰの隙間ＳＰ１〜ＳＰ４の決定方法について説明する。なお、ここで説明する多軸センサ１０の製造方法は、一例であり、必ずしもこのように製造しなくてもよい。
目的又は用途等に基づいて、多軸センサ１０の仕様決めをする（ステップＳ１０１）。作成された仕様に基づく各方向の力と、加工装置で対応可能な最小加工幅に基づく隙間により決定される第１領域部１と第２領域部２との相対的な変位量により、弾性体及び起歪体３の設計をする。加工装置については、ワイヤカット加工（放電加工）又はレーザ加工などである。

印加する力は、定格に限らず、多軸センサ１０を実装した装置等の正常の運用時に印加される最大の力を超えなければ、どのような値でもよい。以降においても、定格については、同様に解釈するものとする。
具体的な設計は、以下のとおりである。
まず、力の大きさなどから材料を選定する（ステップＳ１０２）。例えば、アルミニウム合金や、炭素鋼、合金鋼、又は、ステンレス鋼などである。

次に、材料のヤング率に基づき弾性体の梁と起歪体３の寸法を算出する。具体的にはいくつかのパラメータを仮設定して、特定の寸法を調整して決定していく。例えば、要求される外形寸法により弾性体の梁について、長さ、厚さ及び本数を仮設定し（ステップＳ１０３）。仕様に基づく各方向の力と、加工装置で対応可能な最小加工幅に基づく隙間により決定される第１領域部１と第２領域部２との相対的な変位量の第１隙間ＳＰ１を仮設定する（ステップＳ１０４）。

ここで、梁の幅をｂとし、梁の厚さをｈとすると、断面二次モーメントは、次式のように表される。
Ｉ＝ｂ・（ｈ＾３）／１２
また、仕様に基づく力をＦとし、梁の長さをＬとし、梁の数（梁の有効数）をｎとし、梁の材料のヤング率をＥとすると、第１隙間ＳＰ１は、次式のように求まる。

ＳＰ１＝（（Ｆ／ｎ）・（Ｌ＾３））／３・Ｅ・Ｉ
仮設定した第１隙間ＳＰ１により、弾性体の梁の幅を算出する（ステップＳ１０５）。ここで、第１隙間ＳＰ１については、加工装置で対応可能な最小加工幅以上の寸法を取る。例えば、ＳＰ１の幅は１０μｍ〜２００μｍの範囲が望ましく、特に５０μｍ〜１００μｍが望ましい。

第1隙間ＳＰ１より起歪体３の変形量が算出され、所定の力検出感度を得られるようになるまで、起歪体３の寸法（長さ、幅及び厚さ）を求めて、仮設定をする（ステップＳ１０６、ステップＳ１０７）。
ここで、第1隙間ＳＰ１と起歪体３のひずみεとの関係は、次式のように表される。

ε＝（３／２）・（ｈｓ／Ｌｓ＾２）・（ＳＰ１・α）
（ＳＰ１・α）＝（Ｆｓ−Ｌｓ＾３）／３・Ｅｓ・Ｉｓ
ここで、αは起歪体３の取付位置による係数、Ｆｓは起歪体３に加わる力、Ｌｓは起歪体３の長さ、Ｅｓは起歪体３の材料のヤング率、Ｉｓは起歪体３の断面二次モーメント、ｈｓは起歪体３の幅、ｂｓは起歪体３の厚さである。なお、力の方向により、ｈｓとｂｓは逆になる。

決定した起歪体３の各部寸法値より断面係数又は断面二次モーメントを算出し、応力計算を行う。算出した応力が選定した材料の耐力又は疲労限度に対して十分な安全率を有するかを判定する（ステップＳ１０８）。安全率が１未満など十分な強度が得られないと判定した場合は、材料を見直し（ステップＳ１０８のＮｏ）、仮設定したパラメータを調整し、各部寸法を決定する。

例えば、強度は、次のように判定する。
応力σは、次のように表される。
σ＝（６・（Ｆ／ｎ）・Ｌ）／（ｂ・ｈ＾２）
応力σが材料の疲労限度σｗよりも小さいか、材料の耐力σｙよりも小さければ強度は十分であると判定する。
このような設計については、上述した数式による計算によって導いてもよいし、コンピュータシミュレーションを用いた構造解析によって導いてもよいし、試作用に製造した弾性体を用いて導いてもよいし、その他の方法で導いてもよい。

上述のように決定された、弾性体の梁寸法、起歪体３の寸法、並びに、仕様に基づく各方向の力及びモーメント（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）により、第２隙間ＳＰ２、Ｚ軸方向ストッパ部４の第３隙間ＳＰ３、及び、Ｚ軸方向ストッパ部４の第４隙間ＳＰ４を算出する（ステップＳ１０８のＹｅｓ、ステップＳ１０９）。

まず、第２隙間ＳＰ２は、Ｘ軸方向の並進力Ｆｘに基づく変位量δＦｘとＺ軸周りのモーメントＭｚに基づく変位量δＭｚの加算値（δＦｘ+δＭｚ）、又は、Ｙ軸方向の並進力Ｆｙに基づく変位量δＦｙとＺ軸周りのモーメントＭｚに基づく変位量δＭｚの加算値（δＦｙ+δＭｚ）により決定される。即ち、次式により決定される。

ＳＰ２＝δＦｘ＋δＭｚ＝δＦｙ＋δＭｚ
次に、Ｚ軸方向ストッパ部４の第３隙間ＳＰ３及び第４隙間ＳＰ４は、Ｘ軸周りのモーメントＭｘに基づく変位量δＭｘとＹ軸周りのモーメントＭｙに基づく変位量δＭｙとＺ軸方向の並進力Ｆｚに基づく変位量δＦｚによる次式により決定される。

ＳＰ３＝ＳＰ４＝δＭｘ・ｓｉｎθ＋δＭｙ・ｃｏｓθ＋δＦｚ
ここで、θはＸ軸からＺ軸方向ストッパ部４の配置位置までの角度である。
なお、前述した設計の方法は一例であり、これに限定されない。
設計に問題がない場合、前述した加工装置を用いて、材料から弾性体を切り出す。これにより、弾性体が製造される（ステップＳ１１０）。

第３隙間ＳＰ３及び第４隙間ＳＰ４に基づいて、Ｚ軸方向ストッパ部４を設計し、製造する（ステップＳ１１１）。
弾性体及びＺ軸方向ストッパ部４を製造後、Ｚ軸方向ストッパ部４を弾性体に取り付ける（ステップＳ１１２）。このようにして、多軸センサ１０が製造される。

なお、多軸センサ１０は、軽量化又はセンサの感度を上げるためなど、様々な目的に応じて、適宜形状を変更してもよい。
本実施形態によれば、第１領域部１（可動部）と第２領域部２（固定部）との間の隙間ＳＰ１，ＳＰ２とＺ軸方向ストッパ部４で構成されるストッパ構造部分ＳＰを設けることで、ＸＹ平面方向の並進力Ｆｘ，Ｆｙ、Ｚ軸モーメントＭｚ、Ｚ軸方向に働く力Ｆｚ，Ｍｘ，Ｍｙのそれぞれに対するストッパの動作点をそれぞれ独立して別々に設定することができる。

具体的には、第１領域部１と第２領域部２の間にある隙間ＳＰ１，ＳＰ２の幅を過負荷による弾性体の変位量より小さくすることで、ＸＹ平面方向の並進力Ｆｘ，Ｆｙ及びＺ軸モーメントＭｚに対するストッパの設定をすることができる。また、Ｚ軸方向ストッパ部４の２つの隙間ＳＰ３，ＳＰ４の幅を過負荷による弾性体の変位量より小さくすることで、Ｚ軸方向に働く力Ｆｚ，Ｍｘ，Ｍｙのストッパの設定をすることができる。

また、第１領域部１と第２領域部２が互いに対向する面は平面である。したがって、第１領域部１及び第２領域部２を含む弾性体をワイヤカット加工可能な形状とすることができる。ここで、ワイヤカット加工可能な形状とは、外形が直線（ワイヤ）で切り取ることにより形成可能な形状であり、例えば、ワイヤで切り取られる断面（ワイヤカット面）に溝のような形状がない形状である。

さらに、第１領域部１と第２領域部２が互いに対向する面（即ち、ワイヤカット面）は、Ｚ軸に平行（ＸＹ平面に対して垂直）である。したがって、複数の弾性体を上下方向（Ｚ軸方向）に積み重ねることで、複数の弾性体を一度にワイヤカット加工することができる。

例えば、弾性体のワイヤカット面がＺ軸に対して傾いている場合、複数の弾性体を積み重ねても、各弾性体のそれぞれのワイヤカット面は、１つの平面になるようには並ばない。したがって、このような形状の弾性体は、複数の弾性体を一度にワイヤカット加工することはできない。これに対して、本実施形態では、複数の弾性体を積み重ねると、各弾性体のそれぞれのワイヤカット面が１つの平面になるように並ぶため、複数の弾性体を一度にワイヤカット加工することができる。

なお、Ｚ軸方向ストッパ部４は、少なくともＺ軸方向の並進力Ｆｚに対するストッパとして機能するのであれば、どのように構成されてもよい。このような場合でも、Ｚ軸方向ストッパ部４以外の作用効果については、同様に得ることができる。

（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係る多軸センサ１０Ａの構成を示す上面図である。図７は、本実施形態に係る図６のＺ軸方向ストッパ部４をＢＢ’線（径方向）で切断した断面図である。
多軸センサ１０Ａは、図１に示す第１の実施形態に係る多軸センサ１０において、ストッパ構造部分ＳＰを、Ｚ軸方向ストッパ部４Ａを備えるストッパ構造部分ＳＰＡに代え、第２構造部分２１を第２構造部分２１Ａに代えたものである。その他の点は、第１の実施形態に係る多軸センサ１０と同様である。

Ｚ軸方向ストッパ部４Ａは、第１の実施形態におけるＺ軸方向ストッパ部４の第１ストッパ部材４１、第２ストッパ部材４２、第１調整部材４３、及び、第２調整部材４４を一体にしたような形状にし、ボルト４５及びナット４６を用いずに、第２構造部分２１Ａに取り付けられるようにしたものである。その他の点は、第１の実施形態に係るＺ軸方向ストッパ部４と同様である。

Ｚ軸方向ストッパ部４Ａは、隙間形成部４１１及び挿入部４１２を備える。
隙間形成部４１１は、第１構造部分１１及び第２構造部分２１Ａの上面及び下面を覆うような凹部形状である。Ｚ軸方向ストッパ部４Ａが多軸センサ１０Ａに取り付けられた状態において、隙間形成部４１１は、第１構造部分１１を上下から挟むように配置される。第１構造部分１１の上面と隙間形成部４１１の上側部分との間には、第３隙間ＳＰ３が形成される。第１構造部分１１の下面と隙間形成部４１１の下側部分との間には、第４隙間ＳＰ４が形成される。

挿入部４１２は、隙間形成部４１１の凹みの奥に設けられた凹部形状の部分である。挿入部４１２の凹部形状の垂直方向の幅は、第２構造部分２１Ａの厚さとほぼ同じ（僅かに長い）幅である。Ｚ軸方向ストッパ部４Ａが多軸センサ１０Ａに取り付けられた状態では、第２構造部分２１Ａの外周部分が挿入部４１２に埋め込まれた構成になる。第２構造部分２１Ａの外周部分を、Ｚ軸方向ストッパ部４Ａの挿入部４１２に圧入等をすることで、Ｚ軸方向ストッパ部４Ａが多軸センサ１０Ａに固定されて取り付けられる。

第２構造部分２１Ａは、第１の実施形態に係る第２構造部分２１において、Ｚ軸方向ストッパ部４Ａを取り付ける外周部分が上から見て凹部形状ＨＬに切り取られた形状である。凹部形状ＨＬが設けられることで、Ｚ軸方向ストッパ部４Ａの外縁が多軸センサ１０Ａの外縁と一致する。Ｚ軸方向ストッパ部４Ａの外縁が多軸センサ１０Ａの外縁より内側になるように、凹部形状ＨＬを形成してもよい。また、凹部形状ＨＬは、第２構造部分２１Ａの外周部分を挿入部４１２に挿入するときのガイドとして機能する形状にしてもよい。

なお、第２構造部分２１Ａは、凹部形状ＨＬを設けずに、第１の実施形態に係る第２構造部分２１と同じ形状にしてもよい。
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
Ｚ軸方向ストッパ部４Ａを適用することで、第１の実施形態に係るＺ軸方向ストッパ部４よりも部品点数を減らすことができる。

また、第２構造部分２１Ａに凹部形状ＨＬを設けることで、Ｚ軸方向ストッパ部４Ａを多軸センサ１０Ａに取り付けても、多軸センサ１０Ａの径方向の大きさ（上面の面積）が大きくなるのを避けることができる。さらに、凹部形状ＨＬを、第２構造部分２１Ａの外周部分を挿入部４１２に挿入するときのガイドとなるような形状とすることで、Ｚ軸方向ストッパ部４Ａを多軸センサ１０Ａに取り付け易くすることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、構成要素を削除、付加又は変更等をしてもよい。また、複数の実施形態について構成要素を組合せ又は交換等をすることで、新たな実施形態としてもよい。このような実施形態が上述した実施形態と直接的に異なるものであっても、本発明と同様の趣旨のものは、本発明の実施形態として説明したものとして、その説明を省略している。

１…第１領域部、２…第２領域部、３…起歪体、４…Ｚ軸方向ストッパ部、１０…多軸センサ、１１…第１構造部分、２１…第２構造部分、Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３…取付穴、ＳＰ…ストッパ構造部分。

Claims (9)

1. 中央部分に位置する平板形状の第１領域部と、
   前記第１領域部と一体に弾性体を形成し、前記第１領域部の少なくとも一部より外周側に位置する第２領域部と、
   前記第１領域部と前記第２領域部との相対的な変位量に基づいて、多軸方向の力を検出する多軸力検出手段と、
   前記第１領域部と前記第２領域部との間の隙間が接触して、前記平板形状の平面と平行の方向の力に対するストッパとして機能する第１ストッパ手段と、
   前記平板形状の平面と垂直の方向の力に対するストッパとして機能する第２ストッパ手段と
   を備えたことを特徴とする多軸センサ。
2. 前記第２ストッパ手段は、前記第１領域部と前記第２領域部のそれぞれの一部を上面及び下面で挟むように配置されるストッパ部分を含むこと
   を特徴とする請求項１に記載の多軸センサ。
3. 前記第２ストッパ手段は、前記ストッパ部分と前記第１領域部又は前記第２領域部との間の隙間の幅を調整するための調整手段とを備えること
   を特徴とする請求項２に記載の多軸センサ。
4. 前記第２ストッパ手段は、前記弾性体にボルトで固定されたこと
   を特徴とする請求項２に記載の多軸センサ。
5. 前記第２ストッパ手段は、前記弾性体の外周側から前記弾性体を挟むように挿入された状態で固定されたこと
   を特徴とする請求項２に記載の多軸センサ。
6. 前記弾性体は、前記第２ストッパ手段を取り付けるための凹部が外周に設けられたこと
   を特徴とする請求項５に記載の多軸センサ。
7. 前記弾性体は、前記第２ストッパ手段を取り付けるためのガイドとなる形状を含むこと
   を特徴とする請求項５に記載の多軸センサ。
8. 前記弾性体は、ワイヤカット加工可能な形状であること
   を特徴とする請求項１に記載の多軸センサ。
9. 前記第１領域部と前記第２領域部が互いに対向する面は、前記平板形状の平面に対して垂直な平面であること
   を特徴とする請求項８に記載の多軸センサ。

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