JP7350606B2 - 歪センサの固定装置とそれを用いたトルクセンサ - Google Patents

Description

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歪センサの固定装置とそれを用いたトルクセンサに関する。

トルクセンサは、トルクが印加される第１構造体と、トルクが出力される第２構造体と、第１構造体と第２構造体とを連結する梁としての複数の起歪部とを有し、これら起歪部にセンサ素子としての複数の歪ゲージが配置されている。これら歪ゲージによりブリッジ回路が構成されている（例えば特許文献１、２、３参照）。

特開２０１３－０９６７３５号公報 特開２０１５－０４９２０９号公報 特開２０１７－１７２９８３号公報

一般に、歪センサは、金属製の起歪体上にセンサ素子としての複数の歪ゲージが設けられている。この歪センサをトルクセンサに固定する方法として、例えば溶接を用いる方法、接着剤を用いる方法、複数のねじを用いる方法がある。

しかし、溶接により歪センサを構造体に固定する場合、溶接による起歪体の急激な温度上昇を伴う。このため、起歪体及び歪ゲージの組成や形状などが変化し、歪センサの性能に影響を与える可能性がある。

また、接着剤を用いて歪センサを構造体に固定する場合、起歪体と構造体との間に低剛性の接着剤が介在する。このため、構造体の変形が直接起歪体に伝達されず、歪センサの感度を低下させる可能性がある。

一方、ねじを用いて歪センサを構造体に固定する場合、起歪体上に押え部材を設け、押え部材をねじにより構造体に締結することにより、押え部材によって、起歪体が構造体に固定される。このような構成の場合、押え部材と起歪体は面接触するため、押え部材は、起歪体に対して高い押圧力を保持する必要がある。高い押圧力を保持するため、押え部材の大型化及び高剛性化、ねじの大型化及びねじの数の増加が必要である。したがって、押え部材やねじが設けられるトルクセンサの小型、薄型化が困難となる。

本実施形態は、センサ性能の低下及び装置構成の大型化を防止して、歪センサを構造体に確実に固定することが可能な歪センサの固定装置とそれを用いたトルクセンサを提供する。

実施形態に係る歪センサの固定装置は、第１の辺と、前記第１の辺に平行な第２の辺と、前記第１の辺と前記第２の辺との間に設けられ、開口部を含む面とを具備し、前記第１の辺が第１構造体に接触され、前記第２の辺が前記第１構造体の上に設けられた歪センサを構成する起歪体の端部に接触される固定部材と、前記開口部に挿入され、前記第１構造体に螺合されるねじと、前記固定部材を他の部分と線接触又は点接触させ、前記固定部材を位置決めする位置決め部とを具備し、前記面は、前記第１の辺と前記第２の辺とを結ぶ線から離れた位置に設けられ、前記第１の辺は、前記第１構造体に線接触又は点接触され、前記第２の辺は、前記起歪体の端部に線接触又は点接触される。

本実施形態が適用されるトルクセンサを示す斜視図。 図１の一部を除いて示す平面図。 図２に示す歪センサの取り付け部を取り出し、拡大して示す斜視図。 図２の一部を取り出し、拡大して示す平面図。 図４のＶ－Ｖ線に沿って示す断面図。 図３に示す固定部材としての固定プレートを拡大して示す斜視図。 固定プレートの第１変形例を示す断面図。 固定プレートの第２変形例を示す断面図。 固定プレートの第３変形例を示す断面図。 第１実施形態に係る位置決め部が設けられた第１構造体付近を示す構成図。 第２実施形態に係る位置決め部が設けられた第１構造体付近を示す構成図。 第３実施形態に係る固定プレートを下方から見た斜視図。 第３実施形態に係る位置決め部が設けられた第１構造体付近を示す構成図。 第４実施形態に係る固定プレートを下方から見た斜視図。 第４実施形態に係る位置決め部が設けられた第１構造体付近を示す構成図。 第５実施形態に係る固定プレートを下方から見た斜視図。 第５実施形態に係る第１構造体側に設けられた位置決め部を示す構成図。 第６実施形態に係る固定プレートを下方から見た斜視図。 第６実施形態に係る第１構造体側に設けられた位置決め部を示す構成図。 第６実施形態に係る第１構造体側に設けられた位置決め部を示す斜視図。

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。

（各実施形態の基本構成）
まず、各実施形態の基本構成について説明する。
図１、図２は、本実施形態が適用されるトルクセンサ１０の一例を示している。トルクセンサ１０の構成は、これに限定されるものでなく、様々な構成のトルクセンサに適用することが可能である。また、トルクセンサに限らず、歪ゲージを用いた力覚センサなどに本実施形態を適用することも可能である。

図１において、トルクセンサ１０は、第１構造体１１、第２構造体１２、複数の第３構造体１３、複数の防水用キャップ１４、ケース１５、ブッシュ１６、ケーブル１７を具備している。

第１構造体１１と、第２構造体１２は、環状に形成され、第２構造体１２の径は、第１構造体１１の径より小さい。第２構造体１２は、第１構造体１１と同心状に配置され、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梁部としての第３構造体１３により連結されている。第３構造体１３の数は、例えば８個であり、８個の第３構造体１３が等間隔に配置されている。第３構造体１３の数は、８個に限定されるものではない。

第１構造体１１は、例えば被計測体に連結され、第２構造体１２は、図示せぬ別の構造体に接続され、複数の第３構造体１３は、第１構造体１１から第２構造体１２にトルク（図２に示すモーメント（Ｍｚ））を伝達する。逆に、第２構造体１２を被計測体に連結し、第１構造体１１を図示せぬ別の構造体に接続し、第２構造体１２から第１構造体１１に複数の第３構造体１３を介してトルクを伝達してもよい。

尚、力覚センサの場合、第１構造体１１、第２構造体１２、第３構造体１３は、三次元に変形し、図２に示す直交する３軸（ｘ、ｙ、ｚ）に関して、力（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ）とモーメント（Ｍｘ、Ｍｙ、Ｍｚ）を検出する。

第１構造体１１、第２構造体１２、複数の第３構造体１３は、金属、例えばステンレス鋼により構成されるが、印加されるトルクに対して機械的に十分な強度を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。

図２に示すように、各第３構造体１３に対応して、後述する歪センサ２０が配置され、各歪センサ２０は、キャップ１４により覆われている。図２において、１つのキャップ１４が外され、歪センサ２０が露出されている。本実施形態において、歪センサ２０の数は、第３構造体１３の数と同一とされているが、これに限定されるものではなく、歪センサ２０の数は、第３構造体１３の数より少なくてもよい。

各歪センサ２０の構成は、同一である。歪センサ２０は、第１構造体１１と第２構造体１２との間に設けられている。すなわち、後述するように、歪センサ２０の一端部は、第１構造体１１に接合され、歪センサ２０の他端部は、第２構造体１２に接合される。

第２構造体１２は、中空部１２ａを有しており、ケース１５は、中空部１２ａの周囲の第２構造体１２に取り付けられている。ケース１５の内部には、歪センサ２０から供給される電気信号を処理し、センサ信号としてのトルクの検出信号を生成する図示せぬ処理回路が設けられている。

ケース１５の一部分にケーブル１７を保持するブッシュ１６が設けられている。ケーブル１７の図示せぬ一端は、ケース１５内の処理回路に接続され、ケーブル１７の他端は、例えば中空部１２ａに通される。ケーブル１７は、処理回路に外部から電源を供給したり、処理回路により処理されたセンサ信号を外部に出力したりする。処理回路の構成は、本実施形態の本質ではないため、説明は省略する。

図３、図４、図５は、歪センサ２０、及び歪センサ２０の取り付け構造を示している。
図３は、歪センサ２０の取り付け部の構成を示している。第１構造体１１、第２構造体１２、複数の第３構造体１３には、一体的に凹部３０が形成されている。凹部３０の底部において、第１構造体１１に対応する部分には、第１底部３１ａと、第１底部３１ａより低い第２底部３２ａが設けられている。第１底部３１ａと第２底部３２ａの深さの差は、図５に示すように、起歪体２１の厚みとほぼ等しくされている。

凹部３０の底部において、第２構造体１２に対応する部分にも、第１底部３１ｂと、第１底部３１ｂより低い第２底部３２ｂが設けられている。第１底部３１ｂと第２底部３２ｂの深さの差も、起歪体２１の厚みとほぼ等しくされている。

凹部３０の底部において、第３構造体１３に対応する部分には、第２底部３２ａ、３２ｂより低い第３底部３３が設けられている。

第１構造体１１に対応する第２底部３２ａのほぼ中央部には、開口部３４ａが設けられ、この開口部３４a内には、ねじ山が設けられている。第２構造体１２に対応する第２底部３２ｂのほぼ中央部にも、開口部３４ｂが設けられ、この開口部３４ｂの内部にはねじ山が設けられている。

図４に示すように、歪センサ２０は、凹部３０内において、第１構造体１１と第２構造体１２の間に設けられる。歪センサ２０は、例えば金属製の起歪体２１と、起歪体２１の一方の表面に配置されたセンサ素子としての複数の歪ゲージ２２とを具備している。

歪ゲージ２２は、例えば薄膜抵抗素子であり、起歪体２１の変形に伴い抵抗値が変化する。複数の歪ゲージ２２は、図示せぬブリッジ回路を構成し、ブリッジ回路により抵抗値の変化が電気信号として検出される。複数の歪ゲージ２２は、起歪体２１の中央部に設けられたフレキシブル基板２３（図２、図５に示す）の一端部に接続される。フレキシブル基板２３の他端部は、ケース１５内の処理回路に接続されている。ブリッジ回路から出力された電気信号は、フレキシブル基板２３を介して処理回路に供給され、処理回路において、センサ信号としてのトルクの検出信号が生成される。

起歪体２１は、例えば矩形状であり、起歪体２１の長さは、第３底部３３の長さより長くされている。起歪体２１は、凹部３０内に配置された状態で、固定装置４０aと固定装置４０ｂとにより、第１構造体１１及び第２構造体１２に固定される。

具体的には、図５に示すように、起歪体２１の第１端部は、第１構造体１１の第２底部３２ａ上に載置され、起歪体２１の第２端部は、第２構造体１２の第２底部３２ｂ上に載置される。すなわち、起歪体２１は、第１構造体１１の第２底部３２ａの開口部３４ａと、第２構造体１２の第２底部３２ｂの開口部３４ｂとの間に配置される。

起歪体２１の第１端部は、凹部３０の第１構造体１１と対応する部分に配置された固定装置４０ａにより第１構造体１１に固定され、起歪体２１の第２端部は、凹部３０の第２構造体１２と対応する部分に配置された固定装置４０ｂにより、第２構造体１２に固定される。

固定装置４０ａと固定装置４０ｂは、同一構成であり、固定装置４０ａと固定装置４０ｂは、それぞれ固定部材としての固定プレート４１と、ねじ４２を具備している。固定装置４０ａにおいて、固定プレート４１は、開口部３４ａに螺合されるねじ４２により、第１構造体１１に取り付けられる。固定装置４０ｂにおいて、固定プレート４１は、開口部３４ｂに螺合されるねじ４２により、第２構造体１２に取り付けられる。

ねじ４２は、固定プレート４１の上側から挿入され、第１構造体１１の開口部３４ａ又は第２構造体１２の開口部３４ｂに螺合される。

固定装置４０ａのねじ４２を締め付けると、起歪体２１の第１端部は、固定プレート４１により、第１構造体１１に固定され、固定装置４０ｂのねじ４２を締め付けると、起歪体２１の第２端部は、固定プレート４１により、第２構造体１２に固定される。

（固定プレートの構成）
図６は、本実施形態に係る固定プレート４１の一形態を示している。
固定プレート４１は、例えば第１構造体１１と同様の金属により構成されるが、これに限定されるものではなく、別の材料により構成してもよい。

固定プレート４１は、例えば直方体の本体４１ａを有している。固定プレート４１と本体４１ａは、同一であり、固定プレート４１を単に本体４１ａとも言う。本体４１ａの例えば底面４１ｂの第１の辺に沿って第１突起４１ｃが設けられ、第１の辺に平行する第２の辺沿って第２突起４１ｄが設けられている。第１突起４１ｃ及び第２突起４１ｄは、直線状であり、互いに底面４１ｂから同一方向に突出されている。このため、底面４１ｂは、第１突起４１ｃと第２突起４１ｄとを結ぶ線から離れた位置に配置される。さらに、本体４１ａは、表面４１ｅから底面４１ｂに貫通する開口部４１ｆを有している。

固定プレート４１の幅Ｗ１は、凹部３０の幅Ｗ２（図４に示す）より狭く、固定プレート４１の長さＬ１は、凹部３０の第１構造体１１に対応する部分の長さＬ２（図４に示す）、又は凹部３０の第２構造体１２に対応する部分の長さＬ３より短い。ここで、Ｌ２とＬ３の関係は、例えばＬ２＜Ｌ３であるが、これに限定されるものではない。すなわち、固定プレート４１の長さは、ねじ４２が締め付けられたとき、固定プレート４１が第１底部３１aと起歪体２１の第１端部に接触でき、又は第１底部３１ｂと起歪体２１の第２端部に接触できる長さであればよい。

具体的には、図４、図５に示すように、２つの固定プレート４１が凹部３０の第１構造体１１と対応する部分、及び第２構造体１２と対応する部分に挿入された状態において、各固定プレート４１の第１突起４１ｃが第１底部３１ａ又は第１底部３１ｂに線接触でき、第２突起４１ｄが起歪体２１の第１端部又は第２端部に線接触できればよい。

このように、２つの固定プレート４１が凹部３０の中に挿入された状態において、ねじ４２が各固定プレート４１の開口部４１ｆに挿入され、第１構造体１１の開口部３４ａ、又は第２構造体１２の開口部３４ｂに螺合されることにより、固定プレート４１の第１突起４１ｃが第１底部３１ａ又は第１底部３１ｂに線接触され、第２突起４１ｄが起歪体２１の第１端部又は第２端部に線接触される。

尚、図６に示すように、固定プレート４１の第１突起４１ｃは、直線状とされ、第１突起４１ｃが第１底部３１ｂに線接触した。しかし、これに限らず、例えば、図６に破線で示すように、第１突起４１ｃを点状の突起とし、第１突起４１ｃが第１底部３１ｂに点接触するようにしてもよい。点状の第１突起４１ｃは、第１の辺のほぼ中央部に設けられるが、例えば第１の辺の両端に２つの第１突起を設けてもよい。或いは、第１の辺の中央部と、両端部に３つの第１突起を設けてもよい。

（実施形態の基本構成による効果）
上記実施形態によれば、固定プレート４１は、第１突起４１ｃと第２突起４１ｄを有し、ねじ４２を締め付けることにより、第１突起４１ｃが第１底部３１ａ又は第１底部３１ｂに線接触し、第２突起４１ｄが起歪体２１の第１端部又は第２端部に線接触する。このため、例えば起歪体と固定プレートが面接触する場合に比べて、起歪体２１を第１構造体１１、第２構造体１２に対して高い圧力で固定することが可能である。したがって、第１構造体１１及び第２構造体１２に対する起歪体２１の固定強度のばらつきを低下させることができ、センサ性能の低下を防止することが可能である。

しかも、本実施形態の固定プレート４１を用いた固定方法によれば、固定プレート４１の第２突起４１ｄを起歪体２１に線接触させるだけで、起歪体２１を第１構造体１１と第２構造体１２に固定させることができる。このため、例えば起歪体２１を溶接により第１構造体１１及び第２構造体１２に固定する場合のように、起歪体２１及び歪ゲージに対する熱的な変形を防止できる。また、起歪体２１を接着剤で固定する場合のように、起歪体２１と第１構造体１１及び第２構造体１２との間に低剛性部が介在しない。したがって、本実施形態の固定プレート４１を用いた固定方法によれば、第１構造体及び第２構造体１２に印加された力を起歪体２１に確実に伝達することができ、センサの性能を向上させることが可能である。

しかも、固定装置４０ａ、４０ｂは、１つの固定プレート４１と１つのねじ４２とにより構成されている。このため、部品点数が少なく、固定装置４０ａ、４０ｂの大型化、及びトルクセンサ１０の大型化を防止することが可能である。

さらに、固定装置４０ａ、４０ｂは、１つの固定プレート４１と１つのねじ４２とにより構成されているため、固定装置４０ａ、４０ｂの組み立てが容易である。

また、ねじ４２は、固定プレート４１の上側から挿入され、第１構造体１１の開口部３４ａ又は第２構造体１２の開口部３４ｂに螺合される。このため、例えばねじ４２を第１構造体１１の開口部３４ａ又は第２構造体１２の開口部３４ｂ側から挿入し、固定プレート４１に螺合させる場合に比べて、組み立て作業を容易化することが可能である。

（固定プレートの変形例）
（第１変形例）
図７は、固定プレートの第１変形例を示している。図６に示す実施形態の場合、本体４１ａは、扁平な底面４１ｂに第１突起４１ｃと第２突起４１ｄを設けている。

これに対して、第１変形例において、固定プレート５１の例えば直方体形状の本体５１aは、湾曲した底面５１ｂを有し、底面５１ｂの第１の辺が第１突起５１ｃとして機能し、第１の辺に平行する第２の辺が第２突起５１ｄとして機能する。このため、湾曲した底面５１ｂは、第１突起５１ｃと第２突起５１ｄを結ぶ線から離れた位置に配置される。底面５１ｂの中央部には、表面５１ｅに貫通する開口部５１ｆが設けられている。

上記第１変形例によっても、上記実施形態と同様の効果を得ることが可能である。しかも、第２変形例によれば、本体５１ａの底面５１ｂが湾曲されているため、固定プレート５１の弾性が向上する。したがって、固定プレート５１により起歪体２１を確実に固定することが可能である。

さらに、第１変形例によれば、本体５１ａの底面を湾曲に加工するだけで、第１突起５１ｃと第２突起５１ｄを形成することができるため、製造を容易化することが可能である。

（第２変形例）
図８は、固定プレートの第２変形例を示している。図７に示す第１変形例において、本体５１ａは、湾曲された底面５１ｂを有している。

これに対して、第２変形例において、固定プレート６１の例えば直方体形状の本体６１ａは、全体が湾曲されている。したがって、湾曲された底面６１ｂを有し、底面６１ｂの第１の辺が第１突起６１ｃとして機能し、第１の辺に平行する第２の辺が第２突起６１ｄとして機能する。このため、湾曲した底面６１ｂは、第１突起６１ｃと第２突起６１ｄを結ぶ線から離れた位置に配置される。底面６１ｂの中央部には、表面６１ｅに貫通する開口部６１ｆが設けられている。

上記第２変形例によっても、上記実施形態と同様の効果を得ることが可能である。しかも、第２変形例によれば、本体６１ａの全体が湾曲されているため、固定プレート６１の弾性が向上する。したがって、固定プレート６１により起歪体２１をより確実に固定することが可能である。

さらに、第２変形例によれば、本体６１ａを湾曲に加工するだけで、第１突起６１ｃと第２突起６１ｄを形成することができるため、製造を容易化することが可能である。

（第３変形例）
図９は、固定プレートの第３変形例を示している。上記実施形態及び各変形例は、固定プレートの本体に２つの辺に突起が設けられている。

これに対して、図９に示す第３変形例において、固定プレート７１の本体７１ａは、例えば直方体であり、本体７１ａの底面７１ｂの４つの辺に沿って突起７１ｃが設けられている。すなわち、突起７１ｃは、底面７１ｂの周囲に設けられている。

上記第３変形例によっても、上記実施形態と同様の効果を得ることが可能である。しかも、底面７１ｂの周囲に突起７１ｃを設けることにより、固定プレート７１の剛性を高めることが可能であり、起歪体２１をより確実に固定することが可能である。

さらに、固定プレート７１の本体７１ａの形状は、直方体であり、底面７１ｂの形状は長方形である場合について説明したが、固定プレート７１の本体７１ａの形状を立方体とし、底面７１ｂの形状を正方形とすることも可能である。この場合、４つの辺のうち、どちらの平行する２つの辺を用いても、起歪体２１を固定することができる。このため、凹部３０ａに対する固定プレート７１の向きを考慮する必要がないため、組み立て作業を簡単化することができる。

尚、第１変形例及び第２変形例においても、本体の周囲に突起を設けることが可能である。

（第１実施形態）
第１実施形態では、上述した基本構成を基準として、変更した点について主に説明するが、第１変形例から第３変形例を基準として、同様に変更してもよい。なお、以降の実施形態についても同様である。

なお、本実施形態では、固定プレート４１は、第１構造体１１又は第２構造体１２と起歪体２１に線接触又は点接触させる構成について主に説明するが、面接触でもよいし、その他どのように接触させてもよい。以降の実施形態についても同様である。

図１０は、本発明の第１実施形態に係る位置決め部３５ａが設けられた第１構造体１１付近を示す構成図である。また、図３及び図４に、位置決め部３５ａ、３５ｂを示す。

固定装置４０ａは、２つの位置決め部３５ａを具備する。固定装置４０ｂは、２つの位置決め部３５ｂを具備する。固定装置４０ａにおける位置決め部３５ａと固定装置４０ｂおける位置決め部３５ｂは、同一に構成される。位置決め部３５ａ、３５ｂは、固定プレート４１を適切な位置に配置するために設けられる。

位置決め部３５ａ、３５ｂは、第３構造体１３の凹部３０の固定プレート４１が位置する両側の内面に形成される。図では、位置決め部３５ａ、３５ｂは、開口部４１ｆの中心よりも歪センサ２０側に設けられているが、中心又は中心よりも歪センサ２０と反対側に設けられてもよい。

第１構造体１１側又は第２構造体１２側にそれぞれ設けられた一組の２つの位置決め部３５ａ、３５ｂの間は、固定プレート４１が挿入可能な幅が確保されていれば、できる限り狭いのが望ましい。したがって、一組の位置決め部３５ａ、３５ｂの間の幅と、固定プレート４１の幅は略等しい。これにより、一組の位置決め部３５ａ、３５ｂの間に固定プレート４１が挿入された状態では、固定プレート４１と位置決め部３５ａは、それぞれ完全に密着する。このとき、固定プレート４１が適切な位置に配置されるように、位置決め部３５ａ、３５ｂの形状又は寸法を調節する。

各位置決め部３５ａ、３５ｂの表面は、ｚ軸方向（トルクの回転軸方向）に線状に延びる頂点が形成されるように、平面を２つに折り曲げるように湾曲させた曲面形状である。位置決め部３５ａ、３５ｂは、第３構造体１３と一体形成される。なお、位置決め部３５ａ、３５ｂは、第３構造体１３と一体形成されずに、別の部材で形成されてもよい。

図１０を参照して、第１構造体１１側に設けられた一組の位置決め部３５ａの機能について説明する。

固定プレート４１を２つの位置決め部３５ａの間に挿入すると、固定プレート４１は、自然に適切な位置に配置される。この状態で、固定プレート４１の位置決め部３５ａ側の側面は、２つの位置決め部３５ａのそれぞれのｚ軸方向に延びる頂点部分とｚ軸方向に線接触する。この状態で、ねじ４２により、固定プレート４１が固定される。このとき、位置決め部３５ａは、固定プレート４１がねじ４２と一緒に回転しないように回転止めの役割を果たすようにしてもよい。

なお、位置決め部３５ａ、３５ｂは、頂点部分がｚ軸方向に並ぶようにいくつかに分断され、複数の頂点のそれぞれで固定プレート４１と点接触するように形成されてもよい。

本実施形態によれば、位置決め部３５ａ、３５ｂを設けることで、一組の位置決め部３５ａ、３５ｂの間に固定プレート４１を挿入するだけで、固定プレート４１が自然に適切な位置に配置される。特に、ｘ軸方向（歪センサ２０の長手方向とトルクの回転軸方向のそれぞれに垂直な方向）に、固定プレート４１が適切に配置される。

ここで、歪センサ２０を固定プレート４１で線接触（又は点接触）させて押さえる場合、他軸干渉は抑制され、さらに位置決め部３５ａ、３５ｂは、固定プレート４１と線接触する形状に形成することで、より他軸干渉を抑えられる。

位置決め部３５ａ、３５ｂは、固定プレート４１と線接触する形状に形成することで、他軸干渉を抑制することができる。さらに、線接触は、ｚ軸方向であるため、ｘ軸方向又はｙ軸方向よりも望ましい効果が得られやすい。

（第２実施形態）
図１１は、本発明の第２実施形態に係る位置決め部３６ａが設けられた第１構造体１１付近を示す構成図である。

位置決め部３６ａは、図１０に示す第１実施形態に係る位置決め部３５ａの代わりに設けたものである。位置決め部３６ａは、凹部３０の内面の第１実施形態に係る位置決め部３５ａと同じ位置にねじ穴を形成し、このねじ穴にねじを挿入することで形成される。その他の点は、第１実施形態と同様である。

本実施形態によれば、第１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。

位置決め部３６ａは、ねじを挿入することで形成されるため、簡単に構成することができる。また、固定プレート４１は、位置決め部３６ａのねじの頭の頂部で点接触するため、線接触する場合よりも、より他軸干渉を抑制することができる。

なお、本実施形態では、位置決め部３６ａとなるねじを凹部３０の内面に設けた構成について説明したが、位置決め部３６ａに相当する位置で、固定プレート４１にねじを設けることで、同様に構成してもよい。

（第３実施形態）
図１２は、本発明の第３実施形態に係る固定プレート４１Ａを下方から見た斜視図である。図１３は、第３実施形態に係る位置決め部４１ｇが設けられた第１構造体１１付近を示す構成図である。

本実施形態は、第１実施形態に係る位置決め部３５ａ、３５ｂの代わりに、位置決め部４１ｇを設けたものである。固定プレート４１Ａは、図６に示す第１実施形態に係る固定プレート４１に２つの位置決め部４１ｇを設けた形状である。その他の点は、第１実施形態と同様である。

位置決め部４１ｇは、固定プレート４１Ａの両側の側面にそれぞれ設けられる。なお、位置決め部４１ｇは、固定プレート４１Ａと一体形成されてもよいし、一体形成されずに、別の部材で形成されてもよい。図では、位置決め部４１ｇは、開口部４１ｆの中心よりも歪センサ２０側に設けられているが、中心又は中心よりも歪センサ２０と反対側に設けられてもよい。各位置決め部４１ｇの表面は、第１実施形態に係る各位置決め部３５ａ、３５ｂの表面と同様の形状に形成される。

固定プレート４１Ａの両側の位置決め部４１ｇの頂点部分同士の間の幅が固定プレート４１Ａの最大幅となる。この最大幅は、固定プレート４１Ａの両側に位置する凹部３０の対向する内面の幅と略等しい。固定プレート４１Ａが配置可能であれば、この最大幅は、できる限り広いのが望ましい。これにより、固定プレート４１Ａが凹部３０に配置された状態では、固定プレート４１Ａの両側面は、凹部３０の内面に完全に密着する。このとき、固定プレート４１Ａが適切な位置に配置されるように、位置決め部４１ｇの形状又は寸法を調節する。

固定プレート４１Ａを凹部３０の内面の間に挿入すると、第１実施形態と同様に、固定プレート４１Ａは、自然に適切な位置に配置される。この状態で、固定プレート４１Ａの両側の位置決め部４１ｇのそれぞれのｚ軸方向に延びる頂点部分は、凹部３０の内面とｚ軸方向に線接触する。この状態で、ねじ４２により、固定プレート４１Ａが固定される。このとき、位置決め部４１ｇは、固定プレート４１Ａがねじ４２と一緒に回転しないように回転止めの役割を果たすようにしてもよい。

なお、位置決め部４１ｇは、頂点部分がｚ軸方向に並ぶようにいくつかに分断され、複数の頂点のそれぞれで凹部３０の内面と点接触するように形成されてもよい。

本実施形態によれば、固定プレート４１Ａに位置決め部４１ｇを設けることで、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（第４実施形態）
図１４は、本発明の第４実施形態に係る固定プレート４１Ｂを下方から見た斜視図である。図１５は、第４実施形態に係る第１構造体１１側に設けられた位置決め部４１ｈを示す構成図である。

本実施形態は、図１２に示す第３実施形態に係る固定プレート４１Ａの代わりに、固定プレート４１Ｂを設けたものである。固定プレート４１Ｂは、第３実施形態に係る固定プレート４１Ａにおいて、位置決め部４１ｇの代わりに、位置決め部４１ｈを設けた形状である。その他の点は、第３実施形態と同様である。

位置決め部４１ｈは、第３実施形態に係る位置決め部４１ｇと表面の形状が異なる点以外は、同じである。位置決め部４１ｈの表面は、ｙ軸方向（トルクの回転軸と垂直方向、歪センサ２０の長手方向）に線状に延びる頂点が形成されるように、平面を２つに折り曲げ、断面が三角形になるような凸形状である。なお、位置決め部４１ｈは、固定プレート４１Ｂの側面の一部分のみではなく、この側面全体を位置決め部４１ｈとなるような形状にしてもよい。また、位置決め部４１ｈの表面は、平面を湾曲させた曲面形状としてもよい。位置決め部４１ｈは、第３実施形態と同様に、固定プレート４１Ｂが凹部３０の適切な位置に配置されるように、形状又は寸法を調節する。

固定プレート４１Ｂを凹部３０の内面の間に挿入すると、固定プレート４１Ｂは、自然に適切な位置に配置される。この状態で、固定プレート４１Ｂの両側の位置決め部４１ｈのそれぞれのｙ軸方向に延びる頂点部分は、凹部３０の内面とｙ軸方向に線接触する。この状態で、ねじ４２により、固定プレート４１Ｂが固定される。その他の点については、第３実施形態と同様である。

なお、位置決め部４１ｈは、頂点部分がｙ軸方向に並ぶようにいくつかに分断され、複数の頂点のそれぞれで凹部３０の内面と点接触するように形成されてもよい。

本実施形態によれば、固定プレート４１Ｂに位置決め部４１ｈを設け、位置決め部４１ｈと凹部３０の内面をｙ軸方向に接触させることで、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（第５実施形態）
図１６は、本発明の第５実施形態に係る固定プレート４１Ｃを下方から見た斜視図である。図１７は、第５実施形態に係る第１構造体１１側に設けられた位置決め部４１ｉを示す構成図である。

本実施形態は、図１２に示す第３実施形態に係る固定プレート４１Ａの代わりに、固定プレート４１Ｃを設けたものである。固定プレート４１Ｃは、第３実施形態に係る固定プレート４１Ａにおいて、位置決め部４１ｇの代わりに、位置決め部４１ｉを設けた形状である。その他の点は、第３実施形態と同様である。

位置決め部４１ｉは、第３実施形態に係る位置決め部４１ｇと形状が異なる点以外は、同じである。位置決め部４１ｉは、固定プレート４１Ｃのそれぞれの側面全体に形成された形状である。位置決め部４１ｉの表面は、固定プレート４１Ｃの側面の中央に、ｚ軸方向（トルクの回転軸方向）に線状に延びる頂点が形成されるように、緩やかな曲面に形成された凸形状である。位置決め部４１ｉは、第３実施形態と同様に、固定プレート４１Ｃが凹部３０の適切な位置に配置されるように、形状又は寸法を調節する。

固定プレート４１Ｃを凹部３０の内面の間に挿入すると、固定プレート４１Ｃは、自然に適切な位置に配置される。この状態で、固定プレート４１Ｃの両側の位置決め部４１ｉのそれぞれのｚ軸方向に延びる頂点部分は、凹部３０の内面とｚ軸方向に線接触する。この状態で、ねじ４２により、固定プレート４１Ｃが固定される。その他の点については、第３実施形態と同様である。

なお、位置決め部４１ｉは、頂点部分がｚ軸方向に並ぶようにいくつかに分断され、複数の頂点のそれぞれで凹部３０の内面と点接触するように形成されてもよい。

本実施形態によれば、固定プレート４１Ｃに位置決め部４１ｉを設け、位置決め部４１ｉと凹部３０の内面をｚ軸方向に接触させることで、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（第６実施形態）
図１８は、本発明の第６実施形態に係る固定プレート４１Ｄを下方から見た斜視図である。図１９は、第６実施形態に係る第１構造体１１側に設けられた位置決め部４１ｊを示す構成図である。図２０は、第６実施形態に係る第１構造体１１側に設けられた位置決め部４１ｊを示す斜視図である。

本実施形態は、図１０に示す第１実施形態に係る固定プレート４１Ａに、位置決め部４１ｊを追加したものである。その他の点は、第１実施形態と同様である。なお、位置決め部３５ａ、３５ｂは、設けられなくてもよい。

位置決め部４１ｊは、固定プレート４１Ｄの歪センサ２０側の面の両端にそれぞれ設けられる。なお、位置決め部４１ｊは、固定プレート４１Ｄと一体形成されてもよいし、一体形成されずに、別の部材で形成されてもよい。

位置決め部４１ｊは、固定プレート４１Ｄにおいて、歪センサ２０側に突き出て、底面側に延びた形状である。２つの位置決め部４１ｊの下部分の間には、歪センサ２０が位置する。２つの位置決め部４１ｊのそれぞれの下端には、凹部３０の第２底部３２ａと第３底部３３と間の段差で形成される側面と線接触（又は、点接触）するような凸部が設けられる。なお、この凸部は、第３底部３３と線接触又は点接触するように設けられてもよい。

固定プレート４１Ｄを凹部３０の内面の間に挿入し、位置決め部４１ｊの下端に設けられた凸部を凹部３０の第２底部３２ａと第３底部３３と間の段差に接触させることで、固定プレート４１Ｄは、自然に適切な位置に配置される。その他の点は、第１実施形態と同様である。

本実施形態によれば、第１実施形態による作用効果に加え、固定プレート４１Ｄに位置決め部４１ｊを設けることで、特に、ｙ軸方向（歪センサ２０の長手方向）の固定プレート４１Ｄの位置をより正確に配置し易くすることができる。

なお、各実施形態において、固定プレート４１～４１Ｄは、位置決め部を設けることで、他の部分（構造体１１～１３等）に線接触又は点接触させたが、ここで説明したものに限らず、トルクセンサ１０におけるどの部分に接触させてもよい。

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。

１０…トルクセンサ、１１…第１構造体、１２…第２構造体、１３…第３構造体、２１…起歪体、４０ａ、４０ｂ…固定装置、４１…固定プレート、４１ａ、５１ａ、６１ａ、７１ａ…本体、４１ｂ、５１ｂ、６１ｂ、７１ｂ…底面、４１ｃ、５１ｃ、６１ｃ…第１突起、４１ｄ、５１ｄ、６１ｄ…第２突起、４１ｆ、５１ｆ、６１ｆ…開口部、４２…ねじ、３５ａ、３５ｂ…位置決め部。

Claims (5)

1. 第１の辺と、前記第１の辺に平行な第２の辺と、前記第１の辺と前記第２の辺との間に設けられ、開口部を含む面とを具備し、前記第１の辺が第１構造体に接触され、前記第２の辺が前記第１構造体の上に設けられた歪センサを構成する起歪体の端部に接触される固定部材と、
   前記開口部に挿入され、前記第１構造体に螺合されるねじと、
   前記固定部材を他の部分と線接触又は点接触させ、前記固定部材を位置決めする位置決め部とを具備し、
   前記面は、前記第１の辺と前記第２の辺とを結ぶ線から離れた位置に設けられ、
   前記第１の辺は、前記第１構造体に線接触又は点接触され、
   前記第２の辺は、前記起歪体の端部に線接触又は点接触されること
   を特徴とする歪センサの固定装置。
2. 前記位置決め部は、前記固定部材に設けられたこと
   を特徴とする請求項１に記載の歪センサの固定装置。
3. 前記位置決め部は、前記他の部分に設けられたこと
   を特徴とする請求項１に記載の歪センサの固定装置。
4. 前記位置決め部は、ねじを含むこと
   を特徴とする請求項１に記載の歪センサの固定装置。
5. 第１構造体と、
   第２構造体と、
   前記第１構造体と前記第２構造体とを接続する複数の第３構造体と、
   前記第１構造体と前記第２構造体との間に設けられた歪センサを構成する起歪体と、
   前記第１構造体に設けられ、前記起歪体の第１端部を前記第１構造体に固定する第１固定装置と、
   前記第２構造体に設けられ、前記起歪体の第２端部を前記第２構造体に固定する第２固定装置と、
   を具備し、
   前記第１固定装置及び前記第２固定装置のそれぞれは、
   第１の辺と、前記第１の辺に平行な第２の辺と、前記第１の辺と前記第２の辺との間に設けられ、開口部を含む面とを具備し、前記第１の辺が前記第１構造体に接触され、前記第２の辺が前記第１構造体の上に設けられた前記起歪体の端部に接触される固定部材と、
   前記開口部に挿入され、前記第１構造体に螺合されるねじと、
   前記固定部材を他の部分と線接触又は点接触させ、前記固定部材を位置決めする位置決め部とを具備し、
   前記面は、前記第１の辺と前記第２の辺とを結ぶ線から離れた位置に設けられ、
   前記第１の辺は、前記第１構造体に線接触又は点接触され、
   前記第２の辺は、前記起歪体の端部に線接触又は点接触されること
   を特徴とするトルクセンサ。

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