本发明专利技术降低因将力传感器装置安装于被固定部时产生的应力而引起的传感器芯片的输出的变动。本力传感器装置具有探测多个预定的轴向的位移的传感器芯片和将施加的力传递给上述传感器芯片的应变体，上述应变体具备搭载上述传感器芯片的传感器芯片搭载部和分离地配置于上述传感器芯片搭载部的周围的多个柱，上述传感器芯片搭载部经由连接用梁固定于各个上述柱。
【技术实现步骤摘要】
力传感器装置
本专利技术涉及力传感器装置。
技术介绍
一直以来，已知有力传感器装置，其在由金属构成的应变体粘贴多个应变仪，通过将施加有外力时的形变转换成电信号，从而检测多轴的力。但是，该力传感器装置需要通过手工作业一张张地粘贴应变仪，因此精度、生产性上存在问题，而且在构造上难以小型化。另一方面，提出了一种力传感器装置，其通过将应变仪置换成形变检测用的MEMS的传感器芯片，从而消除贴合精度的问题，而且实现小型化(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4011345号
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，虽然力传感器装置例如有时以使用螺纹件等将应变体安装于框体等的被固定部的方式使用，但是根据将传感器芯片固定于应变体的构造，有时应变体因螺纹件等的紧固时产生的应力而变形，该变形传递给传感器芯片而使传感器芯片的输出产生变动(偏移)。本专利技术鉴于上述的点而做成，其目的在于降低因将力传感器装置安装于被固定部时产生应力而引起的传感器芯片的输出的变动。用于解决课题的方案本力传感器装置1具有探测多个预定的轴向的位移的传感器芯片110和将施加的力传递给上述传感器芯片110的应变体20，该力传感器装置1的特征在于，上述应变体20具备搭载上述传感器芯片110的传感器芯片搭载部28和分离地配置于上述传感器芯片搭载部28的周围的多个柱22a、22b、22c、22d，上述传感器芯片搭载部28经由连接用梁28a、28b、28c、28d固定于各个上述柱22a、22b、22c、22d。此外，上述括号内的参照符号是为了容易理解而添加的，只是一例，并非限定于图示的方案。专利技术的效果根据公开的技术，能够降低因将力传感器装置安装于被固定部时产生的应力而引起的传感器芯片的输出的变动。附图说明图1是示例第一实施方式的力传感器装置的立体图。图2是示例第一实施方式的力传感器装置的传感器芯片及应变体的立体图。图3是从Z轴方向上侧观察传感器芯片110的图。图4是从Z轴方向下侧观察传感器芯片110的图。图5是对表示施加于各轴的力及力矩的符号进行说明的图。图6是示例传感器芯片110的压电电阻元件的配置的图。图7是示例传感器芯片110的电极配置和配线的图。图8是示例传感器芯片110的温度传感器的放大俯视图。图9是示例应变体20的图(其一)。图10是示例应变体20的图(其二)。图11是示例应变体20的图(其三)。图12是示例力传感器装置1的制造工序的图(其一)。图13是示例力传感器装置1的制造工序的图(其二)。图14是示例力传感器装置1的制造工序的图(其三)。图15是示例第一实施方式的变形例1的力传感器装置的立体图。图16是示例第一实施方式的变形例1的力传感器装置的图。图17是对将应变体固定于被固定部时传感器芯片的Fz输出产生的偏移进行说明的图(其一)。图18是对将应变体固定于被固定部时传感器芯片的Fz输出产生的偏移进行说明的图(其二)。图19是通过模拟求出图18(b)～图18(d)的状态下的传感器芯片的Fz输出(偏移)的结果。图20是对比较例、实施例1以及实施例2的各构造的传感器芯片的输出的模拟结果。图21是说明针对比较例及实施例2的构造的其它轴成分的模拟的图(其一)。图22是说明针对比较例及实施例2的构造的其它轴成分的模拟的图(其二)。图23是对将应变体固定于被固定部时传感器芯片的Fz输出产生的偏移进行说明的图。图24是通过模拟求出图23(a)及图23(b)所示的模型的传感器芯片110的Fz输出(偏移)的结果。图25是说明图24的结果的图。图26是使力传感器装置载置于约50℃的帕耳帖元件表面而评价传感器芯片的输出的温度追随性的结果。图27是Fz的偏移温度漂移的解析结果(其一)。图28是Fz的偏移温度漂移的解析结果(其二)。图29是Fz的偏移温度漂移的解析结果(其三)。图中：1、1A—力传感器装置，15—电极，16—配线，17—温度传感器，20—应变体，21—基座，22a～22d、25a～25d、28—柱，23a～23d、26a～26d—梁，24a～24d—输入部，27a～27d—突起部，30—输入/输出基板，31—电极，32～35—有源部件，39—无源部件，40—受力板，40x、40z—凹部，40y—贯通孔，41、42—粘接剂，110—传感器芯片，111a～111e—支撑部，112a～112h—加强用梁，113a～113l—探测用梁，114a～114d—力点。具体实施方式以下，参照附图，对用于实施本专利技术的方案进行说明。在各附图中，对相同结构部分标注相同符号，有时省略重复的说明。〈第一实施方式〉(力传感器装置1的概略结构)图1是示例第一实施方式的力传感器装置的立体图。图2是示例第一实施方式的力传感器装置的传感器芯片及应变体的立体图。参照图1及图2，力传感器装置1具有传感器芯片110、应变体20以及输入/输出基板30。力传感器装置1例如是搭载于机床等使用的机器人的腕、指等的多轴的力传感器装置。传感器芯片110具有对预定的轴向的位移最大进行6轴探测的功能。应变体20具有将施加的力传递给传感器芯片110的功能。传感器芯片110以从应变体20不突出的方式粘接于应变体20的上表面侧。另外，在应变体20的上表面及各侧面，以适当屈曲的状态粘接有针对传感器芯片110进行信号的输入/输出的输入/输出基板30的一端侧。传感器芯片110和输入/输出基板30的各电极31通过焊线等(未图示)电连接。在输入/输出基板30的配置于应变体20的第一侧面的区域装配有有源部件32及无源部件39。在输入/输出基板30的配置于应变体20的第二侧面的区域装配有有源部件33及无源部件39。在输入/输出基板30的配置于应变体20的第三侧面的区域装配有有源部件34及无源部件39。在输入/输出基板30的配置于应变体20的第四侧面的区域具有有源部件35及无源部件39。有源部件33例如是将来自对从传感器芯片110输出的X轴方向的力Fx进行检测的桥电路的模拟电信号、以及来自对从传感器芯片110输出的Y轴方向的力Fy进行检测的桥电路的模拟电信号转换成数字电信号的IC(AD转换器)。有源部件34例如是将来自从对传感器芯片110输出的Z轴方向的力Fz进行检测的桥电路的模拟电信号、及来自对从传感器芯片110输出的使以X轴为轴旋转的力矩Mx进行检测的桥电路的模拟电信号转换成数字电信号的IC(AD转换器)。有源部件35例如是将来自对从传感器芯片110输出的使以Y轴为轴旋转的力矩My进行检测的桥电路的模拟电信号、及来自对从传感器芯片110输出的检测使以Z轴为轴旋转的力矩Mz进行检测的桥电路的模拟电信号转换呈数字电信号的IC(AD转换器)。有源部件32例如是对从有源部件33、34以及35输出的数字电信号进行预定的运算，生成表示力Fx、Fy及Fz以及力矩Mx、My及Mz的信号，并输出至外部的IC。无源部件39是连接于有源部件32～35的电阻或电容器等。此外，能够任意决定通过几个IC来实现有源部件32～35的功能。另外，也可以构成为，将有源部件32～35不装配于输入/输出基板30而装配于与输入/输出基板30连接的外部电路侧。该情况下，从输入/输出基板30输出模拟电信号。输入/输出基板30在应变体20的第一侧本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种力传感器装置，其具有：探测多个预定的轴向的位移的传感器芯片；以及将施加的力传递给上述传感器芯片的应变体，上述力传感器装置的特征在于，上述应变体具备：搭载上述传感器芯片的传感器芯片搭载部；以及分离地配置于上述传感器芯片搭载部的周围的多个柱，上述传感器芯片搭载部经由连接用梁固定于各个上述柱。
【技术特征摘要】
2017.04.26 JP 2017-086967;2018.03.29 JP 2018-065651.一种力传感器装置，其具有：探测多个预定的轴向的位移的传感器芯片；以及将施加的力传递给上述传感器芯片的应变体，上述力传感器装置的特征在于，上述应变体具备：搭载上述传感器芯片的传感器芯片搭载部；以及分离地配置于上述传感器芯片搭载部的周围的多个柱，上述传感器芯片搭载部经由连接用梁固定于各个上述柱。2.根据权利要求1所述的力传感器装置，其特征在于，各个上述连接用梁比各个上述柱细。3.根据权利要求2所述的力传感器装置，其特征在于，各个上述连接用梁与各个上述柱连接的位置比各个上述柱的高度方向的中间靠下侧。4.根据权利要求3所述的力传感器装置，其特征在于，上述应变体具有安装于被固定部的基座，各个上述柱配置于上述基座的上表面，在上述基座的上表面与上述传感器芯片搭载部的下表面之间具有空间。5.根据权利要求4所述的力传感器装置，其特征在于，在上述基座的上表面相对于上述基座的中心均等地配置四个上述柱，上述传感器芯片搭载部的连接上述连接用梁的部分的横截面形状为矩形，上述矩形的四个拐角和与上述矩形的四个拐角对置的上述柱经由上述连接用梁连接。6.根据权利要求5所述的力传感器装置，其特征在于，上述应变体具有：连结相邻的上述柱的与上述基座相反的一侧彼此的通过施加的力变形的四个第一梁；从各个上述第一梁的内侧面向水平方向内侧突出的将上述柱及上述第一梁的变形传递给上述传感器芯片的第二梁；以及从各个上述第一梁的长边方向的中央部向上方突起的施加力的四个输入部。7.根据权利要求6所述的力传感器装置，其特征在于，在各个上述第二梁的前端侧设有向上方突起并与上述传感器芯片相接的突起部。8.根据权利要求1至7中任一项所述的力传感器装置，其特征在于，上述传感器芯片具有：基板；配置于上述基板的四个拐角的第一支撑部；配置于上述...
【专利技术属性】
技术研发人员：山口真也，泷智仁，
申请(专利权)人：三美电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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