力传感器制造技术

本发明专利技术提供一种能够防止液体及尘埃从主体与可动体之间浸入，且能够提高可靠性的力传感器。实施方式的力传感器10B中，主体11为圆筒状。圆筒状的可动体12相对于主体可动作，在周围具有至少3个圆形的开口部。应变体16固定于主体及可动体，可根据可动体的动作进行变形。变形传感器16a设置于应变体。第一挡块14配置于开口部各自的内部，具备具有比开口部的直径小的第一外径的第一侧面。密封部件40至少覆盖开口部及主体与可动体之间的可动部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】力传感器
本专利技术的实施方式涉及例如机械臂等中使用的六轴力传感器。
技术介绍
已知有例如用于机械臂等、且检测XYZ轴方向的力及扭矩的力传感器(例如，参照专利文献1、2)。这种力传感器中，施加于作为受力体的可动体的外力传递至例如应变体，应变体的变形利用变形传感器(应变计)转换成电信号，从而力及扭矩被检测到。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-8343号公报专利文献2：日本特公平6-43937号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在将力传感器应用于例如机械臂等的情况下，实际的现场是使用油或水等的液体，且尘埃也飞散的环境下，因此，液体及尘埃可能从力传感器的主体与可动体之间侵入。本专利技术是鉴于上述情况而研发的，提供一种能够防止液体及尘埃从主体与可动体之间浸入，且能够提高可靠性的力传感器。用于解决课题的方案实施方式提供一种力传感器，具备：圆筒状的主体；圆筒状的可动体，其相对于所述主体可动作，在周围具有至少3个圆形的开口部；应变体，其固定于所述主体及所述可动体，可根据所述可动体的动作变形；变形传感器，其设置于所述应变体；第一挡块，其配置于所述开口部各自的内部，具备具有比所述开口部的直径小的第一外径的第一外周面；以及密封部件，其至少覆盖所述开口部及所述主体与所述可动体之间的可动部分。专利技术效果根据本专利技术，能够提供能够防止液体及尘埃从主体与可动体之间浸入，且能够提高可靠性的力传感器。附图说明图1是表示第一实施方式的力传感器的立体图；图2是表示第一实施方式的力传感器的俯视图；图3是沿着图2的III-III线表示的剖面图；图4是为了说明用于检测施加于力传感器的Z轴方向的外力的动作而表示的剖面图；图5是为了说明用于检测施加于力传感器的X轴方向的外力的动作而表示的剖面图；图6A是表示第二挡块的动作的图，是概略地表示初始状态的俯视图；图6B是概略地表示第二挡块的X轴方向的外力检测动作的俯视图；图7是表示装配有第一挡块用的夹具的力传感器的俯视图；图8是沿着图7的VIII-VIII线表示的剖面图；图9是表示装配有第二挡块用的夹具的力传感器的剖面图；图10是表示第二实施方式的力传感器的剖面图；图11是表示力传感器的应变体的俯视图；图12是表示第三实施方式的力传感器的剖面图；图13是用于说明第三实施方式的力传感器的防水防尘结构的组装工序的立体图；图14是用于说明第三实施方式的力传感器的防水防尘结构的组装工序的立体图；图15A是表示变形例1的第二挡块与主体的关系的俯视图；图15B是图15A的剖面图；图16A是表示变形例2的第二挡块与主体的关系的俯视图；图16B是图16A的剖面图；图17是为了说明变形例3的热膨胀部件而表示的将一部分切除的立体图。具体实施方式下面，参照附图，对实施方式进行说明。此外，在以下说明中，对实质相同的功能和要素附加相同符号，根据需要进行说明。另外，附图是示意图，厚度和平面尺寸的关系、各层厚度的比例等有时与实物不同。(第一实施方式)[结构]整体结构图1是表示第一实施方式的力传感器的立体图。图2是表示第一实施方式的力传感器的俯视图。第一实施方式的力传感器10用于例如机械臂等，检测XYZ轴方向的力及扭矩。作为一例，对六轴力传感器进行说明。如图1及图2所示，力传感器10具备圆筒状的主体11、以及相对于主体11可动作的圆筒状的可动体12。主体11固定于例如未图示的机械臂的主体等。可动体12作为例如用于向其上表面安装未图示的机械臂的手部分的安装板等发挥作用。主体11是力传感器10的基座部件，可动体12中间设置有可弹性变形的应变体，相对于主体11在六轴方向(X轴方向、Y轴方向、Z轴方向、以及围绕各轴的方向)上可动作地安装。在可动体12的周面等间隔地设置有例如4个圆形的开口部13。即，各开口部13沿着X轴方向和Y轴方向配置。开口部13的数量不限定于4个，也可以是3个以上。在各开口部13的内部配置有第一挡块14，各第一挡块14利用螺栓15固定于主体11。第一挡块14限制关于X轴方向的扭矩、Y轴方向的扭矩、Z轴方向的力及扭矩的可动体12的动作范围。如后所述，在第一挡块14的最外周部具备开口部13的内表面可抵接的第一侧面。即，当可动体12由于上述轴方向上的力及扭矩而进行动作，并且应变体随之进行变形时，可动体12的开口部13的内表面抵接该第一侧面，从而作为防止应变体的过量变形的保护机构发挥作用。在主体11的侧面，引出有用于将检测信号向外部传递的配线125。配线125与后述的基板电连接。截面结构图3是表示沿着图2的III-III的力传感器10的剖面图。如图3所示，在力传感器10的内部的中央部分配置应变体16。应变体16的中央部161利用螺栓18间隔着第二挡块24安装于可动体12，包围应变体16的中央部外周的外周部162利用未图示的螺栓安装于主体11。应变体16的表面与由X轴、Y轴形成的面平行地配置，垂直通过应变体16的中心的线与Z轴一致。当对可动体12施加外力时，可动体12进行动作，应变体16位移。例如在将应变体16的中央部与外周部连接的多个连接部设置构成桥接电路的多个变形传感器16a，利用变形传感器16a电检测应变体16的位移。变形传感器16a的配置不限定于此，也可以在应变体16的中央部161设置变形传感器16a。在主体11的内部，与应变体16对置地设置基板20。基板20固定于主体11，并与设置于应变体16的多个变形传感器16a电连接。上述的变形传感器配置于应变体16的多个连接部的表面上的规定部位。通过利用变形传感器16a测定应变体16的各个位置中的位移，而检测六轴方向的力及扭矩。此外，变形传感器16a的结构、及配置不限定于此，可适当变形。在应变体16的表面设置有用于将变形传感器16a与基板20电连接的FPC(Flexibleprintedcircuits：挠性印刷电路基板)26。FPC26具备绝缘性的柔软的膜和配线于该膜的规定的电路，成为配合可动体12的动作可自如地弯曲的结构。第一挡块14具有上述的第一侧面(外周面)14a和第二侧面(外周面)14b。第一侧面14a具有比可动体12的开口部13的直径R13小的第一外径R14a。第二侧面14b具有比第一外径R14a小的第二外径R14b，在开口部13的内部，位于比第一侧面14a靠外侧。因此，第一侧面14a与开口部13的内表面之间的距离W14以比第二侧面14b与开口部13的内表面之间的距离W30变小的方式构成(W14＜W30)。距离W30为例如数mm程度。此外，在可动体12和主体11的侧面上也设置相当于距离W30的间隙，可动体12相对于主体11可动作。另外，剖面图中，在此以主体11与可动体12接触的方式示意性地表示，但实际上在所有的主体11与可动体12之间(在侧面以外的内部也)设置有不妨碍动作的程度的间隙(例如1mm程度)。以下，省略该间隙的图示。在此，第一侧面14a与开口部13的内表面之间的距离(间隙)W14为例如100μm±20μm程度，因此，非常狭窄。而且，为了防止可动体12动作时的应变体16的破损，需要极其高精度地管理该距离W14。如将由图3的虚线包围的部分扩大表示那样，实际上在对应于第一侧面14a的第一挡块14的内侧面与螺栓15的轴之间设置具有距离W15a的间隙。另本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种力传感器，具备：圆筒状的主体；圆筒状的可动体，其相对于所述主体能够动作，在周围具有至少3个圆形的开口部；应变体，其固定于所述主体及所述可动体，能够根据所述可动体的动作而变形；变形传感器，其设置于所述应变体；第一挡块，其配置于所述开口部各自的内部，具备第一外周面，所述第一外周面具有比所述开口部的直径小的第一外径；以及密封部件，其至少覆盖所述开口部及所述主体与所述可动体之间的可动部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.08 JP 2017-0441871.一种力传感器，具备：圆筒状的主体；圆筒状的可动体，其相对于所述主体能够动作，在周围具有至少3个圆形的开口部；应变体，其固定于所述主体及所述可动体，能够根据所述可动体的动作而变形；变形传感器，其设置于所述应变体；第一挡块，其配置于所述开口部各自的内部，具备第一外周面，所述第一外周面具有比所述开口部的直径小的第一外径；以及密封部件，其至少覆盖所述开口部及所述主体与所述可动体之间的可动部分。2.根据权利要求1所述的力传感器，其中，所述密封部件具备：第一密封部件，其密闭各个所述开口部；第二密封部件，其密闭所述可动体；以及第三密封部件，其至少密闭在所述主体与所述第二密封部件之间。3.根据权利要求2所述的力传感器，其中，所述第一密封部件为橡胶部件，所述第二密封部件为金属或树脂材料，所述第三密封部件为发泡材料。4.根据权利要求1所述的力传感器，其中，还具备圆筒状的第二挡块，所述圆筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：远藤嵩幸，
申请(专利权)人：日本电产科宝电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP