传感器模块、力检测装置以及机器人制造方法及图纸

本发明专利技术提供传感器模块、力检测装置以及机器人。传感器模块具备：第一部件，其具有：供具备电极的压电体元件配置的第一凹部；与第一部件接合的第二部件；与第二部件接触的第一板；与第一部件接触的第二板；以及紧固第一板以及第二板的紧固部，第一板形成有朝向第二部件突出的第一凸部，第一部件的第一凹部的内部高度比压电体元件高，压电体元件与第二部件接触。

【技术实现步骤摘要】
传感器模块、力检测装置以及机器人
本专利技术涉及能够检测力的成分的传感器模块、以及使用该传感器模块的力检测装置、机器人。
技术介绍
以往，作为使用压电材料的力传感器（传感器装置），公知有专利文献1的传感器。专利文献1中，公开了如下力传感器，即，利用作为压电材料的结晶圆板来夹持信号电极，并且通过焊接将被金属罩圆板夹持的测定元件密封在金属环内。专利文献1：日本特开平4-231827号公报对于专利文献1的力传感器而言，有产生信号电极、结晶圆板、金属罩圆板各个尺寸误差的担忧，由于这些误差，焊接后产生缝隙，水分、外部空气等进入该缝隙，从而在结晶圆板上产生的电荷会向外部泄露，从而有无法进行准确的测定的担忧。并且，亦有进行焊接的工序繁琐、难以适用于量产的问题。因此，通过使用图12所示的传感器装置，能够得到防止泄露且不会被测定环境影响的传感器元件。如图12所示，传感器装置200整体由如下部件构成：在使具有相同的切割面的两个水晶板216相互对置的状态下夹入有电极板218的传感器元件214；收容传感器元件214的金属制的第一部件202；以及与作为第一部件202的开口部220的外周的上表面224接合、并且与水晶板216抵接的金属制的第二部件204。而且，在第一部件202的侧面安装有同轴连接器206。同轴连接器206具有外周部208和中心导体210，在两者之间填充绝缘性树脂212，外周部208与中心导体210电绝缘。而且，外周部208与第一部件202以及第二部件204短路，且中心导体210与电极板218电连接。该传感器装置200被夹入增压板（未图示）而被给予增压，并且水晶板216由于与增压相伴随的压电效果而向电极板218输出（感应）电荷。而且，施加于水晶板216的压力与附加于增压板的外力对应地变化。因而，通过同轴连接器206而对由该压力的变化引起的输出电荷的变化量进行监视，从而能够对附加于传感器装置200的外力进行检测。此处，对于传感器装置200而言，在使第一部件202内部充满干燥空气的状态、或者使之保持为真空的状态下，利用第二部件204来密封传感器元件214，以使由水晶板216感应的电荷不会因水分等向外部泄露。然而，在传感器元件214收容于第一部件202的情况下，有如下问题产生。在第一部件202以及传感器元件214的制造过程中，第一部件202与第二部件204存在尺寸误差，且传感器元件214也同样具有尺寸误差。因此，难以将第一部件202的内部高度（从第一部件202与传感器元件214的接触面至第一部件202与第二部件204接合的接触面的高度）与传感器元件214的高度调整为相等。这样，传感器装置200中，由于上述的尺寸误差，成为在传感器元件214与第二部件204之间产生缝隙的状态，或者成为传感器元件214从第一部件202的上表面224突出且第二部件204按压传感器元件214的状态。而且，在任一上述状态下，难以用增压板对传感器元件214施加同等的增压。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述的课题的至少一部分而产生的，能够作为以下的形态或者应用例来实现。【应用例1】本应用例的传感器模块的特征在于，具备：传感器元件，其层叠压电体与电极而形成；第一部件，其具有供上述传感器元件配置的第一凹部；第二部件，其与上述第一部件接合、且密封上述第一部件的上述第一凹部；第一板，其与上述第二部件接触；第二板，其与上述第一部件接触；以及紧固部，其能够紧固上述第一板以及上述第二板，从上述第一部件与上述传感器元件的接触面至上述第一部件与上述第二部件接合的面的尺寸形成为比上述传感器元件的在上述压电体与上述电极层叠的方向上的尺寸大，在上述第一板，设有朝向上述第二部件突出、且与上述第二部件接触的第一凸部，上述传感器元件与上述第二部件接触。根据本应用例，相对于在第一部件内密封有传感器元件的传感器装置，利用第一凸部从第二部件的外侧进行按压，第二部件变形，从而能够对传感器元件实施增压。因此，与由传感器装置的尺寸误差引起的制造偏差无关，能够总是对传感器元件进行恒定的增压，从而能够得到无测定误差的准确的检测数据。【应用例2】上述应用例的传感器模块中，优选构成为，在上述第二板，设有朝向上述第一部件突出、且与上述第一部件接触的第二凸部。根据上述构成，在第一部件的底面形成缝隙，能够利用该缝隙从外部端子抽出连接布线。并且，能够从传感器元件的上下面高效地实施增压。另外，能够扩大第一板与第二板间的缝隙，并能够确保设置布线、控制电路（IC）等的空间。【应用例3】上述应用例2的传感器模块中，优选构成为，在上述第一部件的底面形成有与上述第二凸部嵌合的第二凹部。根据上述构成，能够通过嵌合来对第一部件的第二凹部与第二板的第二凸部进行定位，从而能够容易进行传感器装置与第二板的对位。【应用例4】上述应用例的传感器模块中，优选构成为，在上述第二部件的厚度方向上的俯视图中，在包围上述第二部件的与上述第一凸部接触的部分的周边部具有薄壁部，该薄壁部的厚度比上述与第一凸部接触的部分的厚度薄。根据上述构成，第二部件具有容易变形的薄壁部。当利用第一凸部对传感器装置进行增压后，第二部件的薄壁部变形，从而应力缓和，进而能够保持第一部件与第二部件的接合状态。另外，当施加相对于各轴向的力后，薄壁部变形，从而能够高效地向传感器元件传递力。【应用例5】上述应用例的传感器模块中，优选构成为，在将层叠有多个上述压电体的上述传感器元件的层叠方向设为Z轴方向的情况下，且在将与该Z轴方向正交并且相互正交的方向分别设为X轴方向、Y轴方向的情况下，至少具备检测上述X轴方向的力的第一传感器元件、检测上述Y轴方向的力的第二传感器元件以及检测上述Z轴方向的力的第三传感器元件。【应用例6】上述应用例的传感器模块中，优选构成为，上述紧固部能够进行紧固力的调整。根据上述构成，能够根据用途而附加需要量的紧固力，从而能够得到稳定的传感器特性。根据上述构成，通过对检测X方向、Y方向、Z方向、即所谓的三个轴向的力的传感器元件的相互的位置偏移进行控制，从而即使是检测三个轴向的力的传感器装置，也不会有损高的检测精度，从而能够稳定地维持。【应用例7】本应用例的力检测装置的特征在于，具备：传感器元件，其层叠压电体与电极而形成；第一部件，其具有供上述传感器元件配置的第一凹部；第二部件，其与上述第一部件接合、且密封上述第一部件的上述第一凹部；第一板，其与上述第二部件接触；第二板，其与上述第一部件接触；紧固部，其能够紧固上述第一板以及上述第二板；以及电子电路，其与上述传感器元件电连接，从上述第一部件与上述传感器元件的接触面至上述第一部件与上述第二部件接合的面的尺寸形成为比上述传感器元件的在上述压电体与上述电极层叠的方向上的尺寸大，在上述第一板，设有朝向上述第二部件突出、且与上述第二部件接触的第一凸部，上述传感器元件与上述第二部件接触。根据上述构成，根据由传感器元件得到的电荷量以及电荷的正负，能够容易地对外力进行运算处理。另外，通过简单的构成，能够得到三个轴向力检测传感器。并且，通过配置多个上述传感器模块，能够得到也包含扭矩方向的力的六个轴向的力检测传感器。【应用例8】本应用例的机器人的特征在于，具备：主体部；臂部，其与上述主体部连接；以及手部，其与上述臂部连接，上述臂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器模块，其特征在于，具备：传感器元件，其层叠压电体与电极而形成；第一部件，其具有供所述传感器元件配置的第一凹部；第二部件，其与所述第一部件接合，且密封所述第一部件的所述第一凹部；第一板，其与所述第二部件接触；第二板，其与所述第一部件接触；以及紧固部，其能够紧固所述第一板以及所述第二板，从所述第一部件与所述传感器元件的接触面至所述第一部件与所述第二部件接合的面的尺寸形成为比所述传感器元件的在所述压电体与所述电极层叠的方向上的尺寸大，在所述第一板，设有朝向所述第二部件突出、且与所述第二部件接触的第一凸部，所述传感器元件与所述第二部件接触。

【技术特征摘要】
2012.03.09 JP 2012-0526231.一种传感器模块，其特征在于，具备：传感器元件，其层叠压电体与电极而形成；第一部件，其具有供所述传感器元件配置的第一凹部，由基底部件和侧壁部件构成；第二部件，其周边部与所述第一部件的所述侧壁部件的上表面接合，且密封所述第一部件的所述第一凹部；第一板，其与所述第二部件接触；第二板，其与所述第一部件接触；以及紧固部，其能够紧固所述第一板以及所述第二板，从所述第一部件与所述传感器元件的接触面至所述第一部件与所述第二部件接合的面的尺寸形成为比所述传感器元件的在所述压电体与所述电极层叠的方向上的尺寸大，在所述第一板，设有朝向所述第二部件突出、且与所述第二部件接触的第一凸部，所述传感器元件与所述第二部件接触。2.根据权利要求1所述的传感器模块，其特征在于，在所述第二板，设有朝向所述第一部件突出、且与所述第一部件接触的第二凸部。3.根据权利要求2所述的传感器模块，其特征在于，在所述第一部件的底面形成有与所述第二凸部嵌合的第二凹部。4.根据权利要求1～3中任一项所述的传感器模块，其特征在于，在所述第二部件的厚度方向上的俯视图中，在包围所述第二部件的与所述第一凸部接触的部分的周边部具有薄壁部，该薄壁部的厚度比所述与第一凸部接触的部分的厚度薄。5.根据权利要求1～3中任一项所述的传感器模块，其特征在于，在将层叠有多个所述压电体的所述传感器元件的层叠方向设为Z轴方向的情况下，且在将与该Z轴方向正交并且相互正交的方向分别设为X轴方向、Y轴方向的情况下，至少具备检测所述X轴方向的力的第一传感器元件、检测所述Y轴方向的力的第二传感器元件以及检测所述Z轴方向的力的第三传感器元件。6.根据权利要求1～3中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述紧固部能够进行紧固力的调整。7.一种力检测装置，其特征在于，具备：传感器元件，其层叠压电体与电极而形成；第一部件，其具有供所述传感器元件配置的第一凹部，由基底部件和侧壁部件构成；第二部件，其周边部与所述第一部件的所述侧壁部件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：河合宏纪，神谷俊幸，松本隆伸，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：