(57)【要約】【課題】力検出装置および駆動装置を有するユニットの小型化を図ることができる力検出装置を提供すること、また、この力検出装置を備える駆動ユニットおよびロボットを提供すること。【解決手段】駆動力の発生および伝達のうちの少なくとも一方を行う駆動装置の一部を構成している第１部材と、第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との間に配置され、外力に応じて信号を出力する圧電素子と、を備えることを特徴とする力検出装置。【選択図】図１
2018054563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力の発生および伝達のうちの少なくとも一方を行う駆動装置の一部を構成している第１部材と、
第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材との間に配置され、外力に応じて信号を出力する圧電素子と、を備えることを特徴とする力検出装置。
【請求項２】
前記圧電素子は、水晶を含む請求項１に記載の力検出装置。
【請求項３】
前記第１部材と前記第２部材とが並んでいる方向に積層されている複数の前記圧電素子を備える請求項１または２に記載の力検出装置。
【請求項４】
前記駆動装置は、モーター、減速機およびエンコーダーのうちの少なくとも１つを含む請求項１ないし３のいずれか１項に記載の力検出装置。
【請求項５】
前記第１部材は、前記減速機の一部を構成している請求項４に記載の力検出装置。
【請求項６】
前記第１部材は、前記エンコーダーの一部を構成している請求項４に記載の力検出装置。
【請求項７】
前記第１部材と前記第２部材とで前記圧電素子を挟んで与圧した状態で前記第１部材および前記第２部材を互いに固定している固定部材を備える請求項１ないし６のいずれか１項に記載の力検出装置。
【請求項８】
前記第１部材と前記第２部材との間に配置され、外力に応じて信号を出力する前記圧電素子が複数ある請求項１ないし７のいずれか１項に記載の力検出装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の力検出装置と、
駆動力の発生および伝達のうちの少なくとも一方を行う駆動装置と、を備え、
前記力検出装置の前記第１部材が前記駆動装置の一部を構成していることを特徴とする駆動ユニット。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の力検出装置と、
駆動力の発生および伝達のうちの少なくとも一方を行う駆動装置と、を備え、
前記力検出装置の前記第１部材が前記駆動装置の一部を構成していることを特徴とするロボット。
【請求項１１】
前記駆動装置を支持している第３部材と、
前記第３部材に対して回動可能な第４部材と、を備え、
前記駆動装置は、減速機を含み、
前記第１部材は、前記減速機の一部を構成し、
前記第２部材は、前記第４部材の一部を構成している請求項１０に記載のロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、力検出装置、駆動ユニットおよびロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
力を検出する力検出装置は、例えば、少なくとも１つのアームを含んで構成されたロボットアームを備えるロボットにおいて、ロボットアームの関節部等に設けられ、ロボットアームに加わる力を検出する。ここで、ロボットアームは、一般に、モーターにより駆動される。
【０００３】
特許文献１に記載のトルクセンサー付モーターは、モーターと、力検出装置の一例である歪みゲージ式のトルクセンサーと、を有し、トルクセンサーがモーターのハウジングに連結されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５８３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のトルクセンサー付モーターでは、トルクセンサーがモーターとは別体であるため、トルクセンサーおよびモーターのそれぞれの寸法がトルクセンサー付モーター全体の寸法に与える影響が大きく、大型化してしまうという問題があった。このようなトルクセンサー付モーターは、例えば、ロボットアームの関節部に設けると、ロボットアームの総長の長尺化を引き起こし、その結果、ロボットの大型化を招いたり、ロボットの作業可能な動作範囲を狭くしたりする。
【０００６】
本発明の目的は、力検出装置および駆動装置を有するユニットの小型化を図ることができる力検出装置を提供すること、また、この力検出装置を備える駆動ユニットおよびロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の力検出装置は、駆動力の発生および伝達のうちの少なくとも一方を行う駆動装置の一部を構成している第１部材と、
第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材との間に配置され、外力に応じて信号を出力する圧電素子と、を備えることを特徴とする。
このような力検出装置によれば、第１部材が駆動装置の一部を構成しているため、第１部材が駆動装置とは別体で構成されている場合に比べて、力検出装置および駆動装置を有するユニットの小型化を図ることができる。
【０００８】
本発明の力検出装置では、前記圧電素子は、水晶を含むことが好ましい。
これにより、高感度、広いダイナミックレンジ、高い剛性等の優れた特性を有する力検出装置を実現することができる。
【０００９】
本発明の力検出装置では、前記第１部材と前記第２部材とが並んでいる方向に積層されている複数の前記圧電素子を備えることが好ましい。
これにより、複数の圧電素子を積層することで、力検出装置の高感度化を図ったり、検出軸の多軸化を図ったりすることができる。また、第１部材と第２部材とが並んでいる方向に対して垂直な方向に複数の圧電素子を積層する場合に比べて、力検出装置の小型化を図ることができる。また、圧電素子に加わる荷重の方向が主に圧電素子の積層方向となるため、力検出装置全体の剛性を高めることもできる。
【００１０】
本発明の力検出装置では、前記駆動装置は、モーター、減速機およびエンコーダーのうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。
これにより、力検出装置をモーター、減速機またはエンコーダーのいずれかと一体化（ユニット化）することができる。
【００１１】
本発明の力検出装置では、前記第１部材は、前記減速機の一部を構成していることが好ましい。
これにより、力検出装置を減速機と一体化（ユニット化）することができる。
【００１２】
本発明の力検出装置では、前記第１部材は、前記エンコーダーの一部を構成していることが好ましい。
これにより、力検出装置をエンコーダーと一体化（ユニット化）することができる。
【００１３】
本発明の力検出装置では、前記第１部材と前記第２部材とで前記圧電素子を挟んで与圧した状態で前記第１部材および前記第２部材を互いに固定している固定部材を備えることが好ましい。
これにより、外力が加わっていない状態（自然状態）での圧電素子の出力の変動を低減することができる。また、与圧方向に沿った両方向での外力を圧電素子で検出することができる。
【００１４】
本発明の力検出装置では、前記第１部材と前記第２部材との間に配置され、外力に応じて信号を出力する前記圧電素子が複数あることが好ましい。
これにより、複数の圧電素子に対して一括して与圧を加えることができる。
【００１５】
本発明の駆動ユニットは、本発明の力検出装置と、
駆動力の発生および伝達のうちの少なくとも一方を行う駆動装置と、を備え、
前記力検出装置の前記第１部材が前記駆動装置の一部を構成していることを特徴とする。
このような駆動ユニットによれば、第１部材が駆動装置の一部を構成しているため、第１部材が駆動装置とは別体で構成されている場合に比べて小型化を図ることができる。
【００１６】
本発明のロボットは、本発明の力検出装置と、
駆動力の発生および伝達のうちの少なくとも一方を行う駆動装置と、を備え、
前記力検出装置の前記第１部材が前記駆動装置の一部を構成していることを特徴とする。
このようなロボットによれば、第１部材が駆動装置の一部を構成しているため、第１部材が駆動装置とは別体で構成されている場合に比べて、力検出装置および駆動装置を有するユニットの小型化を図ることができる。そのため、ロボットの小型化を図ることができる。
【００１７】
本発明のロボットでは、前記駆動装置を支持している第３部材と、
前記第３部材に対して回動可能な第４部材と、を備え、
前記駆動装置は、減速機を含み、
前記第１部材は、前記減速機の一部を構成し、
前記第２部材は、前記第４部材の一部を構成していることが好ましい。
これにより、力検出装置を減速機および第４部材と一体化（ユニット化）することができる。そのため、ロボットのさらなる小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る駆動ユニットを示す断面図である。
【図２】図１に示す駆動ユニットが備える力検出装置の平面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図３および図４に示す力検出装置が備える電荷出力素子の断面図である。
【図５】図３および図４に示す力検出装置の作用を説明するための図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る力検出装置を示す断面図である。
【図７】図６中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る駆動ユニットを示す断面図である。
【図９】本発明のロボットの一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の力検出装置、駆動ユニットおよびロボットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
（駆動ユニット）
図１は、本発明の第１実施形態に係る駆動ユニットを示す断面図である。なお、図１には、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸としてｘ軸、ｙ軸およびｚ軸が図示されており、各軸を示す矢印の先端側を「＋」、基端側を「−」とする。また、ｘ軸に平行な方向を「ｘ軸方向」、ｙ軸に平行な方向を「ｙ軸方向」、ｚ軸に平行な方向を「ｚ軸方向」という。また、＋ｚ軸方向側を「上」、−ｚ軸方向側を「下」ともいう。
【００２１】
図１に示す駆動ユニット１０は、駆動力を発生および伝達する駆動装置２０と、力を検出する力検出装置１と、を有し、これらがユニット化されている。ここで、駆動装置２０は、モーター３０と、モーター３０の回転状態を検出するエンコーダー４０と、モーター３０に対して固定されているフランジ５０と、モーター３０からの駆動力を減速して出力する減速機６０と、を有する。まず、以下、駆動ユニット１０の各部の構成を順次簡単に説明する。
【００２２】
モーター３０は、例えば、２相ＡＣブラシレスモーター、３相ＡＣブラシレスモーター、３相同期モーター等の各種モーターである。このモーター３０は、Ｚ軸に平行な軸線ｚ１に沿って配置され軸線ｚ１まわりに回転する回転軸３０１と、回転軸３０１に固定されているローター３０２と、ローター３０２の周囲に配置されているステーター３０３と、これらを収納しているとともにステーター３０３を支持している筒状のハウジング３０４と、有する。なお、モーター３０の各部は、公知のモーターと同様に構成することができる。
【００２３】
エンコーダー４０は、例えば、光学式または磁気式の多回転検出型エンコーダーである。このエンコーダー４０は、前述したモーター３０のハウジング３０４の一端部（図１中下側端部）に取り付けられている基部４０１と、モーター３０の回転軸３０１の一端部（図１中下側端部）に取り付けられている回転体４０４と、を有する。
【００２４】
ここで、基部４０１は、板状をなし、回転軸３０１が貫通している貫通孔４０２を有する。この貫通孔４０２内には、軸受４０３が設けられている。そして、この軸受４０３を介して、回転軸３０１が基部４０１に対して軸線ｚ１まわりに回転可能に支持されている。このような基部４０１および軸受４０３は、モーター３０のハウジング３０４の一部を構成しているとも言える。また、基部４０１には、回転体４０４の回転状態を検出する検出部（図示せず）が取り付けられている。エンコーダー４０が磁気式エンコーダーである場合、例えば、回転体４０４は、複数の磁石を含んで構成された構造体であり、一方、かかる検出部は、回転体４０４の回転に伴う磁気変化を検出する磁気センサーを含んで構成されている。また、エンコーダー４０が光学式エンコーダーである場合、例えば、回転体４０４は、スリット板、偏光板等であり、一方、かかる検出部は、回転体４０４に光を照射する発光素子と、回転体からの反射光または透過光を受光する受光素子と、を含んで構成されている。
【００２５】
なお、エンコーダー４０の各部は、公知のエンコーダーの各部と同様に構成することができる。また、エンコーダー４０は、多回転検出型に限定されず、多回転検出型以外の公知の各種エンコーダーであってもよい。また、図示では、基部４０１は、ハウジング３０４と別体で構成され、図示しないボルト等を用いてハウジング３０４に対して固定されているが、ハウジング３０４と一体で形成されていてもよい。
【００２６】
フランジ５０は、前述した基部４０１に対して、図示しないボルト等を用いて固定されている。このフランジ５０は、板状をなし、例えば、図示しないボルト等を用いて対象物に固定される。これにより、駆動ユニット１０を当該対象物に取り付けることができる。また、フランジ５０には、その厚さ方向に貫通している貫通孔５０１が形成されている。この貫通孔５０１内には、前述したエンコーダー４０が設置（収納）されている。
【００２７】
減速機６０は、波動歯車装置である。この減速機６０は、前述したモーター３０のハウジング３０４の他端部（図１中上側端部）に取り付けられている基部６０１と、基部６０１に対して軸線ｚ１まわりに回転可能な筒状のハウジング６０４と、ハウジング６０４に対して固定されている剛性歯車６０６および出力部６０９と、剛性歯車６０６の内側に配置されているカップ型の可撓性歯車６０７と、可撓性歯車６０７の内側に配置されている波動発生器６０８と、を有している。
【００２８】
ここで、基部６０１は、板状をなし、回転軸３０１が貫通している貫通孔６０２を有する。この貫通孔６０２内には、軸受６０３が設けられている。そして、この軸受６０３を介して、回転軸３０１が基部６０１に対して軸線ｚ１まわりに回転可能に支持されている。このような基部６０１および軸受６０３は、モーター３０のハウジング３０４の一部を構成しているとも言える。また、基部６０１とハウジング６０４との間には、クロスローラーベアリング６０５が配置されており、これにより、ハウジング６０４が基部６０１に対して軸線ｚ１まわりに回動可能に支持されている。出力部６０９は、回転軸３０１の回転を減速して出力する部分であるとともに、減速機６０の内部にある剛性歯車６０６、可撓性歯車６０７および波動発生器６０８等を図１中上方から覆うカバー部材（減速機６０のケーシングの一部を構成する部材）としての機能を有している。なお、図示では、基部６０１は、ハウジング３０４と別体で構成され、図示しないボルト等を用いてハウジング３０４に対して固定されているが、ハウジング３０４と一体で形成されていてもよい。
【００２９】
剛性歯車６０６は、径方向に実質的に撓まない剛体で構成されたリング状の内歯車である。これに対し、可撓性歯車６０７は、径方向に撓み変形可能な可撓性を有し、かつ、剛性歯車６０６に噛み合う外歯車である。ここで、可撓性歯車６０７の歯数は、剛性歯車６０６の歯数よりも少ない。また、カップ状の可撓性歯車６０７の底部は、図示しないボルト等を用いて、前述した基部６０１に固定されている。波動発生器６０８は、前述したモーター３０の回転軸３０１の他端部（図１中上側端部）に取り付けられている。この波動発生器６０８は、可撓性歯車６０７を回転軸に対して垂直な一方向に変形させて剛性歯車６０６と部分的に噛み合わせるとともに、その噛み合い位置を回転軸３０１の回転に伴って周方向に移動させる。そして、剛性歯車６０６は、可撓性歯車６０７との歯数差に起因して軸線ｚ１まわりに回転する。このとき、ハウジング６０４および出力部６０９は、剛性歯車６０６とともに可撓性歯車６０７に対して回転することとなる。これにより、回転軸３０１からの駆動力を減速して出力部６０９から出力することができる。そして、出力部６０９が回転すると、これと一体（共用）の第１部材２およびこれに接続されているセンサーデバイス４および第２部材３も同方向に回転する。
【００３０】
なお、図示では、剛性歯車６０６は、ハウジング６０４および出力部６０９と別体で構成され、図示しないボルト等を用いてハウジング６０４および出力部６０９に対して固定されているが、ハウジング６０４および出力部６０９のうちの少なくとも一方と一体で形成されていてもよい。また、減速機６０の各部は、図示のものに限定されず、公知の各種減速機の各部と同様に構成することができる。
【００３１】
力検出装置１は、これに作用する外力を検出する機能を有する。この力検出装置１は、第１部材２と、第２部材３と、これらの間に配置されているセンサーデバイス４と、を有する。ここで、センサーデバイス４は、後述するように、圧電素子５を含んでいる。また、第１部材２は、前述した減速機６０の出力部６０９を兼ねている。すなわち、第１部材２は、駆動装置２０の一部である出力部６０９と一体化（共用）されている。これにより、駆動ユニット１０の部品点数を少なくすることができ、構造の簡素化および小型化を図ることができる。また、第２部材３は、例えば、後述するロボット１００のアームの少なくとも一部を兼ねることができ、これにより、ロボット１００の部品点数を少なくすることができ、構造の簡素化および小型化を図ることができる。以下、力検出装置について詳述する。
【００３２】
（力検出装置）
図２は、図１に示す駆動ユニットが備える力検出装置の平面図である。図３は、図２中のＡ−Ａ線断面図である。図４は、図３および図４に示す力検出装置が備える電荷出力素子の断面図である。図５は、図３および図４に示す力検出装置の作用を説明するための図である。なお、図２には、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸としてｘ軸、ｙ軸およびｚ軸が図１と対応して図示されており、各軸を示す矢印の先端側を「＋」、基端側を「−」とする。また、ｘ軸に平行な方向を「ｘ軸方向」、ｙ軸に平行な方向を「ｙ軸方向」、ｚ軸に平行な方向を「ｚ軸方向」という。また、＋ｚ軸方向側を「上」、−ｚ軸方向側を「下」ともいう。また、図５中、アナログ回路基板７およびデジタル回路基板８の記載は省略されている。
【００３３】
図２に示す力検出装置１は、力検出装置１に加えられた外力の６軸成分を検出可能な６軸力覚センサーである。ここで、６軸成分は、互いに直交する３つの軸（図示ではｘ軸、ｙ軸およびｚ軸）のそれぞれの方向の並進力（せん断力）成分と、当該３つの軸のそれぞれの軸まわりの回転力（モーメント）成分と、からなる。
【００３４】
この力検出装置１は、図３に示すように、第１部材２と、第１部材２に対して間隔を隔てて配置されている第２部材３と、第１部材２と第２部材３との間に配置されている複数（本実施形態では４つ）のセンサーデバイス４、アナログ回路基板７およびデジタル回路基板８と、第１部材２および第２部材３を互いに固定している複数（本実施形態では４つ）の与圧ボルト６と、を備えている。複数のセンサーデバイス４は、軸線ｚ１を中心とする同一円周上に沿って互いに等間隔に並んでいる。
【００３５】
この力検出装置１では、各センサーデバイス４が受けた外力に応じた信号を出力し、それらの信号をアナログ回路基板７およびデジタル回路基板８で処理することで、力検出装置１に加えられた外力の６軸成分を検出する。
【００３６】
［第１部材］
図３に示すように、第１部材２は、略板状の全体形状を有する。この第１部材２の平面視での外形は、図示では、円形であるが、これに限定されず、例えば、四角形、五角形等の多角形、楕円形等であってもよい。また、第１部材２の一方（図３中の上側）の面、より具体的には、第１部材２の第２部材３側の面には、軸線ｚ１から離れた位置に複数の凸部２１が設けられている。この複数の凸部２１は、図２に示すように、軸線ｚ１を中心とする同一円周上に沿って互いに等間隔に並んでいる。また、図３に示すように、各凸部２１の頂面２１１（端面）は、平面である。この頂面２１１の形状は、図示では、四角形であるが、これに限定されず、例えば、四角形、五角形等の多角形、楕円形等であってもよい。また、第１部材２には、軸線ｚ１から離れた位置に、与圧ボルト６に螺合している複数の雌ネジ２２が設けられている。この複数の雌ネジ２２は、軸線ｚ１を中心とする同一円周上に沿って互いに等間隔に並んでいる。
【００３７】
図示では、第１部材２の他方（図３中の下側）の面には、凹部２６が形成されている。この凹部２６内には、前述した減速機６０の剛性歯車６０６が配置されている（図１参照）。これにより、減速機６０の可撓性歯車６０７および波動発生器６０８が第１部材２と接触するのを防止しつつ、第１部材２を剛性歯車６０６またはハウジング６０４に固定することができる。
【００３８】
このような第１部材２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、ステンレス等の金属材料、セラミックス等が挙げられる。なお、図示では、凸部２１は、第１部材２が有する板状の部分と一体で形成されているが、当該板状の部分と別部材で形成されていてもよい。この場合、凸部２１および当該板状の部分の構成材料は、互いに同じであっても異なっていてもよい。
【００３９】
［第２部材］
図３に示すように、第２部材３は、略板状の全体形状を有する。この第２部材３の平面視での外形は、図示では、円形であるが、これに限定されず、例えば、四角形、五角形等の多角形、楕円形等であってもよい。また、第２部材３には、前述した第１部材２の複数の雌ネジ２２に対応して、軸線ｚ１から離れた位置に、与圧ボルト６が挿通している複数の貫通孔３２が設けられている。各貫通孔３２の上部には、与圧ボルト６の頭部６１と係合している段差部（拡径部）が形成されている。
【００４０】
このような第２部材３の構成材料としては、特に限定されないが、前述した第１部材２と同様、例えば、ステンレス等の金属材料、セラミックス等が挙げられる。なお、第２部材３の構成材料は、第１部材２の構成材料と同じであっても異なっていてもよい。
【００４１】
［センサーデバイス］
各センサーデバイス４は、図３に示すように、力検出素子４１と、力検出素子４１を収納するパッケージ４２と、を有している。
【００４２】
パッケージ４２は、力検出素子４１が設置されている凹部４２３を有する基部４２１と、その基部４２１に接合されている蓋体４２２と、を有し、凹部４２３が蓋体４２２により封止されている。これにより、力検出素子４１を保護することができる。ここで、基部４２１は、前述した第１部材２の凸部２１の頂面２１１上に設置されている。また、基部４２１の下面には、アナログ回路基板７に電気的に接続されている複数の端子４３が設けられている。この複数の端子４３は、基部４２１を貫通する貫通電極（図示せず）を介して力検出素子４１に電気的に接続されている。また、蓋体４２２は、板状をなし、その基部４２１側の面が力検出素子４１に接触し、一方、基部４２１とは反対側の面が第２部材３に接触している。
【００４３】
このようなパッケージ４２の基部４２１の構成材料としては、特に限定されず、例えば、セラミックス等の絶縁性材料等を用いることができる。また、蓋体４２２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼等の各種の金属材料等を用いることができる。なお、基部４２１の構成材料と蓋体４２２の構成材料は、同一でもよく、また、異なっていてもよい。また、パッケージ４２の平面視での形状は、図示では、四角形をなしているが、これに限定されず、例えば、五角形等の他の多角形、円形、楕円形等であってもよい。なお、力検出素子４１の平面視形状は、図示では、四角形であるが、これに限定されず、例えば、五角形等の他の多角形、円形、楕円形等であってもよい。
【００４４】
力検出素子４１は、力検出素子４１に加えられた外力のｘ軸方向の成分に応じた電荷Ｑｘ、力検出素子４１に加えられた外力のｙ軸方向の成分に応じた電荷Ｑｙ、および、力検出素子４１に加えられた外力のｚ軸方向の成分に応じた電荷Ｑｚを出力する機能を有する。この力検出素子４１は、図４に示すように、ｘ軸に平行な外力（せん断力）に応じて電荷Ｑｘを出力する圧電素子５ａと、ｚ軸に平行な外力（圧縮／引張力）に応じて電荷Ｑｚを出力する圧電素子５ｂと、ｙ軸に平行な外力（せん断力）に応じて電荷Ｑｙを出力する圧電素子５ｃと、基準電位（例えばグランド電位）に電気的に接続されているグランド電極層５４、５５、５６、５７と、を有する。ここで、グランド電極層５４、圧電素子５ａ、グランド電極層５５、圧電素子５ｂ、グランド電極層５６、圧電素子５ｃ、グランド電極層５７の順でこれらが積層されている。
【００４５】
なお、以下では、圧電素子５ａ、５ｂ、５ｃを総称して「圧電素子５」ともいう。また、グランド電極層５４の少なくとも一部は、圧電素子５ａの一部を構成しているとも言える。同様に、グランド電極層５５の少なくとも一部は、圧電素子５ａの一部を構成しているとも言えるし、圧電素子５ｂの一部を構成しているとも言える。また、グランド電極層５６の少なくとも一部は、圧電素子５ｂの一部を構成しているとも言えるし、圧電素子５ｃの一部を構成しているとも言える。また、グランド電極層５７は、圧電素子５ｃの一部を構成しているとも言える。
【００４６】
圧電素子５ａは、圧電体層５１ａ、出力電極層５２ａ、圧電体層５３ａがこの順で積層されて構成されている。すなわち、圧電素子５ａは、圧電体層５１ａ、５３ａと、これらの間に配置されている出力電極層５２ａと、を有する。同様に、圧電素子５ｂは、圧電体層５１ｂ、５３ｂと、これらの間に配置されている出力電極層５２ｂと、を有する。また、圧電素子５ｃは、圧電体層５１ｃ、５３ｃと、これらの間に配置されている出力電極層５２ｃと、を有する。
【００４７】
圧電体層５１ａ、５３ａ、５１ｂ、５３ｂ、５１ｃ、５３ｃは、それぞれ、水晶で構成されている。ただし、図４に示すように、圧電体層５１ａ、５３ａ、５１ｂ、５３ｂ、５１ｃ、５３ｃを構成する水晶の結晶軸であるＸ軸の方向が異なっている。すなわち、圧電体層５１ａを構成する水晶のＸ軸は、図４中紙面手前側を向いている。圧電体層５３ａを構成する水晶のＸ軸は、図４中紙面奥側を向いている。圧電体層５１ｂを構成する水晶のＸ軸は、図４中上側を向いている。圧電体層５３ｂを構成する水晶のＸ軸は、図４中下側を向いている。圧電体層５１ｃを構成する水晶のＸ軸は、図４中右側を向いている。圧電体層５３ｃを構成する水晶のＸ軸は、図４中左側を向いている。このような圧電体層５１ａ、５３ａ、５１ｃ、５３ｃは、それぞれＹカット水晶板で構成され、Ｘ軸の向きが互いに９０°ずつ異なっている。また、圧電体層５１ｂ、５３ｂは、それぞれＸカット水晶板で構成され、Ｘ軸の向きが互いに１８０°異なる。
【００４８】
出力電極層５２ａ、５２ｂ、５２ｃおよびグランド電極層５４、５５、５６、５７を構成する材料は、それぞれ、電極として機能し得る材料であれば特に限定されないが、例えば、ニッケル、金、チタニウム、アルミニウム、銅、鉄、クロムまたはこれらを含む合金が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば積層して）用いることができる。
【００４９】
以上、力検出素子４１について説明したが、力検出素子４１を構成する圧電素子および圧電体層の数は、前述した数に限定されない。例えば、各圧電素子５が備える圧電体層の数が１つまたは３つ以上であってもよいし、力検出素子４１が有する圧電素子５の数が２つまたは４つ以上であってもよい。
【００５０】
［与圧ボルト（固定部材）］
図３に示すように、複数の与圧ボルト６は、第１部材２と第２部材３とでセンサーデバイス４（より具体的には圧電素子５）を挟んで与圧した状態で第１部材２および第２部材３を互いに固定している。与圧が加えられていることにより、力検出装置１に加えられた外力を精度よく検出することができ、さらに力検出素子４１に対して、第１部材２および第２部材３が互いに接近する方向の外力が加わった場合のみならず、互いに離間する方向の外力が加わった場合でも、その力を検出することができる。
【００５１】
ここで、各与圧ボルト６の一端部には頭部６１、他端部には雄ネジ６２が設けられており、各与圧ボルト６は、前述した第２部材３の貫通孔３２に第１部材２とは反対側から挿通されている。そして、頭部６１が貫通孔３２の段差部に係合するとともに、雄ネジ６２が前述した第１部材２の雌ネジ２２に螺合している。このような複数の与圧ボルト６により、第１部材２の凸部２１の頂面２１１と第２部材３の下面３１とでセンサーデバイス４のパッケージ４２を介して力検出素子４１を挟んで与圧することができる。また、各与圧ボルト６の締結力を適宜調整することで、力検出素子４１に対して、所定の大きさのｚ軸方向の圧力を与圧として加えることができる。また、センサーデバイス４が複数ある場合には、各与圧ボルト６の締結力を適宜調整することで、全てのセンサーデバイス４（複数の圧電素子５）に対して一括して所定の大きさのｚ軸方向の圧力を与圧として加えることができる。このような各与圧ボルト６の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、各種金属材料等が挙げられる。
【００５２】
なお、各与圧ボルト６の位置および数は、それぞれ、図示の位置および数に限定されない。例えば、複数の与圧ボルト６のうちの少なくとも２つは、軸線ｚ１との間の距離が互いに異なっていてもよい。また、与圧ボルト６の数は、例えば、３つ以下または５つ以上であってもよい。
【００５３】
［アナログ回路基板］
アナログ回路基板７は、前述した第１部材２と第２部材３との間に配置されている。これにより、センサーデバイス４からの配線長さを短くすることができ、構造の簡素化に寄与するという利点がある。このアナログ回路基板７には、第１部材２の各凸部２１が挿通されている貫通孔７１と、各与圧ボルト６が挿通されている貫通孔７２と、が形成されている。そして、アナログ回路基板７は、凸部２１に対して嵌合または接着剤等により固定され支持されている。
【００５４】
アナログ回路基板７は、前述したセンサーデバイス４が有する複数の端子４３に電気的に接続されている。アナログ回路基板７は、図示しないが、センサーデバイス４の力検出素子４１から出力された電荷Ｑｘ、Ｑｙ、Ｑｚをそれぞれ電圧Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚに変換する変換出力回路を備えている。この変換出力回路は、例えば、オペアンプと、コンデンサーと、スイッチング素子と、を有して構成することができる。
【００５５】
［デジタル回路基板］
デジタル回路基板８は、前述した第１部材２と第２部材３との間（より具体的には第１部材２とアナログ回路基板７との間）に配置されている。これにより、センサーデバイス４からの配線長さを短くすることができ、構造の簡素化に寄与するという利点がある。このデジタル回路基板８には、前述したアナログ回路基板７と同様、第１部材２の各凸部２１が挿通されている貫通孔８１と、各与圧ボルト６が挿通されている貫通孔８２と、が形成されている。そして、デジタル回路基板８は、凸部２１に対して嵌合または接着剤等により固定され支持されている。
【００５６】
また、デジタル回路基板８は、前述したアナログ回路基板７に電気的に接続されている。デジタル回路基板８は、図示しないが、アナログ回路基板７からの電圧Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚに基づいて、外力を検出（演算）する外力検出回路を備えている。この外力検出回路は、例えば、ＡＤコンバーターと、このＡＤコンバーターに接続されたＣＰＵ等の演算回路と、を有して構成することができる。
【００５７】
ここで、デジタル回路基板８は、アナログ回路基板７から出力される電圧Ｖｘａ、Ｖｙａ、Ｖｚａ、Ｖｘｂ、Ｖｙｂ、Ｖｚｂ、Ｖｘｃ、Ｖｙｃ、Ｖｚｃ、Ｖｘｄ、Ｖｙｄ、Ｖｚｄに基づき、図５に示すｘ軸方向の並進力成分Ｆｘ、ｙ軸方向の並進力成分Ｆｙ、ｚ軸方向の並進力成分Ｆｚ、ｘ軸周りの回転力成分Ｍｘ、ｙ軸周りの回転力成分Ｍｙ、ｚ軸周りの回転力成分Ｍｚを演算する。各力成分は、以下の式により求めることができる。
【００５８】
Ｆｘ＝Ｖｘａ＋Ｖｘｂ＋Ｖｘｃ＋Ｖｘｄ
Ｆｙ＝Ｖｙａ＋Ｖｙｂ＋Ｖｙｃ＋Ｖｙｄ
Ｆｚ＝Ｖｚａ＋Ｖｚｂ＋Ｖｚｃ＋Ｖｚｄ
Ｍｘ＝Ｒ１×（Ｖｚｄ−Ｖｚｂ）
Ｍｙ＝Ｒ２×（Ｖｚｃ−Ｖｚａ）
Ｍｚ＝Ｒ１×（Ｖｘｂ−Ｖｘｄ）＋Ｒ２×（Ｖｙａ−Ｖｙｃ）
【００５９】
ここで、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ定数である。また、「電圧Ｖｘａ、Ｖｙａ、Ｖｚａ」、「電圧Ｖｘｂ、Ｖｙｂ、Ｖｚｂ」、「電圧Ｖｘｃ、Ｖｙｃ、Ｖｚｃ」、「電圧Ｖｘｄ、Ｖｙｄ、Ｖｚｄ」は、それぞれ、図５中のセンサーデバイス４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ（４つのセンサーデバイス４）に関する電圧Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚである。なお、図５では、各センサーデバイス４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに加わるｘ軸方向の並進力成分Ｆｘａ、Ｆｘｂ、Ｆｘｃ、Ｆｘｄ、ｙ軸方向の並進力成分Ｆｙａ、Ｆｙｂ、Ｆｙｃ、Fｙｄ、ｚ軸方向の並進力成分Ｆｚａ、Ｆｚｂ、Ｆｚｃ、Ｆｚｄを示している。
【００６０】
このように、力検出装置１は、並進力成分Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚおよび回転力成分Ｍｘ、Ｍｙ、Ｍｚを検出することができる。なお、デジタル回路基板８は、前述した演算に加えて、例えば、各変換出力回路間の感度の差をなくす補正等を行ってもよい。
【００６１】
以上のような力検出装置１は、前述したように、駆動力の発生および伝達のうちの少なくとも一方を行う駆動装置２０の一部を構成している第１部材２と、第２部材３と、第１部材２と第２部材３との間に配置され、外力に応じて信号を出力する圧電素子５と、を備える。このような力検出装置１によれば、第１部材２が駆動装置２０の一部を構成しているため、第１部材２が駆動装置とは別体で構成されている場合に比べて、力検出装置１および駆動装置２０を有する駆動ユニット１０の小型化を図ることができる。より詳しくは、部品点数を減らし、構造の簡素化を図ることができる。
【００６２】
また、圧電素子５は、水晶を含む。これにより、高感度、広いダイナミックレンジ、高い剛性等の優れた特性を有する力検出装置１を実現することができる。
【００６３】
本実施形態では、力検出装置１は、第１部材２と第２部材３とが並んでいる方向に積層されている複数の圧電素子５を備える。これにより、複数の圧電素子５を積層することで、力検出装置１の高感度化を図ったり、検出軸の多軸化を図ったりすることができる。また、前述したようにセンサーデバイス４が複数の圧電素子５の積層方向に偏平な形状となることから、第１部材２と第２部材３とが並んでいる方向に対して垂直な方向に複数の圧電素子５を積層する場合に比べて、力検出装置１のさらなる小型化を図ることができる。また、圧電素子５に加わる荷重の方向が主に圧電素子５の積層方向となるため、力検出装置１全体の剛性を高めることもできる。
【００６４】
また、前述したように、駆動装置２０は、モーター３０、減速機６０およびエンコーダー４０を含んでいる。そして、第１部材２は、減速機６０の一部を構成している。これにより、力検出装置１を減速機６０と一体化（ユニット化）することができる。なお、駆動装置２０がモーター３０、減速機６０およびエンコーダー４０のうちの少なくとも１つを含んでいれば、力検出装置１をモーター３０、減速機６０またはエンコーダー４０のいずれかと一体化（ユニット化）することができる。
【００６５】
さらに、力検出装置１は、第１部材２と第２部材３とで圧電素子５を挟んで与圧した状態で第１部材２および第２部材３を互いに固定している「固定部材」である与圧ボルト６を備える。これにより、外力が加わっていない状態（自然状態）での圧電素子５の出力の変動を低減することができる。また、与圧方向に沿った両方向での外力を圧電素子５で検出することができる。
【００６６】
以上のように、駆動ユニット１０は、力検出装置１と、駆動力の発生および伝達のうちの少なくとも一方を行う駆動装置２０と、を備え、力検出装置１の第１部材２が駆動装置２０の一部を構成している。このような駆動ユニット１０によれば、第１部材２が駆動装置２０の一部を構成しているため、第１部材２が駆動装置とは別体で構成されている場合に比べて小型化を図ることができる。より詳しくは、部品点数を減らし、構造の簡素化を図ることができる。
【００６７】
＜第２実施形態＞
図６は、本発明の第２実施形態に係る力検出装置を示す断面図である。図７は、図６中のＢ−Ｂ線断面図である。
【００６８】
以下、第２実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図６および図７において、前述した実施形態と同様の構成に関しては、同一符号を付している。
【００６９】
図６および図７に示す力検出装置１Ａは、第１部材２Ａと、第１部材２Ａに対して間隔を隔てて配置されている第２部材３Ａと、第１部材２Ａと第２部材３Ａとの間に配置されている複数（本実施形態では４つ）のセンサーデバイス４、アナログ回路基板７Ａおよびデジタル回路基板８Ａと、第１部材２Ａおよび第２部材３Ａを互いに固定している複数（本実施形態では４つ）の与圧ボルト６Ａと、を備えている。
【００７０】
第１部材２Ａは、前述した第１実施形態の雌ネジ２２を省略するとともに複数の凸部２１に代えて複数の壁部２３を有する以外は、前述した第１実施形態の第１部材２と同様である。各壁部２３は、第２部材３Ａ側に向かって立設されている。また、各壁部２３には、軸線ｚ１とは反対側に突出している凸部２４が形成されている。この凸部２４の頂面２４１は、軸線ｚ１に直交する法線を有する平面である。また、各壁部２３には、与圧ボルト６Ａの雄ネジ６２Ａが螺合している雌ネジ２３１が形成されている。
【００７１】
第２部材３Ａは、前述した第１実施形態の貫通孔３２を省略するとともに複数の壁部３３を加えた以外は、前述した第１実施形態の第２部材３と同様である。各壁部３３は、第１部材２Ａ側に向かって立設されている。この壁部３３は、前述した第１部材２Ａの壁部２３に対して軸線ｚ１とは反対側に配置されている。また、壁部３３の壁部２３側の面３３１は、前述した凸部２４の頂面２４１に平行である。また、各壁部３３には、与圧ボルト６Ａが挿通されるとともに与圧ボルト６Ａの頭部６１Ａが係合している。
【００７２】
このような第１部材２Ａの頂面２４１と第２部材３Ａの面３３１との間には、センサーデバイス４が配置されている。そして、複数の与圧ボルト６Ａによって、センサーデバイス４は、頂面２４１と面３３１とに挟持されて与圧されている。ここで、センサーデバイス４は、力検出素子４１の積層方向が軸線ｚ１に直交するように配置されており、これにより、力検出素子４１がその積層方向に与圧を受けることとなる。また、４つのセンサーデバイス４は、ｚ１軸に沿った方向から見たとき、軸線ｚ１を通りｙ軸に平行な線分ＣＬに対して対称となるように配置されている。また、４つのセンサーデバイス４は、軸線ｚ１まわりに等角度間隔に配置されている。
【００７３】
アナログ回路基板７Ａは、壁部２３と壁部３３との間に配置されている。ここで、アナログ回路基板７Ａには、第１部材２Ａの凸部２４が挿通されている貫通孔７１Ａが形成されている。また、アナログ回路基板７Ａは、センサーデバイス４に電気的に接続されている。このアナログ回路基板７Ａは、前述した第１実施形態のアナログ回路基板７と同様の機能を有する。
【００７４】
デジタル回路基板８Ａは、複数の壁部２３の頂面上にこれらに跨って配置されている。このデジタル回路基板８Ａは、アナログ回路基板７Ａからの電圧に基づいて、並進力成分Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚおよび回転力成分Ｍｘ、Ｍｙ、Ｍｚを演算する。ここで、本実施形態では、センサーデバイス４の姿勢が前述した第１実施形態とは異なるため、デジタル回路基板８Ａでは、その姿勢の相違を考慮して演算を行う。その際、温度変動の影響を受けやすい電荷Ｑｚを用いずに、並進力成分Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚおよび回転力成分Ｍｘ、Ｍｙ、Ｍｚの演算が可能である。そのため、力検出装置１Ａは、温度の変動による影響を受けにくく、高精度な検出が可能であるという利点がある。
【００７５】
以上説明したような第２実施形態によっても、力検出装置１Ａおよび駆動装置を有するユニットの小型化を図ることができる。
【００７６】
＜第３実施形態＞
図８は、本発明の第３実施形態に係る駆動ユニットを示す断面図である。
以下、第３実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図８において、前述した実施形態と同様の構成に関しては、同一符号を付している。
【００７７】
図８に示す駆動ユニット１０Ｂは、複数のセンサーデバイス４を前述した第１実施形態のような第１部材２と第２部材３との間ではなく、エンコーダー４０の基部４０１とフランジ５０との間に設けた以外は、前述した第１実施形態の駆動ユニット１０Ｂと同様である。
【００７８】
この駆動ユニット１０Ｂは、駆動力を発生および伝達する駆動装置２０Ｂと、力を検出する力検出装置１Ｂと、を有し、これらがユニット化されている。ここで、駆動装置２０Ｂは、モーター３０と、モーター３０の回転状態を検出するエンコーダー４０と、モーター３０からの駆動力を減速して出力する減速機６０と、を有する。
【００７９】
力検出装置１Ｂは、第１部材２Ｂと、第２部材３Ｂと、これらの間に配置されているセンサーデバイス４と、を有する。ここで、センサーデバイス４は、圧電素子５を含んでいる。また、第１部材２Ｂは、エンコーダー４０の基部４０１を兼ねている（共用されている）。すなわち、第１部材２Ｂは、基部４０１と一体化されている。これにより、駆動ユニット１０Ｂの構造の簡素化および小型化を図ることができる。また、第２部材３Ｂは、フランジ５０を兼ねている。これによっても、駆動ユニット１０Ｂの構造の簡素化および小型化を図ることができる。なお、本実施形態では、減速機６０と第２部材３とが図示しないボルト等により直接固定されているが、これらは、一体であってもよい。また、アナログ回路基板およびデジタル回路基板は、図８中省略されているが、これらは、第１部材２または第２部材３Ｂの近傍に設けられるのがよい。これにより、センサーデバイス４からの配線長さを短くすることができるという利点がある。
【００８０】
このように、力検出装置１Ｂでは、第１部材２Ｂがエンコーダー４０の一部（基部４０１）を構成している。これにより、力検出装置１Ｂをエンコーダー４０と一体化（ユニット化）することができる。
【００８１】
以上説明したような第３実施形態によっても、力検出装置１Ｂおよび駆動装置２０Ｂを有する駆動ユニット１０Ｂの構造の簡素化および小型化を図ることができる。
【００８２】
（ロボット）
以下、本発明のロボットについて単腕ロボットを例に説明する。
図９は、本発明のロボットの一例を示す斜視図である。
図９に示すロボット１０００は、精密機器やこれを構成する部品（対象物）の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うことができる。このロボット１０００は、６軸ロボットであり、床や天井に固定されるベース１０１０と、ベース１０１０に回動自在に連結されたアーム１０２０と、アーム１０２０に回動自在に連結されたアーム１０３０と、アーム１０３０に回動自在に連結されたアーム１０４０と、アーム１０４０に回動自在に連結されたアーム１０５０と、アーム１０５０に回動自在に連結されたアーム１０６０と、アーム１０６０に回動自在に連結されたアーム１０７０と、これらアーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０の駆動を制御する制御部１０８０と、を有している。また、アーム１０７０にはハンド接続部が設けられており、ハンド接続部にはロボット１０００に実行させる作業に応じたエンドエフェクター１０９０が装着されている。
【００８３】
また、ロボット１０００が有する複数の関節部のうちの全部または一部には駆動ユニット１０（力検出装置１）が搭載されており、この駆動ユニット１０の駆動によって各アーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０が回動する。各駆動ユニット１０の駆動は、制御部１０８０によって制御される。なお、図示では、駆動ユニット１０は、アーム１０４０とアーム１０５０との間の関節部に設けられている。そして、第２部材３がアーム１０５０の一部を構成している。
【００８４】
ここで、力検出装置１の第２部材３は、アーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０のいずれかのアームの一部を構成している。これにより、当該アームの長さを短くすることができる。また、力検出装置１の検出結果は、制御部１０８０に入力される。そして、制御部１０８０は、力検出装置１の検出結果に基づいて、駆動ユニット１０（より具体的にはモーター３０）の駆動を制御する。これにより、位置制御では困難だった障害物回避動作、対象物損傷回避動作等を容易に行うことができ、ロボット１０００の安全性を向上させることができる。
【００８５】
以上のようなロボット１０００は、力検出装置１と、駆動力の発生および伝達のうちの少なくとも一方を行う駆動装置２０と、を備え、力検出装置１の第１部材２が駆動装置２０の一部を構成している。このようなロボット１０００によれば、前述したように、第１部材２が駆動装置２０の一部を構成しているため、第１部材２が駆動装置とは別体で構成されている場合に比べて、力検出装置１および駆動装置２０を有するユニットの簡素化および小型化を図ることができる。そのため、ロボット１０００の簡素化および小型化を図ることができる。
【００８６】
また、ロボット１０００は、駆動装置２０を支持している「第３部材」であるアーム１０４０と、アーム１０４０に対して回動可能な「第４部材」であるアーム１０５０と、を備える。そして、前述したように、駆動装置２０は、減速機６０を含み、第１部材２は、減速機６０の一部を構成し、第２部材３は、アーム１０５０の一部を構成している。これにより、力検出装置１を減速機６０およびアーム１０５０と一体化（ユニット化）することができる。そのため、ロボット１０００のさらなる簡素化および小型化を図ることができる。
【００８７】
なお、ロボット１０００が有するアームの数は、図示では５本であるが、これに限定されず、１〜４本または６本以上であってもよい。
【００８８】
以上、本発明の力検出装置、駆動ユニットおよびロボットを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
【００８９】
また、本発明は、前述した実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００９０】
また、前述した実施形態では、駆動装置がモーター、エンコーダーおよび減速機を有する場合を例に説明したが、駆動装置は、駆動力の発生および伝達のうちの少なくとも一方を行う装置であれば、これに限定されず、例えば、モーター、エンコーダーおよび減速機のうちの少なくとも１つを有するものであってもよい。また、前述した第１実施形態では、減速機６０のみが駆動装置であるとも言えるし、モーター３０および減速機６０からなるユニットが駆動装置であるとも言える。また、前述した第３実施形態では、エンコーダー４０のみが駆動装置であるとも言えるし、モーター３０およびエンコーダー４０からなるユニットが駆動装置であるとも言える。
また、センサーデバイスが有するパッケージが省略されていてもよい。
【００９１】
また、圧電素子に与圧を与える固定部材は、第１部材と第２部材とで圧電素子を挟んで与圧した状態で第１部材および第２部材を互いに固定することができれば、前述した与圧ボルトのような形態に限定されない。また、与圧ボルトは、必要に応じて設ければよく、省略してもよいし、圧電素子に与圧与えないようにして第１部材および第２部材を互いに固定してもよい。
【００９２】
また、本発明のロボットは、アームを有していれば、単腕ロボットに限定されず、例えば、双腕ロボット、スカラーロボット等の他のロボットであってもよい。
【００９３】
また、本発明の力検出装置および駆動ユニットは、ロボット以外の機器に組み込んでもよく、例えば、自動車等の移動体に搭載してもよい。
【００９４】
また、前述した実施形態では、圧電素子が有する圧電体に水晶を用いた場合を例に説明したが、かかる圧電体は、圧電性を有する材料であればこれに限定されず、例えば、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ジルコニウム酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）、チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ），ＴｉＯ３）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ニオブ酸ジルコニウムチタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｂ）Ｏ３）、マグネシウムニオブ酸ジルコニウムチタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ３）等であってもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１…力検出装置、１Ａ…力検出装置、１Ｂ…力検出装置、２…第１部材、２Ａ…第１部材、２Ｂ…第１部材、３…第２部材、３Ａ…第２部材、３Ｂ…第２部材、４…センサーデバイス、４ａ…センサーデバイス、４ｂ…センサーデバイス、４ｃ…センサーデバイス、４ｄ…センサーデバイス、５…圧電素子、５ａ…圧電素子、５ｂ…圧電素子、５ｃ…圧電素子、６…与圧ボルト（固定部材）、６Ａ…与圧ボルト（固定部材）、７…アナログ回路基板、７Ａ…アナログ回路基板、８…デジタル回路基板、８Ａ…デジタル回路基板、１０…駆動ユニット、１０Ｂ…駆動ユニット、２０…駆動装置、２０Ｂ…駆動装置、２１…凸部、２２…雌ネジ、２３…壁部、２４…凸部、２６…凹部、３０…モーター、３１…下面、３２…貫通孔、３３…壁部、４０…エンコーダー、４１…力検出素子、４２…パッケージ、４３…端子、５０…フランジ、５１ａ…圧電体層、５１ｂ…圧電体層、５１ｃ…圧電体層、５２ａ…出力電極層、５２ｂ…出力電極層、５２ｃ…出力電極層、５３ａ…圧電体層、５３ｂ…圧電体層、５３ｃ…圧電体層、５４…グランド電極層、５５…グランド電極層、５６…グランド電極層、５７…グランド電極層、６０…減速機、６１…頭部、６１Ａ…頭部、６２…雄ネジ、６２Ａ…雄ネジ、７１…貫通孔、７１Ａ…貫通孔、７２…貫通孔、８１…貫通孔、８２…貫通孔、２１１…頂面、２３１…雌ネジ、２４１…頂面、３０１…回転軸、３０２…ローター、３０３…ステーター、３０４…ハウジング、３３１…面、４０１…基部、４０２…貫通孔、４０３…軸受、４０４…回転体、４２１…基部、４２２…蓋体、４２３…凹部、５０１…貫通孔、６０１…基部、６０２…貫通孔、６０３…軸受、６０４…ハウジング、６０５…クロスローラーベアリング、６０６…剛性歯車、６０７…可撓性歯車、６０８…波動発生器、６０９…出力部、１０００…ロボット、１０１０…ベース、１０２０…アーム、１０３０…アーム、１０４０…アーム、１０５０…アーム、１０６０…アーム、１０７０…アーム、１０８０…制御部、１０９０…エンドエフェクター、Ｆｘ…並進力成分、Ｆｘａ…並進力成分、Ｆｙ…並進力成分、Ｆｙａ…並進力成分、Ｆｚ…並進力成分、Ｆｚａ…並進力成分、Ｍｘ…回転力成分、Ｍｙ…回転力成分、Ｍｚ…回転力成分、Ｑｘ…電荷、Ｑｙ…電荷、Ｑｚ…電荷、ｚ１…軸線
【図１】
2018054563.tif 000003
【図２】
2018054563.tif 000004
【図３】
2018054563.tif 000005
【図４】
2018054563.tif 000006
【図５】
2018054563.tif 000007
【図６】
2018054563.tif 000008
【図７】
2018054563.tif 000009
【図８】
2018054563.tif 000010
【図９】
2018054563.tif 000011