(57)【要約】【課題】力センサの薄型化を図る。【解決手段】力センサ２は、検知部２０と、第１構造体２１および第２構造体２２と、弾性体２３とを備える。検知部２０は、磁性体で形成されるコア４、およびコア４と磁気的に結合するコイル５を有する。検知部２０では、通電によりコイル５が発生する磁束がコア４を通る。第１構造体２１および第２構造体２２は、コア４の所定の検知方向における両側にそれぞれ配置される。弾性体２３は、第１構造体２１の外周縁と第２構造体２２の外周縁との間に設けられて両者に接合され、コア４よりも弾性率の低い材料で形成される。そして、検知部２０は、検知方向に沿う向きに第１構造体２１および第２構造体２２から掛かる荷重を受けるように構成される。【選択図】図１
2017075871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体で形成されるコア、および前記コアと磁気的に結合するコイルを有し、通電により前記コイルが発生する磁束が前記コアを通る検知部と、
前記コアの所定の検知方向における両側にそれぞれ配置される第１構造体および第２構造体と、
前記第１構造体の外周縁と前記第２構造体の外周縁との間に設けられて両者に接合され、前記コアよりも弾性率の低い材料で形成される弾性体とを備え、
前記検知部は、前記検知方向に沿う向きに前記第１構造体および前記第２構造体から掛かる荷重を受けるように構成されることを特徴とする力センサ。
【請求項２】
前記検知方向に沿う軸周りにおける前記第１構造体および前記第２構造体の相対的な回転を抑制する抑制構造をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の力センサ。
【請求項３】
前記抑制構造として、前記第１構造体および前記第２構造体は、それぞれ前記検知方向から見て非真円形状に形成されることを特徴とする請求項２記載の力センサ。
【請求項４】
前記第１構造体および前記第２構造体は、それぞれ前記検知方向から見て四角形状に形成されることを特徴とする請求項３記載の力センサ。
【請求項５】
前記抑制構造として、前記第１構造体および前記第２構造体は、それぞれ前記回転の方向において突き合わされるストッパを備えることを特徴とする請求項２記載の力センサ。
【請求項６】
前記ストッパは、前記第１構造体および前記第２構造体のいずれか一方の外周縁から突出する第１突起と、他方の外周縁から突出し前記第１突起を挟む一対の第２突起とで構成されることを特徴とする請求項５記載の力センサ。
【請求項７】
前記ストッパは、前記第１構造体および前記第２構造体のいずれか一方の外周縁から突出する凸部と、他方の外周縁に設けられて前記凸部が嵌まり込む凹部とで構成されることを特徴とする請求項５記載の力センサ。
【請求項８】
前記第１構造体および前記第２構造体には、前記検知方向において連続して貫通する挿通孔が設けられ、
前記ストッパは、前記挿通孔と、前記挿通孔に挿し通されるピンとで構成されることを特徴とする請求項５記載の力センサ。
【請求項９】
前記第１構造体および前記第２構造体の少なくとも一方の外周縁から前記検知方向において前記検知部側に突出する縁部をさらに備えることを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１項に記載の力センサ。
【請求項１０】
前記第１構造体および前記第２構造体のいずれか一方は、他方の前記縁部に囲まれた開口を塞ぐ板状の蓋であることを特徴とする請求項９記載の力センサ。
【請求項１１】
前記第１構造体および前記第２構造体は、同一の構造であることを特徴とする請求項９または１０記載の力センサ。
【請求項１２】
前記縁部は、前記第１構造体および前記第２構造体とは別体の第３構造体からなることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の力センサ。
【請求項１３】
前記コアは、中空部を有し、
前記コアの内周面を覆い、前記第１構造体、前記第２構造体、および前記第３構造体とは別体の第４構造体をさらに備えることを特徴とする請求項１２記載の力センサ。
【請求項１４】
前記第１構造体および前記第２構造体は、それぞれ前記中空部と連続して前記検知方向に貫通する通孔を有し、
前記第１構造体の前記通孔の周面、前記第２構造体の前記通孔の周面、および前記第４構造体の内周面の少なくともいずれか１つには、ねじが形成されることを特徴とする請求項１３記載の力センサ。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の力センサと、前記コイルの磁気特性の変化に基づいて荷重を検知する検知回路とを備えることを特徴とする力検知装置。
【請求項１６】
前記検知回路は、前記第１構造体、前記第２構造体、および前記弾性体により囲まれる空間内に収納される基板に実装されることを特徴とする請求項１５記載の力検知装置。
【請求項１７】
前記検知回路は筐体内に収納され、
前記筐体は、前記力センサに着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項１５記載の力検知装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の力センサを複数備え、前記複数の力センサは、それぞれ複数のねじに取り付けられて、前記複数のねじの各々の緩みを検知することを特徴とする力検知システム。
【請求項１９】
前記複数の力センサから検知データを収集する収集装置をさらに備えることを特徴とする請求項１８記載の力検知システム。
【請求項２０】
前記収集装置の収集した検知データを含むデータ信号を受信する受信端末をさらに備えることを特徴とする請求項１９記載の力検知システム。
【請求項２１】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の力センサを複数用いて、前記複数の力センサをそれぞれ複数のねじに取り付けて、前記複数のねじの各々の緩みを検知することを特徴とする力検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に力センサおよびそれを用いた力検知装置、力検知システム、力検知方法、より詳細には、磁性体の逆磁歪効果を利用して磁性体に加わる荷重を検知する力センサおよびそれを用いた力検知装置、力検知システム、力検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ストレインゲージ（ひずみゲージ）を用いて荷重を検知するロードセル（力センサ）が知られており、たとえば特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の力センサは、平面視で円環形状の外周固定部と、外周固定部の内側の中央に位置する荷重印加部と、外周固定部と荷重印加部とを結合する複数の起歪部とを備えている。各起歪部には、それぞれストレインゲージが貼り付けられている。各ストレインゲージは、荷重印加部に加えられた荷重を検知して電気信号に変換する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６−７４９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例は、起歪部と共にストレインゲージが変形することで荷重を検知する構成となっているため、板状部材（プレート）を加工することで起歪部を設ける必要がある。このため、上記従来例では、起歪部が設計可能な厚さを有するプレートを必要とし、力センサの薄型化を図ることが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みて為されており、力センサの薄型化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の形態の力センサは、磁性体で形成されるコア、および前記コアと磁気的に結合するコイルを有し、通電により前記コイルが発生する磁束が前記コアを通る検知部と、前記コアの所定の検知方向における両側にそれぞれ配置される第１構造体および第２構造体と、前記第１構造体の外周縁と前記第２構造体の外周縁との間に設けられて両者に接合され、前記コアよりも弾性率の低い材料で形成される弾性体とを備え、前記検知部は、前記検知方向に沿う向きに前記第１構造体および前記第２構造体から掛かる荷重を受けるように構成されることを特徴とする。
【０００７】
第２の形態の力センサは、第１の形態において、前記検知方向に沿う軸周りにおける前記第１構造体および前記第２構造体の相対的な回転を抑制する抑制構造をさらに備えることが好ましい。
【０００８】
第３の形態の力センサは、第２の形態において、前記抑制構造として、前記第１構造体および前記第２構造体は、それぞれ前記検知方向から見て非真円形状に形成されることが好ましい。
【０００９】
第４の形態の力センサは、第３の形態において、前記第１構造体および前記第２構造体は、それぞれ前記検知方向から見て四角形状に形成されることが好ましい。
【００１０】
第５の形態の力センサは、第２乃至第４のいずれかの形態において、前記抑制構造として、前記第１構造体および前記第２構造体は、それぞれ前記回転の方向において突き合わされるストッパを備えることが好ましい。
【００１１】
第６の形態の力センサは、第５の形態において、前記ストッパは、前記第１構造体および前記第２構造体のいずれか一方の外周縁から突出する第１突起と、他方の外周縁から突出し前記第１突起を挟む一対の第２突起とで構成されることが好ましい。
【００１２】
第７の形態の力センサは、第５の形態において、前記ストッパは、前記第１構造体および前記第２構造体のいずれか一方の外周縁から突出する凸部と、他方の外周縁に設けられて前記凸部が嵌まり込む凹部とで構成されることが好ましい。
【００１３】
第８の形態の力センサは、第５の形態において、前記第１構造体および前記第２構造体には、前記検知方向において連続して貫通する挿通孔が設けられ、前記ストッパは、前記挿通孔と、前記挿通孔に挿し通されるピンとで構成されることが好ましい。
【００１４】
第９の形態の力センサは、第２乃至第８のいずれかの形態において、前記第１構造体および前記第２構造体の少なくとも一方の外周縁から前記検知方向において前記検知部側に突出する縁部をさらに備えることが好ましい。
【００１５】
第１０の形態の力センサは、第９の形態において、前記第１構造体および前記第２構造体のいずれか一方は、他方の前記縁部に囲まれた開口を塞ぐ板状の蓋であることが好ましい。
【００１６】
第１１の形態の力センサは、第９または第１０の形態において、前記第１構造体および前記第２構造体は、同一の構造であることが好ましい。
【００１７】
第１２の形態の力センサは、第９乃至第１１のいずれかの形態において、前記縁部は、前記第１構造体および前記第２構造体とは別体の第３構造体からなることが好ましい。
【００１８】
第１３の形態の力センサは、第１２の形態において、前記コアは、中空部を有し、前記コアの内周面を覆い、前記第１構造体、前記第２構造体、および前記第３構造体とは別体の第４構造体をさらに備えることが好ましい。
【００１９】
第１４の形態の力センサは、第１３の形態において、前記第１構造体および前記第２構造体は、それぞれ前記中空部と連続して前記検知方向に貫通する通孔を有し、前記第１構造体の前記通孔の周面、前記第２構造体の前記通孔の周面、および前記第４構造体の内周面の少なくともいずれか１つには、ねじが形成されることが好ましい。
【００２０】
第１５の形態の力検知装置は、第１乃至第１４のいずれかの形態の力センサと、前記コイルの磁気特性の変化に基づいて荷重を検知する検知回路とを備えることを特徴とする。
【００２１】
第１６の形態の力検知装置は、第１５の形態において、前記検知回路は、前記第１構造体、前記第２構造体、および前記弾性体により囲まれる空間内に収納される基板に実装されることが好ましい。
【００２２】
第１７の形態の力検知装置は、第１５の形態において、前記検知回路は筐体内に収納され、前記筐体は、前記力センサに着脱可能に取り付けられることが好ましい。
【００２３】
第１８の形態の力検知システムは、第１乃至第１４のいずれかの形態の力センサを複数備え、前記複数の力センサは、それぞれ複数のねじに取り付けられて、前記複数のねじの各々の緩みを検知することを特徴とする。
【００２４】
第１９の形態の力検知システムは、第１８の形態において、前記複数の力センサの各々から検知データを収集する収集装置をさらに備えることが好ましい。
【００２５】
第２０の形態の力検知システムは、第１９の形態において、前記収集装置の収集した検知データを含むデータ信号を受信する受信端末をさらに備えることが好ましい。
【００２６】
第２１の形態の力検知方法は、第１乃至第１４のいずれかの形態の力センサを複数用いて、前記複数の力センサをそれぞれ複数のねじに取り付けて、前記複数のねじの各々の緩みを検知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、第１構造体と第２構造体とをコアの所定の検知方向における両側に配置し、第１構造体および第２構造体の両者に弾性体を接合した構成となっている。このため、本発明では、第１構造体および第２構造体に従来例のような起歪部を設ける加工が必要ではないので、第１構造体および第２構造体の厚さ方向の寸法を小さくすることができる。したがって、本発明は、第１構造体および第２構造体の厚さ方向の寸法を小さくすることで、力センサの薄型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１Ａは、実施形態１に係る力センサおよび力検知装置の概略図である。図１Ｂは、実施形態１に係る力センサの一部省略した平面図である。図１Ｃは、実施形態１に係る力センサの断面図である。
【図２】実施形態１に係る力検知装置における検知回路の概略図である。
【図３】実施形態１に係る力センサにおいて、通孔を有する構成の断面図である。
【図４】図４Ａは、実施形態１に係る力検知装置の外観の概略図である。図４Ｂは、実施形態１に係る力検知装置の実施例の概略図である。
【図５】図５Ａは、実施形態２に係る力センサの断面図である。図５Ｂは、実施形態２に係る力センサの一部省略した平面図である。
【図６】実施形態２に係る力検知装置の実施例の概略図である。
【図７】実施形態３に係る力検知装置の分解斜視図である。
【図８】実施形態３に係る力検知装置の断面を表した斜視図である。
【図９】図９Ａ、図９Ｂは、それぞれ実施形態３に係る力検知装置の第１構造体および第２構造体の一例を示す図である。
【図１０】図１０Ａ、図１０Ｂは、それぞれ実施形態３に係る力検知装置の第１構造体および第２構造体の一例を示す図である。
【図１１】図１１Ａは、実施形態３に係る力検知装置において、第４構造体に雌ねじを設けた構成の断面を表した斜視図である。図１１Ｂは、実施形態３に係る力検知装置において、第１構造体に雌ねじを設けた構成の断面を表した斜視図である。
【図１２】実施形態３に係る力検知装置の一例を示す分解斜視図である。
【図１３】変形例１に係る力センサにおける第１構造体および第２構造体を示す分解斜視図である。
【図１４】変形例２に係る力センサにおける第１構造体および第２構造体を示す分解斜視図である。
【図１５】変形例３に係る力センサにおける第１構造体および第２構造体を示す分解斜視図である。
【図１６】変形例４に係る力センサにおける第１構造体および第２構造体を示す分解斜視図である。
【図１７】変形例５に係る力センサにおける第１構造体および第２構造体を示す分解斜視図である。
【図１８】実施形態に係る力検知システムの概略図である。
【図１９】図１９Ａ、図１９Ｂは、それぞれ実施形態に係る力検知システムの実施例の概略図である。
【図２０】図２０Ａ〜図２０Ｃは、それぞれ実施形態に係る力検知システムの配線例の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の実施形態に係る力センサ２は、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、検知部２０と、第１構造体２１および第２構造体２２と、弾性体２３とを備えている。検知部２０は、磁性体で形成されるコア４、およびコア４と磁気的に結合するコイル５を有している。検知部２０では、通電によりコイル５が発生する磁束がコア４を通る。第１構造体２１および第２構造体２２は、コア４の所定の検知方向における両側にそれぞれ配置されている。弾性体２３は、第１構造体２１の外周縁と第２構造体２２の外周縁との間に設けられて両者に接合され、コア４よりも弾性率の低い材料で形成されている。そして、検知部２０は、検知方向に沿う向きに第１構造体２１および第２構造体２２から掛かる荷重を受けるように構成されている。
【００３０】
また、本発明の実施形態に係る力検知装置１は、図１Ａに示すように、力センサ２と、検知回路３とを備えている。検知回路３は、コイル５の磁気特性（インダクタンスまたはコンダクタンス）の変化に基づいて荷重を検知する。
【００３１】
また、本発明の実施形態に係る力検知システム１００は、図１６に示すように、力センサ２を複数備えている。そして、複数の力センサ２は、それぞれ複数のねじに取り付けられて、複数のねじの各々の緩みを検知する。
【００３２】
また、本発明の実施形態に係る力検知方法は、力センサ２を複数用いて、複数の力センサ２をそれぞれ複数のねじに取り付けて、複数のねじの各々の緩みを検知する。
【００３３】
以下、本発明の実施形態１〜３、変形例１〜５の力センサ２および力検知装置１について説明する。但し、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は下記の実施形態１〜３、変形例１〜５に限定されることはない。また、本発明は、これらの実施形態および変形例以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００３４】
また、以下の説明では、コア４の厚さ方向（検知方向）を上下方向とし、コア４から見て第１構造体２１側を下方、第２構造体２２側を上方として説明するが、力センサ２および力検知装置１の使用形態を限定する趣旨ではない。
【００３５】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１の力検知装置１は、図１Ａに示すように、力センサ２と、検知回路３とを備えている。また、本実施形態の力センサ２は、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、検知部２０と、第１構造体２１と、第２構造体２２と、弾性体２３と、基板２４とを備えている。なお、図１Ｂでは、第２構造体２２および弾性体２３の図示を省略している。
【００３６】
検知部２０は、図１Ａに示すように、磁性体で形成されるコア４と、コア４と磁気的に結合するコイル５とを備える。コア４は、たとえばＮｉ（ニッケル）−Ｚｎ（亜鉛）フェライト等の磁性体により形成されている。また、コア４は平面視で円環状に形成されており、中空部４０を有している。なお、コア４は、コア４に荷重が加わると逆磁歪効果を奏する磁性体で形成されていればよい。逆磁歪効果とは、磁化されたコア４が荷重を加えられることで歪み、この歪みによりコア４の透磁率が変化する効果をいう。
【００３７】
コイル５は、コア４の中空部４０と外側とを交互に通るように、導線をコア４の一部に巻き付けることで構成されている。なお、導線としては、絶縁材料で被覆した銅線（たとえば、エナメル線など）を用いるのが好ましい。ここで、コア４において導線が巻き付けられる部位（図１Ｂ参照）を「取付部４１」と称する。
【００３８】
取付部４１は、図１Ｃに示すように、その上下方向の寸法が、コア４の他の部位の上下方向の寸法内にコイル５が収まるように設計されている。このため、本実施形態の力センサ２では、コイル５の一部がコア４の上面（または下面）よりも突出することがないので、コア４に荷重が加わってもコイル５に荷重が加わらず、コイル５の断線を防止することができる。なお、取付部４１を上記の寸法で設計するか否かは任意である。
【００３９】
コア４の内部には、図１Ｂに示すように、コイル５の通電時に生じる磁束が通る。このため、コア４には、中空部４０の周方向に沿った磁路（磁気回路）Ｍ１が形成される。この磁路Ｍ１は、閉磁路である。したがって、本実施形態の力センサ２では、コア４から外部への磁束の漏れが生じ難いので、磁束の漏れを防ぐために強磁性体のケースを設ける必要がない。
【００４０】
第１構造体２１および第２構造体２２は、いずれもたとえば金属材料で形成される板状の部材である。第１構造体２１は、図１Ｂに示すように、平面視で円形状に形成されている。また、第２構造体２２は、第１構造体２１と同様に平面視で円形状に形成されている。第１構造体２１は、図１Ｃに示すように、コア４の下面に接する形でコア４の下側に配置される。また、第２構造体２２は、図１Ｃに示すように、コア４の上面に接する形でコア４の上側に配置される。つまり、第１構造体２１および第２構造体２２は、上下方向（検知方向）の両側からコア４を挟むように配置される。なお、第１構造体２１とコア４との間、および第２構造体２２とコア４との間のそれぞれに隙間があってもよい。
【００４１】
なお、第１構造体２１および第２構造体２２の形状は、平面視で円形状に限定されず、たとえば平面視で矩形状や円環形状であってもよい。また、第１構造体２１および第２構造体２２は、想定される荷重に耐え得る強度を有していればよい。さらに、第１構造体２１および第２構造体２２は金属材料で形成されていなくてもよく、たとえばＣＦＲＰ（Carbon-Fiber-Reinforced Plastic：炭素繊維強化プラスチック）等の樹脂材料で形成されていてもよい。
【００４２】
弾性体２３は、たとえばエポキシ樹脂やシリコーン樹脂を主成分とする接着剤である。弾性体２３は、第１構造体２１の上面の外周縁と、第２構造体２２の下面の外周縁とに接着することで、第１構造体２１および第２構造体２２を互いに結合する。弾性体２３は、接着剤に限定されず、コア４を形成する材料よりも弾性率の低い材料で形成されていればよい。
【００４３】
また、弾性体２３は、第１構造体２１の外周縁と第２構造体２２の外周縁との間に設けられて両者に接合される構成であればよい。また、本実施形態の力センサ２では、弾性体２３自体が接着剤であるが、たとえば弾性体２３に両面テープなどの他の接着剤を設けることで、弾性体２３が第１構造体２１および第２構造体２２の両者に接合される構成であってもよい。さらに、弾性体２３は、第１構造体２１の外周縁および第２構造体２２の外周縁の全周にわたって設けられている構成に限定されない。つまり、第１構造体２１および第２構造体２２の傾きが抑えられる程度に、弾性体２３が第１構造体２１および第２構造体２２の両者に接合されていればよい。
【００４４】
基板２４は、図１Ｃに示すように、第１構造体２１および第２構造体２２、並びに弾性体２３で囲まれる空間内に収納されている。基板２４は、その外周縁が弾性体２３に接することで固定されている。また、基板２４は、図１６Ｃに示すように平面視で円環形状に形成されており、その中央部は、コア４の径寸法よりも僅かに大きい径寸法を有する平面視で円形状の位置決め孔２４０となっている。この位置決め孔２４０にコア４が嵌まり込むことで、コア４が所定の位置に位置決めされる。なお、位置決め孔２４０の形状は、平面視で円形状に限定されず、たとえば平面視で矩形状であってもよい。つまり、位置決め孔２４０は、コア４が嵌まり込む形状であればよい。
【００４５】
検知回路３は、図２に示すように、発振回路３０と、周期計測回路３１と、二乗回路３２と、温度補償回路３３と、信号処理回路３４とを備えている。発振回路３０は、コイル５を含む共振回路３５の発振を維持するように構成されている。また、発振回路３０は、共振回路３５の共振周波数に対応する周波数で発振する発振信号を出力するように構成されている。周期計測回路３１は、発振回路３０から出力される発振信号の周期を計測し、計測した周期に対応する信号を出力するように構成されている。二乗回路３２は、周期計測回路３１から出力される信号の二乗値を演算して出力するように構成されている。温度補償回路３３は、温度補償処理により、二乗回路３２から出力される信号の温度変動を抑制するように構成されている。信号処理回路３４は、温度補償回路３３から出力される信号に基づいて、コア４に加わる荷重の変化を検知するように構成されている。
【００４６】
共振回路３５の等価回路は、図２に示すように、インダクタ３５１および抵抗３５２の直列回路と、キャパシタ３５３との並列回路とで構成される。ここでは、インダクタ３５１のインダクタンスは、コイル５のインダクタンスと等価である。また、抵抗３５２の抵抗値は、コイル５の巻線抵抗の抵抗値と等価である。また、キャパシタ３５３の容量値は、コイル５の寄生容量の容量値と等価である。なお、共振回路３５は、コイル５と並列にキャパシタを電気的に接続することで構成してもよい。
【００４７】
本実施形態の力センサ２では、検知回路３は、基板２４に電子部品を実装することで構成されている。つまり、本実施形態の力検知装置１では、力センサ２と一体に検知回路３が設けられている。なお、検知回路３は基板２４に設けられる必要はなく、基板２４とは別体で設けられていてもよい。更に、検知回路３は、たとえば力センサ２の外部の基板に設けられていてもよい。すなわち、本実施形態の力検知装置１では、力センサ２と別体に検知回路３が設けられていてもよい。
【００４８】
以下、本実施形態の力センサ２および力検知装置１の動作について説明する。先ず、外部の電源からコイル５に電流を供給することで、コア４が磁化され、磁路Ｍ１が形成される。ここでは、検知回路３の発振回路３０がコイル５に電流を供給する。
【００４９】
次に、第１構造体２１の下面に上向きに荷重（図１Ｃに示す上向きの矢印参照）が加わると、弾性体２３が撓むことにより第１構造体２１が押し上げられ、第１構造体２１を介してコア４に荷重が加わる。すると、逆磁歪効果により、荷重の大きさに応じてコア４の透磁率が変化するため、コイル５のインダクタンスが変化する。同様に、第２構造体２２の上面に下向きに荷重（図１Ｃに示す下向きの矢印参照）が加わると、弾性体２３が撓むことにより第２構造体２２が押し下げられ、第２構造体２２を介してコア４に荷重が加わる。この場合も、荷重の大きさに応じてコイル５のインダクタンスが変化する。つまり、本実施形態の力センサ２では、コア４（検知部２０）は、上下方向（検知方向）に沿う向きに第１構造体２１および第２構造体２２から掛かる荷重を受けるように構成されている。
【００５０】
コイル５のインダクタンスが変化すると、コイル５を含む共振回路３５の共振周波数が変化する。このため、発振回路３０が共振回路３５の共振周波数に対応する周波数の発振信号を出力し、周期計測回路３１が発振信号の周期に対応する信号を出力する。ここで、発振信号の周期は、等価回路におけるインダクタ３５１のインダクタンスとキャパシタ３５３の容量値との積の平方根で表される。そして、二乗回路３２が周期計測回路３１の出力信号の二乗値を演算して出力するため、二乗回路３２の出力信号は、コイル５のインダクタンスの変化に対して直線的に変化する。二乗回路３２の出力信号は、温度補償回路３３により温度変動分が補正される。そして、信号処理回路３４は、温度補償回路３３の出力信号に基づいてコイル５のインダクタンスを演算し、コイル５のインダクタンスの変化量からコア４に加わる荷重を演算する。つまり、検知回路３は、コイル５のインダクタンスの変化に基づいてコア４に加わる荷重を検知する。
【００５１】
上述のように、本実施形態の力センサ２は、第１構造体２１と第２構造体２２とをコア４の上下方向（所定の検知方向）の両側に配置し、第１構造体２１および第２構造体２２の両者に弾性体２３を接合した構成となっている。このため、本実施形態の力センサ２では、第１構造体２１および第２構造体２２に従来例のような起歪部を設ける加工が必要ではないので、第１構造体２１および第２構造体２２の厚さ方向の寸法を小さくすることができる。したがって、本実施形態の力センサ２は、第１構造体２１および第２構造体２２の厚さ方向の寸法を小さくすることで、薄型化を図ることができる。また、本実施形態の力センサ２は、弾性体２３を備えている。このため、本実施形態の力センサ２は、第１構造体２１または第２構造体２２に荷重が加わると、コア４に荷重が適正に伝わり易いので、荷重の検知精度を向上させることができる。
【００５２】
とくに、本実施形態の力センサ２では、弾性体２３が、第１構造体２１の外周縁と第２構造体２２の外周縁との間に設けられて両者に接合される構造を有している。このため、本実施形態の力センサ２は、第１構造体２１または第２構造体２２に荷重が加わると、コア４が検知方向に沿う向きに第１構造体２１および第２構造体２２から掛かる荷重を受け易い。したがって、本実施形態の力センサ２は、構造的に安定して揺れ動き難く、コア４の荷重が適正に伝わり易い（言い換えれば、局所的に荷重が掛かり難い）ので、荷重の検知精度を向上させることができる。
【００５３】
また、コア４の薄型化を図る際には、磁気飽和を起こり難くすることが設計上の課題となるが、本実施形態の力センサ２は、コア４に適正に力が伝わり易く、コア４の磁気飽和が起こり難いので、コア４の薄型化を図り易いという利点もある。
【００５４】
また、本実施形態の力センサ２では、コイル５の通電時に形成される磁路Ｍ１が閉磁路となるようにコイル５を設けているが、コイル５は、導線をコア４の外周に沿って巻き付けることで構成されていてもよい。この構成では、コイル５の通電時に生じる磁束は、コア４の内側のみならずコア４の外側も通る磁路を形成する。つまり、この構成では、磁路は開磁路となる。この構成では、取付部４１を設ける等してコア４を加工する必要がないので、コア４を製作し易いという利点がある。また、この構成では、コア４の外周に導線を巻き付けるだけでコイル５を製作することができるので、コイル５を製作し易いという利点がある。つまり、この構成では、コア４及びコイル５の設計が容易であることから、力センサ２の小型化や薄型化を図り易い。なお、導線をコア４の外周に沿って巻き付けることでコイル５を構成する場合は、コア４は中空部４０を有していなくてもよい。
【００５５】
ここで、本実施形態の力センサ２では、図３に示すように、第１構造体２１および第２構造体２２は、それぞれコア４の中空部４０と連続して上下方向（検知方向）に貫通する平面視で円形状の通孔２１０，２２０を有していてもよい。通孔２１０，２２０は、たとえばボルトの軸部をコア４の中空部４０に通すために用いられる。なお、通孔２１０，２２０の形状は、平面視で円形状に限定されず、たとえばボルトの軸部を通すことが可能な形状であればよい。また、この構成では、第１構造体２１における通孔２１０の周縁と、第２構造体２２における通孔２２０の周縁との間にも、弾性体２３が設けられている。
【００５６】
なお、本実施形態の力センサ２では、基板２４を備えるか否かは任意である。すなわち、本実施形態の力センサ２は、第１構造体２１および第２構造体２２、並びに弾性体２３によりコア４を位置決めする構造であれば、基板２４を設けなくてもよい。但し、基板２４を備える構成であれば、第１構造体２１および第２構造体２２を加工してコア４を位置決めするための構造を設ける必要がなく、第１構造体２１および第２構造体２２の厚さ寸法を小さくすることができるという利点がある。
【００５７】
また、本実施形態の力検知装置１では、検知回路３は、二乗回路３２および温度補償回路３３を備えずに、周期計測回路３１から出力される信号に基づいて信号処理回路３４が荷重の変化を検知する構成であってもよい。また、図２に示す検知回路３の構成は一例であり、検知回路３は、コイル５の磁気特性（インダクタンスまたはコンダクタンス）の変化に基づいて荷重を検知する構成であれば、その他の構成であってもよい。
【００５８】
以下、本実施形態の力検知装置１を用いて、締付軸力を検知する実施例について図４Ａ、図４Ｂを参照して説明する。なお、締付軸力とは、ボルトＢ１に対してナットＣ１を締め付ける際に、構造物Ａ１（たとえば、壁や天井など）に加わるボルトＢ１の軸方向に沿った荷重をいう（図４Ｂ参照）。
【００５９】
この実施例において、本実施形態の力検知装置１は、図４Ａに示すように、力センサ２と、検知回路３を実装した基板３００とをケース１０に収納して構成されている。ケース１０は、力センサ２を保護する半円盤状の第１ケース１０Ａと、基板３００を保護する扁平な直方体状の第２ケース１０Ｂとで構成されている。ここでは、ケース１０は、力センサ２の第１構造体２１および第２構造体２２、弾性体２３で構成されている。
【００６０】
以下、本実施形態の力検知装置１の使用方法について説明する。先ず、ボルトＢ１を構造物Ａ１の裏側（図４Ｂにおける下側）から通す。なお、図４Ｂでは、ボルトＢ１の頭部の図示を省略している。次に、構造物Ａ１の表側（図４Ｂにおける上側）に突出する軸部Ｂ１０を、通孔２１０，２２０、およびコア４の中空部４０に通す。そして、構造物Ａ１との間で第１ケース１０Ａを挟む形で、ナットＣ１を軸部Ｂ１０に対して締め付ける。すると、第１構造体２１および第２構造体２２を介して、検知部２０に締付軸力が加わる。したがって、本実施形態の力検知装置１は、検知回路３が検知部２０に加わる荷重を検知することで、締付軸力を検知することができる。
【００６１】
＜実施形態２＞
本発明の実施形態２の力センサ２および力検知装置１は、たとえばグラウンドアンカー（ground anchor）工法に用いられる。ここで、グラウンドアンカー工法について簡単に説明する。たとえば地山の掘削や盛土等により法面が形成される場合、法面に設けられる構造物を安定させるために、グラウンドアンカー工法が一般的に用いられている。このグラウンドアンカー工法で使用するアンカーの引張り力を検知して監視するために、実施形態１の力センサ２および力検知装置１を用いることが考えられる。
【００６２】
ここで、アンカーのように大型の部材に実施形態１の力センサ２を用いる場合、大型の部材に合わせて径寸法の大きいコア４を用いる必要がある。しかしながら、コア４の厚さ方向の寸法を大きくすることなくコア４の径寸法を大きくする加工は困難であり、実施形態１の力センサ２では、コア４の厚さ方向の大型化を避けられない。そこで、大型の部材の荷重を検知する場合、力センサ２は、複数の検知部２０を備えるのが好ましい。
【００６３】
以下、複数の検知部２０を備える本実施形態の力センサ２および力検知装置１について図面を用いて説明する。なお、本実施形態の力センサ２および力検知装置１において、実施形態１と共通する構成要素については適宜説明を省略する。
【００６４】
本実施形態の力センサ２は、図５Ａ，図５Ｂに示すように、複数（ここでは、１２個）の検知部２０と、第１構造体２１と、第２構造体２２と、弾性体２３と、基板２４とを備えている。複数の検知部２０は、上下方向（検知方向）と直交する平面に沿って配置されている。なお、図５Ｂでは、第２構造体２２および弾性体２３の図示を省略している。また、「直交」とは、完全な「直交」のみではなく、「ほぼ直交」を含む表現である。
【００６５】
第１構造体２１は、図５Ｂに示すように平面視で正方形状に形成されている。また、第２構造体２２は、第１構造体２１と同様に平面視で正方形状に形成されている。第１構造体２１は、図５Ａに示すように、複数（図示では２つ）のコア４の下面に接する形で複数のコア４の下側に配置される。また、第２構造体２２は、図５Ａに示すように、複数（図示では２つ）のコア４の上面に接する形で複数のコア４の上側に配置される。つまり、第１構造体２１および第２構造体２２は、上下方向（検知方向）の両側から複数のコア４を挟むように配置される。
【００６６】
第１構造体２１には、図５Ａ、図５Ｂに示すように、その中央部を上下方向（検知方向）に貫通する平面視で円形状の通孔２１０が設けられている。また、第２構造体２２には、図５Ａに示すように、その中央部を上下方向（検知方向）に貫通する平面視で円形状の通孔２２０が設けられている。なお、通孔２１０，２２０の形状は、平面視で円形状に限定されず、ボルトの軸部やテンドンＤ１１１（後述する）を通すことが可能な形状であればよい。
【００６７】
弾性体２３は、図５Ａに示すように、第１構造体２１の上面の外周縁と、第２構造体２２の下面の外周縁とに接着することで、第１構造体２１および第２構造体２２を互いに結合する。また、弾性体２３は、図５Ａに示すように、第１構造体２１の上面における通孔２１０の周縁と、第２構造体２２の下面における通孔２２０の周縁とに接着することで、第１構造体２１および第２構造体２２を互いに結合する。つまり、弾性体２３は、第１構造体２１および第２構造体２２の両者に接合される構成であればよい。
【００６８】
基板２４は、図５Ａに示すように、第１構造体２１および第２構造体２２、並びに弾性体２３で囲まれる空間内に収納されている。基板２４は、図５Ｂに示すように平面視で正方形状に形成されている。また、基板２４の中央部には、通孔２１０，２２０の径寸法よりも僅かに大きい径寸法（たとえば、直径１４０ｍｍ）を有する平面視で円形状の通孔２４１が設けられている。この通孔２４１は、通孔２１０，２２０と同様に、ボルトの軸部やテンドンＤ１１１を通すことが可能な形状であればよい。基板２４は、その外周縁と、通孔２４１の周面とがそれぞれ弾性体２３に接することで固定されている。
【００６９】
また、基板２４には、図５Ｂに示すように、通孔２４１の周囲に複数（図示では１２個）の位置決め孔２４０が設けられている。各位置決め孔２４０は、平面視で円形状に形成され、通孔２４１の周方向に沿って等間隔に設けられている。なお、位置決め孔２４０の形状は、平面視で円形状に限定されず、コア４が嵌まり込む形状であればよい。
【００７０】
以下、本実施形態の力センサ２および力検知装置１を用いて、グラウンドアンカー工法で用いられるアンカーＤ１の引張り力を検知する実施例について図６を参照して説明する。なお、図６では、検知回路３の図示を省略している。アンカーＤ１は、構造物Ａ１からの引張り力を地盤に伝達するために用いられる。アンカーＤ１は、引張り力を地盤に伝達させる機能を持つアンカー体と、アンカーＤ１を構造物Ａ１に結合するためのアンカー頭部Ｄ１０と、アンカー頭部Ｄ１０からの引張り力をアンカー体に伝える引張り部Ｄ１１とで構成される。
【００７１】
アンカー頭部Ｄ１０は、定着具であるナットＤ１０１と、構造物Ａ１の上に配置される支圧板であるアンカー構造体Ｄ１０２とで構成されている。アンカー構造体Ｄ１０２には、テンドンＤ１１１を通すことが可能な孔Ｄ１０３が設けられている。引張り部Ｄ１１は、たとえばＰＣ（Prestressed Concrete）鋼撚り線で構成される棒状のテンドンＤ１１１を備えている。テンドンＤ１１１の長手方向の第１端には、アンカー体が機械的に接続されている。また、テンドンＤ１１１の長手方向の第２端は、アンカー構造体Ｄ１０２の孔Ｄ１０３、および本実施形態の力センサ２の通孔２１０，２２０，２４１に通された状態で、ナットＤ１０１が締め付けられている。
【００７２】
本実施形態の力センサ２は、ナットＤ１０１とアンカー構造体Ｄ１０２とで挟まれる形で配置されている。したがって、本実施形態の力検知装置１は、ナットＤ１０１が力センサ２の一面を押し下げる荷重を検知回路３が検知することで、アンカーＤ１の引張り力を検知することができる。
【００７３】
上述のように、本実施形態の力センサ２および力検知装置１は、１つの検知部２０ではなく複数の検知部２０を用いて荷重を検知する構成となっている。したがって、本実施形態の力センサ２および力検知装置１は、１つの検知部２０のみを備える場合と比較して、各検知部２０のコア４の径寸法を小さくすることができ、結果としてコア４の厚さ方向の寸法も小さくすることができる。したがって、本実施形態の力センサ２および力検知装置１は、アンカーＤ１のような大型の部材に用いる場合でも、薄型化を図ることができる。
【００７４】
＜実施形態３＞
以下、本発明の実施形態３の力センサ２および力検知装置１について図面を用いて説明する。なお、本実施形態の力センサ２および力検知装置１において、実施形態１と共通する構成要素については適宜説明を省略する。本実施形態の力検知装置１は、図７、図８に示すように、力センサ２と、基板３６とを備えている。力センサ２は、第１構造体２１と、第２構造体２２と、弾性体２３と、第３構造体２５と、第４構造体２６と、コア４と、コイル５とを備えている。なお、図７においては、弾性体２３の図示を省略している。
【００７５】
第１構造体２１は、平板であって、平面視で四角形状に形成されている。第１構造体２１には、その上面から上向きに突出する扁平な段部２１１が一体に形成されている。同様に、第２構造体２２は、平板であって、平面視で四角形状に形成されている。第２構造体２２には、その下面から下向きに突出する扁平な段部２２１が一体に形成されている。また、第１構造体２１および第２構造体２２は、それぞれコア４の中空部４０と連続して上下方向（検知方向）に貫通する平面視で円形状の通孔２１０，２２０を有している。つまり、本実施形態の力検知装置１では、第１構造体２１および第２構造体２２は、同一の構造である。
【００７６】
第３構造体２５は、角筒状に形成されている。第３構造体２５の下側の開口は、第１構造体２１の段部２１１が嵌り込むことにより、第１構造体２１で塞がれるようになっている。また、第３構造体２５には、平面視で円形状の孔２５０が設けられている。孔２５０は、後述する基板３６に設けられた検知回路３と電気的に接続するためのコネクタを通すために用いられる。第３構造体２５の上側の開口は、第２構造体２２の段部２２１が嵌り込むことにより、第２構造体２２で塞がれるようになっている。
【００７７】
第１構造体２１の上面の外周縁と、第３構造体２５の下面の外周縁とは、弾性体２３により接合される。また、第２構造体２２の下面の外周縁と、第３構造体２５の上面の外周縁とは、弾性体２３により接合される。そして、基板３６と、コイル５を有するコア４とが、第１構造体２１、第２構造体２２、第３構造体２５、および弾性体２３で囲まれる空間内に収納される。
【００７８】
第４構造体２６は、円筒状であって、コア４の中空部４０に収まる寸法で形成されている。第４構造体２６の中空部は、通孔２１０，２２０と共に、たとえばボルトの軸部を通すために用いられる。第１構造体２１の上面における通孔２１０の周縁と、第４構造体２６の下面とは、弾性体２３により接合される。また、第２構造体２２の下面における通孔２２０の周縁と、第４構造体２６の上面とは、弾性体２３により接合される。
【００７９】
基板３６は、平面視で矩形状であって、第３構造体２５の内側に収まる寸法で形成されている。基板３６の中央部には、コア４の外径寸法よりも僅かに大きい径寸法を有する平面視で円形状の位置決め孔３６０が設けられている。この位置決め孔３６０にコア４が嵌まり込むことで、コア４が所定の位置に位置決めされる。基板３６における位置決め孔３６０を除いた部位には、検知回路３を構成する電子部品が実装されている。つまり、検知回路３は、基板３６に実装されている。
【００８０】
ここで、本実施形態の力センサ２の比較例として、第１構造体２１および第２構造体２２が平面視で円形状に形成されている構成を考える。この構成において、たとえば通孔２１０，２２０および第４構造体２６の内側にボルトを挿し通し、ボルトに対してナットを締め付ける場合を考える。この場合、ナットを締め付ける際に第１構造体２１（第２構造体２２）に時計回り（または反時計回り）のモーメントが加わる。そして、上下方向（検知方向）に沿う軸Ｘ１（図７参照）周りで、第１構造体２１（第２構造体２２）が第２構造体２２（第１構造体２１）に対して相対的に回転する可能性がある。このように第１構造体２１（第２構造体２２）が第２構造体２２（第１構造体２１）に対して相対的に回転すると、第１構造体２１（第２構造体２２）に接する弾性体２３にモーメントが加わる。そして、弾性体２３の一部が破断したり剥がれたりなどして、弾性体２３による接合が不完全になる可能性がある。そして、弾性体２３による接合が不完全になると、力センサ２による荷重の検知精度が低下する可能性がある。
【００８１】
そこで、本実施形態の力センサ２は、上下方向（検知方向）に沿う軸周りにおける第１構造体２１および第２構造体２２の相対的な回転を抑制する抑制構造Ｓ１をさらに備えている。具体的には、本実施形態の力センサ２では、第１構造体２１および第２構造体２２は、それぞれ上下方向（検知方向）から見て四角形状に形成されている。つまり、本実施形態の力センサ２では、抑制構造Ｓ１として、第１構造体２１および第２構造体２２は、それぞれ上下方向（検知方向）から見て非真円形状に形成されている。
【００８２】
また、本実施形態の力センサ２では、第１構造体２１および第２構造体２２と共に、第３構造体２５も上下方向（検知方向）から見て四角形状に形成されている。そして、第１構造体２１および第２構造体２２は、それぞれ第３構造体２５の開口に嵌り込んでいる。
【００８３】
つまり、本実施形態の力センサ２では、第１構造体２１および第２構造体２２は、真円のように完全な回転対称性を有さず、回転対称性が崩れた非対称性を有している。このため、ナットを締め付ける際に第１構造体２１（第２構造体２２）に時計回り（または反時計回り）のモーメントが加わったとしても、第３構造体２５に第１構造体２１（第２構造体２２）が引っ掛かるので、第１構造体２１（第２構造体２２）の回転が妨げられる。このため、本実施形態の力センサ２では、弾性体２３にモーメントが加わり難いので、弾性体２３による接合が不完全になり難く、結果として荷重の検知精度が低下し難い。
【００８４】
本実施形態の力センサ２では、第１構造体２１および第２構造体２２は平面視で四角形状であるが、平面視で非真円形状であればよく、たとえば平面視で三角形状、さらに角の多い多角形状であってもよい。また、第１構造体２１および第２構造体２２は、平面視で楕円形状や台形状であってもよい。その他、第１構造体２１および第２構造体２２は、平面視で円形の一部に角を有する形状であってもよい。
【００８５】
ところで、本実施形態の力センサ２では、たとえば図９Ａに示すように、第３構造体２５を備える代わりに、第２構造体２２に縁部２２Ａが設けられていてもよい。第１構造体２１および第２構造体２２は、いずれも平面視で円形と四角形とを組み合わせた非真円形状に形成されている。縁部２２Ａは、第２構造体２２の外周縁から下向きに突出するようにして、第２構造体２２と一体に形成されている。また、弾性体２３は、第１構造体２１の上面の外周縁と、縁部２２Ａの下面との両者に接合されている。
【００８６】
図９Ａに示す構成の他に、図９Ｂに示すように、第１構造体２１の段部２１１に下向きに窪んだ窪み部２１１Ａが設けられた構成であってもよい。なお、図９Ａ、図９Ｂでは、第１構造体２１および第２構造体２２を除いた構成要素の図示を省略している。
【００８７】
図９Ａ、図９Ｂに示す構成では、外力が加わることでコア４または基板３６が径方向（コア４の径方向）に沿って移動したとしても、コア４または基板３６が縁部２２Ａに当たるため、その移動が規制される。つまり、図９Ａ、図９Ｂに示す構成では、コア４の径方向の移動を規制することができ、コア４が径方向に沿って外部に飛び出すのを防止することができる。
【００８８】
また、図９Ａ、図９Ｂに示す構成では、第１構造体２１は、縁部２２Ａで囲まれる開口を塞ぐ蓋となっている。このため、図９Ａ、図９Ｂに示す構成では、径方向において、縁部２２Ａと第１構造体２１とが対向するので、径方向に沿って外力が加わったとしても、第１構造体２１および第２構造体２２、並びにコア４の径方向のぐらつきを抑えることができる。その結果、図９Ａ、図９Ｂに示す構成では、荷重に対する検知精度を向上させることができる。
【００８９】
その他、本実施形態の力センサ２では、たとえば図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、第３構造体２５を備える代わりに、第１構造体２１に縁部２１Ａが設けられていてもよい。第１構造体２１および第２構造体２２は、いずれも平面視で円形と四角形とを組み合わせた非真円形状に形成されている。縁部２１Ａは、第１構造体２１の外周縁から上向きに突出するようにして、第１構造体２１と一体に形成されている。また、第１構造体２１は、段部２１１の代わりに、角柱状の一対の台座２１Ｂを有している。一対の台座２１Ｂは、第１構造体２１の上面から上向きに突出するようにして、第１構造体２１に一体に形成されている。
【００９０】
第２構造体２２は、段部２２１を有しておらず、縁部２１Ａで囲まれた開口に嵌り込む寸法で形成されている。第２構造体２２は、一対の台座２１Ｂおよびコア４により支持される。弾性体２３は、第１構造体２１と縁部２２Ａとの両者に接合されている。なお、図１０Ａでは、第１構造体２１および第２構造体２２を除いた構成要素の図示を省略している。また、図１０Ｂでは、第１構造体２１および第２構造体２２、並びにコア４を除いた構成要素の図示を省略している。
【００９１】
この構成では、図９Ａ、図９Ｂに示す構成と同様に、コア４の径方向の移動を規制することができ、コア４が径方向に沿って外部に飛び出すのを防止することができる。また、この構成では、第２構造体２２は、縁部２１Ａで囲まれる開口を塞ぐ蓋となっている。このため、この構成では、図９Ａ、図９Ｂに示す構成と同様に、径方向に沿って外力が加わったとしても、第１構造体２１および第２構造体２２、並びにコア４の径方向のぐらつきを抑えることができ、荷重に対する検知精度を向上させることができる。
【００９２】
つまり、本実施形態の力センサ２では、第１構造体２１および第２構造体２２の少なくとも一方の外周縁から上下方向（検知方向）において検知部２０側に突出する縁部２１Ａ，２２Ａをさらに備えていてもよい。また、本実施形態の力センサ２では、第１構造体２１および第２構造体２２のいずれか一方は、他方の縁部２１Ａ，２２Ａに囲まれた開口を塞ぐ蓋であってもよい。
【００９３】
ここで、本実施形態の力センサ２は、図７、図８に示すように、縁部２１Ａ（縁部２２Ａ）を第１構造体２１（第２構造体２２）と一体に形成する代わりに、第３構造体２５を備えている。つまり、本実施形態の力センサ２では、縁部２１Ａ（縁部２２Ａ）は、第１構造体２１および第２構造体２２とは別体の第３構造体２５からなる。
【００９４】
このように、本実施形態の力センサ２では、各構造体２１，２２，２３が分割して形成されている。このため、本実施形態の力センサ２では、たとえば縁部２１Ａを第１構造体２１と一体に形成するなどの複数の構造体を一体に形成する場合と比較して、各構造体２１，２２，２３をプレス加工などにより成形し易く、コストを低減することができる。とくに、本実施形態の力センサ２は、各構造体２１，２２，２３を金属材料で形成する場合に、より効果的にコストを低減することが可能である。なお、第３構造体２５を備えるか否かは任意である。
【００９５】
また、本実施形態の力センサ２では、第１構造体２１および第２構造体２２は、同一の構造である。このため、本実施形態の力センサ２では、第１構造体２１および第２構造体２２として共通の部品を用いることができるので、さらにコストを低減することができる。なお、当該構成を採用するか否かは任意である。
【００９６】
また、本実施形態の力センサ２では、図７、図８に示すように、コア４は、中空部４０を有している。そして、力センサ２は、コア４の内周面を覆い、第１構造体２１、第２構造体２２、および第３構造体２５とは別体の第４構造体２６をさらに備えている。このため、本実施形態の力センサ２では、たとえば第４構造体２６を第２構造体２２と一体に形成するなどの複数の構造体を一体に形成する場合と比較して、第４構造体２６をプレス加工などにより成形し易く、コストを低減することができる。なお、第４構造体２６を備えるか否かは任意である。
【００９７】
また、本実施形態の力センサ２では、図１１Ａに示すように、第２構造体２２の通孔２２０の周面に雌ねじ（ねじ）２２０Ａが形成されていてもよい。この構成では、力センサ２をボルトに対して締め付けることができるので、力センサ２をナットの代わりに用いることが可能である。もちろん、第２構造体２２の通孔２２０の周面ではなく、第１構造体２１の通孔２１０の周面に雌ねじ（ねじ）が形成されていてもよい。
【００９８】
また、本実施形態の力センサ２では、図１１Ｂに示すように、第４構造体２６の内周面に雌ねじ（ねじ）２６Ａが形成されていてもよい。この構成においても、力センサ２をナットの代わりに用いることが可能である。
【００９９】
つまり、本実施形態の力センサ２では、第１構造体２１および第２構造体２２は、それぞれ中空部４０と連続して上下方向（検知方向）に貫通する通孔２１０，２２０を有していてもよい。そして、第１構造体２１の通孔２１０の周面、第２構造体２２の通孔２２０の周面、および第４構造体２６の内周面の少なくともいずれか１つには、ねじが形成されていてもよい。
【０１００】
ところで、本実施形態の力検知装置１では、既に述べたように、検知回路３が実装された基板３６は、第１構造体２１、第２構造体２２、第３構造体２５、および弾性体２３で囲まれる空間内に収納されている。つまり、検知回路３は、第１構造体２１、第２構造体２２、および弾性体２３により囲まれる空間内に収納される基板３６に実装されている。このため、本実施形態の力検知装置１では、検知回路３を収納するための筐体が不要であるため、コストを低減することができる。
【０１０１】
なお、上記構成を採用するか否かは任意である。つまり、力検知装置１は、検知回路３を収納するための筐体を備えていてもよい。たとえば図１２に示すように、力検知装置１は、力センサ２と、筐体３７とを備えていてもよい。筐体３７には、検知回路３が実装された基板３６が収納される。
【０１０２】
筐体３７は、検知回路３に電気的に接続される雄コネクタ３７Ａを備えている。また、力センサ２は、雄コネクタ３７Ａが嵌まり込む開口を有し、雄コネクタ３７Ａと電気的に接続される雌コネクタ２Ａを備えている。このため、筐体３７は、力センサ２に対して着脱可能に取り付けられる。
【０１０３】
つまり、検知回路３は、筐体３７内に収納されていてもよい。そして、筐体３７は、力センサ２に着脱可能に取り付けられてもよい。この構成では、力センサ２と筐体３７とを別々に製造できるので、歩留まりを向上させることができる。また、この構成では、たとえば力センサ２の第１構造体２１および第２構造体２２などを金属材料で形成する場合においても、筐体３７を樹脂材料で形成することができるので、コストを低減することができる。
【０１０４】
なお、力検知装置１は、筐体３７を備えずに、たとえばコア４を挟み込むようにしてフレキシブル基板を折り畳んで構成されていてもよい。この場合、検知回路３は、フレキシブル基板に実装される。
【０１０５】
また、各構造体２１，２２，２５，２６は、たとえばＣＦＲＰ等の樹脂材料で形成されていてもよい。この構成では、各構造体２１，２２，２５，２６が金属材料で形成される場合と比較して成形し易く、コストを低減することができる。
【０１０６】
以下、実施形態３の変形例１〜５の力センサ２についてそれぞれ図１３〜図１７を用いて説明する。なお、各変形例の力センサ２において、実施形態３と共通する構成要素については適宜説明を省略する。また、各変形例の力センサ２は、第３構造体２５を備えていない。また、図１３〜図１７では、第１構造体２１および第２構造体２２を除いた構成要素の図示を省略している。
【０１０７】
変形例１〜５の力センサ２では、図１３〜図１７に示すように、抑制構造Ｓ１として、第１構造体２１および第２構造体２２は、それぞれ回転の方向において突き合わされるストッパＳ１１〜Ｓ１５を備えている。ここで、「回転」とは、上下方向（検知方向）に沿う軸Ｘ１周りにおける第１構造体２１および第２構造体２２の相対的な回転のことである。このため、変形例１〜５の力センサ２では、実施形態３と同様に、弾性体２３にモーメントが加わり難いので、弾性体２３による接合が不完全になり難く、結果として荷重の検知精度が低下し難い。
【０１０８】
＜変形例１＞
変形例１の力センサ２では、図１３に示すように、第１構造体２１および第２構造体２２は、それぞれ平面視で円形状に形成されている。また、第１構造体２１には、縁部２１Ａが一体に形成されている。縁部２１Ａは、その上端縁から上向きに突出する爪２１２を複数（図示では３つ）有している。複数の爪２１２は、縁部２１Ａの周方向に沿って等間隔に設けられている。また、第２構造体２２の上面には、爪２１２の先端が引っ掛かる窪み２２２が複数（図示では３つ）設けられている。複数の窪み２２２は、第２構造体２２の周方向に沿って等間隔に設けられている。
【０１０９】
本変形例の力センサ２では、爪２１２がそれぞれ複数の窪み２２２に引っ掛かることにより、第１構造体２１および第２構造体２２の相対的な回転が抑制される。つまり、本変形例の力センサ２では、ストッパＳ１１は、爪２１２と、窪み２２２とで構成されている。なお、本変形例の力センサ２において、爪２１２および窪み２２２は、１つずつ設けられていればストッパＳ１１として機能する。
【０１１０】
＜変形例２＞
変形例２の力センサ２では、図１４に示すように、第１構造体２１および第２構造体２２は、それぞれ平面視で円形状に形成されている。また、第１構造体２１には、縁部２１Ａが一体に形成されている。縁部２１Ａには、径方向に突出する平面視で矩形状の突出部２１Ｃが一体に形成されている。また、縁部２１Ａには、突出部２１Ｃを挟む形で、四角柱状の一対の第２突起２１３が一体に形成されている。一対の第２突起２１３は、上下方向（検知方向）に突出している。第２構造体２２は、径方向に突出する平面視で矩形状の第１突起２２３を一体に備えている。
【０１１１】
本変形例の力センサ２では、径方向に突出する第１突起２２３が、検知方向に突出する一対の第２突起２１３の間に挟まれることにより、第１構造体２１および第２構造体２２の相対的な回転が抑制される。つまり、本変形例の力センサ２では、ストッパＳ１２は、第１突起２２３と、一対の第２突起２１３とで構成されている。第１突起２２３は、第１構造体２１および第２構造体２２のいずれか一方（ここでは第２構造体２２）の外周縁から突出する。一対の第２突起２１３は、他方（ここでは第１構造体２１）の外周縁から突出し第１突起２２３を挟む。
【０１１２】
＜変形例３＞
変形例３の力センサ２では、図１５に示すように、第１構造体２１および第２構造体２２は、それぞれ平面視で円形状に形成されている。また、第１構造体２１には、縁部２１Ａが一体に形成されている。第２構造体２２には、外周縁から下向きに突出する平板状の一対の第１突起２２４が一体に形成されている。一対の第１突起２２４は、第２構造体２２の周方向に沿って等間隔に設けられている。縁部２１Ａには、径方向に突出する四角柱状の二対の第２突起２１４が一体に形成されている。二対の第２突起２１４は、縁部２１Ａの周方向に沿って等間隔となるように設けられている。
【０１１３】
本変形例の力センサ２では、検知方向に突出する第１突起２２４が、径方向に突出する１一対の第２突起２１４の間に挟まれることにより、第１構造体２１および第２構造体２２の相対的な回転が抑制される。つまり、本変形例の力センサ２では、ストッパＳ１３は、第１突起２２４と、一対の第２突起２１４とで構成されている。第１突起２２４は、第１構造体２１および第２構造体２２のいずれか一方（ここでは第２構造体２２）の外周縁から突出する。一対の第２突起２１４は、他方（ここでは第１構造体２１）の外周縁から突出し第１突起２２４を挟む。
【０１１４】
＜変形例４＞
変形例４の力センサ２では、図１６に示すように、第１構造体２１および第２構造体２２は、それぞれ平面視で円形状に形成されている。第１構造体２１には、外周縁から上向きに突出する複数（図示では３つ）の凸部２１５が一体に形成されている。また、第１構造体２１は、複数の凸部２１５の間に設けられる複数（図示では３つ）の凹部２１６を有している。
【０１１５】
第２構造体２２は、外周縁から下向きに突出する複数（図示では３つ）の凸部２２５が一体に形成されている。また、第２構造体２２は、複数の凸部２２５の間に設けられる複数（図示では３つ）の凹部２２６を有している。
【０１１６】
本変形例の力センサ２では、凸部２１５，２２５が凹部２２６，２１６に嵌り込むことにより、第１構造体２１および第２構造体２２の相対的な回転が抑制される。つまり、本変形例の力センサ２では、ストッパＳ１４は、凸部２１５，２２５と、凹部２１６，２２６とで構成されている。凸部２１５，２２５は、第１構造体２１および第２構造体２２のいずれか一方の外周縁から突出する。凹部２１６，２２６は、他方の外周縁に設けられて凸部２２５，２１５が嵌まり込む。
【０１１７】
＜変形例５＞
変形例５の力センサ２は、図１７に示すように、第１構造体２１および第２構造体２２は、それぞれ平面視で半円形と四角形とを組み合わせた形状に形成されている。また、第１構造体２１には、縁部２１Ａが一体に形成されている。第１構造体２１には、平面視で円形状の一対の挿通孔２１７が、上下方向（検知方向）に貫通して設けられている。また、第２構造体２２には、平面視で円形状の一対の挿通孔２２７が、上下方向（検知方向）に貫通して設けられている。挿通孔２１７，２２７は、上下方向（検知方向）において互いに連続する位置に設けられている。
【０１１８】
また、本変形例の力センサ２は、円柱状の一対のピン２７を備えている。ピン２７は、挿通孔２１７，２２７に挿し通される寸法で形成されている。
【０１１９】
本変形例の力センサ２では、一対の挿通孔２１７，２２７にそれぞれピン２７を挿し通し、ピン２７の上下両端をかしめることにより、第１構造体２１および第２構造体２２の相対的な回転が抑制される。つまり、本変形例の力センサ２では、第１構造体２１および第２構造体２２には、上下方向（検知方向）において連続して貫通する挿通孔２１７，２２７が設けられている。そして、ストッパＳ１５は、挿通孔２１７，２２７と、挿通孔２１７，２２７に挿し通されるピン２７とで構成される。
【０１２０】
なお、力センサ２が上述のストッパＳ１１〜Ｓ１５のいずれかを備えている場合、第１構造体２１および第２構造体２２は、それぞれ上下方向（検知方向）から見て非真円形状に形成されていなくてもよい。
【０１２１】
ところで、力センサ２にボルトを挿し通し、ボルトに対してナットを締め付ける際に、たとえばシムリング（ベアリング）を、ナットと力センサ２との間に位置するようにボルトに挿し通してもよい。この構成では、ナットを締め付けるとシムリング（ベアリング）に時計回り（または反時計回り）のモーメントが加わり、力センサ２には時計回り（または反時計回り）のモーメントが加わり難くなる。つまり、シムリング（ベアリング）が抑制構造Ｓ１として機能する。この構成では、上述のストッパＳ１１〜Ｓ１５が不要である。
【０１２２】
＜力検知システムおよび力検知方法＞
以下、本発明の実施形態に係る力検知システム１００および力検知方法について説明する。但し、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は下記の実施形態に限定されることはない。また、本発明は、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【０１２３】
本実施形態の力検知システム１００は、図１８に示すように、複数の力センサ２と、収集装置６と、受信端末７とを備えている。複数の力センサ２は、それぞれ上述の実施形態１〜３、変形例１〜５のいずれかの力センサ２である。
【０１２４】
複数の力センサ２と収集装置６との間は、それぞれ電源線１０１および信号線１０２で互いに電気的に接続されている。ここでは、電源線１０１は、接地線を含む２線で構成されている。つまり、本実施形態の力検知システム１００では、複数の力センサ２と収集装置６とは、スター型配線により接続されている。
【０１２５】
収集装置６は、たとえばデータロガ（data logger）である。収集装置６は、たとえば商用電源からＡＣ／ＤＣコンバータを介して直流電圧（たとえば１２Ｖ）を供給されることで動作する。複数の力センサ２は、それぞれ収集装置６から電源線１０１を介して直流電圧（たとえば５Ｖまたは１２Ｖ）を供給されることで動作する。複数の力センサ２は、それぞれ信号線１０２を介して出力信号（たとえば５Ｖのアナログ電圧信号）を出力する。
【０１２６】
収集装置６は、複数の力センサ２から検知データを収集する。本実施形態の力検知システム１００では、収集装置６は、検知回路３を有している。そして、収集装置６では、検知回路３が力センサ２の出力信号に基づいて検知データを生成する。つまり、収集装置６は、複数の力センサ２の各々の出力信号を取り込んで検知回路３で検知データを生成することにより、複数の力センサ２から検知データを収集する。
【０１２７】
もちろん、複数の力センサ２は、それぞれ検知回路３を備える複数の力検知装置１であってもよい。この場合、収集装置６は、検知回路３を備える必要はない。そして、収集装置６は、複数の力検知装置１の各々から検知データを含む出力信号を取り込むことで、検知データを収集する。
【０１２８】
受信端末７は、収集装置６との間で有線または無線により通信可能に構成されている。つまり、収集装置６と受信端末７とは、たとえば有線ＬＡＮ（Local Area Network）や無線ＬＡＮなどのネットワークを介して通信する。ここでは、収集装置６と受信端末７との間は、無線により通信可能に構成されていると仮定する。
【０１２９】
受信端末７は、収集装置６の収集した検知データを含むデータ信号を受信する。受信端末７は、たとえば基地局が備える通信機器であってもよい。また、受信端末７は、たとえば一般道路や高速道路上を走行するパトロールカーＦ１（図１９Ａ、図１９Ｂ参照）に搭載された通信機器であってもよい。その他、受信端末７は、たとえばパトロールカーＦ１の乗務員が所有するスマートホンやタブレットなどの携帯端末であってもよい。
【０１３０】
上述のように、本実施形態の力検知システム１００は、力センサ２を複数備えている。そして、複数の力センサ２は、それぞれ複数のねじ（たとえばボルト）に取り付けられ、対象のねじの締付軸力を検知することで、対象のねじの緩みを検知する。言い換えれば、本実施形態の力検知方法は、力センサ２を複数用いて、複数の力センサ２をそれぞれ複数のねじに取り付けて、複数のねじの各々の緩みを検知する。
【０１３１】
本実施形態の力検知システム１００は、たとえば図１９Ａに示すように、トンネルＥ１内の天井に取り付けられるジェットファンＥ１１の監視に用いることができる。ジェットファンＥ１１は、複数のアンカーボルト（複数のねじ）Ｅ１２を用いてトンネルＥ１内の天井に取り付けられている。複数の力センサ２は、それぞれ複数のアンカーボルトＥ１２に取り付けられている。収集装置６は、トンネルＥ１の内壁に取り付けられている。
【０１３２】
ここでは、収集装置６は、トンネルＥ１内を走行するパトロールカーＦ１と無線で通信可能な位置に設けられていればよく、トンネルＥ１の内壁に取り付けられていなくてもよい。たとえば、収集装置６は、トンネルＥ１内に設けられている照明器具や制御盤に取り付けられていてもよい。この場合、照明器具や制御盤は、収集装置６を備えずに、収集装置６の機能を有していてもよい。
【０１３３】
したがって、本実施形態の力検知システム１００は、複数のアンカーボルトＥ１２の各々に対して締め付けられるナット（ねじ）の緩みを検知することで、ジェットファンＥ１１が天井に正常に取り付けられているか否かを監視することができる。また、本実施形態の力検知システム１００は、ジェットファンＥ１１の代わりに、トンネルＥ１内の天井に取り付けられる照明器具の監視に用いることも可能である。
【０１３４】
また、本実施形態の力検知システム１００は、たとえば図１９Ｂに示すように、一般道路や高速道路などで混雑状態の告知や工事の予告を行う情報板Ｇ１の監視に用いることができる。情報板Ｇ１は、複数のボルト（複数のねじ）を用いて一般道路や高速道路に設けられた支柱Ｇ１１に取り付けられている。複数の力センサ２は、それぞれ複数のボルトに取り付けられている。収集装置６は、支柱Ｇ１１に取り付けられている。ここでは、収集装置６は、道路を走行するパトロールカーＦ１と無線で通信可能な位置に設けられていればよく、情報板Ｇ１に取り付けられていてもよい。
【０１３５】
したがって、本実施形態の力検知システム１００は、複数のボルトの各々に対して締め付けられるナット（ねじ）の緩みを検知することで、情報板Ｇ１が支柱Ｇ１１に正常に取り付けられているか否かを監視することができる。なお、収集装置６は、商用電源からの電力供給により動作する構成ではなく、たとえば太陽光電源や二次電池からの電力供給により動作する構成であってもよい。
【０１３６】
ところで、本実施形態の力検知システム１００は、たとえば図２０Ａに示すように、複数の分岐器１０３を備えていてもよい。そして、複数の力センサ２は、それぞれ収集装置６に接続される１本の電源線１０１から分岐器１０３を介して分岐接続するバス型配線により、収集装置６と接続されていてもよい。以下では、複数の分岐器１０３のうちの１つの分岐器１０３と、この分岐器１０３に接続される力センサ２に焦点を当てて説明する。
【０１３７】
分岐器１０３は、制御装置１０４を有している。制御装置１０４は、たとえばマイコン（マイクロコンピュータ）や入出力端子などを基板に実装して構成されている。制御装置１０４と収集装置６との間は、電源線１０１および信号線１０２により互いに電気的に接続されている。また、制御装置１０４と力センサ２との間は、電源線１０５および信号線１０６により互いに電気的に接続されている。したがって、力センサ２は、電源線１０１、制御装置１０４、および電源線１０５を介して直流電圧を供給されることで動作する。制御装置１０４は、信号線１０６を介して力センサ２の出力信号を取り込む機能と、信号線１０２を介して取り込んだ出力信号を収集装置６に送信する機能とを有している。収集装置６と制御装置１０４との間の通信は、たとえば通信規格ＲＳ−４８５に則ったシリアル通信である。
【０１３８】
また、本実施形態の力検知システム１００は、たとえば図２０Ｂに示すように、複数の制御装置１０４の代わりに、複数のＰＬＣ（Power Line Communication：電力線搬送通信）モジュール１０７を備えていてもよい。そして、複数の力センサ２は、それぞれ１本の電源線１０１および複数のＰＬＣモジュール１０７を介して、電力線搬送通信により収集装置６との間で通信を行うように構成されていてもよい。この構成では、信号線１０２は不要である。なお、図２０Ｂに示す例において、力センサ２の接続されていないＰＬＣモジュール１０７は、中継器として機能する。
【０１３９】
また、本実施形態の力検知システム１００は、たとえば図２０Ｃに示すように、１つのＰＬＣモジュール１０７と、このＰＬＣモジュール１０７に接続される複数の力センサ２とを、既設の電気機器（たとえば照明器具）１０８に組み込んで構成されていてもよい。この構成では、電気機器１０８が分岐器１０３の代わりとなるので、分岐器１０３が不要となる。なお、図２０Ｃに示す例では、電源線１０５および信号線１０６を１組のみ図示しているが、実際には、複数の力センサ２の各々とＰＬＣモジュール１０７とが電源線１０５および信号線１０６により電気的に接続されている。また、図２０Ｃに示す例では、電気機器１０８に複数の力センサ２、およびＰＬＣモジュール１０７を組み込んでいるが、他の構成であってもよい。たとえば、電気機器１０８にＰＬＣモジュール１０７のみを組み込み、複数の力センサ２を電気機器１０８とは異なる場所に設置する構成であってもよい。
【０１４０】
本実施形態の力検知システム１００では、複数の力センサ２の他に、収集装置６と、受信端末７とを備えているが、収集装置６および受信端末７は必須の構成要件ではない。つまり、本実施形態の力検知システム１００は、複数の力センサ２を備えていればよく、収集装置６または収集装置６および受信端末７をさらに備えるか否かは任意である。
【０１４１】
たとえば、力検知システム１００は、複数の力センサ２の他に、複数の力センサ２の各々から検知データを収集する収集装置６をさらに備えて構成されていてもよい。また、力検知システム１００は、複数の力センサ２および収集装置６の他に、収集装置６の収集した検知データを含むデータ信号を受信する受信端末７をさらに備えて構成されていてもよい。
【０１４２】
＜力センサおよび力検知装置の利用例＞
上述の実施形態１〜３、変形例１〜５の力センサ２および力検知装置１は、磁歪式である。このため、力センサ２および力検知装置１は、歪みゲージ式や圧電式の力センサおよび力検知装置と比較して、コストを大幅に低減しつつも小型化を図ることができ、かつ大きな荷重を検知することが可能である。とくに、力センサ２および力検知装置１は、上述のボルトのように、小型でかつ大きな荷重の検知を必要とする対象物に適している。
【０１４３】
そして、実施形態１〜３、変形例１〜５の力センサ２および力検知装置１は、たとえば上述のボルトやシャフトなどの締付軸力を検知することで、ボルトやシャフトに締め付けられるナットの緩みを監視することができる。たとえば、力センサ２および力検知装置１は、ナットの緩み、破断、腐食といった異常を監視することができる。また、力センサ２および力検知装置１は、ボルトの異常を検知することで、ボルトが設けられた周辺のコンクリートの浮き、ひび、空隙といった異常も監視することができる。
【０１４４】
また、実施形態１〜３、変形例１〜５の力センサ２および力検知装置１は、たとえば吊り金具、ターンバックル、固定金具、アンカーボルト、ボルトおよびナット、継手などの取付金具に用いることができる。これら取付金具は、たとえば照明（照明灯、トンネル照明など）、情報板、標識、ジェットファン、ケーブルラック、信号機、遮音壁、天井板、法面、レール、枕木などのインフラストラクチャー（infrastructure）の附属物に用いることができる。
【０１４５】
そして、これらの附属物は、たとえば道路（道路橋、道路トンネルなど）、河川、ダム、砂防、海岸、下水道、港湾、空港といったインフラストラクチャーに用いることが考えられる。その他、これらの附属物は、たとえば鉄道（鉄道橋、鉄道トンネル、鉄道線路、鉄道電路設備など）、航路、公園、住宅、プラント、電力設備（電柱や鉄塔など）といったインフラストラクチャーに用いることができる。
【０１４６】
具体的には、力センサ２および力検知装置１は、道路橋の情報板の固定金具、道路トンネルのジェットファンのターンバックル、ダムの法面のアンカーボルトに用いることができる。その他、力センサ２および力検知装置１は、鉄道トンネルの照明のボルトおよびナット、鉄道線路の枕木の固定金具、下水道配管の継手のボルト、公園の遊具の取付金具に用いることができる。
【０１４７】
さらに、実施形態１〜３、変形例１〜５の力センサ２および力検知装置１は、上記のインフラストラクチャー分野に限らず、たとえば産業分野や民生分野での利用も可能である。産業分野においては、たとえば産業機器、産業ロボット、トラック、エレベータ、船舶、建築用の足場、仮設設備などに力センサ２および力検知装置１を用いることができる。また、民生分野においては、たとえば民生機器、民生ロボット、遊具（たとえば、ジェットコースター）などに力センサ２および力検知装置１を用いることができる。
【０１４８】
また、実施形態１〜３、変形例１〜５の力センサ２および力検知装置１は、ボルトやシャフトの締付軸力を検知する用途に限定されず、他の用途であってもよい。たとえば、力センサ２および力検知装置１は、対象物に加えられる張力を検知する用途にも適している。具体的には、力センサ２および力検知装置１は、ケーブルなどにより吊り下げられている物体が正常に固定されているか否かの監視や、吊り橋ケーブルの監視に用いることができる。
【０１４９】
また、実施形態１〜３、変形例１〜５の力センサ２および力検知装置１は、対象物の重量を検知する用途にも適している。具体的には、力センサ２および力検知装置１は、ボトルやバッグ、タンクなどの内部に納められている物体の重量の検知や、過積載であるか否かの検知に用いることができる。
【０１５０】
また、実施形態１〜３、変形例１〜５の力センサ２および力検知装置１は、対象物に加えられる圧力を検知する用途にも適している。具体的には、力センサ２および力検知装置１は、プレス機械が対象物に加える圧力の検知や、押出機が対象物を溶融して押し出す際の圧力の検知に用いることができる。
【０１５１】
また、実施形態１〜３、変形例１〜５の力センサ２および力検知装置１は、対象物に加わる荷重を検知する用途にも適している。具体的には、力センサ２および力検知装置１は、温水便座や介護用ベッド、タッチペン、スイッチに加わる荷重の検知に用いることができる。
【０１５２】
また、実施形態１〜３、変形例１〜５の力センサ２および力検知装置１は、対象物に加わる握力を検知する用途にも適している。具体的には、力センサ２および力検知装置１は、電動ドライバ、電動歯ブラシ、パチンコのハンドル、釣竿、自動二輪車のブレーキ、自動二輪車のスロットルに加わる握力の検知に用いることができる。
【０１５３】
その他、実施形態１〜３、変形例１〜５の力センサ２および力検知装置１は、対象物に加えられる踏力を検知する用途にも適している。具体的には、力センサ２および力検知装置１は、自動車のアクセルやブレーキに加わる踏力の検知に用いることができる。
【符号の説明】
【０１５４】
１  力検知装置
２  力センサ
２０  検知部
２１  第１構造体
２２  第２構造体
２１０，２２０  通孔
２２３，２２４  第１突起
２１３，２１４  第２突起
２１５，２２５  凸部
２１６，２２６  凹部
２１７，２２７  挿通孔
２１Ａ，２２Ａ  縁部
２２０Ａ  雌ねじ（ねじ）
２３  弾性体
２５  第３構造体
２６  第４構造体
２６Ａ  雌ねじ（ねじ）
２７  ピン
３  検知回路
３６  基板
３７  筐体
４  コア
４０  中空部
５  コイル
６  収集装置
７  受信端末
１００  力検知システム
Ｅ１２  アンカーボルト（ねじ）
Ｓ１  抑制構造
Ｓ１１〜Ｓ１５  ストッパ
【図１】
2017075871.tif 000003
【図２】
2017075871.tif 000004
【図３】
2017075871.tif 000005
【図４】
2017075871.tif 000006
【図５】
2017075871.tif 000007
【図６】
2017075871.tif 000008
【図７】
2017075871.tif 000009
【図８】
2017075871.tif 000010
【図９】
2017075871.tif 000011
【図１０】
2017075871.tif 000012
【図１１】
2017075871.tif 000013
【図１２】
2017075871.tif 000014
【図１３】
2017075871.tif 000015
【図１４】
2017075871.tif 000016
【図１５】
2017075871.tif 000017
【図１６】
2017075871.tif 000018
【図１７】
2017075871.tif 000019
【図１８】
2017075871.tif 000020
【図１９】
2017075871.tif 000021
【図２０】
2017075871.tif 000022