"XYZ三次元直交座標系における所定軸方向の力成分もしくは所定軸まわりのモーメント成分を検出する力覚センサであって、検出対象となる力を受ける受力体と、この受力体が受けた力に基づいて変形するダイアフラム部を有する起歪体と、前記受力体と前記ダイアフラム部とを接続する接続部材と、前記XYZ三次元直交座標系の原点Oの位置に配置され、前記ダイアフラム部に接合された歪検出基板と、検出対象となる力を電気信号として出力する検出回路と、を備え、前記起歪体は、XY平面に平行な上面および下面をもった板状部材によって構成され、前記起歪体の上面の中央部に定義された検出用領域には、下面側に向かって検出用溝が形成されており、この検出用溝の底部によって前記ダイアフラム部が形成され、この検出用溝の周囲には側壁部が形成され、前記ダイアフラム部の下面と前記側壁部の下面とは同一平面上に位置し、前記受力体は、前記起歪体の下方に所定間隔をおいて配置され、前記接続部材は、Z軸上に配置された柱状部材によって構成され、その上端は前記ダイアフラム部の下面中央部に接続され、その下端は前記受力体の上面中央部に接続されており、前記歪検出基板は、上面および下面がXY平面に平行な面をなし、前記検出用溝の底面に前記ダイアフラム部の変形によって生じる応力が伝達されるように接合され、上面の所定箇所にはピエゾ抵抗素子が形成されており、前記検出回路は、前記ピエゾ抵抗素子の電気抵抗の変化に基づいて、前記受力体が受けた力を示す電気信号を出力することを特徴とする力覚センサ。請求項1に記載の力覚センサにおいて、受力体、接続部材、起歪体が同一材料からなる一体構造体によって構成されていることを特徴とする力覚センサ。請求項1または2に記載の力覚センサにおいて、受力体が、XY平面に平行な上面および下面をもった板状部材によって構成され、起歪体の側壁部には、前記起歪体を外部の第1の物体に固定するためのネジ孔が形成されており、受力体の外周部には、前記受力体を外部の第2の物体に固定するためのネジ孔と、前記起歪体のネジ孔に挿通されたネジを回転するための器具を挿入するための開口部と、が形成されており、前記起歪体のネジ孔と前記受力体のネジ孔とは、XY平面上への正射影投影像が重ならない位置に形成されており、前記起歪体のネジ孔と前記受力体の開口部とは、XY平面上への正射影投影像が重なる位置に形成されていることを特徴とする力覚センサ。請求項3に記載の力覚センサにおいて、起歪体がZ軸を中心軸とする円盤状の部材によって構成され、歪検出基板がZ軸を中心軸とする正方形状の基板によって構成され、起歪体には、前記正方形状の基板を収容可能な検出用溝が形成されており、前記正方形の一組の対辺の中点を結ぶ線上における当該対辺の各外側位置と、別な一組の対辺の中点を結ぶ線上における当該対辺の各外側位置と、にそれぞれ配置された合計4個のネジ孔が起歪体に形成されていることを特徴とする力覚センサ。請求項1~4のいずれかに記載の力覚センサにおいて、起歪体の側壁部に、外部から検出用溝へ向かって貫通した挿入口が設けられており、検出回路が実装された回路基板が前記挿入口に挿入固定され、ピエゾ抵抗素子と前記回路基板上の前記検出回路との間に配線が施されていることを特徴とする力覚センサ。請求項1~5のいずれかに記載の力覚センサにおいて、接続部材の上端面を歪検出基板の上面に正射影投影して投影像を形成したときに、少なくとも一部のピエゾ抵抗素子が、前記投影像の外側直近部に配置された中央素子によって構成されていることを特徴とする力覚センサ。請求項6に記載の力覚センサにおいて、中央素子が、所定の検出対象成分の作用により伸びる方向への応力が加わる位置に配置された第1グループの中央素子と、前記検出対象成分の作用により縮む方向への応力が加わる位置に配置された第2グループの中央素子と、を有し、検出回路が、前記第1グループに所属する中央素子を第1の対辺に配置し、前記第2グループに所属する中央素子を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いて前記検出対象成分の検出を行うことを特徴とする力覚センサ。請求項7に記載の力覚センサにおいて、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って配置された第1の中央素子および第2の中央素子と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って配置された第3の中央素子および第4の中央素子と、を有し、前記第1~第4の中央素子は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されており、検出回路が、前記第1の中央素子と前記第2の中央素子とを第1の対辺に配置し、前記第3の中央素子と前記第4の中央素子とを第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてY軸まわりのモーメント成分Myの検出を行うことを特徴とする力覚センサ。請求項8に記載の力覚センサにおいて、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って配置された第5の中央素子および第6の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って配置された第7の中央素子および第8の中央素子と、を更に有し、前記第5~第8の中央素子は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されており、検出回路が、Y軸まわりのモーメント成分Myの検出に加えて、更に、前記第5の中央素子と前記第6の中央素子とを第1の対辺に配置し、前記第7の中央素子と前記第8の中央素子とを第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いて、X軸まわりのモーメント成分Mxの検出を行うことを特徴とする力覚センサ。請求項6に記載の力覚センサにおいて、検出対象となる力の作用によりダイアフラム部に変形が生じた場合にも有意な応力変化が生じない位置に配置されたピエゾ抵抗素子からなる参照素子を更に有し、検出回路が、中央素子を第1の対辺に配置し、前記参照素子を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いて検出対象成分の検出を行うことを特徴とする力覚センサ。請求項10に記載の力覚センサにおいて、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って配置された第1の中央素子と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って配置された第2の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って配置された第3の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って配置された第4の中央素子と、歪検出基板の周囲近傍に配置された第1の参照素子および第2の参照素子と、を有し、前記第1~第4の中央素子は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されており、前記第1~第2の参照素子は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されており、検出対象となる力が作用していない状態において、前記第1~第2の参照素子の抵抗値は前記第1~第4の中央素子の抵抗値の2倍となるように設定され、検出回路が、前記第1の中央素子と前記第2の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、前記第3の中央素子と前記第4の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、を第1の対辺に配置し、前記第1の参照素子と前記第2の参照素子とを第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてZ軸方向の力成分Fzの検出を行うことを特徴とする力覚センサ。請求項6に記載の力覚センサにおいて、Z軸の位置を内側として各中央素子の外側位置に配置されたピエゾ抵抗素子からなる参照素子を更に有し、検出回路が、中央素子を第1の対辺に配置し、前記参照素子を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いて検出対象成分の検出を行うことを特徴とする力覚センサ。請求項12に記載の力覚センサにおいて、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って配置された第1の中央素子と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って配置された第2の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って配置された第3の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って配置された第4の中央素子と、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って、前記第1の中央素子の外側に配置された第1の参照素子と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って、前記第2の中央素子の外側に配置された第2の参照素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って、前記第3の中央素子の外側に配置された第3の参照素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って、前記第4の中央素子の外側に配置された第4の参照素子と、を有し、前記第1~第4の中央素子および前記第1~第4の参照素子は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されており、検出回路が、前記第1の中央素子と前記第2の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、前記第3の中央素子と前記第4の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、を第1の対辺に配置し、前記第1の参照素子と前記第2の参照素子とを直列接続してなる抵抗素子と、前記第3の参照素子と前記第4の参照素子とを直列接続してなる抵抗素子と、を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてZ軸方向の力成分Fzの検出を行うことを特徴とする力覚センサ。請求項6に記載の力覚センサにおいて、歪検出基板がシリコン単結晶基板によって構成され、このシリコン単結晶基板の001面が前記歪検出基板の上面となり、各中央素子が、前記001面におけるピエゾ抵抗係数のピーク方向を向くように配置され、前記ピーク方向に対して45°をなす方向を向くように配置されたピエゾ抵抗素子からなる参照素子を更に有し、検出回路が、前記中央素子を第1の対辺に配置し、前記参照素子を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いて検出対象成分の検出を行うことを特徴とする力覚センサ。請求項14に記載の力覚センサにおいて、ピエゾ抵抗係数のピーク方向がX軸もしくはY軸方向となるように歪検出基板が配置され、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って配置された第1の中央素子と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って配置された第2の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って配置された第3の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って配置された第4の中央素子と、X軸もしくはY軸に対して45°をなす方向が長手方向となるように配置された第1~第4の参照素子と、を有し、前記第1~第4の中央素子および前記第1~第4の参照素子は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されており、検出回路が、前記第1の中央素子と前記第2の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、前記第3の中央素子と前記第4の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、を第1の対辺に配置し、前記第1の参照素子と前記第2の参照素子とを直列接続してなる抵抗素子と、前記第3の参照素子と前記第4の参照素子とを直列接続してなる抵抗素子と、を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてZ軸方向の力成分Fzの検出を行うことを特徴とする力覚センサ。請求項6に記載の力覚センサにおいて、伸びる方向への応力が作用すると電気抵抗が増加し、縮む方向への応力が作用すると電気抵抗が減少するピエゾ抵抗素子からなる第1の極性をもった中央素子と、伸びる方向への応力が作用すると電気抵抗が減少し、縮む方向への応力が作用すると電気抵抗が増加するピエゾ抵抗素子からなる第2の極性をもった中央素子と、を有し、検出回路が、前記第1の極性をもった中央素子を第1の対辺に配置し、前記第2の極性をもった中央素子を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いて検出対象成分の検出を行うことを特徴とする力覚センサ。請求項16に記載の力覚センサにおいて、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って配置された第1の中央素子および第2の中央素子と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って配置された第3の中央素子および第4の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って配置された第5の中央素子および第6の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って配置された第7の中央素子および第8の中央素子と、を有し、前記第1、第3、第5、第7の中央素子は、同一材料かつ同一サイズの第1の極性をもった中央素子であり、前記第2、第4、第6、第8の中央素子は、同一材料かつ同一サイズの第2の極性をもった中央素子であり、検出対象となる力が作用していない状態において、前記第1~第8の中央素子の抵抗値は互いに等しくなるように設定され、検出回路が、前記第1の中央素子と前記第3の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、前記第5の中央素子と前記第7の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、を第1の対辺に配置し、前記第2の中央素子と前記第4の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、前記第6の中央素子と前記第8の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてZ軸方向の力成分Fzの検出を行うことを特徴とする力覚センサ。請求項6に記載の力覚センサにおいて、歪検出基板がシリコン単結晶基板によって構成され、このシリコン単結晶基板の001面が前記歪検出基板の上面となり、前記001面におけるピエゾ抵抗係数のピーク方向が、X軸もしくはY軸方向となるように前記歪検出基板が配置され、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って配置された第1の中央素子と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って配置された第2の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って配置された第3の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って配置された第4の中央素子と、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って前記第1の中央素子の両脇に配置された第5および第6の中央素子と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って前記第2の中央素子の両脇に配置された第7および第8の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って前記第3の中央素子の両脇に配置された第9および第10の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って前記第4の中央素子の両脇に配置された第11および第12の中央素子と、X軸もしくはY軸に対して45°をなす方向が長手方向となるように配置された第1~第4の参照素子と、を有し、前記第1~第12の中央素子および前記第1~第4の参照素子は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されており、検出回路が、前記第1の中央素子と前記第2の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、前記第3の中央素子と前記第4の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、を第1の対辺に配置し、前記第1の参照素子と前記第2の参照素子とを直列接続してなる抵抗素子と、前記第3の参照素子と前記第4の参照素子とを直列接続してなる抵抗素子と、を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてZ軸方向の力成分Fzの検出を行い、前記第5の中央素子と前記第6の中央素子とを第1の対辺に配置し、前記第7の中央素子と前記第8の中央素子とを第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてY軸まわりのモーメント成分Myの検出を行い、前記第9の中央素子と前記第10の中央素子とを第1の対辺に配置し、前記第11の中央素子と前記第12の中央素子とを第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてX軸まわりのモーメント成分Mxの検出を行うことを特徴とする力覚センサ。請求項6~18のいずれかに記載の力覚センサにおいて、各中央素子の配置パターンが、XZ平面およびYZ平面に関して対称形をなすことを特徴とする力覚センサ。請求項2に記載の力覚センサに用いる一体構造体の製造方法において、Z軸が上方に向かう方向に定義されたXYZ三次元直交座標系に、中心軸がZ軸上にくるように材料棒を配置し、Z座標値がαを越え、かつβ未満の範囲に入る部分を、前記中心軸の近傍部分のみが残るように側面から切削加工する側面加工段階と、前記材料棒の上端面の中央部に検出用領域を定義し、この検出用領域を下方に切削加工して検出用溝を形成する上面加工段階と、を有し、Z座標値がα以下の部分によって受力体を構成し、Z座標値がαを越え、かつβ未満の範囲に入る部分によって接続部材を構成し、Z座標値がβ以上の部分によって起歪体を構成することを特徴とする力覚センサに用いる一体構造体の製造方法。近年は、産業機械の微細化に伴い、力覚センサについても高い信頼性を確保しつつ、小型化を図ることが要求されている。また、商業的な見地からは、更なるコストダウンも望まれている。しかしながら、従来提案されているタイプの力覚センサでは、信頼性を確保しつつ更なる小型化やコストダウンを図ることは困難である。そこで本発明は、高い信頼性を確保しつつ、小型化を図り、更に、コストダウンが可能な力覚センサを提供することを目的とする。本発明の第1の態様は、XYZ三次元直交座標系における所定軸方向の力成分もしくは所定軸まわりのモーメント成分を検出する力覚センサにおいて、検出対象となる力を受ける受力体と、この受力体が受けた力に基づいて変形するダイアフラム部を有する起歪体と、受力体とダイアフラム部とを接続する接続部材と、XYZ三次元直交座標系の原点Oの位置に配置され、ダイアフラム部に接合された歪検出基板と、検出対象となる力を電気信号として出力する検出回路と、を設け、起歪体は、XY平面に平行な上面および下面をもった板状部材によって構成され、起歪体の上面の中央部に定義された検出用領域には、下面側に向かって検出用溝が形成されており、この検出用溝の底部によってダイアフラム部が形成され、この検出用溝の周囲には側壁部が形成され、ダイアフラム部の下面と側壁部の下面とは同一平面上に位置し、受力体は、起歪体の下方に所定間隔をおいて配置され、接続部材は、Z軸上に配置された柱状部材によって構成され、その上端はダイアフラム部の下面中央部に接続され、その下端は受力体の上面中央部に接続されており、歪検出基板は、上面および下面がXY平面に平行な面をなし、検出用溝の底面にダイアフラム部の変形によって生じる応力が伝達されるように接合され、上面の所定箇所にはピエゾ抵抗素子が形成されており、検出回路は、ピエゾ抵抗素子の電気抵抗の変化に基づいて、受力体が受けた力を示す電気信号を出力するようにしたものである。本発明の第2の態様は、上述した第1の態様に係る力覚センサにおいて、受力体、接続部材、起歪体を、同一材料からなる一体構造体によって構成するようにしたものである。本発明の第3の態様は、上述した第1または第2の態様に係る力覚センサにおいて、受力体が、XY平面に平行な上面および下面をもった板状部材によって構成され、起歪体の側壁部には、起歪体を外部の第1の物体に固定するためのネジ孔が形成されており、受力体の外周部には、受力体を外部の第2の物体に固定するためのネジ孔と、起歪体のネジ孔に挿通されたネジを回転するための器具を挿入するための開口部と、が形成されており、起歪体のネジ孔と受力体のネジ孔とは、XY平面上への正射影投影像が重ならない位置に形成されており、起歪体のネジ孔と受力体の開口部とは、XY平面上への正射影投影像が重なる位置に形成されているようにしたものである。本発明の第4の態様は、上述した第3の態様に係る力覚センサにおいて、起歪体がZ軸を中心軸とする円盤状の部材によって構成され、歪検出基板がZ軸を中心軸とする正方形状の基板によって構成され、起歪体には、正方形状の基板を収容可能な検出用溝が形成されており、上記正方形の一組の対辺の中点を結ぶ線上における当該対辺の各外側位置と、別な一組の対辺の中点を結ぶ線上における当該対辺の各外側位置と、にそれぞれ配置された合計4個のネジ孔が起歪体に形成されているようにしたものである。本発明の第5の態様は、上述した第1~第4の態様に係る力覚センサにおいて、起歪体の側壁部に、外部から検出用溝へ向かって貫通した挿入口が設けられており、検出回路が実装された回路基板が挿入口に挿入固定され、ピエゾ抵抗素子と回路基板上の検出回路との間に配線が施されているようにしたものである。本発明の第6の態様は、上述した第1~第5の態様に係る力覚センサにおいて、接続部材の上端面を歪検出基板の上面に正射影投影して投影像を形成したときに、少なくとも一部のピエゾ抵抗素子が、投影像の外側直近部に配置された中央素子によって構成されているようにしたものである。本発明の第7の態様は、上述した第6の態様に係る力覚センサにおいて、中央素子が、所定の検出対象成分の作用により伸びる方向への応力が加わる位置に配置された第1グループの中央素子と、当該検出対象成分の作用により縮む方向への応力が加わる位置に配置された第2グループの中央素子と、を有し、検出回路が、第1グループに所属する中央素子を第1の対辺に配置し、第2グループに所属する中央素子を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いて検出対象成分の検出を行うようにしたものである。本発明の第8の態様は、上述した第7の態様に係る力覚センサにおいて、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って配置された第1の中央素子および第2の中央素子と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って配置された第3の中央素子および第4の中央素子と、を有し、第1~第4の中央素子は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されており、検出回路が、第1の中央素子と第2の中央素子とを第1の対辺に配置し、第3の中央素子と第4の中央素子とを第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてY軸まわりのモーメント成分Myの検出を行うようにしたものである。本発明の第9の態様は、上述した第8の態様に係る力覚センサにおいて、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って配置された第5の中央素子および第6の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って配置された第7の中央素子および第8の中央素子と、を更に有し、第5~第8の中央素子は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されており、検出回路が、Y軸まわりのモーメント成分Myの検出に加えて、更に、第5の中央素子と第6の中央素子とを第1の対辺に配置し、第7の中央素子と第8の中央素子とを第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いて、X軸まわりのモーメント成分Mxの検出を行うようにしたものである。本発明の第10の態様は、上述した第6の態様に係る力覚センサにおいて、検出対象となる力の作用によりダイアフラム部に変形が生じた場合にも有意な応力変化が生じない位置に配置されたピエゾ抵抗素子からなる参照素子を更に有し、検出回路が、中央素子を第1の対辺に配置し、参照素子を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いて検出対象成分の検出を行うようにしたものである。本発明の第11の態様は、上述した第10の態様に係る力覚センサにおいて、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って配置された第1の中央素子と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って配置された第2の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って配置された第3の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って配置された第4の中央素子と、歪検出基板の周囲近傍に配置された第1の参照素子および第2の参照素子と、を有し、第1~第4の中央素子は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されており、第1~第2の参照素子は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されており、検出対象となる力が作用していない状態において、第1~第2の参照素子の抵抗値は第1~第4の中央素子の抵抗値の2倍となるように設定され、検出回路が、第1の中央素子と第2の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、第3の中央素子と第4の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、を第1の対辺に配置し、第1の参照素子と第2の参照素子とを第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてZ軸方向の力成分Fzの検出を行うようにしたものである。本発明の第12の態様は、上述した第6の態様に係る力覚センサにおいて、Z軸の位置を内側として各中央素子の外側位置に配置されたピエゾ抵抗素子からなる参照素子を更に有し、検出回路が、中央素子を第1の対辺に配置し、参照素子を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いて検出対象成分の検出を行うようにしたものである。本発明の第13の態様は、上述した第12の態様に係る力覚センサにおいて、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って配置された第1の中央素子と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って配置された第2の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って配置された第3の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って配置された第4の中央素子と、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って、第1の中央素子の外側に配置された第1の参照素子と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って、第2の中央素子の外側に配置された第2の参照素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って、第3の中央素子の外側に配置された第3の参照素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って、第4の中央素子の外側に配置された第4の参照素子と、を有し、第1~第4の中央素子および第1~第4の参照素子は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されており、検出回路が、第1の中央素子と第2の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、第3の中央素子と第4の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、を第1の対辺に配置し、第1の参照素子と第2の参照素子とを直列接続してなる抵抗素子と、第3の参照素子と第4の参照素子とを直列接続してなる抵抗素子と、を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてZ軸方向の力成分Fzの検出を行うようにしたものである。本発明の第14の態様は、上述した第6の態様に係る力覚センサにおいて、歪検出基板がシリコン単結晶基板によって構成され、このシリコン単結晶基板の001面が歪検出基板の上面となり、各中央素子が、001面におけるピエゾ抵抗係数のピーク方向を向くように配置され、上記ピーク方向に対して45°をなす方向を向くように配置されたピエゾ抵抗素子からなる参照素子を更に有し、検出回路が、中央素子を第1の対辺に配置し、参照素子を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いて検出対象成分の検出を行うようにしたものである。本発明の第15の態様は、上述した第14の態様に係る力覚センサにおいて、ピエゾ抵抗係数のピーク方向がX軸もしくはY軸方向となるように歪検出基板が配置され、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って配置された第1の中央素子と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って配置された第2の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って配置された第3の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って配置された第4の中央素子と、X軸もしくはY軸に対して45°をなす方向が長手方向となるように配置された第1~第4の参照素子と、を有し、第1~第4の中央素子および第1~第4の参照素子は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されており、検出回路が、第1の中央素子と第2の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、第3の中央素子と第4の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、を第1の対辺に配置し、第1の参照素子と第2の参照素子とを直列接続してなる抵抗素子と、第3の参照素子と第4の参照素子とを直列接続してなる抵抗素子と、を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてZ軸方向の力成分Fzの検出を行うようにしたものである。本発明の第16の態様は、上述した第6の態様に係る力覚センサにおいて、伸びる方向への応力が作用すると電気抵抗が増加し、縮む方向への応力が作用すると電気抵抗が減少するピエゾ抵抗素子からなる第1の極性をもった中央素子と、伸びる方向への応力が作用すると電気抵抗が減少し、縮む方向への応力が作用すると電気抵抗が増加するピエゾ抵抗素子からなる第2の極性をもった中央素子と、を有し、検出回路が、第1の極性をもった中央素子を第1の対辺に配置し、第2の極性をもった中央素子を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いて検出対象成分の検出を行うようにしたものである。本発明の第17の態様は、上述した第16の態様に係る力覚センサにおいて、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って配置された第1の中央素子および第2の中央素子と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って配置された第3の中央素子および第4の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って配置された第5の中央素子および第6の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って配置された第7の中央素子および第8の中央素子と、を有し、第1、第3、第5、第7の中央素子は、同一材料かつ同一サイズの第1の極性をもった中央素子であり、第2、第4、第6、第8の中央素子は、同一材料かつ同一サイズの第2の極性をもった中央素子であり、検出対象となる力が作用していない状態において、第1~第8の中央素子の抵抗値は互いに等しくなるように設定され、検出回路が、第1の中央素子と第3の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、第5の中央素子と第7の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、を第1の対辺に配置し、第2の中央素子と第4の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、第6の中央素子と第8の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてZ軸方向の力成分Fzの検出を行うようにしたものである。本発明の第18の態様は、上述した第6の態様に係る力覚センサにおいて、歪検出基板がシリコン単結晶基板によって構成され、このシリコン単結晶基板の001面が歪検出基板の上面となり、001面におけるピエゾ抵抗係数のピーク方向が、X軸もしくはY軸方向となるように歪検出基板が配置され、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って配置された第1の中央素子と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って配置された第2の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って配置された第3の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って配置された第4の中央素子と、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って第1の中央素子の両脇に配置された第5および第6の中央素子と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って第2の中央素子の両脇に配置された第7および第8の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って第3の中央素子の両脇に配置された第9および第10の中央素子と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って第4の中央素子の両脇に配置された第11および第12の中央素子と、X軸もしくはY軸に対して45°をなす方向が長手方向となるように配置された第1~第4の参照素子と、を有し、第1~第12の中央素子および第1~第4の参照素子は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されており、検出回路が、第1の中央素子と第2の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、第3の中央素子と第4の中央素子とを直列接続してなる抵抗素子と、を第1の対辺に配置し、第1の参照素子と第2の参照素子とを直列接続してなる抵抗素子と、第3の参照素子と第4の参照素子とを直列接続してなる抵抗素子と、を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてZ軸方向の力成分Fzの検出を行い、第5の中央素子と第6の中央素子とを第1の対辺に配置し、第7の中央素子と第8の中央素子とを第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてY軸まわりのモーメント成分Myの検出を行い、第9の中央素子と第10の中央素子とを第1の対辺に配置し、第11の中央素子と第12の中央素子とを第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてX軸まわりのモーメント成分Mxの検出を行うようにしたものである。本発明の第19の態様は、上述した第6~第18の態様に係る力覚センサにおいて、各中央素子の配置パターンが、XZ平面およびYZ平面に関して対称形をなすようにしたものである。本発明の第20の態様は、上述した第2の態様に係る力覚センサに用いる一体構造体の製造方法において、Z軸が上方に向かう方向に定義されたXYZ三次元直交座標系に、中心軸がZ軸上にくるように材料棒を配置し、Z座標値がαを越え、かつβ未満の範囲に入る部分を、中心軸の近傍部分のみが残るように側面から切削加工する側面加工段階と、材料棒の上端面の中央部に検出用領域を定義し、この検出用領域を下方に切削加工して検出用溝を形成する上面加工段階と、を行い、Z座標値がα以下の部分によって受力体を構成し、Z座標値がαを越え、かつβ未満の範囲に入る部分によって接続部材を構成し、Z座標値がβ以上の部分によって起歪体を構成するようにしたものである。本発明に係る力覚センサは、受力体、接続部材、起歪体からなる基本構造体によって構成され、起歪体は、上面に検出用溝を形成した単純な構造によって実現できるため、高い信頼性を確保しつつ、従来装置に比べて小型化を図り、コストダウンを図ることができる。特に、この基本構造体を同一材料からなる一体構造体によって構成すれば、製造プロセスも容易になり、製造コストを大幅に低減することができ、また、各部の接続に関して信頼性の高い装置を実現することができる。しかも、検出用溝の底部によってダイアフラム部が形成され、その変形をピエゾ抵抗素子の電気抵抗の変化に基づいて電気的に検出することができるため、十分な検出精度を確保することができる。以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。<<<§1.従来装置の構造およびその問題点>>>ここでは、まず、本発明に係る力覚センサに最も近い従来技術と思われる、前掲の特許文献1に開示されている力覚センサの構造および動作原理を説明する。図1は、この従来型の力覚センサの側断面図、図2は、その分解側面図である。図1に示すとおり、この力覚センサの主たる構造体は、起歪体10、受力体30、歪検出基板40、カバー50である。起歪体10および受力体30は、いずれも円盤状の部材であり、図2の側面図では、これらを分離し、カバー50を取り外した状態が示されている。起歪体10は、肉薄のワッシャ状の部分からなるダイアフラム部11と、その周囲を取り囲む側壁部12と、中心軸に沿って下方に伸びる支柱部13と、によって構成されている。側壁部12には、配線用の貫通孔H1,H2およびネジ止め用の貫通孔H3,H4が形成されている。一方、受力体30には、中心および周囲にネジ止め用の貫通孔H5,H6,H7が形成されている。中心の貫通孔H5は、ネジNを挿通するためのもので、ネジNの先端部は支柱部13の下方に形成された雌ネジに螺合する。結局、受力体30は、ネジNによって支柱部13の下端に接合される。なお、図2の側面図では、各貫通孔H1~H7やネジNの図示は省略されている。起歪体10の上面には、浅くて広い溝G1が掘られており、この溝G1内には、歪検出基板40が収容されている。また、溝G1の上方は、カバー50によって覆われた状態になっている。一方、起歪体10の下面には、円環状の溝G2が掘られており、この溝G2の上部が、ワッシャ状のダイアフラム部11となっている。ダイアフラム部11は、肉薄のために可撓性を有している。したがって、受力体30に外力が作用すると、当該外力は支柱部13を介してダイアフラム部11へと伝達され、ダイアフラム部11が変形を生じることになる。なお、受力体30の下面に掘られた溝G3は、ネジNの頭部を収容するためのものである。歪検出基板40は、シリコン基板によって構成され、溝G1の底面に貼り付けられている。したがって、ダイアフラム部11に生じた機械的変形は、そのまま歪検出基板40へ伝達される。歪検出基板40の上面の所定箇所には、ピエゾ抵抗素子K1~K4が形成されており、歪検出基板40に機械的変形が生じると、各ピエゾ抵抗素子K1~K4の電気抵抗に変化が生じる。貫通孔H1,H2に挿通した配線ピン61,62は、ボンディングワイヤ71,72を介して各ピエゾ抵抗素子K1~K4に対して配線される。配線ピン61,62の下端は、図示されていない検出回路に接続され、この検出回路において、各ピエゾ抵抗素子K1~K4の電気抵抗の変化が検知され、受力体30に作用した外力の検出が行われる。貫通孔H3,H4に挿通したネジによって、起歪体10を図示されていない上部物体に固定し、貫通孔H6,H7に挿通したネジによって、受力体30を図示されていない下部物体に固定すれば、この力覚センサは、上部物体に対して下部物体から加えられる外力を検出する機能を果たす。この従来型の力覚センサの特徴は、外力が作用したときに、ダイアフラム部11における図2の位置L1~L4に応力機械的な歪みが集中する点にある。ここで、位置L1,L4は、ワッシャ状のダイアフラム部11の外周縁であり、位置L2,L3は、ワッシャ状のダイアフラム部11の内周縁である。要するに、受力体30に作用した外力に基づいてダイアフラム部11に生じる応力は、その端部に集中する。図1に示すピエゾ抵抗素子K1~K4は、これらの位置L1~L4に対応した位置に形成されている。このように、応力が集中する位置にピエゾ抵抗素子K1~K4を配置することにより、高い検出感度が得られることになる。ダイアフラム部11の各位置L1~L4に発生する応力の形態は、作用した外力の向きに応じて様々であるが、従来型の力覚センサでは、このようにワッシャ状のダイアフラム部11の内側に配置したピエゾ抵抗素子K2,K3と、外側に配置したピエゾ抵抗素子K1,K4を用いたブリッジ回路により、受力体30に作用した外力の各成分を検出することになる。しかしながら、この従来型の力覚センサには、次のような問題がある。まず、第1に、ワッシャ状のダイアフラム部11の外周縁位置L1,L4に生じる応力を検知できるようにするため、歪検出基板40の外寸をダイアフラム部11の外径よりも大きくせざるを得ない。これは、歪検出基板40の位置L1,L4に十分な歪みを生じさせるためには、歪検出基板40の外周が位置L1,L4の外側にまで広がっている必要があるためである。また、ピエゾ抵抗素子K1,K4の両端に対する配線を行うためにも、歪検出基板40の外周部にある程度の余裕をもたせておく必要がある。その結果、歪検出基板40のサイズは、ダイアフラム部11のサイズに比べて、ある程度大きくせざるを得なくなり、装置全体の小型化を阻害することになる。第2に、起歪体10および受力体30によって構成される基本構造体の形状が複雑になるため、製造プロセスが複雑になり、製造コストが高騰せざるを得ない。図示のとおり、起歪体10については、上面に広くて浅い溝G1を形成する加工が必要であり、下面に円環状の溝G2を形成する加工が必要になる。特に、下面側に溝G2を形成する加工を行うには、受力体30が邪魔になるので、受力体30を起歪体10とは別体として用意し、着脱自在な構造にする必要がある。すなわち、起歪体10について、下面に溝G2を形成する加工を行った後に、受力体30を起歪体10の下方に取り付ける工程図示の例の場合、ネジNによって、受力体30を支柱部13の下面に取り付ける工程を行わねばならない。このように加工工程や組立工程が複雑になればなるほど、製造コストは高騰する。そして第3に、別体として用意された起歪体10と受力体30とを接続する必要があるため、この接続部に関しての信頼性が低下せざるを得ない。たとえば、図示の例のように、ネジNによって両者を接続固定する形態を採った場合、ネジNに弛みが生じると正しい検出を行うことができなくなり、場合によっては、受力体30が起歪体10から脱落してしまうおそれもある。したがって、実用上は、ネジNによる固定に加えて、両者間に接着剤を充填して固着する必要があるが、接着剤を介挿した場合、接続部にヒステリシス特性が現れるという別な問題が生じることになる。特に、装置に過負荷が加わった場合、接着剤が部分的に剥離する可能性があり、接続部に無視できないヒステリシス特性が生じる。本発明は、従来装置におけるこのような問題を解決するためのものであり、高い信頼性を確保しつつ、小型化およびコストダウンを図る技術を提供するものである。<<<§2.本発明に係る力覚センサの基本構造>>>続いて、本発明に係る力覚センサの基本構造を説明する。図3には、本発明に係る力覚センサを構成する基本構造体の上面図上段の図および側面図下段の図が示されている。下段の側面図に示されているように、この基本構造体の主たる構成要素は、起歪体100、接続部材200、受力体300である。起歪体100の内部には、図に破線で示すように、検出用溝Gが設けられており、この検出用溝Gの底部によってダイアフラム部110が形成されている。一方、この検出用溝Gの周囲には側壁部120が形成されている。また、検出用溝Gの底面ダイアフラム部110の上面には、歪検出基板400が配置されている。ここでは、説明の便宜上、この歪検出基板400の中心位置に原点Oをとり、図示の各方向にX軸,Y軸,Z軸をとることにより、XYZ三次元直交座標系を定義する。すなわち、上段の上面図では、右方向にX軸、上方向にY軸が定義され、Z軸は紙面に垂直な方向を向く。また、下段の側面図では、右方向にX軸、上方向にZ軸が定義され、Y軸は紙面に垂直な方向を向く。上段の上面図に示されているとおり、起歪体100は、XY平面に平行な上面および下面をもった板状部材によって構成されている。一方、ここに示す例の場合、受力体300も、XY平面に平行な上面および下面をもった板状部材によって構成されている。受力体300は、必ずしも板状部材にする必要はないが、装置の小型化を図るため、実用上は、XY平面に平行な上面および下面をもった板状部材によって構成するのが好ましい。特に、図示する例の場合、起歪体100および受力体300は、同じ直径をもった円盤状の部材によって構成されており、Z軸が中心軸となるように配置されているため、上面図において、受力体300は起歪体100に完全に重なった状態になっている。受力体300は、起歪体100の下方に所定間隔をおいて配置され、両者間は接続部材200によって接続される。接続部材200は、Z軸上に配置された柱状部材この例の場合は、円柱状の部材によって構成され、その上端はダイアフラム部110の下面中央部に接続され、その下端は受力体300の上面中央部に接続されている。なお、ここに示す例の場合、起歪体100、接続部材200、受力体300は、同一材料たとえば、コバールや42-アロイなどのシリコン基板と線膨張係数の近い金属、もしくはステンレスやアルミニウムなどの金属からなる一体構造体によって構成されている。したがって、起歪体100と接続部材200との接続部および接続部材200と受力体300との接続部は、接着剤などによる接合ではなく、同一材料からなる連続構造体によって構成されている。図3上段の上面図に描かれている花弁状のカバー180は、検出用溝Gの上部を覆う蓋として機能する。後述するように、検出用溝Gの平面形状は、このカバー180の輪郭形状よりもひとまわり小さい花弁状をしている。下段の側面図に破線で描かれている検出用溝Gは、起歪体100をXZ平面で切断したときの検出用溝Gの輪郭位置を示すものである。図3上段に示すとおり、起歪体100の側壁部120には、ネジ孔151,152,153,154が形成されている下段の側面図では、これらのネジ孔は図示省略。また、起歪体100の側壁部120から外部へ突き出している回路基板500は、検出回路を実装するための基板であり、その一端は検出用溝Gにまで達している。この力覚センサの内部の基本構造は、図4を参照することにより更に明瞭になる。図4には、図3に示す基本構造体のカバー180を取り外した状態を示す上面図上段の図およびXZ平面で切断した側断面図下段の図が示されている。ここで、上段の上面図において、花弁状の輪郭f1と輪郭f2との間に挟まれたドットによるハッチングを施した部分は、カバー180の下面周辺部を接着するためのカバー接着部190の領域を示すものであるハッチングは領域を示すためのものであり、断面を示すものではない。図4下段の側断面図に示されているとおり、カバー接着部190は、起歪体100の上面から、カバー180の厚みに相当する寸法だけ下がった位置に形成された段差部である。また、図4上段に示す花弁状の輪郭f2は、図3に示すカバー180の輪郭形状に一致する。したがって、図にハッチングを施して示したカバー接着部190の部分に接着剤を塗布し、上方からカバー180を段差部に嵌合すれば、カバー180の下面周囲部をカバー接着部190に接着固定することができる。一方、カバー接着部190の内側の輪郭f1は、検出用溝Gの輪郭を示すものである。すなわち、起歪体100の上面の中央部には、花弁状の輪郭f1の内部に相当する検出用領域が定義されており、この検出用領域には、起歪体100の下面側に向かって均一の深さをもつ検出用溝Gが形成されている。図4下段の側断面図は、この基本構造体をXZ平面で切断した断面を示しているため、検出用溝Gの一部の縦断面しか現れていないが、図4上段の上面図に示すとおり、検出用溝Gは、花弁状の平面形状を有している。検出用溝Gの深さは均一であり、この検出用溝Gの底部には、均一の厚みをもった花弁状のダイアフラム部110が形成されている。ダイアフラム部110は、肉厚が薄いため、検出対象となる力の作用を受けると撓み機械的変形を生じる。図示のとおりダイアフラム部110の下面と側壁部120の下面とは同一平面上に位置する。歪検出基板400は、上面および下面がXY平面に平行な面をなす正方形状の半導体基板であり、Z軸が中心軸となるように配置される。図4上段の上面図に示すとおり、検出用溝Gの花弁状の平面形状は、この正方形状をした歪検出基板400を収容するのに適した形状になっている。図4下段の側断面図に示すとおり、歪検出基板400は、検出用溝Gの底面すなわち、ダイアフラム部110の上面にダイアフラム部110の変形によって生じる応力が伝達されるように接合される具体的には、歪検出基板400は、下面全面に接着剤を塗布して、ダイアフラム部110の上面に接着される。歪検出基板400の上面の所定箇所にはピエゾ抵抗素子Aが形成されている下段の側断面図では図示省略。ここに示す例の場合、歪検出基板400はシリコン基板によって構成されており、ピエゾ抵抗素子Aは、このシリコン基板の上面層にP型もしくはN型の不純物を注入した領域として構成できる。図示の例では、破線で示す接続部材200の位置の外側直近部に8組のピエゾ抵抗素子Aが配置されているが、ピエゾ抵抗素子の数や配置は、この例に限定されるものではない。ピエゾ抵抗素子の数や配置のバリエーションについては、§5でいくつかの実施例を述べることにする。要するに、本発明に用いる歪検出基板400は、上面および下面がXY平面に平行な面をなし、検出用溝Gの底面にダイアフラム部110の変形によって生じる応力が伝達されるように接合され、上面の所定箇所にピエゾ抵抗素子が形成されたものであればよい。回路基板500には、ピエゾ抵抗素子Aの電気抵抗の変化に基づいて、受力体300が受けた力を示す電気信号を出力する検出回路図示省略が実装されている。具体的な検出回路の構成については、§5でいくつかの実施例を述べる。結局、本発明に係る力覚センサは、検出対象となる力を受ける受力体300と、この受力体300が受けた力に基づいて変形するダイアフラム部110を有する起歪体100と、受力体300とダイアフラム部110とを接続する接続部材200と、XYZ三次元直交座標系の原点Oの位置に配置され、ダイアフラム部110に接合された歪検出基板400と、検出対象となる力を電気信号として出力する検出回路回路基板500上に実装された回路と、を備え、XYZ三次元直交座標系における所定軸方向の力成分もしくは所定軸まわりのモーメント成分を検出する力覚センサということになる。起歪体100の側壁部120に形成されたネジ孔151,152,153,154は、起歪体100を外部の第1の物体に固定するための貫通孔ネジは切られていないである。図4下段の側断面図には、ネジ孔151,152に、それぞれネジN1,N2を挿通させた状態が描かれている。同様に、ネジ孔153,154には、それぞれネジN3,N4が挿通される。これら4本のネジN1~N4は、起歪体100の上方に配置された第1の物体図示されていないに形成されたネジ孔内の雌ネジもしくは当該ネジ孔の上部に配置されたナットに螺合する。したがって、起歪体100は、4本のネジN1~N4によって、上方に配置された第1の物体図示されていないにしっかりと固定されることになる。なお、図4下段の側断面図に示すとおり、受力体300の外周部には、開口部321,322が設けられている。ここで、開口部321はネジ孔151の真下の位置に形成され、開口部322はネジ孔152の真下の位置に形成されている。これらの開口部321,322は、ネジ孔151,152に挿通されたネジN1,N2を回転するための器具ドライバーを挿入するために利用される。同様に、ネジ孔153の真下の位置には、ネジN3を回転するための器具を挿入するための開口部323が形成され、ネジ孔154の真下の位置には、ネジN4を回転するための器具を挿入するための開口部324が形成されている。図5は、図3に示す基本構造体の下面図であり、図6は、図5に示す基本構造体に4本のネジN1~N4を挿通した状態を示す下面図である。上述したとおり、受力体300の外周部には、起歪体100のネジ孔151,152,153,154に挿通されたネジN1,N2,N3,N4を回転するための器具ドライバーを挿入するための開口部321,322,323,324この例の場合、受力体300の外周部から中心軸方向に向かって形成されたU字状の切り欠き部が形成されている。この力覚センサの利用者は、これら開口部321,322,323,324を利用して、受力体300の下面側から4本のネジN1~N4を起歪体100のネジ孔151,152,153,154に挿通し、器具ドライバーで回転させることにより、4本のネジN1~N4を第1の物体に固定することができる。図6は、こうして4本のネジN1~N4による固定が完了した状態を示している。開口部321,322,323,324が、それぞれX軸もしくはY軸方向の位置に形成されているのに対して、受力体300の外周部における45°ずれた位置には、受力体300をその下方に配置されている第2の物体に固定するためのネジ孔351,352,353,354が形成されている。図7は、図3に示す基本構造体のカバー180を取り外した状態を示す上面図上段の図およびその側断面図下段の図である。ここで、図7上段の上面図は、図4上段の上面図を時計まわりに45°回転させたものに相当し、図7下段の側断面図は、図7上段に示す構造体を切断線W-Wの位置で切断した断面を示している。したがって、この側断面図には、ネジ孔351,352が現れている。受力体300に形成されたネジ孔351,352,353,354の内部には、雌ネジが形成されており、下方に配置された第2の物体側から導出された4本のネジの先端部と螺合する。これにより、受力体300を下方に配置された第2の物体図示されていないにしっかりと固定することができる。なお、図7下段の側断面図に示された検出用溝Gの輪郭形状は、図4下段の側断面図に示された検出用溝Gの輪郭形状とは異なっているが、これは前者が切断線W-Wの位置における断面を示しているのに対して、後者はXZ平面による断面を示しているためである。図7下段の側断面図には、輪郭f1,f2の相違によって生じる段差構造により、カバー接着部190が形成される様子が明瞭に示されている。また、起歪体100の側壁部120に、外部から検出用溝Gへ向かって貫通した挿入口が設けられ、検出回路が実装された回路基板500が、この挿入口に挿入固定されている状態も明瞭に示されている。なお、歪検出基板400の上面に設けられた各ピエゾ抵抗素子A下段の側断面図では図示省略と、回路基板500上に設けられた検出回路との間には、ボンディングワイヤ470を含む配線が施される必要に応じて、歪検出基板400の上面には、ボンディングパッドを設ければよい。図5に示すとおり、起歪体100のネジ孔151,152,153,154のXY平面上への正射影投影像はX軸もしくはY軸上に配置されているのに対して、受力体300のネジ孔351,352,353,354のXY平面上への正射影投影像はX軸もしくはY軸を45°回転させた軸上に配置されており、前者と後者はXY平面上で互いに重ならない位置に形成されている。このため、起歪体100を第1の物体に固定するための4本のネジと、受力体300を第2の物体に固定するための4本のネジとの干渉を防ぐことができる。一方、起歪体100のネジ孔151,152,153,154のXY平面上への正射影投影像と、受力体300に設けられた開口部321,322,323,324のXY平面上への正射影投影像とは、互いに重なる位置に形成されている。そのため、各開口部を利用して、各ネジ孔にネジを挿通する作業や、各ネジを回転させる作業を行うことができる。また、ここに示す例の場合、起歪体100はZ軸を中心軸とする円盤状の部材によって構成され、歪検出基板400はZ軸を中心軸とする正方形状の基板によって構成されている。そして、図4上段の上面図に示すとおり、起歪体100には、正方形状の歪検出基板400を収容できるように、花弁状の検出用溝Gが形成されている。起歪体100のネジ孔151,152,153,154は、この花弁状の検出用溝Gの4枚の花弁位置を避ける位置に配置されており、円盤状の起歪体100について、スペースを効率的に利用した配置が実現されている。すなわち、歪検出基板400を構成する正方形の一組の対辺の中点を結ぶ線図示の例の場合はX軸上における当該対辺の各外側位置にネジ孔151,152が配置され、別な一組の対辺の中点を結ぶ線図示の例の場合はY軸上における当該対辺の各外側位置にネジ孔153,154が配置されている。このような配置を採れば、円盤状の起歪体100の内部に、正方形状の歪検出基板400と合計4個のネジ孔とを効率的に配置することが可能になり、装置全体の小型化に寄与することができる。<<<§3.本発明に係る力覚センサのメリット>>>続いて、§1で述べた従来装置の構造と、§2で述べた本発明に係る装置の構造とを比較し、本発明に係る力覚センサのメリットを説明する。§1では、従来装置の問題として、小型化の阻害要因、製造コストの高騰要因、接続部に関しての信頼性の低下要因を挙げたが、本発明に係る力覚センサでは、これらの問題点が解消することになる。以下、順に説明する。まず、第1に、従来型の力覚センサでは、ワッシャ状のダイアフラム部11の外周縁図2の位置L1,L4に生じる応力を検知できるようにするため、歪検出基板40の外寸をダイアフラム部11の外径よりも大きくする必要があった。これは、装置全体の小型化を阻害する要因になる。別言すれば、従来装置では、図1に示すように、歪検出基板40の内側にピエゾ抵抗素子K2,K3を配置するとともに、外側にもピエゾ抵抗素子K1,K4を配置するため、4組のピエゾ抵抗素子K1~K4を並べて配置できるだけのサイズダイアフラム部11よりもひとまわり大きなサイズをもった歪検出基板40を用意する必要があり、必然的に、起歪体10のサイズも大きくならざるを得ない。これに対して、本発明では、図3下段の側面図に示すように、位置L5~L8を定義した場合、ダイアフラム部110の外周縁位置L5,L8に生じる応力の検知は基本的に行わず、内周縁位置L6,L7に生じる応力に基づいて作用した力の検出を行うという方法を採る。したがって、ピエゾ抵抗素子Aは、図4上段の上面図に示されているとおり、歪検出基板400の内側図3下段における位置L6,L7に配置すればよい後述するように、いくつかの実施例では、別な位置に配置された参照素子を併用する。このように、本発明では、ダイアフラム部110の外周縁位置L5,L8に生じる応力検知を行わない方針を採用したため、歪検出基板400のサイズをダイアフラム110のサイズよりも大きくする必要はない。図4下段の側断面図や図7下段の側断面図を見ればわかるとおり、歪検出基板400は、検出用溝Gの内部に収容されており、ダイアフラム部110より若干小さなサイズの基板になっている。このため、従来装置に比べて、装置全体の小型化を図ることが可能になる。実際、本願発明者が試作したサンプルでは、起歪体100および受力体300を、直径10mm程度、厚み2~3mm程度の円盤を用いて構成し、歪検出基板400を、一辺5mm程度の正方形状のシリコン基板を用いて構成することができた。また、起歪体100としてステンレスの円盤を用いた場合、ダイアフラム部110の厚みを1mm程度にすれば、一般的なロボットアームなどに利用する力覚センサとして十分な感度の機械的変形を生じさせることができた。なお、ダイアフラム部110に生じた機械的変形を歪検出基板400に十分に伝達できるようにするため、歪検出基板400の厚みは、ダイアフラム部110の厚みよりも小さくたとえば、半分程度の厚みに設定するのが好ましい。従来型の力覚センサの第2の問題点は、基本構造体の形状が複雑になるため、製造プロセスが複雑になり、製造コストが高騰する点である。図2に示すように、起歪体10については、上面に溝G1を形成する加工を行い、下面に溝G2を形成する加工が必要になる。すなわち、下面側に形成した溝G2によってダイアフラム部11を形成し、このダイアフラム部11よりもサイズの大きな歪検出基板40を配置するために、上面側にも溝G1を形成する必要がある。結局、受力体30を起歪体10とは別体として用意し、起歪体10の下面に対する加工を行った後に受力体30を接続する組立工程が必要になる。これに対して、本発明では、図3下段の側面図に示されているとおり、起歪体100に対する加工は、上面から行うだけで済む。ダイアフラム部110の下面と側壁部120の下面とは同一平面上に位置するため、起歪体100の下面は平坦面となり、下面に溝を掘る加工を行う必要はない。実際、本発明に係る装置では、起歪体100、接続部材200、受力体300からなる基本構造体を、同一材料からなる一体構造体によって構成することができ、製造コストを大幅に低減することができる。具体的には、この基本構造体は、次のような工程で生産することができる。まず、コバール、42-アロイ、ステンレス、アルミニウムなどの金属材料可撓性をもったダイアフラム部110を構成することが可能な材料であれば、必ずしも金属である必要はないからなる材料棒を用意する。図示の例の場合、金属の円柱棒を用意するのが好ましい。ここでは、説明の便宜上、図3下段の図に示すように、Z軸が上方に向かう方向に定義されたXYZ三次元直交座標系を考え、この座標系上に、中心軸がZ軸上にくるように材料棒を配置したものとしよう。はじめに、この材料棒のうち、Z座標値がαを越え、かつβ未満の範囲に入る部分を、中心軸の近傍部分のみが残るように側面から切削加工する側面加工段階を行う。図3下段の側面図に示されているαおよびβは、このZ座標値に応じた位置を示している。要するに、位置α~βの間の区間に対して、側面からの切削加工を行うことにより、中心軸の近傍部分によって円柱状の接続部材200を形成することになる。続いて、この材料棒の上端面の中央部に検出用領域図4上段の上面図に示されている輪郭f1の内部の領域を定義し、この検出用領域を下方に切削加工して検出用溝Gを形成する。そうすれば、この材料棒のZ座標値がα以下の部分によって受力体300を構成し、Z座標値がαを越え、かつβ未満の範囲に入る部分によって接続部材200を構成し、Z座標値がβ以上の部分によって起歪体100を構成することができ、これらは同一材料からなる一体構造体になる。最後に、必要に応じて、上端面にカバー接着部190を形成する加工図4上段の上面図に示されている輪郭f1とf2との間の領域を浅く掘り下げる加工や、ネジ孔151~154,321~324および開口部351~354を形成する加工、回路基板500を挿入するための挿入口を形成する加工を行えばよい。このように、本発明に係る力覚センサでは、1本の材料棒に対する機械加工によって基本構造体を量産することができるため、製造工程は単純化され、製造コストを大幅に低減させることができる。従来型の力覚センサの第3の問題点は、別体として用意された起歪体10と受力体30とを接続する必要があるため、この接続部に関しての信頼性が低下する点である。図1に示す例のようにネジNによる接続を行えば、ネジNの弛みによって接続部の信頼性は失われ、受力体30が脱落するおそれもある。また、両者を接着剤で固定すると、検出に悪影響を与えるヒステリシス特性が生じる。本発明に係る力覚センサでは、受力体100、接続部材200、起歪体300からなる基本構造体を、同一材料からなる一体構造体によって構成することができる。このような一体構造体による構成にすれば、相互の接続部について十分な信頼性が得られることになり、耐久度の高い装置を実現できる。<<<§4.ピエゾ抵抗素子の配置>>>§2では、本発明に係る力覚センサの基本構造体の構成を説明したが、ここでは、歪検出基板400上に設けられるピエゾ抵抗素子の配置に関する基本方針を述べよう。はじめに、§2で説明した力覚センサに外力が作用したとき、ダイアフラム部110がどのように変形し、歪検出基板400にどのような応力が作用するかを考えてみよう。図8は、図3に示す基本構造体にY軸まわりのモーメント成分Myが作用したときの変形状態を示すXZ平面での側断面図である。図において、Y軸は、原点Oにおいて紙面に垂直奥方向を向いた軸である。なお、本願では、特定の座標軸まわりのモーメント成分の符号は、当該特定の座標軸の正方向に右ネジを進めるための回転方向を正にとることにする。したがって、図示の例の場合、モーメント成分Myは、Y軸を中心軸として、受力体300を時計まわりに回転させる力になり、モーメント成分-Myは、Y軸を中心軸として、受力体300を反時計まわりに回転させる力になる。起歪体100を固定した状態において、受力体300に対してモーメント成分Myが作用すると、ダイアフラム部110および歪検出基板400には図示のような変形が生じることになる。その結果、歪検出基板400の上面には、図に矢印で示すような応力が加わる。すなわち、歪検出基板400の上面の中央付近接続部材200の接続領域の外側直近部に着目すると、図の左側では伸びる方向への応力引張り応力が加わり、図の右側では縮む方向への応力圧縮応力が加わる。その結果、各位置に配置されたピエゾ抵抗素子の電気抵抗に変化が生じることになる。たとえば、シリコン基板上に形成されたP型のピエゾ抵抗素子の場合、伸びる方向への応力が作用すると抵抗値は増加し、縮む方向への応力が作用すると抵抗値は減少する。N型のピエゾ抵抗素子の場合は、これと逆の結果が生じる。そこで、回路基板500上に、このようなピエゾ抵抗素子の抵抗値の変化を検知する検出回路を設けておけば、受力体300に作用した外力成分を電気信号として検出することができる。各ピエゾ抵抗素子に加わる応力は、受力体300に作用した外力成分の種類によって異なる。たとえば、負のモーメント成分-Myが作用した場合、図8とは左右逆転した変形態様が得られることになる。図9は、図3に示す基本構造体にZ軸方向の力成分Fzが作用したときの変形状態を示すXZ平面での側断面図である。歪検出基板400の中央部が上方Z軸正方向に押し上げられ、歪検出基板400の上面の中央付近に着目すると、左右いずれの位置においても伸びる方向への応力が加わる。負の力成分-Fz図9の下方へ向かう力成分が作用した場合は、これとは逆に、左右いずれの位置においても縮む方向への応力が加わることになる。本願発明者が調べた結果、受力体300に様々な外力成分が作用したときに歪検出基板400の上面に発生する応力の強度は、接続部材200の接続領域の外側直近部に集中することが判明した。すなわち、図7上段の上面図において、破線の円で示されている接続部材200の領域の外側直近部に応力が集中することになる。図示の例において、8組のピエゾ抵抗素子Aを、この外側直近部に配置してあるのは、応力が集中する箇所にピエゾ抵抗素子を配置して検出感度を高めるためである。本願では、このように、歪検出基板400の上面において、接続部材200の接続領域の外側直近部に配置されたピエゾ抵抗素子すなわち、接続部材200の上端面を歪検出基板400の上面に正射影投影して投影像を形成したときに、この投影像の外側直近部に配置されたピエゾ抵抗素子を中央素子と呼ぶことにする。図7に示す8組のピエゾ抵抗素子Aは、いずれも中央素子である。これら中央素子は、応力が集中する箇所に配置されているため、受力体300に作用した外力成分に対して高い検出感度を有する。本発明に係る力覚センサは、この中央素子を用いた検出を行うことを前提としており、歪検出基板400上に形成されたピエゾ抵抗素子の少なくとも一部は、中央素子によって構成されている。なお、後述する実施例のいくつかは、中央素子以外のピエゾ抵抗素子参照素子と呼んでいるも利用する。本願図面では、中央素子を符号A,B,C,Dを用いて表し、参照素子を符号P,Q,R,Sを用いて表すことにより、両者を区別している。また、実用上、これら各中央素子A~Dの配置パターンは、XZ平面およびYZ平面に関して対称形をなすようにするのが好ましい。図7に示す例における8組のピエゾ抵抗素子Aや、後述する各実施例における各中央素子A~Dは、いずれも同一サイズの抵抗素子になっており、しかもXZ平面およびYZ平面に関して対称形をなす配置パターンを有している。このような対称性を維持しておくと、後述するブリッジ回路から出力される各軸成分の検出値のオフセット電圧がゼロになるため調整を行いやすくなる。また、ブリッジの各辺が同一になるので温度特性も改善される。ところで、ピエゾ抵抗素子の電気抵抗の変化に基づいて、受力体が受けた力を電気信号として検出するには、後述するようなブリッジ回路を用いた差分検出を行うのが好ましい。これは、力覚センサの実使用環境特に温度環境が変化すると、ピエゾ抵抗素子の電気的特性も変化するため、各ピエゾ抵抗素子の電気抵抗の絶対値をそのまま検出値として利用すると、温度環境などの影響がそのまま検出値にも現れ、正しい検出値を出力することができなくなるためである。2組のピエゾ抵抗素子の電気抵抗の変化の差分を検出値として出力可能なブリッジ回路を利用し、検出対象となる力が作用していない状態において、ブリッジが平衡を保つようにすれば、このような実使用環境の影響を排除した正確な検出が可能になる。図1に示す従来装置の場合、ピエゾ抵抗素子K2,K3が本発明における中央素子に対応するものであるが、更にピエゾ抵抗素子K1,K4という外縁素子を併用することによって、差分検出を可能にしている。すなわち、従来装置では、歪検出基板40の中央部と外縁部とで応力の発生態様に違いがあることを利用して、中央部と外縁部との双方にピエゾ抵抗素子を配置して差分検出を可能にしている。これに対して、本発明に係る装置の場合、歪検出基板400の中央部接続部材200の接続領域の外側直近部には応力が集中して発生するものの、外縁部にはわずかな応力しか発生しない。すなわち、図2に示す従来装置の場合は、位置L1,L2,L3,L4のすべての地点において顕著な応力発生が見られるが、図3に示す本発明に係る装置の場合、位置L6,L7においては顕著な応力発生が見られるものの、歪検出基板400の外縁部位置L5,L8の近傍においては有意な応力発生はみられない。これは、歪検出基板400の外縁部が位置L5,L8を股ぐ位置まで延びていないためと考えられる。このため、本発明において差分検出を行うためには、若干の工夫が必要になる。以下、これらの工夫を、具体的な実施例に基づいて説明する。<<<§5.具体的な実施例の構成および検出動作>>>ここでは、歪検出基板400上に設けられるピエゾ抵抗素子の具体的な配置例を個々の実施例として説明する。いずれの実施例も、少なくとも一部のピエゾ抵抗素子が中央素子接続部材200の上端面の投影像の外側直近部に配置されたピエゾ抵抗素子によって構成されているという共通の特徴を有している。なお、以下の各実施例では、第5の実施例を除いて、P型のピエゾ抵抗素子を用いた例が示されているもちろん、代わりにN型のピエゾ抵抗素子を用いてもよいし、両者を混合して用いてもかまわないが、その場合には、ブリッジ回路の構成に配慮する必要がある。また、各ピエゾ抵抗素子は、その長手方向が電流が流れる方向となっており、各ピエゾ抵抗素子に対する配線は、長手方向の両端に対して行われるものとする。<5-1.第1の実施例>図10は、本発明に係る力覚センサにおけるピエゾ抵抗素子配置パターンの第1の実施例を示す上面図である。この配置パターンは、図4および図7に示す配置パターンと同じものであり、合計8組のピエゾ抵抗素子A1~A8が、接続部材200の上端面の投影像の外側直近部に中央素子として配置されている。なお、図10におけるハッチングは、ピエゾ抵抗素子A1~A8の形成領域を示すものであり、断面を示すものではない以下の各歪検出基板400の上面図においても同様。具体的には、この実施例の場合、歪検出基板400の上面には、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って配置された第1の中央素子A1および第2の中央素子A2と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って配置された第3の中央素子A3および第4の中央素子A4と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って配置された第5の中央素子A5および第6の中央素子A6と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って配置された第7の中央素子A7および第8の中央素子A8と、が設けられている。ここで、第1~第8の中央素子A1~A8は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されており、その電気的特性は同一になる。したがって、各素子に同じ条件で応力が加われば、いずれも同じ抵抗値変化を生じることになる。また、各中央素子A1~A8の配置パターンは、XZ平面およびYZ平面に関して対称形をなすようになっており、図10の上面図に示されている平面パターンは、X軸に関して線対称、Y軸に関しても線対称の図形になっている。図11は、図10に示す第1の実施例における各ピエゾ抵抗素子A1~A8の抵抗値の変化を示す表である。図にMxと標記された行の各欄は、受力体300にX軸正まわりのモーメント成分Mxが作用したときの抵抗値変化を示し、Myと標記された行の各欄は、受力体300にY軸正まわりのモーメント成分Myが作用したときの抵抗値変化を示し、Fzと標記された行の各欄は、受力体300にZ軸正方向の力成分Fzが作用したときの抵抗値変化を示している。ここで、は抵抗値が増加することを示し、-は抵抗値が減少することを示し、0は抵抗値に変化が生じないことを示す後述する各実施例についての表も同様である。図11の表において、Myの欄の結果がこのようになることは、図8の変形態様を見れば容易に理解できる。図8の変形態様を考慮すれば、図10に示す上面図において、素子A1,A2には長手方向に縮む応力が作用して抵抗値は減少し、素子A3,A4には長手方向に伸びる応力が作用して抵抗値は増加することがわかる。これに対して、素子A5~A8については、長手方向に関する伸縮応力は発生しないため、抵抗値に変化は生じない。Mxの欄の結果が得られる理由も同様である。一方、Fzの欄の結果がこのようになることは、図9の変形態様を見れば容易に理解できる。図9の変形態様を考慮すれば、図10に示す上面図において、すべての中央素子A1~A8には長手方向に伸びる応力が作用して抵抗値は増加することがわかる。なお、逆まわりのモーメント成分-Mx,-Myや、逆方向の力成分-Fzが作用した場合は、図11の表に示す各符号を逆転した結果が得られることになる。この図10の表に示す結果を踏まえれば、図12および図13に示す検出回路により、Y軸まわりのモーメント成分MyおよびX軸まわりのモーメント成分Mxの検出が可能になることがわかる。図12に示す検出回路は、第1の中央素子A1と第2の中央素子A2とを第1の対辺に配置し、第3の中央素子A3と第4の中央素子A4とを第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてY軸まわりのモーメント成分Myの検出を行う回路である。直流電源Eから所定の電源電圧を供給すると、ブリッジが平衡条件を維持している間は、両端子Ty1,Ty2は等電位を保つが、平衡状態が崩れると、両端子間に電位差Vyが生じることになる。この電位差Vyは、Y軸まわりのモーメント成分Myの向きおよび大きさを示す電気信号になる。たとえば、モーメント成分Myが作用すると、図11の表に示すとおり、中央素子A1,A2の抵抗値は減少し、中央素子A3,A4の抵抗値は増加するので、端子Ty1側が正、端子Ty2側が負となる電圧Vyが発生する。逆まわりのモーメント成分-Myが作用した場合は、電圧Vyの符号が逆転する。また、作用したモーメント成分が大きければ、電圧Vyの絶対値も大きくなる。同様に、図13に示す検出回路は、第5の中央素子A5と第6の中央素子A6とを第1の対辺に配置し、第7の中央素子A7と第8の中央素子A8とを第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてX軸まわりのモーメント成分Mxの検出を行う回路である。直流電源Eから所定の電源電圧を供給すると、ブリッジが平衡条件を維持している間は、両端子Tx1,Tx2は等電位を保つが、平衡状態が崩れると、両端子間に電位差Vxが生じることになる。この電位差Vxは、X軸まわりのモーメント成分Mxの向きおよび大きさを示す電気信号になる。なお、モーメント成分Mxが作用した場合は、中央素子A1~A4の抵抗値変化は生じないので、図12に示す検出回路が、モーメント成分Mxを誤検出することはない。また、力成分Fzが作用した場合は、中央素子A1~A8のすべての抵抗値が増加することになるので、図12に示す検出回路は、ブリッジの平衡条件を維持し、力成分Fzを誤検出することはない。同様に、図13に示す検出回路は、モーメント成分Myや力成分Fzを誤検出することはない。このように、図12および図13に示す検出回路は、他軸成分の干渉を排除した正確な検出値を得ることができる。また、図12および図13に示す検出回路は、いずれもホイートストンブリッジを用いた差分検出を行う回路になっているため、力覚センサの実使用環境特に温度環境の変化によって各ピエゾ抵抗素子の電気的特性に変化が生じても、その影響が検出値として出力されることはない。たとえば、温度変化によって、8組のピエゾ抵抗素子の電気抵抗が増減したとしても、これらの増減は8組のピエゾ抵抗素子すべてに対して生じる現象であるため、外力が作用していない状態では、ブリッジ回路の平衡条件はそのまま維持され、検出電圧が出力されることはない。このように、図12および図13に示す検出回路は、実使用環境の影響を排除した正確な検出を行うことが可能である。なお、図12に示すモーメント成分Myの検出回路と図13に示すモーメント成分Mxの検出回路とは全く独立した回路であるので、いずれか一方のみの検出で十分な場合は、必要な中央素子および検出回路のみを用意すれば足りる。たとえば、モーメント成分Myの検出のみで十分な場合は、中央素子A1~A4と図12の検出回路を用意すれば足り、中央素子A5~A8および図13の検出回路を設ける必要はない。また、8組の中央素子A1~A8を用いてモーメント成分My,Mxの双方を検出する場合であっても、モーメント成分My検出用の中央素子A1~A4を同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成し、モーメント成分Mx検出用の中央素子A5~A8を同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成しておけば、必ずしも全中央素子A1~A8を同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成しておく必要はない。結局、第1の実施例の基本概念は、中央素子を、所定の検出対象成分たとえば、モーメント成分Myの作用により伸びる方向への応力が加わる位置に配置された第1グループの中央素子たとえば、A3,A4と、当該検出対象成分の作用により縮む方向への応力が加わる位置に配置された第2グループの中央素子たとえば、A1,A2と、によって構成し、検出回路が、第1グループに所属する中央素子を第1の対辺に配置し、第2グループに所属する中央素子を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いて検出対象成分の検出を行うことにより、モーメント成分MyもしくはMxの検出にあたり中央素子のみを用いた差分検出を可能にする、という点にある。<5-2.第2の実施例>図14は、本発明に係る力覚センサにおけるピエゾ抵抗素子配置パターンの第2の実施例を示す上面図である。この配置パターンでは、4組の中央素子B1~B4とともに、2組の参照素子P1,P2が用いられている。4組の中央素子B1~B4が、接続部材200の上端面の投影像の外側直近部に配置されたピエゾ抵抗素子であるのに対して、2組の参照素子P1,P2は、検出対象となる力の作用によりダイアフラム部110に変形が生じた場合にも有意な応力変化が生じない位置に配置されたピエゾ抵抗素子である。図示の例の場合、参照素子P1,P2は、歪検出基板400の周囲近傍に配置されている。§2で述べた本発明に係る力覚センサの構造を採用した場合、前述したとおり、受力体300に様々な外力成分が作用したとしても、歪検出基板400に生じる応力は接続部材200の接続部分の外側直近部に集中し、歪検出基板400の周囲近傍には、有意な応力変化は生じない。したがって、歪検出基板400の周囲近傍に配置された参照素子P1,P2の抵抗値は、外力の作用の影響をほとんど受けない。ここで述べる第2の実施例は、そのような参照素子P1,P2をブリッジ回路に組み込むことにより、差分検出を行うものである。具体的には、この実施例の場合、歪検出基板400の上面には、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って配置された第1の中央素子B1と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って配置された第2の中央素子B2と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って配置された第3の中央素子B3と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って配置された第4の中央素子B4と、歪検出基板400の周囲近傍に配置された第1の参照素子P1および第2の参照素子P2と、が設けられている。ここで、第1~第4の中央素子B1~B4は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されている。一方、第1~第2の参照素子P1,P2は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されており、検出対象となる力が作用していない状態において、第1~第2の参照素子P1,P2の抵抗値が、第1~第4の中央素子B1~B4の抵抗値の2倍となるように設定されている。より具体的には、図示の例の場合、各参照素子P1,P2は、各中央素子B1~B4と同じ太さで長さが2倍のピエゾ抵抗素子によって構成されている。もちろん、各参照素子P1,P2を、各中央素子B1~B4と同じ長さで太さが1/2倍のピエゾ抵抗素子によって構成してもかまわない。あるいは、各中央素子B1~B4と同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子を2本直列接続したものを、参照素子P1もしくはP2として利用してもよい。また、各中央素子B1~B4の配置パターンは、XZ平面およびYZ平面に関して対称形をなすようになっており、図14の上面図に示されている各中央素子B1~B4の平面パターンは、X軸に関して線対称、Y軸に関しても線対称の図形になっている。図15は、図14に示す第2の実施例における各ピエゾ抵抗素子B1~B4,P1,P2の抵抗値の変化を示す表である。この表において、Myの欄の結果がこのようになることは、図8の変形態様を見れば容易に理解できる。図8の変形態様を考慮すれば、図14に示す上面図において、素子B1には長手方向に縮む応力が作用して抵抗値は減少し、素子B2には長手方向に伸びる応力が作用して抵抗値は増加することがわかる。これに対して、素子B3,B4については、長手方向に関する伸縮応力は発生しないため、抵抗値に変化は生じない。また、素子P1,P2は、上述したとおり、外力の作用に起因して有意な抵抗値変化が生じることはない。Mxの欄の結果も同様である。一方、Fzの欄の結果がこのようになることは、図9の変形態様を見れば容易に理解できる。図9の変形態様を考慮すれば、図14に示す上面図において、すべての中央素子B1~B4には長手方向に伸びる応力が作用して抵抗値は増加することがわかる。素子P1,P2には、有意な抵抗値変化は生じない。なお、逆まわりのモーメント成分-Mx,-Myや、逆方向の力成分-Fzが作用した場合は、図15の表に示す各符号を逆転した結果が得られることになる。この図15の表に示す結果を踏まえれば、図16に示す検出回路により、Z軸方向の力成分Fzの検出が可能になることがわかる。この検出回路は、第1の中央素子B1と第2の中央素子B2とを直列接続してなる抵抗素子と、第3の中央素子B3と第4の中央素子B4とを直列接続してなる抵抗素子と、を第1の対辺に配置し、第1の参照素子P1と第2の参照素子P2とを第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてZ軸方向の力成分Fzの検出を行う回路である。直流電源Eから所定の電源電圧を供給すると、ブリッジが平衡条件を維持している間は、両端子Tz1,Tz2は等電位を保つが、平衡状態が崩れると、両端子間に電位差Vzが生じることになる。この電位差Vzは、Z軸方向の力成分Fzの向きおよび大きさを示す電気信号になる。上述したとおり、素子P1,P2の抵抗値は、素子B1~B4の抵抗値の2倍になるように設定されているので、外力が作用していない状態において、ブリッジ回路は平衡状態を維持する。ところが、力成分Fzが作用すると、図15の表に示すとおり、中央素子B1~B4の抵抗値は増加し、参照素子P1,P2の抵抗値は変化しないので、端子Tz1側が正、端子Tz2側が負となる電圧Vzが発生する。逆向きの力成分-Fzが作用した場合は、電圧Vzの符号が逆転する。また、作用した力成分が大きければ、電圧Vzの絶対値も大きくなる。なお、モーメント成分Mxが作用した場合は、中央素子B3,B4を直列接続した抵抗素子の抵抗値変化は相殺され、モーメント成分Myが作用した場合は、中央素子B1,B2を直列接続した抵抗素子の抵抗値変化は相殺されるので、図16に示す検出回路は、モーメント成分MxやMyを誤検出することはない。このように、図15に示す検出回路は、他軸成分の干渉を排除した正確な検出値を得ることができる。また、図15に示す検出回路は、ホイートストンブリッジを用いた差分検出を行う回路になっているため、力覚センサの実使用環境特に温度環境の変化によって各ピエゾ抵抗素子の電気的特性に変化が生じても、その影響が検出値として出力されることはない。たとえば、温度変化によって、4組の中央素子B1~B4の電気抵抗が増減したとしても、同じ条件で2組の参照素子P1,P2の電気抵抗も増減するため、外力が作用していない状態では、ブリッジ回路の平衡条件はそのまま維持され、検出電圧が出力されることはない。このように、図16に示す検出回路は、実使用環境の影響を排除した正確な検出を行うことが可能である。結局、第2の実施例の基本概念は、中央素子B1~B4の他に、検出対象となる力この例では力成分Fzの作用によりダイアフラム部110に変形が生じた場合にも有意な応力変化が生じない位置に配置されたピエゾ抵抗素子からなる参照素子P1,P2を更に設け、検出回路が、中央素子B1~B4を第1の対辺に配置し、参照素子P1,P2を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いて検出対象成分の検出を行うことにより、力成分Fzの検出を行うにあたり差分検出を可能にする、という点にある。この基本概念によれば、中央素子は必ずしも中央素子B1~B4の4組を用いる必要はなく、たとえば、X軸上に配置された中央素子B1,B2と参照素子P1,P2とによってブリッジ回路を構成することもできる。この場合は、X軸上に配置された中央素子B1,B2を第1の対辺に配置し、参照素子P1,P2を第2の対辺に配置すればよい参照素子P1,P2の抵抗値は半分にする。あるいは、Y軸上に配置された中央素子B3,B4と参照素子P1,P2とによってブリッジ回路を構成することもできる。この場合は、Y軸上に配置された中央素子B3,B4を第1の対辺に配置し、参照素子P1,P2を第2の対辺に配置すればよい参照素子P1,P2の抵抗値は半分にする。<5-3.第3の実施例>図17は、本発明に係る力覚センサにおけるピエゾ抵抗素子配置パターンの第3の実施例を示す上面図である。この配置パターンでは、4組の中央素子B1~B4とともに、4組の参照素子Q1~Q4が用いられている。4組の中央素子B1~B4は、第2の実施例で用いた中央素子B1~B4と全く同じ素子であり、接続部材200の上端面の投影像の外側直近部に配置されたピエゾ抵抗素子である。これに対して、4組の参照素子Q1~Q4は、Z軸の位置を内側としてそれぞれ中央素子B1~B4の外側位置に配置されたピエゾ抵抗素子である。ここで、Mx,My,Fzという力成分が作用した場合を考えると、外側位置に配置された参照素子の抵抗値変化の挙動は、内側位置に配置された中央素子の抵抗値変化と増減が逆転し、変化量の絶対値は小さくなる。前述したとおり、本発明に係る装置の基本構造では、歪検出基板400の外周縁では有意な応力発生が見られないため、参照素子Q1~Q4は、図1に示す従来装置におけるピエゾ抵抗素子K1,K4と同等の機能を果たすことはできないが、以下に述べるように、差分検出を行うための参照素子としての機能を果たすことはできる。ここで述べる第3の実施例は、内側位置に配置された中央素子B1~B4に加えて、外側位置に配置された参照素子Q1~Q4をブリッジ回路に組み込むことにより、差分検出を行うものである。具体的には、この実施例の場合、歪検出基板400の上面には、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って配置された第1の中央素子B1と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って配置された第2の中央素子B2と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って配置された第3の中央素子B3と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って配置された第4の中央素子B4と、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って、第1の中央素子B1の外側に配置された第1の参照素子Q1と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って、第2の中央素子B2の外側に配置された第2の参照素子Q2と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って、第3の中央素子B3の外側に配置された第3の参照素子Q3と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って、第4の中央素子B4の外側に配置された第4の参照素子Q4と、が設けられている。ここで、第1~第4の中央素子B1~B4および第1~第4の参照素子Q1~Q4は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されている。また、各中央素子B1~B4および各参照素子Q1~Q4の配置パターンは、XZ平面およびYZ平面に関して対称形をなすようになっており、図17の上面図に示されている8組のピエゾ抵抗素子の平面パターンは、X軸に関して線対称、Y軸に関しても線対称の図形になっている。図18は、図17に示す第3の実施例における各ピエゾ抵抗素子B1~B4,Q1~Q4の抵抗値の変化を示す表である。この表において、は抵抗値が増加することを示し、-は抵抗値が減少することを示し、0は抵抗値に変化が生じないことを示す点は既に述べたとおりであるが、δは抵抗値が微増することを示し、-δは抵抗値が微減することを示している。ここで、微増とはで示す増加量に比べて小さな増加量であることを意味し、微減とは-で示す減少量に比べて小さな減少量であることを意味している。前述したとおり、本発明に係る装置の基本構造では、歪検出基板400に生じる応力は、接続部材200の上端面の投影像の外側直近部中央素子B1~B4の配置部に集中し、外側では応力の大きさは激減する。図17に示す例の場合、参照素子Q1~Q4の抵抗値変化の挙動は、それぞれ中央素子B1~B4の抵抗値変化の挙動の増減を逆転させ、変化量の絶対値を小さくしたものになる。図18に示す表は、そのような結果を示すものである。たとえば、Mxの欄を見ると、素子B3は,素子B4は-になっているのに対して、これらの外側に配置された素子Q3は-δ、素子Q4はδになっている。この図18の表に示す結果を踏まえれば、図19に示す検出回路により、Z軸方向の力成分Fzの検出が可能になることがわかる。この検出回路は、第1の中央素子B1と第2の中央素子B2とを直列接続してなる抵抗素子と、第3の中央素子B3と第4の中央素子B4とを直列接続してなる抵抗素子と、を第1の対辺に配置し、第1の参照素子Q1と第2の参照素子Q2とを直列接続してなる抵抗素子と、第3の参照素子Q3と第4の参照素子Q4とを直列接続してなる抵抗素子と、を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてZ軸方向の力成分Fzの検出を行う回路である。直流電源Eから所定の電源電圧を供給すると、ブリッジが平衡条件を維持している間は、両端子Tz3,Tz4は等電位を保つが、平衡状態が崩れると、両端子間に電位差Vzが生じることになる。この電位差Vzは、Z軸方向の力成分Fzの向きおよび大きさを示す電気信号になる。上述したとおり、8組の素子B1~B4,Q1~Q4は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されているため、外力が作用していない状態において、ブリッジ回路は平衡状態を維持する。ところが、力成分Fzが作用すると、図18の表に示すとおり、中央素子B1~B4の抵抗値は大きく増加し、参照素子Q1~Q4の抵抗値は小さく減少するので、端子Tz3側が正、端子Tz4側が負となる電圧Vzが発生する。逆向きの力成分-Fzが作用した場合は、電圧Vzの符号が逆転する。また、作用した力成分が大きければ、電圧Vzの絶対値も大きくなる。なお、モーメント成分Mxが作用した場合は、中央素子B3,B4を直列接続した抵抗素子や参照素子Q3,Q4を直列接続した抵抗素子の抵抗値変化は相殺され、モーメント成分Myが作用した場合は、中央素子B1,B2を直列接続した抵抗素子や参照素子Q1,Q2を直列接続した抵抗素子の抵抗値変化は相殺されるので、図19に示す検出回路は、モーメント成分MxやMyを誤検出することはない。このように、図19に示す検出回路は、他軸成分の干渉を排除した正確な検出値を得ることができる。また、図19に示す検出回路は、ホイートストンブリッジを用いた差分検出を行う回路になっているため、力覚センサの実使用環境特に温度環境の変化によって各ピエゾ抵抗素子の電気的特性に変化が生じても、その影響が検出値として出力されることはない。たとえば、温度変化によって、4組の中央素子B1~B4の電気抵抗が増減したとしても、同じ条件で4組の参照素子Q1~Q4の電気抵抗も増減するため、外力が作用していない状態では、ブリッジ回路の平衡条件はそのまま維持され、検出電圧が出力されることはない。このように、図19に示す検出回路は、実使用環境の影響を排除した正確な検出を行うことが可能である。結局、第3の実施例の基本概念は、Z軸の位置を内側として各中央素子B1~B4の外側位置に配置されたピエゾ抵抗素子からなる参照素子Q1~Q4を更に設け、検出回路が、中央素子B1~B4を第1の対辺に配置し、参照素子Q1~Q4を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いて検出対象成分の検出を行うことにより、力成分Fzの検出を行うにあたり差分検出を可能にする、という点にある。この基本概念によれば、中央素子は必ずしも中央素子B1~B4の4組を用いる必要はなく、たとえば、X軸上に配置された中央素子B1,B2と参照素子Q1,Q2によってブリッジ回路を構成することもできる。この場合は、X軸上に配置された中央素子B1,B2を第1の対辺に配置し、参照素子Q1,Q2を第2の対辺に配置すればよい。あるいは、Y軸上に配置された中央素子B3,B4と参照素子Q3,Q4によってブリッジ回路を構成することもできる。この場合は、Y軸上に配置された中央素子B3,B4を第1の対辺に配置し、参照素子Q3,Q4を第2の対辺に配置すればよい。なお、図17に示すピエゾ抵抗素子の配置において、参照素子Q1~Q4の位置を歪検出基板400の外周縁に近づければ近づけるほど抵抗値の増減量は小さくなり、図18の表におけるδおよび-δは0に近づくことになる。δおよび-δが0になると、結局、この第3の実施例は、前述した第2の実施例と同じ原理の実施例ということになる。また、逆に、参照素子Q1~Q4の位置を歪検出基板400の中心に近づけてゆくと、はじめは抵抗値の増減量は小さくなり、ある位置で増減量が0になった後、今度は増減の関係が逆転し、増減量が大きくなってゆく。別言すれば、図18の表におけるδおよび-δが逆転し、中心に近づければ近づけるほど増減量は大きくなり、および-に近づくことになる。これは、参照素子Q1~Q4を接続部材200の外側直近部までもっていった形態が中央素子B1~B4になることを考えれば当然である。図19に示す検出回路は、このように、図18の表におけるδおよび-δが逆転した場合にも支障なく検出機能を果たすことができる。たとえば、力成分Fzが作用した場合、図18の表によれば、中央素子B1~B4の抵抗値は大きく増加し、参照素子Q1~Q4の抵抗値は小さく減少するが、中央素子B1~B4の抵抗値の増減量の方が参照素子Q1~Q4の抵抗値の増減量よりも大きくなるので、図18の表におけるδおよび-δの関係が逆転していたとしても、図19に示す検出回路によって、力成分Fzの正しい検出値が得られる。ただ、この場合、参照素子Q1~Q4の抵抗値の増減量δが大きくなればなるほど、図19に示す検出回路による検出感度は低下することになるので、検出感度を向上させるためには、参照素子Q1~Q4は、歪検出基板400のできるだけ外側に配置した方が好ましい。一方、温度環境の変化による影響を排除した正確な検出を行う上では、参照素子Q1~Q4は、できるだけ中央素子B1~B4に近い温度環境におくことが好ましい。そのような観点からは、参照素子Q1~Q4は、歪検出基板400のできるだけ内側中央素子B1~B4に近い位置に配置するのが好ましい。<5-4.第4の実施例>図20は、本発明に係る力覚センサにおけるピエゾ抵抗素子配置パターンの第4の実施例を示す上面図である。この配置パターンでは、4組の中央素子B1~B4とともに、4組の参照素子R1~R4が用いられている。4組の中央素子B1~B4は、第2の実施例で用いた中央素子B1~B4と全く同じ素子であり、接続部材200の上端面の投影像の外側直近部に配置されたピエゾ抵抗素子である。これに対して、4組の参照素子R1~R4は、応力歪みに対する電気抵抗変化感度が小さい方向に配置されたピエゾ抵抗素子である。ここで述べる第4の実施例は、中央素子B1~B4に加えて、応力歪みに対する電気抵抗変化感度が小さい方向に配置された参照素子Q1~Q4をブリッジ回路に組み込むことにより、差分検出を行うものである。図21は、図20に示す第4の実施例における各ピエゾ抵抗素子B1~B4,R1~R4の抵抗値の変化を示す表である。この表において、は抵抗値が増加することを示し、-は抵抗値が減少することを示し、0は抵抗値に変化が生じないことあるいは、もしくは-で示す抵抗値の変化量に対して無視しうる程度の抵抗値変化しか生じないことを示している。ここで、4組の参照素子R1~R4の欄はいずれも0になっているが、これは参照素子R1~R4の配置方向が、いずれも応力歪みに対する電気抵抗変化感度ピエゾ抵抗係数が小さい方向を向いているためである。実は、この第4の実施例を実施するためには、歪検出基板400として、固有の特徴をもった基板を用いる必要がある。以下、この点について説明しよう。一般に、応力歪みに対する電気抵抗変化感度には、方向依存性があることが知られている。たとえば、歪検出基板400として、シリコン単結晶基板を用いる場合を考えると、このシリコン単結晶基板を切出すときの面方位によって、電気抵抗変化感度の方向分布に大きな違いが生じる。図22は、シリコン単結晶基板の各結晶面についてのピエゾ抵抗係数応力歪みに対する電気抵抗変化感度を示すグラフである。すなわち、シリコンの単結晶基板をある特定の結晶面で切出し、この切出し面内の各方向についてのピエゾ抵抗係数を原点Oからの距離に対応させてプロットしたものである。図の上は001面についてのグラフ、図の左下は110面についてのグラフ、図の右下は111面についてのグラフを示している。たとえば、001面については、0°,90°,180°,270°の各方向において、ピエゾ抵抗係数がピーク値をとっている。したがって、001面が上面となるように切り出したシリコン単結晶基板を用いて歪検出基板400を構成し、たとえば、0°の方向[010]方向をX軸正方向とし、90°の方向[-100]方向をY軸正方向として明細書中では、結晶方位を示すマイナス符号は、数字1の前に付すことにする、図20に示すような4組の中央素子B1~B4を配置すれば、これら4組の中央素子B1~B4の長手方向は、いずれもピエゾ抵抗係数のピーク方向を向くことになり、良好な感度をもって応力歪みの検出が可能になる。一方、この001面では、45°の方向[-110]方向や、135°の方向[-1-10]方向といった、ピーク方向に対して45°をなす方向についてのピエゾ抵抗係数は非常に小さくなっている。したがって、これらの方向が長手方向となるように配置されたピエゾ抵抗素子では、応力歪みに対する電気抵抗変化感度が非常に小さくなる。図20に示す4組の参照素子R1~R4は、このように、ピエゾ抵抗係数が非常に小さくなる方向X軸もしくはY軸に対して45°をなす方向に配置されている。図21に示す表において、4組の参照素子R1~R4の欄がいずれも0になっているのは、参照素子R1~R4が、このような特有の方向に配置されているためである。このように、シリコン単結晶基板の001面は、本発明において歪検出基板400として利用するのに非常に都合のよい特性を有している。すなわち、ピエゾ抵抗係数のピーク方向が互いに直交する2軸方向を向き、これら2軸に対して45°をなす方向に関しては、ピエゾ抵抗係数が非常に小さい、という特性を有している。これに対して、110面の特性は、図22の左下のグラフに示すように、ピエゾ抵抗係数のピーク方向を示す2軸P,Qは直交していないため、これらの2軸P,Qを、そのまま本発明におけるX軸,Y軸として利用することはできない。また、111面の特性は、図22の右下のグラフに示すとおり、方位依存性がなく、いずれの方向に関しても同じ感度が得られるため、この第4の実施例に利用することはできない。したがって、この第4の実施例では、歪検出基板400を001面で切り出したシリコン単結晶基板によって構成し、001面が歪検出基板400の上面となり、ピエゾ抵抗係数のピーク方向[010]方向や[-100]方向がX軸もしくはY軸方向となるように配置する必要がある。そして、この第4の実施例では、図20に示すように、歪検出基板400の上面には、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って配置された第1の中央素子B1と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って配置された第2の中央素子B2と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って配置された第3の中央素子B3と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って配置された第4の中央素子B4と、X軸もしくはY軸に対して45°をなす方向が長手方向となるように配置された第1~第4の参照素子R1~R4と、が設けられている。ここで、第1~第4の中央素子B1~B4および第1~第4の参照素子R1~R4は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されている。また、各中央素子B1~B4の配置パターンは、XZ平面およびYZ平面に関して対称形をなすようになっており、図20の上面図に示されている4組の中央素子B1~B4の平面パターンは、X軸に関して線対称、Y軸に関しても線対称の図形になっている。この図21の表に示す結果を踏まえれば、図23に示す検出回路により、Z軸方向の力成分Fzの検出が可能になることがわかる。この検出回路は、第1の中央素子B1と第2の中央素子B2とを直列接続してなる抵抗素子と、第3の中央素子B3と第4の中央素子B4とを直列接続してなる抵抗素子と、を第1の対辺に配置し、第1の参照素子R1と第2の参照素子R2とを直列接続してなる抵抗素子と、第3の参照素子R3と第4の参照素子R4とを直列接続してなる抵抗素子と、を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてZ軸方向の力成分Fzの検出を行う回路である。直流電源Eから所定の電源電圧を供給すると、ブリッジが平衡条件を維持している間は、両端子Tz5,Tz6は等電位を保つが、平衡状態が崩れると、両端子間に電位差Vzが生じることになる。この電位差Vzは、Z軸方向の力成分Fzの向きおよび大きさを示す電気信号になる。上述したとおり、8組の素子B1~B4,R1~R4は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されているため、外力が作用していない状態において、ブリッジ回路は平衡状態を維持する。ところが、力成分Fzが作用すると、図21の表に示すとおり、中央素子B1~B4の抵抗値は大きく増加し、参照素子R1~R4の抵抗値は有意な変化をしないので、端子Tz5側が正、端子Tz6側が負となる電圧Vzが発生する。逆向きの力成分-Fzが作用した場合は、電圧Vzの符号が逆転する。また、作用した力成分が大きければ、電圧Vzの絶対値も大きくなる。なお、モーメント成分Mxが作用した場合は、中央素子B3,B4を直列接続した抵抗素子の抵抗値変化は相殺され、モーメント成分Myが作用した場合は、中央素子B1,B2を直列接続した抵抗素子の抵抗値変化は相殺されるので、図23に示す検出回路は、モーメント成分MxやMyを誤検出することはない。このように、図23に示す検出回路は、他軸成分の干渉を排除した正確な検出値を得ることができる。また、図23に示す検出回路は、ホイートストンブリッジを用いた差分検出を行う回路になっているため、力覚センサの実使用環境特に温度環境の変化によって各ピエゾ抵抗素子の電気的特性に変化が生じても、その影響が検出値として出力されることはない。たとえば、温度変化によって、4組の中央素子B1~B4の電気抵抗が増減したとしても、同じ条件で4組の参照素子R1~R4の電気抵抗も増減するため、外力が作用していない状態では、ブリッジ回路の平衡条件はそのまま維持され、検出電圧が出力されることはない。このように、図23に示す検出回路は、実使用環境の影響を排除した正確な検出を行うことが可能である。なお、温度環境の変化による影響を排除した正確な検出を行う上では、参照素子R1~R4は、できるだけ中央素子B1~B4に近い温度環境におくことが好ましい。図20に示す例において、参照素子R1~R4が、それぞれ中央素子B1~B4に接近して配置されているのはこのためである。もちろん、参照素子R1~R4の位置は、X軸もしくはY軸に対して45°をなす向きに配置できれば、その位置は、X軸上およびY軸上に限定されるものではない。結局、第4の実施例の基本概念は、歪検出基板400を、シリコン単結晶基板によって構成し、このシリコン単結晶基板の001面が歪検出基板400の上面となるようにし、各中央素子B1~B4を、この001面におけるピエゾ抵抗係数のピーク方向を向くように配置し、ピーク方向に対して45°をなす方向を向くように配置されたピエゾ抵抗素子からなる参照素子R1~R4を更に設け、検出回路が、中央素子B1~B4を第1の対辺に配置し、参照素子R1~R4を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いて検出対象成分の検出を行うことにより、力成分Fzの検出を行うにあたり差分検出を可能にする、という点にある。この基本概念によれば、中央素子は必ずしも中央素子B1~B4の4組を用いる必要はなく、たとえば、X軸上に配置された中央素子B1,B2と参照素子R1~R4の中のいずれか2つとによってブリッジ回路を構成することもできる。この場合は、X軸上に配置された中央素子B1,B2を第1の対辺に配置し、任意の2つの参照素子を第2の対辺に配置すればよい。あるいは、Y軸上に配置された中央素子B3,B4と参照素子R1~R4の中のいずれか2つとによってブリッジ回路を構成することもできる。この場合は、Y軸上に配置された中央素子B3,B4を第1の対辺に配置し、任意の2つの参照素子を第2の対辺に配置すればよい。なお、図22の上のグラフに示すとおり、シリコン単結晶基板の001面は、ピエゾ抵抗係数のピーク方向が互いに直交する2軸方向を向くという好都合な特性を有している。したがって、ここで述べた第4の実施例に限らず、本願の他の実施例においても、シリコン単結晶基板の001面を上面とする歪検出基板400を利用して、ピエゾ抵抗係数のピーク方向をX軸もしくはY軸とするのが好ましい。<5-5.第5の実施例>図24は、本発明に係る力覚センサにおけるピエゾ抵抗素子配置パターンの第5の実施例を示す上面図である。この第5の実施例における配置パターン自身は、図10に示す第1の実施例のパターンと同じである。すなわち、図24に示す中央素子C1~C8は、それぞれ図10に示す中央素子A1~A8と同じ形状の同じ位置に配置されたピエゾ抵抗素子である。ただ、奇数番号を付した中央素子C1,C3,C5,C7が第1の極性をもったピエゾ抵抗素子であるのに対して、偶数番号を付した中央素子C2,C4,C6,C8は、第1の極性とは逆の第2の極性をもったピエゾ抵抗素子になっている。図において、中央素子C1,C3,C5,C7のハッチングと中央素子C2,C4,C6,C8のハッチングを変えているのは、この極性の違いを示すためである。ここでは、中央素子C1,C3,C5,C7がP型のピエゾ抵抗素子伸びる方向への応力が作用すると抵抗値は増加し、縮む方向への応力が作用すると抵抗値は減少する素子によって構成され、中央素子C2,C4,C6,C8がN型のピエゾ抵抗素子伸びる方向への応力が作用すると抵抗値は減少し、縮む方向への応力が作用すると抵抗値は増加する素子によって構成されているものとしよう。ここで述べる第5の実施例は、このように互いに逆極性となる中央素子をブリッジ回路に組み込むことにより、差分検出を行うものである。具体的には、この実施例の場合、歪検出基板400の上面には、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って配置された第1の中央素子C1および第2の中央素子C2と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って配置された第3の中央素子C3および第4の中央素子C4と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って配置された第5の中央素子C5および第6の中央素子C6と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って配置された第7の中央素子C7および第8の中央素子C8と、が設けられている。ここで、第1、第3、第5、第7の中央素子C1,C3,C5,C7は、同一材料かつ同一サイズの第1の極性をもった中央素子であり、第2、第4、第6、第8の中央素子C2,C4,C6,C8は、同一材料かつ同一サイズの第2の極性をもった中央素子であり、検出対象となる力が作用していない状態において、第1~第8の中央素子C1~C8の抵抗値は互いに等しくなるように設定されている。また、各中央素子C1~C8の配置パターンは、XZ平面およびYZ平面に関して対称形をなすようになっており、図24の上面図に示されている各中央素子C1~C8の平面パターンは、X軸に関して線対称、Y軸に関しても線対称の図形になっている。図25は、図24に示す第5の実施例における各ピエゾ抵抗素子C1~C8の抵抗値の変化を示す表である。この図25の表を図11の表と比べると、図25のC1,C3,C5,C7の各欄は、図11のA1,A3,A5,A7の対応欄の内容と同一であり、図25のC2,C4,C6,C8の各欄は、図11のA2,A4,A6,A8の対応欄の符号を逆転させたものになっていることがわかる。これは、第1の極性をもった中央素子C1,C3,C5,C7は、中央素子A1,A3,A5,A7と全く同一の素子であり、第2の極性をもった中央素子C2,C4,C6,C8は、中央素子A2,A4,A6,A8に対して逆極性の素子である点を考慮すれば当然である。この図25の表に示す結果を踏まえれば、図26に示す検出回路により、Z軸方向の力成分Fzの検出が可能になることがわかる。この検出回路は、第1の中央素子C1と第3の中央素子C3とを直列接続してなる抵抗素子と、第5の中央素子C5と第7の中央素子C7とを直列接続してなる抵抗素子と、を第1の対辺に配置し、第2の中央素子C2と第4の中央素子C4とを直列接続してなる抵抗素子と、第6の中央素子C6と第8の中央素子C8とを直列接続してなる抵抗素子と、を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてZ軸方向の力成分Fzの検出を行う回路である。直流電源Eから所定の電源電圧を供給すると、ブリッジが平衡条件を維持している間は、両端子Tz7,Tz8は等電位を保つが、平衡状態が崩れると、両端子間に電位差Vzが生じることになる。この電位差Vzは、Z軸方向の力成分Fzの向きおよび大きさを示す電気信号になる。上述したとおり、8組の素子C1~C8は、同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されており、外力が作用していない状態において、抵抗値は互いに等しくなるように設定されているため、ブリッジ回路は平衡状態を維持する。ところが、力成分Fzが作用すると、図25の表に示すとおり、第1の極性をもった中央素子C1,C3,C5,C7の抵抗値は増加し、第2の極性をもった中央素子C2,C4,C6,C8の抵抗値は減少する。よって、端子Tz7側が正、端子Tz8側が負となる電圧Vzが発生する。逆向きの力成分-Fzが作用した場合は、電圧Vzの符号が逆転する。また、作用した力成分が大きければ、電圧Vzの絶対値も大きくなる。なお、モーメント成分Mxが作用した場合は、中央素子C5,C7を直列接続した抵抗素子や中央素子C6,C8を直列接続した抵抗素子の抵抗値変化は相殺され、モーメント成分Myが作用した場合は、中央素子C1,C3を直列接続した抵抗素子や中央素子C2,C4を直列接続した抵抗素子の抵抗値変化は相殺されるので、図26に示す検出回路は、モーメント成分MxやMyを誤検出することはない。このように、図26に示す検出回路は、他軸成分の干渉を排除した正確な検出値を得ることができる。結局、第5の実施例の基本概念は、伸びる方向への応力が作用すると電気抵抗が増加し、縮む方向への応力が作用すると電気抵抗が減少するピエゾ抵抗素子からなる第1の極性をもった中央素子C1,C3,C5,C7と、伸びる方向への応力が作用すると電気抵抗が減少し、縮む方向への応力が作用すると電気抵抗が増加するピエゾ抵抗素子C2,C4,C6,C8からなる第2の極性をもった中央素子と、を設け、検出回路が、第1の極性をもった中央素子を第1の対辺に配置し、第2の極性をもった中央素子を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いて検出対象成分の検出を行うことにより、力成分Fzの検出を行うにあたり差分検出を可能にする、という点にある。<5-6.第6の実施例>これまで、X軸まわりのモーメント成分MxもしくはY軸まわりのモーメント成分My、またはその双方を検出することができるピエゾ抵抗素子の配置および検出回路を、第1の実施例として述べ、Z軸方向の力成分Fxを検出することができるピエゾ抵抗素子の配置および検出回路を、第2~第5の実施例として述べた。もちろん、これらを組み合わせることにより、Mx,My,Fzの任意の力成分を検出可能な力覚センサを構成することも可能である。ここでは、第6の実施例として、Mx,My,Fzの3成分すべてを検出可能な力覚センサの例を1つだけ紹介しておく。ここに示す例は、第1の実施例と第4の実施例とを組み合わせた例である。第4の実施例を利用しているため、用いる歪検出基板400は、001面で切り出したシリコン単結晶基板によって構成され、001面が上面となり、ピエゾ抵抗係数のピーク方向がX軸もしくはY軸方向となるように配置される。図27は、この第6の実施例を示す上面図である。この配置パターンでは、12組の中央素子D1~D12とともに、4組の参照素子S1~S4が用いられている。ここで、中央素子D1~D4および参照素子S1~S4は、図20に示す第4の実施例における中央素子B1~B4および参照素子R1~R4に対応するものである。一方、中央素子D5~D12は、図10に示す第1の実施例における中央素子A1~A8に対応するものである。この第6の実施例では、図28に示す検出回路が用いられる。ここで、図28に示す検出回路は、図13に示す検出回路に対応するものであり、端子T1,T2間に生じる電圧Vxは、X軸まわりのモーメント成分Mxの検出値になる。また、図28に示す検出回路は、図12に示す検出回路に対応するものであり、端子T3,T4間に生じる電圧Vyは、Y軸まわりのモーメント成分Myの検出値になる。そして、図28に示す検出回路は、図23に示す検出回路に対応するものであり、端子T5,T6間に生じる電圧Vzは、Z軸方向の力成分Fzの検出値になる。個々の成分の具体的な検出原理については、既に各実施例として説明してあるため、ここでは詳しい説明は省略する。要するに、この第6の実施例では、歪検出基板400がシリコン単結晶基板によって構成され、このシリコン単結晶基板の001面が歪検出基板400の上面となり、001面におけるピエゾ抵抗係数のピーク方向が、X軸もしくはY軸方向となるように歪検出基板400が配置される。そして、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って配置された第1の中央素子D1と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って配置された第2の中央素子D2と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って配置された第3の中央素子D3と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って配置された第4の中央素子D4と、X軸方向が長手方向となるように、X軸正領域に沿って第1の中央素子D1の両脇に配置された第5および第6の中央素子D5,D6と、X軸方向が長手方向となるように、X軸負領域に沿って第2の中央素子D2の両脇に配置された第7および第8の中央素子D7,D8と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸正領域に沿って第3の中央素子D3の両脇に配置された第9および第10の中央素子D9,D10と、Y軸方向が長手方向となるように、Y軸負領域に沿って第4の中央素子D4の両脇に配置された第11および第12の中央素子D11,D12と、X軸もしくはY軸に対して45°をなす方向が長手方向となるように配置された第1~第4の参照素子S1~S4と、が設けられる。ここで、第1~第12の中央素子D1~D12および第1~第4の参照素子S1~S4は、同一材料かつ同一サイズのピエゾ抵抗素子によって構成されている。一方、力成分Fz用の検出回路は、第1の中央素子D1と第2の中央素子D2とを直列接続してなる抵抗素子と、第3の中央素子D3と第4の中央素子D4とを直列接続してなる抵抗素子と、を第1の対辺に配置し、第1の参照素子S1と第2の参照素子S2とを直列接続してなる抵抗素子と、第3の参照素子S3と第4の参照素子S4とを直列接続してなる抵抗素子と、を第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてZ軸方向の力成分Fzの検出を行う。また、モーメント成分My用の検出回路は、第5の中央素子D5と第6の中央素子D6とを第1の対辺に配置し、第7の中央素子D7と第8の中央素子D8とを第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてY軸まわりのモーメント成分Myの検出を行う。そして、モーメント成分Mx用の検出回路は、第9の中央素子D9と第10の中央素子D10とを第1の対辺に配置し、第11の中央素子D11と第12の中央素子D12とを第2の対辺に配置したホイートストンブリッジを用いてX軸まわりのモーメント成分Mxの検出を行う。もちろん、ここで述べた第6の実施例は、第1の実施例~第5の実施例の組み合わせの一例を示すものであり、実用上は、この他にも様々な組み合わせが可能である。たとえば、第1の実施例と第2の実施例の組み合わせ、第1の実施例と第3の実施例の組み合わせ、第1の実施例と第5の実施例の組み合わせ、によっても、Mx,My,Fzの任意の力成分を検出可能な力覚センサを構成することができる。"