"三方晶系の単結晶より形成された圧電基板と、前記圧電基板の一方の基板面に配置される第1電極と、他方の基板面に配置される第2電極と、を備えるセンサー素子であって、前記圧電基板の前記基板面は、結晶軸のX軸電気軸を含み、前記基板面と、前記結晶軸の前記X軸電気軸とZ軸光軸とを含む面と、により成す角度θが、0°<θ<20°である、ことを特徴とするセンサー素子。前記圧電基板の前記基板面と交差する外形面の一部に、前記X軸方向に延在する平面を含む、ことを特徴とする請求項1に記載のセンサー素子。三方晶系の単結晶より形成された圧電基板と、前記圧電基板の一方の基板面に配置される第1電極と、他方の基板面に配置される第2電極と、を備えるセンサー素子であって、前記圧電基板の前記基板面は、結晶軸のY軸機械軸とZ軸光軸と、を含み、前記基板面と交差する外形面の一部に平面を含み、前記外形面の前記平面は、前記結晶軸のX軸と前記Z軸とを含む面と成す角度λが、25°≦λ≦85°の範囲で形成されている、ことを特徴とするセンサー素子。前記単結晶が水晶である、ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のセンサー素子。請求項1から4の少なくともいずれか一項に記載のセンサー素子と、前記第1電極もしくは前記第2電極に誘起される電荷量を検出し、前記センサー素子に掛かる力を演算する演算手段と、を備える、ことを特徴とする力検出装置。請求項1から4の少なくともいずれか一項に記載のセンサー素子と、前記第1電極もしくは前記第2電極に誘起される電荷量を検出し、前記センサー素子に掛かる力を演算する演算手段と、を備えることを特徴とするロボット。上述の特許文献1には圧電材料として水晶を示唆する石英を用いることが開示され、石英の結晶のカットに応じて圧縮、せん断の双方の応力を受け、多重成分動力測定用の最適な材料である、としている。しかし、具体的な結晶方向に対する圧電材料の切り出しに関する記載は無い。そこで、外力に対してより多くの電荷を発生させることができる圧電材料の使用条件を求め、高い感度の力検出を可能とするセンサー素子と、そのセンサー素子を用いたセンサーデバイスおよび力検出装置と、その力検出装置を備える高い信頼性と安全性を有するロボットを提供する。本発明は、少なくとも上述の課題の一つを解決するように、下記の形態または適用例として実現され得る。適用例1本適用例のセンサー素子は、三方晶系の単結晶より形成された圧電基板と、前記圧電基板の一方の基板面に配置される第1電極と、他方の基板面に配置される第2電極と、を備えるセンサー素子であって、前記圧電基板の前記基板面は、結晶軸のX軸電気軸を含み、前記基板面と、前記結晶軸の前記X軸電気軸とZ軸光軸とを含む面と、により成す角度θが、0°<θ<20°であることを特徴とする。本適用例のセンサー素子によれば、θ=0°のいわゆるYカット板をセンサー素子の圧電基板として用いた場合に比べ、圧電基板に対して付加される剪断力によって生じる電荷の発生量をより多くすることができ、検出力の高いセンサー素子を得ることができる。適用例2上述の適用例において、前記圧電基板の前記基板面と交差する外形面の一部に、前記X軸方向に延在する平面を含むことを特徴とする。上述の適用例によれば、圧電基板に付加される剪断力によって発生するひずみの大きい部位平面を剪断力方向に延在させることによって、なお電荷の発生が多くなる圧電基板の部位を形成させることができ、検出力の高いセンサー素子を得ることができる。適用例3本適用例のセンサー素子は、三方晶系の単結晶より形成された圧電基板と、前記圧電基板の一方の基板面に配置される第1電極と、他方の基板面に配置される第2電極と、を備えるセンサー素子であって、前記圧電基板の前記基板面は、結晶軸のY軸機械軸とZ軸光軸と、を含み、前記基板面と交差する外形面の一部に平面を含み、前記外形面の前記平面は、前記結晶軸のX軸と前記Z軸とを含む面と成す角度λが、25°≦λ≦85°の範囲で形成されていることを特徴とする。本適用例のセンサー素子よれば、λ=0°のXカット板をセンサー素子の圧電基板として用いた場合に比べ、圧電基板に対して付加される圧縮力によって生じるひずみの大きい部位を圧電基板の外形部に延在させることによって、ひずみが大きくなることで多く発生する電荷の発生部位領域をより広くすることで、検出力の高いセンサー素子を得ることができる。適用例4上述の適用例において、前記単結晶が水晶である、ことを特徴とする。上述の適用例によれば、圧電基板として水晶基板を用いることにより、わずかなひずみであっても多くの電荷を発生させることができ、高い検出能力のセンサー素子を得ることができる。さらに、容易に単結晶が得られ、加工性、品質安定性に優れた圧電基板が形成でき、安定した力検出のできるセンサー素子を得ることができる。適用例5本適用例の力検出装置は、上述のセンサー素子と、前記第1電極もしくは前記第2電極に誘起される電荷量を検出し、前記センサー素子に掛かる力を演算する演算手段と、を備えることを特徴とする。本適用例の力検出装置よれば、簡単な構成によって3軸力検出装置を得ることができる。また、得られる3軸力検出装置を複数用いることにより、例えばトルク計測も含む6軸力検出装置を容易に得ることができる。適用例6本適用例のロボットは、上述のセンサー素子と、前記第1電極もしくは前記第2電極に誘起される電荷量を検出し、前記センサー素子に掛かる力を演算する演算手段と、を備えることを特徴とする。本適用例のロボットよれば、差動するロボットアームあるいはロボットハンドに対して、所定動作中に起こる障害物への接触の検出、対象物への接触力、を力検出装置により確実に検出し、ロボット制御装置へデータをフィードバックすることで、安全で細かな作業が可能なロボットを得ることができる。以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。第1実施形態図1は第1実施形態に係るセンサー素子を示す、aは断面図、bは分解斜視図、cはbに示すA方向矢視図である。図1に示すセンサー素子100は、圧電基板としての水晶基板10と、第1電極として検出電極20と、第2電極としての接地電極以下、GND電極という30と、を備えている。圧電基板の材料としては、三方晶系の単結晶であれば水晶に限定されない。三方晶系の単結晶とは、長さの等しい三本の対称軸が互いに120°の角度で交わり、その交点に一本の垂直な軸が交わる結晶軸を持つものをいう。三方晶系の単結晶としては水晶の他には、ランガサイトLa3Ga5SiO14、ニオブ酸リチウムLiNbO3単結晶、タンタル酸リチウムLiTaO3単結晶、リン酸ガリウムGaPO4単結晶、ホウ酸リチウムLi2B4O7単結晶などが挙げられる。本実施形態では、わずかなひずみであっても多くの電荷を発生させることができ、さらに容易に単結晶が得られ、加工性、品質安定性に優れる水晶を用いる実施形態として説明する。図1aに示すセンサー素子100は、水晶基板10の一方の基板面10aには検出電極20が配置され、他方の基板面10bにはGND電極30が配置され、検出電極20とGND電極30によって水晶基板10が挟持されている。すなわち、図示する座標軸α,β,γにおいて、γ方向に検出電極20、水晶基板10、GND電極30の順に積層されてセンサー素子100が構成されている。このセンサー素子100に対して図示するα軸方向に沿った剪断方向の力Fαが付加されると、水晶基板10は変位後の水晶基板10 ́のように変形させられる。この変形のひずみによって水晶基板10には電荷が発生する。ここで、水晶基板10が結晶軸の機械軸であるY軸に交差し、電気軸のX軸を含む平面を主面とする、いわゆるYカット板から形成される場合、図1aに示す変形、すなわち水晶基板10 ́となるようなひずみを生じさせると、検出電極20が配置される水晶基板10の一方の基板面10a側の水晶基板10の内部にはプラスの電荷が発生し、他方のGND電極30が配置される他方の基板面10b側の水晶基板10の内部には-マイナスの電荷が発生する。他方の基板面10b側の-電荷はGND電極30により図示しない接地GNDへ放出され、一方の基板面10a側の電荷は検出電極20より図示しない演算装置へ検出値として送出され、得られた電荷量によってα方向の力Fαが演算される。圧電体として三方晶系の単結晶である水晶より形成された水晶基板10は、内部に生じるひずみによって上述した通り電荷を発生する。この電荷量は、結晶軸X,Y,Zに対する水晶基板10の基板面10a,10bの角度によって増減し、中でも以下で説明する基板面10a,10bの形成条件によってより多くの電荷を得ることができる。水晶基板10をα軸に沿った図1bに示すA方向の矢視図を図1cに示す。図1cに示すように、水晶基板10の基板面10a,10bは結晶軸X,Y,Zにより定義すると、水晶基板10の一方の基板面10aと、Z軸とX軸によって定義される平面と、によりなす角度θを有して水晶基板10が切り出されて形成される。図2に、結晶軸X,Y,Zに対する水晶基板10の形成方法を模式化して示す。図2に示すように、水晶基板10は、結晶軸X,Y,Zで切り出された水晶結晶体1の、X軸とZ軸とを含みY軸に直交する面1aに対して、Y軸とZ軸とによって定義される面内において面1aと基板面10a,10bがなす角度を角度θとなるように形成される。角度θは、0°<θ<20°の範囲で形成されることが好ましい。このように水晶基板10を形成することにより、力Fαによって生じる電荷の発生量をより多くすることができ、検出力の高いセンサー素子を得ることができる。第2実施形態図3は第2実施形態に係るセンサー素子を示す、aは断面図、bは分解斜視図、cはbに示すB方向矢視図である。なお第2実施形態に係るセンサー素子200は第1実施形態に係るセンサー素子100に対して水晶基板10の形態が異なり、その他の構成は同じであるので、同じ構成には同じ符号を付し、説明は省略する。図3に示すように、第2実施形態に係るセンサー素子200は、水晶基板40を圧縮する方向、すなわちγ方向の力Fγを検出するセンサー素子200である。センサー素子200は、第1電極としての検出電極20と、圧電基板としての水晶基板40と、第2電極としてのGND電極30とをγ方向に積層した構成となっている。圧電基板の材料としては、第1実施形態に係るセンサー素子100と同様、三方晶系の単結晶であれば水晶に限定されないが、本実施形態においても圧電材料として水晶を用いた形態にて説明する。センサー素子200は、図3に示すように水晶基板40にγ方向に圧縮させる力Fγが掛かると、圧縮変形して水晶基板40 ́のように変形する。この変形のひずみによって水晶基板10には電荷が発生する。ここで水晶基板40は結晶軸の電気軸であるX軸に交差し、機械軸のY軸と光軸のZ軸とを含む平面を主面とする、いわゆるXカット板から形成され、図3aに示す変形、すなわちひずみを生じさせると、検出電極20が配置される水晶基板40の一方の基板面40a側の水晶基板40の内部にはプラスの電荷が発生し、GND電極30が配置される他方の基板面40b側の水晶基板40の内部には-マイナスの電荷が発生する。他方の基板面40b側の-電荷はGND電極30により図示しない接地GNDへ放出され、一方の基板面40a側の電荷は検出電極20より図示しない演算装置へ検出値として送出され、得られた電荷量によってγ方向の力Fγが演算される。圧電体として三方晶系の単結晶である水晶より形成された水晶基板40は、内部に生じるひずみによって上述した通り電荷を発生する。この電荷量は、水晶基板40の基板面40a,40bに交差する外形面の一部を構成する平面40c,40dと、X軸とZ軸とのより定義される面と、により成す角度によって増減し、中でも以下で説明する平面40c,40dの形成条件によってより多くの電荷を得ることができる。図3bに示すB方向の矢視図を図3cに示す。図3cに示すように、水晶基板40の外形を形成する外形面は、少なくとも1つの平面を有し、本実施形態では外形面に平面40c,40dを有している。この平面40dが、結晶軸のX軸とZ軸によって定義される平面と角度λを有して水晶基板40が切り出されて形成される。本実施形態では矩形の水晶基板40であり、外形面の平面40cと平面40dとはほぼ平行であるので、平面40cにおいても結晶軸のX軸とZ軸によって定義される平面と角度λを有して水晶基板40が切り出されて形成される。図4に、結晶軸X,Y,Zに対する水晶基板40の形成方法を模式化して示す。図4に示すように、水晶基板40は、結晶軸X,Y,Zで切り出された水晶結晶体2のX軸とZ軸によって定義される面2aと、外形面の平面40dとがなす角度が角度λとなるように形成される。平面40cは平面40dとほぼ平行な面であることから平面40cも、面2aと外形面の平面40dとがなす角度が角度λとなるように形成される。角度λは、25°≦λ≦85°の範囲で形成されることが好ましい。このように水晶基板40を形成することにより、力Fγによって生じる電荷の発生量をより多くすることができ、検出力の高いセンサー素子を得ることができる。図5は、水晶基板40のその他の形態を示す斜視図である。第2実施形態に係る水晶基板40は上述した通り、X軸とZ軸によって定義される面2a図4参照に対して外形面の平面40cもしくは平面40dが角度λで交差することで、多くの電荷の発生が得られる。従って、平面40c,40dを除く外形面は平面に限定されない。すなわち図5aに示す水晶基板41のように、X軸とZ軸によって定義される面2a図4参照に対して角度λで交差する平面41cもしくは平面41d以外が円形状の面41a,41bであっても良い。また、図5bに示す水晶基板42のように、X軸とZ軸によって定義される面2a図4参照に対して角度λで交差する面が平面42bの1面で、その他の面は円形などの面42aであっても良い。第3実施形態図6は、第3実施形態に係るセンサーデバイスを示す断面図であり、図6に示すように、センサーデバイス1000は、水晶基板10を備えるセンサー素子100、あるいは水晶基板40を備えるセンサー素子200が筒状容器400に収納され、基台301,302によって押圧固定され、検出電極20とGND電極30とは演算装置500に電気的に接続されている。演算装置500には、図示しない検出電極20で得られた電荷を変換するQVアンプを備え、GND電極30が接続されるGND接地を備えている。このような構成の形態とすることで、基台301と基台302との間に掛かる力を容易に検出することが可能なセンサーデバイス1000を得ることができる。図7には、第3実施形態におけるその他の実施形態としてのセンサーデバイス1100,1200を示し、aは断面図、bはセンサーデバイス1100の分解斜視図、cはセンサーデバイス1200の分解斜視図、である。図7に示すセンサーデバイス1100,1200は、上述のセンサーデバイス1000に対して圧電基板としての水晶基板10あるいは水晶基板40を、検出電極20の両側に配置した構成である。すなわち、検出電極20を共有してセンサー素子100あるいはセンサー素子200を2個積層した構成である。図7aに示すように、センサーデバイス1100は、検出電極20を共有するようにセンサー素子101とセンサー素子102と、が配置され、センサーデバイス1200は、検出電極20を共有するようにセンサー素子201とセンサー素子202と、が配置されている。このように配置された2つのセンサー素子101,102もしくはセンサー素子201,202が筒状容器410に収納され、基台301,302によって押圧固定され、検出電極20とGND電極30とは演算装置510に電気的に接続されている。演算装置510には、図示しない検出電極20で得られた電荷を変換するQVアンプを備え、GND電極30が接続されるGND接地を備えている。図7bにセンサーデバイス1100におけるセンサー素子101,102の配置を示す。図7bに示すように、センサー素子101とセンサー素子102とは、図示する積層方向Nに沿って、第1実施形態に係るセンサー素子100のようにγ方向を合わせて積層される。ここで、センサーデバイス1100は図示L方向に沿った力が検出され、その場合、検出電極20に接する図示N方向上側の水晶基板10の面10aと、図示N方向下側の水晶基板10の面10bと、には同じ極性の電荷を発生させるように、α方向およびγ方向が互いに逆向きとなるように配置される。図7cにはセンサーデバイス1200におけるセンサー素子201,202の配置を示す。図7cに示すように、センサー素子201とセンサー素子202とは、互いに表裏を逆にした、すなわち検出電極20に水晶基板40の一方の基板面40aが接するように配置され、N方向に沿った力、すなわち圧縮方向に力が掛かった場合に、検出電極20に接する2つの水晶基板40の一方の基板面40aに同じ極性の電荷を発生させることができる。このような構成の形態とすることで、基台301と基台302との間に掛かる力によって2枚の水晶基板10もしくは水晶基板40に電荷を発生させることができ、上述のセンサーデバイス1000と比べほぼ2倍の電荷を得ることができる。従って、微小な力であっても容易にその力を検出することが可能なセンサーデバイス1100,1200を得ることができる。第4実施形態図8は、第4実施形態に係る力検出装置を示す、aは断面図、bはセンサーデバイスの配置を示す概念図、である。図8aにおいて、電極、水晶基板の積層方向図示上方向をV方向とし、V方向に直交し図示右方向をHx方向、図示面に向かう方向をHy方向とする。図8aに示す、力検出装置2000は基台311と基台312の間に、筒状容器420の内部に電極と水晶基板を交互に積層し、基台311と基台312によって押圧されて固定されている。筒状容器420の内部に収容される電極、水晶基板は次のように積層されている。基台311の側から、第3実施形態のその他の形態に係るセンサーデバイス1100と同じ構成でセンサー素子101,102が積層されたセンサーデバイス1101と、センサーデバイス1100と同じ構成でセンサー素子101,102が積層されたセンサーデバイス1102と、センサー素子201,202が積層されたセンサーデバイス1200と、が積層されている。このように積層されるセンサーデバイス1101,1102,1200において基台311,312に接するGND電極30を除くGND電極30は、センサーデバイス1101,1102,1200において共用されるGND電極30となっている。また図8bに示すように、センサーデバイス1102の配置は、センサーデバイス1101を、V軸を中心として角度90°回転させた配置方向となっている。すなわち、L軸に沿った力を検出するセンサーデバイス1101のL軸とHx軸と合わせ、L軸をV軸中心に角度90°回転させてHy軸に合わせてセンサーデバイス1102を配置することにより、Hx軸およびHy軸に沿った方向の力を検出することができる。さらに、N軸方向の力を検出するセンサーデバイス1200を、V軸にN軸を合わせて配置することによって、V軸に沿った力を検出することができる。このようにセンサーデバイス1101,1102,1200が組み込まれた力検出装置2000はHx,Hy,V方向、すなわち3軸方向の力を検出することができる。このように構成された力検出装置2000の基台311,312に力が付加されると、センサーデバイス1101,1102,1200に生じた電荷は、演算手段としての演算装置600に備えるセンサーデバイス1101の電荷からHx方向演算装置610、センサーデバイス1102の電荷からHy方向演算装置620、センサーデバイス1200の電荷からV方向演算装置630、によって得られるHx,Hy,V方向の力成分から付加された外力のベクトルデータを図示しない制御装置に出力する。なお、GND電極30に励起される電荷は演算装置600に備えるGND640によって接地、放電される。上述した通り、本実施形態に係る力検出装置2000は、一方向に電極と、圧電基板としての水晶基板とを積層させることにより、小型の力検出装置を得ることができ、ロボットなどの取り付け部が狭小な装置にも容易に設置が可能となる。また、本実施形態の力検出装置は単純な形状の電極と水晶基板の積層により形成することができるため、低コストの力検出装置を得ることができる。図9は、上述の実施形態に係る力検出装置2000を用い、トルク検出を可能とする6軸力検出装置3000の概略を示し、aは平面図、bはaに示すC-C ́部の断面図である。図9a,bに示すように6軸力検出装置3000は基台321,322によって、力検出装置2000を4個固定した構成となっている。この6軸力検出装置3000の形態とすることによって、配置された4個の力検出装置2000の装置間の距離と、各力検出装置2000によって得られる力と、によりHx軸、Hy軸、およびV軸の各軸回りのトルクを求めることが可能となる。第5実施形態図10は、第3実施形態に係る力検出装置2000、もしくは6軸力検出装置3000を用いたロボット4000の構成を示す外観図である。ロボット4000は、本体部4100、アーム部4200およびロボットハンド部4300などから構成されている。本体部4100は、例えば床、壁、天井、移動可能な台車の上、などに固定される。アーム部4200は、本体部4100に対して可動に設けられており、本体部4100にはアーム部4200を回転させるための動力を発生させる図示しないアクチュエーターや、アクチュエーターを制御する制御部などが内蔵されている。アーム部4200は、第1フレーム4210、第2フレーム4220、第3フレーム4230、第4フレーム4240および第5フレーム4250から構成されている。第1フレーム4210は、回転屈曲軸を介して本体部4100に回転可能または屈曲可能に接続されている。第2フレーム4220は、回転屈曲軸を介して第1フレーム4210および第3フレーム4230に接続されている。第3フレーム4230は、回転屈曲軸を介して第2フレーム4220および第4フレーム4240に接続されている。第4フレーム4240は、回転屈曲軸を介して第3フレーム4230および第5フレーム4250に接続されている。第5フレーム4250は、回転屈曲軸を介して第4フレーム4240に接続されている。アーム部4200は、制御部の制御によって、各フレーム4210~4250が各回転屈曲軸を中心に複合的に回転または屈曲し、動作する。アーム部4200の第5フレーム4250のうち、第4フレーム4240との接続部の他方の側には、ロボットハンド部4300が取り付けられている。ロボットハンド部4300は、対象物を把持することが可能なロボットハンド4310と、ロボットハンド4310を回転動作させるモーターを内蔵するロボットハンド接続部4320と、を備え、ロボットハンド接続部4320によって第5フレーム4250に接続されている。ロボットハンド接続部4320には、モーターに加えて第3実施形態に掛かる力検出装置2000または6軸力検出装置3000が内蔵されており、ロボットハンド部4300が制御部の制御によって所定の動作位置まで移動させたとき、障害物への接触、あるいは所定位置を超えての動作命令による対象物との接触、などを力検出装置2000または6軸力検出装置3000によって力として検出し、ロボット4000の制御部へフィードバックして、回避行動を実行させることができる。このようなロボット4000を用いることにより、従来からの位置制御では対処できなかった障害物回避動作、対処物損傷回避動作などを容易に行える、安全で細かな作業が可能なロボットを得ることができる。なお、本実施形態に限定されず、例えば双腕ロボットにも適用することができる。図11は第1実施形態に係るセンサー素子100および第2実施形態に係るセンサー素子200において、力を掛けた場合に発生する電荷量を示すグラフであり、センサー素子100の場合には角度θに対して計算した結果を図11aに、センサー素子200の場合には角度λに対して計算した結果を図11bに、示す。なお圧電基板は平面サイズが5mm×5mm、厚さ200μmの水晶であり、図示する方向にFα=500N、Fγ=500Nを付加する条件である。図11aに示すように、第1実施形態に係るセンサー素子100の形態の場合、θ=0°の場合である一般的なYカット板に対して、θを大きくすると0°<θ<20°の範囲においてθ=0°の場合の電荷量を上回る電荷を得ることができる。図11bに示すように、第2実施形態に係るセンサー素子200の形態の場合、λ=0°の場合である一般的なXカット板に対して、λは25°≦λ≦85°の範囲においてλ=0°の場合の電荷量を上回る電荷を得ることができる。"