力传感器的制造方法
【专利摘要】圆柱环形检测器（130）被配置在固定在支撑基板（210）的上表面的中央部分上的柱状体（110）的外周。柱状体（110）和环形检测器（130）之间的空间由薄的柔性连接部件（120）（隔膜）连接。垫圈形绝缘基板（300）被配置在支撑基板（210）的上表面，单独的固定电极（E1至E5）形成于其上表面上，且它们与由环形检测器（130）的下表面组成的位移电极一起构成电容元件。在环形检测器（130）上施加外力时，柔性连接部件（120）挠曲从而引起位移，这被检测为电容元件的电容值的变化。环形检测器（130）的外周部分的上部分构成向外部突出的外部突出部（140）。在外部突出部（140）的下部分的下面，安装了从支撑基板（210）的上表面的外周部分向上突出的位移控制部（220）。环形检测器（130）的位移被限制在在突出部（140）和位移控制部（220）之间形成的垂直间隙（Sz）和横向间隙（Sr）的范围内。
【专利说明】力传感器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种力传感器，具体地涉及一种在结构体的一部分上具有在外力的作用下挠曲的柔性变形部，从而以电气的方式检测由柔性变形部的变形造成的位移的力传感器。
【背景技术】
[0002]现有市售的是这样一种类型的力传感器，即在该力传感器中，外力施加在由柔性薄板制成的隔膜部分，从而电气地检测隔膜部分的变形状态并且还检测所施加的外力的大小及其方向。这种类型的传感器在结构上相对简单且可保持低的生产成本，且可在各种工业中的许多应用中用作大批量生产的产品。
[0003]一种用于电气检测隔膜部分的变形状态的方法包括:利用静电电容元件的方法；利用压阻元件的方法和利用压电元件的方法。这些元件中的每一个被配置在多个部位以检测隔膜部分处的每个位置的位移作为电信号，从而使得能够独立地检测所施加的外力在XYZ三维正交坐标系中的每个坐标轴的方向上的分量的大小。
[0004]例如，在下文给出的专利文献I和2中，公开了一种力传感器，其能够利用静电电容元件来检测隔膜部分的每个部位的位移，从而独立地检测在每个坐标轴方向上施加的力。进一步，在专利文献3和4中，公开了一种力传感器，其基于安装在隔膜部分的各个部位上的压阻元件的电阻的变化来检测每个坐标轴方向上的力。在专利文献5和6中，公开了一种多轴传感器，其基于在压电元件处出现的电荷检测隔膜部分的每个部位的位移，检测作为外力和科里奥利力而施加的基于加速度的力，从而检测每个坐标轴的方向上的加速度和绕每个坐标轴的角速度。
[0005]每个上述传感器的隔膜部分用作柔性变形部分，其引起柔性变形并在施加外力时经历变形，但在没有发现外力时恢复到原始状态。一般而言，为了提高力的检测灵敏度，需要通过减小隔膜部分的厚度或由很容易被挠曲的材料制造隔膜部分来增加隔膜部分的柔性。然而，过大外力的施加会导致超出隔膜部分上的弹性变形的限制的过大挠曲。此过大挠曲会造成问题，例如，隔膜部分可能不会恢复到原始形状且隔膜部分可在移除外力后破裂。特别而言，在组装有施加非常微小外力时就引起挠曲的敏感隔膜部分的具有高灵敏度的力传感器中，在施加过大外力时，隔膜部分很可能破裂。因此，在专利文献7中，公开了一种技术:止挡元件被用于控制位移，以使得即使在施加过大外力时，隔膜部分也经历预定容差内的位移。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本未经审查的专利
【发明者】冈田和广, 江良聪, 冈田美穗 申请人:株式会社和广