力传感器的制作方法

1.本发明涉及使用了导电性部件的力传感器。


背景技术：

2.本发明人提出了一种由cr(铬)和不可避免的杂质构成的cr(铬)基薄膜所构成的导电性部件、或由cr、n和不可避免的杂质构成的cr(铬)基薄膜所构成的导电性部件(参照专利文献1)。
3.该导电性部件以测定用电流流动的方向即受感部的长度方向相对于对象物的应变方向垂直的方式配置。如果在测定用电流流动的方向即受感部的长度方向与对象物的应变方向平行地配置时，导电性部件具有相同程度的应变系数(3以上)。即，该导电性部件的应变系数显示出各向同性。此外，本发明人还提出了通过以下cr基薄膜分别构成的导电性部件：由cr和mn构成的cr基薄膜、或由cr和al构成的cr基薄膜、以及由cr、al和n构成的cr基薄膜(参照专利文献2～3)。现有技术文献专利文献
4.专利文献1：日本专利第6084393号公报专利文献2：日本特开2018
‑
091705号公报专利文献3：日本特开2018
‑
091848号公报


技术实现要素：

发明要解决的课题
5.本发明的目的在于提供一种能够实现扩展应变系数具有各向同性的导电性部件的应用范围的力传感器。用于解决课题的手段
6.本发明的力传感器的特征在于，具备：应变体，其具有弹性；支承部，其以遍及整周的方式连续地或离散地支承所述应变体；以及，导电性部件，其配置于所述应变体的主面，且在该主面方向上具有各向同性的应变系数，所述导电性部件以在指定纬度范围内延伸成在一个部位上断开且包围所述极点的环状的方式配置于所述应变体的主面，其中，所述指定纬度范围是以下一种纬度范围：在对所述应变体作用了具有主面的垂线方向成分的力时，在所述应变体以极点为基准的经线方向上的第一应变量以及所述应变体在纬线方向上的第二应变量的和的大小是基准值以上的纬度范围。
7.根据具有该结构的力传感器，在由支承部遍及整周地连续地或离散地支承周缘的应变体的主面上，导电性部件以延伸成在一个部位断开的环状的方式配置在以包围极点的方式呈环状延伸的指定纬度范围内。
8.在对应变体作用有力的情况下，在纬度范围内夹着极点而位于相反一侧的一对部位上的各自的应变体的应变的垂线方向成分的极性相同，且该应变的主面方向成分的极性
相反。因此，在延伸成包围极点且在一处部位断开的环状的导电性部件的该一对部位处，与应变体的应变的垂线方向成分相对应的电阻值的变化可被重叠，另一方面，与应变体的应变的主面方向成分对应的电阻值的变化可被抵消。因此，基于导电性部件的端点间的电阻值的变化量，作用于应变体的力中的主面方向成分至少一部分被除去，从而能够测定该力的垂线方向成分。
9.另外，指定纬度范围是应变体在经线方向的第一应变量以及应变体在纬线方向上的第二应变量之和为基准值以上的纬度范围。在将应变体在经线方向上的第一应变量以及应变体在纬线方向上的第二应变量之和的最大值设定为“1”的情况下，“基准值”可以是0.95、0.85、0.75、0.65或0.55等0.50以上的数值。因此，能够实现增大导电性部件的端点间的电阻值的变化量，进而实现提高作用于应变体的力的垂线方向成分的测定精度。
10.纬度例如是以下述线段的经线的长度为基准且针对各个方位而个别进行定义的参数，其中，上述线段是从应变体的主面上的中心点或重心点起向某个方位延伸至该应变体的边缘的线段。因此，在应变体的主面的形状是椭圆形、矩形或多边形(正六边形、正八边形、正十二边形)等与圆形不同的形状时，存在从该主面的中心点或重心点起在不同方位的各个方位上的距离相同的多个位置上的各个纬度会不同的情况。另外，即使应变体的主面的形状是圆形，也可以根据支承部对该应变体的支承形态的差异，使指定纬度范围在不同方位的各个方位上的维度也分别不同。也可以针对不同方位的各个方位分别设定不同的基准值。
11.优选的是，所述应变体的形状具有以与通过所述极点的主面的垂线平行的轴线为基准的旋转对称性或以与通过所述极点的主面垂直的平面为基准的镜像对称性；所述应变体的周缘处受所述支承部连续地或离散地支承的支承形态具有以所述轴线为基准的旋转对称性或以所述平面为基准的镜像对称性；所述导电性部件以具有以所述轴线为基准的旋转对称性或以所述平面为基准的镜像对称性的方式配置于所述应变体的所述主面。
12.在上述导电性部件由cr基薄膜(蒸镀膜)构成的情况下，导电性部件的电阻与因纵向应变和横向应变引起的对形状变化的贡献部分相比，由该导电性部件的晶格结构、进而对载流子(电子)的能带结构的形状变化的贡献量要大得多，因此能够进一步实现提高作用于应变体的力的垂线方向成分的测定精度。附图的简单说明
13.图1是关于作为本发明的第一实施方式的力传感器的结构的说明图。图2是沿图1的ii
‑
ii线的力传感器的剖视图。图3是关于第一实施方式中的应变体的应变量的说明图。图4是第一实施方式中的应变检测用电路的例示图。图5a是与第一力作用方式对应的力传感器的功能相关的说明图。图5b是与第二力作用方式对应的力传感器的功能相关的说明图。图5c是与第三力作用方式对应的力传感器的功能相关的说明图。图6是关于作为本发明的第二实施方式的力传感器的结构的说明图。图7是与第二实施方式中的应变体的应变量相关的说明图。图8是与作为本发明的第三实施方式的力传感器的结构相关的说明图。图9a是第三实施方式中的应变检测用电路的第一例示图。
图9b是第三实施方式中的应变检测用电路的第二例示图。图10是与作为本发明的第四实施方式的力传感器的结构相关的说明图。图11a是第四实施方式中的应变检测用电路的第一例示图。图11b是第四实施方式中的应变检测用电路的第二例示图。图12是与作为本发明的第五实施方式的力传感器的结构相关的说明图。图13是第五实施方式中的应变检测用电路的例示图。图14是与作为本发明的第六实施方式的力传感器的结构相关的说明图。图15是与第六实施方式的应变体的约束方位区域中的应变量相关的说明图。图16是与第六实施方式的应变体的非约束方位区域中的应变量相关的说明图。图17是与第七实施方式的应变体的约束方位区域中的应变量相关的说明图。图18是与第七实施方式的应变体的非约束方位区域中的应变量相关的说明图。
具体实施方式
14.(第一实施方式)
15.(结构)图1及图2所示的作为本发明的第一实施方式的力传感器具备应变体10、导电性部件20及导线部件41～43。为了说明力传感器的构成要素的位置以及姿势，使用以应变体10的上表面101的中心点为原点的三维正交坐标系(x，y，z)。
16.应变体10以z方向为厚度方向，作为一对主面形成为具有作为与x
‑
y平面大致平行的一对主面的上表面101及下表面102的大致圆板形状。应变体10的厚度可以是均匀的，也可以是比如在局部处存在形成为薄壁的区域的这类不均匀的厚度。应变体10的形状具有以与通过极点o的上表面101的垂线平行的轴线(z轴)为基准的旋转对称性或者以与通过极点o的上表面101垂直的平面(例如x
‑
z平面)为基准的镜像对称性。
17.应变体10在其周缘部以遍及整周的方式具备向外侧伸出的环状的伸出部11。应变体10在各伸出部11处整周地受支承部12固定或支承。伸出部11与支承部12的固定方式除了可以采用螺栓
‑
螺母等机械固定方式以外，也可以采用粘合或焊接等固定方式。另外，伸出部11和支承部12也可以是通过切削加工和/或铸造等一体成型而成的结构体。在应变体10的周缘的伸出部11处通过支承部12实现的连续的支承形态具有以上述轴线为基准的旋转对称性(也可以与上述旋转对称性不同)或以上述平面为基准的镜像对称性。
18.应变体10以上述方式在伸出部11处受支承部12支承，由此在对应变体10作用有力时，应变体10产生应变。
19.在图3中示出了对应变体10的上表面101整体地作用相同的力的情况下的该应变体10的应变特性的计算结果。应变体10的从极点o到受支承部12固定的点为止的经线方向或径向上的应变量即“第一应变量”的变化形态用点划线表示，应变体10在纬线方向或周向上的应变量即“第二应变量”的变化形态用双点划线表示，两者之和用实线表示(表示计算结果的图中，以下也相同)。“负”的应变量表示应变体10(准确而言是上表面101(应力负载侧表面))的收缩量，而“正”的应变量表示应变体10(同上)的伸长量。
20.这里，使用厚度0.1mm、半径2.5mm的圆板形的sus316l(杨氏模量：193gpa、泊松比：0.28)作为应变体10。在对应变体10作用z方向(圆板的厚度方向)上的0.5mpa的压力的情况
下，按照有限元法计算以该应变体10的中心为基准的圆柱坐标系(r，θ，z)中被定义的每0.1mm的网格的各个网格的应变。
21.在将基准值设定为第一应变量及第二应变量之和(负值)的大小的最大值的80％的值的情况下，以经线的长度d为基准，在距极点o的距离是0.28d以下的范围内，该应变量之和(负值)的大小是基准值以上的值。在将基准值设定为负的应变量之和的大小的最大值的95％的值的情况下，在距极点o的距离是0.18d以下的范围内，第一应变量及第二应变量之和(负值)的大小是基准值以上的值。
22.在将基准值设定为第一应变量及第二应变量之和(正值)的大小的最大值的80％的值的情况下，以经线的长度d为基准，在距极点o的距离是0.88d以上的值的范围内，该应变量之和(正值)的大小是基准值以上的值。在将基准值设定为正的应变量之和的大小的最大值的95％的情况下，在距极点o的距离是0.92d以上的范围内，第一应变量及第二应变量之和(正值)的大小是基准值以上的值。
23.导电性部件20被配置为：在沿着从极点o到受支承部12固定的点为止的经线的距极点o的距离是0.92d以上的第二指定纬度范围r2中，沿着与该经线正交的纬线延伸成仅在一处被断开的大致圆环状。导电性部件20以具有以上述轴线为基准的旋转对称性(也可以与上述旋转对称性不同)或者以具有以上述平面为基准的镜像对称性的方式配置于应变体10的上表面101。也可以以被包含在大致圆形状的第一指定纬度范围r1内的方式配置导电性部件20，第一指定纬度范围r1是指距极点o的距离为0.18d以下的范围。
24.应变体10例如由具有弹性的金属或合成树脂构成，或者由该金属和该合成树脂的组合构成。在应变体10由金属等导电性材料构成的情况下，其上表面101至少在形成有导电性部件20和导线部件41～43的区域被绝缘性薄膜覆盖。由此，应变体10与导电性部件20及导线部件41～43电绝缘。
25.导电性部件20形成于应变体10的上表面101。导电性部件20的应变系数(应变系数为3以上)具有各向同性，导电性部件20例如由专利文献1中所记载的由cr和不可避免的杂质构成的cr薄膜、或者由cr、n和不可避免的杂质构成的cr
‑
n薄膜构成。cr
‑
n薄膜例如由通式cr
100
‑
x
n
x
表示，组成比x以原子％计，且0.0001≤x≤30。
26.导电性部件20也可以由通式cr
100
‑
x
mn
x
(x以原子％计，0.1≤x≤34)或通式cr
100
‑‑
x
al
x
(x以原子％计，4≤x≤25)表示的cr基薄膜构成(参照专利文献2)。导电性部件20也可以由通式cr
100
‑
x
‑
y
al
x
n
y
(x、y以原子％计，4≤x≤25、0.1≤y≤20)表示的cr基薄膜构成(参照专利文献3)。该薄膜通过溅射法(sputtering method)等形成于应变体10的上表面101。由于cr
‑
n薄膜的电阻温度系数(tcr)极小(＜
±
50ppm/℃)，因此相对于温度变化稳定。
27.导电性部件20的一端部依次经由端子t1、第一导线部件41、端子t2、第二导线部件42、端子t3、第三导线部件43以及端子t4与导电性部件20的另一端部连接。
28.导线部件41～43与第一导电性部件21及第二导电性部件22一起构成1有源应变计法(1
アクティブゲージ
法)(2线式或3线式)的电桥电路(参照图4)。导电性部件20的厚度、宽度及长度、进一步是导电率等电特性分别可以从构成电桥电路(应变检测用电路)的观点出发适当地进行设计。与导电性部件20同样地从构成该电桥电路的观点出发，可以对导线部件41～43的厚度、宽度及长度、进一步地是材料(决定导电率)分别进行适当的设计。
29.(功能)
根据作为本发明的第一实施方式的力传感器(例如，流体压传感器)，在应变体10的主面101上，在以包围极点o的方式延伸成环状的指定纬度范围内，配置有在一个部位上断开的延伸成环状的导电性部件。其中，应变体10的周缘由支承部12以遍及整周的方式连续地支承。
30.在力f作用于应变体10的情况下，在第二指定纬度范围r2(或第一指定纬度范围r1)内，夹着极点o位于相反侧的一对部位的各自的应变体10的应变在垂线方向成分的极性相同(参照图5a)。另一方面，在该情况下，该一对部位的各自的应变体10的应变的主面方向成分的极性相反(参照图5b和图5c)。
31.因此，在一处被断开的环状的导电性部件20的该一对部位处，与应变体10的应变的垂线方向成分对应的电阻值的变化会重叠，另一方面，与应变的主面方向成分对应的电阻值的变化会被抵消。因此，基于导电性部件20的端点间的电阻值的变化量，作用于应变体10的力中的主面方向成分至少一部分被除去，能够测定该力的垂线方向成分。
32.另外，指定纬度范围r2是应变体10的经线方向上的第一应变量以及纬线方向上的第二应变量的和的大小是基准值以上的纬度范围(参照图3)。因此，能够实现增大导电性部件20的端点间的电阻值的变化量，进而实现提高作用于应变体10的力的垂线方向成分的测定精度。
33.导电性部件20由下述(1)～(3)中的任意一个cr基薄膜构成：(1)由cr和不可避免的杂质构成的cr基薄膜或者由cr、n和不可避免的杂质构成的cr基薄膜；(2)由cr和mn构成的cr基薄膜或由cr和al构成的cr基薄膜；以及(3)由cr、al和n构成的cr基薄膜。因此，导电性部件20的电阻与因纵向应变和横向应变而引起的对形状变化的贡献量相比，由该导电性部件的晶格结构、进而对载流子(电子)的能带构造对形状变化的贡献量要大得多，因此能够进一步实现提高作用于应变体10的力的测定精度。
34.(第二实施方式)
35.(结构)图6中所示的作为本发明的第二实施方式的力传感器在应变体10的以极点o为中心的基准区域(例如，圆形的区域)中具备与应变体10的上表面101抵接的大致柱状的力传递部件30。除了这点以外，作为本发明的第二实施方式的力传感器具有与作为本发明的第一实施方式的力传感器(参照图1和图2)大致相同的结构，因此对共同的结构要素使用相同的附图标记并省略说明。
36.在应变体10上形成有从其上表面101向下方凹陷成大致球冠状的凹部，力传递部件30也可以具有与形成于应变体10的上表面101的凹部相对应的突出成大致球冠状的凸部。力传递部件30的凸部进入应变体10的凹部，由此，在凸部30的大致凸曲面状的接触面处与应变体10接触。力传递部件30的顶端形状也可以变更为顶端缘部在整周上被实施了倒角的大致圆柱形状或圆锥台形状等各种形状。力传递部件30也可以不与应变体10抵接，而是通过螺栓
‑
螺母方式等机械方式与应变体10机械连结。
37.在图7中示出了对大致圆板形状的应变体10的上表面101上以极点o为中心的大致圆形状的基准区域局部地作用有力的情况下的该应变体10的应变特性的计算结果。其中，应变体10的周缘遍及整周地连续地受支承部12支承或约束。
38.这里，使用厚度0.1mm、半径2.5mm的圆板形状的sus316l(杨氏模量：193gpa、泊松
比：0.28)作为应变体10。在包含极点o的微小区域上对应变体10作用z方向(圆板的厚度方向)的1n的力的情况下，按照有限元法计算出以该应变体10的中心为基准的圆柱坐标系(r，θ，z)中被定义的每0.1mm的网格的各网格的应变。
39.在将基准值设定为第一应变量及第二应变量之和(负值)的最大值的80％的情况下，以经线的长度d为基准，在距极点o的距离是0.05d以下的范围内，该应变量之和(负值)的大小为基准值以上。在将基准值设定为负的应变量之和的最大值的95％的情况下，在距极点o的距离是0.03d以下的范围内，第一应变量及第二应变量之和(负值)的大小为基准值以上。
40.在将基准值设定为第一应变量及第二应变量之和(正值)的最大值的80％的情况下，以经线的长度d为基准，在距极点o的距离是0.94d以上的范围内，该应变量之和(正值)的大小为基准值以上。在将基准值设定为正的应变量之和的最大值的95％的情况下，在距极点o的距离是0.95d以上的范围内，第一应变量及第二应变量之和(正值)是基准值以上。
41.导电性部件20以下述方式配置：在从极点o起沿着经线并距极点o的距离是0.94d以上的大致圆环状的第二指定纬度范围r2内延伸成沿着纬线包围极点o并在一个部位被断开的大致圆环状。导电性部件20也可以按下述方式配置：在从极点o起沿着经线并距极点o的距离是0.05d以下的大致圆形的第一指定纬度范围r1内延伸成沿着纬线包围极点o并在一个部位被断开的大致圆环状。
42.(功能)根据作为本发明的第二实施方式的力传感器，能够实现增大导电性部件20的端点间的电阻值的变化量，进而实现提高作用于应变体10的力的垂线方向成分的测定精度。
43.(第三实施方式)
44.(结构)在图8所示的作为本发明的第三实施方式的力传感器中，在应变体10的上表面101的第二指定纬度范围r2内，从内侧起依次配置有第一导电性部件21和第二导电性部件22，其中，第一导电性部件21和第二导电性部件22以延伸成包围基准点或极点o并在一个部位断开的大致圆环状。
45.第一导电性部件21的一端部有端子t1，并从端子t1依次经由第一导线部件41以及端子t4与第二导电性部件22的另一端部连接。第一导电性部件21的另一端部有端子t2，并从端子t2依次经由第二导线部件42以及端子t3与第二导电性部件22的一端部连接。第二导电性部件22的一端部有端子t3，并从端子t3依次经由第二导线部件42以及端子t2与第一导电性部件21的另一端部连接。第二导电性部件22的另一端部有端子t4，并从端子t4依次经由第一导线部件41以及端子t1与第一导电性部件21的一端部连接。
46.导线部件41～42与第一导电性部件21及第二导电性部件22一起构成2有源应变计法(2
アクティブゲージ
法)的电桥电路(参照图9a)。导线部件41～42也可以与第一导电性部件21以及第二导电性部件22一起构成1有源应变计法(串联式)的电桥电路(参照图9b)。
47.从构成电桥电路(应变检测用电路)的观点出发，可以分别对第一导电性部件21和第二导电性部件22各自的厚度、宽度和长度、以及电导率等电特性适当地进行设计。从构成该电桥电路的观点出发，可以对导线部件41～42的厚度、宽度以及长度、以及材料(决定导电率)与第一导电性部件21以及第二导电性部件22同样地分别进行适当的设计。
48.除了这些方面以外，作为本发明的第三实施方式的力传感器具有与作为本发明的第一实施方式的力传感器(参照图1以及图2)大致相同的结构，因此对于共同的结构要素使用相同的附图标记，并且省略说明。第一导电性部件21和第二导电性部件22与第一实施方式的导电性部件20同样地由cr基薄膜构成。
49.(功能)根据作为本发明的第三实施方式的力传感器，能够实现增大导电性部件20的端点间的电阻值的变化量，进而实现提高作用于应变体10的力的垂线方向成分的测定精度。
50.(第四实施方式)
51.(结构)在图10中所示的作为本发明的第四实施方式的力传感器中，在应变体10的上表面101上配置有第一导电性部件21，第一导电性部件21在第一指定纬度范围r1内延伸成包围基准点o且在一个部位上断开的大致圆环状。在应变体10的上表面101上配置有第二导电性部件22，第二导电性部件22在第二指定纬度范围r2内延伸成包围基准点o且在一个部位上断开的大致圆环状。
52.第一导电性部件21的一端部有端子t1，并从端子t1依次经由第一导线部件41以及端子t4与第二导电性部件22的另一端部连接，第一导电性部件21的另一端部有端子t2，并从端子t2依次经由第二导线部件42以及端子t3与第二导电性部件22的一端部连接。第二导电性部件22的一端部有端子t3，并从端子t3依次经由第二导线部件42以及端子t2与第一导电性部件21的另一端部连接。第二导电性部件22的另一端部有端子t4，并从端子t4依次经由第一导线部件41以及端子t1与第一导电性部件21的一端部连接。
53.导线部件41～42与第一导电性部件21及第二导电性部件22一起构成对边2有源应变计法(2
アクティブゲージ
法)(2线式)的电桥电路(参照图11a)。导线部件41～42也可以与第一导电性部件21及第二导电性部件22一起构成对边2有源应变计法(3线式)的电桥电路(参照图11b)。
54.从构成电桥电路(应变检测用电路)的观点出发，可以分别对第一导电性部件21和第二导电性部件22各自的厚度、宽度和长度、以及电导率等电特性进行适当的设计。可以与第一导电性部件21以及第二导电性部件22同样地从构成该电桥电路的观点出发，分别对导线部件41～42的厚度、宽度和长度、以及材料(决定导电率)进行适当的设计。
55.除了这些方面以外，作为本发明的第四实施方式的力传感器具有与作为本发明的第一实施方式的力传感器(参照图1和图2)大致相同的结构，因此对于共同的结构要素使用相同的附图标记，并且省略说明。第一导电性部件21和第二导电性部件22与第一实施方式的导电性部件20同样地由cr基薄膜构成。
56.(功能)根据本发明的第四实施方式的力传感器，能够实现增大导电性部件20的端点间的电阻值的变化量，进而实现提高作用于应变体10的力的垂线方向成分的测定精度。
57.(第五实施方式)
58.(结构)图12中所示的作为本发明的第五实施方式的力传感器，在应变体10的上表面101的第一指定纬度范围r1内，从内侧起依次配置有第一导电性部件21和第二导电性部件22。
第一导电性部件21和第二导电性部件22延伸成包围基准点o并在一个部位断开的大致圆环状。在应变体10的上表面101的第二指定纬度范围r2内，从内侧起依次配置有第三导电性部件23和第四导电性部件24。第三导电性部件23和第四导电性部件24延伸成包围基准点o并在一个部位断开的大致圆环状。
59.在第一导电性部件21的一端部有端子t1，并从端子t1经由第二导线部件42与第四导电性部件24的另一端部连接。在第一导电性部件21的另一端部经由端子t2与第二导电性部件22的一端部连接。第二导电性部件22在一端部处经由端子t2与第一导电性部件21的另一端部连接，第二导电性部件22的另一端部依次经由端子t3及第一导线部件41与第三导电性部件23的一端部连接。第三导电性部件23从一端部依次经由第一导线部件41和端子t3与第二导电性部件22的另一端部连接，在第三导电性部件23的另一端部经由端子t4与第四导电性部件24的一端部连接。第四导电性部件24在一端部处经由端子t4与第三导电性部件23的另一端部连接，从第四导电性部件24的另一端部依次经由第二导线部件42及端子t1与第一导电性部件21的一端部连接。
60.导线部件41～42与导电性部件21～24一起构成4有源应变计法(4
アクティブゲージ
法)的电桥电路(参照图13)。
61.从构成电桥电路(应变检测用电路)的观点出发，可以对导电性部件21～24各自的厚度、宽度及长度、以及电导率等电特性进行适当的设计。与导电性部件21～24同样地从构成该电桥电路的观点出发，可以对导线部件41～42的厚度、宽度及长度、以及材料(决定导电率)分别进行适当的设计。
62.除了这些方面以外，作为本发明的第五实施方式的力传感器具有与作为本发明的第一实施方式的力传感器(参照图1以及图2)几乎相同的结构，因此对共同的结构要素使用相同的附图标记并省略说明。导电性部件21～24分别与第一实施方式的导电性部件20同样地由cr基薄膜构成。
63.(功能)根据作为本发明的第五实施方式的力传感器，能够实现增大导电性部件20的端点间的电阻值的变化量，进而实现提高作用于应变体10的力的垂线方向成分的测定精度。
64.(第六实施方式)
65.(结构)在图14中所示的作为本发明的第六实施方式的力传感器中，应变体10在其周缘部具备局部性伸出的四个伸出部11。四个伸出部11配置成：具有以通过极点o且与上表面101垂直的轴线(z轴)为基准的四次对称性。应变体10在各伸出部11处受支承部12固定或支承。伸出部11例如具有中心角为15
°
～45
°
的大致扇形形状。例如，左右的伸出部11以具有以x轴为基准的镜像对称性的方式配置，上下的伸出部11以具有以y轴为基准的镜像对称性的方式配置。
66.从极点o观察时，包含在应变体10受支承部12支承或固定的方位角范围内的应变体10的区域被定义为“约束方位区域”，除此以外的区域被定义为“非约束方位区域”。
67.在图15中示出了对应变体10的上表面101作用整体上均匀的力的情况下的该应变体10的沿“约束方位区域”的中心经线的应变特性的计算结果。“负”的应变量表示应变体10(准确而言是上表面101(应力负载侧表面))的收缩量，而“正”的应变量表示应变体10的伸
长量。计算条件与第二实施方式相同(参照图7)。
68.在将基准值设定为第一应变量及第二应变量之和(负值)的最大值的80％的情况下，以经线的长度d为基准，在距极点o的距离是0.33d以下的范围内，该应变量之和(负值)的大小为基准值以上。在将基准值设定为负的应变量之和的最大值的95％的情况下，在距极点o的距离是0.17d以下的范围内，第一应变量及第二应变量之和(负值)的大小是基准值以上。
69.在将基准值设定为第一应变量及第二应变量之和(正值)的最大值的80％的情况下，以经线的长度d为基准，在距极点o的距离是0.92d以上的范围内，该应变量之和(正值)的大小为基准值以上。在将基准值设定为正的应变量之和的最大值的95％的情况下，在距极点o的距离0.95d以上的范围内，第一应变量及第二应变量之和(正值)的大小为基准值以上。
70.在图16中示出了对应变体10的上表面101的整体作用有力的情况下的该应变体10的沿“非约束方位区域”的中心经线的应变特性的计算结果。计算条件与第一实施方式相同。
71.在将基准值设定为第一应变量及第二应变量之和(负值)的最大值的80％的情况下，以经线的长度d为基准，在距极点o的距离为0.23d以下的范围内，该应变量之和(负值)的大小为基准值以上。在将基准值设定为负的应变量之和的最大值的95％的情况下，在距极点o的距离为0.11d以下的范围内，第一应变量及第二应变量之和(负值)的大小为基准值以上。
72.在将基准值设定为第一应变量及第二应变量之和(正值)的最大值的80％的情况下，以经线的长度d为基准，在距极点o的距离是0.73d～0.86d的范围内，该应变量之和(正值)的大小为基准值以上。在将基准值设定为正的应变量之和的最大值的95％的情况下，在距极点o的距离是0.78d～0.82d的范围内，第一应变量及第二应变量之和(正值)的大小为基准值以上。
73.在图14中示出了反映有该计算结果的第一指定纬度范围r1以及第二指定纬度范围r2。导电性部件20延伸成在一处部位处断开的环状，导电性部件20与第二指定纬度范围r2的形状相适应地在约束方位区域中的经线方向的相对外侧(距极点o的距离约为0.92d以上的范围)向纬线方向扩展，而在非约束方位区域中的经线方向的相对内侧(距极点o的距离约为0.73d～0.86d的范围)向纬线方向扩展。
74.除了这些方面以外，作为本发明的第六实施方式的力传感器具有与作为本发明的第一实施方式的力传感器(参照图1及图2)大致相同的结构，因此对共同的结构要素使用相同的附图标记并省略说明。
75.(第七实施方式)
76.(结构)作为本发明的第七实施方式的力传感器在应变体10的以极点o为中心的基准区域(例如，圆形状的区域)内具备与应变体10的上表面101抵接的大致柱状的力传递部件30。在除此以外的方面，作为本发明的第七实施方式的力传感器具有与作为本发明的第六实施方式的力传感器(参照图14)大致相同的结构，因此对共同的结构要素使用相同的附图标记并省略说明。
77.在图17中示出了在对应变体1的上表面101局部性地对基准区域作用力的情况下的沿该应变体1的“约束方位区域”的中心经线的应变特性的计算结果。计算条件与第二实施方式相同。
78.在将基准值设定为第一应变量及第二应变量之和(负值)的最大值的80％的情况下，以经线的长度d为基准，在距极点o的距离是0.04d以下的范围内，该应变量之和(负值)的大小为基准值以上。在将基准值设定为负的应变量之和的最大值的95％的情况下，在距极点o的距离是0.01d以下的范围内，第一应变量及第二应变量之和(负值)的大小为基准值以上。但是，在第一应变量及第二应变量之和为负的情况下，与第一应变量及第二应变量之和是正的情况相比，该和显著变大。因此，例如关于正的应变量，也可以将其最大值的50％设定为该基准值。这一点在其他实施方式中也相同。
79.在将基准值设定为第一应变量及第二应变量之和(正值)的最大值的80％的情况下，以经线的长度d为基准，在距极点o的距离是0.91d以上的范围内，该应变量之和(正值)的大小为基准值以上。在将基准值设定为正的应变量之和的最大值的95％的情况下，在距极点o的距离是0.94d以上的范围内，第一应变量及第二应变量之和(正值)的大小为基准值以上。
80.在图18中示出了对应变体1的上表面101的以基准点o为中心的大致圆形的基准区域局部地作用了力的情况下的沿该应变体1的“非约束方位区域”的中心经线的应变特性的计算结果。
81.在将基准值设定为第一应变量和第二应变量之和(负值)的最大值的80％的情况下，以经线的长度d为基准，在距极点o的距离是0.02d以下的范围内，该应变量之和(负值)的大小为基准值以上。在将基准值设定为负的应变量之和的最大值的95％的情况下，在距极点o的距离是0.01d以下的范围内，第一应变量及第二应变量之和(负值)的大小为基准值以上。
82.在将基准值设定为第一应变量及第二应变量之和(正值)的最大值的80％的情况下，以经线的长度d为基准，在距极点o的距离是0.60d～0.77d的范围内，该应变量之和(正值)的大小为基准值以上。在将基准值设定为正的应变量之和的最大值的95％的情况下，在距极点o的距离是0.65d～0.72d的范围内，第一应变量及第二应变量之和(正值)的大小为基准值以上。
83.导电性部件20虽然延伸成在一处部位处断开的环状，但与第二指定纬度范围r2的形状相适应地在约束方位区域中在经线方向的相对外侧(在距极点o的距离约为0.91d以上的范围)向纬线方向内扩展，在非约束方位区域中，在经线方向的相对内侧(在距极点o的距离约为0.60d～0.77d的范围)向纬线方向扩展。
84.除了这些方面以外，作为本发明的第七实施方式的力传感器具有与作为本发明的第六实施方式的力传感器(参照图1及图2)大致相同的结构，因此对共同的结构要素使用相同的附图标记并省略说明。
85.(本发明的其他实施方式)在上述实施方式中，所有导电性部件都形成于应变体10的上表面101。作为其他实施方式，也可以在上表面101上形成一部分导电性部件，同时在下表面102上形成剩余部分的导电性部件。在这种情况下，根据导电性部件的位置以及负载的形态不同，有时会因上表
面101以及下表面102的不同而导致正负符号不同，因此需要注意。为了配置用于构成应变检测用电路的导线部件，可以在应变体10上设置贯通孔，也可以在应变体10中埋设具有通路结构的导线部件。
86.在上述实施方式中，应变体10为大致圆形板状，但作为其他实施方式，应变体10也可以是大致椭圆形板状、大致三角形状、大致矩形板状、大致平行四边形板状、大致梯形板状或大致正多边形板状(正方形、正十二边形板状、正二十边形板状等)、各种形状。应变体10除了采用围绕极点o且具有绕与上表面101垂直的轴线(例如z轴)的旋转对称性的形状以外，也可以是不具有旋转对称性的形状。应变体10中的极点o也可以是相对于应变体10的中心点偏位的点。
87.在第六实施方式及第七实施方式中，应变体10在离散性地突出的多个伸出部11处受支承部12支承，但是作为其他实施方式，也可以省略伸出部11，而通过应变体10的周缘部直接受支承部12支承。
88.在第六实施方式以及第七实施方式中，应变体10的周缘受支承部12各向同性地(在纬线方向上有规律地)支承(约束方位区域被定义为具有绕z轴的旋转对称性)。作为其他实施方式，应变体10的周缘也可以受固定部件12不规律地支承。例如，也可以在方位角范围340
°
～20
°
、40
°
～80
°
、120
°
～180
°
以及220
°
～260
°
内对各个约束方位区域进行定义，并利用支承部12支承应变体10的周缘。在第六实施方式以及第七实施方式中，支承部12对应变体10的周缘的支承部位为四处，但作为其他实施方式，支承部位也可以设置成两处、三处或五处以上。
89.在第六实施方式以及第七实施方式中，也可以设置成以下方式：在应变体10中，多个约束方位区域被定义为具有以通过极点o且与上表面101垂直的平面为基准的镜像对称性，多个导电性部件在应变体10的上表面101上分别配置在该多个约束方位区域中。例如，在应变体10中，也可以定义六个方位角范围345
°
～15
°
、45
°
～75
°
、105
°
～135
°
、165
°
～195
°
、225
°
～255
°
和285
°
～315
°
的各个范围中所包含的六个约束方位区域，6n个(n＝1，2，
…
)的导电性部件中的n个导电性部件分别在应变体10的上表面101上各自被配置在该六个约束方位区域中。在这种情况下，六个约束方位区域被配置成具有以y
‑
z平面为基准的镜像对称性。
90.在第六实施方式以及第七实施方式中，也可以设置成以下方式：在应变体10中，多个非约束方位区域被定义为具有以该平面为基准的镜像对称性，多个导电性部件在应变体10的上表面101上分别被配置在多个非约束方位区域的各个区域中。例如，在应变体10中，也可以定义分别包含于六个方位角范围15
°
～45
°
、75
°
～105
°
、135
°
～165
°
、195
°
～225
°
、255
°
～285
°
和315
°
～345
°
的六个非约束方位区域，6n个(n＝1，2，
…
)的导电性部件中的n个导电性部件在应变体10的上表面101上分别配置在该六个非约束方位区域的每一个区域中。在这种情况下，六个非约束方位区域被配置成具有以y
‑
z平面为基准的镜像对称性。
91.在约束方位区域和/或非约束方位区域以具有以上述平面为基准的镜像对称性的方式配置在应变体10的上表面101上的情况下，多个导电性部件也可以以具有以该平面为基准的镜像对称性的方式分别配置在应变体10的上表面101上。符号说明
92.10
…
应变体；20，21，22，23，24
…
导电性部件；30
…
力传递部件；41，42，43，44
…
导
线部件；101
…
应变体的上表面(主面)；102
…
应变体的下表面(主面)；o
…
极点；r1
…
第一指定纬度范围；r2
…
第二指定纬度范围。