要旨

ロボットの把持機能を向上させるために，指先に搭載できる小型の６軸力センサを提案する．具体的には，半導体ピエゾ抵抗効果を利用して，シリコンチップ（以下，チップ）で６軸力を検知する方式にした．さらに温度補償用の抵抗素子をチップに形成して温度特性を安定させた．チップと金属製の応力減衰機構を組み合わせる構造にして，センサに加わる荷重でチップが破壊するのを防止できるようにした．陽極接合と精密勘合で構成部材を一体化することで，高精度なセンサ特性を得られるようにした．上記構想に基づいて試作したセンサは，指先サイズで定格荷重30 N（モーメントは30 Ncm）を実現し，定格荷重印加における出力精度は2.4 %FS（FS=定格相当の出力），荷重ゼロの状態での温度特性精度は，0.19 %FS/℃(0－60 ℃)を確認した．

参考文献

1. （１） Kanda.Y: A Graphical Representation of the Piezo-resistance Coefficients in Silicon, IEEE Transactions on Electron Devices, VOL. ED-29, NO. 1 p.64-70(1982)
2. （２） G.Wallis, D.I.Pomerantz: Field assisted Glass-Metal Sealing, Journal of Applied Physics,49, p.3946-3949(1969)
3. （３） A.M.Hynes, H.Ashraf, J.K.Bhardwaj, J.Hopkins, I.Johnston, J.N.Shepherd: Recent advances in silicon etching for MEMS using the ASE™ process, Sensors and Actuators A: Physical Volume: 74, p.13-17(1999)
4. （４） F.Laermer, A.Urban: Milestones in Deep Reactive Ion Etching, Digests of Technical Papers, Transducers’05, p.1118-1121(2005)

著者(所属)

• 大里 毅（基礎技術研究センター）
• 櫻井 伸弘（基礎技術研究センター）
• 神部 靖彦（基礎技術研究センター）
• 保家 茂則（基礎技術研究センター）
• 平林 祐輔（基礎技術研究センター）
• 横林 寛（基礎技術研究センター）

掲載情報

Honda R&D Technical Review　Vol.24 No.1 収録 (42 - 45)

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