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2013年4月24日

業界最小クラス小型高感度高信頼
薄膜ストレインゲージ式
アンプ内蔵型3軸力覚センサの量産開始


ニチコン株式会社
京都市中京区烏丸通御池上る
技術本部長 大久保 公三郎
TEL.075-231-8461 FAX.075-256-4158
問合せ先:日本リニアックス株式会社
代表取締役 沢村 幹雄
TEL.06-6362-6470 FAX.06-6362-6473

 ニチコン株式会社の主要関連会社で、ストレインゲージ式(※1)圧力センサ・変換器を中心に様々な分野での計測システムを開発・製造・販売している日本リニアックス株式会社は、薄膜ストレインゲージ式で業界最小クラスの小型高感度高信頼アンプ内蔵型3軸力覚センサの製品化に成功した。本製品は、当社独自の薄膜加工技術により、金属起歪体ボデイの上に直接スパッタリング(※2)にて高感度特殊金属酸化ひずみ抵抗体を製膜し、ブリッジ回路を構成させたもので、金属起歪体のひずみをダイレクトに検知し、力の変化に比例した信号を出力する方式を採用している。

開発背景

 近年無人化工場等の増加に合わせ、組立機械がますます多機能化し、複雑な組立作業が人から機械(産業用ロボット)に置き換えられつつあります。これらの機械は微細な力制御が必要となり、力覚センサが用いられています。当社は早くより異分野連携事業に参画し、これらのニーズに応えるべく、ニッタ株式会社様と連携し世界で初めて(2007年4月当時。当社調べ)超小型薄膜ストレインゲージ式6軸力覚センサを製品化しております。今般当社は、お客様のご要望に応え、使い勝手が良く、低コストの力覚センサとして、業界最小クラスの小型高感度高信頼アンプ内蔵型3軸力覚センサの開発に成功しました。本製品は当社が生産する金属ダイアフラム一体型圧力センサの基本技術を駆使し、スパッタリングによる高感度ひずみ薄膜を起歪体に絶縁薄膜を介して一体形成したもので、極めて高感度で信頼性の高い性能を有しています。精密加工用ロボットハンド、微小テンションコントローラ、小型精密医療機器等の力制御などへの応用が期待されます。
 今回、2種類の定格をラインアップしましたが、これらの製品を通じて市場を開拓し、より操作性に優れた製品を今後ともご提案して参ります。

主な特長

  • ・小型の高性能3軸力覚センサでありながらアンプを内蔵しているため、アンプ基板の取付スペースが不要であり、アンプ内蔵型3軸力覚センサでは業界最小クラス(2013年3月当社調べ)を実現しています。また、アンプを内蔵しているため、センサ出力を直接A/D変換器に接続することが可能です。
  • ・実装によって生じる3軸の基準信号のズレをリセットする機能を内蔵しています。
  • ・金属ダイアフラム(※3)の上に、温度係数が限りなく0に近い特殊ひずみ抵抗膜をパターン形成しているため、温度変化に強く、純粋に力変化だけを測定することができます。さらに起歪体と一体化した絶縁物を介在してダイレクトに力変化を測定するため、極めて高感度、低ノイズで精度の高い計測が可能です。
  • ・独自の薄膜技術により広範囲の温度に適用可能です。
  • ・小型、軽量、低コストなので、多彩な用途に利用可能です。
    用途例: 産業用ロボットの力制御、触覚測定、ジョイスティック、テンション測定、
    小型精密医療機器等。
検出素子ゲージの比較 (当社調べ)
  薄膜ストレインゲージ式 汎用ストレインゲージ式 静電容量式
感度(ゲージ率)
ノイズ
外来ノイズ耐性
応答性


仕 様

・力検出方式
:金属起歪体薄膜ストレインゲージ式力覚センサ(ダイレクト計測方式)
・定格
:MFS20-010:X,Y軸=10N・cm、Z軸=20N
MFS20-025:X,Y軸=25N・cm、Z軸=50N
・外形
:W20×D20×H18mm(取付アダプタなし)
W20×D20×H23mm(取付アダプタ付き)
・本体重量
:約26g/約30g(アダプタ/ケーブルを含む)
・静的耐荷重
:定格の200%
・使用温度範囲
:0〜50℃
・他軸干渉
:10%FS以下(干渉除去なし)
・直線性誤差
:定格の0.5%以下
・ヒステリシス
:定格の0.5%以下
・応答周波数
:5kHz
・温度特性
:定格の0.5%/℃以下
・サンプル
:対応中
・量産
:2013年5月
・販売計画
:年内 200台/年。来年 500台/年。
・生産販売会社
:日本リニアックス株式会社(ISO9001認証取得)
大阪市北区菅原町3番2号
応用製品部 FSグループ
Tel 06-6362-6470
E-mail:fs-info@liniax.co.jp

※語句説明
※1 ストレインゲージ(Strain-Gauge)式:ひずみ計式
※2 スパッタリング(Sputtering):グロー放電により、陽イオンが陰極金属に衝突し、その衝撃により陰極金属が飛散して、陰極の近傍にある物体の表面に付着する現象を利用して、各種物体の表面に金属やセラミック薄膜等を成膜すること。
※3 金属ダイアフラム(Metal Diaphragm):金属隔膜(受圧部の境界となる薄い金属隔膜)


<外 観>

業界最小クラス小型高感度高信頼薄膜ストレインゲージ式アンプ内蔵型3軸力覚センサ

業界最小クラス小型高感度高信頼
薄膜ストレインゲージ式アンプ内蔵型3軸力覚センサ

 
以 上

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