1、133、141、143的χ軸方向的熱膨脹系數(shù)為13.4X 10_6 (1/K)，y軸方向的熱膨脹系數(shù)為13.4X 10_6(1/Κ)，ζ軸方向的熱膨脹系數(shù)為7.8Χ 10_6(1/Κ)。另外，如圖5、圖6所示，在第I壓電體層121中，χ軸方向與A軸方向一致，ζ軸方向與B軸方向一致，y軸方向與C軸方向一致。
[0121]與第I壓電體層121同樣，第2壓電體層123由X型切割結(jié)晶板構(gòu)成，以使第I壓電體層121繞B軸旋轉(zhuǎn)180°的狀態(tài)進(jìn)行配置。
[0122]第I輸出電極層124x具有將在第I壓電體層121內(nèi)產(chǎn)生的正電荷或者負(fù)電荷作為電荷Qax輸出的功能。另外，第2輸出電極層124y具有將在第2壓電體層123內(nèi)產(chǎn)生的正電荷或者負(fù)電荷作為電荷Qay輸出的功能。
[0123]另外，作為構(gòu)成第I輸出電極層124x以及第2輸出電極層124y的材料，沒有特別限定，但優(yōu)選第I輸出電極層124x以及第2輸出電極層124y的熱膨脹系數(shù)與第I壓電體層121的結(jié)晶軸y方向(C軸方向)以及第2壓電體層123的結(jié)晶軸y方向(C軸方向)的熱膨脹系數(shù)盡可能接近。由此，即便例如由于力檢測(cè)裝置I在溫度環(huán)境下發(fā)生變化而使電荷輸出元件10發(fā)生了熱變形的情況下，也使第I輸出電極層124x以及第2輸出電極層124y、與第I壓電體層121以及第2壓電體層123以近似的收縮率或者伸長(zhǎng)率進(jìn)行變形。由此，能夠更有效地抑制或者防止第I輸出電極層124x以及第2輸出電極層124y輸出由于力檢測(cè)裝置I的溫度變化而產(chǎn)生的不必要的信號(hào)(誤差分量)的情況。
[0124]另外，第I輸出電極層124x以及第2輸出電極層124y的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選為第I壓電體層121以及第2壓電體層123的沿y軸方向的熱膨脹系數(shù)的10%以下，更優(yōu)選為8%以下，進(jìn)一步優(yōu)選為5%以下。由此，能夠更有效地抑制或者防止輸出不必要的信號(hào)的情況。
[0125]作為能夠滿足上述條件的第I輸出電極層124x以及第2輸出電極層124y的構(gòu)成材料，可舉出鎳、金、鈦、鋁、銅、鐵等，并能夠組合使用上述元素中的I種或者兩種以上。其中特別優(yōu)選，第I輸出電極層124X以及第2輸出電極層124y由包含鎳(Ni)的材料構(gòu)成。鎳具有與如前所述的壓電體層121、123的熱膨脹系數(shù)接近的熱膨脹系數(shù)，因而優(yōu)選。
[0126]另外，粘合層125具有對(duì)第I輸出電極層124x與第2輸出電極層124y的導(dǎo)通進(jìn)行切斷的功能。作為構(gòu)成粘合層125的材料，沒有特別限定，例如能夠優(yōu)選使用橡膠系、環(huán)氧系、丙烯酸系、氰基丙烯酸系、聚氨基甲酸乙酯系等粘合劑等。
[0127]以下，參照?qǐng)D7對(duì)這種結(jié)構(gòu)的第I傳感器12與沿A軸施加的外力對(duì)應(yīng)地輸出電荷Qa的情況進(jìn)行說明。
[0128]第I壓電體層121如前所述地由X型切割結(jié)晶板構(gòu)成，在從B軸的正方向觀察時(shí)，具有Si原子與O原子交替配置于6個(gè)頂點(diǎn)的六邊形的單位構(gòu)造(參照?qǐng)D7的(a))。該單位構(gòu)造形成為將Si原子與O原子連結(jié)起來(lái)的3個(gè)對(duì)角線中的一個(gè)對(duì)角線與第I壓電體層121的厚度方向大致平行的狀態(tài)。
[0129]在對(duì)第I壓電體層121的表面施加了與A軸平行的壓縮力的情況下，單位構(gòu)造如圖7的(b)所示地以沿A軸方向壓扁的方式變形。因此，與接近第I輸出電極層124x的O原子相鄰的兩個(gè)Si原子形成為相比圖7的(a)更接近第I輸出電極層124x的狀態(tài)，并且，與接近接地電極層151的Si原子相鄰的兩個(gè)O原子形成為相比圖7的(a)更接近接地電極層151的狀態(tài)。其結(jié)果是，形成為正電荷偏向第I壓電體層121的靠第I輸出電極層124x側(cè)表面附近，負(fù)電荷偏向第I壓電體層121的靠接地電極層151側(cè)表面附近的狀態(tài)。因此，從第I輸出電極層124x輸出正的電荷Qax。
[0130]與之相反，在對(duì)第I壓電體層121的表面施加了與A軸平行的拉伸力的情況下，單位構(gòu)造如圖7的(c)所示地以沿A軸方向被拉伸的方式變形。因此，與接近第I輸出電極層124x的O原子相鄰的兩個(gè)Si原子形成為相比圖7的(a)更遠(yuǎn)離第I輸出電極層124x的狀態(tài)，并且與接近接地電極層151的Si原子相鄰的兩個(gè)O原子形成為相比圖5的(a)更遠(yuǎn)離接地電極層151的狀態(tài)。其結(jié)果是，形成為負(fù)電荷偏向第I壓電體層121的第I輸出電極層124x側(cè)表面附近，正電荷偏向第I壓電體層121的接地電極層151側(cè)表面附近的狀態(tài)。因此，從第I輸出電極層124x輸出負(fù)的電荷Qax。
[0131]另外，第2壓電體層123具有與第I壓電體層121相同的結(jié)晶軸，以使第I壓電體層121繞B軸旋轉(zhuǎn)180°的狀態(tài)進(jìn)行配置。即，在第2壓電體層123，在從B軸的正方向觀察時(shí)，單位構(gòu)造形成為相對(duì)于第I壓電體層121上下翻轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
[0132]因此，在對(duì)第2壓電體層123的表面施加了與A軸平行的壓縮力的情況下，形成為正電荷偏向第2壓電體層123的第2輸出電極層124y側(cè)表面附近，負(fù)電荷偏向第2壓電體層123的接地電極層152側(cè)表面附近的狀態(tài)。因此，從第2輸出電極層124y輸出正的電荷Qay0
[0133]與之相反，在對(duì)第2壓電體層123的表面施加了與A軸平行的拉伸力的情況下，形成為負(fù)電荷偏向第2壓電體層123的第2輸出電極層124y側(cè)表面附近，正電荷偏向第2壓電體層123的接地電極層152側(cè)表面附近的狀態(tài)。因此，從第2輸出電極層124y輸出負(fù)的電荷Qay。
[0134]而且，如圖5所示，從第I輸出電極層124x輸出的電荷Qax、與從第2輸出電極層124y輸出的電荷Qay通過加法電路94進(jìn)行加法運(yùn)算而成為Qa。
[0135]如以上那樣，若對(duì)力檢測(cè)裝置I沿A軸施加了外力，則從第I傳感器12輸出電荷
Qa0
[0136](第2傳感器)
[0137]第2傳感器13具有與沿C軸施加的(承受的)外力(剪切力)對(duì)應(yīng)地輸出電荷Qc的功能。第2傳感器13構(gòu)成為與沿C軸的負(fù)方向施加的外力對(duì)應(yīng)地輸出正電荷，與沿C軸的正方向施加的外力對(duì)應(yīng)地輸出負(fù)電荷。
[0138]如圖5所示，第2傳感器13具有:第3壓電體層(第2基部)131 ;與第3壓電體層131對(duì)置設(shè)置的第4壓電體層(第2基部)133 ;設(shè)置于第3壓電體層131的下表面的第3輸出電極層(電極)134x ;以及設(shè)置于第4壓電體層133的上表面的第4輸出電極層(電極)134y。另外，第3輸出電極層134x與第4輸出電極層134y被粘合層135接合。
[0139]第3壓電體層131由Y型切割結(jié)晶板構(gòu)成，具有相互正交的3個(gè)結(jié)晶軸，即χ軸(結(jié)晶軸X)、y軸(結(jié)晶軸y)以及Z軸(結(jié)晶軸Z)。在第3壓電體層131中，y軸方向與A軸方向一致，ζ軸方向與B軸方向一致，χ軸方向與C軸方向一致。
[0140]與第3壓電體層131同樣，第4壓電體層133由Y型切割結(jié)晶板構(gòu)成，并以使第3壓電體層131繞B軸旋轉(zhuǎn)180°的狀態(tài)進(jìn)行配置。
[0141]第3輸出電極層134x具有將在第3壓電體層131內(nèi)產(chǎn)生的正電荷或者負(fù)電荷作為電荷Qcx輸出的功能。另外，第4輸出電極層134y具有將在第4壓電體層133內(nèi)產(chǎn)生的正電荷或者負(fù)電荷作為電荷Qcy輸出的功能。
[0142]作為構(gòu)成第3輸出電極層134x以及第4輸出電極層134y的材料，沒有特別限定，能夠使用在前述的第I輸出電極層124x以及第2輸出電極層124y處所述的材料。另外，第3輸出電極層134x以及第4輸出電極層134y使用在第I輸出電極層124x以及第2輸出電極層124y處所述的材料，從而能夠得到與前述的效果相同的效果。
[0143]粘合層135具有對(duì)第3輸出電極層134x與第4輸出電極層134y的導(dǎo)通進(jìn)行切斷的功能。作為構(gòu)成粘合層135的材料，沒有特別限定，能夠使用在前述的粘合層125處所述的材料。
[0144]以下，參照?qǐng)D8對(duì)這種結(jié)構(gòu)的第2傳感器13與沿C軸施加的外力對(duì)應(yīng)地輸出電荷Qc的情況進(jìn)行說明。
[0145]第3壓電體層131在從B軸的正方向觀察時(shí)，具有Si原子與O原子交替配置于6個(gè)頂點(diǎn)的六邊形的單位構(gòu)造(參照?qǐng)D8的(a))。該單位構(gòu)造形成為將Si原子與O原子連結(jié)起來(lái)的3個(gè)對(duì)角線中的一個(gè)對(duì)角線與第3壓電體層131的厚度方向大致垂直的狀態(tài)。
[0146]在對(duì)第3壓電體層131的表面施加了沿C軸的負(fù)方向的外力的情況下，單位構(gòu)造如圖8的(b)所示地以向C軸的負(fù)方向傾斜(應(yīng)變)的方式變形。因此，在第3輸出電極層134x側(cè)沿與第3壓電體層131的厚度方向幾乎垂直的方向(面方向)排列的O原子與Si原子中的O原子形成為相比圖8的(a)更遠(yuǎn)離第3輸出電極層134x的狀態(tài)，并且在接地電極層153側(cè)沿第3壓電體層131的面方向排列的O原子與Si原子中的Si原子形成為相比圖8的(a)更遠(yuǎn)離接地電極層153的狀態(tài)。其結(jié)果是，形成為負(fù)電荷偏向第3壓電體層131的接地電極層153側(cè)表面附近，正電荷偏向第3壓電體層131的第3輸出電極層134x側(cè)表面附近的狀態(tài)。因此，從第3輸出電極層134x輸出正的電荷Qcx。
[0147]與之相反，在對(duì)第3壓電體層131的表面施加了沿C軸的正方向的外力的情況下，單位構(gòu)造如圖8的(C)所示地以向C軸的正方向傾斜(應(yīng)變)的方式變形。因此，在第3輸出電極層134x側(cè)沿第3壓電體層131的面方向排列的O原子與Si原子中的Si原子形成為相比圖8的(a)更遠(yuǎn)離第3輸出電極層134x的狀態(tài)，并且在接地電極層153側(cè)沿第3壓電體層131的面方向排列的O原子與Si原子中的O原子形成為相比圖8的(a)更遠(yuǎn)離接地電極層153的狀態(tài)。其結(jié)果是，形成為正電荷偏向第3壓電體層131的接地電極層153側(cè)表面附近，負(fù)電荷偏向第3壓電體層131的第3輸出電極層134x側(cè)表面附近的狀態(tài)。因此，從第3輸出電極層134x輸出負(fù)的電荷Qcx。
[0148]另外，第4壓電體層133具有與第3壓電體層131相同的結(jié)晶軸，以使第3壓電體層131繞B軸旋轉(zhuǎn)180°的狀態(tài)進(jìn)行配置。即，在第4壓電體層133中，在從B軸的正方向觀察時(shí)，單位構(gòu)造形成為與第3壓電體層131上下翻轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
[0149]因此，在對(duì)第4壓電體層133的表面施加力沿C軸的負(fù)方向的外力的情況下，形成為正電荷偏向第4壓電體層133的第4輸出電極層134y側(cè)表面附近，負(fù)電荷偏向第4壓電體層133的接地電極層154側(cè)表面附近的狀態(tài)。因此，從第4輸出電極層134y輸出正的電荷 Qcy0
[0150]與之相反，在對(duì)第4壓電體層133的表面施加了沿C軸的正方向的外力的情況下，形成為負(fù)電荷偏向第4壓電體層133的第4輸出電極層134y側(cè)表面附近，正電荷偏向第4壓電體層133的接地電極層154側(cè)表面附近的狀態(tài)。因此，從第4輸出電極層134y輸出負(fù)的電荷Qcy。
[0151]而且，如圖5所不，從第3輸出電極層134x輸出的電荷Qcx、與從第4輸出電極層134y輸出的電荷Qcy通過加法電路95進(jìn)行加法運(yùn)算而成為Qc。
[0152]如以上那樣，若對(duì)力檢測(cè)裝置I沿C軸施加了外力，則從第2傳感器13輸出電荷Qc0
[0153](第3傳感器)
[0154]第3傳感器14具有與沿B軸施加的(承受的)外力(剪切力)對(duì)應(yīng)地輸出電荷Qb的功能。第3傳感器14以與沿B軸的正方向施加的外力對(duì)應(yīng)地輸出負(fù)電荷，與沿B軸的負(fù)方向施加的外力對(duì)應(yīng)地輸出正電荷的方式構(gòu)成。
[0155]如圖5所示，第3傳感器14具有:第5壓電體層(第3基板)141 ;與第5壓電體層141對(duì)置設(shè)置的第6壓電體層(第3基板)143 ;設(shè)置于第5壓電體層141的下表面的第5輸出電極層(電極)144x ;以及設(shè)置于第6壓電體層143的上表面的第6輸出電極層(電極)144y。另外，第5輸出電極層144x與第6輸出電極層144y被粘合層145接合。
[0156]第5壓電體層141由Y型切割結(jié)晶板構(gòu)成，具有相互正交的3個(gè)結(jié)晶軸，即χ軸(結(jié)晶軸X)、y軸(結(jié)晶軸y)以及Z軸(結(jié)晶軸Z)。在第5壓電體層141中，y軸方向與A軸方向一致，χ軸方向與B軸方向一致，ζ軸方向與C軸方向一致。
[0157]與第5壓電體層141同樣，第6壓電體層143由Y型切割結(jié)晶板構(gòu)成，以使第5壓電體層141繞C軸旋轉(zhuǎn)180°的狀態(tài)進(jìn)行配置。
[0158]第5輸出電極層144x具有將在第5壓電體層141內(nèi)產(chǎn)生的正電荷或者負(fù)電荷作為電荷Qbx輸出的功能。另外，第6輸出電極層144y具有將在第6壓電體層143內(nèi)產(chǎn)生的正電荷或者負(fù)電荷作為電荷Qby輸出的功能。
[0159]作為構(gòu)成第5輸出電極層144x以及第6輸出電極層144y的材料，沒有特別限定，能夠使用在前述的第I輸出電極層124x以及第2輸出電極層124y處所述的材料。另外，第5輸出電極層144x以及第6輸出電極層144y使用在第I輸出電極層124x以及第2輸出電極層124y處所述的材料，從而能夠得到與前述的效果相同的效果。
[0160]粘合層145具有對(duì)第5輸出電極層144x與第6輸出電極層144y的導(dǎo)通進(jìn)行切斷的功能。作為構(gòu)成粘合層145的材料，沒有特別限定，能夠使用在前述的粘合層125處所述的材料。
[0161]以下對(duì)于這種結(jié)構(gòu)的第3傳感器14與沿B軸施加的(承受的)外力(剪切力)對(duì)應(yīng)地輸出電荷Qb的情況進(jìn)行說明。
[0162]第5壓電體層141在從C軸的正方向觀察時(shí)，具有與第3壓電體層131所說明的情況相同狀態(tài)的單位構(gòu)造。
[0163]在對(duì)第5壓電體層141的表面施加了沿B軸的負(fù)方向的外力的情況下，與第3壓電體層131同樣，形成為正電荷偏向第5壓電體層141的第5輸出電極層144x側(cè)表面附近，負(fù)電荷偏向第5壓電體層141的接地電極層155側(cè)表面附近的狀態(tài)。因此，從第5輸出電極層144x輸出正的電荷Qbx。
[0164]與之相反，在對(duì)第5壓電體層141的表面施加了沿B軸的正方向的外力的情況下，形成為負(fù)電荷偏向第5壓電體層141的第5輸出電極層144x側(cè)表面附近，正電荷偏向第5壓電體層141的接地電極層155側(cè)表面附近的狀態(tài)。因此，從第5輸出電極層144x輸出負(fù)的電荷Qbx。
[0165]另外，第6壓電體層143具有與第5壓電體層141相同的結(jié)晶軸，以使第5壓電體層141繞C軸旋轉(zhuǎn)180°的狀態(tài)進(jìn)行配置。即，在第6壓電體層143，在從C軸的正方向觀察時(shí)，單位構(gòu)造形成為與第5壓電體層141上下翻轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
[0166]在對(duì)第6壓電體層143的表面施加了沿C軸的正方向的外力的情況下，與第4壓電體層133同樣，形成為正電荷偏向第6壓電體層143的第6輸出電極層144y側(cè)表面附近，負(fù)電荷偏向第6壓電體層143的接地電極層156側(cè)表面附近的狀態(tài)。因此，從第6輸出電極層144y輸出正的電荷Qcy。
[0167]與之相反，在對(duì)第6壓電體層143的表面施加了沿C軸的負(fù)方向的外力的情況下，形成為負(fù)電荷偏向第6壓電體層143的第6輸出電極層144y側(cè)表面附近，正電荷偏向第6壓電體層143的接地電極層156側(cè)表面附近的狀態(tài)。因此，從第6輸出電極層144y輸出負(fù)的電荷Qcy。
[0168]而且，如圖5所不，從第5輸出電極層144x輸出的電荷Qbx、與從第6輸出電極層144y輸出的電荷Qby通過加法電路96進(jìn)行加法運(yùn)算而成為Qb。
[0169]如以上那樣，若對(duì)力檢測(cè)裝置I沿B軸施加了外力，則從第3傳感器14輸出電荷Qb0
[0170]如以上說明那樣，第I傳感器12、第2傳感器13以及第3傳感器14以各傳感器的力檢測(cè)方向相互正交的方式層疊。由此，各傳感器分別能夠與相互正交的力分量對(duì)應(yīng)地感應(yīng)電荷。因此，電荷輸出元件10能夠與沿3軸(A軸、C軸、B軸)的外力(變形)分別對(duì)應(yīng)地輸出3個(gè)電荷Qa、Qc、Qb。
[0171]另外，如前所述，在各傳感器12、13、14中，各以相互繞B軸或者C軸旋轉(zhuǎn)