JP2002107245A - Force detector - Google Patents
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- H01H25/04—Operating part movable angularly in more than one plane, e.g. joystick
- H01H25/041—Operating part movable angularly in more than one plane, e.g. joystick having a generally flat operating member depressible at different locations to operate different controls
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、力検出装置に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a force detecting device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】力検出装置としては、例えば、特開平１
１−３５２６４５号公報に開示されたものがある。2. Description of the Related Art For example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
There is one disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 1-352645.
【０００３】この力検出装置は、中央部にスイッチ機構
を設けると共に前記スイッチ機構の周辺にカーソルを動
かすためのジョイスティックを設けてあり、情報機器と
して使用する場合には、ジョイスティックでカーソルを
所望の位置に移動させ、その位置で処理の開始を指示す
るスイッチ機構を押すのが一般的である。In this force detecting device, a switch mechanism is provided at the center and a joystick for moving a cursor is provided around the switch mechanism. When used as information equipment, the joystick is used to move the cursor to a desired position. , And a switch mechanism for instructing the start of processing is pressed at that position.
【０００４】そのため、スイッチ機構をＯＮにする際に
は、カーソルの位置が変動しないことが望まれるが、こ
の力検出装置では、スイッチ機構の操作とジョイスティ
ックの操作との切り離しが難しい。Therefore, when the switch mechanism is turned on, it is desired that the position of the cursor does not fluctuate. However, in this force detection device, it is difficult to separate the operation of the switch mechanism from the operation of the joystick.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明で
は、スイッチ機構をＯＮさせるときはジョイスティック
の出力は変化せず、ジョイスティックを操作するときは
スイッチ機構がＯＮとならない力検出装置を提供するこ
とを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a force detecting device in which the output of the joystick does not change when the switch mechanism is turned on and the switch mechanism does not turn on when the joystick is operated. Make it an issue.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】（請求項１記載の発明）
この発明の力検出装置は、基板に対して操作ボタンを押
し込み可能に設け、２個のスイッチ用導電部及びこれを
囲む態様で等角度間隔で配置された偶数個の電極を基板
上に設け、前記操作ボタンにおける２個のスイッチ用導
電部と対向する面に平坦な導電部を形成し、操作ボタン
と基板との間に電極と対向する押し込み可能な弾性変位
板を設け、操作ボタンを基板に対して垂直に押し込む
と、２個のスイッチ用導電部相互が導電部を介して電気
的接続状態になってスイッチＯＮとなり、操作ボタンを
基板に対して傾斜させて押し込むと、操作ボタン構成下
壁に押されて弾性変位板が電極側に接近して前記傾斜の
方向の静電容量が変化し、操作ボタンに作用した力の大
きさと方向を検出できる。 （請求項２記載の発明）この発明の力検出装置は、上記
請求項１記載の発明に関し、操作ボタンを押し込まない
状態では、（弾性変位板とこれに対向する操作ボタン構
成下壁との間の距離）≧（２個のスイッチ用導電部と導
電部との間の距離）に設定されている。 （請求項３記載の発明）この発明の力検出装置は、上記
請求項１又は２記載の発明に関し、弾性変位板は環状に
形成されており、その外周端が基板に固定されていると
共に内周端を自由端としてある。 （請求項４記載の発明）この発明の力検出装置は、上記
請求項１又は２記載の発明に関し、弾性変位板は環状に
形成されていると共にその内・外周端は基板に固定され
ており、前記弾性変位板の内・外周端相互間部分と電極
とは僅かな距離だけ離してある。 （請求項５記載の発明）この発明の力検出装置は、上記
請求項１乃至４のいずれかに記載の発明に関し、弾性変
位板は、導電性金属により構成されている。 （請求項６記載の発明）この発明の力検出装置は、上記
請求項１乃至４のいずれかに記載の発明に関し、弾性変
位板を、電極との対向面に導電性塗料を塗布した樹脂フ
ィルム、電極との対向面を金属コーティングした樹脂フ
ィルムにより構成させてある。 （請求項７記載の発明）この発明の力検出装置は、上記
請求項１乃至６のいずれかに記載の発明に関し、操作部
を構成する薄肉部や操作ボタンの少なくとも下部を、硬
質の弾性材で構成してある。Means for Solving the Problems (Invention of Claim 1)
The force detection device of the present invention is provided such that an operation button can be pressed into the substrate, and two switch conductive portions and an even number of electrodes arranged at equal angular intervals in a manner surrounding the switch conductive portion are provided on the substrate, A flat conductive portion is formed on a surface of the operation button facing the two switch conductive portions, and a pushable elastic displacement plate facing an electrode is provided between the operation button and the substrate, and the operation button is mounted on the substrate. When the switch is pressed vertically, the two conductive portions for the switch are electrically connected to each other via the conductive portion and the switch is turned on. , The elastic displacement plate approaches the electrode side, the capacitance in the direction of the inclination changes, and the magnitude and direction of the force applied to the operation button can be detected. (Invention according to claim 2) The force detecting device according to the present invention relates to the invention according to the above-mentioned claim 1, in which, when the operation button is not depressed, the force detecting device is connected between the elastic displacement plate and the lower wall of the operation button structure opposed thereto. Distance) ≧ (distance between two switch conductive parts and conductive part). According to a third aspect of the present invention, there is provided the force detecting device according to the first or second aspect, wherein the elastic displacement plate is formed in an annular shape, and the outer peripheral end thereof is fixed to the substrate and the inner surface thereof is fixed. The peripheral end is a free end. (Invention of claim 4) The force detecting device according to the present invention relates to the invention of claim 1 or 2, wherein the elastic displacement plate is formed in an annular shape, and its inner and outer peripheral ends are fixed to the substrate. The portion between the inner and outer ends of the elastic displacement plate and the electrode are separated from each other by a small distance. (Invention of claim 5) The force detecting device of the present invention relates to the invention of any of the above-mentioned claims 1 to 4, wherein the elastic displacement plate is made of a conductive metal. According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a force detecting device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the elastic displacement plate is a resin film having a conductive paint applied to a surface facing the electrode. The surface facing the electrode is made of a resin film coated with metal. According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the force detecting device according to any one of the first to sixth aspects, wherein at least a lower portion of the thin portion or the operation button constituting the operation portion is formed of a hard elastic material. It consists of.
【０００７】なお、上記発明の力検出装置の機能につい
ては、以下の発明の実施の形態の欄で明らかにする。 （請求項８記載の発明）この発明の力検出装置は、上記
請求項１乃至７のいずれかに記載の発明に関し、電極は
１８０°間隔に、又は９０°間隔に、設けられている。The function of the force detecting device of the present invention will be clarified in the following embodiments of the present invention. (Invention of claim 8) The force detecting device of the present invention relates to the invention of any of the above-mentioned claims 1 to 7, wherein the electrodes are provided at 180 ° intervals or at 90 ° intervals.
【０００８】なお、上記発明の力検出装置の機能につい
ては、以下の発明の実施の形態の欄で明らかにする。The function of the force detecting device of the present invention will be clarified in the following embodiments of the present invention.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、この発明を実施例として示
した図面に従って説明する。 〔実施形態１〕図１はこの発明の実施形態の力検出装置
Ｓの断面図を示しており、図２は前記力検出装置Ｓを構
成する基板１上のスイッチ用導電部SD１，SD２、電極Ｄ
ｘ＋，Ｄｘ−，Ｄｙ＋，Ｄｙ−及び共通導電ランドＤＧ
を示している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings showing embodiments. [Embodiment 1] FIG. 1 is a sectional view of a force detecting device S according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of a switch conductive portions SD1 and SD2 on a substrate 1 constituting the force detecting device S. D
x +, Dx-, Dy +, Dy- and common conductive land DG
Is shown.
【００１０】この力センサＳは、図１に示すように、基
板１と、前記基板１に対向配置された操作部２と、前記
基板１上に配置される弾性変位板３と、前記弾性変位板
Ｄを基板１上に固定する固定フィルム４とから構成され
ている。As shown in FIG. 1, the force sensor S includes a substrate 1, an operation section 2 disposed opposite to the substrate 1, an elastic displacement plate 3 disposed on the substrate 1, A fixing film 4 for fixing the plate D on the substrate 1.
【００１１】基板１は、図１に示すように、薄いプリン
ト基板により構成されており、その上面には、図２に示
すように、Ｘ−Ｙ軸の原点Ｏを中心としてスイッチ用導
電部SD１，SD２が配置されていると共に、四分割された
円環状の電極Ｄｘ＋，Ｄｘ−，Ｄｙ＋，Ｄｙ−（これら
電極は絶縁膜でコーティングされている）が原点Ｏから
等距離で配設されており、更に、前記原点Ｏを中心とし
て電極Ｄｘ＋，Ｄｘ−，Ｄｙ＋，Ｄｙ−を囲む円環状の
共通導電ランドＤＧが配設されている。なお、スイッチ
用導電部SD１，SD２、電極Ｄｘ＋，Ｄｘ−，Ｄｙ＋，Ｄ
ｙ−及び共通導電ランドＤＧは、基板１上に形成された
銅層に半田層を着けたもの、金メッキや銀メッキをした
もの、カーボンを印刷して形成したもの、半田を溶着し
たもので形成してある。また、スイッチ用導電部SD１，
SD２，電極Ｄｘ＋，Ｄｘ−，Ｄｙ＋，Ｄｙ−及び共通導
電ランドＤＧは図１に示すように、それぞれ電気的に絶
縁されており、基板１の適当な位置に端子TS１，TS２，
Ｔｘ＋，Ｔｘ−，Ｔｙ＋，Ｔｙ−，ＴＧで引き出されて
いる。The substrate 1 is formed of a thin printed circuit board as shown in FIG. 1, and has a switch conductive portion SD1 centered on the origin O of the XY axis as shown in FIG. , SD2 are arranged, and four-part annular electrodes Dx +, Dx-, Dy +, Dy- (these electrodes are coated with an insulating film) are arranged at the same distance from the origin O. Further, an annular common conductive land DG surrounding the electrodes Dx +, Dx-, Dy +, Dy- around the origin O is provided. The switch conductive parts SD1, SD2, electrodes Dx +, Dx-, Dy +, D
The y- and common conductive lands DG are formed of a copper layer formed on the substrate 1 with a solder layer, a gold-plated or silver-plated one, a carbon-printed one, or a solder-welded one. I have. In addition, the conductive parts for switch SD1,
SD2, the electrodes Dx +, Dx-, Dy +, Dy- and the common conductive land DG are electrically insulated as shown in FIG.
Tx +, Tx-, Ty +, Ty-, and TG.
【００１２】操作部２は、図１に示すように、操作ボタ
ン２Ａと、固定部２Ｂと、薄肉部２Ｃとから構成されて
いる。なお、この実施形態の操作部２では、ポリカーボ
ネートで構成されたボタン上部20以外は全て比較的硬質
のゴム又はエラストマーで構成されている。As shown in FIG. 1, the operation section 2 includes an operation button 2A, a fixed section 2B, and a thin section 2C. In the operation unit 2 of this embodiment, all parts except the button upper part 20 made of polycarbonate are made of relatively hard rubber or elastomer.
【００１３】操作ボタン２Ａは、図１に示すように平面
視円形状のもので、ボタン上部20と、ボタン下部21と、
前記ボタン下部21の平坦な下面に設けられた導電部ＳＤ
とから構成されており、前記導電部ＳＤはスイッチ用導
電部SD１，SD２と対向する部分に配置されている。な
お、前記導電部ＳＤは、導電性インクにより形成されて
いる。The operation button 2A has a circular shape in a plan view as shown in FIG.
A conductive portion SD provided on a flat lower surface of the button lower portion 21
The conductive portion SD is disposed at a portion facing the switch conductive portions SD1 and SD2. Note that the conductive portion SD is formed of conductive ink.
【００１４】固定部２Ｂは、図１に示すように、操作ボ
タン２Ａの直径よりも大きな径の環状体により構成され
ている。なお、操作部２全体は、この固定部２Ｂを基板
１とケースＣとにより挟み込むようにして固定されてい
る。As shown in FIG. 1, the fixing portion 2B is formed of an annular body having a diameter larger than the diameter of the operation button 2A. The entire operation unit 2 is fixed such that the fixing unit 2B is sandwiched between the substrate 1 and the case C.
【００１５】薄肉部２Ｃは、図１に示すように、操作ボ
タン２Ａの外周面と固定部２Ｂの内周面上端とを繋ぐコ
ーン形状のもので、これにより押し込み時のクリック
感、防塵性、防水性等を確保している。As shown in FIG. 1, the thin portion 2C has a cone shape connecting the outer peripheral surface of the operation button 2A and the upper end of the inner peripheral surface of the fixed portion 2B. Waterproofing etc. is secured.
【００１６】弾性変位板３は、図３に示すように電極Ｄ
ｘ＋，Ｄｘ−，Ｄｙ＋，Ｄｙ−と対応させてスリット30
を形成してなる円環状のものであり、図１に示すよう
に、その外周端を基板１上の共通導電ランドＤＧと電気
的接続状態となる態様で固定すると共に内周端を自由端
としてある。そして、この弾性変位板３は、図１に示す
ように、その中程から自由端までの域が電極Ｄｘ＋，Ｄ
ｘ−，Ｄｙ＋，Ｄｙ−と僅かな距離をあけて対向するよ
うにしてある。なお、この弾性変位板３は、導電性金
属、電極との対向面に導電性塗料を塗布した樹脂フィル
ム、電極との対向面を金属コーティングした樹脂フィル
ム等により構成させることができる。The elastic displacement plate 3 has electrodes D as shown in FIG.
The slit 30 corresponding to x +, Dx-, Dy +, Dy-
As shown in FIG. 1, the outer peripheral end is fixed in a state of being electrically connected to the common conductive land DG on the substrate 1 and the inner peripheral end is a free end as shown in FIG. is there. As shown in FIG. 1, this elastic displacement plate 3 has electrodes Dx +, Dx from the middle to the free end.
It is made to face x-, Dy +, Dy- at a slight distance. The elastic displacement plate 3 can be made of a conductive metal, a resin film in which a conductive paint is applied to a surface facing the electrode, a resin film having a metal coating on the surface facing the electrode, or the like.
【００１７】固定フィルム４は、図１に示すように、弾
性変位板３の外周端から中程までの間部分を押さえ付け
る薄い環状のものであり、あらかじめ粘着材等を塗布し
た構成としてある。As shown in FIG. 1, the fixed film 4 is a thin annular film that presses a portion from the outer peripheral end to the middle of the elastic displacement plate 3, and has a structure in which an adhesive or the like is applied in advance.
【００１８】ここで、力検出装置Ｓでは、図１に示す操
作ボタン２Ａを押し込まない状態において、（弾性変位
板３とこれに対向する操作ボタン２Ａの構成下壁との間
の距離ｂ）＞（２個のスイッチ用導電部SD１，SD２と導
電部ＳＤとの間の距離ａ）に設定されている。Here, in the force detecting device S, in a state where the operation button 2A shown in FIG. 1 is not depressed, (the distance b between the elastic displacement plate 3 and the lower wall constituting the operation button 2A opposed thereto)> (Distance a between two conductive parts SD1, SD2 for switches and conductive part SD).
【００１９】また、力検出装置Ｓでは、弾性変位板３と
電極Ｄｘ＋，Ｄｘ−，Ｄｙ＋，Ｄｙ−との間には静電容
量Ｃｘ＋，Ｃｘ−，Ｃｙ＋，Ｃｙ−が発生し、その静電
容量値は弾性変位板３と電極Ｄｘ＋，Ｄｘ−，Ｄｙ＋，
Ｄｙ−との間の距離により変化するようにしてある。Further, in the force detecting device S, capacitances Cx +, Cx-, Cy +, Cy- are generated between the elastic displacement plate 3 and the electrodes Dx +, Dx-, Dy +, Dy-. The capacitance value is determined by the elastic displacement plate 3 and the electrodes Dx +, Dx-, Dy +,
It changes according to the distance from Dy-.
【００２０】以上の弾性変位板３、電極Ｄｘ＋，Ｄｘ
−，Ｄｙ＋，Ｄｙ、共通導電ランドＤＧ、スイッチ用導
電部SD１，SD２、導電部ＳＤ、端子TS１，TS２，Ｔｘ
＋，Ｔｘ−，Ｔｙ＋，Ｔｙ−，ＴＧの関係を電気回路で
示すと図４のようになる。The above-described elastic displacement plate 3, electrodes Dx +, Dx
−, Dy +, Dy, common conductive land DG, conductive parts for switch SD1, SD2, conductive part SD, terminals TS1, TS2, Tx
The relationship between +, Tx-, Ty +, Ty-, and TG is shown in an electric circuit as shown in FIG.
【００２１】この力検出装置Ｓは上記のような構成であ
るから、以下の〜に示すように機能する。 ．図５や図６に示すように操作ボタン２Ａを基板１側
に押し込むと、薄肉部２Ｃが座屈するので、押した感覚
が操作する人の指に伝わり、軽快な操作感（クリック
感）が得られる。この軽快な操作感を得るには、操作部
２におけるボタン上部20以外の部分をゴムで製作するよ
りも、比較的硬質のエラストマーで製作することが好ま
しい。 ．図５に示すように操作ボタン２Ａを基板１に対して
垂直に押し込むと、導電部ＳＤが基板１上のスイッチ用
導電部SD１，SD２に同時に接触し、スイッチ用導電部SD
１，SD２相互は導電部ＳＤを介して電気的接続状態とな
る。つまり、端子TS１，TS２はスイッチ回路として閉
（ＯＮ）の状態となる。ここで、この力検出装置Ｓで
は、操作ボタン２Ａを押し込まない状態において、（弾
性変位板３とこれに対向する操作ボタン２Ａの構成下壁
との間の距離ｂ）＞（２個のスイッチ用導電部SD１，SD
２と導電部ＳＤとの間の距離ａ）に設定されているか
ら、前記したスイッチ回路が閉（ＯＮ）の状態では、操
作ボタン２Ａの構成下壁が弾性変位板３を押し込むこと
はなく、静電容量Ｃｘ＋，Ｃｘ−，Ｃｙ＋，Ｃｙ−は変
化しない。 ．操作ボタン２Ａを電極Ｄｘ＋側に傾けて押し込む
と、図６に示すように、操作ボタン２Ａの構成下壁が、
弾性変位板３における電極Ｄｘ＋対応部を中心に押し込
むことになる。これにより、弾性変位板３と電極Ｄｘ相
互間距離は小さくなり、静電容量Ｃｘ＋は大きくなる。
この操作の際、弾性変位板３における電極Ｄｘ−対応部
は押し込まれることはないので、静電容量Ｃｘ−は変化
しない。なお、弾性変位板３における電極Ｄｙ＋，Ｄｙ
−対応部に関してはその状況によって、押し込まれるこ
ともあるが、弾性変位板３と電極Ｄｙ＋，Ｄｙ−相互間
距離の変化量は弾性変位板３と電極Ｄｘ相互間距離の変
化量に比べて小さく、また、静電容量Ｃｙ＋，Ｃｙ−は
変化量は機械的対称性により同じである。Since the force detecting device S has the above configuration, it functions as shown in the following (1) to (4). . When the operation button 2A is pushed into the substrate 1 as shown in FIGS. 5 and 6, the thin portion 2C buckles, and the sense of pressing is transmitted to the finger of the operator, and a light operation feeling (click feeling) is obtained. Can be In order to obtain this light operation feeling, it is preferable that parts other than the button upper part 20 of the operation part 2 are made of a relatively hard elastomer, rather than made of rubber. . As shown in FIG. 5, when the operation button 2A is pressed vertically to the substrate 1, the conductive portion SD simultaneously contacts the switch conductive portions SD1 and SD2 on the substrate 1, and the switch conductive portion SD
1 and SD2 are electrically connected to each other via the conductive portion SD. That is, the terminals TS1 and TS2 are closed (ON) as a switch circuit. Here, in the force detecting device S, in a state where the operation button 2A is not pressed, (distance b between the elastic displacement plate 3 and the lower wall of the operation button 2A opposed thereto)> (for two switches) Conductive parts SD1, SD
When the switch circuit is closed (ON), the lower wall of the operation button 2A does not push the elastic displacement plate 3 when the switch circuit is closed (ON). The capacitances Cx +, Cx−, Cy +, Cy− do not change. . When the operation button 2A is tilted toward the electrode Dx + and pushed in, as shown in FIG.
The elastic displacement plate 3 is pushed around the electrode Dx + corresponding portion. Thereby, the distance between the elastic displacement plate 3 and the electrode Dx decreases, and the capacitance Cx + increases.
In this operation, since the electrode Dx-corresponding portion of the elastic displacement plate 3 is not pushed, the capacitance Cx- does not change. The electrodes Dy +, Dy on the elastic displacement plate 3
-The corresponding portion may be pushed in depending on the situation, but the change in the distance between the elastic displacement plate 3 and the electrodes Dy +, Dy- is smaller than the change in the distance between the elastic displacement plate 3 and the electrode Dx. The change amounts of the capacitances Cy + and Cy− are the same due to mechanical symmetry.
【００２２】一方、逆に操作ボタン２Ａを電極Ｄｘ−側
に押し込むと、静電容量Ｃｘ−は大きくなる。したがっ
て、（Ｃｘ＋）−（Ｃｘ−）を適当な方法を用いて演算
すれば、Ｘ軸方向の力の大きさと力の方向を検出するこ
とができる。Ｙ軸についても同様である。On the other hand, when the operation button 2A is pushed toward the electrode Dx−, the capacitance Cx− increases. Therefore, if (Cx +)-(Cx-) is calculated using an appropriate method, the magnitude of the force in the X-axis direction and the direction of the force can be detected. The same applies to the Y axis.
【００２３】そして、上記のようにして得られたＸ、Ｙ
軸方向の力の大きさと力の方向の信号をさらにカーソル
の移動情報に変換すれば、パソコン等の画面上のカーソ
ルを制御するジョイスティックの機能をはたすことにな
る。Then, the X and Y obtained as described above are obtained.
If the signals of the magnitude of the axial force and the direction of the force are further converted into cursor movement information, the function of a joystick for controlling the cursor on the screen of a personal computer or the like is achieved.
【００２４】ここで、上記のように操作ボタン２Ａを傾
けて押し込んだ場合、導電部ＳＤが基板１上のスイッチ
用導電部SD１，SD２に同時に接触することはないから、
スイッチ用導電部SD１，SD２相互は導電部ＳＤを介して
電気的接続状態とはならない。つまり、端子TS１，TS２
はスイッチ回路として開（ＯＦＦ）のままである。な
お、図６からも判るように導電部ＳＤの周辺部は力の支
点として機能するので、操作部２におけるボタン上部20
以外の部分をゴムで製作するよりも、比較的硬質のエラ
ストマーで製作することが好ましいと言える。 ．以上をまとめると次のようになる。Here, when the operation button 2A is tilted and pushed as described above, the conductive portion SD does not simultaneously contact the switch conductive portions SD1 and SD2 on the substrate 1.
The conductive portions for switching SD1, SD2 are not electrically connected to each other via the conductive portion SD. That is, terminals TS1 and TS2
Remain open (OFF) as a switch circuit. As can be seen from FIG. 6, the peripheral portion of the conductive portion SD functions as a fulcrum of force.
It can be said that it is preferable to manufacture a portion other than rubber with a relatively hard elastomer, rather than manufacturing with rubber. . The above is summarized as follows.
【００２５】スイッチ用導電部SD１，SD２が導電部ＳＤ
を介して電気的に接続されているときは、静電容量Ｃｘ
＋，Ｃｘ−，Ｃｙ＋，Ｃｙ−は変化しない。逆に静電容
量Ｃｘ＋，Ｃｘ−，Ｃｙ＋，Ｃｙ−のうちいずれか一つ
が変化するときは、スイッチ用導電部SD１，SD２が導電
部ＳＤを介して電気的に接続状態とならない。The conductive portions SD1 and SD2 for the switch are the conductive portions SD
Is electrically connected through the capacitor Cx
+, Cx-, Cy +, Cy- do not change. Conversely, when any one of the capacitances Cx +, Cx−, Cy +, Cy− changes, the switch conductive portions SD1, SD2 are not electrically connected via the conductive portion SD.
【００２６】つまり、この力検出装置Ｓをジョイスティ
ックとスイッチの複合デバイスとして利用した場合、ジ
ョイスティック操作とスイッチ操作を意識的に明確に使
い分けることができることを意味する。したがって、ジ
ョイスティック操作時に誤ってスイッチをＯＮさせてし
まうような事態は生じない。 （他の実施形態） ．図７は、この発明の実施形態２の力検出装置Ｓの断
面図である。この実施形態では、弾性変位板３の内・外
周端を基板１に固定し（内周端は基板１に接触）、前記
弾性変位板３の内・外周端相互間部分と電極Ｄｘ＋，Ｄ
ｘ−，Ｄｙ＋，Ｄｙ−とは僅かな距離だけ離してある。
このような構成を採用した場合、製品間の各静電容量に
バラツキが少ない。 ．図８は、この発明の実施形態３の力検出装置Ｓの断
面図である。この実施形態では、弾性変位板３を導電性
ゴム又は導電性エラストマーで構成している。 ．図９は、この発明の実施形態４の力検出装置Ｓの断
面図である。この実施形態では、導電部ＳＤを導電性金
属で構成させている。 ．図10は、この発明の実施形態５のモジュール型の力
検出装置Ｓの断面図であり、図11は前記力検出装置Ｓを
構成する基板１の平面図である。図中に示された符号Ｌ
で示されるものは金属リード端子である。この力検出装
置Ｓにおいても、上記実施形態１のものと同様の機能を
発揮する。 ．上記実施形態では、操作ボタン２Ａを押し込まない
状態において、（弾性変位板３とこれに対向する操作ボ
タン２Ａの構成下壁との間の距離ｂ）＞（２個のスイッ
チ用導電部SD１，SD２と導電部ＳＤとの間の距離ａ）に
設定してあるが、距離ｂ＝距離ａに設定してもよい。 ．上記実施形態では、Ｘ軸及びＹ軸方向の力の大きさ
と力の方向を検出するため電極を９０°間隔に設けられ
ているが、Ｘ軸又はＹ軸方向の力の大きさと力の方向を
検出するだけであれば電極を１８０°間隔に設けるよう
にすればよい。なお、等角度間隔で偶数個の電極を設け
るようにすれば、（偶数個×１／２）軸の力の大きさと
力の方向が検出できる。That is, when the force detecting device S is used as a composite device of a joystick and a switch, it means that the joystick operation and the switch operation can be used clearly and clearly. Therefore, a situation in which the switch is accidentally turned on when operating the joystick does not occur. (Other embodiments). FIG. 7 is a sectional view of a force detection device S according to Embodiment 2 of the present invention. In this embodiment, the inner and outer peripheral ends of the elastic displacement plate 3 are fixed to the substrate 1 (the inner peripheral end is in contact with the substrate 1), and the portion between the inner and outer peripheral ends of the elastic displacement plate 3 and the electrodes Dx +, D
x-, Dy +, Dy- are separated by a small distance.
When such a configuration is adopted, there is little variation in the capacitance between products. . FIG. 8 is a sectional view of a force detection device S according to Embodiment 3 of the present invention. In this embodiment, the elastic displacement plate 3 is made of conductive rubber or conductive elastomer. . FIG. 9 is a sectional view of a force detection device S according to Embodiment 4 of the present invention. In this embodiment, the conductive portion SD is made of a conductive metal. . FIG. 10 is a sectional view of a module-type force detecting device S according to Embodiment 5 of the present invention, and FIG. 11 is a plan view of a substrate 1 constituting the force detecting device S. Symbol L shown in the figure
What is indicated by is a metal lead terminal. This force detection device S also exhibits the same function as that of the first embodiment. . In the above embodiment, in the state where the operation button 2A is not pushed in, (distance b between the elastic displacement plate 3 and the lower wall constituting the operation button 2A opposed thereto)> (two switch conductive portions SD1, SD2) Although the distance a) is set between the distance and the conductive part SD, the distance b may be set to the distance a. . In the above embodiment, the electrodes are provided at 90 ° intervals in order to detect the magnitude of the force in the X-axis and Y-axis directions and the direction of the force, but the magnitude and the direction of the force in the X-axis or Y-axis direction are provided. If only detection is to be performed, electrodes may be provided at 180 ° intervals. If an even number of electrodes are provided at equal angular intervals, the magnitude and direction of the (even number × （) axis force can be detected.
【００２７】[0027]
【発明の効果】この発明は上記のような構成であるから
次の効果を有する。The present invention has the following effects since it has the above-described configuration.
【００２８】発明の実施形態の欄の説明から明らかなよ
うに、スイッチ機構をＯＮさせるときはジョイスティッ
クの出力は変化せず、ジョイスティックを操作するとき
はスイッチ機構がＯＮとならない力検出装置を提供でき
た。As is apparent from the description of the embodiment of the present invention, it is possible to provide a force detecting device in which the output of the joystick does not change when the switch mechanism is turned on and the switch mechanism does not turn on when the joystick is operated. Was.
【図１】この発明の実施形態１の力検出装置の断面図。FIG. 1 is a sectional view of a force detecting device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】前記力検出装置を構成する基板に形成される電
極、共通導電ランド、スイッチ用導電部の平面図。FIG. 2 is a plan view of electrodes, a common conductive land, and a conductive portion for a switch formed on a substrate constituting the force detecting device.
【図３】前記力検出装置を構成する弾性変形板の形状
と、電極との位置関係を示す平面図。FIG. 3 is a plan view showing the relationship between the shape of an elastically deformable plate constituting the force detection device and electrodes.
【図４】電極、共通導電ランド、スイッチ用導電部、導
電部、弾性変位板の関係を電気回路的に表現した図。FIG. 4 is an electric circuit diagram showing the relationship among electrodes, common conductive lands, conductive portions for switches, conductive portions, and elastic displacement plates.
【図５】前記力検出装置において、操作ボタンを基板に
対して垂直に押し込んだときの断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of the force detection device when an operation button is pressed perpendicularly to a substrate.
【図６】前記力検出装置において、操作ボタンを基板に
対して傾斜させて押し込んだときの断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of the force detection device when an operation button is pressed while being inclined with respect to a substrate.
【図７】この発明の実施形態２の力検出装置の断面図。FIG. 7 is a sectional view of a force detection device according to a second embodiment of the present invention.
【図８】この発明の実施形態３の力検出装置の断面図。FIG. 8 is a sectional view of a force detection device according to a third embodiment of the present invention.
【図９】この発明の実施形態４の力検出装置の断面図。FIG. 9 is a sectional view of a force detection device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図10】この発明の実施形態５の力検出装置の断面図。FIG. 10 is a sectional view of a force detection device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図11】この発明の実施形態５の力検出装置を構成する
基板、電極等の平面図。FIG. 11 is a plan view of a substrate, electrodes, and the like constituting a force detection device according to a fifth embodiment of the present invention.
Ｓ 力検出装置 Ｃ ケース Ｄｘ＋ 電極 Ｄｘ− 電極 Ｄｙ＋ 電極 Ｄｙ− 電極 ＤＧ 共通導電ランド SD１ スイッチ用導電部 SD２ スイッチ用導電部 ＳＤ 導電部 ａ 距離 ｂ 距離 １ 基板 ２ 操作部 ２Ａ 操作ボタン ２Ｂ 固定部 ２Ｃ 薄肉部 ３ 弾性変位板 ４ 固定フィルム S Force detection device C Case Dx + Electrode Dx- Electrode Dy + Electrode Dy- Electrode DG Common conductive land SD1 Switch conductive part SD2 Switch conductive part SD Conductive part a Distance b Distance 1 Substrate 2 Operation part 2A Operation button 2B Fixed part 2C Thin part Part 3 elastic displacement plate 4 fixed film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｈ 35/02 Ｈ０１Ｈ 35/02 Ｚ // Ｈ０１Ｈ 13/00 13/00 Ｂ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01H 35/02 H01H 35/02 Z // H01H 13/00 13/00 B
Claims (8)
に設け、２個のスイッチ用導電部及びこれを囲む態様で
等角度間隔で配置された偶数個の電極を基板上に設け、
前記操作ボタンにおける２個のスイッチ用導電部と対向
する面に平坦な導電部を形成し、操作ボタンと基板との
間に電極と対向する押し込み可能な弾性変位板を設け、
操作ボタンを基板に対して垂直に押し込むと、２個のス
イッチ用導電部相互が導電部を介して電気的接続状態に
なってスイッチＯＮとなり、操作ボタンを基板に対して
傾斜させて押し込むと、操作ボタン構成下壁に押されて
弾性変位板が電極側に接近して前記傾斜の方向の静電容
量が変化し、操作ボタンに作用した力の大きさと方向を
検出できることを特徴とする力検出装置。An operation button is provided to be able to be pushed into a substrate, and two switch conductive portions and an even number of electrodes arranged at equal angular intervals in a manner surrounding the switch conductive portions are provided on the substrate,
A flat conductive portion is formed on a surface of the operation button facing the two switch conductive portions, and a pushable elastic displacement plate facing the electrode is provided between the operation button and the substrate,
When the operation button is pressed vertically with respect to the board, the two conductive portions for the switch are electrically connected to each other via the conductive portion and turned on, and when the operation button is tilted and pressed with respect to the board, Force detection wherein the elastic displacement plate approaches the electrode side by being pressed by the lower wall of the operation button, the capacitance in the direction of the inclination changes, and the magnitude and direction of the force applied to the operation button can be detected. apparatus.
（弾性変位板とこれに対向する操作ボタン構成下壁との
間の距離）≧（２個のスイッチ用導電部と導電部との間
の距離）に設定されていることを特徴とする請求項１記
載の力検出装置。2. When the operation button is not depressed,
The distance between the elastic displacement plate and the opposing lower wall of the operation button is set to be equal to or greater than (the distance between the two switch conductive parts and the conductive part). 2. The force detection device according to 1.
の外周端が基板に固定されていると共に内周端を自由端
としてあることを特徴とする請求項１又は２記載の力検
出装置。3. The force detecting device according to claim 1, wherein the elastic displacement plate is formed in an annular shape, the outer peripheral end thereof is fixed to the substrate, and the inner peripheral end is a free end. .
にその内・外周端は基板に固定されており、前記弾性変
位板の内・外周端相互間部分と電極とは僅かな距離だけ
離してあることを特徴とする請求項１又は２記載の力検
出装置。4. An elastic displacement plate is formed in an annular shape, and inner and outer peripheral ends thereof are fixed to a substrate, and a portion between the inner and outer peripheral ends of the elastic displacement plate and an electrode are separated by a small distance. The force detecting device according to claim 1, wherein the force detecting device is provided.
れていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに
記載の力検出装置。5. The force detecting device according to claim 1, wherein the elastic displacement plate is made of a conductive metal.
塗料を塗布した樹脂フィルム、電極との対向面を金属コ
ーティングした樹脂フィルムにより構成させてあること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の力検出
装置。6. An elastic displacement plate comprising a resin film having a conductive coating applied to a surface facing the electrode and a resin film having a metal coating on the surface facing the electrode. 5. The force detection device according to any one of 4.
少なくとも下部を、硬質の弾性材で構成してあることを
特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の力検出装
置。7. The force detecting device according to claim 1, wherein at least a lower portion of the thin portion and the operation button constituting the operation portion are made of a hard elastic material.
に、設けられていることを特徴とする請求項１乃至７の
いずれかに記載の力検出装置。8. The force detecting device according to claim 1, wherein the electrodes are provided at 180 ° intervals or at 90 ° intervals.
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|---|---|
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006100725A1 (en) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Nitta Corporation | Capacitive sensor |
| JP2007503687A (en) * | 2003-08-23 | 2007-02-22 | マルクアルト ゲーエムベーハー | Electrical components, especially electrical switches |
| US7206673B2 (en) * | 2003-11-20 | 2007-04-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Driver assisting system |
| WO2007141950A1 (en) * | 2006-06-06 | 2007-12-13 | Sunarrow Ltd. | Multi-direction input device |
| JP2008258186A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Variable capacity device |
| US7705612B2 (en) | 2005-03-18 | 2010-04-27 | Nitta Corporation | Capacitance type sensor |
| US7852321B2 (en) | 2004-12-21 | 2010-12-14 | Sunarrow Ltd. | Direction detection switch |
| US7936335B2 (en) | 2004-12-27 | 2011-05-03 | Sunarrow Ltd. | Operation direction judging method for operation key in direction detecting switch |
| JP2015066351A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | オムロン株式会社 | Operation unit and game machine |
| WO2015111121A1 (en) * | 2014-01-22 | 2015-07-30 | 株式会社デンソー | Rotation operation device |
| US10043338B2 (en) | 2013-09-30 | 2018-08-07 | Omron Corporation | Operation unit and game machine |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0369594U (en) * | 1989-11-14 | 1991-07-10 | ||
| JPH11132872A (en) * | 1997-11-04 | 1999-05-21 | Nitta Ind Corp | Capacitance-type force detector |
| JP2000208001A (en) * | 1999-01-19 | 2000-07-28 | Hosiden Corp | Multidirectional input device |
-
2000
- 2000-09-29 JP JP2000298962A patent/JP2002107245A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0369594U (en) * | 1989-11-14 | 1991-07-10 | ||
| JPH11132872A (en) * | 1997-11-04 | 1999-05-21 | Nitta Ind Corp | Capacitance-type force detector |
| JP2000208001A (en) * | 1999-01-19 | 2000-07-28 | Hosiden Corp | Multidirectional input device |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007503687A (en) * | 2003-08-23 | 2007-02-22 | マルクアルト ゲーエムベーハー | Electrical components, especially electrical switches |
| JP4716988B2 (en) * | 2003-08-23 | 2011-07-06 | マルクアルト ゲーエムベーハー | Electrical switch |
| US7206673B2 (en) * | 2003-11-20 | 2007-04-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Driver assisting system |
| US7403842B2 (en) | 2003-11-20 | 2008-07-22 | Nissan Motor Co., Ltd. | Driver assisting system |
| US7852321B2 (en) | 2004-12-21 | 2010-12-14 | Sunarrow Ltd. | Direction detection switch |
| US7936335B2 (en) | 2004-12-27 | 2011-05-03 | Sunarrow Ltd. | Operation direction judging method for operation key in direction detecting switch |
| US7705612B2 (en) | 2005-03-18 | 2010-04-27 | Nitta Corporation | Capacitance type sensor |
| WO2006100725A1 (en) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Nitta Corporation | Capacitive sensor |
| US7710126B2 (en) | 2005-03-18 | 2010-05-04 | Nitta Corporation | Capacitance type sensor |
| JPWO2006100725A1 (en) * | 2005-03-18 | 2008-08-28 | ニッタ株式会社 | Capacitive sensor |
| JP4605474B2 (en) * | 2006-06-06 | 2011-01-05 | サンアロー株式会社 | Multi-directional input device |
| JP2007328470A (en) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Sunarrow Ltd | Multidirectional input device |
| WO2007141950A1 (en) * | 2006-06-06 | 2007-12-13 | Sunarrow Ltd. | Multi-direction input device |
| JP2008258186A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Variable capacity device |
| JP2015066351A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | オムロン株式会社 | Operation unit and game machine |
| US10043338B2 (en) | 2013-09-30 | 2018-08-07 | Omron Corporation | Operation unit and game machine |
| WO2015111121A1 (en) * | 2014-01-22 | 2015-07-30 | 株式会社デンソー | Rotation operation device |
| JP2015159100A (en) * | 2014-01-22 | 2015-09-03 | 株式会社デンソー | Rotary operation device |
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