CN111829429B - 开关装置 - Google Patents

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Abstract

在此提出的开关装置(10A)具有：基部(11)；基材(12A)，从基部(11)突出；多个伸缩性应变传感器(13a～13d)，分别架设于基部(11)中的在基材(12A)的周围沿周向分离的多个周边部(e1～e4)、与基材(12A)的顶部(21)之间，并且构成为静电容量根据伸长率而变化；以及输入检测部(15)，构成为分别取得多个伸缩性应变传感器(13a～13d)的静电容量的变化。

Description

开关装置
技术领域
本公开涉及开关装置。
背景技术
日本特开2001-291456号公报所公开的开关装置具有壳体、一端被保持于该壳体内且另一端向该壳体外突出的操作轴、以及安装于该操作轴的另一端的旋钮。第1开关在壳体内通过对操作轴进行压入操作而被切换。第2开关通过对操作轴进行旋转操作而被切换。第3开关通过对操作轴进行摆动操作而被切换。开关装置具备切换单元，该切换单元在每次对操作轴进行压入操作时将旋钮交替地保持于从壳体分离的第1位置和接近壳体侧的第2位置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-291456号公报
发明内容
发明所要解决的课题
关于开关装置，存在如上所述的方案。在此，提出了即使与专利文献1所公开的开关装置相比构造也简单的新型构造的开关装置。
用于解决课题的技术方案
在此提出的开关装置具有基部、从基部突出的基材、多个伸缩性应变传感器、以及构成为分别取得多个伸缩性应变传感器的静电容量的变化的输入检测部。多个伸缩性应变传感器构成为静电容量根据伸长率而变化。多个伸缩性应变传感器分别架设于基部中的在基材的周围沿周向分离的多个周边部、与基材的顶部之间。
该开关装置与专利文献1所公开的开关装置相比构造简单。另外，根据在此提出的开关装置，与使基材的顶部动作相应地，伸缩性应变传感器的静电容量发生变化。并且，能够取得由多个伸缩性应变传感器的静电容量的变化引起的输出。
也可以是，多个伸缩性应变传感器包括第1伸缩性应变传感器、第2伸缩性应变传感器、第3伸缩性应变传感器、以及第4伸缩性应变传感器。
在该情况下，可以是，第1伸缩性应变传感器沿着通过基材的顶部且沿着基部的第1直线架设于基材的顶部和基部中的所述基材突出的周围的第1周边部。可以是，第2伸缩性应变传感器沿着第1直线架设于基材的顶部和位于第1周边部的相反侧的第2周边部。可以是，第3伸缩性应变传感器沿着通过基材的顶部且沿着基部与第1直线正交的第2直线架设于基材的顶部和基部中的基材突出的周围的第3周边部。可以是，第4伸缩性应变传感器沿着第2直线架设于基材的顶部和位于第3周边部的相反侧的第4周边部。
也可以是，基材由实心或中空的弹性体构成。并且，也可以是，伸缩性应变传感器沿着该基材的外表面配置。根据该结构，能够提供柔软的触感的开关装置。
也可以是，基材具备台座和以能够摆动的方式安装于台座上的头构件。并且，也可以是，伸缩性应变传感器的一端安装于该头构件。在该情况下，也可以是，在台座与头构件之间设置有按压开关。也可以是，具备罩，该罩以覆盖头构件的周围的方式安装于基部，并且在与伸缩性应变传感器的中间部对应的部位具有操作用的开口。
附图说明
图1是示意性地示出在此提出的开关装置10的立体图。
图2是开关装置10的俯视图。
图3是伸缩性应变传感器13a的俯视图，且是局部剖视图。
图4是示出伸缩性应变传感器13a的截面的立体图。
图5是示出伸长的伸缩性应变传感器13a的截面的立体图。
图6是示出开关装置10的使用状态的立体图。
图7是示出开关装置10的使用状态的立体图。
图8是示出其他实施方式的开关装置10A的立体图。
图9是开关装置10A的俯视图。
附图标记说明
10、10A 开关装置
11 基部
12、12A 基材
13a～13d 伸缩性应变传感器
14 罩
14a～14d 开口
14e 开口
15 输入检测部
21 顶部
31 台座
32 头构件
33 按压开关
41 电介质
42、43 电极
44、45 保护膜
46、47 端子
e1～e4 周边部
具体实施方式
以下，对在此公开的开关装置的一实施方式进行说明。在此说明的实施方式当然并不意图特别限定本发明。对发挥相同作用的构件、部位适当地标注相同的附图标记，并省略重复的说明。本发明只要没有特别提及，就不限定于在此说明的实施方式。上、下、左、右、前、后的朝向在图中分别由U、D、L、R、F、Rr的箭头表示。此外，上、下、左、右、前、后的朝向只不过是为了便于说明而定的，不规定开关装置的绝对的朝向、配置。
图1是示意性地示出在此提出的开关装置10的立体图。图2是开关装置10的俯视图。
<开关装置10>
如图1所示，开关装置10具有基部11、基材12、多个伸缩性应变传感器13a～13d、罩14、以及输入检测部15。
<基部11>
基部11是供开关装置10配置的构件。开关装置10例如配置于车辆的中央控制台(center console)、仪表板(dashboard)等。例如，只要是配置于车辆的方向盘的开关，则基部11可以是安装于方向盘的辐条(英文：spoke)部分等的构件。另外，也可以将方向盘的辐条部分等构件作为基部11。此外，只要没有特别提及，则开关装置10并不限定于该用途。
<基材12>
基材12是从基部11突出的构件。此外，在该实施方式中，基材12设为与基部11分体的构件。基材12的结构并不限定于此。例如，基材12可以是基部11自身隆起而成的部分，也可以是基部11的一部分。
在该实施方式中，基材12具备台座31和以能够摆动的方式安装于台座31上的头构件32。例如，头构件32也可以构成为，使弹簧要素介于头构件32与台座31之间地安装于台座31上，并在前后左右的任意方向上摆动。另外，也可以是，在台座31上设置球面状的承受部，并且在头构件32设置有载置于该球面状的承受部的球面状的凹部。在该情况下，也可以是，头构件32以向前后左右的任意方向摆动的方式覆盖于台座31上。另外，在该实施方式中，在台座31与头构件32之间设置有按压开关33。并且，当将头构件32相对于台座31按下时，构成为对按压开关33进行按压。
<伸缩性应变传感器13a～13d>
伸缩性应变传感器13a～13d是构成为静电容量根据伸长率而变化的传感器。这样的传感器例如可以利用阪东化学株式会社制(日文：バンドー化学株式会社製)的伸缩性应变传感器“C-STRETCH(注册商标)”。图3是伸缩性应变传感器13a的俯视图，且是局部剖视图。图4是示出伸缩性应变传感器13a的截面的立体图。图5是示出伸长的伸缩性应变传感器13a的截面的立体图。
在该实施方式中，如图3及图4所示，伸缩性应变传感器13a～13d例如具备电介质41、电极42、43、保护膜44、45、以及端子46、47。电介质41是长条的片状的弹性体。电极42、43以具有与电介质41同样的伸缩性的弹性体作为母材，以能够通电的方式分散有导电材料。电极42、43形成沿着长度方向的长条的电极。电极42、43是长条片状的电极，隔着电介质41而相对向。保护膜44、45层叠在一对电极42、43的外侧。保护膜44、45在与电介质41之间将电极42、43覆盖而保护电极42、43。保护膜44、45可以具有所需的耐候性和与电介质41等相同程度的伸缩性。端子46、47设置于伸缩性应变传感器13a的一端。端子46与电极42连接。端子47与电极43连接。
在此，例示了伸缩性应变传感器13a，但伸缩性应变传感器13a～13d各自具有同样的构造。伸缩性应变传感器13a～13d的静电容量C由C＝ε·(L·W)/d表示。在此，ε是介电常数。L是电极42、43的长度。W是电极42、43的宽度。也就是说，(L·W)为电极面积S。d是电极间距离。如图5所示，当伸缩性应变传感器13a～13d伸长时，电极42、43的面积、电极间距离发生变化。通过该变化，静电容量C变化。这样，伸缩性应变传感器13a～13d可以构成为静电容量C根据伸长率而变化。另外，伸长率越大，则静电容量C越大地变化。
在此，作为用于电介质41的弹性体，例如，可列举天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁腈橡胶(NBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、苯乙烯·丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、氯丁二烯橡胶(CR)、硅橡胶、氟橡胶、丙烯酸系橡胶、氢化丁腈橡胶、氨基甲酸酯橡胶等。它们可以单独使用，也可以并用2种以上。其中，优选氨基甲酸酯橡胶、硅橡胶。这是因为永久应变(或永久伸长率)小。而且，与硅橡胶相比，从与碳纳米管的密合性优异的方面出发，特别优选氨基甲酸酯橡胶。
氨基甲酸酯橡胶是至少多元醇成分与异氰酸酯成分反应而成的。作为具体例，例如，可列举以烯烃系多元醇为多元醇成分的烯烃系氨基甲酸酯橡胶、以酯系多元醇为多元醇成分的酯系氨基甲酸酯橡胶、以醚系多元醇为多元醇成分的醚系氨基甲酸酯橡胶、以碳酸酯系多元醇为多元醇成分的碳酸酯系氨基甲酸酯橡胶、以蓖麻油系多元醇为多元醇成分的蓖麻油系氨基甲酸酯橡胶等。它们可以单独使用，也可以并用2种以上。另外，氨基甲酸酯橡胶也可以是并用2种以上的多元醇成分而得到的。
作为烯烃系多元醇，例如，可列举Epol(出光兴产公司制)等。另外，作为酯系多元醇，例如，可列举Polylite 8651(DIC公司制)等。
另外，作为醚系多元醇，例如，可列举聚氧四亚甲基二醇、PTG-2000SN(保土谷化学工业公司制)、聚丙二醇、Preminol S3003(旭硝子公司制)、Pandex GCB-41(DIC公司制)等。
作为异氰酸酯成分，没有特别限定，可以使用以往公知的异氰酸酯成分。另外，在合成氨基甲酸酯橡胶时，可以在其反应体系中根据需要加入扩链剂、交联剂、催化剂、硫化促进剂等。另外，弹性体组合物除了弹性体以外，还可以含有增塑剂、抗氧化剂、防老化剂、着色剂等添加剂、介电性填料等。从增大静电容量C来实现提高检测灵敏度的观点以及实现提高对测定对象物的追随性的观点出发，电介质41的平均厚度优选为10～1000μm，更优选为30～200μm。
电极42、43由含有导电材料的导电性组合物构成。在此，电极42、43可以由同一组成的导电性组合物构成，也可以由不同组成的导电性组合物构成。但是，优选由同一组成的导电性组合物构成。
作为用于电极42、43的导电材料，例如，可列举碳纳米管、石墨烯、碳纳米角、碳纤维、导电性炭黑、石墨、金属纳米线、金属纳米粒子、导电性高分子等。它们可以单独使用，也可以并用2种以上。作为导电材料，优选碳纳米管。这是因为适合于形成追随于电介质41的变形而变形的电极42、43。
作为碳纳米管，可以使用公知的碳纳米管。碳纳米管可以是单层碳纳米管(SWNT)，也可以是2层碳纳米管(DWNT)或3层以上的多层碳纳米管(MWNT)(在本说明书中，将两者一并简称为多层碳纳米管)。而且，也可以并用2种以上层数不同的碳纳米管。另外，各碳纳米管的形状(平均长度、纤维直径、纵横比)也没有特别限定。因此，碳纳米管只要综合判断传感器装置的使用目的、传感器片所要求的导电性和耐久性、以及用于形成电极42、43的处理和费用来适当选择即可。
形成电极42、43的导电性组合物除了碳纳米管等导电材料以外，例如也可以含有粘合剂成分。粘合剂成分作为接合材料发挥功能，通过含有粘合剂成分，能够提高与电介质41的密合性以及电极42、43自身的强度。而且，能够在利用后述的方法形成电极42、43时抑制碳纳米管等导电材料的飞散。因此，也能够提高形成电极42、43时的安全性。
作为粘合剂成分，例如，可列举丁基橡胶、三元乙丙橡胶、聚乙烯、氯磺化聚乙烯、天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯·丁二烯橡胶、聚苯乙烯、氯丁二烯橡胶、丁腈橡胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、丙烯酸系橡胶、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)等。另外，作为粘合剂成分，也可以使用生橡胶(未硫化的天然橡胶及合成橡胶)，通过这样使用弹性比较弱的材料，也能够提高电极42、43相对于电介质41的变形的追随性。粘合剂成分特别优选与构成电介质41的弹性体为相同种类。这是因为能够显著提高电介质41与电极42、43的密合性。
想要测定的一轴方向上的伸缩性应变传感器的伸长率例如为30％以上，优选为50％以上，进一步优选为100％以上，进一步优选为200％以上。另外，伸缩性应变传感器以弹性体为基材，具有所需的弹性。另外，伸缩性应变传感器可以在其弹性区域使用。
此外，如上所述，伸缩性应变传感器13a～13d可以采用阪东化学株式会社制的伸缩性应变传感器“C-STRETCH(注册商标)”。伸缩性应变传感器13a～13d并不限定于该阪东化学株式会社制的伸缩性应变传感器。伸缩性应变传感器例如也从StretchSense公司(新西兰)、Parker Hannifin公司(美国)等提出。对伸缩性应变传感器13a～13d，可以采用各种构成为静电容量根据伸长率而变化的传感器。对伸缩性应变传感器13a～13d，可以采用针对开关装置10确保适当的伸缩性、灵敏度的传感器。
在该实施方式中，开关装置10具备4个伸缩性应变传感器13a～13d。
如图2所示，第1伸缩性应变传感器13a在俯视时沿着通过基材12的顶部21且沿着基部11的第1直线m1架设于基材12的顶部21和基部11中的基材12突出的周围的第1周边部e1。
第2伸缩性应变传感器13b沿着第1直线m1架设于基材12的顶部21和位于第1周边部e1的相反侧的第2周边部e2。
如图2所示，第3伸缩性应变传感器13c在俯视时沿着通过基材12的顶部21且沿着基部11与第1直线m1正交的第2直线m2架设于基材12的顶部21和基部11中的基材12突出的周围的第3周边部e3。
第4伸缩性应变传感器13d沿着第2直线m2架设于基材12的顶部和位于第3周边部的相反侧的第4周边部e4。
在图1及图2所示的方式中，基材12的顶部21由安装于台座31上的头构件32构成。伸缩性应变传感器13a～13d的一端分别安装于头构件32。在此，伸缩性应变传感器13a～13d可以大致以自然长度安装。在该实施方式中，头构件32通过安装于四方处的伸缩性应变传感器13a～13d，取得平衡，在台座31上以预定的姿势被维持。
另外，在该实施方式中，设置有端子46、47(参照图3)的伸缩性应变传感器13a～13d的端部可以安装于基部11侧的第1周边部e1～第4周边部e4。并且，伸缩性应变传感器13a～13d的端子46、47可以从第1周边部e1～第4周边部e4向基部11的背侧配线并与输入检测部15连接。
此外，设置有端子46、47(参照图3)的伸缩性应变传感器13a～13d的端部也可以安装于基材12的顶部21侧。伸缩性应变传感器13a～13d的端子46、47也可以从基材12的顶部21向基部11的背侧配线并与输入检测部15连接。
<罩14>
罩14以覆盖头构件32的周围的方式安装于基部11。罩14在与伸缩性应变传感器13a～13d的中间部对应的部位具有操作用的开口14a～14d。另外，在该实施方式中，在罩14的上部具有开口14e，头构件32从该开口14e露出。此外，在附图上，罩14被图示为无色透明的构件，为了方便，罩14内的构件适当地用实线图示出。
<输入检测部15>
输入检测部15构成为分别取得多个伸缩性应变传感器13a～13d的静电容量的变化。输入检测部15与伸缩性应变传感器13a～13d电连接，具有测定根据伸缩性应变传感器13a～13d的电介质41的变形而变化的检测部的静电容量C的功能。此外，虽然省略了图示，但各伸缩性应变传感器13a～13d的端子46、47分别与输入检测部15连接。因此，输入检测部15能够检测各伸缩性应变传感器13a～13d的静电容量。
作为测定静电容量C的方法，可以使用以往公知的方法，省略输入检测部15的图示。输入检测部15例如可以具备静电容量测定电路、运算电路、放大电路、电源电路等。作为测定静电容量C的方法(电路)，例如，可列举利用了自动平衡桥电路的CV变换电路(LCR测量仪等)、利用了反相放大电路的CV变换电路、利用了半波倍压整流电路的CV变换电路、使用了施密特触发器振荡电路的CF振荡电路、组合施密特触发器振荡电路和F/V变换电路而使用的方法等。
例如，输入检测部15可以使伸缩性应变传感器13a～13d安装于开关装置10的状态下的静电容量为基准值。因此，如图1所示，可以是，在头构件32通过伸缩性应变传感器13a～13d而平衡的状态下，测定伸缩性应变传感器13a～13d的静电容量，将该静电容量作为基准值而校正。并且，与各伸缩性应变传感器13a～13d的伸长率相应的静电容量的变化可以经由输入检测部15作为经时变化(随时间经过的变化)而记录。
<开关装置10的操作>
该开关装置10通过使头构件32动作，与此相应地在伸缩性应变传感器13a～13d产生伸长。并且，根据伸缩性应变传感器13a～13d的伸长率，在伸缩性应变传感器13a～13d的静电容量发生变化。并且，通过输入检测部15捕捉该伸缩性应变传感器13a～13d的静电容量的变化，输出与静电容量的变化相应的输出。
图6是示出开关装置10的使用状态的立体图。在图6中，图示了头构件32向图中右侧倾斜了的状态。在该情况下，关于安装于头构件32的右侧处的伸缩性应变传感器13d，其安装于头构件32的位置下降。与此相应地，伸缩性应变传感器13d松弛，作为整体向下侧挠曲。另一方面，关于安装于头构件32的左侧处的伸缩性应变传感器13c，其安装于头构件32的位置上升。与此相应地，伸缩性应变传感器13c被拉伸而伸长。此时，尤其是，左侧的伸缩性应变传感器13c的静电容量大大地变化。基于该左侧的伸缩性应变传感器13c的静电容量的变化，检测到头构件32向右侧倾斜了的情况。相反地，当头构件32向左侧倾斜时，则右侧的伸缩性应变传感器13d的静电容量大大地变化。基于该右侧的伸缩性应变传感器13d的静电容量的变化，检测到头构件32向左侧倾斜了的情况。
同样地，当头构件32向跟前倾斜时，里侧的伸缩性应变传感器13b(参照图2)伸长。然后，基于里侧的伸缩性应变传感器13b的静电容量的变化，检测到头构件32向跟前倾斜了的情况。当头构件32向里侧倾斜时，跟前的伸缩性应变传感器13a伸长。然后，基于跟前的伸缩性应变传感器13a的静电容量的变化，检测到头构件32向里侧倾斜了的情况。而且，当头构件32向右跟前倾斜时，使得里侧的伸缩性应变传感器13b和左侧的伸缩性应变传感器13c伸长。因此，基于里侧的伸缩性应变传感器13b和左侧的伸缩性应变传感器13c的静电容量的变化，检测到头构件32向右跟前倾斜了的情况。另外，在该情况下，能够根据里侧的伸缩性应变传感器13b的静电容量的变化与左侧的伸缩性应变传感器13c的静电容量的变化的关系，进一步检测头构件32倾斜了的朝向。
这样，该开关装置10不仅能够检测到头构件32向沿着直线m1或直线m2(参照图2)的4个方向倾斜了的情况，还能够检测到头构件32向直线m1与直线m2之间的任意的方向倾斜了的情况。另外，在连续地使头构件32动作了的情况下，与此相应地，伸缩性应变传感器13a～13d的静电容量瞬时变化。因此，相对于头构件32连续地动作的追随性也良好。
该开关装置10相对于配置于基材12的顶部处的头构件32，沿着正交的2条直线在4个方向上配置有4个伸缩性应变传感器13a～13d。伸缩性应变传感器13a～13d的静电容量根据沿着该正交的2条直线的头构件32的动作而变化。并且，相对于头构件32的动作，能够取得沿着正交的2条直线配置的、伸缩性应变传感器13a～13d的静电容量的变化作为输出。由于伸缩性应变传感器13a～13d相对于头构件32在沿着正交的2条直线的4个方向上配置，因此容易基于伸缩性应变传感器13a～13d的静电容量的变化来解析头构件32如何动作。
该开关装置10不仅在头构件32的倾斜的情况下，还在伸缩性应变传感器13a～13d被按压了的情况下，伸缩性应变传感器13a～13d的静电容量也相应地发生变化。在该实施方式中，罩14在与伸缩性应变传感器13a～13d的中间部对应的部位具有操作用的开口14a～14d。从该开口14a～14d放入手指，能够按压伸缩性应变传感器13a～13d。通过这样的操作，当伸缩性应变传感器13a～13d被按压时，使得相反侧的伸缩性应变传感器13a～13d伸长，静电容量发生变化。
在此，图7是示出开关装置10的使用状态的立体图。在图7中示出了右侧的伸缩性应变传感器13d的中间部被按下了的状态。在此，图中的箭头P表示按压右侧的伸缩性应变传感器13d的载荷。例如，当右侧的伸缩性应变传感器13d被按压时，如图7所示，通过右侧的伸缩性应变传感器13d使得头构件32向右侧倾斜。并且，使得左侧的伸缩性应变传感器13c伸长。另外，在该情况下，中间部被按下了的右侧的伸缩性应变传感器13d也稍微伸长。因此，右侧的伸缩性应变传感器13d的静电容量发生变化，如图6所示，与头构件32向右倾斜了时区别开。这样，基于与左侧的伸缩性应变传感器13c的伸长率相应的静电容量的变化及右侧的伸缩性应变传感器13d的静电容量的变化，检测到右侧的伸缩性应变传感器13d被按压了的情况。
同样地，对于各伸缩性应变传感器13a～13d的中间部分别被按下的操作，在各伸缩性应变传感器13a～13d中出现特有的静电容量的变化。因此，基于各伸缩性应变传感器13a～13d的静电容量的变化，检测到各伸缩性应变传感器13a～13d中的哪一个伸缩性应变传感器13a～13d被按压了的情况。此外，在该实施方式中，在与伸缩性应变传感器13a～13d的中间部对应的部位，使操作用的开口14a～14d形成于罩14。也可以在与伸缩性应变传感器13a～13d的中间部对应的部位，使用于压入该伸缩性应变传感器13a～13d的中间部的操作用的按钮安装于罩14。这样，也可以在罩14，在与伸缩性应变传感器13a～13d的中间部对应的部位设置用于压入伸缩性应变传感器13a～13d的中间部的操作部(在此为开口14a～14d)。
另外，关于伸缩性应变传感器13a～13d，位移越大则静电容量的变化越大。因此，操作量的大小作为输入而检测。开关装置10可以构成能够根据对伸缩性应变传感器13a～13d的操作量的大小来输出的装置。例如，作为用于从存储有多个曲子的数据库中选择播放的曲子的开关装置10来使用。在该情况下，在从存储于数据库的多个曲子的列表中选择播放的曲子的处理中，能够构成为，对伸缩性应变传感器13a～13d的操作量越大则变更所选择出的曲子的速度越快。另外，能够构成为，对伸缩性应变传感器13a～13d的操作量越小，则变更所选择出的曲子的速度越慢。这样，也可以是，将开关装置10的各伸缩性应变传感器13a～13d的静电容量的变化的大小作为输入信息而检测并用于控制处理。
在开关装置10中，基材12具备台座31和以能够摆动的方式安装于台座31上的头构件32。伸缩性应变传感器13a～13d的一端安装于该头构件32。在该情况下，头构件32以能够摆动的方式安装于台座31上，头构件32的高度稳定，操作性良好。
另外，在该实施方式中，在台座31与头构件32之间设置有按压开关33。在该情况下，通过按压头构件32，从而按压配置于头构件32与台座31之间的按压开关33。由此，能够选择所选择出的曲子。这样，按压开关33被用作选择按钮、触动开关等。
另外，在该实施方式中，具备以覆盖头构件32及伸缩性应变传感器13a～13d的周围的方式安装于基部11的罩14。因此，头构件32及伸缩性应变传感器13a～13d得到保护。
另外，罩14在与伸缩性应变传感器13a～13d的中间部对应的部位具有操作用的开口14a～14d。因此，在伸缩性应变传感器13a～13d的中间部被按压的操作中，确定伸缩性应变传感器13a～13d被按压的中间部位的位置。因此，在伸缩性应变传感器13a～13d的中间部被按压的操作中，输入稳定。此外，在上述实施方式中，罩14在与伸缩性应变传感器13a～13d的中间部对应的部位具有操作用的开口14a～14d。虽然省略了图示，但也可以代替开口14a～14d，而在罩14，在与伸缩性应变传感器13a～13d的中间部对应的部位设置有用于压入伸缩性应变传感器13a～13d的中间部的操作部。操作部例如可以由按钮构成。
接着，对开关装置10的其他实施方式进行说明。图8是示出其他实施方式的开关装置10A的立体图。图9是开关装置10A的俯视图。在开关装置10A中，基材12A由实心或中空的弹性体构成。并且，伸缩性应变传感器13a～13d沿着该基材12A的外表面配置。
<基材12A>
基材12A由实心或中空的弹性体构成。实心或中空的弹性体例如不论是实心还是中空均可以是弹性体的块。另外，中空的弹性体也可以在中空的弹性体的内部还封入有凝胶或空气那样的流体。在该情况下，中空的弹性体可以以适当的厚度构成，也可以是袋状的弹性体。
在该实施方式中，基材12A在袋状的弹性体中封入有凝胶。作为基材12A的袋，例如，可以使用肌肤触感良好且具有所需的耐久性的柔软的弹性体。作为肌肤触感良好且具有所需的耐久性的柔软的弹性体，例如，可以使用硅弹性体或氨基甲酸酯弹性体。例如，可以使用硅弹性体的厚度为50μm～1cm的片材。
另外，在该实施方式中，在基材12A的袋中封入有凝胶状的材料。封入到基材12A的袋的材料优选不透过基材12A的袋的材料，另外，为了能够使基材12A的袋恢复为基本形状，优选能够对基材12A的袋施加所需的内压的材料。从该观点出发，可以适当地选定凝胶状的材料。另外，作为封入到基材12A的袋的凝胶状的材料，可以适当地采用水系凝胶、聚乙烯醇凝胶等含有在与弹性体的关系上具有极性的液体的凝胶材料。此外，在凝胶材料中具有各种材料。被封入的凝胶材料可以具备根据使用环境而被要求的所需的温度性能，优选为长期不劣化的材料。从该观点出发，可以优选采用具有所需的性能的凝胶材料。在凝胶材料中也可以添加所需的添加剂。
此外，例如，空气那样的气体有时会透过基材12A的袋。因此，在将空气那样的气体封入基材12A的袋的情况下，可以选择气体难以透过基材12A的袋的材料。另外，也可以设置能够向基材12A的袋适当补充空气的机构。例如，基材12A也可以是橡胶球状的构件。
这样，基材12A也可以用由封入有凝胶状的材料的弹性体构成的袋构成。根据该开关装置10A，多个伸缩性应变传感器13a～13d分别沿着基材12A的袋配置。在基材12A的袋中封入有凝胶材料作为内容物。基材12A以膨胀的状态配置于基部11上。在基材12A的顶部21设置有分别安装伸缩性应变传感器13a～13d的一端的安装部。
如图9所示，在俯视时，第1伸缩性应变传感器13a沿着通过基材12A的顶部21且沿着基部11的第1直线m1架设于基材12A的顶部21和基部11中的基材12A突出的周围的第1周边部e1。
第2伸缩性应变传感器13b沿着第1直线m1架设于基材12A的顶部21和位于第1周边部e1的相反侧的第2周边部e2。
第3伸缩性应变传感器13c沿着通过基材12A的顶部21且沿着基部11与第1直线m1正交的第2直线m2架设于基材12A的顶部21和基部11中的基材12A突出的周围的第3周边部e3。
第4伸缩性应变传感器沿着第2直线m2架设于基材12A的顶部21和位于第3周边部e3的相反侧的第4周边部e4。
虽然省略了图示，但伸缩性应变传感器13a～13d的端子46、47分别与输入检测部15连接。输入检测部15构成为能够检测各伸缩性应变传感器13a～13d的静电容量。另外，可以是，在开关装置10A被操作之前的状态下，测定各伸缩性应变传感器13a～13d的静电容量，将该静电容量作为基准值而校正。由此，开关装置10A被操作之前的状态的各伸缩性应变传感器13a～13d的静电容量成为基准值。
根据该开关装置10A，例如，当基材12A的顶部21被手指按压并向右动作时，右侧的伸缩性应变传感器13d松弛，左侧的伸缩性应变传感器13c伸长。此时，左侧的伸缩性应变传感器13c的静电容量尤其变大。因此，基于由输入检测部15检测到的左侧的伸缩性应变传感器13c的静电容量的变化，检测到基材12A的顶部21向右动作了的情况。
同样地，当基材12A的顶部21被手指按压并向左动作时，左侧的伸缩性应变传感器13c松弛，右侧的伸缩性应变传感器13d伸长。此时，右侧的伸缩性应变传感器13d的静电容量尤其变大。因此，基于由输入检测部15检测到的右侧的伸缩性应变传感器13d的静电容量的变化，检测到基材12A的顶部21向左动作了的情况。当基材12A的顶部21被手指按压并向跟前动作时，里侧的伸缩性应变传感器13b伸长。因此，基于里侧的伸缩性应变传感器13b的静电容量的变化，检测到基材12A的顶部21向跟前动作了的情况。当基材12A的顶部21被手指按压并向里侧动作时，跟前侧的伸缩性应变传感器13a伸长。因此，基于跟前侧的伸缩性应变传感器13a的静电容量的变化，检测到基材12A的顶部21向里侧动作了的情况。
这样，在使基材12A的顶部21向前后左右动作了时，检测到相应的输出。另外，不仅在向前后左右动作了的情况下，而且在向右跟前、右里侧等、前后左右的中间位置动作了的情况下，伸缩性应变传感器13a～13d也分别相应地伸长，取得相应的输出。这样，根据相对于基材12A的顶部21沿着正交的2条直线在4个方向上配置有4个伸缩性应变传感器13a～13d的结构，沿着该正交的2条直线，根据基材12A的顶部21的动作，而伸缩性应变传感器13a～13d的静电容量发生变化。由于能够取得相对于基材12A的顶部21沿着正交的2条直线配置的、伸缩性应变传感器13a～13d的静电容量的变化作为输出，因此容易解析基材12A的顶部21如何动作。
而且，在伸缩性应变传感器13a～13d的中间位置被按压那样的情况下，基材12A也相应地变形。并且，被按压了的伸缩性应变传感器伸长，且相对于被按压了的伸缩性应变传感器位于相反侧的伸缩性应变传感器伸长。
因此，能够取得相应的输出。
这样，开关装置10A的基材12A也可以用由封入有凝胶状的材料的弹性体构成的袋构成。在该情况下，如图8所示，伸缩性应变传感器13a～13d可以沿着基材12A的外表面配置。该开关装置10A在按压基材12A的顶部21并使基材12A的顶部21向前后左右动作了时、或在伸缩性应变传感器13a～13d的中间位置被按压了时等，取得与伸缩性应变传感器13a～13d的伸长率相应的输出。然后，根据该输出，检测到输入了怎样的操作。这样，提供具备此前没有的全新的构造及操作性的开关装置10A。该开关装置10A的基材12A用由封入有凝胶状的材料的弹性体构成的袋构成，触感好。因此，与在汽车的车辆内配置那样的硬的触感的开关装置相比，能够提供格外柔软的触感的开关装置。
此外，在此，基材12A例示出用由封入有凝胶状的材料的弹性体构成的袋，但基材12A并不限定于该形态。基材12A可以由实心或中空的弹性体构成。例如，基材12A可以是具有所需的柔软性的弹性体的块。另外，基材12A例如也可以是具有平滑的曲面的半椭圆球或半球面。基材12A可以是实心或部分中空的构件。在基材12A为中空的构件的情况下，可以封入有凝胶状或空气那样的材料，也可以不封入凝胶状或空气那样的材料。另外，基材12A的厚度可以以能够取得适当的柔软性的方式由所需的厚度构成。这样，基材12A可以采用各种形态。这样，通过将基材12A由实心或中空的弹性体构成，从而能够提供柔软的触感的开关装置。
在此，例示了沿着第1直线m1和与第1直线m1正交的第2直线m2在4个方向上配置了伸缩性应变传感器13a～13d的方式。伸缩性应变传感器13a～13d的数量、朝向等只要没有特别提及，则并不限定于上述实施方式。例如，伸缩性应变传感器13a～13d的数量不限于4个，也可以增减到3个、5个、6个等。另外，伸缩性应变传感器13a～13d所配置的朝向也可以从基材12A的顶部21沿周向均等地分散配置。另外，伸缩性应变传感器13a～13d所配置的朝向也可以不从基材12A的顶部21沿周向均等地配置。
这样，根据在此提出的开关装置10、10A，根据基材12的顶部21动作，伸缩性应变传感器13a～13d的静电容量发生变化。并且，能够取得由多个伸缩性应变传感器13a～13d的静电容量的变化引起的输出。这样，能够提供与此前不同的简单的构造且具有新的操作性的开关装置。
以上，对在此公开的开关装置进行了各种说明。只要没有特别提及，则在此列举出的开关装置的实施方式等并不限定本发明。另外，在此公开的开关装置能够进行各种变更，只要不产生特别的问题，则能够适当省略各构成要素或在此提及的各处理，或者能够适当组合。

Claims (10)

1.一种开关装置，其特征在于，具有：
基部；
基材，所述基材从所述基部突出；
多个伸缩性应变传感器，所述多个伸缩性应变传感器分别架设于所述基部中的在所述基材的周围沿周向分离的多个周边部、与所述基材的顶部之间，并且构成为静电容量根据伸长率而变化；以及
输入检测部，所述输入检测部构成为分别取得所述多个伸缩性应变传感器的静电容量的变化，
构成为：输出由所述多个伸缩性应变传感器的静电容量的变化所引起的与操作量的大小相对应的输出。
2.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，
所述多个伸缩性应变传感器包括：
第1伸缩性应变传感器，所述第1伸缩性应变传感器沿着通过所述基材的顶部且沿着所述基部的第1直线架设于所述基材的顶部和所述基部中的所述基材突出的周围的第1周边部；
第2伸缩性应变传感器，所述第2伸缩性应变传感器沿着第1直线架设于所述基材的顶部和位于所述第1周边部的相反侧的第2周边部；
第3伸缩性应变传感器，所述第3伸缩性应变传感器沿着通过所述基材的顶部且沿着所述基部与所述第1直线正交的第2直线架设于所述基材的顶部和所述基部中的所述基材突出的周围的第3周边部；以及
第4伸缩性应变传感器，所述第4伸缩性应变传感器沿着所述第2直线架设于所述基材的顶部和位于所述第3周边部的相反侧的第4周边部。
3.根据权利要求1或2所述的开关装置，其特征在于，
所述基材由实心或中空的弹性体构成，所述伸缩性应变传感器沿着所述基材的外表面配置。
4.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，
所述基材具备台座和以能够摆动的方式安装于台座上的头构件，所述伸缩性应变传感器的一端安装于该头构件。
5.根据权利要求2所述的开关装置，其特征在于，
所述基材具备台座和以能够摆动的方式安装于台座上的头构件，所述伸缩性应变传感器的一端安装于该头构件。
6.根据权利要求4所述的开关装置，其特征在于，
在所述台座与所述头构件之间设置有按压开关。
7.根据权利要求5所述的开关装置，其特征在于，
在所述台座与所述头构件之间设置有按压开关。
8.根据权利要求4～7中任一项所述的开关装置，其特征在于，
具备罩，该罩以覆盖所述头构件及所述多个伸缩性应变传感器的周围的方式安装于所述基部。
9.根据权利要求8所述的开关装置，其特征在于，
在所述罩，在与所述伸缩性应变传感器的中间部对应的部位设置有用于压入伸缩性应变传感器的中间部的操作部。
10.根据权利要求8所述的开关装置，其特征在于，
在所述罩，在与所述伸缩性应变传感器的中间部对应的部位具有操作用的开口。
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