JP2002310824A - 感圧センサ - Google Patents
感圧センサInfo
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- JP2002310824A JP2002310824A JP2001115296A JP2001115296A JP2002310824A JP 2002310824 A JP2002310824 A JP 2002310824A JP 2001115296 A JP2001115296 A JP 2001115296A JP 2001115296 A JP2001115296 A JP 2001115296A JP 2002310824 A JP2002310824 A JP 2002310824A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 構造が簡単で、小型である上、２段階操作を
可能とする。 【解決手段】 接点開閉部１の上方に感圧部２，３，４
を積層する。接点開閉部１は、加圧によるダイヤフラム
８の反転により接点を開閉する。感圧部２，３，４は、
加圧による電極間距離の減少により静電容量を変化させ
る。
可能とする。 【解決手段】 接点開閉部１の上方に感圧部２，３，４
を積層する。接点開閉部１は、加圧によるダイヤフラム
８の反転により接点を開閉する。感圧部２，３，４は、
加圧による電極間距離の減少により静電容量を変化させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、感圧センサに関す
るものである。
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、感圧センサとして、例えば、プリ
ント基板上に電極を形成し、その上に、金属製の中間変
位板、起歪体及び操作ボタンを順次配置したものが公知
である（実用新案登録第３０６９５９４号公報参照）。
ント基板上に電極を形成し、その上に、金属製の中間変
位板、起歪体及び操作ボタンを順次配置したものが公知
である（実用新案登録第３０６９５９４号公報参照）。
【０００３】また、他の感圧センサとして、一対の電極
間に誘電体を配設し、加圧により電極間距離を変化さ
せ、この電極間距離の変化に起因する静電容量の変化に
基づいて圧力を検出可能としたものが公知である（特開
２０００−９７７９４号公報、特開２０００−１０５１
５３号公報等参照）。
間に誘電体を配設し、加圧により電極間距離を変化さ
せ、この電極間距離の変化に起因する静電容量の変化に
基づいて圧力を検出可能としたものが公知である（特開
２０００−９７７９４号公報、特開２０００−１０５１
５３号公報等参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
感圧センサでは、シリコンゴムからなる起歪体の一部を
変形させてドーム状の中間変位板を変位させることによ
り、中間変位板と基板上の電極との静電容量を変化させ
る複雑な構造を有し、動作が安定しない。
感圧センサでは、シリコンゴムからなる起歪体の一部を
変形させてドーム状の中間変位板を変位させることによ
り、中間変位板と基板上の電極との静電容量を変化させ
る複雑な構造を有し、動作が安定しない。
【０００５】また、後者の感圧センサでは、２段階操作
ができず、又、前者の感圧センサには適用不可能な構成
である。
ができず、又、前者の感圧センサには適用不可能な構成
である。
【０００６】そこで、本発明は、構造が簡単で、小型で
ある上、２段階操作が可能な感圧センサを提供すること
を課題とする。
ある上、２段階操作が可能な感圧センサを提供すること
を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、加圧によるダイヤフラムの反
転により接点を開閉する接点開閉部と、加圧による電極
間距離の減少により静電容量を変化させる感圧部とを積
層した構成とするものである。
決するための手段として、加圧によるダイヤフラムの反
転により接点を開閉する接点開閉部と、加圧による電極
間距離の減少により静電容量を変化させる感圧部とを積
層した構成とするものである。
【０００８】この構成により、感圧部を押圧すれば、電
極間距離を変化させて静電容量を電気信号として出力さ
せることができると共に、ダイヤフラムを反転させて接
点を開閉することにより、オン・オフ信号を出力させる
ことができる。そして、接点開閉部と感圧部とを直列接
続すれば、加圧することによりオンし、その後出力を増
減させるような用途に使用することができる。また、接
点開閉部と感圧部とを並列接続すれば、加圧することに
より出力が増減し、ある程度加圧力が大きくなった時点
でオフするような用途に使用することができる。
極間距離を変化させて静電容量を電気信号として出力さ
せることができると共に、ダイヤフラムを反転させて接
点を開閉することにより、オン・オフ信号を出力させる
ことができる。そして、接点開閉部と感圧部とを直列接
続すれば、加圧することによりオンし、その後出力を増
減させるような用途に使用することができる。また、接
点開閉部と感圧部とを並列接続すれば、加圧することに
より出力が増減し、ある程度加圧力が大きくなった時点
でオフするような用途に使用することができる。
【０００９】前記感圧部は、一対の電極間に加圧により
変形する弾性誘電体を配設した構成とすると、この弾性
誘電体と前記ダイヤフラムの弾性係数等を選定すること
により、所望の２段階操作を容易に得ることが可能とな
る点で好ましい。
変形する弾性誘電体を配設した構成とすると、この弾性
誘電体と前記ダイヤフラムの弾性係数等を選定すること
により、所望の２段階操作を容易に得ることが可能とな
る点で好ましい。
【００１０】前記感圧部の両電極は、外周リングにアー
ムを介して駆動円板を均等に弾性支持した構成とする
と、前記操作部による押し下げ動作を安定させることが
できると共に、接点開閉部のダイヤフラムを均等かつス
ムーズに動作せることができる点で好ましい。
ムを介して駆動円板を均等に弾性支持した構成とする
と、前記操作部による押し下げ動作を安定させることが
できると共に、接点開閉部のダイヤフラムを均等かつス
ムーズに動作せることができる点で好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態を添
付図面に従って説明する。
付図面に従って説明する。
【００１２】図１ないし図３は、本実施形態に係る感圧
センサを示す。この感圧センサは、タクタイルスイッチ
１上に、第１電極部材２、シリコンゴム３、第２電極部
材４、及び操作ボタン５を順次積層し、これら積層部品
を前記タクタイルスイッチ１に装着されるカバー６で保
持した構成である。
センサを示す。この感圧センサは、タクタイルスイッチ
１上に、第１電極部材２、シリコンゴム３、第２電極部
材４、及び操作ボタン５を順次積層し、これら積層部品
を前記タクタイルスイッチ１に装着されるカバー６で保
持した構成である。
【００１３】タクタイルスイッチ１は、基板７の上面に
形成した凹部１ａに、ドーム状の反転バネ（ダイヤフラ
ム）８を配設したものである。凹部１ａの外周部分は段
部１ｂとなっている。基板７には、図示しないが、反転
バネ８の外周部に電気接続される電気接続部と、反転バ
ネ８の中心部が接離する接点とがそれぞれ形成されてい
る。前記電気接続部は端子１ｄに、前記接点は端子１ｅ
にそれぞれ接続されている。反転バネ８は、所定寸法押
し込まれることにより反転し、中心部を基板７上の接点
に閉成する接点開閉部を構成している。また、基板７の
側面２箇所には、係止突部１ｃがそれぞれ形成されてい
る。
形成した凹部１ａに、ドーム状の反転バネ（ダイヤフラ
ム）８を配設したものである。凹部１ａの外周部分は段
部１ｂとなっている。基板７には、図示しないが、反転
バネ８の外周部に電気接続される電気接続部と、反転バ
ネ８の中心部が接離する接点とがそれぞれ形成されてい
る。前記電気接続部は端子１ｄに、前記接点は端子１ｅ
にそれぞれ接続されている。反転バネ８は、所定寸法押
し込まれることにより反転し、中心部を基板７上の接点
に閉成する接点開閉部を構成している。また、基板７の
側面２箇所には、係止突部１ｃがそれぞれ形成されてい
る。
【００１４】第１電極部材２及び第２電極部材４は、図
３に示すように、内周側の駆動円板９を、外周リング１
０から４箇所等分に延設したアーム１１によって弾性支
持した構成である。両電極２，４の外周縁部は下方に延
設されている。第１電極部材２は、プランジャ１３を介
して前記タクタイルスイッチ１上に配設される。プラン
ジャ１３は、略円板状で、下面中心部には押圧部１３ａ
が突設されている。なお、第１電極部材２と第２電極部
材４の外周リング１０の間には、リング状のスペーサ１
２が配設される。
３に示すように、内周側の駆動円板９を、外周リング１
０から４箇所等分に延設したアーム１１によって弾性支
持した構成である。両電極２，４の外周縁部は下方に延
設されている。第１電極部材２は、プランジャ１３を介
して前記タクタイルスイッチ１上に配設される。プラン
ジャ１３は、略円板状で、下面中心部には押圧部１３ａ
が突設されている。なお、第１電極部材２と第２電極部
材４の外周リング１０の間には、リング状のスペーサ１
２が配設される。
【００１５】シリコンゴム３は両電極部材２，４の間に
介在して変形可能な誘電体としての役割を果たす。つま
り、前記両電極部材２，４及びシリコンゴム３により、
感圧部を構成する。
介在して変形可能な誘電体としての役割を果たす。つま
り、前記両電極部材２，４及びシリコンゴム３により、
感圧部を構成する。
【００１６】操作ボタン５は、外周側面中央部に鍔部５
ａを形成されている。鍔部５ａは、操作ボタン５を押し
込んだ際、前記タクタイルスイッチ１の段部１ｂの上面
に当接し、それ以上の降下が阻止される。
ａを形成されている。鍔部５ａは、操作ボタン５を押し
込んだ際、前記タクタイルスイッチ１の段部１ｂの上面
に当接し、それ以上の降下が阻止される。
【００１７】カバー６は、金属板の両端部を屈曲させ、
形成された側面部６ａに、前記タクタイルスイッチ１の
係止突部１ｃが係脱する係止孔６ｂが穿設されている。
側面部６ａの先端は外方に向けって斜めに折り曲げら
れ、タクタイルスイッチ１への着脱が容易となってい
る。また、カバー６の中央部には、段部６ｃが形成され
ている。段部６ｃには、前述のように、操作ボタン５の
上端部が押し込み可能に突出する中心孔６ｄが穿設され
ている。前記段部６ｃの下面には、前記操作ボタン５の
鍔部５ａが当接して上動位置を規制している。
形成された側面部６ａに、前記タクタイルスイッチ１の
係止突部１ｃが係脱する係止孔６ｂが穿設されている。
側面部６ａの先端は外方に向けって斜めに折り曲げら
れ、タクタイルスイッチ１への着脱が容易となってい
る。また、カバー６の中央部には、段部６ｃが形成され
ている。段部６ｃには、前述のように、操作ボタン５の
上端部が押し込み可能に突出する中心孔６ｄが穿設され
ている。前記段部６ｃの下面には、前記操作ボタン５の
鍔部５ａが当接して上動位置を規制している。
【００１８】次に、前記構成の感圧センサの動作を説明
する。
する。
【００１９】図２に示す初期状態から操作ボタン５を押
し込むと、ある押圧力に達した時点で、反転バネ８が反
転し、接点が閉成してオン状態となる。反転バネ８は、
プランジャ１３の外周部がタクタイルスイッチ１の段部
１ｂ上面に当接し、それ以上の押し込みが阻止される。
この間、シリコンゴム３が変形して電極間距離が狭くな
り、感圧部の静電容量は徐々に増大する。
し込むと、ある押圧力に達した時点で、反転バネ８が反
転し、接点が閉成してオン状態となる。反転バネ８は、
プランジャ１３の外周部がタクタイルスイッチ１の段部
１ｂ上面に当接し、それ以上の押し込みが阻止される。
この間、シリコンゴム３が変形して電極間距離が狭くな
り、感圧部の静電容量は徐々に増大する。
【００２０】前記感圧センサでは、反転バネ８の強さを
代えれば、接点開閉部がオンするタイミングを調整する
ことができる。すなわち、図４（ａ）に示すように、シ
リコンゴム３の変形初期で反転する反転バネ８を使用す
れば、図５（ａ）に示すように、静電容量が増大する前
に接点開閉部をオン状態とすることができる。また、図
４（ｃ）に示すように、シリコンゴム３が十分に変形し
てから反転する反転バネ８を使用すれば、図６（ａ）に
示すように、静電容量を徐々に増大させた後、接点開閉
部をオン状態とすることができる。また、シリコンゴム
３の弾性係数を変化させれば、押込力に対する静電容量
の変化率を調整することができる。
代えれば、接点開閉部がオンするタイミングを調整する
ことができる。すなわち、図４（ａ）に示すように、シ
リコンゴム３の変形初期で反転する反転バネ８を使用す
れば、図５（ａ）に示すように、静電容量が増大する前
に接点開閉部をオン状態とすることができる。また、図
４（ｃ）に示すように、シリコンゴム３が十分に変形し
てから反転する反転バネ８を使用すれば、図６（ａ）に
示すように、静電容量を徐々に増大させた後、接点開閉
部をオン状態とすることができる。また、シリコンゴム
３の弾性係数を変化させれば、押込力に対する静電容量
の変化率を調整することができる。
【００２１】図７及び図８に、前記感圧センサ１００の
利用例を示す。図７では、タクタイルスイッチ１の接点
開閉部１０１と、両電極２，４及びシリコンゴム３で構
成される感圧部１０２とが直列接続されている。この場
合、図４（ａ）に示すように、操作ボタン５を押し込ん
で、タクタイルスイッチ１の接点開閉部１０１の接点を
閉成した後、図４（ｂ）に示すように、感圧部１０２の
静電容量の変化を出力させることができる。これによ
り、図５（ｂ）に示すように、操作ボタン５を所定寸法
押し込んだ後、出力信号の周波数を出現させ、その後徐
々に低減させることができる。そして、このような回路
構成にすることにより、例えば、携帯電話の電話番号等
のスクロール操作に利用すれば、接点開閉部１０１をオ
ン状態とすることにより所定量ずつ送り、さらに押し込
んで感圧部１０２の静電容量を変化させることにより、
スクロール速度を変化させることが可能となる。また、
テレビゲーム機にも利用可能である。
利用例を示す。図７では、タクタイルスイッチ１の接点
開閉部１０１と、両電極２，４及びシリコンゴム３で構
成される感圧部１０２とが直列接続されている。この場
合、図４（ａ）に示すように、操作ボタン５を押し込ん
で、タクタイルスイッチ１の接点開閉部１０１の接点を
閉成した後、図４（ｂ）に示すように、感圧部１０２の
静電容量の変化を出力させることができる。これによ
り、図５（ｂ）に示すように、操作ボタン５を所定寸法
押し込んだ後、出力信号の周波数を出現させ、その後徐
々に低減させることができる。そして、このような回路
構成にすることにより、例えば、携帯電話の電話番号等
のスクロール操作に利用すれば、接点開閉部１０１をオ
ン状態とすることにより所定量ずつ送り、さらに押し込
んで感圧部１０２の静電容量を変化させることにより、
スクロール速度を変化させることが可能となる。また、
テレビゲーム機にも利用可能である。
【００２２】また、図８では、接点開閉部１０１と感圧
部１０２とが並列接続されている。この場合、図４
（ｃ）に示すように、操作ボタン５を押し込んで感圧部
１０２の静電容量を徐々に大きくし、出力信号の周波数
を低減させた後、図４（ｂ）に示すように、接点開閉部
１０１の接点を閉成し、図６（ｂ）に示すように、出力
をオフ状態とすることができる。そして、このような回
路構成にすることにより、例えば、押し込み過ぎである
旨の警告を電気信号等で操作者に知らせることができ
る。
部１０２とが並列接続されている。この場合、図４
（ｃ）に示すように、操作ボタン５を押し込んで感圧部
１０２の静電容量を徐々に大きくし、出力信号の周波数
を低減させた後、図４（ｂ）に示すように、接点開閉部
１０１の接点を閉成し、図６（ｂ）に示すように、出力
をオフ状態とすることができる。そして、このような回
路構成にすることにより、例えば、押し込み過ぎである
旨の警告を電気信号等で操作者に知らせることができ
る。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ダイヤフラムを備えた接点開閉部と、静電容
量を変化させる感圧部とを積層したので、２段階操作が
可能であるにも拘わらず、小型で簡単な構造とすること
ができる。
によれば、ダイヤフラムを備えた接点開閉部と、静電容
量を変化させる感圧部とを積層したので、２段階操作が
可能であるにも拘わらず、小型で簡単な構造とすること
ができる。
【図１】 本実施形態に係る感圧センサの斜視図であ
る。
る。
【図２】 図１の押込操作前の状態を示す断面図であ
る。
る。
【図３】 図１に示す感圧センサの分解斜視図である。
【図４】 図２に示す状態から操作ボタンを押し込んだ
状態の断面図（ａ）、その状態からさらに操作ボタンを
押し込んだ状態の断面図（ｂ）、及び、図２の状態から
操作ボタンを押し込んだ状態の他の例の断面図（ｃ）で
ある。
状態の断面図（ａ）、その状態からさらに操作ボタンを
押し込んだ状態の断面図（ｂ）、及び、図２の状態から
操作ボタンを押し込んだ状態の他の例の断面図（ｃ）で
ある。
【図５】 図４（ａ）の例に於ける操作ボタンの押し圧
と、感圧部での静電容量の変化及びスイッチ出力を示す
グラフ（ａ）、及び、そのときの押し圧と、出力される
周波数との関係を示すグラフ（ｂ）である。
と、感圧部での静電容量の変化及びスイッチ出力を示す
グラフ（ａ）、及び、そのときの押し圧と、出力される
周波数との関係を示すグラフ（ｂ）である。
【図６】 図４（ｃ）の例に於ける操作ボタンの押し圧
と、感圧部での静電容量の変化及びスイッチ出力を示す
グラフ（ａ）、及び、そのときの押し圧と、出力される
周波数との関係を示すグラフ（ｂ）である。
と、感圧部での静電容量の変化及びスイッチ出力を示す
グラフ（ａ）、及び、そのときの押し圧と、出力される
周波数との関係を示すグラフ（ｂ）である。
【図７】 図１に示す感圧センサの接点開閉部と感圧部
を直列に接続した例を示す回路図である。
を直列に接続した例を示す回路図である。
【図８】 図１に示す感圧センサの接点開閉部と感圧部
を並列に接続した例を示す回路図である。
を並列に接続した例を示す回路図である。
１…タクタイルスイッチ ２…第１電極部材 ３…シリコンゴム ４…第２電極部材 ５…操作ボタン ６…カバー ８…反転バネ １３…プランジャ
───────────────────────────────────────────────────── 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 36/00 Ｈ０１Ｈ 36/00 Ｊ Ｆターム(参考） 2F055 AA39 BB20 CC02 CC11 DD20 EE25 EE35 FF49 GG11 5G006 AA06 AB25 BC03 FB04 5G046 AA11 AC23 AD02
Claims (3)
- 【請求項１】 加圧によるダイヤフラムの反転により接
点を開閉する接点開閉部と、加圧による電極間距離の減
少により静電容量を変化させる感圧部とを積層してなる
ことを特徴とする感圧センサ。 - 【請求項２】 前記感圧部は、一対の電極間に加圧によ
り変形する弾性誘電体を配設した構成であることを特徴
とする請求項１に記載の感圧センサ。 - 【請求項３】 前記感圧部の両電極は、外周リングにア
ームを介して駆動円板を均等に弾性支持した構成である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の感圧センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001115296A JP2002310824A (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | 感圧センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001115296A JP2002310824A (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | 感圧センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002310824A true JP2002310824A (ja) | 2002-10-23 |
Family
ID=18966221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001115296A Pending JP2002310824A (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | 感圧センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002310824A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009146707A (ja) * | 2007-12-13 | 2009-07-02 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | 操作スイッチ用カバー部材 |
| JP2012134030A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Panasonic Corp | 多段スイッチ |
| JP2017100275A (ja) * | 2015-11-20 | 2017-06-08 | マックス株式会社 | 工具 |
| US11154975B2 (en) | 2015-11-20 | 2021-10-26 | Max Co., Ltd. | Tool |
-
2001
- 2001-04-13 JP JP2001115296A patent/JP2002310824A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009146707A (ja) * | 2007-12-13 | 2009-07-02 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | 操作スイッチ用カバー部材 |
| JP2012134030A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Panasonic Corp | 多段スイッチ |
| JP2017100275A (ja) * | 2015-11-20 | 2017-06-08 | マックス株式会社 | 工具 |
| US11154975B2 (en) | 2015-11-20 | 2021-10-26 | Max Co., Ltd. | Tool |
| JP7017022B2 (ja) | 2015-11-20 | 2022-02-08 | マックス株式会社 | 工具 |
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