JP2012215538A - Capacitance type sensor and method for manufacturing the same - Google Patents

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Yoshio Kenmochi
芳雄 釼持
Masayuki Kootani
将之 古尾谷
Tomoki Kawakami
友樹 川上
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a capacitance type sensor capable of performing a stable sensor function and excellent in durability and a method for manufacturing the same: in which non-conductive rubber or elastomer is used except in an upper face part of each of movable electrode parts split into a plurality of portions of a sensor for varying capacitance; in which the rubber or elastomer is prevented from being deformed due to repetitive processing while making use of the original characteristic of the rubber or elastomer, a positioning hole is formed in each of the central positions of sensor constituent members including a sensor substrate, displacement on an XY plane in a circumferential direction and the like is prevented, and an output voltage in each of split fixed electrode part areas is prevented from being deviated; and in which the sensor is housed in an inside in a state that the sensor is positioned at a central position of each sensor constituent member and the circumference of a keypad rubber disposed above the upper face of the sensor with an interval therebetween is formed to be a structure integrally fixed by a laser beam, thereby operability is excellent, restoration performance is improved, and an output signal can be detected in a stable state by using changes in capacitance to a force or acceleration change as an output voltage.SOLUTION: A capacitance type sensor is configured in such a manner that a sensor substrate provided with fixed electrode parts circumferentially split into a plurality of portions, a sensor rubber in which a portion except movable electrode parts each provided in a position facing each of the fixed electrode parts is formed of a non-conductive rubber or a non-conductive elastomer, and a keypad rubber disposed above the upper face of the sensor rubber with an interval therebetween are positioned in regard of respective central parts, positioned in respective circumferential directions or on an XY plane in a rectangular direction, and integrally formed.

Description

本発明は、静電容量の変化に基づいて力の変化を検出する静電容量式力センサーや、静電容量の変化に基づいて加速度の変化を検出する静電容量式センサー及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a capacitive force sensor that detects a change in force based on a change in capacitance, a capacitive sensor that detects a change in acceleration based on a change in capacitance, and a method for manufacturing the same. .

一般に、静電容量式センサーはディスプレイ等に表示されるカーソルの移動操作部等として利用されている。   In general, the capacitance type sensor is used as a moving operation unit of a cursor displayed on a display or the like.

従来のこの種の静電容量式センサーとして、特許文献1が開示されている。すなわち、同文献1の特許請求の範囲は次の通りである。 導電性を有するラバーまたはエラストマーからなる第1の起歪部と、該第1の起歪部よりも硬い金属板の部材からなり、前記第1の起歪部にインサート成形された第2の起歪部と、を有して構成されていることを特徴とする起歪体である。 前記第2の起歪部は、前記第1の起歪部の平板状の入力部にインサート成形されていることを特徴とする請求項1に記載の起歪体である。 静電容量の変化に基づいて力の変化を検出する静電容量式力センサーであって、請求項1又は2に記載の起歪体を備えたことを特徴とする静電容量式力センサーである。前記起歪体に対向して配設された検出電極を更に備え、該検出電極における前記起歪体側の表面には、均一な厚みを持った絶縁性フィルムが配設されていることを特徴とする請求項3記載の静電容量式力センサーである。 前記検出電極が形成された基板と、前記起歪体を前記検出電極と対向する位置に固定するためのケースと、を更に備え、前記ケースは、前記起歪体を内部に収容した状態で前記基板に溶接で固定されていることを特徴とする請求項3又は4記載の静電容量式力センサーである。 前記検出電極が形成された基板と、前記起歪体を前記検出電極と対向する位置に固定するためのケースと、を更に備え、前記ケースは、前記起歪体にインサート成形されていることを特徴とする請求項3又は4記載の静電容量式力センサーである。 特許文献1の明細書「0036」欄には、「力センサー20は、起歪体24を検出電極34、40と対向する位置に固定するためのケース50を備えており、このケース50は、起歪体24を内部に収容した状態で基板22に溶接で固定されている。」旨の記載、及び「0038」欄には、「図10に示されるケース52のように、起歪体24の支持部26Aに予めインサート成形してもよい。」旨の記載がある。Patent Document 1 is disclosed as a conventional capacitive sensor of this type. That is, the scope of claims of Patent Document 1 is as follows. The first strain generating portion made of conductive rubber or elastomer and a metal plate member harder than the first strain generating portion, the second strain forming portion being insert-molded in the first strain generating portion. A strain generating body characterized by having a strain portion. 2. The strain generating body according to claim 1, wherein the second strain generating portion is insert-molded in a flat plate-like input portion of the first strain generating portion. A capacitance type force sensor that detects a change in force based on a change in capacitance, comprising the strain generating body according to claim 1 or 2. is there. It further comprises a detection electrode disposed facing the strain generating body, and an insulating film having a uniform thickness is disposed on the surface of the detection electrode on the strain generating body side. The capacitance type force sensor according to claim 3. A substrate on which the detection electrode is formed; and a case for fixing the strain body at a position facing the detection electrode. The case includes the strain body in a state in which the strain body is accommodated therein. 5. The capacitance type force sensor according to claim 3, wherein the capacitance type force sensor is fixed to the substrate by welding. A substrate on which the detection electrode is formed; and a case for fixing the strain generating body to a position facing the detection electrode. The case is insert-molded on the strain generating body. 5. The capacitive force sensor according to claim 3 or 4, wherein the capacitive force sensor is a capacitive force sensor. In the specification “0036” column of Patent Document 1, “the force sensor 20 includes a case 50 for fixing the strain body 24 at a position facing the detection electrodes 34, 40. In the description of “It is fixed to the substrate 22 by welding in a state where the strain generating body 24 is accommodated in the inside” and the “0038” column, “as in the case 52 shown in FIG. The support portion 26A may be insert-molded in advance ".

特許第4226643号Japanese Patent No. 4226643

上記特許文献1に記載の静電容量式センサーの発明にあっては、感圧型で、静電容量変化を感知しアナログ電圧に変換後、デジタル信号化して変化量が出力されるものである。
しかし、上記第1の起歪部は、導電性を有するラバーまたはエラストマーで形成されるために、非導電性のラバーに比べ繰り返し使用による復帰性能に劣り、力または加速度変化に対する静電容量の変化を安定した状態で検出することが出来ず、安定したセンサー機能を発揮し得ない。
In the invention of the capacitance type sensor described in Patent Document 1, it is a pressure-sensitive type, senses a change in capacitance, converts it into an analog voltage, converts it into a digital signal, and outputs a change amount.
However, since the first strain generating portion is formed of conductive rubber or elastomer, it is inferior in return performance due to repeated use compared to non-conductive rubber, and the capacitance changes with changes in force or acceleration. Cannot be detected in a stable state, and a stable sensor function cannot be exhibited.

また、前記第1の起歪部は、導電性を有するラバーまたはエラストマーから構成されているために、本来のシリコーンゴムなどのラバーや非導電性のエラストマーに比べ、センサーに圧力が加わると圧縮され、形状が変化するが、該第1の起歪部への圧力を抜いたときの形状復帰に問題がある。さらに、上記導電ゴム等の使用では、通常のシリコーンゴム等の単体に比べ形状復帰が弱くなる一方、導電材であるカーボン含有量が少なくなると可動電極としての静電容量の検知が出来なくなり、逆にカーボン含有量を多くすると、可動電極の元の形状位置への復帰がしにくくなるため静電容量のゼロ点が不安定となる。   Further, since the first strain generating portion is made of conductive rubber or elastomer, the first strain generating portion is compressed when pressure is applied to the sensor, compared to rubber such as original silicone rubber or non-conductive elastomer. Although the shape changes, there is a problem in the shape recovery when the pressure to the first strain generating portion is released. Further, when the conductive rubber is used, the shape recovery is weaker than that of a normal silicone rubber or the like. On the other hand, if the carbon content of the conductive material is reduced, the capacitance as the movable electrode cannot be detected. If the carbon content is increased, it becomes difficult to return the movable electrode to the original shape position, and the zero point of the capacitance becomes unstable.

上記特許文献1のセンサーラバー形状は非常に不安定な形状となっている。とくにセンサーラバーのZ軸(XY平面に対し垂直方向)寸法を安定させる形状になっていない。前記センサーラバーのZ軸寸法を決める部分は底部外周角部がR形状に縁取り加工されているのみである。このR形状に縁取り加工されている部分の潰れ量によって静電容量の原点出力が左右される。センサーラバーのZ軸方向の押圧はセンサーラバーの底部外周面から外側下方に向けて延出するセンサーラバー保持部に依存されるが、この部分も導電ゴムで形成されているために安定した押圧性能及びもとの位置への復帰性能は非導電性ゴム等に比べて劣る。   The sensor rubber shape of Patent Document 1 is a very unstable shape. In particular, the sensor rubber is not shaped to stabilize the Z-axis (perpendicular to the XY plane) dimension. The only part that determines the Z-axis dimension of the sensor rubber is that the bottom outer peripheral corner is trimmed into an R shape. The origin output of the capacitance depends on the amount of crushing of the portion edged into the R shape. The Z-axis direction pressure of the sensor rubber depends on the sensor rubber holding part that extends outward and downward from the outer peripheral surface of the bottom part of the sensor rubber, but this part is also made of conductive rubber, so stable pressing performance And the return performance to the original position is inferior compared to non-conductive rubber or the like.

さらに、上記特許文献1のセンサーラバーの裏面の可動電極を構成する導電性ラバーと、これに対向する基板パターンとの空間は、両者が接触した状態では断面クサビ型の傾斜した空間構造となっている。この傾斜した空間構造の変形に伴い静電容量を感知し数値を出力する。   Furthermore, the space between the conductive rubber that constitutes the movable electrode on the back surface of the sensor rubber of Patent Document 1 and the substrate pattern that faces the conductive rubber has an inclined space structure with a wedge-shaped cross section when they are in contact with each other. Yes. Along with the deformation of the inclined spatial structure, the capacitance is sensed and a numerical value is output.

しかし、その断面クサビ型の傾斜した空間は必ずしも空気による誘電体で占有されていなくても良いことが今回の本発明者の実験により判明した。逆に、空気でその傾斜した空間を占有していると、空気の環境変化による静電容量の影響が大きいために温度、湿度によって著しく変化してしまう原因となる。しかし、従来の誘電体は電極板間に紙やガラス等の変形しない電極板間の距離が一定の誘電体を介在させているのが実情である。
また、導電ゴムの場合、繰り返しキー操作をすることによりセンサーラバー裏面と基板パターンの傾斜した空間距離も安定しない結果、静電容量の安定化が図れないことも判明した。
However, the present inventor's experiment has revealed that the wedge-shaped inclined space of the cross section does not necessarily have to be occupied by a dielectric made of air. On the other hand, if the inclined space is occupied with air, the influence of the capacitance due to the environmental change of the air is large, which causes a significant change depending on the temperature and humidity. However, in the conventional dielectric, a dielectric material having a constant distance between electrode plates such as paper and glass that are not deformed is interposed between the electrode plates.
In the case of conductive rubber, it has also been found that, by repeatedly operating the keys, the spatial distance between the back surface of the sensor rubber and the substrate pattern is not stable, so that the capacitance cannot be stabilized.

上記特許文献1において、静電容量式センサーとして重要なことは、基板の各検出電極と対向する位置に設ける起歪体の導体部の位置づれがなく両者を正確な位置で位置決めして組み立てることについては何ら言及されていないが、実はセンサーを製品化する上で基板と起歪体との位置決めは非常に重要なことである。その理由は、各分割された静電容量検出区域が各区域でずれるということは静電容量変化に伴う出力電圧の検出に当たり各検出電極の区域において出力電圧のずれが生じ、センサーとしての本来の役割を果たすことができないことを意味するからである。特に、静電容量式センサーの小型化例えば直径が10mm以下又は10mm角以下に形成する場合は、一層、センサーラバーと基板との中心部及びXY平面での位置合わせが重要となる。   In the above Patent Document 1, what is important as a capacitance type sensor is that the conductor part of the strain generating body provided at the position facing each detection electrode of the substrate is not positioned and is assembled by positioning both at an accurate position. Although there is no mention about, the positioning of the substrate and the strain generating body is very important in commercializing the sensor. The reason is that each divided capacitance detection area is shifted in each area. When the output voltage is detected due to the capacitance change, the output voltage shifts in each detection electrode area. It means that it cannot play a role. In particular, when the capacitance type sensor is downsized, for example, when the diameter is formed to be 10 mm or less or 10 mm square or less, the alignment between the center portion of the sensor rubber and the substrate and the XY plane becomes more important.

また、上記特許文献1には、起歪体24を内部に収容したケース50が基板22に溶接で固定されている構造であるために、基板への位置決め固定が困難である上に溶接作業のために各溶接個所をスポット的に溶接する必要上、量産化に不向きである等の難点があった。   Further, in Patent Document 1, since the case 50 in which the strain generating body 24 is housed is fixed to the substrate 22 by welding, positioning and fixing to the substrate is difficult, and welding work is performed. For this reason, there is a problem that it is not suitable for mass production because it is necessary to weld each welding spot in a spot manner.

しかも、上記特許文献1の大きな欠点は、起歪体上方に該起歪体を押圧するキーパッドラバー及び又はキートップをセットメーカーが後付けで搭載する構造であるために、該キーパッドラバー及び又はキートップを搭載時に起歪体との間に常に一定の間隔をおいて設置する必要があるが、セットメーカーが後付けで搭載するときにキートップラバーを起歪体に近接し過ぎて取り付ける場合が生じる。この場合はセンサーの作動トラブルが生じる。反対に、起歪体とキーパッドラバーの間隔が空き過ぎるとキートップ等の作動部を押してもセンサーが直ちに作動しないためにセンサーの操作指示とセンサー指示に基づく動作との間にずれが生じセンサー本来の機能を発揮できないこととなり、操作性の悪いセンサーということになる。   In addition, the major disadvantage of the above-mentioned Patent Document 1 is that the keypad rubber and / or key top that presses the strain generating body above the strain generating body is mounted by a set maker, so that the key pad rubber and / or When installing the key top, it is necessary to always install it at a certain distance from the strain body. However, when installing as a retrofit, the set maker may attach the key top rubber too close to the strain body. Arise. In this case, a sensor operation trouble occurs. On the other hand, if the space between the strain-generating body and the keypad rubber is too large, the sensor will not operate immediately even if the operating part such as the key top is pressed, causing a deviation between the sensor operation instruction and the operation based on the sensor instruction. This means that the original function cannot be achieved and the sensor is poor in operability.

本発明の目的は、静電容量式センサーとしての操作性及び作動生が良く、複数に分割された各静電容量をそれぞれ正確に検出するために、各可動電極部を押してもセンサー基板の固定電極部で出力電圧を検出する際に分割した各固定電極区域において出力電圧の位置ずれによる誤差が生じないようにそれぞれの固定電極区域の同じ箇所においては均等に出力電圧が得られるようにキーパッドを含めた一体型の完成品として組み立てられた静電容量式センサー及びその製造方法を提供することにある。   The object of the present invention is that the operability and operation as a capacitance type sensor is good, and in order to accurately detect each divided capacitance, the sensor substrate can be fixed even if each movable electrode portion is pressed. Keypad so that the output voltage is evenly obtained at the same location in each fixed electrode area so as not to cause an error due to the displacement of the output voltage in each fixed electrode area divided when detecting the output voltage at the electrode section It is an object to provide a capacitance type sensor assembled as an integrated finished product including the same and a manufacturing method thereof.

また、本発明の目的は、静電容量を変化させるセンサーの複数に分割された各可動電極部の上面部を除いて非導電性のラバー又はエラストマーを使用し、ラバー又はエラストマー本来の特性を活かしつつラバー又はエラストマーの繰り返し操作に対する変形防止を図るとともにセンサー基板を含めたセンサー構成部材のそれぞれの中心位置に位置決め用穴の形成と、円周方向等のXY平面上の位置ずれを防止し、分割された各固定電極部区域での出力電圧のずれが生じないようにし、各センサー構成部材の中心位置で位置決めした状態で前記センサーを内部に収納し、該センサー上面と間隔をおいて配設したキーバッドラバーの周縁をレーザー光線により一体に固定する構造に形成することにより、操作性が良く、ラバーの復帰性能の向上を図ることができ、力または加速度変化に対する静電容量の変化を出力電圧として安定した状態で出力信号を検出することが出来、安定したセンサー機能を発揮し、かつ耐久性に優れた静電容量式センサー及びその製造方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to use non-conductive rubber or elastomer except for the upper surface of each movable electrode section divided into a plurality of sensors that change capacitance, and take advantage of the inherent characteristics of rubber or elastomer. While preventing deformation of rubber or elastomer during repeated operations, positioning holes are formed at the center positions of the sensor components including the sensor substrate, and displacement on the XY plane such as in the circumferential direction is prevented and divided. The output voltage is not shifted in each fixed electrode section, and the sensor is housed in the state of being positioned at the center position of each sensor component, and is disposed at a distance from the upper surface of the sensor. By forming the structure of the keypad rubber bar so that the periphery of the keypad rubber bar is fixed integrally with the laser beam, the operability is improved and the rubber return performance is improved. Capacitance type that can detect output signals in a stable state with the output voltage as a change in capacitance due to force or acceleration change, exhibits stable sensor function, and has excellent durability It is to provide a sensor and a manufacturing method thereof.

さらに、本発明の目的は、非導電性ラバー又は非導電性エラストマーからなるセンサーラバーにおいて、円周方向等の平面に沿って複数に分割した各可動電極部区域に、印刷、スパッタリング等による導電膜の形成または導電メッシュ層を形成し、該分割された各可動電極部の外周縁部から外側に延出する前記非導電性ラバー又は非導電性エラストマーと同一素材のセンサーラバー保持部の基部がセンサー基板と当接し該センサーラバー保持部の基部上に一体的に形成した補強用金属板の一部が外側に延出する延出部を形成し、該延出部を基板上に位置決めしてレーザー光線で固定することによりセンサーの繰り返し使用に対して静電容量の変化を安定して検出し、かつ精度良く検出できる静電容量式センサー及びその製造方法を提供することにある。   Furthermore, an object of the present invention is to provide a conductive film by printing, sputtering, etc. on each movable electrode section divided into a plurality along a plane such as a circumferential direction in a sensor rubber made of non-conductive rubber or non-conductive elastomer. Or a base portion of a sensor rubber holding portion made of the same material as the non-conductive rubber or non-conductive elastomer extending outward from the outer peripheral edge of each of the divided movable electrode portions. A reinforcing metal plate integrally formed on the base portion of the sensor rubber holding portion in contact with the substrate forms an extending portion that extends outward, and the extending portion is positioned on the substrate to position the laser beam. To provide a capacitance type sensor capable of stably detecting a change in capacitance with repeated use of the sensor and accurately detecting the change, and a method for manufacturing the same. Located in.

そして本発明の目的は、センサーラバーが導電性ラバー又は導電性エラストマーであっても、該導電性材料を配合したセンサーラバーと、該センサーラバーの上面と間隔をおいて上方に配置するキーパッドラバーとを、中心部及び周縁部のそれぞれにおいて位置合わせした状態で一体に組み合わせることによりキーパッドラバーへの圧力を抜いたときのセンサーラバーの形状復帰は迅速に復帰し、前記キーパッドラバーにより間隔をおいて被覆保護され、かつ、キーパッドラバー及びセンサーラバーの各中心部の位置決めと円周方向又は矩形のXY平面上での位置決めをした状態で一体に形成することにより静電容量式センサーとしての操作性及び作動生が良く、複数に分割された各静電容量をそれぞれ正確に検出することができるようにしたものである。また、センサーラバーの基部から外側に延出する補強用金属板と、該センサーラバーの天面上方に間隔を置いて配設するキーパッドラバーの周縁部に設けた補強用金属板と、補強用金属板を有しない硬質材からなるセンサー基板又はフレキシブルなセンサー基板の裏面に設けた補強用金属板とを各中心部と各周縁部のXY平面上での位置合わせをした状態でレーザー光線により一体化構造とすることにより精度の高い静電容量式センサーを得ることを目的とする。   An object of the present invention is to provide a sensor rubber in which the conductive material is blended and a keypad rubber that is disposed above the upper surface of the sensor rubber even when the sensor rubber is a conductive rubber or a conductive elastomer. Are integrated together in a state where they are aligned at the center and the peripheral portion, the shape recovery of the sensor rubber when the pressure on the keypad rubber is released quickly returns, and the keypad rubber allows the interval to be restored. As a capacitive sensor, the cover is protected and formed integrally in a state where the central portions of the keypad rubber and the sensor rubber are positioned and positioned on the circumferential direction or the rectangular XY plane. It has good operability and operational life, and can accurately detect each of the divided capacitances. It is intended. Further, a reinforcing metal plate extending outward from the base portion of the sensor rubber, a reinforcing metal plate provided at a peripheral portion of the keypad rubber disposed at a distance above the top surface of the sensor rubber, and a reinforcing metal plate Integrated with a laser beam in a state where the center part and the peripheral part are aligned on the XY plane with a sensor board made of a hard material that does not have a metal plate or a reinforcing metal plate provided on the back side of the flexible sensor board. An object of the present invention is to obtain a high-accuracy capacitive sensor by adopting a structure.

本発明に係る静電容量式センサーは、円周方向に複数に分割された固定電極部を備えたセンサー基板と、該各固定電極部とそれぞれ対向する位置に設けた可動電極部を除いた部位を非導電性ラバー又は非導電性エラストマーで形成したセンサーラバーと、該センサーラバーの上面と間隔をおいて上方に配置するキーパッドラバーとが、各中心部の位置決めと各円周方向、又は矩形方向のXY平面上で位置決めをして一体に形成したことを特徴とする。   The capacitance type sensor according to the present invention includes a sensor substrate having a fixed electrode portion divided into a plurality of portions in the circumferential direction, and a portion excluding a movable electrode portion provided at a position facing each of the fixed electrode portions. A sensor rubber formed of non-conductive rubber or non-conductive elastomer, and a keypad rubber disposed above and spaced from the upper surface of the sensor rubber is positioned at each central portion and in each circumferential direction or rectangular shape. It is characterized by being integrally formed by positioning on the XY plane in the direction.

本発明に係る静電容量式センサーは、センサー基板上の同一円周方向に沿って複数に分割した固定電極部に対向する位置に可動電極部を備えたセンサーラバーであって、該センサーラバーの可動電極部を除いた部位は非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーで形成し、前記可動電極部は導電膜または柔軟に変形、伸縮する導電メッシュ層により一体に形成するとともに各可動電極部に対応する区域のセンサーラバー上面に顕出する補強用金属板を前記センサーラバーと一体に形成し、該センサーラバーの外周縁部から外側に延出する同一素材のセンサーラバー保持部の基部がセンサー基板と当接し該センサーラバー保持部の基部上に該基部の厚みより薄厚の補強用金属板を前記基部から外側に延出させて一体に形成するとともに、上記センサーラバーを内部に収納して該センサーラバー上面と距離をおいて設けるキーパッドラバーは中心部の各位置決め用穴を介して中心部の位置決めと該キーパッドラバー周縁に設けた補強用金属板が前記センサーラバーの複数箇所において位置決めした状態で周縁又はコーナーの複数個所を前記基板上にレーザー光線により一体に固定したことを特徴とする。   An electrostatic capacitance sensor according to the present invention is a sensor rubber having a movable electrode portion at a position facing a fixed electrode portion divided into a plurality along the same circumferential direction on the sensor substrate, The parts excluding the movable electrode part are made of non-conductive rubber or non-conductive elastomer, and the movable electrode part is integrally formed with a conductive film or a conductive mesh layer that flexibly deforms and expands and corresponds to each movable electrode part A reinforcing metal plate that is exposed on the upper surface of the sensor rubber in the area to be formed is formed integrally with the sensor rubber, and the base of the sensor rubber holding portion of the same material extending outward from the outer peripheral edge of the sensor rubber is connected to the sensor substrate. A reinforcing metal plate having a thickness smaller than the thickness of the base portion is formed on the base portion of the sensor rubber holding portion so as to extend outward from the base portion, and is integrally formed. The keypad rubber that is housed in the server rubber and provided at a distance from the upper surface of the sensor rubber is positioned at the center through the positioning holes in the center and the reinforcing metal plate provided at the periphery of the keypad rubber A plurality of peripheral or corner portions are integrally fixed on the substrate by a laser beam in a state where the sensor rubber is positioned at a plurality of locations.

本発明に係る静電容量式センサーは、請求項1において、剛性またはフレキシブルな樹脂材からなるセンサー基板上の円周方向に沿って複数に分割された固定電極部に対向する位置で、同じ数に分割された可動電極部を備えたセンサーラバーであって、該センサーラバーの可動電極部を除いた部位は非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーで形成し、該非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーは各固定電極部と対向する可動電極部の円周方向に沿って複数に分割した区域に、導電膜6aの形成または柔軟に変形、伸縮する導電メッシュ層6bを一体に形成し、前記センサー基板がフレキシブルなセンサー基板である場合は、さらに該センサー基板の裏面に円形状金属製補強板を固着するとともに該円形状金属補強板の周縁部をセンサー基板の厚み相当に立ち上げ、さらに横方向に延出部を形成し、該延出部とセンサー基板と上記センサーラバー及びキーパッドラバーの各補強用金属板とをレーザー光線により一体に固定したことを特徴とする。   The capacitance type sensor according to the present invention is the same as that in claim 1, at the position facing the fixed electrode portion divided into a plurality along the circumferential direction on the sensor substrate made of a rigid or flexible resin material. A sensor rubber having a movable electrode portion divided into two, wherein a portion of the sensor rubber excluding the movable electrode portion is formed of a non-conductive rubber or a non-conductive elastomer, and the non-conductive rubber or the non-conductive elastomer Is formed integrally with a conductive mesh layer 6b that is formed into a conductive film 6a or is flexibly deformed and stretched in an area divided into a plurality along the circumferential direction of the movable electrode part facing each fixed electrode part. Is a flexible sensor substrate, a circular metal reinforcing plate is further fixed to the back surface of the sensor substrate, and the periphery of the circular metal reinforcing plate is attached to the sensor. Starting up to a thickness equivalent to the substrate, and further forming an extending portion in the lateral direction, the extending portion, the sensor substrate, and the reinforcing metal plates of the sensor rubber and keypad rubber are integrally fixed by a laser beam. Features.

本発明に係る静電容量式センサーは、請求項1において、前記センサー基板上の各固定電極部と対向する各可動電極部相当部位の非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーで形成した裏面が断面斜め下方に傾斜したクサビ状凸部に形成され、該クサビ状凸部表面に導電膜又は柔軟に変形、伸縮する導電メッシュ層の可動電極部を形成し、該断面斜めに傾斜したクサビ状凸部と固定電極部間で空間を形成したことを特徴とする。   The capacitive sensor according to the present invention is the capacitive sensor according to claim 1, wherein the back surface formed of a non-conductive rubber or a non-conductive elastomer in a portion corresponding to each movable electrode portion facing each fixed electrode portion on the sensor substrate is a cross-section. A wedge-shaped convex portion which is formed on a wedge-shaped convex portion inclined obliquely downward, and a movable electrode portion of a conductive mesh layer which is deformed and stretched flexibly is formed on the surface of the wedge-shaped convex portion, and the wedge-shaped convex portion is inclined obliquely And a space is formed between the fixed electrode portions.

本発明に係る静電容量式センサーは、請求項1において、前記センサー基板上の各固定電極部と、該各固定電極部に対向する位置の可動電極部との間に形成される空間に、該センサーラバーの押圧に伴う形状復帰を維持するゲル状柔軟材の誘電体を充填したことを特徴とする。   In the capacitive sensor according to the present invention, in claim 1, the space formed between each fixed electrode portion on the sensor substrate and the movable electrode portion at a position facing each fixed electrode portion, It is characterized in that it is filled with a dielectric material of a gel-like flexible material that maintains the shape recovery accompanying the pressing of the sensor rubber.

本発明に係る静電容量式センサーは、請求項1において、センサーラバーの基部から外側に延出する補強用金属板と、該センサーラバーの天面上方に間隔を置いて配設するキーパッドラバーの周縁部に設けた補強用金属板と、硬質材からなるセンサー基板又はフレキシブルなセンサー基板の裏面に設けた補強用金属板とをレーザー光線により一体化したことを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a capacitive sensor according to the first aspect, wherein a reinforcing metal plate extending outward from a base portion of the sensor rubber and a keypad rubber disposed at a distance above the top surface of the sensor rubber. The reinforcing metal plate provided on the peripheral edge of the substrate and the reinforcing metal plate provided on the back surface of the sensor substrate made of a hard material or the flexible sensor substrate are integrated by a laser beam.

本発明に係る静電容量式センサーは、導電性ラバー又は導電性エラストマーからなる可動電極を備えたセンサーラバーと、該センサーラバーの上面と間隔をおいて上方に配置するキーパッドラバーと、前記可動電極に対応した位置に固定電極を備えるとともに裏面に補強用金属板を設けない硬質材からなるセンサー基板又は裏面に補強用金属板を設けたフレキシブルなセンサー基板とを、各中心部に設けた透孔による位置決めと各円周方向又は矩形のXY平面上での位置決めをして一体に形成し、かつ前記センサーラバー上面に顕出する補強用金属板を前記センサーラバーと一体に形成し、該センサーラバーの外周縁部から外側に延出する同一素材のセンサーラバー保持部の基部がセンサー基板と当接し該センサーラバー保持部の基部上に該基部の厚みより薄厚の補強用金属板を前記基部から外側に延出させて一体に形成し、上記センサーラバーを内部に収納して該センサーラバー上面と距離をおいて設けるキーパッドラバーは中心部の各位置決め用穴を介して中心部の位置決めと該キーパッドラバー周縁に設けた補強用金属板が前記センサーラバーの複数箇所において位置決めした状態で周縁又はコーナーの複数個所を前記基板上にレーザー光線により一体に固定したことを特徴とする。   The capacitance type sensor according to the present invention includes a sensor rubber having a movable electrode made of conductive rubber or conductive elastomer, a keypad rubber disposed above the sensor rubber with a gap from the upper surface, and the movable sensor. A sensor substrate made of a hard material provided with a fixed electrode at a position corresponding to the electrode and not provided with a reinforcing metal plate on the back surface, or a flexible sensor substrate provided with a reinforcing metal plate on the back surface is provided at each central portion. Positioning by holes and positioning in each circumferential direction or rectangular XY plane are integrally formed, and a reinforcing metal plate appearing on the upper surface of the sensor rubber is formed integrally with the sensor rubber, and the sensor The base part of the sensor rubber holding part made of the same material extending outward from the outer peripheral edge of the rubber comes into contact with the sensor substrate and is on the base part of the sensor rubber holding part. A keypad rubber that is integrally formed by extending a reinforcing metal plate that is thinner than the thickness of the portion outward from the base, and that houses the sensor rubber inside and is spaced from the upper surface of the sensor rubber is a central portion With the positioning of the central portion through each of the positioning holes and the reinforcing metal plate provided at the periphery of the keypad rubber positioned at a plurality of positions of the sensor rubber, a plurality of peripheral edges or corners are formed on the substrate by a laser beam. It is characterized by being fixed integrally.

本発明に係る静電容量式センサーの製造方法は、中心部に位置決め用穴を穿設したフレキシブルなセンサー基板を収納し、周縁に固定用フランジを有し、中心部に位置決め用穴を穿設した補強用金属板と、前記センサー基板表面の同一円周方向に沿って複数に分割した各固定電極部と対向する位置に形成する複数に分割した可動電極部を除いた部位が非導電性シリコーンゴム又は非導電性熱可塑性エラストマーの素材でセンサーラバーを形成し、該センサーラバーの外周縁から外側に延出する同一素材のセンサーラバー保持部を備え、センサーラバーの中心部の天面に補強用金属板及び前記センサー保持部の基部に外側に延出する補強用金属板を備えるとともに前記各可動電極部を導電膜または伸縮自在な導電メッシュ層により形成し、かつ中心部に位置決め用穴を穿設したセンサーラバーと、前記センサーラバーの天面から上方に間隔をおいて配置し、前記センサーラバーと同一素材で形成し、キーパッドラバーの中心部の天面に補強用金属板を設けるとともに前記キーパッドラバーの保持部の基部に外側に延出する補強用金属板を備えるとともに中心部に位置決め用穴を穿設したキーパッドラバーとを、前記各中心部に位置決め用穴を一致させて周縁部の各補強用金属板同士を重ねた状態でレーザー光線にて一体に固定したことを特徴とする。   The method for manufacturing a capacitance sensor according to the present invention accommodates a flexible sensor substrate having a positioning hole in the center, has a fixing flange on the periphery, and has a positioning hole in the center. The portion except for the reinforcing metal plate and the plurality of movable electrode portions formed at positions facing the fixed electrode portions divided into a plurality along the same circumferential direction on the surface of the sensor substrate is non-conductive silicone. The sensor rubber is made of rubber or non-conductive thermoplastic elastomer material, and the sensor rubber holding part of the same material that extends outward from the outer periphery of the sensor rubber is provided for reinforcement on the top surface of the center part of the sensor rubber. A metal plate and a reinforcing metal plate extending outward at the base of the sensor holding portion, and each movable electrode portion is formed of a conductive film or a stretchable conductive mesh layer; and A sensor rubber with a positioning hole in the center and a space above the top surface of the sensor rubber, spaced from the top surface, made of the same material as the sensor rubber, and on the top surface at the center of the keypad rubber A keypad rubber provided with a reinforcing metal plate and provided with a reinforcing metal plate extending outward at a base portion of the holding portion of the keypad rubber and having a positioning hole formed in the central portion is provided at each central portion. The positioning holes are made to coincide with each other and the reinforcing metal plates in the peripheral portion are overlapped with each other and fixed together with a laser beam.

本発明に係る静電容量式センサーは、複数に分割された固定電極部を備えたセンサー基板と、該各固定電極部とそれぞれ対向する位置に可動電極部を備え、かつ該センサー基板の上方に配置するセンサーラバーと、該センサーラバーと間隔をおいて上方に配置するキーパッドラバーとをそれぞれに設けた中心部の位置決め用穴に合わせるとともに周縁部もレーザー光線にて一体に形成したので、静電容量式センサーとしての操作性及び作動生が良く、複数に分割された各静電容量をそれぞれの箇所で正確に検出することができる。また、中心部及び周縁部での位置決めが正確にされているので、各可動電極部のどの位置を押してもセンサー基板の固定電極部で出力電圧を検出する際に分割した各固定電極区域において出力電圧の位置ずれによる誤差を生じることが無く、それぞれの固定電極区域の同じ箇所においては均等に出力電圧が得られる。   A capacitance type sensor according to the present invention includes a sensor substrate having a plurality of fixed electrode portions, movable electrode portions at positions facing the respective fixed electrode portions, and above the sensor substrate. The sensor rubber to be placed and the keypad rubber to be placed above the sensor rubber at an interval are aligned with the positioning holes in the center and the peripheral part is also formed integrally with the laser beam. Operability and operation as a capacitive sensor are good, and each electrostatic capacity divided into a plurality of parts can be accurately detected at each location. In addition, since the positioning at the center and the peripheral part is made accurate, no matter which position of each movable electrode part is pressed, output is performed in each fixed electrode area divided when the output voltage is detected by the fixed electrode part of the sensor substrate. An error due to voltage misalignment does not occur, and an output voltage can be obtained uniformly at the same location in each fixed electrode area.

本発明に係る静電容量式センサーは、可動電極部を除いた部位を非導電性のラバー又はエラストマーで形成し、圧縮、収縮、原形復帰の繰り返し操作に対し、非導電性のラバー又はエラストマーとセンサーラバーの可動電極部位相当のラバーの天面に形成したことが相俟って繰り返し使用に十分耐え、かつ繰り返し操作に対するセンサーラバーの原形復帰が確実に行われる。またセンサーラバーの繰り返し使用に対する変形防止が図られる。またセンサーラバーの原形復帰性能の向上を図ることができ、力または加速度変化に対する静電容量の変化を安定した状態で検出することが出来る。   The capacitance type sensor according to the present invention is formed by forming a portion excluding the movable electrode portion with a non-conductive rubber or elastomer, and with a non-conductive rubber or elastomer for repeated operations of compression, contraction, and restoration of the original shape. Together with the formation on the top surface of the rubber corresponding to the movable electrode portion of the sensor rubber, it can withstand repeated use sufficiently, and the sensor rubber can be restored to its original shape with respect to repeated operation. In addition, deformation of the sensor rubber can be prevented against repeated use. In addition, the return performance of the sensor rubber can be improved, and a change in capacitance with respect to a change in force or acceleration can be detected in a stable state.

本発明に係る静電容量式センサーは、センサーラバーの可動電極部相当部位の天面に顕出する補強用金属板と、センサーラバーの外周縁部から延出したセンサーラバー保持部と、該センサーラバー保持部の補強用金属板と、可動電極部が同一金型内で一体に成形され、かつ中心部に位置決め用穴を形成するので、360度どの方向でも均一にZ方向にテンションをかけることができる。また、センサーラバーの底面と補強用金属板底面は一体成形されるので該補強用金属板を、中心部に位置決め用穴を形成した基板の金属部又は補強用金属板にレーザー光線溶接したときにセンサーラバーの位置がずれることが無く補強用金属板底面が基板上又は補強用金属板に安定して設置される。   A capacitance type sensor according to the present invention includes a reinforcing metal plate that appears on the top surface of the portion corresponding to the movable electrode portion of the sensor rubber, a sensor rubber holding portion that extends from the outer peripheral edge of the sensor rubber, and the sensor The reinforcing metal plate of the rubber holding part and the movable electrode part are integrally formed in the same mold and the positioning hole is formed in the center part, so that the tension is uniformly applied in any direction in 360 degrees. Can do. In addition, since the bottom surface of the sensor rubber and the bottom surface of the reinforcing metal plate are formed integrally, the sensor is used when the reinforcing metal plate is laser beam welded to the metal portion of the substrate or the reinforcing metal plate in which the positioning hole is formed in the central portion. The bottom of the rubber plate is not displaced and the bottom surface of the reinforcing metal plate is stably installed on the substrate or the reinforcing metal plate.

さらに、従来のセンサーラバーと補強用金属板とは個別に製作された後に組み立てるので、組み立て時の位置決め精度が良くないのに対して本発明では、センサーラバーの外周縁の一部を外側に突出させたセンサーラバー保持部の基部と補強用金属板とを一体成形により固着せしめる構成としたので、センサーラバーと補強用金属板との位置決め精度が格段に向上し、センサーラバーがセンサー基板上で360度の方向に位置ずれすることが解消された。   Furthermore, since the conventional sensor rubber and the reinforcing metal plate are assembled after being manufactured separately, the positioning accuracy during assembly is not good, whereas in the present invention, a part of the outer peripheral edge of the sensor rubber protrudes outward. Since the base portion of the sensor rubber holding portion and the reinforcing metal plate are fixed together by integral molding, the positioning accuracy of the sensor rubber and the reinforcing metal plate is remarkably improved, and the sensor rubber is 360 on the sensor substrate. Displacement in the direction of degrees was resolved.

本発明は、断面斜めに傾斜した凸部の表面に形成した可動電極部とこれに対向する固定電極部との空間にセンサーラバーの形状復帰を維持するゲル状柔軟剤の誘電体が一体成形時に形成されるので、センサーラバー叩打部の補強用金属板と相俟ってセンサーラバーの形状復帰が維持される。   In the present invention, the dielectric material of the gel-like softening agent that maintains the shape recovery of the sensor rubber is integrally formed in the space between the movable electrode portion formed on the surface of the convex portion inclined obliquely and the fixed electrode portion facing the movable electrode portion. Since it is formed, the shape recovery of the sensor rubber is maintained in combination with the reinforcing metal plate of the sensor rubber hitting portion.

本発明は、センサーラバー保持部を保護する補強用金属板は前記センサーラバーと一体に成形したので、センサーラバー底面、センサーラバー保持部の基部底面及び補強用金属板はレーザー光線溶接時に同一面に形成されるので、センサーラバーをセンサー基板又は補強用金属板に固定するときに組み立て精度が大幅に向上し、センサー出力の安定性に寄与する。   In the present invention, the reinforcing metal plate for protecting the sensor rubber holding portion is formed integrally with the sensor rubber, so the bottom surface of the sensor rubber, the base bottom surface of the sensor rubber holding portion, and the reinforcing metal plate are formed on the same surface during laser beam welding. Therefore, when the sensor rubber is fixed to the sensor substrate or the reinforcing metal plate, the assembly accuracy is greatly improved, contributing to the stability of the sensor output.

特に、前記センサーラバーの外周縁底部の一部を外側に突出させてセンサーラバー保持部の基部上に補強用金属板を一体成形により形成するので、センサーラバーがセンサー用基板に対してXY平面のずれや、XY平面上で回転する方向へのずれが解消され、センサー出力の安定性に寄与する。   In particular, the reinforcing rubber plate is integrally formed on the base of the sensor rubber holding portion by projecting a part of the outer peripheral bottom of the sensor rubber to the outside, so that the sensor rubber is in the XY plane with respect to the sensor substrate. The deviation and the deviation in the direction of rotation on the XY plane are eliminated, contributing to the stability of the sensor output.

また、本発明はセンサーラバーが導電性ラバー又は導電性エラストマーであっても、該導電性材料を配合したセンサーラバーと、該センサーラバーの上面と間隔をおいて上方に配置するキーパッドラバーとを一体に組み合わせることによりキーパッドラバーへの圧力を抜いたときのセンサーラバーの形状復帰は迅速に復帰し、前記キーパッドラバーによる所定の距離を置いた状態で設置されることによる被覆による補完作用が発揮され、繰り返し使用によるセンサーラバーの形状復帰性能を向上させることができる。
さらに、キーパッドラバー及びセンサーラバーの各中心部の位置決めと各円周方向又は矩形のXY平面上で位置決めをして一体に形成することにより静電容量式センサーとしての操作性及び作動生が良く、複数に分割された各静電容量をそれぞれ正確に検出することができる。さらにまた、センサーラバーの基部から外側に延出する補強用金属板と、該センサーラバーの天面上方に間隔を置いて配設するキーパッドラバーの周縁部に設けた補強用金属板と、補強用金属板を有しない硬質材からなるセンサー基板又はフレキシブルなセンサー基板の裏面に設けた補強用金属板とをレーザー光線により一体定期固定することにより精度の高い静電容量式センサーを得ることができる。
Further, according to the present invention, even if the sensor rubber is a conductive rubber or a conductive elastomer, a sensor rubber blended with the conductive material and a keypad rubber disposed above the upper surface of the sensor rubber with a space therebetween. When the pressure on the keypad rubber is released by combining them together, the shape recovery of the sensor rubber quickly returns, and there is a complementary action by covering by installing the keypad rubber at a predetermined distance. It is demonstrated and the shape recovery performance of the sensor rubber by repeated use can be improved.
In addition, the center of the keypad rubber and sensor rubber and the positioning in the circumferential direction or on the rectangular XY plane are integrally formed to improve the operability and operation as a capacitive sensor. Each capacitance divided into a plurality of parts can be accurately detected. Furthermore, a reinforcing metal plate extending outward from the base portion of the sensor rubber, a reinforcing metal plate provided at a peripheral portion of the keypad rubber disposed at a distance above the top surface of the sensor rubber, and reinforcement A highly accurate electrostatic capacity sensor can be obtained by fixing a sensor substrate made of a hard material not having a metal plate or a reinforcing metal plate provided on the back surface of a flexible sensor substrate by laser beam.

本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ8mmの長さの角型センサーを透視的に見た場合の拡大平面図である。It is an enlarged plan view when a rectangular sensor having a length of 8 mm in length and width, respectively, showing an embodiment of the present invention is seen through. 本発明の一実施例を示す図1に示すセンサーの拡大分解斜視図である。It is an expansion disassembled perspective view of the sensor shown in FIG. 1 which shows one Example of this invention. 本発明の一実施例を示す図1に示すセンサーを透視的に見た場合の拡大斜視図である。It is an expansion perspective view at the time of seeing perspectively the sensor shown in FIG. 1 which shows one Example of this invention. 本発明の一実施例を示す図1のA−A線拡大断面図である。It is an AA line expanded sectional view of Drawing 1 showing one example of the present invention. 本発明の一実施例を示す図1のB−B線拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1 showing an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ8mmの長さの角型センサーに設置するキーパッドラバーの表面を示す拡大斜視図である。It is an expansion perspective view which shows the surface of the keypad rubber installed in the square sensor whose length and width are each 8 mm which shows one Example of this invention. 本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ8mmの長さの角型センサー基板に設置するキーパッドラバーの裏面を示す拡大斜視図である。It is an expansion perspective view which shows the back surface of the keypad rubber installed in the square sensor board | substrate of length of 8 mm in length and width which shows one Example of this invention. 本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ8mmの長さの角型センサー基板に設置するキーパッドラバーの拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a keypad rubber installed on a square sensor substrate having a length of 8 mm each in the vertical and horizontal directions according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ8mmの長さの角型センサーとして使用するセンサーラバーの表面を示す拡大斜視図である。It is an expansion perspective view which shows the surface of the sensor rubber used as a square sensor whose length and width are 8 mm each which shows one Example of this invention. 本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ8mmの長さの角型センサーとして使用するセンサーラバーの裏面を示す拡大斜視図である。It is an expansion perspective view which shows the back surface of the sensor rubber used as a square sensor whose length and width are each 8 mm which shows one Example of this invention. 本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ8mmの長さの角型センサーとして使用するキーパッドラバーの拡大断面図である。1 is an enlarged cross-sectional view of a keypad rubber used as a square sensor having a length of 8 mm each in length and width according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ8mmの長さの角型センサーとして使用するプリント配線基板がフレキシブルプリント配線基板である場合の表面を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the surface in case the printed wiring board used as a square sensor whose length and width are each 8 mm in length which shows one Example of this invention is a flexible printed wiring board. 本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ8mmの長さの角型センサーとして使用するプリント配線基板がフレキシブルプリント配線基板である場合の裏面を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the back surface in case the printed wiring board used as a square sensor whose length and width which respectively show one Example of this invention is 8 mm in length is a flexible printed wiring board. 本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ8mmの長さの角型センサーを取り付けるプリント配線基板の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the printed wiring board which attaches the square sensor whose length and width are each 8 mm which shows one Example of this invention. 本発明の一実施例である縦、横がそれぞれ8mmの長さの角型センサーのフレキシブルプリント配線基板を表面から保持する補強用金属板を示す拡大斜視図である。It is an expansion perspective view which shows the metal plate for reinforcement which hold | maintains the flexible printed wiring board of the square sensor whose length and width are each 8 mm which is one Example of this invention from the surface. 本発明の一実施例である縦、横がそれぞれ8mmの長さの角型センサーのフレキシブルプリント配線基板を裏面から保持する補強用金属板の裏側を示す拡大斜視図である。It is an expansion perspective view which shows the back side of the metal plate for reinforcement which hold | maintains the flexible printed wiring board of the square sensor whose length and width are 8 mm each which are one Example of this invention from the back surface. 図14の拡大正面図である。FIG. 15 is an enlarged front view of FIG. 14. 本発明の他の実施例を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing other examples of the present invention. 本発明に係るセンサーラバーの可動電極部に可動膜又は導電メッシュ層を形成した場合を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing the case where a movable film or a conductive mesh layer is formed in the movable electrode part of the sensor rubber concerning the present invention. 本発明に係るセンサーラバーの可動電極部にゲル状柔軟剤の誘電体を形成した場合を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the case where the dielectric material of a gel-like softening agent is formed in the movable electrode part of the sensor rubber which concerns on this invention. 本発明に係るセンサーがフレキシブルなセンサー基板に適用した場合を示す拡大分解斜視図である。It is an expansion exploded perspective view showing the case where the sensor concerning the present invention is applied to a flexible sensor substrate. 図20を組み立てた状態を一体に組み立てた状態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the state which assembled the state which assembled FIG. 20 integrally. 本発明の他の実施例を示し、硬質材からなるセンサー基板で、センサーラバーが導電性ラバー又は導電性エラストマーからなる場合を示す一体構造型の静電容量式センサーの拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of an integral structure type capacitive sensor showing another embodiment of the present invention and showing a case where a sensor rubber is made of a conductive rubber or a conductive elastomer on a sensor substrate made of a hard material. 本発明の他の実施例を示し、センサーラバーが導電性ラバー又は導電性エラストマーから成り、キートップを備えた場合を示す一体構造型の静電容量式センサーの拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of an integral structure type capacitive sensor showing another embodiment of the present invention and showing a case where the sensor rubber is made of conductive rubber or conductive elastomer and includes a key top. 本発明の他の実施例を示し、フレキシブルなセンサー基板で、センサーラバーが導電性ラバー又は導電性エラストマーからなる場合を示す一体構造型の静電容量式センサーの拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a monolithic capacitive sensor showing another embodiment of the present invention and showing a case where a sensor rubber is made of a conductive rubber or a conductive elastomer with a flexible sensor substrate. 本発明の他の実施例を示し、フレキシブルなセンサー基板で、センサーラバーが導電性ラバー又は導電性エラストマーから成り、キートップを備えた場合を示す一体構造型の静電容量式センサーの拡大断面図である。Another embodiment of the present invention, an enlarged cross-sectional view of a monolithic capacitive sensor showing a case where a flexible sensor substrate, the sensor rubber is made of conductive rubber or conductive elastomer, and has a key top It is.

図1は本発明の一実施例を示す縦、横の長さがそれぞれ8mmの長さのセンサーを透視的に見た場合の拡大平面図である。すなわち、フレキシブルなセンサー基板1aと、その上に配置されるセンサーラバー3と、そのセンサーラバー3の上に配置されるキーパッドラバー14とが一体に組み込まれた状態を示す図面である。
1はセンサー基板である。本実施例ではセンサー基板1として、フレキシブルなセンサー基板(Flexible PWB)1aを採用した場合を示す。このフレキシブルなセンサー基板1aは薄いポリイミドやポリエステルなどのフィルムで出来たベースの上に、薄い銅箔の配線パターンを備えている配線基板である(図1〜図4参照)。フレキシブルなセンサー基板1aを採用する場合、図3及び図4に示すようにフレキシブルなセンサー基板1aの裏面に接着剤1b又は両面接着テープ(図20〜21参照)を介して該基板1aを安定して保持するためのステンレス板などの補強用金属板2を使用する。図14〜図16に示すように、補強用金属板2の周縁である各コーナーはフレキシブルなセンサー基板1aの端部近傍からその基板1aの厚み相当分だけ立ち上げた平坦な立ち上がり部2aを形成し、その立ち上がり部2aの端縁から上方に向けて突出部2bを形成する。この突出部2bの内面のそれぞれに後述するセンサーラバー3の周縁部に形成した補強用金属板4bの端部の切欠き部4c及びキーパッドラバー14の周縁部に形成した補強用金属板8の端部の切欠き部8bがそれぞれ当接するので、補強用金属板2の立ち上がり部2a、補強用金属板4bの端部及び補強用金属板8の端部を重ねた状態で位置決めがされ、レーザー光線により固定することで、円周方向のずれが確実に防止される。また、従来の溶接作業に比べ位置決めした状態で瞬時にレーザー光線(ビーム)により溶接され、正確性及びスピード性において作業性に優れている。
なお、本例ではフレキシブルなセンサー基板1aを採用した場合を示したが、用途によって硬い通常のセンサー基板1が適用される。硬い通常のセンサー基板1を採用した場合は、基板の裏面にステンレス板などの補強用金属板2を必ずしも設ける必要はないが、一体的に収納を図るために設けても良い。
FIG. 1 is an enlarged plan view of an embodiment of the present invention when a sensor having a length of 8 mm and a length of 8 mm is seen through. That is, the drawing shows a state in which the flexible sensor substrate 1a, the sensor rubber 3 disposed thereon, and the keypad rubber 14 disposed on the sensor rubber 3 are integrally incorporated.
Reference numeral 1 denotes a sensor substrate. In the present embodiment, a case where a flexible sensor substrate (Flexible PWB) 1a is employed as the sensor substrate 1 is shown. This flexible sensor substrate 1a is a wiring substrate having a thin copper foil wiring pattern on a base made of a film such as thin polyimide or polyester (see FIGS. 1 to 4). When the flexible sensor substrate 1a is employed, as shown in FIGS. 3 and 4, the substrate 1a is stabilized on the back surface of the flexible sensor substrate 1a via an adhesive 1b or a double-sided adhesive tape (see FIGS. 20 to 21). Reinforcing metal plate 2 such as a stainless steel plate is used. As shown in FIGS. 14-16, each corner which is the periphery of the reinforcing metal plate 2 forms a flat rising portion 2a which rises from the vicinity of the end portion of the flexible sensor substrate 1a by an amount corresponding to the thickness of the substrate 1a. Then, the protruding portion 2b is formed upward from the edge of the rising portion 2a. A notch 4c at the end of a reinforcing metal plate 4b formed at the peripheral portion of the sensor rubber 3 to be described later and a reinforcing metal plate 8 formed at the peripheral portion of the keypad rubber 14 on each inner surface of the protruding portion 2b. Since the notch portions 8b at the ends are in contact with each other, positioning is performed with the rising portion 2a of the reinforcing metal plate 2, the end portion of the reinforcing metal plate 4b, and the end portion of the reinforcing metal plate 8 being overlapped, and the laser beam. By fixing by, circumferential displacement is reliably prevented. Also, compared to conventional welding operations, welding is instantaneously performed with a laser beam (beam) in a positioned state, and the workability is excellent in accuracy and speed.
In this example, the case where the flexible sensor substrate 1a is employed is shown, but a hard normal sensor substrate 1 is applied depending on the application. When the hard normal sensor substrate 1 is employed, the reinforcing metal plate 2 such as a stainless steel plate is not necessarily provided on the back surface of the substrate, but may be provided for integrated storage.

3はセンサー基板1上に固定したセンサーラバーで、センサー基板1上に4つに分割した固定電極部1cのそれぞれに対応した上方位置に可動電極部5をそれぞれ備えている。本例では4つに分割した場合を示したが、用途により分割の数を適宜増減できる。センサーラバー3で検出した静電容量の変化を電圧に変化させるCV変換器(図示せず)で、センサーラバー3と対向する固定電極部1cと電気的に接続され、さらにCV変換器はA/D変換器(アナログ/デジタル変換器)(図示せず)に接続し、外部に数値が出力される。   Reference numeral 3 denotes a sensor rubber fixed on the sensor substrate 1 and includes movable electrode portions 5 at upper positions corresponding to the four fixed electrode portions 1c divided on the sensor substrate 1, respectively. In this example, the case of dividing into four is shown, but the number of divisions can be appropriately increased or decreased depending on the application. A CV converter (not shown) that changes the change in capacitance detected by the sensor rubber 3 to a voltage, is electrically connected to the fixed electrode portion 1c facing the sensor rubber 3, and the CV converter is an A / A converter. It is connected to a D converter (analog / digital converter) (not shown), and a numerical value is output to the outside.

本発明に係る静電容量式センサーを構成するセンサーラバー3は、シリコーンゴム等の非導電性ラバーまたはエチレン酢酸ビニルエラストマーなどの非導電性エラストマーで形成され、センサー基板1上の同一円周方向に沿って複数に分割(本例では4分割の場合を示すが用途により分割等に分割される)された固定電極部1cに対向する位置に、可動電極部5を同一円周方向に4つに分割して形成する。
センサーラバー3の中心部の天面に設ける円形の補強用金属板4aと、センサーラバー3の可動電極部5に対応する位置のセンサーラバー3上面が顕出する補強用金属板4と、センサーラバー保持部7の基部7aの上面に設け、かつ基部7aの端部から下方に折り曲げ、さらに外側に延出する補強用金属板4bとをそれぞれ同一金型(図示せず)内に充填し、非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーの材料を前記金型内に装填し、かつ該当する箇所に可動電極部5の導電材料を装填して全体を前記金型内で一体に成形する(図19参照)。なお、補強用金属板4bは図20に示すように端部を折り曲げることなく平坦であっても良い。
The sensor rubber 3 constituting the capacitive sensor according to the present invention is formed of a non-conductive rubber such as silicone rubber or a non-conductive elastomer such as ethylene vinyl acetate elastomer, and is arranged in the same circumferential direction on the sensor substrate 1. The movable electrode portion 5 is divided into four pieces in the same circumferential direction at positions facing the fixed electrode portion 1c divided into a plurality of portions along the line (in this example, the case of four divisions is divided into divisions or the like depending on the application). Divide and form.
A circular reinforcing metal plate 4a provided on the top surface of the central portion of the sensor rubber 3, a reinforcing metal plate 4 on which the upper surface of the sensor rubber 3 at a position corresponding to the movable electrode portion 5 of the sensor rubber 3 is exposed, and a sensor rubber The reinforcing metal plate 4b provided on the upper surface of the base portion 7a of the holding portion 7 and bent downward from the end portion of the base portion 7a and extending outward is filled in the same mold (not shown), respectively. The material of conductive rubber or non-conductive elastomer is loaded into the mold, and the conductive material of the movable electrode portion 5 is loaded into the corresponding portion, and the whole is integrally molded in the mold (see FIG. 19). ). The reinforcing metal plate 4b may be flat without bending the end as shown in FIG.

固定電極部1cと対向する4つに分割された可動電極部5に導電膜6または柔軟に変形、伸縮する導電メッシュ層6aを形成する。導電膜6は非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーと同一金型内で一体に形成されるが、接着性を考慮して例えばシリコーンゴムと溶融接着する同一素材であるシリコーンゴムにカーボンを充填して導電性を形成する。また、導電メッシュ層6aについても伸縮自在な素材を選定し、非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーと接着性の良好な素材を選定する。   A conductive film 6 or a conductive mesh layer 6a that is flexibly deformed and stretched is formed on the movable electrode part 5 divided into four parts facing the fixed electrode part 1c. The conductive film 6 is integrally formed with the non-conductive rubber or non-conductive elastomer in the same mold, but in consideration of adhesiveness, for example, silicone rubber, which is the same material that is melt-bonded to the silicone rubber, is filled with carbon. To form conductivity. For the conductive mesh layer 6a, a stretchable material is selected, and a material having good adhesion to the nonconductive rubber or the nonconductive elastomer is selected.

図3及び図4に示すようにキーパッドラバー14の基部17a上に位置する補強用金属板8と、センサーラバー3の基部7a上に位置する補強用金属板4bと、補強用金属板2の立ち上がり部2aとによってフレキシブルなセンサー基板1aを介在させた状態でそれぞれの中心部の位置決め用穴16(本例では穴径の直径が0.5mmである)を共通にした状態で、センサー構成部材の各中心部の位置決めを行うとともに、同一円周方向のずれを防ぐために補強用金属板8、4b及びセンサー基板1のそれぞれに穿設した透孔(図示せず)を治具(図示せず)に設けたピン(図示せず)に差し込んだ状態でセンサー構成部材の円周方向のずれが解消される。補強用金属板8、4b及びセンサー基板1をレーザー光線により上記周縁を位置決め固定することにより可動電極部5を備えたセンサーラバー3の操作中において円周方向及びラジアル方向に力が作用しようとも位置ずれがなく正確、かつ確実に作動する。図中、17はキーパッドラバー保持部を示す。   3 and 4, the reinforcing metal plate 8 located on the base portion 17a of the keypad rubber 14, the reinforcing metal plate 4b located on the base portion 7a of the sensor rubber 3, and the reinforcing metal plate 2 In a state in which the flexible sensor substrate 1a is interposed between the rising portion 2a and the positioning hole 16 (in this example, the diameter of the hole diameter is 0.5 mm) in the center, the sensor component member In order to position each central portion of the metal plate and to prevent the displacement in the same circumferential direction, a through hole (not shown) drilled in each of the reinforcing metal plates 8, 4b and the sensor substrate 1 is provided as a jig (not shown). The circumferential displacement of the sensor constituent member is eliminated in a state where the sensor constituent member is inserted into a pin (not shown). By positioning and fixing the peripheral edges of the reinforcing metal plates 8 and 4b and the sensor substrate 1 with a laser beam, even if a force acts in the circumferential direction and the radial direction during the operation of the sensor rubber 3 provided with the movable electrode portion 5, the position shifts. It operates accurately and reliably. In the figure, reference numeral 17 denotes a keypad rubber holder.

図8及び図9は本発明の一実施例を示す縦、横のそれぞれの長さが8mmの角型形状のセンサーとして使用するセンサーラバー3の表面及び裏面をそれぞれ示す拡大斜視図である。
センサー基板1を基板上に同一円周方向に沿って4つの固定電極部1cのパターンに分けた場合に対向して設けるセンサーラバー3の概略を示す説明図であるが、必ずしも4つのパターンに限定されるものではなく、たとえば8つパターンその他の数のパターンに用途に応じて分けることができる。図9に示すように、本例では左右の左側の円弧状エリアをX感知用パターン9、左右の右側の円弧状エリアをX感知用パターン10、上下の上側の円弧状エリアをY感知用パターン11、上下の下側の円弧状エリアをY- 感知用パターン12、そのエリアをZ感知用パターンすなわちZ軸方向感知用パターン13をそれぞれ示す。
8 and 9 are enlarged perspective views showing the front surface and the back surface of the sensor rubber 3 used as a square-shaped sensor having a length and width of 8 mm, respectively, according to an embodiment of the present invention.
Although it is explanatory drawing which shows the outline of the sensor rubber 3 provided facing when the sensor board | substrate 1 is divided | segmented into the pattern of four fixed electrode parts 1c along the same circumferential direction on a board | substrate, it is not necessarily limited to four patterns. For example, eight patterns or other numbers of patterns can be divided according to the application. As shown in FIG. 9, in this example, the left and right arc-shaped areas are X - sensing patterns 9, the left and right arc-shaped areas are X + sensing patterns 10, and the upper and lower upper arc-shaped areas are Y +. The sensing pattern 11, the upper and lower circular arc-shaped areas indicate the Y sensing pattern 12, and the area indicates the Z sensing pattern, that is, the Z-axis direction sensing pattern 13.

センサーラバー3は可動電極部5相当部位のラバー上面の4と、センサーラバー保持部7の上面の補強用金属板4bと、非導電性ラバー又は非導電性エラストマー材料が金型内で同時成形により形成される。 例えば、センサーラバー3のXが押された時は、X出力は+になる。Xが押された時は、X出力は−になる。Yが押された時は、Y出力は+になる。Yが押された時は、Y出力は−になる。Z出力はどの方向が押されても+になる。 The sensor rubber 3 is formed by simultaneously molding a rubber upper surface 4 corresponding to the movable electrode portion 5, a reinforcing metal plate 4 b on the upper surface of the sensor rubber holding portion 7, and a nonconductive rubber or a nonconductive elastomer material in a mold. It is formed. For example, when X + of the sensor rubber 3 is pressed, the X output becomes +. X - When is pressed, X output - to become. When Y + is pressed, the Y output becomes +. Y - when is pressed, Y output - to become. The Z output becomes + no matter which direction is pressed.

例えばY+ 円弧状エリアを押したときの出力は、シーソーキーと同じ原理で、Y-部はほぼ沈まない。X、X部は若干沈む。X部とXの境界部を押したときの出力は、X+ 、Y- は約半分沈む。X- 、Y+ 部はほぼ沈まない。
XY出力の機構的作用を考えると、X、Y各軸の相殺出力でどの部分が押されているのかが分かる。例えば、Y+部の中央を押した場合、X +20,X −20で相殺は0(X軸)となる。Y +50,Y −5で相殺は+45(Y軸)となる。他方、X円弧状エリアとX円弧状エリアの境界部を押した場合、X +35,X −10で相殺は+25(X軸)となる。Y +10,Y −35で相殺は−25(Y軸)となる。
For example, the output when pressing the Y + arc-shaped area is the same principle as that of the seesaw key, and the Y portion hardly sinks. X + and X parts sink slightly. X + parts and X - output when pressing the boundary portion, X +, Y - sinks about half. The X and Y + parts hardly sink.
Considering the mechanistic action of the XY output, it can be seen which part is pressed by the canceling output of the X and Y axes. For example, when the center of the Y + portion is pressed, the cancellation is 0 (X axis) at X + +20, X −20. The offset is +45 (Y axis) at Y + +50, Y −5. On the other hand, when the boundary between the X + arcuate area and the X arcuate area is pressed, the offset is +25 (X axis) at X + +35 and X −10. When Y + +10, Y −35, the offset is −25 (Y axis).

Z出力に関しては、すべて+出力であるため、すべての方向を足した出力になる。各場所のZ感知センサーラバー形状は、XY軸方向を中心に山形になっている。これはどの方向を同じ力で押してもセンサーラバーの潰れ量の合計が同じになるようにするためである (ソフト側の対応でセンター加圧も検知できる) 。例えば、A部を押した場合、X部 +15,X部 +15,Y部 +25,Y部 +5で合計は+60(Z軸)である。他方、B部を押した場合、X部 +20,X部 +10,Y部 +10,Y部 +20で合計は+60(Z軸)である。 Since all Z outputs are + outputs, the output is the sum of all directions. The Z detection sensor rubber shape of each place is a mountain shape with the XY axis direction as the center. This is to ensure that the total amount of sensor rubber crushing is the same no matter which direction is pressed with the same force (the center pressure can also be detected by the soft side). For example, when the A part is pressed, the total of X + part +15, X part +15, Y + part +25, Y part +5 is +60 (Z axis). On the other hand, when the B part is pressed, the total is +60 (Z-axis) in X + part +20, X part +10, Y + part +10, Y part +20.

図8、図9はセンサーラバー3の表面、裏面をそれぞれ示す斜視図である。
金型内に予め加工したステンレス等の補強用金属板4及び補強用金属板4bを装填してセンサーラバー3の非導電性部材と一緒に一体成形する。すなわち、補強用金属板4bはシリコーンゴム等の非導電性のラバー又は非導電性のエラストマーからなるセンサーラバー3の外周縁部に同一素材で形成したセンサーラバー保持部7の基部7a上に設け、かつ基部7aより外側に水平に張り出す。
8 and 9 are perspective views showing the front and back surfaces of the sensor rubber 3, respectively.
A pre-processed reinforcing metal plate 4 such as stainless steel and a reinforcing metal plate 4b are loaded into the mold and integrally molded together with the non-conductive member of the sensor rubber 3. That is, the reinforcing metal plate 4b is provided on the base portion 7a of the sensor rubber holding portion 7 formed of the same material on the outer peripheral edge portion of the sensor rubber 3 made of non-conductive rubber or non-conductive elastomer such as silicone rubber, And it projects horizontally outside the base portion 7a.

図9はセンサーラバー3の裏面を示す斜視図で、その表面に可動電極部が形成される前の状態を示す。
センサーラバー3はその外周縁から外側下方に向けて延出するセンサーラバー保持部7とそのセンサーラバー保持部7を支持する基部7aを備えている。センサーラバー保持部7の基部7aには外形が略矩形状の補強用金属板4bを形成し、その各コーナーは切欠き部4cを形成する。この切欠き部4cの端面が、センサー基板1の裏面に固定した補強用金属板2のコーナーに設けた突出部2bの内面に当接して組み立て時の円周方向の位置ずれが規制される(図1、図2a、図2b、図20、図21参照)。
センサーラバー3の中心部は確定キー等として使用される。
センサーラバー3は、確定キー(図示せず)と一体型ではなくセンサーキー3単独使用の場合であっても良い。センサーラバー3はシリコーンゴム等の非導電性ゴム又は非導電性エラストマーにより形成し、繰り返し叩打に伴う永久歪を極力小さくする。
FIG. 9 is a perspective view showing the back surface of the sensor rubber 3, and shows a state before the movable electrode portion is formed on the front surface.
The sensor rubber 3 includes a sensor rubber holding portion 7 that extends outward and downward from an outer peripheral edge thereof, and a base portion 7 a that supports the sensor rubber holding portion 7. A reinforcing metal plate 4b having a substantially rectangular outer shape is formed on the base portion 7a of the sensor rubber holding portion 7, and each corner thereof has a cutout portion 4c. The end face of the notch 4c is in contact with the inner surface of the protruding portion 2b provided at the corner of the reinforcing metal plate 2 fixed to the back surface of the sensor substrate 1 to restrict circumferential displacement during assembly ( (See FIGS. 1, 2a, 2b, 20, and 21).
The center portion of the sensor rubber 3 is used as a confirmation key or the like.
The sensor rubber 3 may not be integrated with the confirmation key (not shown) but may be a sensor key 3 used alone. The sensor rubber 3 is formed of a non-conductive rubber such as silicone rubber or a non-conductive elastomer, and minimizes permanent distortion caused by repeated tapping.

センサーラバー3と、センサーラバー3の中央部の天面に形成する補強用金属板4と、センサーラバー保持部7の基部7a上に形成する補強用金属板4bとは一体成形されるため、センサーラバー3をセンサー基板2上に設置したときは、補強用金属板4bをセンサー基板1上の金属部とレーザー光線により溶接をすることによりセンサーラバー3がセンサー基板1で円周方向に回転して位置ずれするのが防止される。   Since the sensor rubber 3, the reinforcing metal plate 4 formed on the top surface of the central portion of the sensor rubber 3, and the reinforcing metal plate 4b formed on the base portion 7a of the sensor rubber holding portion 7 are integrally formed, the sensor When the rubber 3 is installed on the sensor substrate 2, the sensor rubber 3 is rotated in the circumferential direction on the sensor substrate 1 by welding the reinforcing metal plate 4 b to the metal portion on the sensor substrate 1 with a laser beam. It is prevented from shifting.

センサーラバー3は指等による上からの圧力に対し圧縮され、形状が変化するが、圧力を抜いた時の形状復帰が重要である。従来の導電性ゴムでは通常の非導電性シリコーンゴムに比べて形状復帰が弱い。しかし、シリコーンゴム中に導電性を有するカーボン含有量が少ないと、静電容量を検出できなくなり、逆にカーボンを多くすると、形状復帰がしにくくなるためゼロ点が不安定になる。
従来の導電シリコーンは高度が70度以上と高いが、本例では非導電性のシリコーンゴム例えば東レSE4706U(59度)、東レSE4705U(51度)、信越KE-961T-U(62度)等の材料を使用する。
非導電性のシリコーンゴムは、硬度も導電性シリコーンゴムより低いものを採用する。非導電性のシリコーンゴムで形成したセンサーラバー3の裏面は非導電性のシリコーンゴムと接着性の良好な導電シリコーンゴム膜シートなどの導電膜6又は導電メッシュ層6aにより形成する。
The sensor rubber 3 is compressed against the pressure from above with a finger or the like and changes its shape, but it is important to restore the shape when the pressure is released. The conventional conductive rubber has a weak shape recovery compared to a normal non-conductive silicone rubber. However, if the conductive rubber content in the silicone rubber is small, the electrostatic capacity cannot be detected. Conversely, if the carbon content is increased, the zero point becomes unstable because it is difficult to recover the shape.
Conventional conductive silicone has a high altitude of 70 degrees or higher, but in this example, non-conductive silicone rubber such as Toray SE4706U (59 degrees), Toray SE4705U (51 degrees), Shin-Etsu KE-961T-U (62 degrees), etc. Use materials.
A non-conductive silicone rubber having a lower hardness than the conductive silicone rubber is employed. The back surface of the sensor rubber 3 formed of non-conductive silicone rubber is formed of a non-conductive silicone rubber and a conductive film 6 or a conductive mesh layer 6a such as a conductive silicone rubber film sheet having good adhesion.

センサーラバー3の裏面に形成される可動電極部5となる導電膜6または導電メッシュ層6aはセンサー基板1の上面の固定電極部1cと対向する位置に形成される。センサーラバー3の裏面に断面クサビ形状の突部を形成し、両導体部間に空間部が形成される。また、センサー基板2のPL面上の補強用金属板8の外周部底面と、センサーラバー保持部7の基部7a底面とは金型内でフラットに成形されるため、レーザー光線による溶接を用いれば、センサー基板1のパターンとの圧着精度は格段に向上する。また、センサーラバー保持部7と補強用金属板4bは一体成形されているため、従来のようにセンサーラバー3及びセンサーラバー保持部7だけがセンサー基板2に取り付けた後に円周方向や前後方向に動いてしまうという現象が解消される。   The conductive film 6 or the conductive mesh layer 6 a that becomes the movable electrode portion 5 formed on the back surface of the sensor rubber 3 is formed at a position facing the fixed electrode portion 1 c on the upper surface of the sensor substrate 1. A protrusion having a wedge-shaped cross section is formed on the back surface of the sensor rubber 3, and a space is formed between the two conductor portions. Further, since the bottom surface of the outer peripheral portion of the reinforcing metal plate 8 on the PL surface of the sensor substrate 2 and the bottom surface of the base portion 7a of the sensor rubber holding portion 7 are formed flat in the mold, if laser beam welding is used, The pressure bonding accuracy with the pattern of the sensor substrate 1 is remarkably improved. Further, since the sensor rubber holding part 7 and the reinforcing metal plate 4b are integrally formed, only the sensor rubber 3 and the sensor rubber holding part 7 are attached to the sensor board 2 in the circumferential direction or the front-rear direction after attaching to the sensor substrate 2 as in the past. The phenomenon of moving is eliminated.

センサーラバー3はシリコーンゴム等の非導電性ゴム又は非導電性エラストマーで形成し、繰り返し叩打等の使用に対しセンサーラバー3の永久歪を極力小さくする構造とした。導電膜6は導電印刷ウレタンゴムシート、導電シリコーンゴムシート等で形成される。   The sensor rubber 3 is made of a non-conductive rubber such as silicone rubber or a non-conductive elastomer, and has a structure in which the permanent deformation of the sensor rubber 3 is minimized as much as possible when it is repeatedly hit. The conductive film 6 is formed of a conductive printing urethane rubber sheet, a conductive silicone rubber sheet, or the like.

センサーラバー3の裏面に可動電極部5となる金属製メッシュなどの導電メッシュ層6aの形成は同一金型内にセンサーラバー3とともに装填する。導電メッシュ層6aの形成は導電インク(図示せず)を浸透させた伸縮自在なネット等を採用して得られる。
このように導電メッシュ層6aをインサートした可動電極部5の形成は、成形時の追従性に優れ、又シリコーンゴムの欠点でもある引き裂き強度を補うこともできる。すなわち、金属製メッシュ等の採用により平面方向の伸びも規制でき、可動電極であるセンサー部の位置も安定する。センサーラバー3を形成する非導電性シリコーンゴムの選定にあたっては、永久歪が小さいグレードのシリコーンゴムを選定することが肝要である。
Formation of the conductive mesh layer 6a such as a metal mesh to be the movable electrode portion 5 on the back surface of the sensor rubber 3 is loaded together with the sensor rubber 3 in the same mold. The formation of the conductive mesh layer 6a is obtained by employing a stretchable net or the like infiltrated with conductive ink (not shown).
Thus, the formation of the movable electrode portion 5 in which the conductive mesh layer 6a is inserted is excellent in followability at the time of molding, and it is possible to compensate for the tear strength, which is also a drawback of silicone rubber. That is, by adopting a metal mesh or the like, the elongation in the planar direction can be restricted, and the position of the sensor portion that is a movable electrode is stabilized. In selecting the non-conductive silicone rubber forming the sensor rubber 3, it is important to select a silicone rubber of a grade having a small permanent set.

センサーラバー3の裏面に形成される可動電極部5と固定電極部1cとの間に形成されるセンサーラバー3の空間部は、センサー基板1上の固定電極部1cと該固定電極部1cに対向する可動電極部5との間に形成される断面クサビ形状の空間に存在する静電容量の変化を感知し、数値を出力するものであるため、空間は空気でなくても良い。逆に、空気の場合は、環境変化による静電容量の影響が大きいため温度、湿度によって著しく変化してしまう。又、従来構造ではセンサー基板1のパターンとの距離(空間)も安定しない。本発明は上記課題を考慮して、静電容量を感知する空間にゲル状柔軟剤の誘電体を充填し、環境変化に左右されにくい構造とした。また、空間にゲル状柔軟剤の誘電体を充填することにより、形状復帰に伴う寸法精度も向上し静電容量の変化を検出する数値出力の安定性も確保できる結果、センサーラバー3の品質も格段に向上させることができる。本発明で使用する誘電体であるゲル状柔軟剤は加圧に対し収縮し、加圧を止めればゲル状柔軟剤はもとの形状に復帰する。センサーラバー3の裏面と、センサー基板1のパターンとの空間部に軟質剤による充填部(図示せず)を形成することにより接地面を大きくして形状復帰の安定性を向上させることができる。また、環境変化からの静電容量出力のバラツキを抑えることができる。ゲル状柔軟剤の誘電体としては、例えばシリコーンゲル、ウレタンゲル、エラストマーゲル等の収縮と原形復帰が容易な柔軟剤が選定される。   A space portion of the sensor rubber 3 formed between the movable electrode portion 5 formed on the back surface of the sensor rubber 3 and the fixed electrode portion 1c is opposed to the fixed electrode portion 1c on the sensor substrate 1 and the fixed electrode portion 1c. The space does not have to be air because the change in capacitance existing in the wedge-shaped space formed between the movable electrode portion 5 and the movable electrode portion 5 is sensed and a numerical value is output. On the other hand, in the case of air, since the influence of the electrostatic capacitance due to environmental changes is large, it changes significantly depending on temperature and humidity. Further, in the conventional structure, the distance (space) from the pattern of the sensor substrate 1 is not stable. In consideration of the above-described problems, the present invention has a structure in which a space for sensing electrostatic capacitance is filled with a dielectric material of a gel-like softening agent and is not easily influenced by environmental changes. In addition, by filling the space with a dielectric material of gel softener, the dimensional accuracy accompanying shape recovery can be improved and the stability of numerical output for detecting changes in capacitance can be ensured. As a result, the quality of the sensor rubber 3 is also improved. It can be improved significantly. The gel-like softening agent, which is a dielectric used in the present invention, contracts against pressurization, and when the pressurization is stopped, the gel-like softening agent returns to its original shape. By forming a filling portion (not shown) with a soft agent in the space between the back surface of the sensor rubber 3 and the pattern of the sensor substrate 1, the ground contact surface can be enlarged to improve the stability of shape recovery. In addition, variations in capacitance output due to environmental changes can be suppressed. As the dielectric material of the gel-like softening agent, for example, a softening agent that easily contracts and returns to its original shape, such as silicone gel, urethane gel, and elastomer gel, is selected.

図11〜図13は縦、横の長さがそれぞれ8mmである角型センサーに適用される配線基板を示す。図13の配線基板の板厚が0.2mmのセンサー基板1である場合の基板構成を上から順次説明すると、一番上が厚さ50μmのポリイミドフィルム1a、次が厚さ37.5μmの銅箔パターン1b、次に厚さ25μmのポリイミドフィルム1c、次が37.5μmの銅箔パターン1d、次が厚さ50μmのポリイミドフィルム1e、最後が厚さ50μmの弱粘着テープ1fをそれぞれ示す。   FIGS. 11 to 13 show a wiring board applied to a square sensor having a vertical and horizontal length of 8 mm. The substrate configuration when the wiring board of FIG. 13 is the sensor board 1 having a thickness of 0.2 mm will be described sequentially from the top. A foil pattern 1b, a polyimide film 1c having a thickness of 25 μm, a copper foil pattern 1d having a thickness of 37.5 μm, a polyimide film 1e having a thickness of 50 μm, and a weak adhesive tape 1f having a thickness of 50 μm are shown.

図14〜16はフレキシブルプリント配線基板を保持する補強用金属板を示す拡大斜視図である。中心の位置決め用穴16は0.5mmに形成した場合を示すがこの数値に限定されるものではない。図17はセンサー基板1と、センサーラバー3と、キーパッドラバー14とを一体に組み立てた状態を示す概略拡大断面図である。図18〜19はセンサーラバー3の可動電極部5の態様を示す拡大断面図である。   14 to 16 are enlarged perspective views showing a reinforcing metal plate for holding a flexible printed wiring board. Although the center positioning hole 16 is formed to be 0.5 mm, it is not limited to this value. FIG. 17 is a schematic enlarged sectional view showing a state in which the sensor substrate 1, the sensor rubber 3, and the keypad rubber 14 are assembled together. 18 to 19 are enlarged cross-sectional views showing aspects of the movable electrode portion 5 of the sensor rubber 3.

図5は本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ8mmの長さの角型センサーに設置するキーパッドラバーの表面を示す拡大斜視図、図6は本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ8mmの長さの角型センサー基板に設置するキーパッドラバーの裏面を示す拡大斜視図である。
キーパッドラバー保持部17の基部17aには外形が略矩形状の補強用金属板8を形成し、その各コーナーは切欠き部8bを形成する。この切欠き部8bの端面が、センサー基板1の裏面に固定した補強用金属板2のコーナーに設けた突出部2bの内面に当接して組み立て時の円周方向の位置ずれが規制される(図1、図2a、図2b、図21参照)。
FIG. 5 is an enlarged perspective view showing the surface of a keypad rubber installed on a square sensor having a length and width of 8 mm each showing an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a vertical view showing an embodiment of the present invention. FIG. 4 is an enlarged perspective view showing a back surface of a keypad rubber installed on a square sensor substrate having a side length of 8 mm.
A reinforcing metal plate 8 having a substantially rectangular outer shape is formed on the base portion 17a of the keypad rubber holding portion 17, and each corner thereof has a notch portion 8b. The end face of the notch 8b is in contact with the inner surface of the protruding portion 2b provided at the corner of the reinforcing metal plate 2 fixed to the back surface of the sensor substrate 1 so that the displacement in the circumferential direction during assembly is restricted ( (See FIGS. 1, 2a, 2b, and 21).

図22は本発明の他の実施例を示し、硬質材からなるセンサー基板で、センサーラバーが導電性ラバー又は導電性エラストマーからなる場合を示す一体構造型の静電容量式センサーの拡大断面図である。図23は本発明の他の実施例を示し、センサーラバー3aが導電性ラバー又は導電性エラストマーから成り、キートップ15を備えた場合を示す一体構造型の静電容量式センサーの拡大断面図である。
図22及び図23はいずれもセンサーラバー3aが導電性ラバー又は導電性エラストマーからなる場合を示すものであるが、センサーラバー3aの繰り返し使用による復帰性能の低下は、導電性材料を配合したセンサーラバー3aと、該センサーラバー3aの上面と間隔をおいて上方に配置するキーパッドラバー14とを一体に組み合わせることによりキーパッドラバー3aへの圧力を抜いたときのセンサーラバーの形状復帰は迅速に復帰し、前記キーパッドラバー3aによる所定の距離を置いた状態で設置されることによる被覆による補完作用が発揮され、繰り返し使用によるセンサーラバー3aの形状復帰性能を向上させることができる。図22及び図23におけるその他の構成は、既に述べた上記発明を実施するための形態で述べた構成と変わるものではない。
FIG. 22 shows another embodiment of the present invention, and is an enlarged cross-sectional view of a monolithic capacitive sensor showing a case where a sensor rubber is made of a hard material and the sensor rubber is made of a conductive rubber or a conductive elastomer. is there. FIG. 23 shows another embodiment of the present invention, and is an enlarged cross-sectional view of a monolithic capacitive sensor showing a case where the sensor rubber 3a is made of conductive rubber or conductive elastomer and includes a key top 15. is there.
22 and 23 both show the case where the sensor rubber 3a is made of a conductive rubber or a conductive elastomer. However, the deterioration of the return performance due to repeated use of the sensor rubber 3a is caused by the sensor rubber containing the conductive material. 3a and the keypad rubber 14 disposed above and spaced apart from the upper surface of the sensor rubber 3a are combined together so that the shape of the sensor rubber can be quickly restored when the pressure on the keypad rubber 3a is released. In addition, the complementary action by the covering when the keypad rubber 3a is installed at a predetermined distance is exhibited, and the shape returning performance of the sensor rubber 3a by repeated use can be improved. Other configurations in FIGS. 22 and 23 are not different from the configurations described in the above-described embodiment for carrying out the invention.

図24は本発明の他の実施例を示し、フレキシブルなセンサー基板を使用し、センサーラバーが導電性ラバー又は導電性エラストマーからなる場合を示す一体構造型の静電容量式センサーの拡大断面図である。図25は本発明の他の実施例を示し、フレキシブルなセンサー基板を使用し、センサーラバーが導電性ラバー又は導電性エラストマーから成り、キートップを備えた場合を示す一体構造型の静電容量式センサーの拡大断面図である。
図24及び図25はいずれもセンサーラバー3aが導電性ラバー又は導電性エラストマーからなる場合を示すものであるが、センサーラバー3aの繰り返し使用による復帰性能の低下は、導電性材料を配合したセンサーラバー3aと、該センサーラバー3aの上面と間隔をおいて上方に配置するキーパッドラバー14とを一体に組み合わせることによりキーパッドラバー14への圧力を抜いたときのセンサーラバー3aの形状復帰は迅速に復帰し、前記キーパッドラバー14による所定の距離を置いた状態で設置されることによる被覆による補完作用が発揮され、繰り返し使用によるセンサーラバー14の形状復帰性能を向上させることができる。図24及び図25におけるその他の構成は、既に述べた上記発明を実施するための形態で述べた構成と変わるものではない。
FIG. 24 shows another embodiment of the present invention, and is an enlarged cross-sectional view of a monolithic capacitive sensor using a flexible sensor substrate and showing that the sensor rubber is made of conductive rubber or conductive elastomer. is there. FIG. 25 shows another embodiment of the present invention, in which a flexible sensor substrate is used, the sensor rubber is made of conductive rubber or conductive elastomer, and has a key top. It is an expanded sectional view of a sensor.
24 and 25 both show the case where the sensor rubber 3a is made of a conductive rubber or a conductive elastomer. However, the decrease in the return performance due to repeated use of the sensor rubber 3a is a sensor rubber containing a conductive material. 3a and the keypad rubber 14 disposed above and spaced apart from the upper surface of the sensor rubber 3a are combined together so that the shape of the sensor rubber 3a can be quickly restored when the pressure on the keypad rubber 14 is released. It is restored and the complementing effect by the covering by being installed at a predetermined distance by the keypad rubber 14 is exhibited, and the shape returning performance of the sensor rubber 14 by repeated use can be improved. The other configurations in FIGS. 24 and 25 are not different from the configurations described in the above-described embodiment for carrying out the invention.

本発明に係る静電容量式センサー及びその製造方法は、各産業分野のセンサーに適用することができる。静電容量の変化に基づいて力の変化を検出する力センサー及び静電容量の変化に基づいて加速度の変化等を検出する加速度センサー等の各種用途に応じた静電容量式センサーとして利用できる。   The capacitive sensor and the manufacturing method thereof according to the present invention can be applied to sensors in various industrial fields. It can be used as a capacitive sensor according to various applications such as a force sensor that detects a change in force based on a change in capacitance and an acceleration sensor that detects a change in acceleration based on a change in capacitance.

1 センサー基板
1a フレキシブルなセンサー基板
1b 接着剤
1c 固定電極部
1d ポリイミドフィルム
1e 銅箔パターン
1f ポリイミドフィルム
1g 銅箔パターン
1h ポリイミドフィルム
2 補強用金属板
2a 立ち上がり部
2b 突出部
3 センサーラバー
3a 導電性材料からなるセンサーラバー
4 補強用金属板
4a 補強用金属板
4b 補強用金属板
4c 切欠き部
5 可動電極部
6 導電膜
6a 導電メッシュ層
6b ゲル状ゲル状柔軟剤の誘電体
7 センサーラバー保持部
7a 基部
8 補強用金属板
8a 補強用金属板
8b 切欠き部
9 X感知用パターン
10 X+感知用パターン
11 Y+感知用パターン
12 Y感知用パターン
13 Z軸方向感知用パターン
14 キーパッドラバー
15 キートップ
16 位置決め用穴
17 キーパッドラバー保持部
17a 基部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor substrate 1a Flexible sensor substrate 1b Adhesive 1c Fixed electrode part 1d Polyimide film 1e Copper foil pattern 1f Polyimide film 1g Copper foil pattern 1h Polyimide film 2 Reinforcing metal plate 2a Standing part 2b Protruding part 3 Sensor rubber 3a Conductive material Sensor rubber 4 made of reinforcing metal plate 4a reinforcing metal plate 4b reinforcing metal plate 4c cutout portion 5 movable electrode portion 6 conductive film 6a conductive mesh layer 6b dielectric material 7 of gel-like gel softener sensor rubber holding portion 7a The base 8 metal reinforcement plate 8a metal reinforcement plate 8b notch 9 X - sensing patterns 10 X + sensing patterns 11 Y + sensing patterns 12 Y - sensing patterns 13 Z-axis direction sensing patterns 14 keypad rubber 15 Key top 16 Positioning hole 17 Keypad rubber retention 17a base

Claims (8)

円周方向に複数に分割された固定電極部を備えたセンサー基板と、該各固定電極部とそれぞれ対向する位置に設けた可動電極部を除いた部位を非導電性ラバー又は非導電性エラストマーで形成したセンサーラバーと、該センサーラバーの上面と間隔をおいて上方に配置するキーパッドラバーとが、各中心部の位置決めと各円周方向、又は矩形方向のXY平面上で位置決めをして一体に形成したことを特徴とする静電容量式センサー。   A portion of the sensor substrate having a fixed electrode portion divided into a plurality in the circumferential direction and a portion excluding the movable electrode portion provided at a position facing each fixed electrode portion is made of a nonconductive rubber or a nonconductive elastomer. The formed sensor rubber and the keypad rubber arranged above the upper surface of the sensor rubber at a distance from each other are positioned on the XY plane in each circumferential direction or in the circumferential direction or in the rectangular direction. Capacitance type sensor characterized in that it is formed. センサー基板上の同一円周方向に沿って複数に分割した固定電極部に対向する位置に可動電極部を備えたセンサーラバーであって、該センサーラバーの可動電極部を除いた部位は非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーで形成し、前記可動電極部は導電膜または柔軟に変形、伸縮する導電メッシュ層により一体に形成するとともに各可動電極部に対応する区域のセンサーラバー上面に顕出する補強用金属板を前記センサーラバーと一体に形成し、該センサーラバーの外周縁部から外側に延出する同一素材のセンサーラバー保持部の基部がセンサー基板と当接し該センサーラバー保持部の基部上に該基部の厚みより薄厚の補強用金属板を前記基部から外側に延出させて一体に形成するとともに、上記センサーラバーを内部に収納して該センサーラバー上面と距離をおいて設けるキーパッドラバーは中心部の各位置決め用穴を介して中心部の位置決めと該キーパッドラバー周縁に設けた補強用金属板が前記センサーラバーの複数箇所において位置決めした状態で周縁又はコーナーの複数個所を前記基板上にレーザー光線により一体に固定したことを特徴とする請求項1記載の静電容量式センサー。   A sensor rubber provided with a movable electrode portion at a position facing a fixed electrode portion divided into a plurality along the same circumferential direction on the sensor substrate, the portion excluding the movable electrode portion of the sensor rubber being non-conductive Made of rubber or non-conductive elastomer, the movable electrode part is formed integrally with a conductive film or a conductive mesh layer that flexibly deforms and expands, and reinforcement that appears on the upper surface of the sensor rubber in the area corresponding to each movable electrode part A metal plate is integrally formed with the sensor rubber, and the base portion of the sensor rubber holding portion of the same material extending outward from the outer peripheral edge portion of the sensor rubber is in contact with the sensor substrate and is on the base portion of the sensor rubber holding portion. A reinforcing metal plate having a thickness smaller than the thickness of the base portion is extended outwardly from the base portion and integrally formed, and the sensor rubber is housed in the inner portion of the sensor. -The keypad rubber provided at a distance from the upper surface of the rubber is in a state where the center metal positioning and reinforcing metal plates provided on the periphery of the keypad rubber are positioned at a plurality of locations of the sensor rubber through the positioning holes in the central portion. The electrostatic capacitance sensor according to claim 1, wherein a plurality of peripheral or corner portions are integrally fixed on the substrate by a laser beam. 請求項1において、剛性またはフレキシブルな樹脂材からなるセンサー基板上の円周方向に沿って複数に分割された固定電極部に対向する位置で、同じ数に分割された可動電極部を備えたセンサーラバーであって、該センサーラバーの可動電極部を除いた部位は非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーで形成し、該非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーは各固定電極部と対向する可動電極部の円周方向に沿って複数に分割した区域に、導電膜6aの形成または柔軟に変形、伸縮する導電メッシュ層6bを一体に形成し、前記センサー基板がフレキシブルなセンサー基板である場合は、さらに該センサー基板の裏面に円形状金属製補強板を固着するとともに該円形状金属補強板の周縁部をセンサー基板の厚み相当に立ち上げ、さらに横方向に延出部を形成し、該延出部とセンサー基板と上記センサーラバー及びキーパッドラバーの各補強用金属板とをレーザー光線により一体に固定したことを特徴とする請求項1又は2記載の静電容量式センサー。   2. The sensor according to claim 1, comprising a movable electrode portion divided into the same number at a position facing the fixed electrode portion divided into a plurality along the circumferential direction on the sensor substrate made of a rigid or flexible resin material. A portion of the sensor rubber excluding the movable electrode portion is formed of a non-conductive rubber or a non-conductive elastomer, and the non-conductive rubber or the non-conductive elastomer is a movable electrode portion facing each fixed electrode portion. In the case where the conductive mesh layer 6b, which is formed into the conductive film 6a or is flexibly deformed and stretched, is integrally formed in an area divided into a plurality along the circumferential direction, and the sensor substrate is a flexible sensor substrate, A circular metal reinforcing plate is fixed to the back surface of the sensor substrate, and the peripheral edge of the circular metal reinforcing plate is raised to the thickness equivalent to the sensor substrate. The extension part is formed in a direction, and the extension part, the sensor substrate, and the reinforcing metal plates of the sensor rubber and the keypad rubber are integrally fixed by a laser beam. Capacitive sensor. 請求項1において、前記センサー基板上の各固定電極部と対向する各可動電極部相当部位の非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーで形成した裏面が断面斜め下方に傾斜したクサビ状凸部に形成され、該クサビ状凸部表面に導電膜又は柔軟に変形、伸縮する導電メッシュ層の可動電極部を形成し、該断面斜めに傾斜したクサビ状凸部と固定電極部間で空間を形成したことを特徴とする請求項1、2又は3記載の静電容量式センサー。   2. The back surface formed of a non-conductive rubber or a non-conductive elastomer corresponding to each movable electrode portion facing each fixed electrode portion on the sensor substrate is formed on a wedge-shaped convex portion inclined obliquely downward in cross section. The movable electrode portion of the conductive mesh layer that is deformed and stretched flexibly is formed on the surface of the wedge-shaped convex portion, and a space is formed between the wedge-shaped convex portion and the fixed electrode portion inclined obliquely in the cross section. The capacitive sensor according to claim 1, 2, or 3. 請求項1において、前記センサー基板上の各固定電極部と、該各固定電極部に対向する位置の可動電極部との間に形成される空間に、該センサーラバーの押圧に伴う形状復帰を維持するゲル状柔軟材の誘電体を充填したことを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の静電容量式センサー。   2. The shape return accompanying the pressing of the sensor rubber is maintained in a space formed between each fixed electrode portion on the sensor substrate and the movable electrode portion at a position facing each fixed electrode portion. 5. The electrostatic capacitance sensor according to claim 1, 2, 3 or 4, which is filled with a dielectric material of a gel-like soft material. 請求項1において、センサーラバーの基部から外側に延出する補強用金属板と、該センサーラバーの天面上方に間隔を置いて配設するキーパッドラバーの周縁部に設けた補強用金属板と、硬質材からなるセンサー基板又はフレキシブルなセンサー基板の裏面に設けた補強用金属板とをレーザー光線により一体化したことを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の静電容量式センサー。   In Claim 1, a reinforcing metal plate extending outward from the base portion of the sensor rubber, and a reinforcing metal plate provided at the peripheral portion of the keypad rubber disposed at an interval above the top surface of the sensor rubber, 6. The electrostatic capacitance type according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein a reinforcing metal plate provided on a back surface of a sensor substrate made of a hard material or a flexible sensor substrate is integrated with a laser beam. sensor. 導電性ラバー又は導電性エラストマーからなる可動電極を備えたセンサーラバーと、該センサーラバーの上面と間隔をおいて上方に配置するキーパッドラバーと、前記可動電極に対応した位置に固定電極を備えるとともに裏面に補強用金属板を設けない硬質材からなるセンサー基板又は裏面に補強用金属板を設けたフレキシブルなセンサー基板とを、各中心部に設けた透孔による位置決めと各円周方向又は矩形のXY平面上での位置決めをして一体に形成し、かつ前記センサーラバー上面に顕出する補強用金属板を前記センサーラバーと一体に形成し、該センサーラバーの外周縁部から外側に延出する同一素材のセンサーラバー保持部の基部がセンサー基板と当接し該センサーラバー保持部の基部上に該基部の厚みより薄厚の補強用金属板を前記基部から外側に延出させて一体に形成し、上記センサーラバーを内部に収納して該センサーラバー上面と距離をおいて設けるキーパッドラバーは中心部の各位置決め用穴を介して中心部の位置決めと該キーパッドラバー周縁に設けた補強用金属板が前記センサーラバーの複数箇所において位置決めした状態で周縁又はコーナーの複数個所を前記基板上にレーザー光線により一体に固定したことを特徴とする静電容量式センサー。   A sensor rubber having a movable electrode made of conductive rubber or conductive elastomer, a keypad rubber disposed above the sensor rubber with a gap from the upper surface, and a fixed electrode at a position corresponding to the movable electrode A sensor substrate made of a hard material not provided with a reinforcing metal plate on the back surface or a flexible sensor substrate provided with a reinforcing metal plate on the back surface is positioned by a through hole provided in each central portion and each circumferential direction or rectangular shape Positioning on the XY plane is integrally formed, and a reinforcing metal plate that appears on the upper surface of the sensor rubber is formed integrally with the sensor rubber, and extends outward from the outer peripheral edge of the sensor rubber. The base part of the sensor rubber holding part made of the same material is in contact with the sensor substrate, and a reinforcing metal plate thinner than the thickness of the base part is formed on the base part of the sensor rubber holding part. A keypad rubber that extends outward from the base and is integrally formed, accommodates the sensor rubber inside, and is spaced apart from the upper surface of the sensor rubber. Positioning and reinforcing metal plates provided on the periphery of the keypad rubber are positioned at a plurality of locations of the sensor rubber, and a plurality of peripheral or corner portions are integrally fixed on the substrate by a laser beam. Capacitive sensor. 中心部に位置決め用穴を穿設したフレキシブルなセンサー基板を収納し、周縁に固定用フランジを有し、中心部に位置決め用穴を穿設した補強用金属板と、
前記センサー基板表面の同一円周方向に沿って複数に分割した各固定電極部と対向する位置に形成する複数に分割した可動電極部を除いた部位が非導電性シリコーンゴム又は非導電性熱可塑性エラストマーの素材でセンサーラバーを形成し、該センサーラバーの外周縁から外側に延出する同一素材のセンサーラバー保持部を備え、センサーラバーの中心部の天面に補強用金属板及び前記センサー保持部の基部に外側に延出する補強用金属板を備えるとともに前記各可動電極部を導電膜または伸縮自在な導電メッシュ層により形成し、かつ中心部に位置決め用穴を穿設したセンサーラバーと、
前記センサーラバーの天面から上方に間隔をおいて配置し、前記センサーラバーと同一素材で形成し、キーパッドラバーの中心部の天面に補強用金属板を設けるとともに前記キーパッドラバーの保持部の基部に外側に延出する補強用金属板を備えるとともに中心部に位置決め用穴を穿設したキーパッドラバーとを、
前記各中心部に位置決め用穴を一致させて周縁部の各補強用金属板同士を重ねた状態でレ
ーザー光線にて一体に固定したことを特徴とする静電容量式センサーの製造方法。
A reinforcing metal plate that houses a flexible sensor substrate with a positioning hole in the center, has a fixing flange on the periphery, and has a positioning hole in the center,
The portion excluding the plurality of divided movable electrode portions formed at positions opposed to the plurality of fixed electrode portions divided along the same circumferential direction on the surface of the sensor substrate is non-conductive silicone rubber or non-conductive thermoplastic. The sensor rubber is formed of an elastomer material, and includes a sensor rubber holding portion made of the same material extending outward from the outer peripheral edge of the sensor rubber. The reinforcing metal plate and the sensor holding portion are arranged on the top surface of the center portion of the sensor rubber. A sensor rubber provided with a reinforcing metal plate extending outwardly at the base of each of the above, and each movable electrode portion is formed of a conductive film or a stretchable conductive mesh layer, and a positioning hole is formed in the center portion;
The sensor rubber is disposed above the top surface of the sensor rubber at a distance from the top, is formed of the same material as the sensor rubber, is provided with a reinforcing metal plate on the top surface at the center of the keypad rubber, and the keypad rubber holding portion A keypad rubber provided with a reinforcing metal plate extending outward at the base and having a positioning hole in the center,
A method for manufacturing a capacitive sensor, characterized in that a positioning hole is made to coincide with each central portion and the reinforcing metal plates in the peripheral portion are overlapped and fixed together with a laser beam.
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