JP2014074668A - Load detector and electronic apparatus using the same - Google Patents
Load detector and electronic apparatus using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014074668A JP2014074668A JP2012222617A JP2012222617A JP2014074668A JP 2014074668 A JP2014074668 A JP 2014074668A JP 2012222617 A JP2012222617 A JP 2012222617A JP 2012222617 A JP2012222617 A JP 2012222617A JP 2014074668 A JP2014074668 A JP 2014074668A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- load sensor
- detection device
- case
- elastic body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
Description
本発明は、例えば、電子機器を構成するパネル下に配置されて荷重検出を行う荷重検出装置に関する。 The present invention relates to, for example, a load detection device that is disposed under a panel constituting an electronic device and detects a load.
特許文献１には、情報入力装置に関する発明が開示されている。特許文献１では、初期荷重付与部材により、圧力検出部に初期荷重をかけておく構成となっている。 Patent Document 1 discloses an invention related to an information input device. In Patent Document 1, an initial load is applied to the pressure detection unit by an initial load applying member.
特許文献２には、荷重センサに関する発明が開示されている。特許文献２における荷重センサは、ダイヤフラムと、ダイヤフラムの上面に配置された駆動体と、駆動体に弾性体を介して前記駆動体の上面側に配置された操作体と、を有して構成される。操作体が押圧されると、弾性体を介して駆動体が押圧され、それによりダイヤフラムが高さ方向に変位する構成となっている。 Patent Document 2 discloses an invention related to a load sensor. The load sensor in Patent Document 2 includes a diaphragm, a driving body disposed on the upper surface of the diaphragm, and an operating body disposed on the upper surface side of the driving body via an elastic body. The When the operating body is pressed, the driving body is pressed via the elastic body, whereby the diaphragm is displaced in the height direction.
特許文献１では、露出状態の荷重センサを電子機器内に組み込む構成であるため、ハンドリング性が悪かった。 In patent document 1, since it was the structure which incorporates the load sensor of an exposure state in an electronic device, handling property was bad.
一方、特許文献２ではケース体にダイヤフラムを配置しているため、センサ部に該当するダイヤフラムに直接触れることはない。しかしながら特許文献２では、部品点数が多く荷重検出装置の小型化を適切に促進できない問題があった。 On the other hand, since the diaphragm is arrange | positioned in the case body in patent document 2, the diaphragm applicable to a sensor part is not touched directly. However, in Patent Document 2, there is a problem that the number of parts is large and the size reduction of the load detection device cannot be appropriately promoted.
すなわち特許文献２によれば、ダイヤフラムに荷重を伝えるための部材として、ダイヤフラムの上面側に駆動体、弾性体及び操作体を配置しており、部品点数が多く、この結果、低背化が困難であった。 That is, according to Patent Document 2, as a member for transmitting a load to the diaphragm, a driving body, an elastic body, and an operating body are arranged on the upper surface side of the diaphragm, and the number of parts is large. As a result, it is difficult to reduce the height. Met.
また特許文献２では、操作体の下面をダイヤフラム周辺部への当接面としたストッパ機構を設けている。しかしながら、操作体が直接、ダイヤフラムに接触して、操作体の変位を止める構成であるため、ストッパ機構が発揮された際、ダイヤフラムに過度の負担がかかり、ダイヤフラム（センサ部）が損傷したり、またセンサ感度が低下する等の問題があった。 Further, in Patent Document 2, a stopper mechanism is provided in which the lower surface of the operating body is a contact surface against the peripheral portion of the diaphragm. However, since the operating body directly contacts the diaphragm and stops the displacement of the operating body, when the stopper mechanism is exerted, an excessive load is applied to the diaphragm, and the diaphragm (sensor unit) is damaged, Moreover, there existed problems, such as a sensor sensitivity falling.
そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、良好なハンドリング性及び小型化を実現でき、良好なセンサ感度を備えた荷重検出装置及び前記荷重検出装置を用いた電子機器を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is for solving the above-described conventional problems, and in particular, it is possible to realize good handling properties and downsizing, and a load detection device having good sensor sensitivity and an electronic apparatus using the load detection device. The purpose is to provide.
本発明における荷重検出装置は、上面側が開口された有底の収納部を有するケースと、突起状の受圧部を前記収納部の底面側に向けて前記収納部内に収納された荷重センサと、前記荷重センサの上面側に配置され、荷重を受けて前記荷重センサを高さ方向に押圧する弾性体と、を有することを特徴とするものである。 The load detection device according to the present invention includes a case having a bottomed storage portion opened on the upper surface side, a load sensor stored in the storage portion with a protruding pressure receiving portion facing the bottom surface side of the storage portion, And an elastic body that is disposed on the upper surface side of the load sensor and receives the load to press the load sensor in the height direction.
本発明によれば、荷重センサをケースの収納部内に収納した状態としているため、荷重検出装置を取り扱う際、荷重センサに直接触れることはなく、よってハンドリング性に優れる。また、荷重センサの上面側に弾性体を配置し、弾性体により荷重センサの上面を押圧する構成としている。このとき本発明では荷重センサの突起状の受圧部を収納部の底面側に向けたので、例えば、荷重センサと弾性体との間に剛性の部材を配置せずとも、荷重センサの受圧部を適切に押圧することができる。このように本発明では弾性体から荷重センサに荷重を伝える構成としており、従来に比べて部品点数が少なくて済み、荷重検出装置の小型化を実現できる。また、荷重センサの突起状の受圧部を収納部の底面側に向けて、荷重センサに効率よく荷重を伝えることができるようにするとともに、荷重センサの上面に直接あるいは間接的に弾性体が当接する構成であるため、強い衝撃が加わったような場合でも、弾性体である程度衝撃を吸収でき、過度の負担が荷重センサにかからないようにできる。よって、良好で安定したセンサ感度を得ることができる。 According to the present invention, since the load sensor is housed in the housing portion of the case, when handling the load detection device, the load sensor is not touched directly, and thus the handling property is excellent. Further, an elastic body is disposed on the upper surface side of the load sensor, and the upper surface of the load sensor is pressed by the elastic body. At this time, in the present invention, since the protruding pressure receiving portion of the load sensor is directed to the bottom surface side of the storage portion, for example, the pressure receiving portion of the load sensor is arranged without arranging a rigid member between the load sensor and the elastic body. It can be pressed properly. As described above, in the present invention, the load is transmitted from the elastic body to the load sensor, and the number of parts is reduced as compared with the conventional case, and the load detecting device can be downsized. In addition, the protruding pressure receiving portion of the load sensor is directed toward the bottom surface of the storage portion so that the load can be efficiently transmitted to the load sensor, and the elastic body is applied directly or indirectly to the top surface of the load sensor. Since the structure is in contact, even if a strong impact is applied, the elastic body can absorb the impact to some extent, and an excessive load can be prevented from being applied to the load sensor. Therefore, good and stable sensor sensitivity can be obtained.
本発明では、前記弾性体の上面が、前記ケースの上面よりも突出しており、前記ケースの上面は、前記荷重を受けた際に前記弾性体の変位を制限するストッパ面として構成されることが好ましい。本発明では、弾性体の上面をケースの上面よりも上方に突出させて、ケースの上面をストッパ面とした。このため、例えば、荷重検出装置の上側に高さ方向に変位可能なパネルを配置した構成とした場合、ストッパ面に、パネルを当接させることで、それ以上、パネルが高さ方向に変位することを防止できる。また従来のように荷重センサ自体に部材を当接させてストッパ機構を発揮させる構成ではなく、ケースの上面でパネルを受け止めてストッパ機構を発揮させる構成であるから、ストッパ機構が作用した際、従来に比べて荷重センサに過度の負担がかからず、荷重センサが損傷を受けることを抑制でき、また良好なセンサ感度を維持することができる。 In the present invention, the upper surface of the elastic body protrudes from the upper surface of the case, and the upper surface of the case is configured as a stopper surface that limits the displacement of the elastic body when receiving the load. preferable. In the present invention, the upper surface of the elastic body is projected upward from the upper surface of the case, and the upper surface of the case is used as a stopper surface. For this reason, for example, when a panel that is displaceable in the height direction is arranged on the upper side of the load detection device, the panel is further displaced in the height direction by bringing the panel into contact with the stopper surface. Can be prevented. In addition, it is not a configuration in which a member is brought into contact with the load sensor itself and the stopper mechanism is exerted as in the prior art, but a configuration in which the panel is received on the upper surface of the case and the stopper mechanism is exerted. As compared with the above, an excessive load is not applied to the load sensor, the damage to the load sensor can be suppressed, and good sensor sensitivity can be maintained.
また本発明では、前記荷重センサの前記受圧部と反対側の面には電極部が設けられており、前記荷重センサと前記弾性体の間には、前記荷重センサの前記電極部と電気的に接続されるフレキシブルプリント基板が配置されていることが好ましい。本発明では、荷重センサの受圧部を収納部の底面側に向け、受圧部の反対側の電極部が設けられた面を上面に向けた。そのため、荷重センサと弾性体との間にフレキシブルプリント基板を組み込むことで、フレキシブルプリント基板と荷重センサの電極部とを電気的に接続できる。このようにフレキシブルプリント基板を簡単かつ適切に荷重検出装置に組み込むことができる。またこの構成では、荷重センサと弾性体との間にフレキシブルプリント基板が介在するため、弾性体が直接、荷重センサを押圧せずフレキシブルプリント基板を介して押圧する構成となる。 In the present invention, an electrode portion is provided on a surface of the load sensor opposite to the pressure receiving portion, and the load sensor and the elastic body are electrically connected to the electrode portion of the load sensor. It is preferable that a flexible printed circuit board to be connected is disposed. In the present invention, the pressure receiving portion of the load sensor is directed to the bottom surface side of the storage portion, and the surface provided with the electrode portion opposite to the pressure receiving portion is directed to the top surface. Therefore, a flexible printed circuit board and the electrode part of a load sensor can be electrically connected by incorporating a flexible printed circuit board between a load sensor and an elastic body. In this way, the flexible printed circuit board can be easily and appropriately incorporated into the load detection device. In this configuration, since the flexible printed circuit board is interposed between the load sensor and the elastic body, the elastic body directly presses the load sensor without pressing the load sensor.
また本発明では、前記収納部には、高さ方向に連続した第１の収納部及び第２の収納部が設けられ、前記第１の収納部は前記収納部の下側に位置し、前記第２の収納部は前記収納部の上側に位置しており、
前記ケースの上面と前記第１の収納部の底面との間の位置には中間面が設けられており、前記第２の収納部は、前記中間面と、前記中間面と前記ケースの上面との間を繋ぐ側壁面とにより形成され、
前記フレキシブルプリント基板及び前記弾性体は前記第２の収納部に収納され、前記フレキシブルプリント基板と前記中間面との間にはギャップＧ１が設けられていることが好ましい。これによって中間面よりも下側に配置された荷重センサに、荷重が印加される前の状態において、ケースを介して外部から加えられた荷重や応力が荷重センサに作用しないようにできる。また、フレキシブルプリント基板及び弾性体を第２の収納部に適切かつ容易に収納することができる。またこのとき、第２の収納部内にて、フレキシブルプリント基板及び弾性体の位置決めを適切に行うことができる。
In the present invention, the storage unit includes a first storage unit and a second storage unit that are continuous in a height direction, and the first storage unit is located below the storage unit, The second storage portion is located above the storage portion;
An intermediate surface is provided at a position between the upper surface of the case and the bottom surface of the first storage portion, and the second storage portion includes the intermediate surface, the intermediate surface, and the upper surface of the case. Formed by the side wall surface connecting between,
It is preferable that the flexible printed circuit board and the elastic body are stored in the second storage unit, and a gap G1 is provided between the flexible printed circuit board and the intermediate surface. As a result, it is possible to prevent a load or stress applied from the outside through the case from acting on the load sensor in a state before the load is applied to the load sensor arranged below the intermediate surface. In addition, the flexible printed board and the elastic body can be appropriately and easily stored in the second storage portion. At this time, the flexible printed circuit board and the elastic body can be appropriately positioned in the second storage portion.
また本発明では、
前記弾性体には、前記荷重センサと高さ方向にて対向する位置に設けられた突出部と、前記突出部の周囲に前記突出部よりも薄肉の周辺部とが設けられており、
前記周辺部が前記中間面の上方に存在していることが好ましい。
In the present invention,
The elastic body is provided with a protruding portion provided at a position facing the load sensor in the height direction, and a peripheral portion thinner than the protruding portion around the protruding portion,
It is preferable that the peripheral portion exists above the intermediate surface.
これにより弾性体の突出部を外方に露出させた状態として、弾性体の周辺部を第２の収納部内に適切に収めることができる。 Thereby, the peripheral part of an elastic body can be appropriately accommodated in a 2nd accommodating part as the state which exposed the protrusion part of the elastic body to the outward.
また、前記周辺部の上面にギャップＧ２を介して抜け止め防止部材が設けられていることが好ましい。これによりケース内に、荷重センサ、フレキシブルプリント基板及び弾性体を適切に収納できる。また、荷重が印加される前の状態において、抜け止め防止部材に荷重や応力が加わっても、それらが加重センサに作用しないようにできる。 Further, it is preferable that a stopper member is provided on the upper surface of the peripheral portion via a gap G2. Thereby, a load sensor, a flexible printed circuit board, and an elastic body can be appropriately accommodated in the case. Moreover, even if a load or stress is applied to the retaining member in a state before the load is applied, they can be prevented from acting on the load sensor.
また本発明における電子機器は、上記のいずれかに記載された荷重検出装置と、操作面を備えるパネルと、を有し、
前記パネルは、前記荷重検出装置の上面側にて高さ方向に変位可能に配置されており、前記操作面が押圧された際の押圧情報は、前記荷重センサが前記弾性体を介して荷重を受けることで検出されることを特徴とするものである。
An electronic device according to the present invention includes the load detection device described in any of the above and a panel including an operation surface.
The panel is arranged to be displaceable in the height direction on the upper surface side of the load detection device, and the pressing information when the operation surface is pressed is determined by the load sensor via the elastic body. It is detected by receiving.
本発明の電子機器によれば、小型化された荷重検出装置を組み込んだことで電子機器の小型化（低背化）を実現できる。また、本発明の荷重検出装置は、荷重センサに効率よく荷重を伝えることができ、また強い衝撃が加わったような場合でも、過度の負担が荷重センサにかからないようにできるため、良好で安定したセンサ感度を得ることができる。したがって、このような荷重検出装置を電子機器に組み込むことで、電子機器としての良好なセンサ感度及び安定したセンサ感度を得ることができる。 According to the electronic device of the present invention, the electronic device can be reduced in size (reduced in height) by incorporating a downsized load detection device. In addition, the load detection device of the present invention can transmit a load efficiently to the load sensor, and even when a strong impact is applied, an excessive load can be prevented from being applied to the load sensor. Sensor sensitivity can be obtained. Therefore, by incorporating such a load detection device into an electronic device, it is possible to obtain good sensor sensitivity and stable sensor sensitivity as the electronic device.
本発明の荷重検出装置によれば、荷重センサをケースの収納部内に収納した状態としているため、荷重検出装置を取り扱う際、荷重センサに直接触れることはなく、よってハンドリング性に優れる。また、荷重センサの上面側に弾性体を配置し、弾性体により荷重センサの上面を押圧する構成としている。このとき本発明では荷重センサの突起状の受圧部を収納部の底面側に向けたので、例えば、荷重センサと弾性体との間に剛性の部材を配置せずとも、荷重センサの受圧部を適切に押圧することができる。このように本発明では弾性体から荷重センサに荷重を伝える構成にしており、従来に比べて部品点数が少なくて済み、荷重検出装置の小型化を実現できる。また、荷重センサの突起状の受圧部を収納部の底面側に向けて、荷重センサに効率よく荷重を伝えることができるようにしたのとともに、荷重センサの上面に直接あるいは間接的に弾性体が当接する構成であるため、強い衝撃が加わったような場合でも、弾性体である程度衝撃を吸収でき、過度の負担が荷重センサにかからないようにできる。よって、良好で安定したセンサ感度を得ることができる。 According to the load detection device of the present invention, since the load sensor is housed in the housing portion of the case, when handling the load detection device, the load sensor is not touched directly, and the handling property is excellent. Further, an elastic body is disposed on the upper surface side of the load sensor, and the upper surface of the load sensor is pressed by the elastic body. At this time, in the present invention, since the protruding pressure receiving portion of the load sensor is directed to the bottom surface side of the storage portion, for example, the pressure receiving portion of the load sensor is arranged without arranging a rigid member between the load sensor and the elastic body. It can be pressed properly. As described above, in the present invention, the load is transmitted from the elastic body to the load sensor, and the number of parts can be reduced as compared with the conventional case, and the load detecting device can be downsized. The load sensor's protruding pressure-receiving portion is directed toward the bottom surface of the storage portion so that the load can be efficiently transmitted to the load sensor, and an elastic body is directly or indirectly applied to the top surface of the load sensor. Since the structure is in contact, even when a strong impact is applied, the elastic body can absorb the impact to some extent, and an excessive load is not applied to the load sensor. Therefore, good and stable sensor sensitivity can be obtained.
図１は、本発明の実施形態における荷重検出装置の斜視図、図２は、本発明の実施形態における荷重検出装置の分解斜視図、図３は、本発明の実施形態における荷重検出装置を図１に示すＡ−Ａ線に沿って高さ方向に切断し矢印方向から見た縦断面図、図４（ａ）は、本発明の実施形態の荷重検出装置を電子機器に組み込んだ状態を示す部分縦断面図であり、図４（ｂ）は、パネルが押圧されてストッパ機構が発揮された状態を示す電子機器の部分縦断面図、図５は、電子機器の平面図、図６は、本発明における荷重センサの構造の一例であり、図６（ａ）は、部分縦断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す荷重センサを構成するセンサ基板の平面図である。 1 is a perspective view of a load detection device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the load detection device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram illustrating the load detection device according to an embodiment of the present invention. FIG. 4A shows a state in which the load detection device according to the embodiment of the present invention is incorporated in an electronic apparatus, as viewed from the direction of the arrow along the line AA shown in FIG. FIG. 4B is a partial longitudinal sectional view of an electronic device showing a state where the panel is pressed and the stopper mechanism is exerted, FIG. 5 is a plan view of the electronic device, and FIG. FIG. 6A is an example of a partial vertical cross-sectional view, and FIG. 6B is a plan view of a sensor substrate constituting the load sensor shown in FIG. It is.
図１，図２，図３に示す荷重検出装置１は、ケース２と、荷重センサ３と、フレキシブルプリント基板４と、補強板５と、ラバー部材６（弾性体）と、フレーム（抜け止め防止部材）７と、を有して構成される。 1, 2, and 3 includes a case 2, a load sensor 3, a flexible printed circuit board 4, a reinforcing plate 5, a rubber member 6 (elastic body), and a frame (prevention of retaining). Member) 7.
図１，図２，図３に示すようにケース２は外面として、前面２ａ、後面２ｂ、側面２ｃ，２ｄ，下面２ｅ及び上面２ｆを有する。ケース２には、上面２ｆ側が開口部８とされた有底の収納部９が設けられている。収納部９は、高さ方向（Ｚ１−Ｚ２）に連続した（一体化した）第１の収納部９ａと第２の収納部９ｂとで構成されている。第１の収納部９ａは、収納部９の下側に位置し、底面９ａ１とその四方が側壁面９ａ２で囲まれた形状となっている（図３参照）。また図３に示すように、第１の収納部９ａの底面９ａ１には、中央に向かって盛り上がる曲面部１０とその中央にて凹む凹面部９ａ３とが設けられている。ただし図３の断面構造は一例であり、底面９ａ１は平坦な面であってもよい。 As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the case 2 has a front surface 2a, a rear surface 2b, side surfaces 2c and 2d, a lower surface 2e, and an upper surface 2f as outer surfaces. The case 2 is provided with a bottomed storage portion 9 whose upper surface 2 f side is an opening 8. The storage unit 9 includes a first storage unit 9a and a second storage unit 9b that are continuous (integrated) in the height direction (Z1-Z2). The 1st accommodating part 9a is located in the lower side of the accommodating part 9, and becomes the shape where the bottom face 9a1 and the four sides were enclosed by the side wall surface 9a2 (refer FIG. 3). As shown in FIG. 3, the bottom surface 9a1 of the first storage portion 9a is provided with a curved surface portion 10 that rises toward the center and a concave surface portion 9a3 that is recessed at the center. However, the cross-sectional structure of FIG. 3 is an example, and the bottom surface 9a1 may be a flat surface.
第２の収納部９ｂは収納部９の上側に位置する。図２，図３に示すように、ケース２の上面２ｆと収納部（第１の収納部９ａ）の底面９ａ１との間の位置に中間面１１が設けられており、この中間面１１と、中間面１１と上面２ｆとの間を繋ぐ側壁面１２とにより第２の収納部９ｂが構成されている（図３参照）。中間面１１は、Ｘ１−Ｘ２方向とＹ１−Ｙ２方向とからなる平面であることが好ましい。 The second storage unit 9 b is located above the storage unit 9. 2 and 3, an intermediate surface 11 is provided at a position between the upper surface 2f of the case 2 and the bottom surface 9a1 of the storage portion (first storage portion 9a). A second storage portion 9b is configured by the side wall surface 12 connecting the intermediate surface 11 and the upper surface 2f (see FIG. 3). The intermediate surface 11 is preferably a plane composed of an X1-X2 direction and a Y1-Y2 direction.
図２，図３に示すように中間面１１には上方（Ｚ１）に向けて突出したボス１５が設けられている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the intermediate surface 11 is provided with a boss 15 protruding upward (Z1).
荷重センサ３は、図３に示すように、センサ本体２０と、モールド部２１と配線基板２２とを有して構成される。 As shown in FIG. 3, the load sensor 3 includes a sensor main body 20, a mold part 21, and a wiring board 22.
以下、図６を用いて荷重センサ３の構成について詳しく説明する。図６（ａ）に示すようにセンサ本体２０は、第１の基板２３と第２の基板２４とを有して構成される。第１の基板２３には、変形部２５と、変形部２５の下面２５ａに下方（Ｚ２）に向けて突出する突起状の受圧部２６が設けられる。変形部２５は、荷重により高さ方向（Ｚ１−Ｚ２）に変形可能な部分である。 Hereinafter, the configuration of the load sensor 3 will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 6A, the sensor main body 20 includes a first substrate 23 and a second substrate 24. The first substrate 23 is provided with a deforming portion 25 and a projecting pressure receiving portion 26 projecting downward (Z2) on the lower surface 25a of the deforming portion 25. The deformable portion 25 is a portion that can be deformed in the height direction (Z1-Z2) by a load.
第１の基板２３や第２の基板２４は例えばシリコン基材で形成される。図６（ａ）（ｂ）に示すように、第１の基板２３の上面には、歪検出素子として複数のピエゾ抵抗素子（荷重検出部）２７、複数の電気接続部２８、各ピエゾ抵抗素子２７と各電気接続部２８間を繋ぐ複数の回路配線部２９が設けられる。 The first substrate 23 and the second substrate 24 are formed of, for example, a silicon base material. As shown in FIGS. 6A and 6B, on the upper surface of the first substrate 23, a plurality of piezoresistive elements (load detecting portions) 27, a plurality of electrical connecting portions 28, and each piezoresistive element as strain detecting elements. A plurality of circuit wiring portions 29 are provided to connect the electrical connection portion 27 and the electrical connection portions 28.
複数のピエゾ抵抗素子２７は、変形部２５の周囲に沿って、隣り合う素子同士が９０°異なる位相で配置される。受圧部２６で受けた荷重により変形部２５が変位すると、その変位量に応じて複数のピエゾ抵抗素子２７の電気抵抗が変化し、各ピエゾ抵抗素子２７によって構成されたブリッジ回路の中点電位が変化することで、出力を得ることが出来る。 The plurality of piezoresistive elements 27 are arranged along the periphery of the deformable portion 25 with adjacent elements having a phase different by 90 °. When the deformed portion 25 is displaced by the load received by the pressure receiving portion 26, the electrical resistance of the plurality of piezoresistive elements 27 changes according to the amount of displacement, and the midpoint potential of the bridge circuit constituted by each piezoresistive element 27 is The output can be obtained by changing.
図６（ａ）に示すように、各ピエゾ抵抗素子２７、各電気接続部２８、及び各回路配線部２９は、絶縁層３０により覆われている。 As shown in FIG. 6A, each piezoresistive element 27, each electrical connection portion 28, and each circuit wiring portion 29 is covered with an insulating layer 30.
図６（ａ）（ｂ）に示すように、第１の基板２３の上面には、変形部２５の周縁部を囲むようにセンサ側接合層３１が形成されている。図６（ｂ）に示すように、センサ側接合層３１は閉じた形態であることが好適である。 As shown in FIGS. 6A and 6B, the sensor-side bonding layer 31 is formed on the upper surface of the first substrate 23 so as to surround the peripheral portion of the deformable portion 25. As shown in FIG. 6B, the sensor side bonding layer 31 is preferably in a closed form.
図６（ｂ）に示すように、各電気接続部２８は、第１の基板２３の上面側に形成された各回路配線部２９を介して各ピエゾ抵抗素子２７に電気的に接続されている。 As shown in FIG. 6B, each electrical connection portion 28 is electrically connected to each piezoresistive element 27 via each circuit wiring portion 29 formed on the upper surface side of the first substrate 23. .
第２の基板２４の裏面には、第１の基板２３に形成されたセンサ側接合層３１と対応するベース側接合層３３が形成されている。また図６（ａ）に示すように、第２の基板２４の裏面には、複数の電気配線部３４が形成されており、電気配線部３４の表面には第１の基板２３から離れた位置に電極パッド部３６が形成されている。 A base-side bonding layer 33 corresponding to the sensor-side bonding layer 31 formed on the first substrate 23 is formed on the back surface of the second substrate 24. Further, as shown in FIG. 6A, a plurality of electrical wiring portions 34 are formed on the back surface of the second substrate 24, and the surface of the electrical wiring portion 34 is located away from the first substrate 23. An electrode pad portion 36 is formed on the substrate.
図６（ａ）に示すように、第１の基板２３と第２の基板２４とはセンサ側接合層３１とベース側接合層３３とを対向させた状態で接合されて、変形部２５に対する変位空間４５が設けられている。 As shown in FIG. 6A, the first substrate 23 and the second substrate 24 are joined with the sensor side joining layer 31 and the base side joining layer 33 facing each other, and the displacement with respect to the deformation portion 25 is performed. A space 45 is provided.
センサ本体２０の上面には配線基板２２が設けられている。配線基板２２の裏面に形成された接続導電層４１と電極パッド部３６間がボンディングワイヤ４２により電気的に接続される（ワイヤーボンディング）。 A wiring board 22 is provided on the upper surface of the sensor body 20. The connection conductive layer 41 formed on the back surface of the wiring substrate 22 and the electrode pad portion 36 are electrically connected by a bonding wire 42 (wire bonding).
図３や図６（ａ）に示すように配線基板２２の裏面からセンサ本体２０の周囲にかけて封止樹脂によるモールド部２１が設けられている。これにより荷重センサ３は図２に示すようにパッケージ化されている。図６（ａ）に示すように、受圧部２６は、モールド部２１の裏面から露出した状態となっている。 As shown in FIG. 3 and FIG. 6A, a mold portion 21 made of a sealing resin is provided from the back surface of the wiring board 22 to the periphery of the sensor body 20. Thus, the load sensor 3 is packaged as shown in FIG. As shown in FIG. 6A, the pressure receiving part 26 is exposed from the back surface of the mold part 21.
図３、図６（ａ）に示すように、配線基板２２には接続導電層４１と電気的に接続され配線基板２２を貫通する内部配線層４６が設けられ、前記内部配線層４６は、配線基板２２の表面（荷重センサ３の上面３ａ）に設けられた電極部４７と電気的に接続されている。 As shown in FIGS. 3 and 6A, the wiring board 22 is provided with an internal wiring layer 46 that is electrically connected to the connection conductive layer 41 and penetrates the wiring board 22. The electrode portion 47 provided on the surface of the substrate 22 (the upper surface 3a of the load sensor 3) is electrically connected.
図３に示すように、荷重センサ３の突起状の受圧部２６をケース２の収納部９の底面９ａ１（図３での凹部９ａ３の底面）に向けた状態で荷重センサ３を収納部９内に収納する。これにより、荷重センサ３の受圧部２６は、収納部９の底面９ａ１に当接した状態となっている。
図６に示した荷重センサ３の構成は一例であり、これ以外の構成であってもよい。
As shown in FIG. 3, the load sensor 3 is placed in the storage portion 9 with the protruding pressure receiving portion 26 of the load sensor 3 facing the bottom surface 9 a 1 of the storage portion 9 of the case 2 (the bottom surface of the recess 9 a 3 in FIG. 3). Store in. Thereby, the pressure receiving portion 26 of the load sensor 3 is in contact with the bottom surface 9 a 1 of the storage portion 9.
The configuration of the load sensor 3 shown in FIG. 6 is an example, and other configurations may be used.
フレキシブルプリント基板４は、ベース板４ａと、ベース板４ａにプリントされた複数の配線部４ｂとを有して構成される。ベース板４ａは可撓性の基材である。各配線部４ｂの先端がベース板４ａの裏面に露出する接続端子部５０として構成され、図３に示すように荷重センサ３の電極部４７とフレキシブルプリント基板４の接続端子部５０とが電気的に接合されている。接合の仕方は特に限定するものではなく、例えば、半田や異方性導電材料等により接合される。 The flexible printed board 4 includes a base plate 4a and a plurality of wiring portions 4b printed on the base plate 4a. The base plate 4a is a flexible base material. The tip of each wiring part 4b is configured as a connection terminal part 50 exposed on the back surface of the base plate 4a, and the electrode part 47 of the load sensor 3 and the connection terminal part 50 of the flexible printed circuit board 4 are electrically connected as shown in FIG. It is joined to. The method of joining is not particularly limited, and for example, joining is performed by solder, anisotropic conductive material, or the like.
図２に示す補強板５はフレキシブルプリント基板４の先端部４ｄに接合されている。補強板５は例えばポリイミド樹脂による板材である。 The reinforcing plate 5 shown in FIG. 2 is joined to the tip portion 4 d of the flexible printed circuit board 4. The reinforcing plate 5 is a plate material made of polyimide resin, for example.
図２に示すようにフレキシブルプリント基板４には貫通孔４ｃが設けられている。各配線部４ｂは貫通孔４ｃを避けて延出している。フレキシブルプリント基板４をケース２に組み込む際、この貫通孔４ｃにはケース２に設けられたボス１５が通される。 As shown in FIG. 2, the flexible printed circuit board 4 is provided with a through hole 4c. Each wiring portion 4b extends to avoid the through hole 4c. When the flexible printed circuit board 4 is assembled in the case 2, the boss 15 provided in the case 2 is passed through the through hole 4 c.
また図２に示すように、フレキシブルプリント基板４の先端部４ｄの左右両側には、左右方向（Ｘ１−Ｘ２）に延出する複数の延出部５１が、ベース板４ａと一体となって設けられている。図２に示すように、フレキシブルプリント基板４の先端部４ｄのＸ１側には２つの延出部５１がＹ１−Ｙ２方向に間隔５１ａを空けて設けられている。図２では、フレキシブルプリント基板４の先端部４ｄのＸ２側が一部隠れているが、Ｘ２側においても２つの延出部５１がＹ１−Ｙ２方向に間隔５１ａを空けて設けられている。先端部４ｄのＸ１側及びＸ２側のそれぞれに設けられた各延出部５１のＹ１−Ｙ２方向への間隔５１ａは、ケース２に設けられたボス１５の直径と略同一である。よって、フレキシブルプリント基板４をケース２に組み込んだとき、ボス１５によりフレキシブルプリント基板４のＸ１−Ｘ２方向及びＹ１−Ｙ２方向を位置決めできる。 As shown in FIG. 2, a plurality of extending portions 51 extending in the left-right direction (X1-X2) are provided integrally with the base plate 4a on both the left and right sides of the front end portion 4d of the flexible printed circuit board 4. It has been. As shown in FIG. 2, two extending portions 51 are provided on the X1 side of the front end portion 4d of the flexible printed circuit board 4 with an interval 51a in the Y1-Y2 direction. In FIG. 2, the X2 side of the distal end portion 4d of the flexible printed circuit board 4 is partially hidden, but two extending portions 51 are also provided on the X2 side with an interval 51a in the Y1-Y2 direction. The distance 51a in the Y1-Y2 direction between the extending portions 51 provided on the X1 side and the X2 side of the tip portion 4d is substantially the same as the diameter of the boss 15 provided in the case 2. Therefore, when the flexible printed circuit board 4 is incorporated into the case 2, the X1-X2 direction and the Y1-Y2 direction of the flexible printed circuit board 4 can be positioned by the boss 15.
なお、図２に示すように補強板５はフレキシブルプリント基板４の先端部４ｄと略同一の形状で形成されており、したがって補強板５にも複数の延出部５２が設けられている。また図２には見えていないが、補強板５のＹ２側の端部にはフレキシブルプリント基板４の貫通孔４ｃを通過したボス１５に対する切欠や穴が設けられている。以上により、補強板５を備えたフレキシブルプリント基板４の先端部４ｄが適切にケース２内にて位置決めされるようになっている。 As shown in FIG. 2, the reinforcing plate 5 is formed in substantially the same shape as the distal end portion 4 d of the flexible printed circuit board 4, and therefore, the reinforcing plate 5 is also provided with a plurality of extending portions 52. Although not visible in FIG. 2, a notch or hole for the boss 15 that has passed through the through hole 4 c of the flexible printed circuit board 4 is provided at the end of the reinforcing plate 5 on the Y2 side. As described above, the front end portion 4d of the flexible printed board 4 provided with the reinforcing plate 5 is appropriately positioned in the case 2.
図２、図３に示すように、補強板５の周辺部５ｂ（補強板５の中央領域を除く周囲の領域であり、延出部５２を含む）、フレキシブルプリント基板４の先端部４ｄの周辺部４ｄ１（先端部４ｄの中央領域を除く周囲の領域であり、延出部５１を含む）は、ケース２の中間面１１と高さ方向（Ｚ１−Ｚ２）で対向した位置に設けられている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the peripheral portion 5 b of the reinforcing plate 5 (a peripheral region excluding the central region of the reinforcing plate 5 and including the extending portion 52), the periphery of the distal end portion 4 d of the flexible printed circuit board 4 The portion 4d1 (a surrounding region excluding the central region of the tip portion 4d, including the extending portion 51) is provided at a position facing the intermediate surface 11 of the case 2 in the height direction (Z1-Z2). .
また図３に示すように、フレキシブルプリント基板４の先端部４ｄの周辺部４ｄ１と中間面１１との間には、ギャップＧ１（間隔）が設けられている。 As shown in FIG. 3, a gap G <b> 1 (interval) is provided between the peripheral portion 4 d <b> 1 of the front end portion 4 d of the flexible printed circuit board 4 and the intermediate surface 11.
図２，図３に示すラバー部材（弾性体）６には、突出部６ａと、突出部６の周囲に突出部６ａよりも薄肉の周辺部６ｂとが設けられている。 The rubber member (elastic body) 6 shown in FIGS. 2 and 3 is provided with a protruding portion 6a and a peripheral portion 6b thinner than the protruding portion 6a around the protruding portion 6.
図３に示すように突出部６ａは高さ方向（Ｚ１−Ｚ２）にて荷重センサ３と対向する位置に設けられている。 As shown in FIG. 3, the protrusion 6a is provided at a position facing the load sensor 3 in the height direction (Z1-Z2).
図３に示すようにラバー部材６の下面６ｃは平坦面で形成されており、平坦な補強板５と対向している（当接している）。ラバー部材６は補強板５に固定されていなくてもよいし、接着等で固定されていてもよい。 As shown in FIG. 3, the lower surface 6 c of the rubber member 6 is formed as a flat surface and faces (abuts) the flat reinforcing plate 5. The rubber member 6 may not be fixed to the reinforcing plate 5 or may be fixed by adhesion or the like.
図１，図２，図３に示すラバー部材６の突出部６ａの上面６ａ１は、電子機器内に組み込まされたときにパネル６０に当接する当接面（図４参照）を構成している。 The upper surface 6a1 of the protruding portion 6a of the rubber member 6 shown in FIGS. 1, 2, and 3 constitutes a contact surface (see FIG. 4) that contacts the panel 60 when incorporated in an electronic device.
また図２，図３に示すラバー部材６の周辺部６ｂにもフレキシブルプリント基板４の先端部４ｄ及び補強板５と同様に複数の延出部５３が、Ｘ１側部及びＸ２側部の両側に設けられている。ラバー部材６をケース２内に組み込む際、これら延出部５３の間の間隔５３ａ内にボス１５を介在させることで、ラバー部材６の位置決めを適切に行うことができる。 2 and 3, the peripheral portion 6b of the rubber member 6 has a plurality of extending portions 53 on both sides of the X1 side portion and the X2 side portion, similarly to the tip portion 4d of the flexible printed circuit board 4 and the reinforcing plate 5. Is provided. When the rubber member 6 is assembled in the case 2, the rubber member 6 can be properly positioned by interposing the boss 15 in the space 53 a between the extending portions 53.
ラバー部材６は、高さ方向（Ｚ１−Ｚ２）に弾性変形可能なゴム材であり、特に材質を限定するものではない。またラバー部材６の部分は弾性を有する物質（弾性体）であればよく、したがってゴム材に限定するものではない。例えば、ばね材とすることもできる。ただし、ゴム材としたほうが、所定形状に成型加工を簡単に行うことができ、また小型化にも有利である。また図２，図３に示すようにラバー部材６を突出部６ａとその周囲に位置する周辺部６ｂとで構成することで、効率よく荷重センサ３に荷重を伝えることができるとともに、ラバー部材６をケース２内に適切に位置決めでき効果的である。 The rubber member 6 is a rubber material that is elastically deformable in the height direction (Z1-Z2), and the material is not particularly limited. The rubber member 6 may be a material having elasticity (elastic body), and is not limited to a rubber material. For example, a spring material can be used. However, the rubber material can be easily molded into a predetermined shape, and is advantageous for downsizing. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the rubber member 6 is composed of the protruding portion 6a and the peripheral portion 6b located around the protruding portion 6a, so that the load can be efficiently transmitted to the load sensor 3 and the rubber member 6 can be transmitted. Can be appropriately positioned in the case 2 and is effective.
図３に示すようにラバー部材６の周辺部６ｂ（延出部５３を含む）及び補強板５の周辺部５ｂ（補強板５の中央領域を除く周囲の領域であり、延出部５２を含む）、フレキシブルプリント基板４の先端部４ｄの周辺部４ｄ１（先端部４ｄの中央領域を除く周囲の領域であり、延出部５１を含む）は、ケース２の中間面１１と高さ方向（Ｚ１−Ｚ２）で対向した位置に設けられている。 As shown in FIG. 3, the peripheral portion 6 b of the rubber member 6 (including the extending portion 53) and the peripheral portion 5 b of the reinforcing plate 5 (a peripheral region excluding the central region of the reinforcing plate 5, including the extending portion 52. ), The peripheral portion 4d1 of the front end portion 4d of the flexible printed circuit board 4 (a peripheral region excluding the central region of the front end portion 4d and including the extending portion 51) is formed between the intermediate surface 11 of the case 2 and the height direction (Z1). -Z2) at opposite positions.
図１，図２，図３に示すフレーム７は、枠状の板材である。フレーム７の材質を特に限定するものではないが例えばフレーム７をＳＵＳ等の金属材料で形成することができる。 The frame 7 shown in FIGS. 1, 2, and 3 is a frame-shaped plate material. Although the material of the frame 7 is not particularly limited, for example, the frame 7 can be formed of a metal material such as SUS.
フレーム７には中央に大きな貫通孔７ａが設けられている。この貫通孔７ａにラバー部材６の突出部６ａが通され、図１に示すように突出部６ａの上面６ａ１が外部に露出した状態とされる。 The frame 7 is provided with a large through hole 7a in the center. The protruding portion 6a of the rubber member 6 is passed through the through hole 7a, and the upper surface 6a1 of the protruding portion 6a is exposed to the outside as shown in FIG.
図１，図２，図３に示すように、フレーム７には、周囲に複数の小穴７ｂが設けられている。これらの小穴７ｂは図１，図３に示すようにボス１５を通すためのものである。 As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the frame 7 has a plurality of small holes 7b around it. These small holes 7b are for passing the boss 15 as shown in FIGS.
ボス１５に通してフレーム７をケース２内に設置した後、ボス１５の表面を例えば熱カシメして、フレーム７をケース２内に固定する。どのようにフレーム７をケース２に固定するかは限定されない。例えば熱カシメ以外に接着してもよい。なお図３に示すようにフレーム７とラバー部材６の周辺部６ｂとの間にはギャップＧ２が設けられている。すなわち、ラバー部材６はケース２内である程度の自由度を有しており、弾性変形しやすい状態に設置されている。 After the frame 7 is installed in the case 2 through the boss 15, the surface of the boss 15 is caulked, for example, to fix the frame 7 in the case 2. How the frame 7 is fixed to the case 2 is not limited. For example, you may adhere | attach besides heat caulking. As shown in FIG. 3, a gap G <b> 2 is provided between the frame 7 and the peripheral portion 6 b of the rubber member 6. That is, the rubber member 6 has a certain degree of freedom in the case 2 and is installed in a state where it is easily elastically deformed.
ケース２に固定されるフレーム７を上面に設けることで、フレーム７を、荷重センサ３、フレキシブルプリント基板４（及び補強板５）、及びラバー部材６に対する抜け止め防止部材（蓋材）としている。 By providing the frame 7 fixed to the case 2 on the upper surface, the frame 7 is used as a retaining member (lid member) for the load sensor 3, the flexible printed circuit board 4 (and the reinforcing plate 5), and the rubber member 6.
本実施形態の荷重センサ１によれば、ケース２内に、下から、荷重センサ３、フレキシブルプリント基板４、補強板５（フレキシブルプリント基板４にもともと補強板５がついていれば、補強板５を上面側に向け、フレキシブルプリント基板４の接続端子部５０（図３参照）を下側に向ける）、ラバー部材６及びフレーム７の順で配置し、ボス１５の表面を例えば熱カシメしてフレーム７をケース２内に固定する。なお荷重センサ３の電極部４７とフレキシブルプリント基板４の接続端子部５０とを予め半田等で接合した状態で、荷重センサ３及びフレキシブルプリント基板４をケース２内に収納することが好ましい。 According to the load sensor 1 of the present embodiment, the load sensor 3, the flexible printed board 4, and the reinforcing plate 5 (if the reinforcing plate 5 is originally attached to the flexible printed board 4) are installed in the case 2 from below. The connecting terminal portion 50 (see FIG. 3) of the flexible printed circuit board 4 is directed downward), the rubber member 6 and the frame 7 in this order, and the surface of the boss 15 is, for example, thermally crimped to form the frame 7 Is fixed in the case 2. It is preferable that the load sensor 3 and the flexible printed circuit board 4 are accommodated in the case 2 in a state in which the electrode part 47 of the load sensor 3 and the connection terminal part 50 of the flexible printed circuit board 4 are joined in advance with solder or the like.
図５に示すように本実施形態における荷重検出装置１は、パネル６０の下面に配置される。図５では、パネル６０の四隅に荷重検出装置１を配置したが、荷重検出装置１の数や配置場所を限定するものでない。 As shown in FIG. 5, the load detection device 1 in the present embodiment is disposed on the lower surface of the panel 60. In FIG. 5, the load detection devices 1 are arranged at the four corners of the panel 60, but the number and location of the load detection devices 1 are not limited.
パネル６０、荷重検出装置１及び図示しない表示装置等を備えた電子機器は、携帯電話やゲーム機等の携帯用機器やカーナビゲーション、パーソナルコンピュータ等である。 Electronic devices including the panel 60, the load detection device 1, a display device (not shown), and the like are portable devices such as mobile phones and game machines, car navigation systems, personal computers, and the like.
図５に示すようにパネル６０の中央は入力領域６０ａであり、操作者が指等の操作体により入力操作可能な領域である。入力領域６０ａは表示領域でもあり、液晶ディスプレイなどの表示装置からの画像、映像を映し出すことが可能である。 As shown in FIG. 5, the center of the panel 60 is an input area 60 a, which is an area where the operator can perform an input operation with an operating body such as a finger. The input area 60a is also a display area, and can display images and videos from a display device such as a liquid crystal display.
図５に示すように入力領域６０ａの周囲に位置する周辺領域６０ｂは、加飾領域である。よって、周辺領域６０ｂの下面に荷重検出装置１を配置しても荷重検出装置１がパネル６０の表面側（操作面側）から透けて見えることはない。 As shown in FIG. 5, the peripheral area 60b located around the input area 60a is a decoration area. Therefore, even if the load detection device 1 is arranged on the lower surface of the peripheral region 60b, the load detection device 1 is not seen through from the front surface side (operation surface side) of the panel 60.
パネル６０の入力領域６０ａを押圧すると、各荷重検出装置１の荷重センサ３が荷重を受ける。これにより各荷重検出装置１から出力が得られ、各出力に基づいて押圧力（荷重）やパネル６０の高さ方向への変位量などの押圧情報を検出することができる。ここで各出力からいかにして押圧情報を検出するかは既存の方法を用いることができる。 When the input area 60a of the panel 60 is pressed, the load sensor 3 of each load detection device 1 receives a load. Thereby, an output is obtained from each load detection device 1, and pressing information such as a pressing force (load) and a displacement amount of the panel 60 in the height direction can be detected based on each output. Here, an existing method can be used to detect the pressing information from each output.
図４（ａ）に示すように、荷重検出装置１を構成するラバー部材６の突出部６ａの上面６ａ１は、パネル６０の下面６ｃに接している。よってパネル６０の操作面（表面）を操作、押圧したとき、荷重はパネル６０から直接、ラバー部材６に伝わる。 As shown in FIG. 4A, the upper surface 6 a 1 of the protruding portion 6 a of the rubber member 6 constituting the load detection device 1 is in contact with the lower surface 6 c of the panel 60. Therefore, when the operation surface (surface) of the panel 60 is operated and pressed, the load is transmitted directly from the panel 60 to the rubber member 6.
本実施形態では、ケース２の収納部９（第１の収納部９ａ）内では、荷重センサ３は、その突起状の受圧部２６を底面９ａ１側に向けた状態で収納されている。よって受圧部２６は底面９ａ１に当接した状態となっている。なお図４では、荷重センサ１の輪郭だけを示し図３に比べて簡略化した。 In the present embodiment, the load sensor 3 is stored in the storage portion 9 (first storage portion 9a) of the case 2 with the protruding pressure receiving portion 26 facing the bottom surface 9a1. Therefore, the pressure receiving portion 26 is in contact with the bottom surface 9a1. In FIG. 4, only the outline of the load sensor 1 is shown and is simplified compared to FIG.
例えば、荷重センサ１の受圧部２６を上方に向けると、突起状の受圧部２６とラバー部材６とが対向する位置関係になるため、荷重を受けると、ラバー部材６内に受圧部２６がめり込んでしまい、押圧情報を適切に検出することができない。したがって、かかる場合、ラバー部材６と受圧部２６との間にＳＵＳ等の剛性の部材を介在させることが必要になるが、本実施形態では、受圧部２６を収納部９の底面９ａ１に向けたので、そのような硬い部材をわざわざ配置することが必要でない。ケース２は樹脂の成形品等であり、ラバー部材（弾性体）６よりも硬い材質（高剛性）である。このように本実施形態では、少なくともケース２と、ケース２内に収納される荷重センサ３及びラバー部材６を設ければ足りるため、荷重検出装置１の小型化（低背化）を促進することができる。すなわち本実施形態では荷重検出装置１において、荷重センサ３に荷重を伝達するための部材は、ラバー部材６（弾性体）のみ、あるいは主としてラバー部材６である。このため本実施形態では従来に比べてシンプルな構造にでき部品点数を少なくでき、このため荷重検出装置１全体の小型化を図ることが可能になっている。 For example, when the pressure receiving portion 26 of the load sensor 1 is directed upward, the projecting pressure receiving portion 26 and the rubber member 6 are in a positional relationship facing each other. Therefore, when receiving a load, the pressure receiving portion 26 is recessed into the rubber member 6. Therefore, the pressing information cannot be detected properly. Therefore, in such a case, it is necessary to interpose a rigid member such as SUS between the rubber member 6 and the pressure receiving portion 26. In the present embodiment, the pressure receiving portion 26 is directed to the bottom surface 9a1 of the storage portion 9. Therefore, it is not necessary to bother such a hard member. The case 2 is a resin molded product or the like, and is made of a material (high rigidity) harder than the rubber member (elastic body) 6. As described above, in the present embodiment, it is sufficient to provide at least the case 2, the load sensor 3 and the rubber member 6 accommodated in the case 2, and therefore, the load detection device 1 can be reduced in size (reduced in height). Can do. That is, in the present embodiment, in the load detection device 1, the member for transmitting the load to the load sensor 3 is only the rubber member 6 (elastic body) or mainly the rubber member 6. For this reason, in this embodiment, it can be made a simple structure compared with the prior art, and the number of parts can be reduced. Therefore, the load detection device 1 as a whole can be downsized.
また荷重センサ３をケース２の収納部９内に収納したことで、荷重検出装置１を取り扱う際、手に直接、荷重センサ３が触れることはなく良好なハンドリング性を得ることができる。 Further, since the load sensor 3 is housed in the housing portion 9 of the case 2, when the load detection device 1 is handled, the load sensor 3 is not directly touched to the hand and good handling properties can be obtained.
また、荷重センサ３の突起状の受圧部２６を収納部９の底面９ａ１側に向けて、荷重センサ３に効率よく荷重を伝えることができるようにしたのとともに、荷重センサ３の上面側にラバー部材６を配置した構成であるため、強い衝撃が加わったような場合でも、ラバー部材６で、ある程度衝撃を吸収でき、過度の負担が荷重センサ３にかからないようにできる。よって、良好で安定したセンサ感度を得ることができる。 Further, the protruding pressure receiving portion 26 of the load sensor 3 is directed toward the bottom surface 9a1 side of the storage portion 9, so that the load can be efficiently transmitted to the load sensor 3, and the rubber is provided on the upper surface side of the load sensor 3. Since the member 6 is arranged, even when a strong impact is applied, the rubber member 6 can absorb the impact to some extent and prevent an excessive burden from being applied to the load sensor 3. Therefore, good and stable sensor sensitivity can be obtained.
本実施形態では、図４（ａ）に示すように、ラバー部材６の突出部６ａはケース２の上面２ｆよりも上方に突出した状態にあり、ケース２の上面２ｆがストッパ面となっている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 4A, the protruding portion 6a of the rubber member 6 protrudes upward from the upper surface 2f of the case 2, and the upper surface 2f of the case 2 serves as a stopper surface. .
すなわち図４（ｂ）に示すように、パネル６０の下面６０ｃがケース２の上面２ｆに当接することで、パネル６０をそれ以上、下方に押圧できない状態にでき、パネル６０及びラバー部材６の高さ方向（Ｚ１−Ｚ２）への変位量を制限できる。 That is, as shown in FIG. 4B, the lower surface 60c of the panel 60 abuts against the upper surface 2f of the case 2, so that the panel 60 cannot be pressed any further downward, and the height of the panel 60 and the rubber member 6 can be increased. The amount of displacement in the vertical direction (Z1-Z2) can be limited.
このように本実施形態では、ラバー部材６の上面６ａ１をケース２の上面２ｆよりも突出させて、ケース２の上面２ｆをストッパ面とした。これにより、簡単な構成でストッパ面を形成することができる。また本実施形態では、従来のように荷重センサに部材を当接させてストッパ機構を発揮させる構成ではなく、ケース２の上面２ｆでパネル６０を受け止めてストッパ機構を発揮させる構成であるから、ストッパ機構が作用した際、従来に比べて荷重センサ３に過度の負担がかからず、荷重センサ３が損傷を受けることを抑制でき、また良好なセンサ感度を維持することができる。 Thus, in this embodiment, the upper surface 6a1 of the rubber member 6 is protruded from the upper surface 2f of the case 2, and the upper surface 2f of the case 2 is used as a stopper surface. Thereby, the stopper surface can be formed with a simple configuration. Further, in the present embodiment, the configuration is such that the stopper mechanism is exhibited by receiving the panel 60 on the upper surface 2f of the case 2 instead of the conventional configuration in which the member is brought into contact with the load sensor and the stopper mechanism is exhibited. When the mechanism is activated, the load sensor 3 is not excessively burdened compared to the conventional case, so that the load sensor 3 can be prevented from being damaged, and good sensor sensitivity can be maintained.
本実施形態では、荷重センサ３の受圧部２６と反対側の面には電極部４７が設けられており（図２、図３参照）、荷重センサ３とラバー部材６との間には、荷重センサ３の電極部４７と電気的に接続されるフレキシブルプリント基板４が配置されている。この形態と異なってフレキシブルプリント基板４を、荷重センサ３とラバー部材６との間に配置しないことも可能であるが、本実施形態のように、荷重センサ３とラバー部材６との間にフレキシブルプリント基板４を組み込むことで、フレキシブルプリント基板４と荷重センサ３の電極部４７とを簡単な構成で電気的に接続できる。このようにフレキシブルプリント基板４を簡単かつ適切に荷重検出装置１に組み込むことができる。またこの構成では、荷重センサ３とラバー部材６との間にフレキシブルプリント基板４が介在するため、ラバー部材６が直接、荷重センサ３を押圧せずフレキシブルプリント基板４を介して押圧する構成となる。 In the present embodiment, an electrode portion 47 is provided on the surface of the load sensor 3 opposite to the pressure receiving portion 26 (see FIGS. 2 and 3), and a load is provided between the load sensor 3 and the rubber member 6. A flexible printed circuit board 4 that is electrically connected to the electrode portion 47 of the sensor 3 is disposed. Unlike this embodiment, the flexible printed circuit board 4 may not be disposed between the load sensor 3 and the rubber member 6, but it is flexible between the load sensor 3 and the rubber member 6 as in the present embodiment. By incorporating the printed circuit board 4, the flexible printed circuit board 4 and the electrode portion 47 of the load sensor 3 can be electrically connected with a simple configuration. In this way, the flexible printed circuit board 4 can be easily and appropriately incorporated into the load detection device 1. In this configuration, since the flexible printed circuit board 4 is interposed between the load sensor 3 and the rubber member 6, the rubber member 6 directly presses the load sensor 3 via the flexible printed circuit board 4 without pressing the load sensor 3. .
また、図２，図３等に示すようにラバー部材６には、荷重センサ３と高さ方向にて対向する位置に設けられた突出部６ａと、突出部６ａの周囲に突出部６ａよりも薄肉の周辺部６ｂとが設けられている。そして、周辺部６ｂの上面側に抜け止め防止部材としてのフレーム７が設けられている。これにより、ラバー部材６の突出部６ａを外方に突出させることができ、ラバー部材６から荷重センサ３に荷重を伝える構造にできるとともに、フレーム７をケース２に固定することでケース２内に荷重センサ３、フレキシブルプリント基板４及びラバー部材６を適切に収納できるため、荷重検出装置１のハンドリング性を向上させることができる。 As shown in FIGS. 2, 3 and the like, the rubber member 6 has a protrusion 6a provided at a position facing the load sensor 3 in the height direction, and a protrusion 6a around the protrusion 6a. A thin peripheral portion 6b is provided. A frame 7 is provided on the upper surface side of the peripheral portion 6b as a retaining member. Accordingly, the protruding portion 6a of the rubber member 6 can be protruded outward, and a structure for transmitting a load from the rubber member 6 to the load sensor 3 can be achieved. Since the load sensor 3, the flexible printed circuit board 4, and the rubber member 6 can be appropriately accommodated, the handling performance of the load detection device 1 can be improved.
また本実施形態では、図３に示すように、フレーム７と中間面１１との間に、ラバー部材６の周辺部６ｂ、補強板５の周辺部５ｂ、及びフレキシブルプリント基板４の周辺部４ｄ１を介在させ、フレキシブルプリント基板４と中間面１１との間、及び、フレーム７とラバー部材６の周辺部６ｂとの間にそれぞれギャップＧ１，Ｇ２を設けたことで、荷重が印加される前の状態において、ケース２やフレーム７に荷重や応力が加わっても、それらが加重センサ３に作用しないようにでき、また中間面１１の位置で各部材の位置決めを適切に行うことができる。 Further, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the peripheral portion 6 b of the rubber member 6, the peripheral portion 5 b of the reinforcing plate 5, and the peripheral portion 4 d 1 of the flexible printed circuit board 4 are disposed between the frame 7 and the intermediate surface 11. The state before the load is applied by providing the gaps G1 and G2 between the flexible printed circuit board 4 and the intermediate surface 11 and between the frame 7 and the peripheral portion 6b of the rubber member 6, respectively. In this case, even if a load or stress is applied to the case 2 or the frame 7, they can be prevented from acting on the load sensor 3, and each member can be appropriately positioned at the position of the intermediate surface 11.
本実施形態では、図４、図５に示すように、パネル６０下に本実施形態の荷重検出装置１を配置した電子機器によれば、小型化された荷重検出装置１を組み込んだことで電子機器の小型化（低背化）を実現できる。また、本実施形態の荷重検出装置１は、荷重センサ３に効率よく荷重を伝えることができ、また強い衝撃が加わったような場合でも、過度の負担が荷重センサ３にかからないようにできるため、良好で安定したセンサ感度を得ることができる。したがって、このような荷重検出装置１を電子機器に組み込むことで、電子機器としての良好なセンサ感度及び安定したセンサ感度を得ることができる。 In the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, according to the electronic apparatus in which the load detection device 1 of the present embodiment is disposed under the panel 60, the electronic device can be obtained by incorporating the downsized load detection device 1. Miniaturization (low profile) of equipment can be realized. Moreover, since the load detection apparatus 1 of this embodiment can transmit a load efficiently to the load sensor 3, and it can prevent an excessive burden from being applied to the load sensor 3 even when a strong impact is applied, Good and stable sensor sensitivity can be obtained. Therefore, by incorporating such a load detection device 1 into an electronic device, it is possible to obtain good sensor sensitivity and stable sensor sensitivity as the electronic device.
１ 荷重検出装置
２ ケース
３ 荷重センサ
４ フレキシブルプリント基板
５ 補強板
６ ラバー部材
６ａ 突出部
６ｂ 周辺部
７ フレーム
９ 収納部
９ａ 第１の収納部
１１ 中間面
１５ ボス
２０ センサ本体
２１ モールド部
２２ 配線基板
２３ 第１の基板
２４ 第２の基板
２６ 受圧部
４７ 電極部
５０ 接続端子部
６０ パネル
６０ａ 入力領域
６０ｂ 周辺領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Load detection apparatus 2 Case 3 Load sensor 4 Flexible printed circuit board 5 Reinforcement board 6 Rubber member 6a Protrusion part 6b Peripheral part 7 Frame 9 Storage part 9a First storage part 11 Intermediate surface 15 Boss 20 Sensor main body 21 Mold part 22 Wiring board 23 first substrate 24 second substrate 26 pressure receiving portion 47 electrode portion 50 connection terminal portion 60 panel 60a input region 60b peripheral region
Claims (7)
前記ケースの上面と前記第１の収納部の底面との間の位置には中間面が設けられており、前記第２の収納部は、前記中間面と、前記中間面と前記ケースの上面との間を繋ぐ側壁面とにより形成され、
前記フレキシブルプリント基板及び前記弾性体は前記第２の収納部に収納され、前記フレキシブルプリント基板と前記中間面との間にはギャップＧ１が設けられている請求項３記載の荷重検出装置。 The storage portion includes a first storage portion and a second storage portion that are continuous in a height direction, and the first storage portion is located below the storage portion, and the second storage portion Is located above the storage part,
An intermediate surface is provided at a position between the upper surface of the case and the bottom surface of the first storage portion, and the second storage portion includes the intermediate surface, the intermediate surface, and the upper surface of the case. Formed by the side wall surface connecting between,
The load detection device according to claim 3, wherein the flexible printed circuit board and the elastic body are stored in the second storage portion, and a gap G1 is provided between the flexible printed circuit board and the intermediate surface.
前記周辺部が前記中間面の上方に存在している請求項４記載の荷重検出装置。 The elastic body is provided with a protruding portion provided at a position facing the load sensor in the height direction, and a peripheral portion thinner than the protruding portion around the protruding portion,
The load detection device according to claim 4, wherein the peripheral portion exists above the intermediate surface.
前記パネルは、前記荷重検出装置の上面側にて高さ方向に変位可能に配置されており、前記操作面が押圧された際の押圧情報は、前記荷重センサが前記弾性体を介して荷重を受けることで検出されることを特徴とする電子機器。 A load detection device according to any one of claims 1 to 6, and a panel having an operation surface,
The panel is arranged to be displaceable in the height direction on the upper surface side of the load detection device, and the pressing information when the operation surface is pressed is determined by the load sensor via the elastic body. An electronic device characterized by being detected by receiving.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012222617A JP5932594B2 (en) | 2012-10-05 | 2012-10-05 | LOAD DETECTING DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE USING THE LOAD DETECTING DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012222617A JP5932594B2 (en) | 2012-10-05 | 2012-10-05 | LOAD DETECTING DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE USING THE LOAD DETECTING DEVICE |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014074668A true JP2014074668A (en) | 2014-04-24 |
| JP5932594B2 JP5932594B2 (en) | 2016-06-08 |
Family
ID=50748900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012222617A Active JP5932594B2 (en) | 2012-10-05 | 2012-10-05 | LOAD DETECTING DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE USING THE LOAD DETECTING DEVICE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5932594B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016038797A (en) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | アルプス電気株式会社 | Vibration generation apparatus and input device |
| JP7450730B2 (en) | 2020-08-12 | 2024-03-15 | アルプスアルパイン株式会社 | Load sensor device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7021777B2 (en) * | 2018-07-26 | 2022-02-17 | 株式会社Just.Will | Pressure gauge |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63128236A (en) * | 1986-11-18 | 1988-05-31 | Fuji Electric Co Ltd | Pressing force sensor |
| JPH0752130B2 (en) * | 1985-11-22 | 1995-06-05 | 株式会社東芝 | Tactile sensor |
| JPH09229785A (en) * | 1996-02-27 | 1997-09-05 | Kubota Corp | Load cell |
| JP4028785B2 (en) * | 2002-11-05 | 2007-12-26 | 株式会社タニタ | Load detection unit and electronic scale using the same |
| JP5350860B2 (en) * | 2009-03-31 | 2013-11-27 | 日本写真印刷株式会社 | Information input device |
| JP5350861B2 (en) * | 2009-03-31 | 2013-11-27 | 日本写真印刷株式会社 | Pressure detection unit |
-
2012
- 2012-10-05 JP JP2012222617A patent/JP5932594B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0752130B2 (en) * | 1985-11-22 | 1995-06-05 | 株式会社東芝 | Tactile sensor |
| JPS63128236A (en) * | 1986-11-18 | 1988-05-31 | Fuji Electric Co Ltd | Pressing force sensor |
| JPH09229785A (en) * | 1996-02-27 | 1997-09-05 | Kubota Corp | Load cell |
| JP4028785B2 (en) * | 2002-11-05 | 2007-12-26 | 株式会社タニタ | Load detection unit and electronic scale using the same |
| JP5350860B2 (en) * | 2009-03-31 | 2013-11-27 | 日本写真印刷株式会社 | Information input device |
| JP5350861B2 (en) * | 2009-03-31 | 2013-11-27 | 日本写真印刷株式会社 | Pressure detection unit |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016038797A (en) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | アルプス電気株式会社 | Vibration generation apparatus and input device |
| JP7450730B2 (en) | 2020-08-12 | 2024-03-15 | アルプスアルパイン株式会社 | Load sensor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5932594B2 (en) | 2016-06-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2016100377B4 (en) | Biometric sensor stack structure | |
| US9916942B2 (en) | Sealed button for an electronic device | |
| JP5666698B2 (en) | LOAD DETECTING DEVICE, ELECTRONIC DEVICE USING THE LOAD DETECTING DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING LOAD DETECTING DEVICE | |
| JP5394492B2 (en) | Operating device | |
| JP6188231B2 (en) | LOAD DETECTING DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE USING THE LOAD DETECTING DEVICE | |
| KR20180025845A (en) | Fingerprint Recognition Module | |
| JP5932594B2 (en) | LOAD DETECTING DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE USING THE LOAD DETECTING DEVICE | |
| JP4948229B2 (en) | Electronics | |
| TWI269497B (en) | Circuit component connector, its connection structure, and gasket | |
| CN106775118B (en) | Pressure sensing device and equipment | |
| JP4611268B2 (en) | Pressure sensitive device | |
| JP2013217679A (en) | Load detection device, input device using the same and method for manufacturing the input device | |
| US11105692B2 (en) | Force sensor having first and second circuit board arrangements | |
| KR20210107457A (en) | Force sensor module and electronic device with the same | |
| JP2013004456A (en) | Switching device | |
| CN105760001A (en) | Touch device and electronic equipment provided with same | |
| JP6125264B2 (en) | Electronic device with flexible lead board | |
| CN111834149A (en) | Key module and electronic device | |
| US8451616B2 (en) | Electronic apparatus | |
| CN116209885A (en) | Load sensor device | |
| CN215342384U (en) | Key structure and wearable equipment | |
| CN113558529B (en) | Induction button and robot sweeps floor | |
| JP5921811B2 (en) | Electronics | |
| WO2022215462A1 (en) | Pressure-sensitive switch | |
| JP3184249U (en) | Pointing stick |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150205 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160107 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160112 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160311 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160329 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160428 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5932594 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |