JP5161320B2 - 静電容量センサ - Google Patents

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Description

本発明は静電容量センサに関する。
なお、文献の参照による組み込みが認められる指定国については、平成２０年１２月４日に日本国において特許出願された特願２００８−３０９４０８号の出願書類に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の記載の一部とする。
フィルムの表面にアンテナ電極とグランド電極とが形成されたフィルム状の電極部を備える静電容量センサにおいて、誤検出を防止するためにフィルムの背面にもグランド電極を形成する技術が知られている（特許文献１）。このような静電容量センサでは、フィルムに形成されたアンテナ電極及びグランド電極は、コネクタを介して他の基板上にあるセンサ回路に接続され、このセンサ回路の制御により、グランド電極に所定の電位を印加したり、アンテナ電極と対象物との間に生じる静電容量の値を検出したりする。
特開２００７−１３９５５５号公報
しかしながら、フィルムの背面に電極を増設すると、この増設した電極を、他の基板上にあるセンサ回路に接続するための端子接続部を増設する必要があるので、この端子接続部の増設に伴い接続部（コネクタが取付けられる部分）の横幅寸法が大きくなるという問題がある。
本発明が解決しようとする課題は、基板の背面に電極を形成しても、接続部の横幅寸法が小さい静電容量センサを提供することである。
本発明は、基板と、前記基板の一方主面に形成され、物体との間の静電容量を検知するセンサ電極と、前記基板の一方主面の前記センサ電極の近傍に形成された第１ガード電極と、前記基板の他方主面に形成された第２ガード電極とを備え、前記第１ガード電極の第１端子接続部と、前記第２ガード電極の第２端子接続部とが、前記基板を挟んで当該基板の両主面の対向する位置に設けられるとともに、前記基板の一方主面に形成された前記センサ電極の第３端子接続部と、前記基板の他方主面の、前記第３端子接続部と前記基板を挟んで当該基板の両主面の対向する位置に形成されたダミー端子接続部と、をさらに有し、前記ダミー端子接続部が前記第２端子接続部と略同じ高さである静電容量センサにより、上記課題を解決する。
上記発明において、前記第１端子接続部と前記第２端子接続部との対、及び前記第３端子接続部と前記ダミー端子接続部との対に、前記基板を両主面側から挟持する一対の挟持板を備える端子金具をそれぞれ取付けることができる。
上記発明において、前記ダミー端子接続部を前記第２端子接続部と同じ導電材料で形成することができる。
上記発明において、対向する前記第１端子接続部と前記ダミー端子接続部の対を複数備え、前記各対を並列に配列することができる。
上記発明において、メンブレンからなる電極部を備えた静電容量センサとすることができる。
本発明によれば、基板の一方主面に設けられた第１ガード電極の第１端子接続部と他方主面に設けられた第２ガード電極の第２端子接続部とが対向する位置に設けられているので、基板の他方主面に第２ガード電極を形成しても、第１端子接続部及び第２端子接続部を含む接続部の横幅寸法が大きくならないようにすることができる。その結果、検知精度を向上させつつも接続部が小さい静電容量センサを提供することができる。
発明の第１実施形態に係る静電容量センサを用いたヘッドレスト位置調節装置の概要図である。 図１のヘッドレスト位置調節装置のブロック図である。 発明の第１実施形態に係る静電容量センサの基板の平面図である。 図３に示す静電容量センサの基板の背面図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 発明の第１実施形態に係る静電容量センサの端子金具の斜視図である。 図６に示す端子金具が基板を挟み込んだ状態を示す斜視図である。 コネクタの分解斜視図である。 図９Ａ及び図９Ｂは、発明の第２実施形態に係る回路基板を示す図である。 本実施の形態に係る回路基板のＡ矢視から見た拡大断面図である。 図１１Ａ及び図１１Ｂは、本実施の形態に係る接続構造の概略図である。 図１２Ａ及び図１２Ｂは、多チャンネルの静電容量センサにおける回路基板を示す図である。 多チャンネルの静電容量センサにおける回路基板のＢ矢視から見た拡大断面である。
１０００ ヘッドレスト位置調節装置
１００ 静電容量センサ
１１０ センサ回路
１０ 電極部、基板、回路基板
１１ 端部
２０ 接続部
２１ 第１端子接続部、第１回路
２３ 第２端子接続部、第２回路
２２，２２ａ〜２２ｅ 第３端子接続部、第３回路
２４ ダミー端子接続部、ダミー回路
２５ 第１ガード電極
２７ 第２ガード電極
２６ ２６ａ〜２６ｅ センサ電極
２８ ２８ａ〜２８ｅ 接続線
３１，３２ 両面接続端子
４１，４２ 電線
５０ ホットメルトモールド
２００ コネクタ
３ 貫通穴
５ 端子金具
５Ａ 上板
５Ｂ 下板
６ バレル
９ コネクタハウジング
本発明の実施形態に係る静電容量センサ１００を図面に基づいて説明する。以下において、本実施形態に係る静電容量センサ１００が、車両用シートに着座した乗員の頭の位置を検知するセンサとして用いられた実施形態を一例として説明する。
図１及び図２は、本実施形態の静電容量センサ１００により検知された乗員の頭の位置に応じて、車両のヘッドレストＨの位置を調節するヘッドレスト位置調節装置１０００を示す図である。
図１及び図２に示すヘッドレスト位置調節装置１０００は、ヘッドレストＨ内に設けられた静電容量センサ１００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０等の車載コンピュータと、ヘッドレスト前後駆動モータ７１と、シートバックＳ内に設けられたヘッドレスト上下駆動モータ７２とを備えている。
静電容量センサ１００は、ヘッドレストＨの表面に基板の主面が沿うようにして配置される電極部１０と、この電極部１０とは異なる基板上に形成されるセンサ回路１１０とを備え、電極部１０とセンサ回路１１０とはコネクタを介して接続されている。
電極部１０の一方主面側（表面側）には、ヘッドレストＨの高さ方向に沿って並設された５つのセンサ電極２６が形成されている。各センサ電極２６は、それぞれが独立に静電容量を検知し、検知した各静電容量をセンサ回路１１０に出力する。
センサ回路１１０は、取得した静電容量に基づく検知信号をＥＣＵ６０に出力する。なお、本例では５つのセンサ電極２６を備える静電容量センサ１００を例示するが、センサ電極２６の数は限定されない。
ＥＣＵ６０は、静電容量センサ１００により検知されたヘッドレストＨの表面と乗員の頭との距離（センサ電極と乗員の頭との距離）に基づいて、ヘッドレスト前後駆動モータ７１を制御する。ヘッドレスト前後駆動モータ７１はＥＣＵ６０の制御命令に基づき、ヘッドレストＨを前後に移動させる。本制御において、ヘッドレストＨの表面と乗員の頭との距離の算出手法は特に限定されない。例えば、高さの異なる複数のセンサ電極２６が検出した距離のうち最も近い距離を、ヘッドレストＨの表面と乗員の頭との距離とすることができる。
同様に、ＥＣＵ６０は、静電容量センサ１００により検知された乗員の頭の高さに基づいて、ヘッドレスト上下駆動モータ７２を制御する。ヘッドレスト上下駆動モータ７２はＥＣＵ６０の制御命令に基づき、ヘッドレストＨを上下に移動させる。本制御において、乗員の頭の高さの算出手法は特に限定されない。例えば、ヘッドレストＨの高さ方向に沿って並設された複数のセンサ電極２６がそれぞれ検出したヘッドレストＨの表面と乗員の頭との距離のうち、最も近い距離を検知したセンサ電極２６の高さ位置に基づいて乗員の後頭部の高さを推測し、この推測結果から乗員の頭の高さを求めることができる。
続いて、図３〜図５に基づいて本例の静電容量センサ１００について説明する。図３は、本実施形態に係る静電容量センサの電極が形成された基板１０の平面図、図４はその背面図、図５は図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
図３に示すように、基板１０の一方主面には、物体との間の静電容量を検知するセンサ電極２６ａ〜２６ｅと、このセンサ電極２６ａ〜２６ｅの近傍、具体的にはその周囲に形成された第１ガード電極２５とが形成されている。
各センサ電極２６ａ〜２６ｅは、接続線２８ａ〜２８ｅを介して第３端子接続部２２ａ〜２２ｅに接続されており、第１ガード電極２５は接続線２５ａを介して第１端子接続部２１に接続されている。なお、図示はしないが、基板１０を積層基板で構成し、各センサ電極２６ａ〜２６ｅに接続される接続線２８ａ〜２８ｅの上層に、絶縁層を介してさらに他の第１ガード電極２５を設けることもできる。この場合は、図３に示す第１ガード電極２５のいずれかの箇所で上層に設けられた他の第１ガード電極２５との接点を設け、第１端子接続部２１は共通とする。
一方、基板１０の他方主面（背面）には、図４に示すように第２ガード電極２７が形成されている。この第２ガード電極２７は、接続線２７ａを介して第２端子接続部２３に接続されている。さらに、この第２端子接続部２３の隣には、５つのダミー端子接続部２４ａ〜２４ｅが並列に配設されている。
基板１０の一方主面側に設けられた第１端子接続部２１及び第３端子接続部２２ａ〜２２ｅと、基板の他方主面側に設けられた第２端子接続部２３及びダミー端子接続部２４ａ〜２４ｅとは、接続部２０を構成する。
図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図であり、第１端子接続部２１、第２端子接続部２３、第３端子接続部２２ａ〜２２ｅ及びダミー端子接続部２４ａ〜２４ｅを含む接続部２０の断面を示す図である。
図５に示すように、第１ガード電極２５の第１端子接続部２１と第２ガード電極２７の第２端子接続部２３とは基板１０の両主面の対向する位置に設けられている。
基板１０の一方主面に形成された第１ガード電極２５と基板１０の他方主面に形成された第２ガード電極２７とは、センサ電極２６ａ〜２６ｅに入力される外部からのノイズを遮断するという共通の目的で設けられている。このため、基板１０の表裏のいずれに設けられたかにかかわらず、両ガード電極２５，２７は、同じ電位が印加されて、同じ機能を奏する。発明者らは、この点に着目し、同じ機能の第１ガード電極２５の第１端子接続部２１と第２ガード電極２７の第２端子接続部２３とを基板１０の両主面の対向する位置に設け、これら対向する一対の端子接続部（端子接続部対Ｐ６）に一つの端子金具を取付けて、これら端子接続部に所定の電位を印加させるようにしたので、接続部２０に取付けられる端子金具５の数を増やさないようにすることができる。すなわち、基板１０の他方主面側に第２ガード電極２７を増設しても、第１端子接続部２１と第２端子接続部２３とを含む接続部２０の横幅寸法Ｗ（図３参照）が大きくなるのを防止でき、接続部２０の横幅寸法Ｗを小さくすることができる。
また、図５に示すように、ダミー端子接続部２４ａ〜２４ｅのそれぞれは、基板１０の他方主面側であって、第３端子接続部２２ａ〜２２ｅのそれぞれと対向する位置に設けられている。同図に示すように、基板１０の一方主面側に設けられた各第３端子接続部２２ａ〜２２ｅと、基板１０の他方主面側に設けられた各ダミー端子接続部２４ａ〜２４ｅとはそれぞれ対をなし、対向する５つの端子接続部対Ｐ１〜Ｐ５が並んで配列されている。
ダミー端子接続部２４は、その高さ（厚さ）Ｈ１が第２端子接続部２３の高さ（厚さ）Ｈ２と略等しくなるように形成されている。このため、接続部２０の他方主面側の高さＨ１，Ｈ２を揃えることができる。その結果、接続領域Ｃ（図３、４）の高さＨ３を均等に揃えることができる。このように、接続領域Ｃにある第１端子接続部２１と第２端子接続部２３の端子接続部対Ｐ６の高さＨ３と、第３端子接続部２２ａ〜２２ｅ及びダミー端子接続部２４ａ〜２４ｅの端子接続部対Ｐ１〜Ｐ５の高さＨ３とが均等になるので、各端子接続部対を各端子金具５により基板１０の両主面側からそれぞれ一対の挟持板で挟みこんで導通させた場合における接続状態（押圧力など）のバラツキが抑えられる。その結果、接続信頼性を向上させることができる。
これらの第１端子接続部２１と第２端子接続部２３との端子接続部対Ｐ６と、第３端子接続部２２とダミー端子接続部２４との端子接続部対Ｐ１〜Ｐ５とを含む接続部２０は、後述する６つの端子金具５によって基板１０の両主面側から一対の挟持板で各端子接続部対がそれぞれ挟み込まれ、図２に示すセンサ回路１１０に接続される。
続いて、図６〜図８に基づいて本実施形態に係る端子金具５及びこれを備えたコネクタ２００について説明する。図６及び図７は端子金具５の斜視図、図８は端子金具５を含むコネクタ２００の分解斜視図である。
図６に示すように、本実施形態の端子金具５は導電材で構成され、図外の基板１０を挟持する一対の挟持板５Ａ及び５Ｂを備えており、一方の挟持板５Ｂには折り曲げ可能なバレル６（フック６）が設けられている。また、各端子金具５の一端側にはオス端子が挿入される挿入口５Ｃが形成されている。本例では、図５に示すように、６つの端子接続部対Ｐ１〜Ｐ６が設けられているので、端子金具５もこれら端子接続部対Ｐ１〜Ｐ６の間隔に対応させて、６つの端子金具５が設けられている。
図７は、図示しない冶具を用いてバレル６が加締められた状態の端子金具５を示す。図７に示すように、基板１０の接続部２０には、各端子接続部対Ｐ１〜Ｐ６の間隔に対応させて６つの端子金具５が取付けられている。
各端子接続部対Ｐ１〜Ｐ６が、一対の挟持板５Ａ，５Ｂの間にそれぞれ配置されるように各端子金具５をセットし、一方の挟持板５Ｂから立設されたバレル６の先端を基板１０に設けられた貫通穴３を通し、各端子金具５の一対の挟持板５Ａ，５Ｂで各端子接続部対Ｐ１〜Ｐ６をそれぞれ挟み込んだ後、各端子金具５のバレル６を加締めることにより、各端子接続部対Ｐ１〜Ｐ６を挟持する一対の挟持板５Ａ，５Ｂを、バレル６で基板両主面側から押圧して固定する。その結果、第１端子接続部２１と第２端子接続部２３との端子接続部対Ｐ６、及び第３端子接続部２２とダミー端子接続部２４との端子接続部対Ｐ１〜Ｐ５を含む接続部２０は、一対の挟持板５Ａ及び５Ｂで挟み込まれた状態で、各端子金具５に固定される。
図８は、各端子接続部対Ｐ１〜Ｐ６と各端子金具５とを接続させた後に、これをコネクタハウジング９に収納する状態を示す分解斜視図である。コネクタハウジング９のカバー９２の係止穴９３が、コネクタハウジング９の係止突起９４に係止されると、端子金具５がコネクタハウジング９内に収納される。なお、図示は省略するが、コネクタハウジング９の６つの孔９５には、図２に示すセンサ回路１１０に接続された相手側のコネクタの端子金具が挿入され、これにより、センサ電極２６ａ〜２６ｅ，第１ガード電極２５及び第２ガード電極２７と、センサ回路１１０とが接続される。
続いて、製造方法を説明する。特に限定されないが、本実施形態の静電容量センサ１００は、柔軟性のある絶縁性基材の表面に電極及び配線が印刷法により形成された、基板がメンブレンからなる電極部を備えた静電容量センサである。
まず、基板１０を構成する絶縁性基材を準備する。絶縁性基材としては柔軟性に優れた樹脂材料を用いることができる。例えば、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系の樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルムなどの樹脂フィルムを用いることができる。
次に、絶縁性基材の一方主面に導電性ペーストをスクリーン印刷して、センサ電極２６ａ〜２６ｅと、接続線２８ａ〜２８ｅと、第３端子接続部２２ａ〜２２ｅと、第１ガード電極２５と、接続線２５ａと、第１端子接続部２１とを形成する。導電性ペーストとしては、銀、白金、金、銅、ニッケルおよびパラジウム等の金属粉末の導電性フィラーをバインダー樹脂中に分散させたものを用いることができる。なお、導電性ペーストの印刷手法は限定されず、公知の手法を用いることができる。
次いで、絶縁性基材の他方主面に導電性ペーストを印刷して、第２ガード電極２７と、接続線２７ａと、第２端子接続部２３と、ダミー端子接続部２４とを形成する。印刷手法はセンサ電極２６等と同じ手法を用いることができる。
本実施形態では、ダミー端子接続部２４は、第２端子接続部２３と同じ導電材料で形成するので、第２端子接続部２３とダミー端子接続部２４ａ〜２４ｅとを一度の印刷工程で形成することができる。このように第２端子接続部２３とダミー端子接続部２４ａ〜２４ｅを同時に形成できるので、ダミー端子接続部２４ａ〜２４ｅを形成するための特別な工程を必要としない。
最後に、コネクタ２００の端子金具５に、互いに対向する第１端子接続部２１と第２端子接続部２３、同じく互いに対向する第３端子接続部２２ａ〜２２ｅとダミー端子接続部２４ａ〜２４ｅとの端子接続部対を、各端子金具５の一対の挟持板５Ａ，５Ｂの間にセットし、バレル６を貫通穴３に挿通させてから加締める。各端子金具５のバレル６をそれぞれ加締めることにより、各端子金具の一対の挟持板５Ａ，５Ｂは、互いに対向する一対の端子接続部対Ｐ１〜Ｐ６をそれぞれ挟み込むようにして両主面から押圧する。これによりコネクタ２００が装着された電極部１０を得ることができ、このコネクタ２００を介して電極部１０を他の基板上にあるセンサ回路１１０に接続して静電容量センサ１００を構成する。
以上説明したように、本実施形態に係る静電容量センサ１００は、基板１０の一方主面に形成された第１ガード電極２５の第１端子接続部２１と基板１０の他方主面に形成された第２ガード電極２７の第２端子接続部２３を対向させて配置したので、第１端子接続部２１と第２端子接続部２３とを一つの端子金具５に接続することができる。
このように、本実施形態に係る静電容量センサ１００は、第１端子接続部２１と第２端子接続部２３とを対向させて配置しているので、他方主面に第２ガード電極２７を形成しても、第２ガード電極２７の第２端子接続部２３を形成するための領域を基板１０に新たに設ける必要が無い。このため、端子金具５が取付けられる接続部２０の横幅寸法Ｗ（図３参照）が増加しないようにすることができ、接続部２０の横幅寸法Ｗが小さい静電容量センサ１００を提供することができる。さらに、両主面にガード電極２５，２７が設けられた基板１０の接続部２０に接続される端子金具５の数と、一方主面にのみにガード電極２５が設けられた基板１０の接続部２０に接続される端子金具５の数とが一致するため、これら接続部２０には仕様が共通するコネクタを取付けることができる。
ところで、本実施形態のように、ヘッドレストＨ内に静電容量センサ１００を設ける場合には、電極部１０をヘッドレストＨの表面に沿うように配置するとともに、センサ回路１１０をヘッドレストＨの裏面側に配置するため、ヘッドレストＨのクッション材（スポンジ）に貫通穴をあけて、ヘッドレストＨの前面側から裏面側に基板１０の接続部２０が接続されたコネクタ２００を通す必要がある。貫通穴の大きさはコネクタ２００の横幅寸法に応じて決まるため、コネクタ２００が大きいと貫通穴も大きくなる。この貫通穴が大きいと、ヘッドレストＨに接触した乗員が違和感を覚えるという不都合が生じるため、端子金具５及びコネクタ２００の小型化が要望されている。
さらに、ヘッドレストＨの前後位置を調整することに加えて、上下位置や左右位置を調整するなどの高性能化が進むと、静電容量センサ１００のセンサ電極２６の数が増加することが予想される。この場合においても、各端子接続部に接続される端子金具５の数の増加を抑制し、コネクタ２００を小型化する要望が高い。
このような小型化の要望に対し、本実施形態の静電容量センサ１００は、基板１０の接続部２０において各端子接続部に接続される端子金具５の数の増加を抑制し、コネクタ２００の小型化を図ることができる。
また、他方主面に第２ガード電極２７を設けることにより、外部の導電体の影響を排除することができるので、接続部２０の小型化を図りつつ、検知精度を高くすることができる。本例のようにヘッドレストＨの表面に基板の主面が沿うようにして静電容量センサの電極部１０を設ける場合には、ヘッドレストＨを支えるシャフト等の金属部材の存在が検知精度を低下させるおそれがあるが、他方主面に第２ガード電極２７を形成することにより、高い検知精度を維持することができる。
さらに、本実施形態のように、複数のセンサ電極２６ａ〜２６ｅを設けた場合であっても、複数の第３端子接続部２２ａ〜２２ｅと対向する位置に複数のダミー端子接続部２４ａ〜２４ｅが配置され、複数の端子接続部対Ｐ１〜Ｐ５が形成されているため、第１端子接続部２１と第２端子接続部２３との端子接続部対Ｐ６と同一条件で各端子接続部対Ｐ１〜Ｐ６を端子金具５により一括で挟み込むことができるので、一対ずつ端子を挟み込む場合に比べて製造工程を簡略にすることができる。センサ電極２６が増加するなどの事情により一度に圧着接続する端子数が多くなればなるほど接続作業工程にかかる労力を低減させることができる。特に、端子接続部対Ｐ１〜Ｐ６の高さＨ３が均等であるので、挟持板５Ａ，５Ｂにて挟み込む際の押圧力も均等に設定すれば足り、複雑な製造条件が不要となる。
このように、本実施形態では、第１端子接続部２１及び第２端子接続部２３、第３端子接続部２２及びダミー端子接続部２４を一括操作によりコネクタで挟み込むことができるため、端子接続部の接続条件を均等にすることができる。その結果、端子接続部の接続状態のバラツキを抑制し、接続信頼性を向上させることができる。
本実施形態のように、基板１０に形成された第１端子接続部２１、第２端子接続部２３、第３端子接続部２２、ダミー端子接続部２４を挟み込んで接続させることにより、スルーホールなどを形成しなくても両主面の電極を導通させることができるので、製造工程の簡略化を図ることができる。
また、ダミー端子接続部２４の高さ（厚さ）Ｈ１と第２端子接続部２３の高さ（厚さ）Ｈ２とが略等しくなるように形成することにより、基板１０の接続部２０の高さＨ３を均等にできるので、端子金具５に挟み込まれる接続部２０の高さＨ３を揃えることができる。これにより、端子金具５に挟みこまれた各端子接続部２１、２２、２３、２４のそれぞれに均等な押圧力を与えることができるので、端子の接続状態のバラツキを抑制し、接続信頼性を向上させることができる。
また、本実施形態の静電容量センサ１００が、柔軟性のある樹脂材料の表面に電極及び配線が印刷法により形成された基板がメンブレンからなる電極部を備えた静電容量センサである場合は、基板１０の両主面を導通させる手段としてのスルーホールを形成することができない場合があるが、本実施形態の静電容量センサ１００によれば、端子金具５により基板１０の両主面に形成された第１端子接続部２１及び第２端子接続部２３を導通させることができる。
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態に係る回路導通構造について説明する。
図９は、本実施の形態に係る回路基板を示す図である。
図９（Ａ）は、本実施の形態に係る回路基板の表面側を示した図であり、図９（Ｂ）は、本実施の形態に係る回路基板の裏面側を示した図である。
図９に示すように、回路基板１０の表面には、センサ電極２６と、このセンサ電極２６の周囲に配置された第１ガード電極２５と、センサ電極２６にその一端が接続された第３回路２２と、第１ガード電極２５にその一端が接続された第１回路２１とが形成されている。また、回路基板１０の裏面には、第２ガード電極２７と、この第２ガード電極２７にその一端が接続された第２回路２３が形成されている。
回路基板１０は、例えば、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂板からなる絶縁性基材に、銅（Ｃｕ）箔からなるセンサ電極２６、第１ガード電極２５、第２ガード電極２７、及び第１〜第３回路２１，２２，２３が形成されたフレキシブル回路基板である。
回路基板の表面において、第１ガード電極２５にその一端が接続された第１回路２１の他端と、センサ電極２６にその一端が接続された第３回路２２の他端は、それぞれ回路基板の端部１１に延びている。
また、回路基板の裏面において、第２ガード電極２７にその一端が接続された第２回路２３の他端は、回路基板の端部１１に延びている。
そして、回路基板の端部１１において、第１回路２１の回路端と第２回路２３の回路端とが回路基板の表裏の対向した位置に配置されている。また、回路基板の端部１１において、第３回路２２の回路端に対して回路基板の表裏の対向する位置に、ダミー回路２４が設けられている。
次に、各回路端が、回路基板の裏表の対向する位置に配置されている様子を、断面図を用いて説明する。
図１０は、本実施の形態に係る回路基板のＡ矢視から見た拡大断面図である。
図１０に示すように、回路基板１０の端部１１に延びる第１回路２１の端部の回路基板１０を挟んだ反対面に、第２回路２３の端部が延びており、第３回路２２の端部の回路基板１０を挟んだ反対面にダミー回路２４が配設されている。
これにより、基板の両面に設けられた回路を一度に接続することができる両面接続端子を用いて回路２１と回路２３を上下から挟んで接続させることにより、一度に２つの回路を接続することが可能となる。また同様に、両面接続端子を用いて回路２２とダミー回路２４を上下から挟んで接続させることが可能となる。
次に、各回路を両面接続端子を用いて接続したときの例を図面を用いて説明する。図１１は、本実施の形態に係る接続構造の概略図である。
図１１（Ａ）は、本実施の形態に係る接続構造が適用された回路基板の表面側を示した図であり、図１１（Ｂ）は、本実施の形態に係る接続構造が適用された回路基板の裏面側を示した図である。
図１１に示すように、第１〜第３回路２１，２２，２３は、それぞれ回路基板１０の端部１１に延び、両面接続端子３１，３２によって電線４１，４２と電気的に接続されている。
さらに、端部１１、両面接続端子３１，３２、および電線４１，４２の回路基板１０側端部はホットメルトモールド５０によってモールドされている。
本実施の形態の回路基板１０においては、第１ガード電極２５と接続されている第１回路２１の端部と、第２ガード電極２７と接続されている第２回路２３の端部とを両面接続端子３１で上下から挟みこみ、電線４１と接続している。
そして、第１及び第２回路２１，２３と接続している電線４１に対してガード電位を与えることにより、第１及び第２回路２１，２３の各々に対して電線を接続してガード電位を与える必要がなくなる。
さらに、第３回路２２の端部の回路基板１０を挟んだ反対面にダミー回路２４を配設することにより、センサ電極２６と接続されており、かつ回路基板１０の裏面に対応する回路が存在しない第３回路２２を、第１回路２１及び第２回路２３の回路端で形成される回路端対と同一圧着条件で両面接続端子３２を用いて上下から挟み込んで電線４２と接続することが可能となる。
これにより、たとえば、両面接続端子３１と３２とからなる両面接続端子ユニットを用いることにより複数の回路端対を一度に同一条件にて圧着接続することが可能となる。
これは、一度に圧着接続する回路端対の数が多くなればなるほど接続作業工程数が減少する効果を発揮する。
次に、両面接続が必要な回路端対の数が多い基板において上述と同様の接続構造を適用した例を、図面を用いて説明する。
図１２は、多チャンネルの静電容量センサにおける回路基板を示す図である。
図１２（Ａ）は、多チャンネルの静電容量センサにおける回路基板の表面側を示した図であり、図１２（Ｂ）は、多チャンネルの静電容量センサにおける回路基板の裏面側を示した図である。
図１２に示すように、回路基板２１０の表面には、３つのセンサ電極２２６ａ〜２２６ｃと、各センサ電極の周囲にそれぞれ配置された３つの第１ガード電極２２５ａ〜２２５ｃと、センサ電極２２６ａ〜２２６ｃにその一端が接続された３つの第３回路２２２ａ〜２２２ｃと、第１ガード電極２２５ａ〜２２５ｃにその一端が接続された３つの第１回路２２１ａ〜２２１ｃとが形成されている。また、回路基板２１０の裏面には、３つの第２ガード電極２２７ａ〜２２７ｃと、第２ガード電極２２７ａ〜２２７ｃにその一端が接続された３つの第２回路２２３ａ〜２２３ｃとが形成されている。
回路基板２１０は、上記の例と同様にポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどの絶縁板からなる絶縁性基材に、銅（Ｃｕ）箔からなるセンサ電極２２６ａ〜２２６ｃ、第１ガード電極２２５ａ〜２２５ｃ、第２ガード電極２２７ａ〜２２７ｃ、及び第１〜第３回路２２１ａ〜２２１ｃ，２２２ａ〜２２２ｃ，２２３ａ〜２２３ｃを形成したフレキシブル回路基板である。
回路基板の表面において、第１ガード電極にその一端が接続された３つの第１回路２２１ａ〜２２１ｃの他端と、センサ電極にその一端が接続された３つの第３回路２２２ａ〜２２２ｃの他端は、それぞれ回路基板の端部２１１に延びている。
また、回路基板の裏面において、第２ガード電極にその一端が接続された３つの第２回路２２３ａ〜２２３ｃの他端は、回路基板の端部２１１に延びている。
そして、回路基板の端部２１１において、３つの第１回路２２１ａ〜２２１ｃの回路端と、３つの第２回路２２３ａ〜２２３ｃの回路端とが、回路基板の表裏の対向した位置にそれぞれ配置されている。また、回路基板の端部２１１において、３つの第３回路２２２ａ〜２２２ｃの回路端に対して回路基板の表裏の対向する位置に、３つのダミー回路２２４ａ〜２２４ｃが設けられている。
次に、対応する回路端が回路基板の裏表の対応する位置に配置されている様子を断面図用いて説明する。
図１３は、多チャンネルの静電容量センサにおける回路基板のＢ矢視から見た拡大断面図である。
図１３に示すように、回路基板２１０の端部２１１に延びる第１回路２２１ａ〜２１ｃの端部の回路基板２１０を挟んだ反対面に第２回路２２３ａ〜２２３ｃの端部が延びており、第３回路２２２ａ〜２２２ｃの端部の回路基板２１０を挟んだ反対面にダミー回路２２４ａ〜２２４ｃが配設されている。
これにより、基板の両面に設けられた回路を一度に接続する両面接続端子を用いて第１回路２２１ａ〜２２１ｃと第２回路２２３ａ〜２２３ｃの回路端対をそれぞれ上下から挟んで接続させることにより、一度に２つの回路を接続することが可能となる。また同様に、第３回路２２２ａ〜２２２ｃとダミー回路２２４ａ〜２２４ｃの回路端対を上下から挟んで接続させることが可能となる。
回路基板２１０の端部２１１には６つの回路端対が形成され、各回路端対をれぞれに両面接続端子が取付けられるが、ダミー回路２２４ａ〜２２４ｃがない場合、６つの両面接続端子一度に圧着して取付けようとしても、各取付部ごとに段差が生じてしまうこととなり、両面接続端子と各回路との接続の信頼性が損なわれることとなる。
しかし、ダミー回路２２４ａ〜２２４ｃを設けることにより段差が生じなくなり、第１回路２２１ａ〜２２１ｃの回路端と第２回路２２３ａ〜２２３ｃの回路端とで形成される回路端対と同一圧着条件で圧着することが可能となる。
なお、上記実施の形態としてフレキシブル回路基板を例として説明したが、たとえば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどの絶縁フィルムからなる絶縁性基材に、銀ペーストで電極や回路を印刷したメンブレンに対しても適用が可能である。

Claims (5)

  1. 基板と、
    前記基板の一方主面に形成され、物体との間の静電容量を検知するセンサ電極と、
    前記基板の一方主面の、前記センサ電極の近傍に形成された第１ガード電極と、
    前記基板の他方主面に形成された第２ガード電極と、を備え、
    前記第１ガード電極の第１端子接続部と、前記第２ガード電極の第２端子接続部とが、前記基板を挟んで当該基板の両主面の対向する位置に設けられるとともに、
    前記基板の一方主面に形成された前記センサ電極の第３端子接続部と、
    前記基板の他方主面の、前記第３端子接続部と前記基板を挟んで対向する位置に、形成されたダミー端子接続部と、をさらに有し、
    前記ダミー端子接続部が前記第２端子接続部と略同じ高さであることを特徴とする静電容量センサ。
  2. 請求項１に記載の静電容量センサにおいて、
    前記第１端子接続部と前記第２端子接続部との対、及び前記第３端子接続部と前記ダミー端子接続部との対に、前記基板を両主面側から挟持する一対の挟持板を備える端子金具をそれぞれ取付けることを特徴とする静電容量センサ。
  3. 請求項１又は２に記載の静電容量センサにおいて、
    前記ダミー端子接続部は、前記第２端子接続部と同じ導電材料で形成されていることを特徴とする静電容量センサ。
  4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の静電容量センサにおいて、
    対向する前記第３端子接続部と前記ダミー端子接続部の対を複数備え、前記各対が並列に配列されていることを特徴とする静電容量センサ。
  5. メンブレンからなる電極部を備えた静電容量センサであることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の静電容量センサ。
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