JP6433500B2 - 電気装置用、特に車両部品用の操作デバイス - Google Patents
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Description
少なくとも1つの弾性的に取り付けられた操作要素と、
対要素であって、上記少なくとも1つの操作要素が作動時に上記対要素に対して可動であり、これにより、すなわち移動方向において見たとき、距離を変化させる、対要素と、
少なくとも1つのコンデンサであって、第一コンデンサ電極を有する第一キャリア体、及び撓みバーとして設計され、上記第一コンデンサ電極の向かいにある第二コンデンサ電極を有する弾性的に可撓性の第二キャリア体を備える、少なくとも1つのコンデンサと、
評価部であって、上記第一及び第二コンデンサ電極に接続され、上記少なくとも1つの操作要素の作動時に、上記少なくとも1つのコンデンサのキャパシタンス及び/又はキャパシタンス変化を判定する評価部と
を備え、
上記コンデンサは上記少なくとも1つの操作要素に保持され、上記操作要素の作動時に、上記操作要素とともに移動可能であり、上記2つのキャリア体は第一端によって上記少なくとも1つの操作要素に固定され、上記第二キャリア体は上記第一端の反対の第二端で上記対要素と動作接続しており、上記少なくとも1つの操作要素の作動時に、上記弾性的に可撓性の第二キャリア体の上記第二端が上記第一キャリア体から離れるように移動が行われ(例えば図1を参照。図1では、上記第一キャリア体と上記弾性的に可撓性の第二キャリア体の上記第一端とは上記少なくとも1つの操作要素に固定され、上記第一キャリア体と上記弾性的に可撓性の第二キャリア体の第一端とは上記少なくとも1つの操作要素と共に移動し、上記弾性的に可撓性の第二キャリア体の上記第一端の反対の上記第二キャリア体の上記第二端は上記対要素に配設され、それぞれは上記少なくとも1つの操作要素の作動時に上記対要素に支持/保持され、上記少なくとも1つの操作要素の作動時に上記第1キャリア体から離れるように移動する)、
又は
上記コンデンサは上記対要素に保持され、上記2つのキャリア体は上記第一端によって上記対要素に固定され、上記第二キャリア体は上記第一端の反対の上記第二端で上記少なくとも1つの操作要素と動作接続しており、上記少なくとも1つの操作要素の作動時に、上記第二キャリア体の上記第二端が上記第一キャリア体の上記第二端から離れるように移動が行われ(例えば図4を参照。図4では、上記第一キャリア体は上記対要素に保持され、上記少なくとも1つの操作要素は上記第一キャリア体に対して可動であり、上記弾性的に可撓性の第二キャリア体はその第一端において上記対要素によって保持され、上記第一端の反対にあるその第二端において上記少なくとも1つの操作要素と動作接続し、上記弾性的に可撓性の第二キャリア体の上記第二端は上記少なくとも1つの操作要素の作動時に上記第一キャリア体から離れるように移動が行われる)、
上記少なくとも1つの操作要素の作動時に、上記弾性的に可撓性の第二キャリア体の上記第二端は、上記第一キャリア体から離れる方向へ偏位を被り、その結果、上記第一及び第二コンデンサ電極間の距離を生じさせ及び/又は拡張させる。
・経路測定にキャパシタンスの低下が用いられる。
・開始位置において、コンデンサの2つのプレート間の距離が小さい。
・下記の理由で強い静電容量変化が成し遂げられる。
・基板間の距離が広げられており、
・第二誘電体(上記実施形態では空気である)がコンデンサプレート間のギャップに入り込むことになる。
・一方のコンデンサプレートは弾性である。
・コンデンサプレート間の空気のギャップが弾性のコンデンサプレート、例えばメタルシートの撓みによって形成される。これにより、システム全体の力学的変位とコンデンサにおける実際の平均距離変化との間の力学的変換が行われる。
・構成部品の公差はコンデンサメタルシートの弾性によって埋め合わされる。この公差の埋め合わせによって、キーのストロークの遊びが回避されて、測定精度内で最小の移動を検出することが可能になる。
F=D×s
(式中、Dは剛性を表し、sは経路を表す)に基づくと、加えられた力Fは変位Sを用いて算出できる。
C=ε0×εr×A/w
式中、ε0は真空の誘電率を表し、εrはギャップ内の材料(通常の場合は空気)の比誘電率を表し、Aはコンデンサの表面積を表し、wはコンデンサプレート間の距離を表す。ここで、操作要素に力が加えられると、ばねの弾性変形を通して経路sがたどられる。このように、(上方に突出する作動用)ピンは銅導通経路を有する回路基板に対して、そしてシートメタルの一片に対して変位する。これにより、シートメタルの一片は銅導通経路から持ち上げられる。片側固定のクランプ取付けであるため、そのシートメタルの一片は対応した変形を被り、かつ撓みラインを形成する(図1〜図4を参照)。回路基板上の銅導通経路とシートメタルの一片との間のギャップはここで、シートメタルの一片上の部位に依存する高さを有する(図2及び図3を参照)。ここで変位前及び変位後の平均距離が検出されるとき、この距離は操作要素の変位sよりも短い。このように、撓みラインに起因して、変位sはコンデンサの平均距離wに変換される(図2及び図3を参照)。
10’ 操作デバイス
12 操作要素
14 対要素
16 作動力
18 ばね
20 キャリア体
22 キャリア体
24 第一キャリア体の第一端
26 第二キャリア体の第一端
28 凸部
30 第一キャリア体の第二端
32 第二キャリア体の第二端
34 第一コンデンサ電極
36 第二コンデンサ電極
38 コンデンサ
40 第二キャリア体のための偏位要素
42 評価部
44 フィードバック部
46 タッチセンサ構成部
s 作動ストローク
w 距離
F 作動力
Claims (6)
- 電気装置用操作デバイスであって、
少なくとも1つの弾性的に取り付けられた操作要素(12、28)と、
対要素(14、40)であって、前記少なくとも1つの操作要素(12、28)が作動時に前記対要素に対して可動であり、これにより移動方向において見たとき、距離変化を生じさせる、対要素(14、40)と、
少なくとも1つのコンデンサ(38)であって、第一コンデンサ電極(34)を有する第一キャリア体(20)、及び撓みバーとして設計され、第二コンデンサ電極(36)を有する弾性的に可撓性の第二キャリア体(22)を備える、少なくとも1つのコンデンサ(38)と、
評価部(42)であって、前記第一及び第二コンデンサ電極(34、36)に接続され、前記少なくとも1つの操作要素(12、28)の作動時に、前記少なくとも1つのコンデンサ(38)のキャパシタンス及び/又はキャパシタンス変化を判定する評価部(42)と
を備え、
前記2つのキャリア体(20、22)及び前記2つのコンデンサ電極(34、36)は、前記操作要素(12、28)の移動方向において見たとき、互いに重なり合っており、
前記コンデンサ(38)は前記少なくとも1つの操作要素(12、28)に保持され、前記操作要素の作動時に、前記操作要素とともに移動可能であり、前記2つのキャリア体(20、22)は第一端(24、26)によって前記少なくとも1つの操作要素(12、28)に固定され、それぞれ前記第一端(24、26)の反対に第二端(30、32)を有し、前記第二キャリア体(22)は前記対要素(14、40)と動作接続しており、前記少なくとも1つの操作要素(12、28)の作動時に、前記弾性的に可撓性の第二キャリア体(22)の前記第二端(32)が前記第一キャリア体(20)の前記第二端(30)から離れるように移動し、
又は
前記コンデンサ(38)は前記対要素(14、40)に保持され、前記2つのキャリア体(20、22)は前記第一端(24、26)によって前記対要素(14、40)に固定され、それぞれ前記第一端(24、26)の反対に第二端(30、32)を有し、前記第二キャリア体(22)は前記少なくとも1つの操作要素(12、28)と動作接続しており、前記少なくとも1つの操作要素(12、28)の作動時に、とりわけ、前記第二キャリア体(22)の前記第二端(32)が前記第一キャリア体(20)の前記第二端(30)から離れるように移動し、
前記少なくとも1つの操作要素(12、28)の作動時に、前記弾性的に可撓性の第二キャリア体(22)の前記第二端(32)は、前記第一キャリア体(20)から離れる方向へ偏位を被り、その結果、前記第一及び第二コンデンサ電極(34、36)間の距離を生じさせ及び/又は拡張させる電気装置用操作デバイス。 - 前記少なくとも1つの操作要素(12、28)の作動について触覚による確認を生成するために、前記少なくとも1つの操作要素(12、28)に対して作用するフィードバック部(44)を備え、前記フィードバック部(44)は、前記少なくとも1つの操作要素(12、28)の作動時に、前記コンデンサ(38)が被るキャパシタンス量に従って又は前記コンデンサ(38)が被るキャパシタンス変化の程度に従って制御されるように構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の操作デバイス。
- 前記少なくとも1つの操作要素(12、28)は複数のシンボルを含む複数の操作フィールドを備え、静電容量式タッチセンサ構成部(46)により、前記評価部(42)において、例えば手の指によって実行されて前記少なくとも1つの操作要素(12、28)が作動している間、前記複数の操作フィールドのうちのどの1つが接触されているのかを検出可能であることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の操作デバイス。
- 前記操作要素(12、28)又は前記対要素(14、40)において、偏位要素(40)は、前記第二キャリア体(22)を前記偏位要素(40)に当接させ、特に、前記第二キャリア体の前記第二端(32)のところで当接させて配設されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の操作デバイス。
- 前記第二キャリア体(22)の前記第二端(32)は前記第一キャリア体(20)の前記第二端(30)を越えて延在することを特徴とする請求項4に記載の操作デバイス。
- 前記第一キャリア体(20)の開口を介した前記偏位要素(40)は前記第二キャリア体(22)と当接しつつ動作接続していることを特徴とする請求項4に記載の操作デバイス。
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