JPH06258007A - 横方向移動検知センサ - Google Patents
横方向移動検知センサInfo
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/25—Selecting one or more conductors or channels from a plurality of conductors or channels, e.g. by closing contacts
- G01D5/252—Selecting one or more conductors or channels from a plurality of conductors or channels, e.g. by closing contacts a combination of conductors or channels
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- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
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- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
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- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
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- G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
- G01L5/226—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to manipulators, e.g. the force due to gripping
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- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ロボットやコンピュータの応用における接触
型のせん断力検知横方向移動検知することのできるコン
パクトなセンサを提供すること。 【構成】 本発明の横方向移動検知センサは、非導電性
基板１１の上に配置された導電性接点のアレイ１２と、
前記導電性接点アレイの上に配置された異方導電性材料
層１０と、せん断力に応答して、エラストマ層に接触し
て、移動可能な導電性カーソル１３となり、前記カーソ
ル１３は、前記異方性材料層１０を介して、前記導電性
接点アレイ１２の少なくとも一対の接点を相互接続する
よう配置されることを特徴とする。
型のせん断力検知横方向移動検知することのできるコン
パクトなセンサを提供すること。 【構成】 本発明の横方向移動検知センサは、非導電性
基板１１の上に配置された導電性接点のアレイ１２と、
前記導電性接点アレイの上に配置された異方導電性材料
層１０と、せん断力に応答して、エラストマ層に接触し
て、移動可能な導電性カーソル１３となり、前記カーソ
ル１３は、前記異方性材料層１０を介して、前記導電性
接点アレイ１２の少なくとも一対の接点を相互接続する
よう配置されることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセンサ、特に、異方導電
性材料を用いた横方向センサに関する。
性材料を用いた横方向センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】接触型の横方向センサは、コンピュータ
関連製品および接触感知ロボットの表面を制御する接触
型の検知センサ等の様々な応用に用いられている。この
ような接触型のセンサは、ロボットやコンピュータのハ
ードウェアの様々な応用分野で用いられている。ロボッ
トの接触センサは、ロボットと対象物との間の接触状態
に関する情報を提供する。このようなセンサは、対象物
の存在、そのロボットの手の中における位置、接触力等
を検知し、対象物の形状等に関する情報も提供できる。
しかし、多くのロボットセンサは、横方向の動きとは関
係なく、圧縮力のみしか検知できない。従って、横方向
の移動を検知できるセンサは、例えば、把持した対象物
の動きを検知するのに極めて有効である。
関連製品および接触感知ロボットの表面を制御する接触
型の検知センサ等の様々な応用に用いられている。この
ような接触型のセンサは、ロボットやコンピュータのハ
ードウェアの様々な応用分野で用いられている。ロボッ
トの接触センサは、ロボットと対象物との間の接触状態
に関する情報を提供する。このようなセンサは、対象物
の存在、そのロボットの手の中における位置、接触力等
を検知し、対象物の形状等に関する情報も提供できる。
しかし、多くのロボットセンサは、横方向の動きとは関
係なく、圧縮力のみしか検知できない。従って、横方向
の移動を検知できるセンサは、例えば、把持した対象物
の動きを検知するのに極めて有効である。
【０００３】多くのコンピュータ関連の製品の制御は、
キーのような圧力感知部品である。コンピュータの「マ
ウス」や「ジョイスティック」のようなコントローラ
は、二方向の移動に応答するが、それは極めて粗雑で、
製造も複雑で、その機構も故障しやすい。
キーのような圧力感知部品である。コンピュータの「マ
ウス」や「ジョイスティック」のようなコントローラ
は、二方向の移動に応答するが、それは極めて粗雑で、
製造も複雑で、その機構も故障しやすい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、ロボットやコンピュータの応用における接触型のせ
ん断力検知（横方向移動検知）することのできるコンパ
クトなセンサを提供することである。
は、ロボットやコンピュータの応用における接触型のせ
ん断力検知（横方向移動検知）することのできるコンパ
クトなセンサを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のせん断力を検知
できる接触型センサは、導電性カーソルと導電性接点の
アレイとの間に配置された異方導電性材料を有する。実
施例においては、この異方導電性材料は、接点アレイに
接着され、このカーソルは、異方導電性材料の上に配置
されたエラストマ表皮に固着される。このカーソルの動
きは、カーソルの下の接点の相互接続により検知され
る。第２の実施例においては、この異方導電性材料は、
カーソルに接着されているが、せん断力に応答して、接
点のアレイの上を自由に移動できる。このカーソルの動
きは、その下の接点の相互接続により検知される。この
ような構成は、また圧力や温度の検知も可能である。
できる接触型センサは、導電性カーソルと導電性接点の
アレイとの間に配置された異方導電性材料を有する。実
施例においては、この異方導電性材料は、接点アレイに
接着され、このカーソルは、異方導電性材料の上に配置
されたエラストマ表皮に固着される。このカーソルの動
きは、カーソルの下の接点の相互接続により検知され
る。第２の実施例においては、この異方導電性材料は、
カーソルに接着されているが、せん断力に応答して、接
点のアレイの上を自由に移動できる。このカーソルの動
きは、その下の接点の相互接続により検知される。この
ような構成は、また圧力や温度の検知も可能である。
【０００６】
【実施例】図１において、本発明のせん断力検知接触型
センサは、その厚さ方向Ｚに異方導電性となる異方導電
性材料層１０を有している。この異方導電性材料層１０
は回路基板の表面のような非導電性表面１１に接触し、
導電性接点アレイ１２を有している。異方導電性材料層
１０の上に導電性カーソル１３が配置され、その大きさ
は少なくとも二つの導電性接点アレイ１２の間の電気的
パスを異方導電性材料層１０を介して提供する程度であ
る。この導電性カーソル１３はエラストマ層１４の接触
しているのが好ましい。潤滑オイルのような潤滑剤１５
が異方導電性材料層１０とエラストマ層１４との間にシ
ールされて配置されている。
センサは、その厚さ方向Ｚに異方導電性となる異方導電
性材料層１０を有している。この異方導電性材料層１０
は回路基板の表面のような非導電性表面１１に接触し、
導電性接点アレイ１２を有している。異方導電性材料層
１０の上に導電性カーソル１３が配置され、その大きさ
は少なくとも二つの導電性接点アレイ１２の間の電気的
パスを異方導電性材料層１０を介して提供する程度であ
る。この導電性カーソル１３はエラストマ層１４の接触
しているのが好ましい。潤滑オイルのような潤滑剤１５
が異方導電性材料層１０とエラストマ層１４との間にシ
ールされて配置されている。
【０００７】この動作においては、対象物１６により導
電性カーソル１３の近傍のエラストマ層１４に加えられ
たせん断力は、エラストマ層１４を延ばし、導電性カー
ソル１３を導電性接点アレイ１２に対し、横方向にずら
す。従って、この移動した導電性カーソル１３は、異方
導電性材料層１０を介して、今までとは異なった接点の
アレイと接触する。この導電性カーソル１３が、異なっ
た位置に配置されることにより、その下の導電性接点ア
レイ１２同士の相互接続を直接測定できる。図示したよ
うに導電性カーソル１３の位置は、例えば、隣接する導
電性接点アレイ１２の間の接触／非接触の簡単な基準に
よって検知できる。
電性カーソル１３の近傍のエラストマ層１４に加えられ
たせん断力は、エラストマ層１４を延ばし、導電性カー
ソル１３を導電性接点アレイ１２に対し、横方向にずら
す。従って、この移動した導電性カーソル１３は、異方
導電性材料層１０を介して、今までとは異なった接点の
アレイと接触する。この導電性カーソル１３が、異なっ
た位置に配置されることにより、その下の導電性接点ア
レイ１２同士の相互接続を直接測定できる。図示したよ
うに導電性カーソル１３の位置は、例えば、隣接する導
電性接点アレイ１２の間の接触／非接触の簡単な基準に
よって検知できる。
【０００８】この電圧源Ｖにかかる電気的接触は、スラ
イドするカーソルの下だけで可能である。この導電性カ
ーソル１３の大きさは少なくとも一対の隣接する接点を
カバーする程度である。この横方向の動きの間カーソル
の位置とスピードとは、新たに接触した対、あるいは離
間した対の発生をモニタすることによって連続的に検知
できる。
イドするカーソルの下だけで可能である。この導電性カ
ーソル１３の大きさは少なくとも一対の隣接する接点を
カバーする程度である。この横方向の動きの間カーソル
の位置とスピードとは、新たに接触した対、あるいは離
間した対の発生をモニタすることによって連続的に検知
できる。
【０００９】図２は、導電性接点アレイ１２の直交する
グリッドを含む図１のセンサの接点のアレイの上面図で
ある。導電性カーソル１３が最初の位置Ｐ1から次の位
置Ｐ2に移動すると、その下の導電性接点アレイ１２の
異なる組を相互接続する。
グリッドを含む図１のセンサの接点のアレイの上面図で
ある。導電性カーソル１３が最初の位置Ｐ1から次の位
置Ｐ2に移動すると、その下の導電性接点アレイ１２の
異なる組を相互接続する。
【００１０】図３は、細長接点１２Ａからなる第１線形
アレイと、細長接点１２Ｂからなる第１アレイに直交す
る第２線形アレイとを有する他の実施例である。一対の
カーソル１３Ａと１３Ｂは、二つの直交する各々の方向
のせん断力を別個に検知できる。
アレイと、細長接点１２Ｂからなる第１アレイに直交す
る第２線形アレイとを有する他の実施例である。一対の
カーソル１３Ａと１３Ｂは、二つの直交する各々の方向
のせん断力を別個に検知できる。
【００１１】図４は、図３と同様な類似の他の実施例で
あるが、ただし、二つの直交する線形アレイ線形アレイ
１２Ａと１２Ｂは交差し、互いに絶縁体１２Ｃでそれら
は絶縁されている。
あるが、ただし、二つの直交する線形アレイ線形アレイ
１２Ａと１２Ｂは交差し、互いに絶縁体１２Ｃでそれら
は絶縁されている。
【００１２】図１において、この異方導電性材料層１０
は、非磁性マトリックス材料１０Ｃと、Ｚ方向に伸びる
磁性粒子１０Ｅからなる複数のコラム１０Ｄと を含む
合成材料からなり、一対の主表面１０Ａと１０Ｂとを有
する。この異方性材料は、主表面に直交する方向に磁界
をかけて、磁性粒子１０Ｅと非磁性マトリックス材料１
０Ｃの混合物を固化することにより得られる。この得ら
れた生成物は、導電性粒子は垂直方向に整合している
が、横方向には絶縁されている多くのコラム１０Ｄを有
し、それらの端部は上部表面から若干突出している。
は、非磁性マトリックス材料１０Ｃと、Ｚ方向に伸びる
磁性粒子１０Ｅからなる複数のコラム１０Ｄと を含む
合成材料からなり、一対の主表面１０Ａと１０Ｂとを有
する。この異方性材料は、主表面に直交する方向に磁界
をかけて、磁性粒子１０Ｅと非磁性マトリックス材料１
０Ｃの混合物を固化することにより得られる。この得ら
れた生成物は、導電性粒子は垂直方向に整合している
が、横方向には絶縁されている多くのコラム１０Ｄを有
し、それらの端部は上部表面から若干突出している。
【００１３】この非磁性マトリックス材料１０Ｃは、エ
ラストマまたは接着剤またはガラスのようなポリマ材料
製である。この非磁性マトリックス材料１０Ｃは、最終
形状において柔軟性を有する。ただし、この非磁性マト
リックス材料１０Ｃは、固化する前に粘性状態を経過す
る。このマトリックス材料は、エポキシ、ガラス、シリ
コーンエラストマ、ポリウレタンレジンとを含むのが好
ましい。透明なマトリクス材料が、様々な応用において
好ましいが、また見た目のために、若干着色してもよ
い。その一般的な厚さは、２−５０００μｍであるが、
１０−５００μｍが好ましい。
ラストマまたは接着剤またはガラスのようなポリマ材料
製である。この非磁性マトリックス材料１０Ｃは、最終
形状において柔軟性を有する。ただし、この非磁性マト
リックス材料１０Ｃは、固化する前に粘性状態を経過す
る。このマトリックス材料は、エポキシ、ガラス、シリ
コーンエラストマ、ポリウレタンレジンとを含むのが好
ましい。透明なマトリクス材料が、様々な応用において
好ましいが、また見た目のために、若干着色してもよ
い。その一般的な厚さは、２−５０００μｍであるが、
１０−５００μｍが好ましい。
【００１４】磁性粒子１０Ｅは、導電性材料の磁性粒子
である。この磁性粒子１０Ｅは、磁性金属、例えばＦ
ｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、あるいはＮｉ80Ｆｅ20、ＳｍＣｏ5、
またはＮｄ2Ｆｅ14Ｂ、あるいはフェライト（軟硬を問
わない）のような磁性酸化物である磁性合金である。こ
れらの粒子は耐食性のために、金または銀で被覆し、さ
らに光の吸収を減少させる。この粒子の一般的な直径
は、０．１−２０００μｍの範囲内であるが、好ましい
範囲としては１０−５００μｍである。
である。この磁性粒子１０Ｅは、磁性金属、例えばＦ
ｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、あるいはＮｉ80Ｆｅ20、ＳｍＣｏ5、
またはＮｄ2Ｆｅ14Ｂ、あるいはフェライト（軟硬を問
わない）のような磁性酸化物である磁性合金である。こ
れらの粒子は耐食性のために、金または銀で被覆し、さ
らに光の吸収を減少させる。この粒子の一般的な直径
は、０．１−２０００μｍの範囲内であるが、好ましい
範囲としては１０−５００μｍである。
【００１５】図１のセンサの製造方法は、まず導電性接
点アレイ１２を有する非導電性表面１１を形成する。こ
れは公知の技術により、金属接点のアレイを有するプリ
ント回路基板でもよい。次のステップは、磁性粒子１０
Ｅ（非磁性状態）を粘性状態のマトリックス材料１０Ｃ
と混合する。好ましくはこの粒子の体積パーセントは
０．５−５％である。混合後、この材料を非導電性表面
１１の上に塗布する。一方、最初の粘性状態において、
固化して異方導電性材料層１０になる間、磁界（好まし
くは２００−１０００ Ｏｅ）をかける。この磁界の影
響により、粒子は磁化して、粘性材料中を異方導電性材
料層１０の厚み方向に移動し、このコラム１０Ｄは、ほ
ぼ均一な領域密度でもって分散して、異方導電性材料層
１０内に伸びる。
点アレイ１２を有する非導電性表面１１を形成する。こ
れは公知の技術により、金属接点のアレイを有するプリ
ント回路基板でもよい。次のステップは、磁性粒子１０
Ｅ（非磁性状態）を粘性状態のマトリックス材料１０Ｃ
と混合する。好ましくはこの粒子の体積パーセントは
０．５−５％である。混合後、この材料を非導電性表面
１１の上に塗布する。一方、最初の粘性状態において、
固化して異方導電性材料層１０になる間、磁界（好まし
くは２００−１０００ Ｏｅ）をかける。この磁界の影
響により、粒子は磁化して、粘性材料中を異方導電性材
料層１０の厚み方向に移動し、このコラム１０Ｄは、ほ
ぼ均一な領域密度でもって分散して、異方導電性材料層
１０内に伸びる。
【００１６】異方導電性材料層１０が、固化状態になっ
た後、潤滑剤１５がこの露出した表面に塗布される。導
電性カーソル１３は、埋設および／または接合によりエ
ラストマ層１４に接触する。導電性カーソル１３を包囲
するエラストマ層１４の周囲は、クランプ、または接合
により、異方導電性材料層１０に固定される。
た後、潤滑剤１５がこの露出した表面に塗布される。導
電性カーソル１３は、埋設および／または接合によりエ
ラストマ層１４に接触する。導電性カーソル１３を包囲
するエラストマ層１４の周囲は、クランプ、または接合
により、異方導電性材料層１０に固定される。
【００１７】横方向の移動の検知の精度は、接点パッド
の大きさと間隔に依存し、さらに、導電性コラムのサイ
ズと大きさと間隔にも依存する。各パッド領域に接触す
る複数の導電性コラムが好ましいので、パッドの大きさ
の最小値は、異方導電性材料層１０内のコラムの密度に
より決定される。コラム間のスペースＹは、およそＹ＝
（Ｄ2／１．６５Ｘ）1/2である。ここで、Ｄは粒子の直
径で、Ｘは体積分率である。かくして、Ｄが約２０μｍ
で、Ｘが０．２であるとすると、Ｙは、約３５μｍであ
る。従って、２Ｙ×２Ｙ＝７０×７０のサイズの接点パ
ッドは、パッド当りの複数の導電性コラムを有するのに
十分である。接点パッドの繰り返し周期がパッドのサイ
ズの二倍であるとすると、横方向の移動の精度は約４
Ｙ、すなわち１４０μｍである。Ｄがより小さいな値で
あると、より小さな距離までも検査できる。
の大きさと間隔に依存し、さらに、導電性コラムのサイ
ズと大きさと間隔にも依存する。各パッド領域に接触す
る複数の導電性コラムが好ましいので、パッドの大きさ
の最小値は、異方導電性材料層１０内のコラムの密度に
より決定される。コラム間のスペースＹは、およそＹ＝
（Ｄ2／１．６５Ｘ）1/2である。ここで、Ｄは粒子の直
径で、Ｘは体積分率である。かくして、Ｄが約２０μｍ
で、Ｘが０．２であるとすると、Ｙは、約３５μｍであ
る。従って、２Ｙ×２Ｙ＝７０×７０のサイズの接点パ
ッドは、パッド当りの複数の導電性コラムを有するのに
十分である。接点パッドの繰り返し周期がパッドのサイ
ズの二倍であるとすると、横方向の移動の精度は約４
Ｙ、すなわち１４０μｍである。Ｄがより小さいな値で
あると、より小さな距離までも検査できる。
【００１８】図１のセンサを銀被覆ニッケル球（平均直
径が２０μｍで、１０００オングストローム厚の銀で被
覆）の５体積％と未固化のＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔ
ｒｉｃ社製のＲＴＶシリコーンエラストマでもって混合
した。この混合物を約２００μｍの厚さのシートとし
て、平行な金メッキ銅接点パッド（２５０μｍの幅、５
０μｍの高さ、２５０μｍの分離間隔）を有するプリン
ト回路基板の表面にドクタブレートを用いて分布させ
た。この層を１００℃で、１５分間、６００ Ｏｅの垂
直磁界をかけて、加熱固化した。
径が２０μｍで、１０００オングストローム厚の銀で被
覆）の５体積％と未固化のＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔ
ｒｉｃ社製のＲＴＶシリコーンエラストマでもって混合
した。この混合物を約２００μｍの厚さのシートとし
て、平行な金メッキ銅接点パッド（２５０μｍの幅、５
０μｍの高さ、２５０μｍの分離間隔）を有するプリン
ト回路基板の表面にドクタブレートを用いて分布させ
た。この層を１００℃で、１５分間、６００ Ｏｅの垂
直磁界をかけて、加熱固化した。
【００１９】潤滑オイルの薄い層をこの固化表面の上に
塗布した。薄い材料であるＲＴＶ６１５シリコーンエラ
ストマの２００μｍのシートに、２ｍｍ幅の銀フォイル
金属カーソルがその表面に埋設さけれた。このエラスト
マの表皮は、異方性導電体の上に配置され、その導電体
表面に面した金属カーソルは図１のように配置した。
塗布した。薄い材料であるＲＴＶ６１５シリコーンエラ
ストマの２００μｍのシートに、２ｍｍ幅の銀フォイル
金属カーソルがその表面に埋設さけれた。このエラスト
マの表皮は、異方性導電体の上に配置され、その導電体
表面に面した金属カーソルは図１のように配置した。
【００２０】先端部での接触がないと、すべての近接す
る接点パッドの対は、開回路を形成する。１−１０ｐｓ
ｉの範囲の圧力が指先端の接点にかかると、３個のパッ
ドの対が、０．５−５Ωの範囲の抵抗値を示す。指先を
若干動かすと、他の対が電気的に接続され、一方、元の
対は解放されて、横方向の動きを指示する。横方向の解
像度は、約５００μｍで、５ｍｍを超える横方向の移動
の範囲が達成可能である。
る接点パッドの対は、開回路を形成する。１−１０ｐｓ
ｉの範囲の圧力が指先端の接点にかかると、３個のパッ
ドの対が、０．５−５Ωの範囲の抵抗値を示す。指先を
若干動かすと、他の対が電気的に接続され、一方、元の
対は解放されて、横方向の動きを指示する。横方向の解
像度は、約５００μｍで、５ｍｍを超える横方向の移動
の範囲が達成可能である。
【００２１】図５は、他の実施例のセンサの断面図を表
わし、同図において、非導電性表面１１は導電性接点ア
レイ１２でもって平に形成され、この導電性接点アレイ
１２は、非導電性表面１１の上に突出していない。この
実施例においては、異方導電性材料層１０は、金属カー
ソルがその一側面に固着した状態の自立型のエラストマ
シートである。このシートを非導電性表面１１の表面に
配置し、突出した粒子は接点パッドに対向し、異方導電
性材料層１０の上に配置されるカーソルは導電性接点ア
レイ１２から離れている。この実施例においては、異方
導電性材料層１０は、非導電性表面１１の上をスライド
し、その場所の変化は図１に示したのと同様な方法によ
り検知される。
わし、同図において、非導電性表面１１は導電性接点ア
レイ１２でもって平に形成され、この導電性接点アレイ
１２は、非導電性表面１１の上に突出していない。この
実施例においては、異方導電性材料層１０は、金属カー
ソルがその一側面に固着した状態の自立型のエラストマ
シートである。このシートを非導電性表面１１の表面に
配置し、突出した粒子は接点パッドに対向し、異方導電
性材料層１０の上に配置されるカーソルは導電性接点ア
レイ１２から離れている。この実施例においては、異方
導電性材料層１０は、非導電性表面１１の上をスライド
し、その場所の変化は図１に示したのと同様な方法によ
り検知される。
【００２２】図１−５のセンサに異方導電性エラストマ
を使用することは多くの利点がある。このエラストマは
パッドの高さに合わせることにより、接点パッドの高さ
の変化に起因する接点の挙動の信頼性を増加させる。さ
らに、柔軟性のあるエラストマは、カーソルの摩耗を減
少させ、接点パッドが機械的なショックや摩耗、腐食か
ら保護される。表面近傍に突出した粒子は、低圧（潤滑
剤の存在した際）でもカーソルと電気的接点を形成す
る。
を使用することは多くの利点がある。このエラストマは
パッドの高さに合わせることにより、接点パッドの高さ
の変化に起因する接点の挙動の信頼性を増加させる。さ
らに、柔軟性のあるエラストマは、カーソルの摩耗を減
少させ、接点パッドが機械的なショックや摩耗、腐食か
ら保護される。表面近傍に突出した粒子は、低圧（潤滑
剤の存在した際）でもカーソルと電気的接点を形成す
る。
【００２３】図１−５に示すセンサの他の利点は、Ｚ方
向の圧力を測定するのにも使用することができる。Ｚ方
向の圧力は近接する導電性粒子間の界面における接触抵
抗を変化させるので、異方導電性材料層１０がエラスト
マ製であることにより達成できる。図６は抵抗値対図１
の構成の出力との関係を示すグラフである。この抵抗圧
力特性は、実験した圧力範囲内において再現可能であ
る。従って、このセンサがせん断力とＺ方向の圧力値を
同時に検査できる。例えば、小型コンピュータの「マウ
ス」、または「ジョイステック」のような三次元のシミ
ュレーション動作を制御することができるようにも使用
できる。温度変化は、異方導電性材料層１０内の熱膨張
差自身によって表われるので、このセンサは温度の検知
にも用いることができる。尚、特許請求の範囲に記載し
た参照番号は、発明の容易なる理解の為のもので、その
権利解釈に影響を与えるものではないと理解されたい。
向の圧力を測定するのにも使用することができる。Ｚ方
向の圧力は近接する導電性粒子間の界面における接触抵
抗を変化させるので、異方導電性材料層１０がエラスト
マ製であることにより達成できる。図６は抵抗値対図１
の構成の出力との関係を示すグラフである。この抵抗圧
力特性は、実験した圧力範囲内において再現可能であ
る。従って、このセンサがせん断力とＺ方向の圧力値を
同時に検査できる。例えば、小型コンピュータの「マウ
ス」、または「ジョイステック」のような三次元のシミ
ュレーション動作を制御することができるようにも使用
できる。温度変化は、異方導電性材料層１０内の熱膨張
差自身によって表われるので、このセンサは温度の検知
にも用いることができる。尚、特許請求の範囲に記載し
た参照番号は、発明の容易なる理解の為のもので、その
権利解釈に影響を与えるものではないと理解されたい。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の横方向セン
サは、異方導電性層を利用して、安定した性能を提供で
き、更に、機械的なセンサより高い精度を有する。
サは、異方導電性層を利用して、安定した性能を提供で
き、更に、機械的なセンサより高い精度を有する。
【図１】本発明は第１実施例のセンサの断面図である。
【図２】図１のセンサの接点のアレイの上面図である。
【図３】図１のセンサの接点のアレイの上面図である。
【図４】図１のセンサの接点のアレイの上面図である。
【図５】本発明の第２の実施例のセンサの断面図であ
る。
る。
【図６】図１と５に示されたセンサの抵抗と接点の圧力
との間の関係を示すグラフである。
との間の関係を示すグラフである。
１０ 異方導電性材料層 １０Ａ、１０Ｂ 主表面 １０Ｃ 非磁性マトリックス材料 １０Ｄ コラム １０Ｅ 磁性粒子 １１ 非導電性表面 １２ 導電性接点アレイ １２ａ、１２ｂ 細長接点 １２Ａ、１２Ｂ 線形アレイ １２Ｃ 絶縁体 １３ 導電性カーソル １３Ａ、１３Ｂ カーソル １４ エラストマ層 １５ 潤滑剤 １６ 対象物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リ ハン チェン アメリカ合衆国 07901，ニュージャージ ー サミット、アプト 18シイ、スプリン グフィールド アベニュー、851 (72)発明者 サンジョー ジン アメリカ合衆国 07946，ニュージャージ ー ミリングトン、スカイライン ドライ ブ、145
Claims (10)
- 【請求項１】 非導電性基板（１１）の上に配置された
導電性接点のアレイ（１２）と、 前記導電性接点アレイの上に配置された異方導電性材料
層（１０）と、 横方向の力に応答して、エラストマ層に接触して、移動
可能な導電性カーソル（１３）となり、 前記カーソル（１３）は、前記異方性材料層（１０）を
介して、前記導電性接点アレイ（１２）の少なくとも一
対の接点を相互接続するよう配置されることを特徴とす
る横方向移動検知センサ。 - 【請求項２】 前記異方導電性材料層（１０）は、 一対の主表面（１０Ａ、Ｂ）を有する非磁性マトリック
ス材料の層（１０Ｃ）と、 前記主表面の間に伸びる磁性粒子（１０Ｅ）からなる複
数のコラム（１０Ｄ）とを有することを特徴とする請求
項１のセンサ。 - 【請求項３】 前記異方導電性材料層は、前記基板（１
１）に接触することを特徴とする請求項１のセンサ。 - 【請求項４】 前記異方導電性材料層は、前記基板に接
触し、 前記カーソルは、前記異方導電性材料層の上に配置され
たエラストマ層（１４）に接触することを特徴とする請
求項１のセンサ。 - 【請求項５】 前記エラストマ層と前記異方導電性材料
層との間に、潤滑材料（１５）が配置されることを特徴
とする請求項１のセンサ。 - 【請求項６】 前記異方導電性材料層は、前記接点アレ
イの上を柔軟に移動可能なエラストマ材料製であり、 前記カーソルは、前記異方導電性材料層に接触すること
を特徴とする請求項１のセンサ。 - 【請求項７】 前記異方導電性材料層と前記基板との間
に潤滑材料（１５）が配置されることを特徴とする請求
項６のセンサ。 - 【請求項８】 前記異方導電性材料層は、１０−５００
μｍの範囲の厚さを有し、 前記磁性粒子は、その直径が１０−５００μｍの範囲内
にあることを特徴とする請求項２のセンサ。 - 【請求項９】 前記非磁性マトリックス材料は、エポキ
シ、ガラス、シリコーン、ポリウレタンからなるグルー
プから選択された材料を含むことを特徴とする請求項２
のセンサ。 - 【請求項１０】 前記磁性粒子は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、
Ｎｉ80Ｆｅ20、ＳｍＣｏ5、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ、フェライト
からなるグループから選択された材料からなることを特
徴とする請求項２のセンサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/969,626 US5313840A (en) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | Tactile shear sensor using anisotropically conductive material |
| US969626 | 1992-10-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258007A true JPH06258007A (ja) | 1994-09-16 |
| JP2801512B2 JP2801512B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=25515774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5292378A Expired - Lifetime JP2801512B2 (ja) | 1992-10-30 | 1993-10-29 | 横方向移動検知センサ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5313840A (ja) |
| EP (1) | EP0595532B1 (ja) |
| JP (1) | JP2801512B2 (ja) |
| KR (1) | KR100314326B1 (ja) |
| DE (1) | DE69313239T2 (ja) |
| TW (1) | TW252204B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007187502A (ja) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Noboru Nakayama | 柔軟接触型荷重測定センサ |
| CN109520680A (zh) * | 2017-09-19 | 2019-03-26 | 拓自达电线株式会社 | 片式传感器 |
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| NL1002907C2 (nl) * | 1996-04-19 | 1997-10-21 | Univ Delft Tech | Tastsensor en werkwijze voor het bepalen van een afschuifkracht en van slip met een dergelijke tastsensor. |
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| US6414674B1 (en) | 1999-12-17 | 2002-07-02 | International Business Machines Corporation | Data processing system and method including an I/O touch pad having dynamically alterable location indicators |
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| KR100630139B1 (ko) | 2005-11-28 | 2006-10-02 | 삼성전자주식회사 | 이축 힌지 장치를 구비하는 휴대용 단말기 |
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1993
- 1993-01-13 TW TW082100182A patent/TW252204B/zh not_active IP Right Cessation
- 1993-10-20 DE DE69313239T patent/DE69313239T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-10-20 EP EP93308331A patent/EP0595532B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-10-25 KR KR1019930022177A patent/KR100314326B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1993-10-29 JP JP5292378A patent/JP2801512B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| DE69313239T2 (de) | 1998-03-05 |
| US5313840A (en) | 1994-05-24 |
| TW252204B (ja) | 1995-07-21 |
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| EP0595532A1 (en) | 1994-05-04 |
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