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JP3448741B2 - Force detection device - Google Patents
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JP3448741B2 - Force detection device - Google Patents

Force detection device

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JP3448741B2
JP3448741B2 JP2000318420A JP2000318420A JP3448741B2 JP 3448741 B2 JP3448741 B2 JP 3448741B2 JP 2000318420 A JP2000318420 A JP 2000318420A JP 2000318420 A JP2000318420 A JP 2000318420A JP 3448741 B2 JP3448741 B2 JP 3448741B2
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conductive land
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、力検出装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a force detecting device.

【0002】[0002]

【従来の技術】力検出装置としては、例えば、特公平2
−49029号公報に開示されたものがある。
2. Description of the Related Art For example, Japanese Patent Publication No.
There is one disclosed in Japanese Patent Publication No. 49029-490.

【0003】この力検出装置は、図10に示すように、P
ETフィルム上に半導電性層と導体パターンを形成し、
導体パターンCと各導体パターンN,S,E,W相互間
の接触抵抗により圧力の分布と大きさを測定するものと
している。
As shown in FIG. 10, this force detecting device has a P
Form a semi-conductive layer and a conductor pattern on the ET film,
It is assumed that the pressure distribution and magnitude are measured by the contact resistance between the conductor pattern C and each conductor pattern N, S, E, W.

【0004】しかしながら上記力検出装置では、特殊
な半導電性層をPETフィルムに印刷しなければなら
ず、また、導体パターンと回路基板の接続のため、コネ
クターや異方性導電テープ等が必要となることから、コ
スト高であり且つ実装しにくいという問題がある。
However, in the above force detection device, a special semiconductive layer must be printed on the PET film, and a connector, an anisotropic conductive tape or the like is required for connecting the conductor pattern and the circuit board. Therefore, there is a problem that the cost is high and the mounting is difficult.

【0005】よって、この種の力検出装置を取り扱う業
界では、低コストであり且つ実装しやすい力検出装置が
開発されることを待ち望んでいる。
Therefore, in the industry that deals with this type of force detecting device, it is desired to develop a force detecting device that is low in cost and easy to mount.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明で
は、低コストであり且つ実装しやすい力検出装置を提供
することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a force detecting device which is low in cost and easy to mount.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】(請求項1記載の発明) この発明の力検出装置は、少なくとも二つの力検出用導
電ランド及びこれらの間に設けられた共通導電ランドを
有する基板と、前記力検出用導電ランド及び共通導電ラ
ンドに対向配置された導電性ゴム又は導電性エラストマ
ー製の弾性板と、前記弾性板の力検出用導電ランドとの
対向面に形成された多数の微小突起を有する接触抵抗発
生面と、前記弾性板の共通導電ランドとの対向面に形成
された平坦な導電弾性接点とを具備し、前記弾性板が押
し込まれると、弾性板が力検出用導電ランド及び共通導
電ランドに接触すると共に力の大きさと方向に応じて接
触抵抗発生面の微小突起が押し潰され、これに伴い、接
触抵抗発生面と力検出用導電ランドとの接触面積が大き
くなって力検出用導電ランドと共通導電ランド間の抵抗
が小さくなる。 (請求項2記載の発明) この発明の力検出装置は、少なくとも二つの力検出用導
電ランド及びこれらの間に設けられた共通導電ランドを
有する基板と、非導電性ゴム又は非導電性エラストマー
に導電性インク、感圧抵抗インク又は導電性塗料を付着
させて形成した、多数の微小突起から成る接触抵抗発生
面及び平坦な導電弾性接点を有する弾性板とを具備する
と共に、前記力検出用導電ランドと接触抵抗発生面を、
共通導電ランドと導電弾性接点をそれぞれ対向する態様
で、基板と弾性板とを対向配置させてあり、前記弾性板
が押し込まれると、弾性板が力検出用導電ランド及び共
通導電ランドに接触すると共に力の大きさと方向に応じ
て接触抵抗発生面の微小突起が押し潰され、これに伴
い、接触抵抗発生面と力検出用導電ランドとの接触面積
が大きくなって力検出用導電ランドと共通導電ランド間
の抵抗が小さくなる。 (請求項3記載の発明) この発明の力検出装置は、上記請求項1又は2記載の発
明に関し、四個の力検出用導電ランドを90°間隔で、
直交するX軸、Y軸上に共通導電ランドを中心として配
置させ、X軸、Y軸方向の力の大きさと方向を検出でき
るようにしている。 (請求項4記載の発明) この発明の力検出装置は、上記請求項1又は2記載の発
明に関し、力検出用導電ランドを、共通導電ランドを中
心として任意の方向に任意の数だけ配置し、前記力検出
用導電ランドの数と対応する力の大きさと方向を検出で
きるようにしている。 (請求項5記載の発明) この発明の力検出装置は、上記請求項1乃至4のいずれ
かに記載の発明に関し、力検出用導電ランドと接触抵抗
発生面を、共通導電ランドと導電弾性接点を、それぞれ
間隙を設けて配置させてある。 (請求項6記載の発明) この発明の力検出装置は、上記請求項1乃至4のいずれ
かに記載の発明に関し、導電弾性接点と対向する基板上
部分にスイッチ接点用導電ランドを具備させてある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a force detecting device comprising: a substrate having at least two force detecting conductive lands and a common conductive land provided therebetween; An elastic plate made of a conductive rubber or a conductive elastomer, which is arranged to face the force detecting conductive land and the common conductive land, and a large number of minute protrusions formed on the surface of the elastic plate facing the force detecting conductive land. A contact resistance generating surface and a flat conductive elastic contact formed on a surface of the elastic plate facing the common conductive land are provided. When the elastic plate is pushed in, the elastic plate causes the force detecting conductive land and the common conductive land. While contacting the land, the small protrusions on the contact resistance generation surface are crushed according to the magnitude and direction of the force, and as a result, the contact area between the contact resistance generation surface and the conductive land for force detection increases The resistance between the conductive land and the common conductive land is reduced. (Invention of Claim 2) The force detection device of the present invention comprises a substrate having at least two conductive lands for detecting force and a common conductive land provided between them, and a non-conductive rubber or non-conductive elastomer. The force detection conductive film is provided with a contact resistance generating surface composed of a large number of minute projections and an elastic plate having a flat conductive elastic contact formed by adhering conductive ink, pressure-sensitive resistance ink or conductive paint. The land and the contact resistance generation surface,
The substrate and the elastic plate are arranged to face each other in such a manner that the common conductive land and the conductive elastic contact face each other, and when the elastic plate is pushed in, the elastic plate comes into contact with the force detection conductive land and the common conductive land. The small protrusions on the contact resistance generation surface are crushed according to the magnitude and direction of the force, and as a result, the contact area between the contact resistance generation surface and the conductive land for force detection increases, and the conductive land for force detection and common conductivity Resistance between lands becomes smaller. (Invention of Claim 3) The force detection device of the present invention relates to the invention of Claim 1 or 2, wherein four force detection conductive lands are arranged at 90 ° intervals.
The common conductive land is arranged on the orthogonal X-axis and Y-axis so that the magnitude and direction of the force in the X-axis and Y-axis directions can be detected. (Invention of Claim 4) The force detection device of this invention relates to the invention of Claim 1 or 2, wherein the force detection conductive lands are arranged in an arbitrary number around a common conductive land in an arbitrary direction. The magnitude and direction of the force corresponding to the number of the conductive lands for force detection can be detected. (Invention of Claim 5) The force detection device of the present invention relates to the invention of any one of claims 1 to 4, wherein the force detection conductive land and the contact resistance generating surface are the common conductive land and the conductive elastic contact. Are arranged with a gap therebetween. (Invention of Claim 6) The force detection device of this invention relates to the invention of any one of Claims 1 to 4, wherein a switch contact conductive land is provided on a portion of the substrate facing the conductive elastic contact. is there.

【0008】なお、上記発明の力検出装置の機能につい
ては、以下の発明の実施の形態の欄で明らかにする。
The function of the force detection device of the above invention will be clarified in the section of the following embodiments of the invention.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、この発明を実施例として示
した図面に従って説明する。 〔実施形態1〕図1はこの発明の実施形態の力検出装置
Sの断面図を示しており、図2は前記力検出装置Sを構
成する基板1上の力検出用導電ランドDx+,Dx−,
Dy+,Dy−、共通導電ランドDS1及びスイッチ接点
用導電ランドDS2を示しており、図3は弾性板3に形成
された接触抵抗発生面30及び導電弾性接点31を示してい
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below with reference to the drawings shown as embodiments. [Embodiment 1] FIG. 1 is a sectional view of a force detection device S according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a force detection conductive land Dx +, Dx- on a substrate 1 constituting the force detection device S. ,
Dy +, Dy-, the common conductive land DS1 and the switch contact conductive land DS2 are shown, and FIG. 3 shows the contact resistance generating surface 30 and the conductive elastic contact 31 formed on the elastic plate 3.

【0010】この力検出装置Sは、図1に示すように、
基板1と、前記基板1と対向配置された操作ボタン2
と、前記操作ボタン2の下面に固着された弾性板3と、
前記操作部2を基板1上で固定する支持具4と、操作ボ
タン2に被せられるキャップ5とから構成されている。
This force detecting device S, as shown in FIG.
Substrate 1 and operation buttons 2 arranged to face the substrate 1
And an elastic plate 3 fixed to the lower surface of the operation button 2,
It is composed of a support tool 4 for fixing the operation part 2 on the substrate 1 and a cap 5 for covering the operation button 2.

【0011】基板1は、図1に示すように、薄いプリン
ト基板により構成されており、図2に示すように上面に
四分割された円形状の力検出用導電ランドDx+,Dx
−,Dy+,Dy−がX−Y軸上に原点Oから等距離で
配設されていると共に、前記原点Oを中心として力検出
用導電ランドDx+,Dx−,Dy+,Dy−に囲まれ
る円環状の共通導電ランドDS1が配設され、更に、共通
導電ランドDS1で囲まれる原点O部にスイッチ接点用導
電ランドDS2が配置されている。なお、前記した各ラン
ドは、基板1上に形成された銅層に半田層を着けたも
の、金メッキや銀メッキをしたもの、カーボンを印刷し
て形成したもの、半田を溶着したもの、又は導電性金属
をプレスしたもので形成してある。また、力検出用導電
ランドDx+,Dx−,Dy+,Dy−、共通導電ラン
ドDS1及びスイッチ接点用導電ランドDS2はそれぞれ電
気的に絶縁されており、基板1上の適当な位置に端子で
引き出されている。
As shown in FIG. 1, the substrate 1 is composed of a thin printed circuit board, and as shown in FIG. 2, the upper surface is divided into four circular conductive lands Dx +, Dx for detecting force.
-, Dy +, Dy- are arranged equidistantly from the origin O on the XY axis, and a circle surrounded by the force detection conductive lands Dx +, Dx-, Dy +, Dy- with the origin O as the center. An annular common conductive land DS1 is arranged, and further, a switch contact conductive land DS2 is arranged at an origin O portion surrounded by the common conductive land DS1. Each of the lands described above has a copper layer formed on the substrate 1 with a solder layer, gold plated or silver plated, carbon printed, solder welded, or conductive. It is made of pressed metal. Further, the force detecting conductive lands Dx +, Dx−, Dy +, Dy−, the common conductive land DS1 and the switch contact conductive land DS2 are electrically insulated from each other, and are drawn out to appropriate positions on the substrate 1 by terminals. ing.

【0012】操作ボタン2は、図1や図3に示すよう
に、非導電性ゴム又は非導電性エラストマーにより構成
されたボタン部20、取付部21及び変形部22により構成さ
れており、これらは一体的に成形されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 3, the operation button 2 is composed of a button portion 20, which is made of non-conductive rubber or non-conductive elastomer, a mounting portion 21 and a deformable portion 22, which are It is integrally molded.

【0013】ボタン部20は、図1に示すように、力検出
用導電ランドDx+,Dx−,Dy+,Dy−の外周線
が形成する円形と同じ直径の厚肉円形板で構成されてい
る。
As shown in FIG. 1, the button portion 20 is formed of a thick circular plate having the same diameter as the circle formed by the outer peripheral lines of the force detecting conductive lands Dx +, Dx−, Dy +, Dy−.

【0014】取付部21は、図1に示すように、ボタン部
20の径よりも大径の厚肉の円環状板により構成されてい
る。
The mounting portion 21, as shown in FIG. 1, is a button portion.
It is composed of a thick annular plate having a diameter larger than 20.

【0015】変形部22は、図1に示すように、薄肉に形
成されたコーン形状のもので、ボタン部20の外周面と取
付部21の内周面上端とを接続している。
As shown in FIG. 1, the deforming portion 22 has a thin cone shape and connects the outer peripheral surface of the button portion 20 and the upper end of the inner peripheral surface of the mounting portion 21.

【0016】弾性板3は、図1や図3に示すように、上
記ボタン部20と同径の厚肉円形板で構成してあり、全体
が導電性ゴム又は導電性エラストマーにより形成されて
いる。また、この弾性板3では、図1や図3に示すよう
にと力検出用導電ランドDx+,Dx−,Dy+,Dy
−と対向する面は多数の微小突起t(例えば梨地)を有
する接触抵抗発生面30としてあり、また、共通導電ラン
ドDS1及びスイッチ接点用導電ランドDS2と対向する面
は前記接触抵抗発生面30よりも距離aだけ突出している
平坦な導電弾性接点31としてある。なお、弾性板3に使
用される導電性ゴムとしては、一般に入手できる0.1
〜100Ω・cm程度の体積抵抗値を持ったものであ
る。
As shown in FIGS. 1 and 3, the elastic plate 3 is formed of a thick circular plate having the same diameter as the button portion 20, and is entirely made of conductive rubber or conductive elastomer. . Further, in the elastic plate 3, as shown in FIGS. 1 and 3, the force detecting conductive lands Dx +, Dx−, Dy +, Dy.
The surface facing − is a contact resistance generating surface 30 having a large number of minute protrusions t (for example, satin finish), and the surface facing the common conductive land DS1 and the switch contact conductive land DS2 is more than the contact resistance generating surface 30. Is a flat conductive elastic contact 31 protruding by a distance a. The conductive rubber used for the elastic plate 3 is generally available 0.1
It has a volume resistance value of about 100 Ω · cm.

【0017】支持具4は、図1に示すように、断面逆L
字状に形成されている円環状のもので、横片で取付部21
の上面を押さえ付けるようにしている。
As shown in FIG. 1, the supporting member 4 has an inverted L-shaped cross section.
It is a ring-shaped one that is formed in a letter shape.
I try to hold down the upper surface of.

【0018】キャップ5は、図1に示すように、硬質樹
脂製の円形板で構成してあり、上記操作ボタン2の上面
に固着されている。このようにキャップ5を設けている
のは、指による押し込み力が弾性板3に有効に作用する
ようにするためである。
As shown in FIG. 1, the cap 5 is made of a hard resin circular plate and is fixed to the upper surface of the operation button 2. The cap 5 is provided in this way so that the pushing force by the finger effectively acts on the elastic plate 3.

【0019】この発明の実施形態の力検出装置Sは上記
のような構成であるから以下のように機能する。 キャップ5を介して操作ボタン2を真上から或いは
斜めから基板1側に押し込むと、変形部22を座屈させた
軽い操作感(クリック感)が操作する指に伝わる。そし
て、弾性板3の導電弾性接点31が変形しながら、共通導
電ランドDS1に接触するので、導電性ゴム等で構成され
た弾性板3全体が共通導電ランドDS1とほぼ同じ電位に
なる。 図4に示すように、導電弾性接点31が共通導電ラン
ドDS1に全面的に接触するように操作ボタン2を指で押
し込むと、スイッチ接点用導電ランドDS2に必ず接触す
る。導電弾性接点31の表面は上記したように平坦として
あるので、共通導電ランドDS1とスイッチ接点用導電ラ
ンドDS2との間にはほとんど接触抵抗は発生せず、両者
は導通状態になる。すなわち、共通導電ランドDS1とス
イッチ接点用導電ランドDS2はスイッチとして「閉」に
なる。 図5に示すように、操作ボタン2を力検出用導電ラ
ンドDx+に強く押し込むと、弾性板3は共通導電ラン
ドDS1と力検出用導電ランドDx+に接触する。
Since the force detecting device S of the embodiment of the present invention has the above-mentioned configuration, it functions as follows. When the operation button 2 is pushed into the substrate 1 side from directly above or obliquely via the cap 5, a light operation feeling (click feeling) that the deformed portion 22 is buckled is transmitted to the operating finger. Then, the conductive elastic contacts 31 of the elastic plate 3 come into contact with the common conductive land DS1 while deforming, so that the entire elastic plate 3 made of conductive rubber or the like has substantially the same potential as the common conductive land DS1. As shown in FIG. 4, when the operation button 2 is pushed with a finger so that the conductive elastic contact 31 comes into full contact with the common conductive land DS1, it is inevitably contacted with the switch contact conductive land DS2. Since the surface of the conductive elastic contact 31 is flat as described above, almost no contact resistance is generated between the common conductive land DS1 and the switch contact conductive land DS2, and both are brought into conduction. That is, the common conductive land DS1 and the switch contact conductive land DS2 are "closed" as a switch. As shown in FIG. 5, when the operation button 2 is strongly pushed into the force detecting conductive land Dx +, the elastic plate 3 contacts the common conductive land DS1 and the force detecting conductive land Dx +.

【0020】ここで、弾性板3の接触抵抗発生面30には
微小突起tが付いているから、弾性板3が力検出用導電
ランドDx+に密着することを妨げ、無数の点接触とな
ってある程度の接触抵抗Rx+を有する。また、微小突
起tは、操作ボタン2を押し込む力が大きくなると、そ
の先端が押し潰されて力検出用導電ランドDx+との接
触面積が増加するので、接触抵抗Rx+は力の大きさに
応じて小さくなる。他の力検出用導電ランドDx−,D
y+,Dy−についても同様である。
Since the contact resistance generating surface 30 of the elastic plate 3 is provided with the minute protrusion t, it prevents the elastic plate 3 from closely contacting the force detecting conductive land Dx +, resulting in innumerable point contacts. It has a certain degree of contact resistance Rx +. Further, when the force of pushing the operation button 2 is increased, the tip of the minute protrusion t is crushed and the contact area with the force detection conductive land Dx + increases, so the contact resistance Rx + depends on the magnitude of the force. Get smaller. Other force detection conductive lands Dx-, D
The same applies to y + and Dy-.

【0021】なお、操作ボタン2の前記押し込みの強さ
によっては、弾性板3の微小突起tが力検出用導電ラン
ドDx−,Dy+,Dy−と接触して潰れることもある
が、これら相互の接触面積の関係は、(接触抵抗発生面
30と力検出用導電ランドDx+との接触面積)>〔(接
触抵抗発生面30と力検出用導電ランドDy+との接触面
積)=(接触抵抗発生面30と力検出用導電ランドDy−
との接触面積)>(接触抵抗発生面30と力検出用導電ラ
ンドDx−との接触面積)になる。したがって、(接触
抵抗Rx+)<〔(接触抵抗Ry+)=(接触抵抗Ry
−)〕<(接触抵抗Rx−)の関係が成立する。 上記したについて回路図で表すと図6に示すよ
うになる。
Depending on the strength of the pushing of the operation button 2, the minute projection t of the elastic plate 3 may come into contact with the force detecting conductive lands Dx−, Dy +, Dy− and be crushed. The relationship of contact area is (contact resistance generation surface
Contact area between 30 and force detection conductive land Dx +)> [(contact area between contact resistance generation surface 30 and force detection conductive land Dy +) = (contact resistance generation surface 30 and force detection conductive land Dy-
Contact area)> (contact area between the contact resistance generating surface 30 and the force detecting conductive land Dx−). Therefore, (contact resistance Rx +) <[(contact resistance Ry +) = (contact resistance Ry
−)] <(Contact resistance Rx−) holds. A circuit diagram of the above is shown in FIG.

【0022】図6中、Tx+,Tx−,Ty+,Ty−
は力検出用導電ランドDx−,Dy+,Dy−から適当
な位置に引き出した端子であり、TS1は共通導電ランド
DS1から適当な位置に引き出した端子であり、TS2はス
イッチ接点用導電ランドDS2から適当な位置に引き出し
た端子である。 この力検出装置Sでは、操作ボタン2を極端に傾け
て押し込めば、弾性部3が共通導電ランドDS1に接触す
ること無く、力検出用導電ランドDx−,Dy+,Dy
−に接触することになるかもしれないが、操作ボタン2
の傾きを正せば簡単に共通導電ランドDS1に接触させる
ことができる。 この力検出装置Sを用いて図7に示すような回路を
構成すれば、操作ボタン2を押し込む力の大きさと方向
に応じた電圧を出力することができ、また操作ボタン2
の押し込みを確認できるスイッチ信号も出力できる。
In FIG. 6, Tx +, Tx-, Ty +, Ty-.
Is a terminal drawn out from the force detecting conductive lands Dx-, Dy +, Dy- to an appropriate position, and TS1 is a common conductive land.
The terminal is drawn from DS1 to a proper position, and TS2 is the terminal drawn from switch contact conductive land DS2 to a proper position. In this force detection device S, if the operation button 2 is pushed in with an extreme inclination, the elastic portion 3 does not come into contact with the common conductive land DS1 and the force detection conductive lands Dx−, Dy +, Dy.
Operation button 2 may be touched
If the inclination of is corrected, it can be easily brought into contact with the common conductive land DS1. If a circuit as shown in FIG. 7 is configured using this force detection device S, it is possible to output a voltage according to the magnitude and direction of the force with which the operation button 2 is pressed, and the operation button 2
It can also output a switch signal that can be used to confirm that the button has been pushed.

【0023】操作ボタン2を力検出用導電ランドDx+
側に押し込むと、弾性板3の導電弾性接点31が共通導電
ランドDS1に接触し、力検出用導電ランドDx+がGN
D電位になる。このとき、接触抵抗Rx+が最も小さく
なるのでVx+が最も小さくなるが、適当な方法を用い
て(Vx+)−(Vx−)を計算すればX軸方向の操作
ボタン2を押し込む力の大きさと方向を、(Vy+)−
(Vy−)を計算すればY軸方向の操作ボタン2を押し
込む力の大きさと方向を、それぞれ検出できる。
The operation button 2 is set to the conductive land Dx + for force detection.
When pushed in, the conductive elastic contacts 31 of the elastic plate 3 come into contact with the common conductive land DS1 and the force detecting conductive land Dx + becomes GN.
It becomes the D potential. At this time, since the contact resistance Rx + is the smallest, Vx + is the smallest. However, if (Vx +) − (Vx−) is calculated using an appropriate method, the magnitude and direction of the force pushing the operation button 2 in the X-axis direction To (Vy +)-
By calculating (Vy−), the magnitude and direction of the force pushing the operation button 2 in the Y-axis direction can be detected.

【0024】なお、共通導電ランドDS1とスイッチ接点
用導電ランドDS2から構成されるスイッチ信号の出力は
用途に応じて利用すれば良い。
The output of the switch signal composed of the common conductive land DS1 and the switch contact conductive land DS2 may be used depending on the application.

【0025】図7の回路では、操作ボタン2を押し込ま
ないときは、電流が流れないので、消費電力を「0」に
することができる。 以上のことから、この発明を利用すれば、非操作時
の消費電流を「0」にできるゲーム機やパソコンのポイ
ンティングデバイス用のジョイスティックが安価に提供
できる。 〔実施形態2〕図8は、この発明の実施形態2における
力検出装置Sの断面図を示している。
In the circuit of FIG. 7, when the operation button 2 is not pushed, no current flows, so that the power consumption can be made "0". From the above, by using the present invention, it is possible to inexpensively provide a joystick for a pointing device of a game machine or a personal computer that can reduce the current consumption when not operating. [Second Embodiment] FIG. 8 is a sectional view of a force detection device S according to a second embodiment of the present invention.

【0026】この力検出装置Sでは、図8に示すよう
に、スイッチ接点用導電ランドDS2を設けず、弾性板3
の導電弾性接点31が共通導電ランドDS1に常に接続され
ている。この場合においても、図7の回路を構成すれ
ば、実施形態1の場合と同様にX軸、Y軸方向の力の大
きさと方向を検出できる。 〔他の実施形態〕上記実施形態1、2の力検出装置S
は、接触抵抗発生面30及び導電弾性接点31を有する弾性
板3を、導電性ゴム又は導電性エラストマーにより構成
してあるが、これに限定されるものではない。例えば、
図9に示すように、非導電性ゴム又は非導電性エラスト
マーに導電性インク32、感圧抵抗インク又は導電性塗料
を付着させて形成した、多数の微小突起tから成る接触
抵抗発生面30及び平坦な導電弾性接点31を有する弾性板
3でもよい。
In this force detecting device S, as shown in FIG. 8, the elastic plate 3 is provided without providing the conductive land DS2 for switch contact.
The conductive elastic contact 31 of is always connected to the common conductive land DS1. Even in this case, if the circuit of FIG. 7 is configured, the magnitude and direction of the force in the X-axis and Y-axis directions can be detected as in the case of the first embodiment. [Other Embodiments] The force detection device S according to the first and second embodiments.
The elastic plate 3 having the contact resistance generating surface 30 and the conductive elastic contact 31 is made of conductive rubber or conductive elastomer, but is not limited to this. For example,
As shown in FIG. 9, a contact resistance generating surface 30 composed of a large number of minute projections t formed by adhering conductive ink 32, pressure-sensitive resistance ink or conductive paint to non-conductive rubber or non-conductive elastomer, and The elastic plate 3 having the flat conductive elastic contact 31 may be used.

【0027】上記実施形態1、2の力検出装置Sでは、
四つの力検出用導電ランドDx+,Dx−,Dy+,D
y−を設けたものとしたが、これに限定されることな
く、力検出用導電ランドをDx+,Dx−又はDy+,
Dy−の二つとしても良いし、また、Dx+,Dy+と
しても良い。さらに、8つの力検出用導電ランドを等角
度間隔で配置するようにしてもよい。要するに、検出し
たい力の方向に応じて力検出用導電ランドを配置すれば
よいのである。
In the force detecting device S of the first and second embodiments,
Four force detection conductive lands Dx +, Dx-, Dy +, D
Although y− is provided, the present invention is not limited to this, and the force detection conductive lands may be Dx +, Dx− or Dy +,
Two of Dy− may be used, or Dx + and Dy + may be used. Further, eight force detecting conductive lands may be arranged at equal angular intervals. In short, it suffices to arrange the force detecting conductive lands according to the direction of the force to be detected.

【0028】力検出用導電ランドの形状は、扇形に限ら
れるものではなく、例えば三角形や四角形等の多角形で
もよいし、円や長円等でもよい。
The shape of the force detecting conductive land is not limited to the fan shape, and may be a polygon such as a triangle or a quadrangle, or a circle or an ellipse.

【0029】操作ボタン2の平面視形状は、円形に限ら
れるものではなく、四角形等でもよい。 〔上記実施形態の力検出装置Sの優れた点〕上記力検出
装置Sは基本的には、力検出用導電ランド及び共通導電
ランドが形成された基板1と、操作ボタン2と、弾性板
3と、支持具4とから構成できる。しかも、他のスイッ
チ類と部材を統合して、部品点数の削減が可能である。
したがって、特殊な半導電性層をPETフィルムに印刷
しなければならず且つ導体パターンと回路基板の接続の
ためコネクターや異方性導電テープ等が必要となる従来
のものと比較すると、非常に安価なものとなり、実装も
しやすいものとなる。
The shape of the operation button 2 in plan view is not limited to a circle, but may be a quadrangle or the like. [Advantages of Force Detection Device S of the Above Embodiment] The force detection device S basically has a substrate 1 on which conductive lands for force detection and common conductive lands are formed, operation buttons 2, and an elastic plate 3. And the support tool 4. Moreover, it is possible to reduce the number of parts by integrating other switches and members.
Therefore, it is much cheaper than the conventional one, in which a special semi-conductive layer must be printed on the PET film and a connector or an anisotropic conductive tape is required for connecting the conductor pattern and the circuit board. It is easy to implement.

【0030】[0030]

【発明の効果】この発明は上記のような構成であるから
次の効果を有する。
The present invention having the above-mentioned structure has the following effects.

【0031】発明の実施形態の欄の説明から明らかなよ
うに、低コストであり且つ実装しやすい力検出装置を提
供できた。
As is clear from the description of the section of the embodiment of the invention, it is possible to provide a force detecting device which is low in cost and easy to mount.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施形態1の力検出装置の断面図。FIG. 1 is a sectional view of a force detection device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】前記力検出装置を構成する基板に形成される導
電ランド等の平面図。
FIG. 2 is a plan view of conductive lands and the like formed on a substrate that constitutes the force detection device.

【図3】前記力検出装置を構成する弾性板の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of an elastic plate that constitutes the force detection device.

【図4】前記力検出装置のボタン部が傾かないように力
を作用させたときの断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view when a force is applied so that a button portion of the force detection device does not tilt.

【図5】前記力検出装置のボタン部が傾くように力を作
用させたときの断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view when a force is applied so that a button portion of the force detection device tilts.

【図6】力検出用導電ランドと接触抵抗発生面との接触
抵抗等を電気回路的に表現した図。
FIG. 6 is a diagram in which contact resistance and the like between a force detection conductive land and a contact resistance generation surface are expressed in an electric circuit.

【図7】この実施形態で採用できる応用回路の図。FIG. 7 is a diagram of an application circuit that can be used in this embodiment.

【図8】この発明の実施形態2の力検出装置の断面図。FIG. 8 is a sectional view of a force detection device according to a second embodiment of the present invention.

【図9】他の実施形態の弾性板の断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view of an elastic plate of another embodiment.

【図10】先行技術の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of prior art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

S 力検出装置 Dx+ 導電ランド Dx− 導電ランド Dy+ 導電ランド Dy− 導電ランド DS1 共通導電ランド DS2 スイッチ接点用導電ランド t 微小突起 1 基板 2 操作ボタン 3 弾性板 4 支持具 5 キャップ 20 ボタン部 21 変形部 22 取付部 30 接触抵抗発生面 31 導電弾性接点 S force detector Dx + conductive land Dx- Conductive land Dy + conductive land Dy- Conductive land DS1 Common conductive land Conductive land for DS2 switch contact t Small protrusion 1 substrate 2 operation buttons 3 elastic plate 4 Supports 5 caps 20 Button part 21 Deformation part 22 Mounting part 30 Contact resistance generation surface 31 Conductive elastic contact

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01L 1/00 H01H 13/64 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01L 1/00 H01H 13/64

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくとも二つの力検出用導電ランド及
びこれらの間に設けられた共通導電ランドを有する基板
と、前記力検出用導電ランド及び共通導電ランドに対向
配置された導電性ゴム又は導電性エラストマー製の弾性
板と、前記弾性板の力検出用導電ランドとの対向面に形
成された多数の微小突起を有する接触抵抗発生面と、前
記弾性板の共通導電ランドとの対向面に形成された平坦
な導電弾性接点とを具備し、前記弾性板が押し込まれる
と、弾性板が力検出用導電ランド及び共通導電ランドに
接触すると共に力の大きさと方向に応じて接触抵抗発生
面の微小突起が押し潰され、これに伴い、接触抵抗発生
面と力検出用導電ランドとの接触面積が大きくなって力
検出用導電ランドと共通導電ランド間の抵抗が小さくな
ることを特徴とする力検出装置。
1. A substrate having at least two force-detecting conductive lands and a common conductive land provided between them, and a conductive rubber or a conductive member arranged to face the force-detecting conductive lands and the common conductive lands. An elastic plate made of an elastomer, a contact resistance generating surface having a large number of minute projections formed on a surface of the elastic plate facing the force detecting conductive land, and a surface of the elastic plate facing the common conductive land. And a flat conductive elastic contact, and when the elastic plate is pushed in, the elastic plate comes into contact with the force detecting conductive land and the common conductive land, and the minute protrusions on the contact resistance generating surface according to the magnitude and direction of the force. Is crushed, and accordingly, the contact area between the contact resistance generating surface and the force detection conductive land is increased, and the resistance between the force detection conductive land and the common conductive land is reduced. Force detection device.
【請求項2】 少なくとも二つの力検出用導電ランド及
びこれらの間に設けられた共通導電ランドを有する基板
と、非導電性ゴム又は非導電性エラストマーに導電性イ
ンク、感圧抵抗インク又は導電性塗料を付着させて形成
した、多数の微小突起から成る接触抵抗発生面及び平坦
な導電弾性接点を有する弾性板とを具備すると共に、前
記力検出用導電ランドと接触抵抗発生面を、共通導電ラ
ンドと導電弾性接点をそれぞれ対向する態様で、基板と
弾性板とを対向配置させてあり、前記弾性板が押し込ま
れると、弾性板が力検出用導電ランド及び共通導電ラン
ドに接触すると共に力の大きさと方向に応じて接触抵抗
発生面の微小突起が押し潰され、これに伴い、接触抵抗
発生面と力検出用導電ランドとの接触面積が大きくなっ
て力検出用導電ランドと共通導電ランド間の抵抗が小さ
くなることを特徴とする力検出装置。
2. A substrate having at least two conductive lands for detecting force and a common conductive land provided therebetween, and a conductive ink, a pressure-sensitive resistance ink, or a conductive material on a non-conductive rubber or a non-conductive elastomer. A contact resistance generating surface composed of a large number of minute projections formed by adhering paint and an elastic plate having a flat conductive elastic contact, and the force detecting conductive land and the contact resistance generating surface are provided as a common conductive land. When the elastic plate is pushed in, the elastic plate comes into contact with the force detection conductive land and the common conductive land and the magnitude of the force is increased. Depending on the direction and direction, the small protrusions on the contact resistance generation surface are crushed, and as a result, the contact area between the contact resistance generation surface and the conductive land for force detection increases, and the conductive run for force detection is increased. The force detecting device is characterized in that the resistance between the terminal and the common conductive land is reduced.
【請求項3】 四個の力検出用導電ランドを90°間隔
で、直交するX軸、Y軸上に共通導電ランドを中心とし
て配置させ、X軸、Y軸方向の力の大きさと方向を検出
できるようにしたことを特徴とする請求項1又は2記載
の力検出装置。
3. The four force detection conductive lands are arranged at 90 ° intervals with the common conductive land centered on the orthogonal X axis and Y axis, and the magnitude and direction of the force in the X axis and Y axis directions are set. The force detection device according to claim 1, wherein the force detection device is capable of detection.
【請求項4】 力検出用導電ランドを、共通導電ランド
を中心として任意の方向に任意の数だけ配置し、前記力
検出用導電ランドの数と対応する力の大きさと方向を検
出できるようにしたことを特徴とする請求項1又は2記
載の力検出装置。
4. The force detecting conductive lands are arranged in an arbitrary number around a common conductive land in an arbitrary direction so that the magnitude and direction of the force corresponding to the number of the force detecting conductive lands can be detected. The force detection device according to claim 1, wherein the force detection device is provided.
【請求項5】 力検出用導電ランドと接触抵抗発生面
を、共通導電ランドと導電弾性接点を、それぞれ間隙を
設けて配置させてあることを特徴とする請求項1乃至4
のいずれかに記載の力検出装置。
5. The force detecting conductive land and the contact resistance generating surface are arranged with a gap between the common conductive land and the conductive elastic contact, respectively.
The force detection device according to any one of 1.
【請求項6】 導電弾性接点と対向する基板上部分にス
イッチ接点用導電ランドを具備させてあることを特徴と
する請求項1乃至4のいずれかに記載の力検出装置。
6. The force detecting device according to claim 1, wherein a switch contact conductive land is provided on a portion of the substrate facing the conductive elastic contact.
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JP4628612B2 (en) * 2001-09-10 2011-02-09 株式会社ワコー Force detection device using variable resistance element
JP4987304B2 (en) * 2006-01-12 2012-07-25 昇 中山 Flexible contact type load measuring sensor
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JP6453036B2 (en) * 2014-10-29 2019-01-16 株式会社マルサン・ネーム Pressure sensor and contact pressure measuring device
CN214956522U (en) * 2018-06-01 2021-11-30 松下知识产权经营株式会社 Input device
JP6751808B1 (en) * 2019-09-13 2020-09-09 アルスコーポレーション株式会社 Electric cutting device for pruning
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