JPH11132872A - Capacitance-type force detector - Google Patents
Capacitance-type force detectorInfo
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- JPH11132872A JPH11132872A JP9301891A JP30189197A JPH11132872A JP H11132872 A JPH11132872 A JP H11132872A JP 9301891 A JP9301891 A JP 9301891A JP 30189197 A JP30189197 A JP 30189197A JP H11132872 A JPH11132872 A JP H11132872A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、静電容量式力検
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 capacitance type force detecting device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】静電容量式力検出装置としては、図10に
示すように、プリント基板90上に電極Ｄx ＋，Ｄx −，
Ｄy ＋，Ｄy −を設け、前記電極Ｄx −，Ｄx ＋，Ｄy
−，Ｄy ＋と対向する態様で金属ダイヤフラム91をリベ
ット92で固定したものがある。この装置では前記電極Ｄ
x ＋，Ｄx −，Ｄy ＋，Ｄy −と金属ダイヤフラム91と
の間に電位差を設け、例えば各電極と金属ダイヤフラム
91相互間の静電容量をこれと対応する電圧に変換するよ
うにして軸状の操作部93に加わる力及び方向を検出して
いる。よって、コンピュータ等のディスプレイ上のカー
ソルの座標入力装置として利用できる。2. Description of the Related Art As a capacitance type force detecting device, as shown in FIG. 10, electrodes Dx +, Dx-,
Dy +, Dy- are provided, and the electrodes Dx-, Dx +, Dy are provided.
There is one in which a metal diaphragm 91 is fixed by rivets 92 so as to face −, Dy +. In this device, the electrode D
A potential difference is provided between x +, Dx−, Dy +, Dy− and the metal diaphragm 91.
The force and direction applied to the shaft-like operation unit 93 are detected by converting the capacitance between the 91 into a voltage corresponding thereto. Therefore, it can be used as a coordinate input device for a cursor on a display such as a computer.
【０００３】しかしながら、上記装置は、金属ダイヤフ
ラム91をリベット92で固定する構成となっていることか
ら、図10に示す如く全体の平面視面積が電極Ｄx ＋，Ｄ
x −，Ｄy ＋，Ｄy −の配置面積に比べて大きくなって
しまい、結果として装置の専有面積が大きくなってしま
う。また、操作部93が短い場合には操作力を加えにくく
なる。However, since the above-mentioned device has a structure in which the metal diaphragm 91 is fixed by the rivets 92, as shown in FIG.
It becomes larger than the arrangement area of x −, Dy +, Dy −, and as a result, the occupied area of the device becomes larger. When the operation unit 93 is short, it is difficult to apply an operation force.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明で
は、短い操作部でも十分に静電容量が変化し、且つ専有
面積を小さくできる静電容量式力検出装置を提供するこ
とを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a capacitance type force detecting device which can sufficiently change the capacitance even with a short operating portion and can reduce the occupied area.
【０００５】[0005]
（請求項１記載の発明）この発明の静電容量式力検出装
置は、基体１上に設けられた電極Ｄx ＋，Ｄx−，Ｄy
＋，Ｄy −と、前記電極Ｄx ＋，Ｄx −，Ｄy ＋，Ｄy
−全体に被せる態様で基体１に固定された弾性変形可能
なドーム型金属プレート２と、前記ドーム型金属プレー
ト２上に配置された操作用ボタン３とを具備し、前記操
作用ボタン３に加えられた押込み力の大きさ及び方向に
応じて各電極Ｄx ＋，Ｄx −，Ｄy ＋，Ｄy −とドーム
型金属プレート２相互間の静電容量が変化するようにし
てある。 （請求項２記載の発明）この発明の静電容量式力検出装
置は、基体１上に設けられた電極Ｄx ＋，Ｄx−，Ｄy
＋，Ｄy −と、前記電極Ｄx ＋，Ｄx −，Ｄy ＋，Ｄy
−全体に被せる態様で基体１に固定された弾性変形可能
なドーム型金属プレート２と、前記ドーム型金属プレー
ト２上に配置された操作用スティックとを具備し、前記
操作用スティックに加えられた傾倒力の大きさ及び方向
に応じて各電極Ｄx ＋，Ｄx −，Ｄy ＋，Ｄy −とドー
ム型金属プレート２相互間の静電容量が変化するように
してある。 （請求項３記載の発明）この発明の静電容量式力検出装
置は、請求項１又は２記載の発明に関して、電極Ｄx
＋，Ｄx −，Ｄy ＋，Ｄy −の中央部に電極Ｄz を付加
して成るものとしている。 （請求項４記載の発明）この発明の静電容量式力検出装
置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明に関し
て、各電極を金属板で製作してある。 （請求項５記載の発明）この発明の静電容量式力検出装
置は、請求項１記載の発明に関して、操作用ボタン３が
一定以上ドーム型金属プレート２を押し込まないように
するストッパSTを具備させてある。 （請求項６記載の発明）この発明の静電容量式力検出装
置は、請求項２記載の発明に関して、操作用スティック
が一定以上ドーム型金属プレート２を押し込まないよう
にするストッパSTを具備させてある。(Invention of Claim 1) The capacitance type force detecting device of the present invention comprises electrodes Dx +, Dx-, Dy provided on a substrate 1.
+, Dy-and the electrodes Dx +, Dx-, Dy +, Dy
An elastically deformable dome-shaped metal plate 2 fixed to the base 1 so as to cover the entire body, and an operation button 3 arranged on the dome-shaped metal plate 2; The capacitance between each of the electrodes Dx +, Dx-, Dy +, Dy- and the dome-shaped metal plate 2 changes in accordance with the magnitude and direction of the applied pushing force. (Invention of Claim 2) The capacitance type force detecting device of the present invention comprises electrodes Dx +, Dx-, Dy provided on the substrate 1.
+, Dy-and the electrodes Dx +, Dx-, Dy +, Dy
An elastically deformable dome-shaped metal plate 2 fixed to the base 1 so as to cover the entire surface, and an operation stick disposed on the dome-shaped metal plate 2; The capacitance between the electrodes Dx +, Dx-, Dy +, Dy- and the dome-shaped metal plate 2 is changed in accordance with the magnitude and direction of the tilting force. (The invention according to claim 3) The capacitance type force detecting device according to the present invention relates to the electrode Dx according to the invention described in claim 1 or 2.
An electrode Dz is added to the center of +, Dx-, Dy +, Dy-. (Invention of Claim 4) In the capacitance type force detecting device of the present invention, in regard to the invention of any of Claims 1 to 3, each electrode is made of a metal plate. (Invention of Claim 5) The capacitive force detecting device of the present invention is provided with a stopper ST for preventing the operation button 3 from pushing the dome-shaped metal plate 2 more than a certain amount. Let me do it. (Invention of claim 6) The electrostatic capacitance type force detecting device according to the present invention is provided with a stopper ST for preventing the operation stick from pushing the dome-shaped metal plate 2 more than a certain amount. It is.
【０００６】なお、これら発明の静電容量式力検出装置
の作用・効果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 functions and effects of the capacitance type force detecting device according to the present invention will be clarified in the following embodiments of the present invention.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態におけ
る静電容量式力検出装置について図面を用いながら詳細
に説明する。 （実施形態１について）この静電容量式力検出装置は、
図１に示すように、プリント基板１’（基体１と対応す
る）と、前記プリント基板１’上に設けたられたドーム
型金属プレート２と、前記ドーム型金属プレート２上に
載置された操作用ボタン３と、前記ドーム型金属プレー
ト２の全周を包囲し且つ操作用ボタン３を抜け止め状態
に保持するハウジング４とから構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a capacitance type force detecting device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. (Embodiment 1) This capacitance type force detection device
As shown in FIG. 1, a printed circuit board 1 ′ (corresponding to the base 1), a dome-shaped metal plate 2 provided on the printed circuit board 1 ′, and placed on the dome-shaped metal plate 2. It comprises an operation button 3 and a housing 4 which surrounds the entire circumference of the dome-shaped metal plate 2 and holds the operation button 3 in a retaining state.
【０００８】プリント基板１’は、図１や図２に示すよ
うに、電極Ｄx ＋，Ｄx −，Ｄy ＋，Ｄy −，Ｄz を設
けると共にこれら電極を覆うべくレジスト膜10をコーテ
ィングしてあり、前記電極を外周部分に円環状の導体の
パターン11を形成してある。そして、図１に示す如く前
記電極Ｄx ＋，Ｄx −，Ｄy ＋，Ｄy −，Ｄz 及びパタ
ーン11はスルーホール12を介してプリント基板１’の裏
面側に引き出してある。なお、この実施形態では、電極
Ｄx ＋，Ｄx −，Ｄy ＋，Ｄy −，Ｄz には電圧を印加
してあり、パターン11はグラウンド電位（０Ｖ）にして
ある。As shown in FIGS. 1 and 2, the printed circuit board 1 'is provided with electrodes Dx +, Dx-, Dy +, Dy-, and Dz, and is coated with a resist film 10 to cover these electrodes. An annular conductor pattern 11 is formed on the outer periphery of the electrode. As shown in FIG. 1, the electrodes Dx +, Dx-, Dy +, Dy-, Dz and the pattern 11 are drawn out to the back side of the printed circuit board 1 'through the through holes 12. In this embodiment, a voltage is applied to the electrodes Dx +, Dx-, Dy +, Dy-, and Dz, and the pattern 11 is set to the ground potential (0 V).
【０００９】ドーム型金属プレート２は、図１に示すよ
うに、導電性の金属板を浅い碗形状にしたもので、その
周縁全体を上記したパターン11に接触させるようにして
設置されている。なお、このドーム型金属プレート２
は、ある程度の指からの押圧力により弾性変形できるよ
うに設定してあり、他方、図１に示すようにハウジング
４の内周面との当接により位置ズレが起こらないように
してある。As shown in FIG. 1, the dome-shaped metal plate 2 is formed by forming a conductive metal plate into a shallow bowl shape, and is disposed so that the entire periphery thereof is in contact with the pattern 11 described above. The dome-shaped metal plate 2
Is set so that it can be elastically deformed by a certain amount of pressing force from a finger, while preventing positional displacement from occurring due to contact with the inner peripheral surface of the housing 4 as shown in FIG.
【００１０】操作用ボタン３は全体が合成樹脂により構
成されており、図１に示すように、ハウジング４との引
っ掛かり部となる大径部30と、ハウジング４の上面から
突出する小径部31とから形成されている。The operation button 3 is entirely made of a synthetic resin. As shown in FIG. 1, the operation button 3 has a large-diameter portion 30 serving as a hook portion with the housing 4 and a small-diameter portion 31 protruding from the upper surface of the housing 4. Is formed from.
【００１１】ハウジング４は、図１に示すように、ドー
ム型金属プレート２の全周を包囲する合成樹脂製のもの
で、上記した操作用ボタン３の大径部30と係合状態とな
る内方突出片40を有している。なお、このハウジング４
は、図１に示すように、下部に形成した複数の垂下片41
をプリント基板１’に形成した孔13に貫通させ、プリン
ト基板１’から突出した垂下片41部分を熱カシメ（カシ
メ部を符号14で示す）することによりプリント基板１’
に固定されている。As shown in FIG. 1, the housing 4 is made of a synthetic resin that surrounds the entire circumference of the dome-shaped metal plate 2. The housing 4 is engaged with the large-diameter portion 30 of the operation button 3 described above. It has a side projecting piece 40. This housing 4
As shown in FIG. 1, a plurality of hanging pieces 41 formed at the lower part
Is passed through a hole 13 formed in the printed circuit board 1 ', and the hanging piece 41 protruding from the printed circuit board 1' is caulked by heat (the caulking portion is indicated by reference numeral 14) to thereby form the printed circuit board 1 '.
It is fixed to.
【００１２】なお、この力検出装置ではドーム型金属プ
レート２と電極Ｄx ＋，Ｄx −，Ｄy ＋，Ｄy −，Ｄz
とにより可変コンデンサＣx ＋，Ｃx −，Ｃy ＋，Ｃy
−，Ｃz が形成され、ドーム型金属プレート２と電極Ｄ
x ＋，Ｄx −，Ｄy ＋，Ｄy−，Ｄz との間には電位差
が付与されているから、各可変コンデンサＣx ＋，Ｃx
−，Ｃy ＋，Ｃy −，Ｃz には静電容量が発生する。In this force detecting device, the dome-shaped metal plate 2 and the electrodes Dx +, Dx-, Dy +, Dy-, Dz
And the variable capacitors Cx +, Cx−, Cy +, Cy
−, Cz are formed, and the dome-shaped metal plate 2 and the electrode D are formed.
x +, Dx−, Dy +, Dy−, and Dz, a potential difference is applied between the variable capacitors Cx + and Cx.
−, Cy +, Cy−, and Cz generate capacitance.
【００１３】ここで、操作用ボタン３を斜め方向から押
すと、操作用ボタン３の一部を支点として加えた力に応
じて操作用ボタン３が傾き、ドーム型金属プレート２を
変形させる。その結果、加えた力の大きさ及び方向に応
じて、ドーム型金属プレート２と電極Ｄx ＋，Ｄx −，
Ｄy ＋，Ｄy −，Ｄz との間隔が変化し、可変コンデン
サＣx ＋，Ｃx −，Ｃy ＋，Ｃy −，Ｃz の静電容量が
変化する。Here, when the operation button 3 is pressed obliquely, the operation button 3 is tilted according to the force applied with a part of the operation button 3 as a fulcrum, and the dome-shaped metal plate 2 is deformed. As a result, according to the magnitude and direction of the applied force, the dome-shaped metal plate 2 and the electrodes Dx +, Dx−,
The distance between Dy +, Dy-, and Dz changes, and the capacitance of the variable capacitors Cx +, Cx-, Cy +, Cy-, and Cz changes.
【００１４】例えば図３に示すように、電極Ｄx ＋寄り
の力（便宜上Ｘ＋方向の力という、同様に、電極Ｄx −
寄りの力をＸ−方向の力と、電極Ｄy ＋寄りの力をＹ＋
方向の力と、電極Ｄy −寄りの力をＹ−方向の力と、い
う）を加えると、ドーム型金属プレート２と電極Ｄx ＋
との距離がかなり小さくなるので可変コンデンサＣx＋
の静電容量は大きく増加し、逆に、ドーム型金属プレー
ト２と電極Ｄx −との距離はあまり小さくならないので
可変コンデンサＣx −の静電容量はあまり増加しない。
また、ドーム型金属プレート２と電極Ｄy ＋、ドーム型
金属プレート２と電極Ｄy −の間の距離は小さくなる
が、機械的な対称性によりその変化はほぼ同じであり、
よって、可変コンデンサＣy ＋，Ｃy −の静電容量の変
化もほぼ同じである。上記したことはＸ−方向、Ｙ＋方
向、Ｙ−方向についても同様のことがいえる。For example, as shown in FIG. 3, the force closer to the electrode Dx + (for convenience, the force in the X + direction, similarly the electrode Dx−
The approaching force is the X-direction force and the electrode Dy + the approaching force is Y +
Direction force and the force closer to the electrode Dy− is referred to as a force in the Y− direction), the dome-shaped metal plate 2 and the electrode Dx +
Variable capacitor Cx +
The capacitance of the variable capacitor Cx- does not increase much because the distance between the dome-shaped metal plate 2 and the electrode Dx- does not become very small.
Although the distance between the dome-shaped metal plate 2 and the electrode Dy + and the distance between the dome-shaped metal plate 2 and the electrode Dy- are reduced, the changes are almost the same due to mechanical symmetry.
Therefore, the change in the capacitance of the variable capacitors Cy + and Cy- is substantially the same. The same can be said for the X-direction, the Y + direction, and the Y-direction.
【００１５】なお、ドーム型金属プレート２と電極Ｄz
については、操作用ボタン３の傾きが同じであれば、ど
の方向からも同じくらい距離が小さくなるので、方向に
よる可変コンデンサＣz の増加量の差はない。The dome-shaped metal plate 2 and the electrode Dz
In the case of (3), if the inclination of the operation button 3 is the same, the distance becomes as small from any direction, so that there is no difference in the amount of increase of the variable capacitor Cz depending on the direction.
【００１６】次に、Ｚ軸方向の上から下に操作用ボタン
３を押した場合は、図４に示すように、ドーム型金属プ
レート２が変形する。このとき、ドーム型金属プレート
２と電極Ｄz との距離は小さくなり、可変コンデンサＣ
z の静電容量は大きく増加する。逆に、ドーム型金属プ
レート２と電極Ｄx ＋，Ｄx −，Ｄy ＋，Ｄy −との距
離も小さくなるが変化量は少なく、機械的な対称性によ
りその変化量もほぼ同じである。したがって、可変コン
デンサＣx ＋，Ｃx −，Ｃy ＋，Ｃy −の静電容量はほ
ぼ同じで比較的少ないものとなる。Next, when the operation button 3 is pressed from top to bottom in the Z-axis direction, the dome-shaped metal plate 2 is deformed as shown in FIG. At this time, the distance between the dome-shaped metal plate 2 and the electrode Dz becomes small, and the variable capacitor C
The capacitance of z increases significantly. Conversely, the distance between the dome-shaped metal plate 2 and the electrodes Dx +, Dx-, Dy +, Dy- is also small, but the change is small, and the change is almost the same due to mechanical symmetry. Therefore, the capacitances of the variable capacitors Cx +, Cx−, Cy +, Cy− are almost the same and relatively small.
【００１７】上記した可変コンデンサＣx ＋，Ｃx −，
Ｃy ＋，Ｃy −，Ｃz の静電容量の大きさの差を適当な
電子回路で検出すれば、操作用ボタン３に加わっている
力の大きさと方向を電気信号に変換できる。図５の電子
回路（符号Ｒ0 〜Ｒ9 は固定抵抗、符号Ｃx ＋，Ｃx
−，Ｃy ＋，Ｃy −，Ｃz は上述した可変コンデンサ、
符号ＩＣ１〜ＩＣ３はＥＸ−ＯＲロジックＩＣ回路であ
り、Ｒ1 ≠Ｒ2 ，Ｒ3 ≠Ｒ4 ）はその例であり、出力Ｖ
x ，Ｖy ，Ｖz からはＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の力の大きさと
方向を示すアナログ電圧が出力される。The above-mentioned variable capacitors Cx +, Cx−,
If the difference between the capacitances of Cy +, Cy-, and Cz is detected by an appropriate electronic circuit, the magnitude and direction of the force applied to the operation button 3 can be converted into an electric signal. The electronic circuit shown in FIG. 5 (reference symbols R 0 to R 9 are fixed resistors, reference symbols Cx +, Cx
−, Cy +, Cy−, Cz are the variable capacitors described above,
Symbols IC1 to IC3 are EX-OR logic IC circuits, R 1 ≠ R 2 , R 3 ≠ R 4 ) are examples thereof, and the output V
x, Vy, and Vz output analog voltages indicating the magnitudes and directions of the forces in the X, Y, and Z axis directions.
【００１８】なお、検出回路は図１に示したプリント基
板１’の裏・表のどちらに設けてもよいし、また、力検
出装置から分離して設けてもよい。The detecting circuit may be provided on either the back or front of the printed circuit board 1 'shown in FIG. 1, or may be provided separately from the force detecting device.
【００１９】この実施形態の静電容量式力検出装置は上
記構成であるから、短い操作部でも十分に静電容量が変
化し、且つ専有面積を小さくできる（図１と図10参照)
。以下の実施形態においても同様である。 （実施形態２について）上記実施形態１の操作用ボタン
３を、より効率よく又は効果的にドーム型金属プレート
２を変形させるため、図６に示すように、下面に円形状
の突起32を形成させるようにしてもよい。この突起32は
ドーム型金属プレート２の変形させたい部分と対応した
位置に設けるとよい。 （実施形態３について）実施形態１では電極等をプリン
ト基板１’上に設けたが、この実施形態３の静電容量式
力検出装置は、図８に示した金属製リードフレーム５
を、図７に示すように樹脂モールドして製作している。
図７中、符号１は樹脂モールドにより形勢された基体１
を、符号２はドーム型金属プレートを、符号３は操作用
ボタンを、符号4aは樹脂モールドにより形成されたハウ
ジング４の容器部を、符号4bは容器部４ａの蓋を、符号
Ｄx ＋，Ｄx −，Ｄy ＋，Ｄy −は電極、符号Ｌ１，Ｌ
２はリード部を示している。なお、ドーム型金属プレー
ト２と電極Ｄx ＋，Ｄx −，Ｄy ＋，Ｄy −とが電気的
に短絡しないように、ドーム型金属プレート２又は電極
Ｄx ＋，Ｄx −，Ｄy ＋，Ｄy −をフィルム又は塗料で
絶縁してある。Since the capacitance-type force detection device of this embodiment has the above-described configuration, the capacitance can be sufficiently changed even with a short operation portion and the occupied area can be reduced (see FIGS. 1 and 10).
. The same applies to the following embodiments. (Regarding Embodiment 2) In order to more efficiently or effectively deform the dome-shaped metal plate 2, the operation button 3 of Embodiment 1 is formed with a circular projection 32 on the lower surface as shown in FIG. You may make it do. The projection 32 is preferably provided at a position corresponding to a portion of the dome-shaped metal plate 2 to be deformed. (Embodiment 3) Although the electrodes and the like are provided on the printed circuit board 1 'in the embodiment 1, the capacitance-type force detection device of the embodiment 3 employs the metal lead frame 5 shown in FIG.
Is manufactured by resin molding as shown in FIG.
In FIG. 7, reference numeral 1 denotes a substrate 1 formed by a resin mold.
Reference numeral 2 denotes a dome-shaped metal plate, reference numeral 3 denotes an operation button, reference numeral 4a denotes a container portion of the housing 4 formed by resin molding, reference numeral 4b denotes a lid of the container portion 4a, and reference numerals Dx + and Dx. −, Dy +, Dy − are electrodes, and symbols L1, L
Reference numeral 2 denotes a lead portion. Note that the dome-shaped metal plate 2 or the electrodes Dx +, Dx-, Dy +, Dy- are filmed so that the dome-shaped metal plate 2 and the electrodes Dx +, Dx-, Dy +, Dy- are not electrically short-circuited. Or it is insulated with paint.
【００２０】金属製リードフレーム５は、図８に示すよ
うに、一枚の金属板を打ち抜いて、電極Ｄx ＋，Ｄx
−，Ｄy ＋，Ｄy −と、組み立て完成時においてドーム
型金属プレート２と接触するパターン部50と、電極Ｄx
＋，Ｄx −，Ｄy ＋，Ｄy −とに繋がるリード部Ｌ１
と、パターン部50と繋がるリード部Ｌ２とを具備するも
のを形成したものである。なお、図８中、斜線部分は凹
ませた部分としてあるが、これは、ドーム型金属プレー
ト２と接触するパターン部50とが接触状態にあるとき
に、前記ドーム型金属プレート２と電極Ｄx ＋，Ｄx
−，Ｄy ＋，Ｄy −とを非接触状態にするためである。As shown in FIG. 8, a metal lead frame 5 is formed by punching a single metal plate to form electrodes Dx + and Dx.
−, Dy +, Dy −, the pattern portion 50 that comes into contact with the dome-shaped metal plate 2 when the assembly is completed, and the electrode Dx.
+, Dx−, Dy +, Dy−
And a lead portion L2 connected to the pattern portion 50. In FIG. 8, the hatched portion is a recessed portion. This is because when the pattern portion 50 in contact with the dome-shaped metal plate 2 is in contact with the dome-shaped metal plate 2, the electrode Dx + , Dx
−, Dy +, and Dy − to bring them into a non-contact state.
【００２１】なお、この実施形態３の静電容量式力検出
装置は、金属製リードフレーム５を樹脂モールドし、
ハウジング４を構成する容器部4aを製作する、ドーム
型金属プレート２と操作用ボタン３を容器部4a内に装着
した後、前記容器部4aを蓋4bで閉じて熱カシメで止め
る、金属製リードフレーム５をラインＳＬで切断し、
リード部Ｌ１，Ｌ２を適当な形状に変形する、という簡
単な作業で製作できる。 （実施形態４について）図９に示した静電容量式力検出
装置は、操作用ボタン３を強く押しすぎたときでもドー
ム型金属プレート２が塑性変形しないようにするため、
ハウジング４に操作用ボタン３の移動を抑えるストッパ
ＳＴを設けてある。 （他の実施形態） 上記実施形態１〜４の操作用ボタン３を、操作用ステ
ィックにかえることができる。この場合において操作用
スティックに加えられた傾倒力の大きさ及び方向に応じ
てドーム型金属プレート２を弾性範囲内で変形せしめも
のとすることにより、実施形態１〜４と同様の機能を有
するものとなる。 上記した全ての実施形態の静電容量式力検出装置に、
適当な信号処理回路を付加してパーソなるコンピュータ
に接続すれば、操作用ボタンや操作用スティックに加え
る力の大きさと方向に応じて、ディスプレイ上のカーソ
ル位置を制御することができる。 ドーム型金属プレート２は、皿形状でもよい。要する
に、比較的容易に弾性変形させることができ、電極の全
てが被るものであればよい。 ドーム型金属プレート２の基体１への固定は、操作用
ボタン３からの押圧力により横ズレしないものであれば
いかなる手段でも使用できる。 操作用ボタン３が押されていないときには、かならず
しも操作用ボタン３の下面とドーム型金属プレート２と
が接触していなくてもよい。要するに操作用ボタン３が
押されたときにドーム型金属プレート２が弾性変形すれ
ばよいのである。このことは操作用スティックについて
も同様である。In the capacitance type force detecting device according to the third embodiment, the metal lead frame 5 is resin-molded.
A metal lead for manufacturing a container part 4a constituting a housing 4, after mounting a dome-shaped metal plate 2 and an operation button 3 in the container part 4a, closing the container part 4a with a lid 4b and stopping with heat caulking. Cut the frame 5 at the line SL,
It can be manufactured by a simple operation of deforming the lead portions L1 and L2 into an appropriate shape. (Embodiment 4) The capacitance type force detecting device shown in FIG. 9 prevents the dome-shaped metal plate 2 from being plastically deformed even when the operation button 3 is pressed too hard.
A stopper ST for suppressing movement of the operation button 3 is provided on the housing 4. (Other Embodiments) The operation buttons 3 of the first to fourth embodiments can be replaced with operation sticks. In this case, the dome-shaped metal plate 2 is deformed within the elastic range according to the magnitude and direction of the tilting force applied to the operation stick, thereby having the same function as the first to fourth embodiments. Becomes In the capacitance-type force detection devices of all the above-described embodiments,
If a suitable signal processing circuit is added to a personal computer, the position of the cursor on the display can be controlled in accordance with the magnitude and direction of the force applied to the operation buttons and the operation stick. The dome-shaped metal plate 2 may have a dish shape. In short, any material may be used as long as it can be elastically deformed relatively easily and covers all of the electrodes. The dome-shaped metal plate 2 can be fixed to the base 1 by any means as long as the dome-shaped metal plate 2 is not laterally displaced by the pressing force from the operation button 3. When the operation button 3 is not pressed, the lower surface of the operation button 3 does not necessarily have to be in contact with the dome-shaped metal plate 2. In short, the dome-shaped metal plate 2 only needs to be elastically deformed when the operation button 3 is pressed. The same applies to the operation stick.
【００２２】[0022]
【発明の効果】発明の実施の形態の欄から、短い操作部
でも十分に静電容量が変化し、且つ専有面積を小さくで
きる静電容量式力検出装置を提供できた。According to the embodiments of the present invention, it is possible to provide a capacitance type force detecting device capable of sufficiently changing the capacitance even with a short operating portion and reducing the occupied area.
【図１】この発明の実施形態１の静電容量式力検出装置
の断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a capacitance type force detection device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】前記静電容量式力検出装置を構成するプリント
基板に形成された電極等の説明図。FIG. 2 is an explanatory view of electrodes and the like formed on a printed circuit board that constitutes the capacitance type force detection device.
【図３】前記静電容量式力検出装置の操作用ボタンをＸ
＋方向に傾倒させるべく押した状態を示す断面図。FIG. 3 shows an operation button of the capacitance type force detecting device as X
Sectional drawing which shows the state which pushed in order to incline in + direction.
【図４】前記静電容量式力検出装置の操作用ボタンをＺ
方向に押した状態を示す断面図。FIG. 4 shows the operation button of the capacitance type force detection device as Z
Sectional drawing which shows the state which pushed in the direction.
【図５】前記静電容量式力検出装置に使用される電子回
路の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of an electronic circuit used in the capacitance type force detection device.
【図６】この発明の実施形態２の静電容量式力検出装置
の操作用ボタンの断面図。FIG. 6 is a sectional view of an operation button of the capacitance-type force detection device according to the second embodiment of the present invention.
【図７】この発明の実施形態３の静電容量式力検出装置
の断面図。FIG. 7 is a sectional view of a capacitance type force detection device according to a third embodiment of the present invention.
【図８】この発明の実施形態３の静電容量式力検出装置
に製作に使用される金属製リードフレームの説明図。FIG. 8 is an explanatory view of a metal lead frame used for manufacturing the capacitance-type force detection device according to the third embodiment of the present invention.
【図９】この発明の実施形態４の静電容量式力検出装置
の断面図。FIG. 9 is a sectional view of a capacitance-type force detection device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図10】従来の静電容量式力検出装置の断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional capacitance-type force detection device.
【符号の説明】 Ｄx ＋ 電極 Ｄx − 電極 Ｄy ＋ 電極 Ｄy − 電極 Ｄz 電極 １ 基体 ２ ドーム型金属プレート ３ 操作用ボタン ４ ハウジング ST ストッパ[Description of Signs] Dx + electrode Dx−electrode Dy + electrode Dy−electrode Dz electrode 1 base 2 dome-shaped metal plate 3 operation button 4 housing ST stopper
Claims (6)
−，Ｄy ＋，Ｄy −と、前記電極Ｄx ＋，Ｄx −，Ｄy
＋，Ｄy −全体に被せる態様で基体１に固定された弾性
変形可能なドーム型金属プレート２と、前記ドーム型金
属プレート２上に配置された操作用ボタン３とを具備
し、前記操作用ボタン３に加えられた押込み力の大きさ
及び方向に応じて各電極Ｄx ＋，Ｄx −，Ｄy ＋，Ｄy
−とドーム型金属プレート２相互間の静電容量が変化す
るようにしてあることを特徴とする静電容量式力検出装
置。1. An electrode Dx +, Dx provided on a substrate 1.
−, Dy +, Dy − and the electrodes Dx +, Dx −, Dy
A dome-shaped metal plate 2 that is elastically deformable and fixed to the base 1 so as to cover the entire surface of the dome-shaped metal plate 2, and an operation button 3 disposed on the dome-shaped metal plate 2. 3, the electrodes Dx +, Dx-, Dy +, Dy according to the magnitude and direction of the pressing force applied to the electrodes 3.
A capacitance type force detection device characterized in that the capacitance between-and the dome-shaped metal plate 2 is changed.
−，Ｄy ＋，Ｄy −と、前記電極Ｄx ＋，Ｄx −，Ｄy
＋，Ｄy −全体に被せる態様で基体１に固定された弾性
変形可能なドーム型金属プレート２と、前記ドーム型金
属プレート２上に配置された操作用スティックとを具備
し、前記操作用スティックに加えられた傾倒力の大きさ
及び方向に応じて各電極Ｄx ＋，Ｄx −，Ｄy ＋，Ｄy
−とドーム型金属プレート２相互間の静電容量が変化す
るようにしてあることを特徴とする静電容量式力検出装
置。2. Electrodes Dx +, Dx provided on a substrate 1.
−, Dy +, Dy − and the electrodes Dx +, Dx −, Dy
A dome-shaped metal plate 2 that is elastically deformable and is fixed to the base 1 so as to cover the entire surface of the dome-shaped metal plate 2, and an operation stick disposed on the dome-shaped metal plate 2. Each electrode Dx +, Dx-, Dy +, Dy according to the magnitude and direction of the applied tilting force
A capacitance type force detection device characterized in that the capacitance between-and the dome-shaped metal plate 2 is changed.
中央部に電極Ｄz を付加して成る請求項１又は２記載の
静電容量式力検出装置。3. The capacitance type force detecting device according to claim 1, wherein an electrode Dz is added to a central portion of the electrodes Dx +, Dx−, Dy +, Dy−.
する請求項１乃至３のいずれかに記載の静電容量式力検
出装置。4. The capacitance type force detection device according to claim 1, wherein each electrode is made of a metal plate.
プレート２を押し込まないようにするストッパSTを具備
させてあることを特徴とする請求項１に記載の静電容量
式力検出装置。5. The capacitance-type force detection device according to claim 1, wherein a stopper ST is provided for preventing the operation button 3 from pushing the dome-shaped metal plate 2 more than a certain amount.
属プレート２を押し込まないようにするストッパSTを具
備させてあることを特徴とする請求項２記載の静電容量
式力検出装置。6. The capacitance type force detecting device according to claim 2, further comprising a stopper ST for preventing the operation stick from pushing the dome-shaped metal plate 2 beyond a certain level.
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|---|---|---|---|
| JP9301891A JPH11132872A (en) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | Capacitance-type force detector |
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|---|---|
| JPH11132872A true JPH11132872A (en) | 1999-05-21 |
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| JP9301891A Pending JPH11132872A (en) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | Capacitance-type force detector |
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| JP (1) | JPH11132872A (en) |
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- 1997-11-04 JP JP9301891A patent/JPH11132872A/en active Pending
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