负荷传感器制造技术

负荷传感器(1)具备：电极(40)；电介质(50)，配置于电极(40)的表面；和导电弹性体(30)，与电介质(50)对置地配置，具有导电性。在导电弹性体(30)的电介质(50)侧的表面，形成多个突起(31)。电介质(50)的厚度从与导电弹性体(30)的初始接触位置在平面方向减少。(30)的初始接触位置在平面方向减少。(30)的初始接触位置在平面方向减少。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】负荷传感器


[0001]本专利技术涉及基于静电电容的变化来检测从外部赋予的负荷(load)的负荷传感器。

技术介绍

[0002]以往，作为HMI(Human Machine Interface)，在键盘、游戏控制器等各种设备中使用静电电容式的负荷传感器。例如，在以下的专利文献1中，记载了具备主基板、电极、绝缘层、位移生成体、弹性导电层的力检测装置。该装置中，电极形成于主基板的上表面，被绝缘层覆盖。位移生成体具备固定部、柔性部、作用部，作用部经由柔性部而对固定于主基板的固定部连接。弹性导电层形成于作用部的底面，在下表面形成包含多个凹凸构造的粗面。通过作用部相对于主基板被压入，绝缘层的上表面与弹性导电层的粗面的接触状态变化，基于电极和弹性导电层的静电电容变化。通过对静电电容的大小进行电检测，可检测作用的力(负荷)。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：JP专利第4429478号公报

技术实现思路

[0006]一专利技术要解决的课题
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[0007]在静电电容式的负荷传感器中，优选根据负荷而静电电容线性变化。即，若根据负荷而静电电容线性变化，则用于根据静电电容的大小来计算负荷的处理极其简单。因此，在静电电容式的负荷传感器中，优选能够尽量宽地确保根据负荷而静电电容线性变化的范围。但是，在上述专利文献1的结构中，基于电极和弹性导电层的静电电容根据负荷而线性变化的范围较窄。因此，在该结构中，难以通过简单的处理来对较宽的动态范围检测负荷。<br/>[0008]鉴于该课题，本专利技术的目的在于，提供一种能够扩大静电电容根据负荷而线性变化的范围的负荷传感器。
[0009]‑
解决课题的手段
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[0010]本专利技术的主要方式所涉及的负荷传感器具备：电极；电介质，配置于所述电极的表面；和导电弹性体，与所述电介质对置配置，具有导电性，在所述导电弹性体的所述电介质侧的表面，形成多个突起，所述电介质的厚度从与所述导电弹性体的初始接触位置在平面方向减少。
[0011]通过本方式所涉及的负荷传感器，在未赋予负荷的初始状态下，仅初始接触位置中包含的一部分的突起与电介质接触。然后，若被赋予负荷，则随着负荷的增加，突起从初始接触位置起依次与电介质接触，与电介质接触的突起的数量增加。此外，突起在与电介质接触后，根据负荷的增加而收缩。由此，突起与电介质之间的接触面积随着负荷的增加而增加。
[0012]这样，通过与电介质接触的突起的数量和突起与电介质之间的接触面积随着负荷
而变化，电极与导电弹性体之间的静电电容随着负荷而变化。此时，电介质的厚度从初始接触位置在平面方向减少，因此基于电介质的厚度的静电电容的变化随着负荷的增加而变大。由此，能够将负荷与静电电容的关系为线性的范围扩大为更高负荷的范围。因此，通过本方式所涉及的负荷传感器，能够扩大静电电容根据负荷而线性变化的范围。
[0013]‑
专利技术效果
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[0014]如以上那样，通过本专利技术，能够提供一种能够扩大静电电容根据负荷而线性变化的范围的负荷传感器。
[0015]本专利技术的效果乃至意义通过以下所示的实施方式的说明而更加清楚。其中，以下所示的实施方式仅仅是将本专利技术实施化时的一个示例，本专利技术并不限制于以下的实施方式所述的方式。
附图说明
[0016]图1是示意性地表示实施方式所涉及的负荷传感器的结构的分解立体图。
[0017]图2的(a)是示意性地表示实施方式所涉及的初始状态下的负荷传感器的状态的侧视图。图2的(b)、(c)分别是示意性地表示实施方式所涉及的负荷赋予时的负荷传感器的状态的侧视图。
[0018]图3的(a)是用于说明实施方式所涉及的模拟条件的图。图3的(b)是表示实施方式所涉及的模拟结果的图表。
[0019]图4的(a)是用于说明实施方式所涉及的模拟条件的图。图4的(b)是表示实施方式所涉及的模拟结果的图表。
[0020]图5的(a)是示意性地表示变更例1所涉及的电极以及电介质的结构的立体图。图5的(b)是示意性地表示变更例2所涉及的电极以及电介质的结构的立体图。
[0021]图6的(a)是示意性地表示变更例3所涉及的电极、电介质以及导电弹性体的结构的立体图。图6的(b)是示意性地表示变更例3所涉及的初始状态下的负荷传感器的状态的侧视图。
[0022]图7的(a)是示意性地表示变更例4所涉及的导电弹性体的结构的俯视图。图7的(b)是示意性地表示变更例5所涉及的电极、电介质以及导电弹性体的结构的立体图。
[0023]图8的(a)是示意性地表示其他变更例所涉及的负荷传感器的结构的侧视图。图8的(b)是表示图8的(a)的变更例所涉及的模拟结果的图表。
[0024]图9的(a)是示意性地表示其他变更例所涉及的负荷传感器的结构的侧视图。图9的(b)是表示图9的(a)的变更例所涉及的模拟结果的图表。
[0025]图10的(a)是示意性地表示其他变更例所涉及的负荷传感器的结构的侧视图。图10的(b)是表示图10的(a)的变更例所涉及的模拟结果的图表。
[0026]图11的(a)是示意性地表示其他变更例所涉及的负荷传感器的结构的侧视图。图11的(b)是表示图11的(a)的变更例所涉及的模拟结果的图表。
[0027]图12的(a)是示意性地表示其他变更例所涉及的负荷传感器的结构的侧视图。图12的(b)是表示图12的(a)的变更例所涉及的模拟结果的图表。
[0028]图13的(a)是示意性地表示其他变更例所涉及的负荷传感器的结构的侧视图。图13的(b)是表示图13的(a)的变更例所涉及的模拟结果的图表。
[0029]其中，附图仅仅用于说明，并不限定本专利技术的范围。
具体实施方式
[0030]本专利技术能够在用于进行与被赋予的负荷相应的输入的输入部中应用。具体地，本专利技术能够应用于PC键盘等的电子设备的输入部、游戏控制器的输入部、用于机器人手感知物体的表层部、用于输入音量、风量、光量以及温度等的输入部、智能手表等可穿戴设备的输入部、无线耳机等的可听到设备的输入部、触摸面板的输入部、电子笔中用于调节墨水量等的输入部、笔形电筒中用于调节光量、颜色等的输入部、亮光衣服中用于调节光量等的输入部、以及乐器中用于调节音量等的输入部等。
[0031]以下的实施方式是上述的装置中典型设置的负荷传感器。上述那样的负荷传感器被称为“静电电容型感压传感器元件”、“容量性压力检测传感器元件”、“感压开关元件”等。以下的实施方式是本专利技术的一实施方式，本专利技术并不限制于以下的实施方式。
[0032]以下，参照附图来说明本专利技术的实施方式。为了方便，在各图中附上相互正交的X、Y、Z轴。Z轴方向是负荷传感器1的高度方向。
[0033]图1是示意性地表示负荷传感器1的结构的分解立体图。
[0034]负荷传感器1具备：基板10、20、导电弹性体30、电极40、电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种负荷传感器，具备：电极；电介质，配置于所述电极的表面；和导电弹性体，与所述电介质对置地配置，具有导电性，在所述导电弹性体的所述电介质侧的表面，形成多个突起，所述电介质的厚度从与所述导电弹性体的初始接触位置在平面方向减少。2.根据权利要求1所述的负荷传感器，其中，所述电介质是向所述导电弹性体凸起的形状。3.根据权利要求1所述的负荷传感器，其中，所述电介质是在远离所述导电弹性体的方向凹陷的形状。4.根据权利要求1至3的任一项所述的负荷传感器，其中，所述导电弹性体侧的所述电介质的表面是曲面形状。5.根据权利要求1至4的任一项所述的负荷传感器，其中，所述电介质是厚度仅在一轴方向变化的形状。6.根据权利要求5所述的负荷传感器，其中，所述电介质是圆柱形状。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：相原唯，浦上进，森浦祐太，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：