(57)【要約】【課題】複数の入力モードに切り替え可能で、入力モードが切り替えられたことが分かりやすいスイッチ装置を提供すること【解決手段】  スイッチ装置１０では、伸びに応じて静電容量が変化するように構成された第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄは、軸１１のうちガイド１２ａから片側に伸びた第１端部１１ａと、ベース１２のうち軸１１の第１端部１１ａが突出した周りにおいて周方向に離れた複数の周辺部ｅ１〜ｅ４との間にそれぞれに架け渡されている。複数の第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄは、軸１１のうち第１端部１１ａとは反対側に伸びた第２端部１１ｂと、ベース１２のうち軸１１の第２端部１１ｂが突出した周りにおいて周方向に離れた複数の周辺部ｅ１〜ｅ４との間にそれぞれ架け渡されている。【選択図】図１
2020173933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸と、
前記軸が挿入されたガイドを有するベースと、
前記軸のうち前記ガイドから片側に伸びた第１端部と、前記ベースのうち前記軸の第１端部が突出した周りにおいて周方向に離れた複数の周辺部との間にそれぞれに架け渡され、かつ、伸びに応じて静電容量が変化するように構成された複数の第１伸縮性ひずみセンサと、
前記軸のうち前記第１端部とは反対側に伸びた第２端部と、前記ベースのうち前記軸の第２端部が突出した周りにおいて周方向に離れた複数の周辺部との間にそれぞれ架け渡され、かつ、伸びに応じて静電容量が変化するように構成された複数の第２伸縮性ひずみセンサと、
前記複数の第１伸縮性ひずみセンサの静電容量の変化と、前記複数の第２伸縮性ひずみセンサの静電容量の変化とをそれぞれ得る入力検知部と
を有する、スイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここでの開示は、スイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００９−５３４７２０号公報に開示されたスイッチ装置は、センサーダイおよび剛性力伝達アイランドが弾性プラスチックで覆われた形態の３次元力センサが提案されている。
【０００３】
特開２００１−２９１４５６号公報に開示されたスイッチ装置は、ケースと、一端が当該ケース内に保持され他端が当該ケース外に突出され操作軸と、当該操作軸の他端に取り付けられたノブとを有している。第１のスイッチは、ケース内に、操作軸を押し込み操作することによって切り換えられる。第２のスイッチは、操作軸を回転操作することによって切り換えられる。第３のスイッチは、操作軸を揺動操作することによって切り換えられる。スイッチ装置は、操作軸を押し込み操作するごとに、ノブをケースから離隔した第１の位置とケース側に接近した第２の位置とに交互に保持する切替手段を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５３４７２０号公報
【特許文献２】特開２００１−２９１４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、スイッチ装置について、上述したような提案がある。ここでは、１つのデバイスによって、複数の入力モードに切り替え可能で、入力モードが切り替えられたことが分かりやすいスイッチ装置を提供したい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここで提案されるスイッチ装置は、軸と、軸が挿入されたガイドを有するベースと、複数の第１伸縮性ひずみセンサと、複数の第２伸縮性ひずみセンサと、入力検知部とを備えている。
複数の第１伸縮性ひずみセンサは、軸のうちガイドから片側に伸びた第１端部と、ベースのうち軸の第１端部が突出した周りにおいて周方向に離れた複数の周辺部との間にそれぞれに架け渡され、かつ、伸びに応じて静電容量が変化するように構成されている。
複数の第２伸縮性ひずみセンサは、軸のうち第１端部とは反対側に伸びた第２端部と、ベースのうち軸の第２端部が突出した周りにおいて周方向に離れた複数の周辺部との間にそれぞれ架け渡され、かつ、伸びに応じて静電容量が変化するように構成されている。
入力検知部は、複数の第１伸縮性ひずみセンサの静電容量の変化と、複数の第２伸縮性ひずみセンサの静電容量の変化とをそれぞれ得るように構成されている。
【０００７】
かかるスイッチ装置によれば、１つのデバイスによって、２つの入力モードに切り替え可能である。そして、２つの入力モードにおいて、ベースに対する軸の突出量が異なるので、入力モードが切り替えられたことが分かりやすい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、ここで提案されるスイッチ装置１０を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、スイッチ装置１０の平面図である。
【図３】図３は、伸縮性ひずみセンサ１３ａの平面図であり、部分断面図である。
【図４】図４は、伸縮性ひずみセンサ１３ａの断面を示す斜視図である。
【図５】図５は、伸ばされた伸縮性ひずみセンサ１３ａの断面を示す斜視図である。
【図６】図６は、スイッチ装置１０の使用形態を示す斜視図である。
【図７】図７は、スイッチ装置１０の使用形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、ここで開示されるスイッチ装置の一実施形態を説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。本発明は、特に言及されない限りにおいて、ここで説明される実施形態に限定されない。上、下、左、右、前、後の向きは、図中、Ｕ、Ｄ、Ｌ、Ｒ、Ｆ、Ｒｒの矢印でそれぞれ表されている。なお、上、下、左、右、前、後の向きは、説明の便宜上定められているに過ぎず、スイッチ装置の絶対的な向きや配置を規定しない。
【００１０】
図１は、ここで提案されるスイッチ装置１０を模式的に示す斜視図である。図２は、スイッチ装置１０の平面図である。
【００１１】
〈スイッチ装置１０〉
スイッチ装置１０は、図１に示されているように、軸１１と、ベース１２と、複数の第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄと、複数の第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄと、入力検知部１５と、アクチュエータ１６と、制御装置１７とを有している。なお、第１伸縮性ひずみセンサ１３ｂと第２伸縮性ひずみセンサ１４ｂは、図１において、軸１１に重なる位置にあり、図面上に表れていない。
【００１２】
〈軸１１〉
軸１１は、棒状の部材であり、スイッチ装置１０を操作するための部材である。軸１１は、所要の長さと剛性を備えているとよい。
【００１３】
〈ベース１２〉
ベース１２は、軸１１が挿入されたガイド１２ａを有している。ここで、ベース１２は、スイッチ装置１０が配置される部材である。スイッチ装置１０は、例えば、車両のセンターコンソール（center console）や、ダッシュボード（dashboard）などに配置される。例えば、車両のステアリングに配置されるスイッチであれば、ベース１２は、ステアリングのスポーク部分などに取り付けられる部材であり得る。また、ステアリングのスポーク部分など部材を、ベース１２としてもよい。なお、スイッチ装置１０は、特段言及されない限りにおいて、かかる用途に限定されない。
【００１４】
ガイド１２ａは、軸１１が挿通される穴であり得る。また、ガイド１２ａは、軸１１の外径よりも少し大きい内径を有しているとよい。これにより、ガイド１２ａに挿通された軸１１は、ベース１２に対して傾くことができるように構成されている。なお、図示は省略するが、スイッチ装置１０は、軸１１および第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄを覆うようにベース１２に取り付けられたカバーで覆われていてもよい。この場合、カバーは、後述する軸１１の出っ張りや引っ込む動作に追従しうるような所要の伸縮性を有しているとよい。
【００１５】
〈伸縮性ひずみセンサ〉
第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄおよび第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄは、それぞれ伸びに応じて静電容量が変化するように構成されたセンサである。このようなセンサは、例えば、バンドー化学株式会社製の伸縮性ひずみセンサ「C-STRETCH（登録商標）」が利用されうる。図３は、伸縮性ひずみセンサ１３ａの平面図であり、部分断面図である。図４は、伸縮性ひずみセンサ１３ａの断面を示す斜視図である。図５は、伸ばされた伸縮性ひずみセンサ１３ａの断面を示す斜視図である。
【００１６】
この実施形態では、伸縮性ひずみセンサ１３ａは、図３および図４に示されているように、例えば、誘電体４１と、電極４２，４３と、保護膜４４，４５と、端子４６，４７とを備えている。誘電体４１は、長尺のシート状のエストラマーである。電極４２，４３は、誘電体４１と同様の伸縮性を有するエストラマーを母材としており、通電可能なように導電材が分散している。電極４２，４３は、長さ方向に沿った長尺の電極が形成されている。電極４２，４３は、長尺シート状の電極であり、誘電体４１を挟んで対向している。保護膜４４，４５は、一対の電極４２，４３の外側に積層されている。保護膜４４，４５は、誘電体４１との間で電極４２，４３を覆っており、電極４２，４３を保護している。保護膜４４，４５は、所要の耐候性と誘電体４１などと同程度の伸縮性を有しているとよい。端子４６，４７は、伸縮性ひずみセンサ１３ａの一端に設けられている。端子４６は、電極４２に接続されている。端子４７は、電極４３に接続されている。
【００１７】
ここでは、伸縮性ひずみセンサ１３ａが例示されているが、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄおよび第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄはそれぞれ同様の構造を有している。伸縮性ひずみセンサ１３ａの静電容量Ｃは、それぞれＣ＝ε・（Ｌ・Ｗ）／ｄで表される。ここで、εは誘電率である。Ｌは、電極４２，４３の長さである。Ｗは、電極４２，４３の幅である。つまり、（Ｌ・Ｗ）は、電極面積Ｓとなる。ｄは、電極間距離である。図５に示されているように、伸縮性ひずみセンサ１３ａは、伸びると電極４２，４３の面積や、電極間距離が変化する。かかる変化により、静電容量Ｃが変化する。このように、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄおよび第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄは、伸びに応じて静電容量Ｃが変化するように構成されているとよい。また、伸びが大きくなるほど、静電容量Ｃが大きく変化する。
【００１８】
ここで、誘電体４１に用いられるエストラマーとしては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、水素添加ニトリルゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。これらの中では、ウレタンゴム、シリコーンゴムが好ましい。永久歪み（または永久伸び）が小さいからである。更に、シリコーンゴムに比べ、カーボンナノチューブとの密着性に優れる点から、ウレタンゴムが特に好ましい。
【００１９】
ウレタンゴムは、少なくともポリオール成分とイソシアネート成分とが反応してなるものである。具体例としては、例えば、オレフィン系ポリオールをポリオール成分とするオレフィン系ウレタンゴム、エステル系ポリオールをポリオール成分とするエステル系ウレタンゴム、エーテル系ポリオールをポリオール成分とするエーテル系ウレタンゴム、カーボネート系ポリオールをポリオール成分とするカーボネート系ウレタンゴム、ひまし油系ポリオールをポリオール成分とするひまし油系ウレタンゴム等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。また、ウレタンゴムは、２種以上のポリオール成分を併用したものであってもよい。
【００２０】
オレフィン系ポリオールとしては、例えば、エポール（出光興産社製）等が挙げられる。また、エステル系ポリオールとしては、例えば、ポリライト８６５１（ＤＩＣ社製）等が挙げられる。
また、エーテル系ポリオールとしては、例えば、ポリオキシテトラメチレングリコール、ＰＴＧ−２０００ＳＮ（保土谷化学工業社製）、ポリプロピレングリコール、プレミノールＳ３００３（旭硝子社製）、パンデックスＧＣＢ−４１（ＤＩＣ社製）等が挙げられる。
【００２１】
イソシアネート成分としては特に限定されず、従来公知のイソシアネート成分を用いることができる。また、ウレタンゴムを合成する際には、その反応系中に必要に応じて、鎖延長剤、架橋剤、触媒、加硫促進剤等を加えてもよい。また、エラストマー組成物は、エラストマー以外に、可塑剤、酸化防止剤、老化防止剤、着色剤等の添加剤、誘電性フィラー等を含有してもよい。誘電体４１の平均厚さは、静電容量Ｃを大きくして検出感度の向上を図る観点、及び、測定対象物への追従性の向上を図る観点から、１０〜１０００μｍであることが好ましく、３０〜２００μｍであることがより好ましい。
【００２２】
電極４２，４３は、導電材料を含有する導電性組成物からなる。ここで、電極４２，４３は、同一組成の導電性組成物から構成されていてもよいし、異なる組成の導電性組成物から構成されていてもよい。但し、同一組成の導電性組成物から構成されていることが好ましい。
【００２３】
電極４２，４３に用いられる導電材料としては、例えば、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンナノホーン、カーボンファイバー、導電性カーボンブラック、グラファイト、金属ナノワイヤー、金属ナノ粒子、導電性高分子等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。導電材料としては、カーボンナノチューブが好ましい。誘電体４１の変形に追従して変形する電極４２，４３の形成に適しているからである。
【００２４】
カーボンナノチューブとしては公知のカーボンナノチューブを使用することができる。カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）であってもよいし、２層カーボンナノチューブ（ＤＷＮＴ）又は３層以上の多層カーボンナノチューブ（ＭＷＮＴ）であってもよい（本明細書では、両者を合わせて単に多層カーボンナノチューブと称する）。更には、層数の異なるカーボンナノチューブを２種以上併用してもよい。また、各カーボンナノチューブの形状（平均長さや繊維径、アスペクト比）も特には限定されない。よって、カーボンナノチューブは、センサ装置の使用目的や、センサシートに要求される導電性や耐久性、更には電極４２，４３を形成するための処理や費用を総合的に判断して適宜選択すればよい。
【００２５】
電極４２，４３を形成する導電性組成物は、カーボンナノチューブ等の導電材料以外に、例えば、バインダー成分を含有していてもよい。バインダー成分はつなぎ材料として機能し、バインダー成分を含有させることにより、誘電体４１との密着性、及び、電極４２，４３自体の強度を向上させることができ、更に、後述の方法で電極４２，４３を形成する際にカーボンナノチューブ等の導電材料の飛散を抑制することができるため、電極４２，４３を形成する際の安全性も高めることができる。
【００２６】
バインダー成分としては、例えば、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ポリスチレン、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ポリメタクリル酸メチル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、アクリルゴム、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）等が挙げられる。また、バインダー成分としては、生ゴム（未加硫の天然ゴム及び合成ゴム）も使用することができ、このように比較的弾性の弱い材料を用いることで、誘電体４１の変形に対する電極４２，４３の追従性も高めることができる。バインダー成分は、特に、誘電体４１を構成するエラストマーと同種のものが好ましい。誘電体４１と電極４２，４３との密着性を顕著に向上させることができるからである。
【００２７】
測定しようとする一軸方向における、伸縮性ひずみセンサの伸長率は、例えば、３０％以上、好ましくは５０％以上、さらに好ましくは１００％以上、さらには２００％以上である。また、伸縮性ひずみセンサは、エストラマーを基材としており、所要の弾性を有している。また、伸縮性ひずみセンサは、その弾性域で使用されるとよい。
【００２８】
なお、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄおよび第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄには、上述のようなバンドー化学株式会社製の伸縮性ひずみセンサ「C-STRETCH（登録商標）」が採用されうる。第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄおよび第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄは、かかるバンドー化学株式会社製の伸縮性ひずみセンサに限らない。伸縮性ひずみセンサは、例えば、ストレッチセンス社（ニュージーランド）、パーカーハネフィン社（米国）などからも提案されている。第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄおよび第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄには、伸びに応じて静電容量が変化するように構成されたセンサを種々採用されうる。第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄおよび第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄには、スイッチ装置１０に対して適当な伸縮性や感度が確保されるものが採用されるとよい。
【００２９】
〈第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄ〉
第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄは、軸１１のうちガイド１２ａから片側に伸びた第１端部１１ａと、ベース１２のうち軸１１の第１端部１１ａが突出した周りにおいて周方向に離れた複数の周辺部との間にそれぞれに架け渡されている。
【００３０】
〈第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄ〉
第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄは、軸１１のうち第１端部１１ａとは反対側に伸びた第２端部１１ｂと、ベース１２のうち軸１１の第２端部１１ｂが突出した周りにおいて周方向に離れた複数の周辺部との間にそれぞれ架け渡されている。
なお、図１では、第１伸縮性ひずみセンサ１３ｂおよび第２伸縮性ひずみセンサ１４ｂは、軸１１に隠れており図示されていない。第２伸縮性ひずみセンサ１４ｂは、図示が省略されているが、軸１１の向こう側で、軸１１に隠れた位置に取り付けられている。
【００３１】
図１および図２に示された形態では、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄの一端は、軸１１の第１端部１１ａにそれぞれ取り付けられている。この実施形態では、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄは、軸１１の周りに均等に配置されており、それぞれ径方向に伸びている。第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄの他端は、径方向に伸びた位置でベース１２に取り付けられている。この実施形態では、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄは、それぞれ同じ長さで構成されている。
【００３２】
第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの一端は、軸１１の第２端部１１ｂにそれぞれ取り付けられている。この実施形態では、第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄは、軸１１の周りに均等に配置されており、それぞれ径方向に伸びている。第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの他端は、径方向に伸びた位置でベース１２に取り付けられている。この実施形態では、第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄは、それぞれ同じ長さで構成されている。
【００３３】
〈入力検知部１５〉
入力検知部１５は、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄの静電容量の変化と、第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの静電容量の変化とをそれぞれ得るように構成されている。この実施形態では、入力検知部１５は、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄの端子４６，４７（図３〜図５参照）と、第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの端子４６，４７（図３〜図５参照）とに接続されている。図１において、図示は省略されているが、入力検知部１５は、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄおよび第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの端子４６，４７にそれぞれ接続されている。このように、入力検知部１５は、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄおよび第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄと電気的に接続されている。そして、入力検知部１５は、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄおよび第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの静電容量を測定する機能を有する。
【００３４】
静電容量Ｃを測定する方法としては従来公知の方法を用いることができる。入力検知部１５は、例えば、静電容量測定回路、演算回路、増幅回路、電源回路等を備えているとよい。静電容量Ｃを測定する方法（回路）としては、例えば、自動平衡ブリッジ回路を利用したＣＶ変換回路（ＬＣＲメータなど）、反転増幅回路を利用したＣＶ変換回路、半波倍電圧整流回路を利用したＣＶ変換回路、シュミットトリガ発振回路を用いたＣＦ発振回路、シュミットトリガ発振回路とＦ／Ｖ変換回路を組み合わせて用いる方法等が挙げられる。
【００３５】
例えば、図１に示されているように、所定の基準位置に軸１１が操作されている状態において、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄおよび第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの静電容量が基準値にされるとよい。このため、当該所定の基準位置に軸１１が操作されている状態において測定された、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄおよび第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの静電容量が基準値として校正されるとよい。そして、当該基準値を基準として、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄおよび第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの伸びに応じた静電容量の変化が、入力検知部１５を介して経時的な変化として記録されるとよい。
【００３６】
〈アクチュエータ１６〉
アクチュエータ１６は、ガイド１２ａに対して軸方向に軸１１を動かすように構成されている。この実施形態では、アクチュエータ１６は、軸１１の下端に接続されている。アクチュエータ１６は、ガイド１２ａに対して、軸１１を押上げたり、軸１１を引き下げたりするように駆動する。なお、この実施形態では、アクチュエータ１６はガイド１２ａに対して軸１１を押上げる方向または軸１１を引き下げる方向の何れか一方に力を作用させるように構成されている。他方の方向には、バネ１６ａなど弾性反力によって、軸１１に力が作用するように構成されており、アクチュエータ１６から受ける力とバネ１６ａから受ける力が釣り合う位置で、ガイド１２ａに対して軸１１が支持されるように構成されている。アクチュエータ１６は、例えば、サーボモータを備え、かつ、軸１１を押上げる機構で構成されているとよい。アクチュエータ１６や軸１１を動かす機構は、特段の言及がない限りにおいて、ここで例示されるものに限定されない。
【００３７】
〈制御装置１７〉
制御装置１７は、アクチュエータ１６を制御する装置である。制御装置１７は、アクチュエータ１６を制御することによって、ガイド１２ａに対して軸１１を押上げたり、引き下げたりできるように構成されている。
【００３８】
図１に示された状態では、軸１１は、ガイド１２ａに対して予め定められた中間位置に配置されている。この状態において、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄおよび第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄは、概ね自然長となるように長さが設定されている。この実施形態では、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄは、ガイド１２ａよりも上方に配置された軸１１の第１端部１１ａに対して四方に取り付けられている。第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄは、ガイド１２ａよりも下方に配置された軸１１の第２端部１１ｂに対して四方に取り付けられている。軸１１は、かかる第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄと第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄとによって、バランスが取られており、ガイド１２ａに挿通された所定の姿勢で維持されている。
【００３９】
また、この実施形態では、端子４６，４７（図３参照）が設けられた第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄおよび第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの端部は、ベース１２側の第１周辺部ｅ１〜第４周辺部ｅ４（図２参照）に取り付けられているとよい。そして、第１周辺部ｅ１〜第４周辺部ｅ４からベース１２の裏側に配線し、入力検知部１５に接続されているとよい。
【００４０】
なお、図示は省略するが、端子４６，４７（図３参照）が設けられた第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄの端部は、軸１１の第１端部１１ａ側に取り付けられていてもよい。端子４６，４７（図３参照）が設けられた第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの端部は、軸１１の第２端部１１ｂ側に取り付けられていてもよい。この場合、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄおよび第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの端子４６，４７に接続される導線は、例えば、それぞれ軸１１の内部に通されて、軸１１の下端から外部に取り出され、入力検知部１５に接続されていてもよい。
【００４１】
〈スイッチ装置１０の操作〉
図６は、スイッチ装置１０の使用形態を示す斜視図である。図６では、アクチュエータ１６によって軸１１が上に押上げられた状態が示されている。この場合、ガイド１２ａの上方の第１端部１１ａとベース１２との間に取り付けられた、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄが伸ばされ、張った状態になる。これに対して、ガイド１２ａの下方の第２端部１１ｂとベース１２との間の距離は短くなる。このため、ガイド１２ａの下方の第２端部１１ｂとベース１２との間に取り付けられた、第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄは撓んだ状態になる。
【００４２】
この際、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄは、伸びた状態である。入力検知部１５では、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄについてそれぞれ伸びに応じた静電容量の変化が検出される。他方、第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄは、緩められた状態である。このため、軸１１が動かされても、第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの静電容量には大きな変化は生じない。これに対して、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄでは、軸１１が動かされると、それに応じて伸びがそれぞれ変化する。第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄは、軸１１がガイド１２ａから押上げられた状態で、伸びた状態であるので、静電容量に変化が生じている状態である。その状態で、軸１１が動かされることによって、静電容量に変化が感度良く生じる。また、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄは、伸びが大きくなればなるほど、静電容量の変化が大きくなる。このため、軸１１の操作量の大きさが入力として検知できる。
【００４３】
例えば、図６の状態で、軸１１の上端が右に傾けられると、軸１１の右側に取り付けられた伸縮性ひずみセンサ１３ｄの張りが緩む。反対に、軸１１の左側に取り付けられた伸縮性ひずみセンサ１３ｃがさらに伸ばされる。前後の伸縮性ひずみセンサ１３ａ、１３ｂ（図２参照）は、それぞれ少し伸ばされる。この際、入力検知部１５で検知される各伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄの静電容量の変化から、軸１１の上端が右に傾けられたことを検知できる。反対に、軸１１の上端が左に傾けられると、軸１１の左側に取り付けられた伸縮性ひずみセンサ１３ｃの張りが緩む。反対に、軸１１の右側に取り付けられた伸縮性ひずみセンサ１３ｄがさらに伸ばされる。前後の伸縮性ひずみセンサ１３ａ、１３ｂ（図２参照）は、それぞれ少し伸ばされる。この際、入力検知部１５で検知される各伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄの静電容量の変化から、軸１１が右に傾けられたことを検知できる。
【００４４】
軸１１は、右および左だけでなく、前後にも傾けられてもよく、右前や、左前など、前後左右の中間方向に傾けられてもよい。この場合、軸１１の傾きに応じて、各伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄの静電容量が変化する。このように、入力検知部１５で検知された各伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄの静電容量の変化から、軸１１がどのように傾けられたかが検知できる。
【００４５】
図７は、スイッチ装置１０の使用形態を示す斜視図である。図７では、アクチュエータ１６によって軸１１が下に引き下げられた状態が示されている。この場合、ガイド１２ａの下方の第２端部１１ｂとベース１２との間に取り付けられた、第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄは伸ばされ、張った状態になる。これに対して、ガイド１２ａの上方の第１端部１１ａとベース１２との間の距離は短くなる。このため、ガイド１２ａの上方の第１端部１１ａとベース１２との間に取り付けられた、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄは撓んだ状態になる。
【００４６】
この際、第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄは、伸びた状態である。入力検知部１５では、第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄについてそれぞれ伸びに応じた静電容量の変化が検出される。他方、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄは、緩められた状態である。このため、軸１１が動かされても、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄの静電容量には大きな変化は生じない。これに対して、第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄでは、軸１１が動かされると、それに応じて伸びがそれぞれ変化する。軸１１がガイド１２ａから引き下げられた状態において、第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄは既に張った状態であるので、静電容量に変化が生じている状態である。その状態で、軸１１が動かされるので、第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの静電容量に変化は、軸１１の動きに対して感度良く生じる。また、第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄは、伸びが大きくなればなるほど、静電容量の変化が大きくなる。このため、軸１１の操作量の大きさが入力として検知できる。
【００４７】
この場合、軸１１の上端が右に動かされると、第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄのうち右側の第２伸縮性ひずみセンサ１４ｄが伸ばされる。反対に、左側の第２伸縮性ひずみセンサ１４ｃは緩められる。これに応じて、特に右側の第２伸縮性ひずみセンサ１４ｄの静電容量が大きく変化する。軸１１の上端が左に動かされると第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄのうち左側の第２伸縮性ひずみセンサ１４ｃが伸ばされる。反対に、右側の第２伸縮性ひずみセンサ１４ｄが緩められる。これに応じて、特に左側の第２伸縮性ひずみセンサ１４ｃの静電容量が大きく変化する。
【００４８】
同様に、軸１１の上端は、右および左だけでなく、前後にも傾けられてもよく、右前や、左前など、前後左右の中間方向に傾けられてもよい。軸１１の傾きに応じて、第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの静電容量が変化する。このように、軸１１の動きに応じて、第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの静電容量が変化する。そして、入力検知部１５で検知された第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの静電容量の変化から、軸１１がどのように傾けられたかが検知できる。
【００４９】
このスイッチ装置１０では、軸１１が押上げられた状態では、軸１１の動きに対して上側の第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄの静電容量が変化する。軸１１が引き下げられた状態では、軸１１の動きに対して下側の第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの静電容量が変化する。入力検知部１５は、軸１１が押上げられた状態では、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄの静電容量の変化を検知する。軸１１が押し下げられた状態では、第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの静電容量の変化を検知する。このように、このスイッチ装置１０は、軸１１が押上げられた状態と、軸１１が引き下げられた状態とで、２つの入力モードに切り替えられる。
【００５０】
軸１１が押上げられた状態では、軸１１の上部に取り付けられた第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄが張られた状態となる。第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄの静電容量の変化に基づいて軸１１の動きが検知される。軸１１が引き下げられた状態では、軸１１の下部に取り付けられた第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄが張られた状態となる。第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの静電容量の変化に基づいて軸１１の動きが検知される。
【００５１】
このように、このスイッチ装置１０は、１つのデバイスによって、２つの入力モードに切り替え可能である。そして、２つの入力モードにおいて、ベース１２に対する軸１１の突出量が異なるので、入力モードが切り替えられたことが分かりやすい。特に、軸１１の突出量が異なるので、ユーザは、スイッチ装置１０を触った感触で、軸１１の突出量を認識できる。このため、ユーザは、スイッチ装置１０に目線を移動させることなく、入力モードを確認できる。また、制御装置１７は、音声認識処理などに連動して、軸１１を押上げられるように構成されていてもよい。例えば、軸１１が押上げられ状態が、エアコンの入力モードである場合、「エアコン」との音声入力を検知して、スイッチ装置１０の軸１１が押し上げられるように構成されているとよい。この場合、「エアコン」との音声入力に対して、スイッチ装置１０の軸１１が押上げられる。ユーザにとっては、スイッチ装置１０の軸１１が押上げられるので、所望の入力モードが起動したことが分かりやすくなる。このように、音声入力と連動してスイッチ装置１０の入力モードが変更されるように構成されていてもよい。
【００５２】
何れの入力モードでも、スイッチ装置１０の軸１１が連続的に動かされた場合には、それに応じて、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄまたは第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄの静電容量が瞬時に変化する。このため、軸１１が連続的に動かされることに対する追従性がよい。また、第１伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄと第２伸縮性ひずみセンサ１４ａ〜１４ｄは、それぞれ伸びが大きくなればなるほど、静電容量の変化が大きくなる。このため、操作量の大きさを入力として検知できる。このため、スイッチ装置１０は、伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄに対する操作量の大きさに応じて出力しうる装置を構成しうる。
【００５３】
スイッチ装置１０は、例えば、複数の曲がストックされたデータベースから流す曲を選曲するための入力装置として用いられる。この場合、データベースにストックされた複数の曲のリストから掛ける音楽を選ぶ処理において、伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄに対する操作量が大きくなればなるほど、選択された曲が変更されるスピードが上がるように構成できる。また、伸縮性ひずみセンサ１３ａ〜１３ｄに対する操作量が遅くなればなるほど、選択された曲が変更されるスピードが遅くなるように、構成することができる。このように操作量の大きさを入力として検知し、制御処理に利用してもよい。
【００５４】
以上、ここで開示されるスイッチ装置について、種々説明した。特に言及されない限りにおいて、ここで挙げられたスイッチ装置の実施形態などは、本発明を限定しない。また、ここで開示されるスイッチ装置は、種々変更でき、特段の問題が生じない限りにおいて、各構成要素やここで言及された各処理は適宜に省略され、または、適宜に組み合わされうる。
【００５５】
例えば、上述した実施形態では、スイッチ装置１０は、ガイド１２ａに対して軸方向に軸１１を動かすように構成されたアクチュエータ１６と、アクチュエータ１６を制御する制御装置１７とを備えている。ここで、スイッチ装置１０の軸１１は、ガイド１２ａに対して押上げられた状態と、ガイド１２ａに対して引き下げられた状態と、これらの状態の中立位置とにそれぞれ保持されるように構成されているとよい。そして、スイッチ装置１０の軸１１は、ガイド１２ａに対して押上げられた状態と、ガイド１２ａに対して引き下げられた状態と、これらの状態の中立位置とに手動で操作され、切り替えられるように構成されうる。この場合、スイッチ装置１０には、アクチュエータ１６やアクチュエータ１６を制御する制御装置１７がなくてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１０  スイッチ装置
１１  軸
１１ａ  軸１１の第１端部
１１ｂ  軸１１の第２端部
１２  ベース
１２ａ  ガイド
１３ａ〜１３ｄ  第１伸縮性ひずみセンサ
１４ａ〜１４ｄ  第２伸縮性ひずみセンサ
１５  入力検知部
１６  アクチュエータ
１６ａ  バネ
１７  制御装置
４１  誘電体
４２，４３  電極
４４，４５  保護膜
４６，４７  端子
ｅ１〜ｅ４  周辺部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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