(57)【要約】  【課題】  本発明の目的は、静電容量を変化させるセンサーの複数に分割された各可動電極部の上面部を除いて非導電性のラバー又はエラストマーを使用し、ラバー又はエラストマー本来の特性を活かしつつラバー又はエラストマーの繰り返し操作に対する変形防止を図るとともにセンサー基板を含めたセンサー構成部材のそれぞれの中心位置に位置決め用穴の形成と、円周方向等のＸＹ平面上の位置ずれを防止し、分割された各固定電極部区域での出力電圧のずれが生じないようにし、各センサー構成部材の中心位置で位置決めした状態で前記センサーを内部に収納し、該センサー上面と間隔をおいて配設したキーバッドラバーの周縁をレーザー光線により一体に固定する構造に形成することにより、操作性が良く、ラバーの復帰性能の向上を図ることができ、力または加速度変化に対する静電容量の変化を出力電圧として安定した状態で出力信号を検出することが出来、安定したセンサー機能を発揮し、かつ耐久性に優れた静電容量式センサー及びその製造方法を提供することにある。【解決手段】円周方向に複数に分割された固定電極部を備えたセンサー基板と、該各固定電極部とそれぞれ対向する位置に設けた可動電極部を除いた部位を非導電性ラバー又は非導電性エラストマーで形成したセンサーラバーと、該センサーラバーの上面と間隔をおいて上方に配置するキーパッドラバーとが、各中心部の位置決めと各円周方向、又は矩形方向のＸＹ平面上で位置決めをして一体に形成したことを特徴とする静電容量式センサー。【選択図面】  図１
2012215538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に複数に分割された固定電極部を備えたセンサー基板と、該各固定電極部とそれぞれ対向する位置に設けた可動電極部を除いた部位を非導電性ラバー又は非導電性エラストマーで形成したセンサーラバーと、該センサーラバーの上面と間隔をおいて上方に配置するキーパッドラバーとが、各中心部の位置決めと各円周方向、又は矩形方向のＸＹ平面上で位置決めをして一体に形成したことを特徴とする静電容量式センサー。
【請求項２】
センサー基板上の同一円周方向に沿って複数に分割した固定電極部に対向する位置に可動電極部を備えたセンサーラバーであって、該センサーラバーの可動電極部を除いた部位は非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーで形成し、前記可動電極部は導電膜または柔軟に変形、伸縮する導電メッシュ層により一体に形成するとともに各可動電極部に対応する区域のセンサーラバー上面に顕出する補強用金属板を前記センサーラバーと一体に形成し、該センサーラバーの外周縁部から外側に延出する同一素材のセンサーラバー保持部の基部がセンサー基板と当接し該センサーラバー保持部の基部上に該基部の厚みより薄厚の補強用金属板を前記基部から外側に延出させて一体に形成するとともに、上記センサーラバーを内部に収納して該センサーラバー上面と距離をおいて設けるキーパッドラバーは中心部の各位置決め用穴を介して中心部の位置決めと該キーパッドラバー周縁に設けた補強用金属板が前記センサーラバーの複数箇所において位置決めした状態で周縁又はコーナーの複数個所を前記基板上にレーザー光線により一体に固定したことを特徴とする請求項１記載の静電容量式センサー。
【請求項３】
請求項1において、剛性またはフレキシブルな樹脂材からなるセンサー基板上の円周方向に沿って複数に分割された固定電極部に対向する位置で、同じ数に分割された可動電極部を備えたセンサーラバーであって、該センサーラバーの可動電極部を除いた部位は非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーで形成し、該非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーは各固定電極部と対向する可動電極部の円周方向に沿って複数に分割した区域に、導電膜６ａの形成または柔軟に変形、伸縮する導電メッシュ層６ｂを一体に形成し、前記センサー基板がフレキシブルなセンサー基板である場合は、さらに該センサー基板の裏面に円形状金属製補強板を固着するとともに該円形状金属補強板の周縁部をセンサー基板の厚み相当に立ち上げ、さらに横方向に延出部を形成し、該延出部とセンサー基板と上記センサーラバー及びキーパッドラバーの各補強用金属板とをレーザー光線により一体に固定したことを特徴とする請求項１又は２記載の静電容量式センサー。
【請求項４】
請求項1において、前記センサー基板上の各固定電極部と対向する各可動電極部相当部位の非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーで形成した裏面が断面斜め下方に傾斜したクサビ状凸部に形成され、該クサビ状凸部表面に導電膜又は柔軟に変形、伸縮する導電メッシュ層の可動電極部を形成し、該断面斜めに傾斜したクサビ状凸部と固定電極部間で空間を形成したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の静電容量式センサー。
【請求項５】
請求項1において、前記センサー基板上の各固定電極部と、該各固定電極部に対向する位置の可動電極部との間に形成される空間に、該センサーラバーの押圧に伴う形状復帰を維持するゲル状柔軟材の誘電体を充填したことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の静電容量式センサー。
【請求項６】
請求項1において、センサーラバーの基部から外側に延出する補強用金属板と、該センサーラバーの天面上方に間隔を置いて配設するキーパッドラバーの周縁部に設けた補強用金属板と、硬質材からなるセンサー基板又はフレキシブルなセンサー基板の裏面に設けた補強用金属板とをレーザー光線により一体化したことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の静電容量式センサー。
【請求項７】
導電性ラバー又は導電性エラストマーからなる可動電極を備えたセンサーラバーと、該センサーラバーの上面と間隔をおいて上方に配置するキーパッドラバーと、前記可動電極に対応した位置に固定電極を備えるとともに裏面に補強用金属板を設けない硬質材からなるセンサー基板又は裏面に補強用金属板を設けたフレキシブルなセンサー基板とを、各中心部に設けた透孔による位置決めと各円周方向又は矩形のＸＹ平面上での位置決めをして一体に形成し、かつ前記センサーラバー上面に顕出する補強用金属板を前記センサーラバーと一体に形成し、該センサーラバーの外周縁部から外側に延出する同一素材のセンサーラバー保持部の基部がセンサー基板と当接し該センサーラバー保持部の基部上に該基部の厚みより薄厚の補強用金属板を前記基部から外側に延出させて一体に形成し、上記センサーラバーを内部に収納して該センサーラバー上面と距離をおいて設けるキーパッドラバーは中心部の各位置決め用穴を介して中心部の位置決めと該キーパッドラバー周縁に設けた補強用金属板が前記センサーラバーの複数箇所において位置決めした状態で周縁又はコーナーの複数個所を前記基板上にレーザー光線により一体に固定したことを特徴とする静電容量式センサー。
【請求項８】
中心部に位置決め用穴を穿設したフレキシブルなセンサー基板を収納し、周縁に固定用フランジを有し、中心部に位置決め用穴を穿設した補強用金属板と、
前記センサー基板表面の同一円周方向に沿って複数に分割した各固定電極部と対向する位置に形成する複数に分割した可動電極部を除いた部位が非導電性シリコーンゴム又は非導電性熱可塑性エラストマーの素材でセンサーラバーを形成し、該センサーラバーの外周縁から外側に延出する同一素材のセンサーラバー保持部を備え、センサーラバーの中心部の天面に補強用金属板及び前記センサー保持部の基部に外側に延出する補強用金属板を備えるとともに前記各可動電極部を導電膜または伸縮自在な導電メッシュ層により形成し、かつ中心部に位置決め用穴を穿設したセンサーラバーと、
前記センサーラバーの天面から上方に間隔をおいて配置し、前記センサーラバーと同一素材で形成し、キーパッドラバーの中心部の天面に補強用金属板を設けるとともに前記キーパッドラバーの保持部の基部に外側に延出する補強用金属板を備えるとともに中心部に位置決め用穴を穿設したキーパッドラバーとを、
前記各中心部に位置決め用穴を一致させて周縁部の各補強用金属板同士を重ねた状態でレ
ーザー光線にて一体に固定したことを特徴とする静電容量式センサーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量の変化に基づいて力の変化を検出する静電容量式力センサーや、静電容量の変化に基づいて加速度の変化を検出する静電容量式センサー及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、静電容量式センサーはディスプレイ等に表示されるカーソルの移動操作部等として利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】従来のこの種の静電容量式センサーとして、特許文献１が開示されている。すなわち、同文献1の特許請求の範囲は次の通りである。  導電性を有するラバーまたはエラストマーからなる第１の起歪部と、該第１の起歪部よりも硬い金属板の部材からなり、前記第１の起歪部にインサート成形された第２の起歪部と、を有して構成されていることを特徴とする起歪体である。  前記第２の起歪部は、前記第１の起歪部の平板状の入力部にインサート成形されていることを特徴とする請求項１に記載の起歪体である。  静電容量の変化に基づいて力の変化を検出する静電容量式力センサーであって、請求項１又は２に記載の起歪体を備えたことを特徴とする静電容量式力センサーである。前記起歪体に対向して配設された検出電極を更に備え、該検出電極における前記起歪体側の表面には、均一な厚みを持った絶縁性フィルムが配設されていることを特徴とする請求項３記載の静電容量式力センサーである。  前記検出電極が形成された基板と、前記起歪体を前記検出電極と対向する位置に固定するためのケースと、を更に備え、前記ケースは、前記起歪体を内部に収容した状態で前記基板に溶接で固定されていることを特徴とする請求項３又は４記載の静電容量式力センサーである。  前記検出電極が形成された基板と、前記起歪体を前記検出電極と対向する位置に固定するためのケースと、を更に備え、前記ケースは、前記起歪体にインサート成形されていることを特徴とする請求項３又は４記載の静電容量式力センサーである。  特許文献１の明細書「００３６」欄には、「力センサー２０は、起歪体２４を検出電極３４、４０と対向する位置に固定するためのケース５０を備えており、このケース５０は、起歪体２４を内部に収容した状態で基板２２に溶接で固定されている。」旨の記載、及び「００３８」欄には、「図１０に示されるケース５２のように、起歪体２４の支持部２６Ａに予めインサート成形してもよい。」旨の記載がある。
【０００４】
【特許文献１】特許第４２２６６４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の静電容量式センサーの発明にあっては、感圧型で、静電容量変化を感知しアナログ電圧に変換後、デジタル信号化して変化量が出力されるものである。
しかし、上記第１の起歪部は、導電性を有するラバーまたはエラストマーで形成されるために、非導電性のラバーに比べ繰り返し使用による復帰性能に劣り、力または加速度変化に対する静電容量の変化を安定した状態で検出することが出来ず、安定したセンサー機能を発揮し得ない。
【０００６】
また、前記第１の起歪部は、導電性を有するラバーまたはエラストマーから構成されているために、本来のシリコーンゴムなどのラバーや非導電性のエラストマーに比べ、センサーに圧力が加わると圧縮され、形状が変化するが、該第１の起歪部への圧力を抜いたときの形状復帰に問題がある。さらに、上記導電ゴム等の使用では、通常のシリコーンゴム等の単体に比べ形状復帰が弱くなる一方、導電材であるカーボン含有量が少なくなると可動電極としての静電容量の検知が出来なくなり、逆にカーボン含有量を多くすると、可動電極の元の形状位置への復帰がしにくくなるため静電容量のゼロ点が不安定となる。
【０００７】
上記特許文献1のセンサーラバー形状は非常に不安定な形状となっている。とくにセンサーラバーのＺ軸(ＸＹ平面に対し垂直方向)寸法を安定させる形状になっていない。前記センサーラバーのＺ軸寸法を決める部分は底部外周角部がＲ形状に縁取り加工されているのみである。このＲ形状に縁取り加工されている部分の潰れ量によって静電容量の原点出力が左右される。センサーラバーのＺ軸方向の押圧はセンサーラバーの底部外周面から外側下方に向けて延出するセンサーラバー保持部に依存されるが、この部分も導電ゴムで形成されているために安定した押圧性能及びもとの位置への復帰性能は非導電性ゴム等に比べて劣る。
【０００８】
さらに、上記特許文献1のセンサーラバーの裏面の可動電極を構成する導電性ラバーと、これに対向する基板パターンとの空間は、両者が接触した状態では断面クサビ型の傾斜した空間構造となっている。この傾斜した空間構造の変形に伴い静電容量を感知し数値を出力する。
【０００９】
しかし、その断面クサビ型の傾斜した空間は必ずしも空気による誘電体で占有されていなくても良いことが今回の本発明者の実験により判明した。逆に、空気でその傾斜した空間を占有していると、空気の環境変化による静電容量の影響が大きいために温度、湿度によって著しく変化してしまう原因となる。しかし、従来の誘電体は電極板間に紙やガラス等の変形しない電極板間の距離が一定の誘電体を介在させているのが実情である。
また、導電ゴムの場合、繰り返しキー操作をすることによりセンサーラバー裏面と基板パターンの傾斜した空間距離も安定しない結果、静電容量の安定化が図れないことも判明した。
【００１０】
上記特許文献1において、静電容量式センサーとして重要なことは、基板の各検出電極と対向する位置に設ける起歪体の導体部の位置づれがなく両者を正確な位置で位置決めして組み立てることについては何ら言及されていないが、実はセンサーを製品化する上で基板と起歪体との位置決めは非常に重要なことである。その理由は、各分割された静電容量検出区域が各区域でずれるということは静電容量変化に伴う出力電圧の検出に当たり各検出電極の区域において出力電圧のずれが生じ、センサーとしての本来の役割を果たすことができないことを意味するからである。特に、静電容量式センサーの小型化例えば直径が１０ｍｍ以下又は１０ｍｍ角以下に形成する場合は、一層、センサーラバーと基板との中心部及びＸＹ平面での位置合わせが重要となる。
【００１１】
また、上記特許文献1には、起歪体２４を内部に収容したケース５０が基板２２に溶接で固定されている構造であるために、基板への位置決め固定が困難である上に溶接作業のために各溶接個所をスポット的に溶接する必要上、量産化に不向きである等の難点があった。
【００１２】
しかも、上記特許文献1の大きな欠点は、起歪体上方に該起歪体を押圧するキーパッドラバー及び又はキートップをセットメーカーが後付けで搭載する構造であるために、該キーパッドラバー及び又はキートップを搭載時に起歪体との間に常に一定の間隔をおいて設置する必要があるが、セットメーカーが後付けで搭載するときにキートップラバーを起歪体に近接し過ぎて取り付ける場合が生じる。この場合はセンサーの作動トラブルが生じる。反対に、起歪体とキーパッドラバーの間隔が空き過ぎるとキートップ等の作動部を押してもセンサーが直ちに作動しないためにセンサーの操作指示とセンサー指示に基づく動作との間にずれが生じセンサー本来の機能を発揮できないこととなり、操作性の悪いセンサーということになる。
【００１３】
本発明の目的は、静電容量式センサーとしての操作性及び作動生が良く、複数に分割された各静電容量をそれぞれ正確に検出するために、各可動電極部を押してもセンサー基板の固定電極部で出力電圧を検出する際に分割した各固定電極区域において出力電圧の位置ずれによる誤差が生じないようにそれぞれの固定電極区域の同じ箇所においては均等に出力電圧が得られるようにキーパッドを含めた一体型の完成品として組み立てられた静電容量式センサー及びその製造方法を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の目的は、静電容量を変化させるセンサーの複数に分割された各可動電極部の上面部を除いて非導電性のラバー又はエラストマーを使用し、ラバー又はエラストマー本来の特性を活かしつつラバー又はエラストマーの繰り返し操作に対する変形防止を図るとともにセンサー基板を含めたセンサー構成部材のそれぞれの中心位置に位置決め用穴の形成と、円周方向等のＸＹ平面上の位置ずれを防止し、分割された各固定電極部区域での出力電圧のずれが生じないようにし、各センサー構成部材の中心位置で位置決めした状態で前記センサーを内部に収納し、該センサー上面と間隔をおいて配設したキーバッドラバーの周縁をレーザー光線により一体に固定する構造に形成することにより、操作性が良く、ラバーの復帰性能の向上を図ることができ、力または加速度変化に対する静電容量の変化を出力電圧として安定した状態で出力信号を検出することが出来、安定したセンサー機能を発揮し、かつ耐久性に優れた静電容量式センサー及びその製造方法を提供することにある。
【００１５】
さらに、本発明の目的は、非導電性ラバー又は非導電性エラストマーからなるセンサーラバーにおいて、円周方向等の平面に沿って複数に分割した各可動電極部区域に、印刷、スパッタリング等による導電膜の形成または導電メッシュ層を形成し、該分割された各可動電極部の外周縁部から外側に延出する前記非導電性ラバー又は非導電性エラストマーと同一素材のセンサーラバー保持部の基部がセンサー基板と当接し該センサーラバー保持部の基部上に一体的に形成した補強用金属板の一部が外側に延出する延出部を形成し、該延出部を基板上に位置決めしてレーザー光線で固定することによりセンサーの繰り返し使用に対して静電容量の変化を安定して検出し、かつ精度良く検出できる静電容量式センサー及びその製造方法を提供することにある。
【００１６】
そして本発明の目的は、センサーラバーが導電性ラバー又は導電性エラストマーであっても、該導電性材料を配合したセンサーラバーと、該センサーラバーの上面と間隔をおいて上方に配置するキーパッドラバーとを、中心部及び周縁部のそれぞれにおいて位置合わせした状態で一体に組み合わせることによりキーパッドラバーへの圧力を抜いたときのセンサーラバーの形状復帰は迅速に復帰し、前記キーパッドラバーにより間隔をおいて被覆保護され、かつ、キーパッドラバー及びセンサーラバーの各中心部の位置決めと円周方向又は矩形のＸＹ平面上での位置決めをした状態で一体に形成することにより静電容量式センサーとしての操作性及び作動生が良く、複数に分割された各静電容量をそれぞれ正確に検出することができるようにしたものである。また、センサーラバーの基部から外側に延出する補強用金属板と、該センサーラバーの天面上方に間隔を置いて配設するキーパッドラバーの周縁部に設けた補強用金属板と、補強用金属板を有しない硬質材からなるセンサー基板又はフレキシブルなセンサー基板の裏面に設けた補強用金属板とを各中心部と各周縁部のＸＹ平面上での位置合わせをした状態でレーザー光線により一体化構造とすることにより精度の高い静電容量式センサーを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係る静電容量式センサーは、円周方向に複数に分割された固定電極部を備えたセンサー基板と、該各固定電極部とそれぞれ対向する位置に設けた可動電極部を除いた部位を非導電性ラバー又は非導電性エラストマーで形成したセンサーラバーと、該センサーラバーの上面と間隔をおいて上方に配置するキーパッドラバーとが、各中心部の位置決めと各円周方向、又は矩形方向のＸＹ平面上で位置決めをして一体に形成したことを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る静電容量式センサーは、センサー基板上の同一円周方向に沿って複数に分割した固定電極部に対向する位置に可動電極部を備えたセンサーラバーであって、該センサーラバーの可動電極部を除いた部位は非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーで形成し、前記可動電極部は導電膜または柔軟に変形、伸縮する導電メッシュ層により一体に形成するとともに各可動電極部に対応する区域のセンサーラバー上面に顕出する補強用金属板を前記センサーラバーと一体に形成し、該センサーラバーの外周縁部から外側に延出する同一素材のセンサーラバー保持部の基部がセンサー基板と当接し該センサーラバー保持部の基部上に該基部の厚みより薄厚の補強用金属板を前記基部から外側に延出させて一体に形成するとともに、上記センサーラバーを内部に収納して該センサーラバー上面と距離をおいて設けるキーパッドラバーは中心部の各位置決め用穴を介して中心部の位置決めと該キーパッドラバー周縁に設けた補強用金属板が前記センサーラバーの複数箇所において位置決めした状態で周縁又はコーナーの複数個所を前記基板上にレーザー光線により一体に固定したことを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る静電容量式センサーは、請求項1において、剛性またはフレキシブルな樹脂材からなるセンサー基板上の円周方向に沿って複数に分割された固定電極部に対向する位置で、同じ数に分割された可動電極部を備えたセンサーラバーであって、該センサーラバーの可動電極部を除いた部位は非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーで形成し、該非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーは各固定電極部と対向する可動電極部の円周方向に沿って複数に分割した区域に、導電膜６ａの形成または柔軟に変形、伸縮する導電メッシュ層６ｂを一体に形成し、前記センサー基板がフレキシブルなセンサー基板である場合は、さらに該センサー基板の裏面に円形状金属製補強板を固着するとともに該円形状金属補強板の周縁部をセンサー基板の厚み相当に立ち上げ、さらに横方向に延出部を形成し、該延出部とセンサー基板と上記センサーラバー及びキーパッドラバーの各補強用金属板とをレーザー光線により一体に固定したことを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る静電容量式センサーは、請求項1において、前記センサー基板上の各固定電極部と対向する各可動電極部相当部位の非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーで形成した裏面が断面斜め下方に傾斜したクサビ状凸部に形成され、該クサビ状凸部表面に導電膜又は柔軟に変形、伸縮する導電メッシュ層の可動電極部を形成し、該断面斜めに傾斜したクサビ状凸部と固定電極部間で空間を形成したことを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る静電容量式センサーは、請求項1において、前記センサー基板上の各固定電極部と、該各固定電極部に対向する位置の可動電極部との間に形成される空間に、該センサーラバーの押圧に伴う形状復帰を維持するゲル状柔軟材の誘電体を充填したことを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る静電容量式センサーは、請求項1において、センサーラバーの基部から外側に延出する補強用金属板と、該センサーラバーの天面上方に間隔を置いて配設するキーパッドラバーの周縁部に設けた補強用金属板と、硬質材からなるセンサー基板又はフレキシブルなセンサー基板の裏面に設けた補強用金属板とをレーザー光線により一体化したことを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る静電容量式センサーは、導電性ラバー又は導電性エラストマーからなる可動電極を備えたセンサーラバーと、該センサーラバーの上面と間隔をおいて上方に配置するキーパッドラバーと、前記可動電極に対応した位置に固定電極を備えるとともに裏面に補強用金属板を設けない硬質材からなるセンサー基板又は裏面に補強用金属板を設けたフレキシブルなセンサー基板とを、各中心部に設けた透孔による位置決めと各円周方向又は矩形のＸＹ平面上での位置決めをして一体に形成し、かつ前記センサーラバー上面に顕出する補強用金属板を前記センサーラバーと一体に形成し、該センサーラバーの外周縁部から外側に延出する同一素材のセンサーラバー保持部の基部がセンサー基板と当接し該センサーラバー保持部の基部上に該基部の厚みより薄厚の補強用金属板を前記基部から外側に延出させて一体に形成し、上記センサーラバーを内部に収納して該センサーラバー上面と距離をおいて設けるキーパッドラバーは中心部の各位置決め用穴を介して中心部の位置決めと該キーパッドラバー周縁に設けた補強用金属板が前記センサーラバーの複数箇所において位置決めした状態で周縁又はコーナーの複数個所を前記基板上にレーザー光線により一体に固定したことを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る静電容量式センサーの製造方法は、中心部に位置決め用穴を穿設したフレキシブルなセンサー基板を収納し、周縁に固定用フランジを有し、中心部に位置決め用穴を穿設した補強用金属板と、前記センサー基板表面の同一円周方向に沿って複数に分割した各固定電極部と対向する位置に形成する複数に分割した可動電極部を除いた部位が非導電性シリコーンゴム又は非導電性熱可塑性エラストマーの素材でセンサーラバーを形成し、該センサーラバーの外周縁から外側に延出する同一素材のセンサーラバー保持部を備え、センサーラバーの中心部の天面に補強用金属板及び前記センサー保持部の基部に外側に延出する補強用金属板を備えるとともに前記各可動電極部を導電膜または伸縮自在な導電メッシュ層により形成し、かつ中心部に位置決め用穴を穿設したセンサーラバーと、前記センサーラバーの天面から上方に間隔をおいて配置し、前記センサーラバーと同一素材で形成し、キーパッドラバーの中心部の天面に補強用金属板を設けるとともに前記キーパッドラバーの保持部の基部に外側に延出する補強用金属板を備えるとともに中心部に位置決め用穴を穿設したキーパッドラバーとを、前記各中心部に位置決め用穴を一致させて周縁部の各補強用金属板同士を重ねた状態でレーザー光線にて一体に固定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る静電容量式センサーは、複数に分割された固定電極部を備えたセンサー基板と、該各固定電極部とそれぞれ対向する位置に可動電極部を備え、かつ該センサー基板の上方に配置するセンサーラバーと、該センサーラバーと間隔をおいて上方に配置するキーパッドラバーとをそれぞれに設けた中心部の位置決め用穴に合わせるとともに周縁部もレーザー光線にて一体に形成したので、静電容量式センサーとしての操作性及び作動生が良く、複数に分割された各静電容量をそれぞれの箇所で正確に検出することができる。また、中心部及び周縁部での位置決めが正確にされているので、各可動電極部のどの位置を押してもセンサー基板の固定電極部で出力電圧を検出する際に分割した各固定電極区域において出力電圧の位置ずれによる誤差を生じることが無く、それぞれの固定電極区域の同じ箇所においては均等に出力電圧が得られる。
【００２６】
本発明に係る静電容量式センサーは、可動電極部を除いた部位を非導電性のラバー又はエラストマーで形成し、圧縮、収縮、原形復帰の繰り返し操作に対し、非導電性のラバー又はエラストマーとセンサーラバーの可動電極部位相当のラバーの天面に形成したことが相俟って繰り返し使用に十分耐え、かつ繰り返し操作に対するセンサーラバーの原形復帰が確実に行われる。またセンサーラバーの繰り返し使用に対する変形防止が図られる。またセンサーラバーの原形復帰性能の向上を図ることができ、力または加速度変化に対する静電容量の変化を安定した状態で検出することが出来る。
【００２７】
本発明に係る静電容量式センサーは、センサーラバーの可動電極部相当部位の天面に顕出する補強用金属板と、センサーラバーの外周縁部から延出したセンサーラバー保持部と、該センサーラバー保持部の補強用金属板と、可動電極部が同一金型内で一体に成形され、かつ中心部に位置決め用穴を形成するので、３６０度どの方向でも均一にＺ方向にテンションをかけることができる。また、センサーラバーの底面と補強用金属板底面は一体成形されるので該補強用金属板を、中心部に位置決め用穴を形成した基板の金属部又は補強用金属板にレーザー光線溶接したときにセンサーラバーの位置がずれることが無く補強用金属板底面が基板上又は補強用金属板に安定して設置される。
【００２８】
さらに、従来のセンサーラバーと補強用金属板とは個別に製作された後に組み立てるので、組み立て時の位置決め精度が良くないのに対して本発明では、センサーラバーの外周縁の一部を外側に突出させたセンサーラバー保持部の基部と補強用金属板とを一体成形により固着せしめる構成としたので、センサーラバーと補強用金属板との位置決め精度が格段に向上し、センサーラバーがセンサー基板上で３６０度の方向に位置ずれすることが解消された。
【００２９】
本発明は、断面斜めに傾斜した凸部の表面に形成した可動電極部とこれに対向する固定電極部との空間にセンサーラバーの形状復帰を維持するゲル状柔軟剤の誘電体が一体成形時に形成されるので、センサーラバー叩打部の補強用金属板と相俟ってセンサーラバーの形状復帰が維持される。
【００３０】
本発明は、センサーラバー保持部を保護する補強用金属板は前記センサーラバーと一体に成形したので、センサーラバー底面、センサーラバー保持部の基部底面及び補強用金属板はレーザー光線溶接時に同一面に形成されるので、センサーラバーをセンサー基板又は補強用金属板に固定するときに組み立て精度が大幅に向上し、センサー出力の安定性に寄与する。
【００３１】
特に、前記センサーラバーの外周縁底部の一部を外側に突出させてセンサーラバー保持部の基部上に補強用金属板を一体成形により形成するので、センサーラバーがセンサー用基板に対してＸＹ平面のずれや、ＸＹ平面上で回転する方向へのずれが解消され、センサー出力の安定性に寄与する。
【００３２】
また、本発明はセンサーラバーが導電性ラバー又は導電性エラストマーであっても、該導電性材料を配合したセンサーラバーと、該センサーラバーの上面と間隔をおいて上方に配置するキーパッドラバーとを一体に組み合わせることによりキーパッドラバーへの圧力を抜いたときのセンサーラバーの形状復帰は迅速に復帰し、前記キーパッドラバーによる所定の距離を置いた状態で設置されることによる被覆による補完作用が発揮され、繰り返し使用によるセンサーラバーの形状復帰性能を向上させることができる。
さらに、キーパッドラバー及びセンサーラバーの各中心部の位置決めと各円周方向又は矩形のＸＹ平面上で位置決めをして一体に形成することにより静電容量式センサーとしての操作性及び作動生が良く、複数に分割された各静電容量をそれぞれ正確に検出することができる。さらにまた、センサーラバーの基部から外側に延出する補強用金属板と、該センサーラバーの天面上方に間隔を置いて配設するキーパッドラバーの周縁部に設けた補強用金属板と、補強用金属板を有しない硬質材からなるセンサー基板又はフレキシブルなセンサー基板の裏面に設けた補強用金属板とをレーザー光線により一体定期固定することにより精度の高い静電容量式センサーを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ８ｍｍの長さの角型センサーを透視的に見た場合の拡大平面図である。
【図２ａ】本発明の一実施例を示す図１に示すセンサーの拡大分解斜視図である。
【図２ｂ】本発明の一実施例を示す図１に示すセンサーを透視的に見た場合の拡大斜視図である。
【図３】本発明の一実施例を示す図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図４】本発明の一実施例を示す図１のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図５】本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ８ｍｍの長さの角型センサーに設置するキーパッドラバーの表面を示す拡大斜視図である。
【図６】本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ８ｍｍの長さの角型センサー基板に設置するキーパッドラバーの裏面を示す拡大斜視図である。
【図７】本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ８ｍｍの長さの角型センサー基板に設置するキーパッドラバーの拡大断面図である。
【図８】本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ８ｍｍの長さの角型センサーとして使用するセンサーラバーの表面を示す拡大斜視図である。
【図９】本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ８ｍｍの長さの角型センサーとして使用するセンサーラバーの裏面を示す拡大斜視図である。
【図１０】本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ８ｍｍの長さの角型センサーとして使用するキーパッドラバーの拡大断面図である。
【図１１】本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ８ｍｍの長さの角型センサーとして使用するプリント配線基板がフレキシブルプリント配線基板である場合の表面を示す概略斜視図である。
【図１２】本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ８ｍｍの長さの角型センサーとして使用するプリント配線基板がフレキシブルプリント配線基板である場合の裏面を示す概略斜視図である。
【図１３】本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ８ｍｍの長さの角型センサーを取り付けるプリント配線基板の拡大断面図である。
【図１４】本発明の一実施例である縦、横がそれぞれ８ｍｍの長さの角型センサーのフレキシブルプリント配線基板を表面から保持する補強用金属板を示す拡大斜視図である。
【図１５】本発明の一実施例である縦、横がそれぞれ８ｍｍの長さの角型センサーのフレキシブルプリント配線基板を裏面から保持する補強用金属板の裏側を示す拡大斜視図である。
【図１６】図１４の拡大正面図である。
【図１７】本発明の他の実施例を示す拡大断面図である。
【図１８】本発明に係るセンサーラバーの可動電極部に可動膜又は導電メッシュ層を形成した場合を示す拡大断面図である。
【図１９】本発明に係るセンサーラバーの可動電極部にゲル状柔軟剤の誘電体を形成した場合を示す拡大断面図である。
【図２０】本発明に係るセンサーがフレキシブルなセンサー基板に適用した場合を示す拡大分解斜視図である。
【図２１】図２０を組み立てた状態を一体に組み立てた状態を示す拡大断面図である。
【図２２】本発明の他の実施例を示し、硬質材からなるセンサー基板で、センサーラバーが導電性ラバー又は導電性エラストマーからなる場合を示す一体構造型の静電容量式センサーの拡大断面図である。
【図２３】本発明の他の実施例を示し、センサーラバーが導電性ラバー又は導電性エラストマーから成り、キートップを備えた場合を示す一体構造型の静電容量式センサーの拡大断面図である。
【図２４】本発明の他の実施例を示し、フレキシブルなセンサー基板で、センサーラバーが導電性ラバー又は導電性エラストマーからなる場合を示す一体構造型の静電容量式センサーの拡大断面図である。
【図２５】本発明の他の実施例を示し、フレキシブルなセンサー基板で、センサーラバーが導電性ラバー又は導電性エラストマーから成り、キートップを備えた場合を示す一体構造型の静電容量式センサーの拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１は本発明の一実施例を示す縦、横の長さがそれぞれ８ｍｍの長さのセンサーを透視的に見た場合の拡大平面図である。すなわち、フレキシブルなセンサー基板１ａと、その上に配置されるセンサーラバー３と、そのセンサーラバー３の上に配置されるキーパッドラバー１４とが一体に組み込まれた状態を示す図面である。
１はセンサー基板である。本実施例ではセンサー基板１として、フレキシブルなセンサー基板（Flexible ＰＷＢ）１ａを採用した場合を示す。このフレキシブルなセンサー基板１ａは薄いポリイミドやポリエステルなどのフィルムで出来たベースの上に、薄い銅箔の配線パターンを備えている配線基板である（図１〜図４参照）。フレキシブルなセンサー基板１ａを採用する場合、図３及び図４に示すようにフレキシブルなセンサー基板１ａの裏面に接着剤１ｂ又は両面接着テープ(図２０〜２１参照)を介して該基板１ａを安定して保持するためのステンレス板などの補強用金属板２を使用する。図１４〜図１６に示すように、補強用金属板２の周縁である各コーナーはフレキシブルなセンサー基板１ａの端部近傍からその基板１ａの厚み相当分だけ立ち上げた平坦な立ち上がり部２ａを形成し、その立ち上がり部２ａの端縁から上方に向けて突出部２ｂを形成する。この突出部２ｂの内面のそれぞれに後述するセンサーラバー３の周縁部に形成した補強用金属板４ｂの端部の切欠き部４ｃ及びキーパッドラバー１４の周縁部に形成した補強用金属板８の端部の切欠き部８ｂがそれぞれ当接するので、補強用金属板２の立ち上がり部２ａ、補強用金属板４ｂの端部及び補強用金属板８の端部を重ねた状態で位置決めがされ、レーザー光線により固定することで、円周方向のずれが確実に防止される。また、従来の溶接作業に比べ位置決めした状態で瞬時にレーザー光線(ビーム)により溶接され、正確性及びスピード性において作業性に優れている。
なお、本例ではフレキシブルなセンサー基板１ａを採用した場合を示したが、用途によって硬い通常のセンサー基板１が適用される。硬い通常のセンサー基板１を採用した場合は、基板の裏面にステンレス板などの補強用金属板２を必ずしも設ける必要はないが、一体的に収納を図るために設けても良い。
【００３５】
３はセンサー基板１上に固定したセンサーラバーで、センサー基板１上に４つに分割した固定電極部１ｃのそれぞれに対応した上方位置に可動電極部５をそれぞれ備えている。本例では４つに分割した場合を示したが、用途により分割の数を適宜増減できる。センサーラバー３で検出した静電容量の変化を電圧に変化させるＣＶ変換器（図示せず）で、センサーラバー３と対向する固定電極部１ｃと電気的に接続され、さらにＣＶ変換器はＡ／Ｄ変換器(アナログ／デジタル変換器)（図示せず）に接続し、外部に数値が出力される。
【００３６】
本発明に係る静電容量式センサーを構成するセンサーラバー３は、シリコーンゴム等の非導電性ラバーまたはエチレン酢酸ビニルエラストマーなどの非導電性エラストマーで形成され、センサー基板１上の同一円周方向に沿って複数に分割（本例では４分割の場合を示すが用途により分割等に分割される）された固定電極部１ｃに対向する位置に、可動電極部５を同一円周方向に４つに分割して形成する。
センサーラバー３の中心部の天面に設ける円形の補強用金属板４ａと、センサーラバー３の可動電極部５に対応する位置のセンサーラバー３上面が顕出する補強用金属板４と、センサーラバー保持部７の基部７ａの上面に設け、かつ基部７ａの端部から下方に折り曲げ、さらに外側に延出する補強用金属板４ｂとをそれぞれ同一金型（図示せず）内に充填し、非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーの材料を前記金型内に装填し、かつ該当する箇所に可動電極部５の導電材料を装填して全体を前記金型内で一体に成形する(図１９参照)。なお、補強用金属板４ｂは図２０に示すように端部を折り曲げることなく平坦であっても良い。
【００３７】
固定電極部１ｃと対向する４つに分割された可動電極部５に導電膜６または柔軟に変形、伸縮する導電メッシュ層６ａを形成する。導電膜６は非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーと同一金型内で一体に形成されるが、接着性を考慮して例えばシリコーンゴムと溶融接着する同一素材であるシリコーンゴムにカーボンを充填して導電性を形成する。また、導電メッシュ層６ａについても伸縮自在な素材を選定し、非導電性ラバーまたは非導電性エラストマーと接着性の良好な素材を選定する。
【００３８】
図３及び図４に示すようにキーパッドラバー１４の基部１７ａ上に位置する補強用金属板８と、センサーラバー３の基部７ａ上に位置する補強用金属板４ｂと、補強用金属板２の立ち上がり部２ａとによってフレキシブルなセンサー基板１ａを介在させた状態でそれぞれの中心部の位置決め用穴１６(本例では穴径の直径が０．５ｍｍである)を共通にした状態で、センサー構成部材の各中心部の位置決めを行うとともに、同一円周方向のずれを防ぐために補強用金属板８、４ｂ及びセンサー基板１のそれぞれに穿設した透孔（図示せず）を治具（図示せず）に設けたピン（図示せず）に差し込んだ状態でセンサー構成部材の円周方向のずれが解消される。補強用金属板８、４ｂ及びセンサー基板１をレーザー光線により上記周縁を位置決め固定することにより可動電極部５を備えたセンサーラバー３の操作中において円周方向及びラジアル方向に力が作用しようとも位置ずれがなく正確、かつ確実に作動する。図中、１７はキーパッドラバー保持部を示す。
【００３９】
図８及び図９は本発明の一実施例を示す縦、横のそれぞれの長さが８ｍｍの角型形状のセンサーとして使用するセンサーラバー３の表面及び裏面をそれぞれ示す拡大斜視図である。
センサー基板１を基板上に同一円周方向に沿って４つの固定電極部１ｃのパターンに分けた場合に対向して設けるセンサーラバー３の概略を示す説明図であるが、必ずしも４つのパターンに限定されるものではなく、たとえば８つパターンその他の数のパターンに用途に応じて分けることができる。図９に示すように、本例では左右の左側の円弧状エリアをＸ−  感知用パターン９、左右の右側の円弧状エリアをＸ＋  感知用パターン１０、上下の上側の円弧状エリアをＹ＋  感知用パターン１１、上下の下側の円弧状エリアをＹ-  感知用パターン１２、そのエリアをＺ感知用パターンすなわちＺ軸方向感知用パターン１３をそれぞれ示す。
【００４０】
センサーラバー３は可動電極部５相当部位のラバー上面の４と、センサーラバー保持部７の上面の補強用金属板４ｂと、非導電性ラバー又は非導電性エラストマー材料が金型内で同時成形により形成される。  例えば、センサーラバー３のＸ＋が押された時は、Ｘ出力は＋になる。Ｘ−が押された時は、Ｘ出力は−になる。Ｙ＋が押された時は、Ｙ出力は＋になる。Ｙ−が押された時は、Ｙ出力は−になる。Ｚ出力はどの方向が押されても＋になる。
【００４１】
例えばＹ+  円弧状エリアを押したときの出力は、シーソーキーと同じ原理で、Ｙ-部はほぼ沈まない。Ｘ＋  、Ｘ−部は若干沈む。Ｘ＋部とＸ−の境界部を押したときの出力は、Ｘ+  、Ｙ-  は約半分沈む。Ｘ-  、Ｙ+  部はほぼ沈まない。
ＸＹ出力の機構的作用を考えると、Ｘ、Ｙ各軸の相殺出力でどの部分が押されているのかが分かる。例えば、Ｙ+部の中央を押した場合、Ｘ＋  ＋２０，Ｘ−  −２０で相殺は０(Ｘ軸)となる。Ｙ＋  ＋５０，Ｙ−  −５で相殺は＋４５(Ｙ軸)となる。他方、Ｘ＋円弧状エリアとＸ−円弧状エリアの境界部を押した場合、Ｘ＋  ＋３５，Ｘ−  −１０で相殺は＋２５(Ｘ軸)となる。Ｙ＋  ＋１０，Ｙ−  −３５で相殺は−２５(Ｙ軸)となる。
【００４２】
Ｚ出力に関しては、すべて＋出力であるため、すべての方向を足した出力になる。各場所のＺ感知センサーラバー形状は、ＸＹ軸方向を中心に山形になっている。これはどの方向を同じ力で押してもセンサーラバーの潰れ量の合計が同じになるようにするためである (ソフト側の対応でセンター加圧も検知できる) 。例えば、Ａ部を押した場合、Ｘ＋部  ＋１５，Ｘ−部  ＋１５，Ｙ＋部  ＋２５，Ｙ−部  ＋５で合計は＋６０(Ｚ軸)である。他方、Ｂ部を押した場合、Ｘ＋部  ＋２０，Ｘ−部  ＋１０，Ｙ＋部  ＋１０，Ｙ−部  ＋２０で合計は＋６０(Ｚ軸)である。
【００４３】
図８、図９はセンサーラバー３の表面、裏面をそれぞれ示す斜視図である。
金型内に予め加工したステンレス等の補強用金属板４及び補強用金属板４ｂを装填してセンサーラバー３の非導電性部材と一緒に一体成形する。すなわち、補強用金属板４ｂはシリコーンゴム等の非導電性のラバー又は非導電性のエラストマーからなるセンサーラバー３の外周縁部に同一素材で形成したセンサーラバー保持部７の基部７ａ上に設け、かつ基部７ａより外側に水平に張り出す。
【００４４】
図９はセンサーラバー３の裏面を示す斜視図で、その表面に可動電極部が形成される前の状態を示す。
センサーラバー３はその外周縁から外側下方に向けて延出するセンサーラバー保持部７とそのセンサーラバー保持部７を支持する基部７ａを備えている。センサーラバー保持部７の基部７ａには外形が略矩形状の補強用金属板４ｂを形成し、その各コーナーは切欠き部４ｃを形成する。この切欠き部４ｃの端面が、センサー基板１の裏面に固定した補強用金属板２のコーナーに設けた突出部２ｂの内面に当接して組み立て時の円周方向の位置ずれが規制される（図１、図２ａ、図２ｂ、図２０、図２１参照）。
センサーラバー３の中心部は確定キー等として使用される。
センサーラバー３は、確定キー（図示せず）と一体型ではなくセンサーキー３単独使用の場合であっても良い。センサーラバー３はシリコーンゴム等の非導電性ゴム又は非導電性エラストマーにより形成し、繰り返し叩打に伴う永久歪を極力小さくする。  
【００４５】
センサーラバー３と、センサーラバー３の中央部の天面に形成する補強用金属板４と、センサーラバー保持部７の基部７ａ上に形成する補強用金属板４ｂとは一体成形されるため、センサーラバー３をセンサー基板２上に設置したときは、補強用金属板４ｂをセンサー基板１上の金属部とレーザー光線により溶接をすることによりセンサーラバー３がセンサー基板１で円周方向に回転して位置ずれするのが防止される。
【００４６】
センサーラバー３は指等による上からの圧力に対し圧縮され、形状が変化するが、圧力を抜いた時の形状復帰が重要である。従来の導電性ゴムでは通常の非導電性シリコーンゴムに比べて形状復帰が弱い。しかし、シリコーンゴム中に導電性を有するカーボン含有量が少ないと、静電容量を検出できなくなり、逆にカーボンを多くすると、形状復帰がしにくくなるためゼロ点が不安定になる。
従来の導電シリコーンは高度が７０度以上と高いが、本例では非導電性のシリコーンゴム例えば東レＳＥ４７０６Ｕ（５９度）、東レＳＥ４７０５Ｕ（５１度）、信越ＫＥ-９６１Ｔ-Ｕ（６２度）等の材料を使用する。
非導電性のシリコーンゴムは、硬度も導電性シリコーンゴムより低いものを採用する。非導電性のシリコーンゴムで形成したセンサーラバー３の裏面は非導電性のシリコーンゴムと接着性の良好な導電シリコーンゴム膜シートなどの導電膜６又は導電メッシュ層６ａにより形成する。
【００４７】
センサーラバー３の裏面に形成される可動電極部５となる導電膜６または導電メッシュ層６ａはセンサー基板１の上面の固定電極部１ｃと対向する位置に形成される。センサーラバー３の裏面に断面クサビ形状の突部を形成し、両導体部間に空間部が形成される。また、センサー基板２のＰＬ面上の補強用金属板８の外周部底面と、センサーラバー保持部７の基部７ａ底面とは金型内でフラットに成形されるため、レーザー光線による溶接を用いれば、センサー基板１のパターンとの圧着精度は格段に向上する。また、センサーラバー保持部７と補強用金属板４ｂは一体成形されているため、従来のようにセンサーラバー３及びセンサーラバー保持部７だけがセンサー基板２に取り付けた後に円周方向や前後方向に動いてしまうという現象が解消される。
【００４８】
センサーラバー３はシリコーンゴム等の非導電性ゴム又は非導電性エラストマーで形成し、繰り返し叩打等の使用に対しセンサーラバー３の永久歪を極力小さくする構造とした。導電膜６は導電印刷ウレタンゴムシート、導電シリコーンゴムシート等で形成される。
【００４９】
センサーラバー３の裏面に可動電極部５となる金属製メッシュなどの導電メッシュ層６ａの形成は同一金型内にセンサーラバー３とともに装填する。導電メッシュ層６ａの形成は導電インク（図示せず）を浸透させた伸縮自在なネット等を採用して得られる。
このように導電メッシュ層６ａをインサートした可動電極部５の形成は、成形時の追従性に優れ、又シリコーンゴムの欠点でもある引き裂き強度を補うこともできる。すなわち、金属製メッシュ等の採用により平面方向の伸びも規制でき、可動電極であるセンサー部の位置も安定する。センサーラバー３を形成する非導電性シリコーンゴムの選定にあたっては、永久歪が小さいグレードのシリコーンゴムを選定することが肝要である。
【００５０】
センサーラバー３の裏面に形成される可動電極部５と固定電極部１ｃとの間に形成されるセンサーラバー３の空間部は、センサー基板１上の固定電極部１ｃと該固定電極部１ｃに対向する可動電極部５との間に形成される断面クサビ形状の空間に存在する静電容量の変化を感知し、数値を出力するものであるため、空間は空気でなくても良い。逆に、空気の場合は、環境変化による静電容量の影響が大きいため温度、湿度によって著しく変化してしまう。又、従来構造ではセンサー基板１のパターンとの距離（空間）も安定しない。本発明は上記課題を考慮して、静電容量を感知する空間にゲル状柔軟剤の誘電体を充填し、環境変化に左右されにくい構造とした。また、空間にゲル状柔軟剤の誘電体を充填することにより、形状復帰に伴う寸法精度も向上し静電容量の変化を検出する数値出力の安定性も確保できる結果、センサーラバー３の品質も格段に向上させることができる。本発明で使用する誘電体であるゲル状柔軟剤は加圧に対し収縮し、加圧を止めればゲル状柔軟剤はもとの形状に復帰する。センサーラバー３の裏面と、センサー基板１のパターンとの空間部に軟質剤による充填部（図示せず）を形成することにより接地面を大きくして形状復帰の安定性を向上させることができる。また、環境変化からの静電容量出力のバラツキを抑えることができる。ゲル状柔軟剤の誘電体としては、例えばシリコーンゲル、ウレタンゲル、エラストマーゲル等の収縮と原形復帰が容易な柔軟剤が選定される。
【００５１】
図１１〜図１３は縦、横の長さがそれぞれ８ｍｍである角型センサーに適用される配線基板を示す。図１３の配線基板の板厚が０．２ｍｍのセンサー基板１である場合の基板構成を上から順次説明すると、一番上が厚さ５０μｍのポリイミドフィルム１ａ、次が厚さ３７．５μｍの銅箔パターン１ｂ、次に厚さ２５μｍのポリイミドフィルム１ｃ、次が３７．５μｍの銅箔パターン１ｄ、次が厚さ５０μｍのポリイミドフィルム１ｅ、最後が厚さ５０μｍの弱粘着テープ１ｆをそれぞれ示す。
【００５２】
図１４〜１６はフレキシブルプリント配線基板を保持する補強用金属板を示す拡大斜視図である。中心の位置決め用穴１６は０．５ｍｍに形成した場合を示すがこの数値に限定されるものではない。図１７はセンサー基板１と、センサーラバー３と、キーパッドラバー１４とを一体に組み立てた状態を示す概略拡大断面図である。図１８〜１９はセンサーラバー３の可動電極部５の態様を示す拡大断面図である。
【００５３】
図５は本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ８ｍｍの長さの角型センサーに設置するキーパッドラバーの表面を示す拡大斜視図、図６は本発明の一実施例を示す縦、横がそれぞれ８ｍｍの長さの角型センサー基板に設置するキーパッドラバーの裏面を示す拡大斜視図である。
キーパッドラバー保持部１７の基部１７ａには外形が略矩形状の補強用金属板８を形成し、その各コーナーは切欠き部８ｂを形成する。この切欠き部８ｂの端面が、センサー基板１の裏面に固定した補強用金属板２のコーナーに設けた突出部２ｂの内面に当接して組み立て時の円周方向の位置ずれが規制される（図１、図２ａ、図２ｂ、図２１参照）。
【００５４】
図２２は本発明の他の実施例を示し、硬質材からなるセンサー基板で、センサーラバーが導電性ラバー又は導電性エラストマーからなる場合を示す一体構造型の静電容量式センサーの拡大断面図である。図２３は本発明の他の実施例を示し、センサーラバー３ａが導電性ラバー又は導電性エラストマーから成り、キートップ１５を備えた場合を示す一体構造型の静電容量式センサーの拡大断面図である。
図２２及び図２３はいずれもセンサーラバー３ａが導電性ラバー又は導電性エラストマーからなる場合を示すものであるが、センサーラバー３ａの繰り返し使用による復帰性能の低下は、導電性材料を配合したセンサーラバー３ａと、該センサーラバー３ａの上面と間隔をおいて上方に配置するキーパッドラバー１４とを一体に組み合わせることによりキーパッドラバー３ａへの圧力を抜いたときのセンサーラバーの形状復帰は迅速に復帰し、前記キーパッドラバー３ａによる所定の距離を置いた状態で設置されることによる被覆による補完作用が発揮され、繰り返し使用によるセンサーラバー３ａの形状復帰性能を向上させることができる。図２２及び図２３におけるその他の構成は、既に述べた上記発明を実施するための形態で述べた構成と変わるものではない。
【００５５】
図２４は本発明の他の実施例を示し、フレキシブルなセンサー基板を使用し、センサーラバーが導電性ラバー又は導電性エラストマーからなる場合を示す一体構造型の静電容量式センサーの拡大断面図である。図２５は本発明の他の実施例を示し、フレキシブルなセンサー基板を使用し、センサーラバーが導電性ラバー又は導電性エラストマーから成り、キートップを備えた場合を示す一体構造型の静電容量式センサーの拡大断面図である。
図２４及び図２５はいずれもセンサーラバー３ａが導電性ラバー又は導電性エラストマーからなる場合を示すものであるが、センサーラバー３ａの繰り返し使用による復帰性能の低下は、導電性材料を配合したセンサーラバー３ａと、該センサーラバー３ａの上面と間隔をおいて上方に配置するキーパッドラバー１４とを一体に組み合わせることによりキーパッドラバー１４への圧力を抜いたときのセンサーラバー３ａの形状復帰は迅速に復帰し、前記キーパッドラバー１４による所定の距離を置いた状態で設置されることによる被覆による補完作用が発揮され、繰り返し使用によるセンサーラバー１４の形状復帰性能を向上させることができる。図２４及び図２５におけるその他の構成は、既に述べた上記発明を実施するための形態で述べた構成と変わるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明に係る静電容量式センサー及びその製造方法は、各産業分野のセンサーに適用することができる。静電容量の変化に基づいて力の変化を検出する力センサー及び静電容量の変化に基づいて加速度の変化等を検出する加速度センサー等の各種用途に応じた静電容量式センサーとして利用できる。
【符号の説明】
【００５７】
１      センサー基板
１ａ    フレキシブルなセンサー基板
１ｂ    接着剤
１ｃ    固定電極部
１ｄ    ポリイミドフィルム
１ｅ    銅箔パターン
１ｆ    ポリイミドフィルム
１ｇ    銅箔パターン
１ｈ    ポリイミドフィルム
２      補強用金属板
２ａ    立ち上がり部
２ｂ    突出部
３      センサーラバー
３ａ    導電性材料からなるセンサーラバー
４      補強用金属板
４ａ    補強用金属板
４ｂ    補強用金属板
４ｃ    切欠き部
５      可動電極部
６      導電膜
６ａ    導電メッシュ層
６ｂ    ゲル状ゲル状柔軟剤の誘電体
７      センサーラバー保持部
７ａ    基部
８      補強用金属板
８ａ    補強用金属板
８ｂ    切欠き部
９      Ｘ−感知用パターン
１０    Ｘ+感知用パターン
１１    Ｙ+感知用パターン
１２    Ｙ−感知用パターン
１３    Ｚ軸方向感知用パターン
１４    キーパッドラバー
１５    キートップ
１６    位置決め用穴
１７    キーパッドラバー保持部
１７ａ  基部
【図１４】
2012215538.tif 000003
【図１５】
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【図１６】
2012215538.tif 000005
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
2012215538.tif 000017
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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