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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023072108
(43)【公開日】2023-05-24
(54)【発明の名称】接触センサ
(51)【国際特許分類】
H01H 13/52 20060101AFI20230517BHJP
H01H 25/04 20060101ALN20230517BHJP
【ＦＩ】
H01H13/52 Z
H01H25/04 B
【審査請求】有
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021184434
(22)【出願日】2021-11-12
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-11-30
(71)【出願人】
【識別番号】522156106
【氏名又は名称】エスワイエス・エンジニアリング株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】391007460
【氏名又は名称】中日本ハイウェイ・エンジニアリング名古屋株式会社
(72)【発明者】
【氏名】熊崎 隆行
(72)【発明者】
【氏名】藤橋 哲也
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 大樹
(72)【発明者】
【氏名】石原 英倫
(72)【発明者】
【氏名】山下 伊智朗
(72)【発明者】
【氏名】本間 博和
【テーマコード（参考）】
5G031
5G206
【Ｆターム（参考）】
5G031AS16H
5G031AS16J
5G031AS31H
5G031DS01H
5G031HU02
5G206AS31H
5G206DS01H
5G206FU03
(57)【要約】
【課題】
本発明の課題は、周囲の物体との接触の衝撃を緩和し、更に、スイッチを押す方向とそれに直角な横方向や斜め方向からの押圧にも対応し検出して情報提供する接触センサを提供することである。
【解決手段】
本発明の接触センサは、
接触による押圧を受けてｏｎ／ｏｆｆ動作するスイッチを有する回路基板と、スイッチを押す側には、接触による押圧を受ける押圧受体とを有し、押圧受体は、カバーと、前記カバーの内側にある緩和材と、緩和材の内側にあって押圧を仲介し前記スイッチに伝達する介在体と、を有する。
【選択図】図１
本発明の課題は、周囲の物体との接触の衝撃を緩和し、更に、スイッチを押す方向とそれに直角な横方向や斜め方向からの押圧にも対応し検出して情報提供する接触センサを提供することである。
【解決手段】
本発明の接触センサは、
接触による押圧を受けてｏｎ／ｏｆｆ動作するスイッチを有する回路基板と、スイッチを押す側には、接触による押圧を受ける押圧受体とを有し、押圧受体は、カバーと、前記カバーの内側にある緩和材と、緩和材の内側にあって押圧を仲介し前記スイッチに伝達する介在体と、を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
接触による押圧を受けてｏｎ／ｏｆｆ動作するスイッチを有する回路基板と、前記スイッチを押す側には、接触による前記押圧を受ける押圧受体とを有し、前記押圧受体は、前記押圧により凹むカバーと、前記カバーの内側にあって、前記接触の衝撃を緩和する緩和材と、更に、前記緩和材の内側にあって押圧を仲介し前記スイッチに伝達する為に、前記スイッチに近接した堅い平底面をもった介在体と、を有し、前記介在体の前記堅い平底面とは反対側は、凸状面を有し、前記押圧受体は、前記回路基板側との組み立て結合により、前記結合による部位周辺は傾く程度以上には動かない状態であり、
前記カバーと前記緩和材を介した、前記スイッチを押す方向と同じ方向（前記堅い平底面に直角）から、前記スイッチを押す方向と直角な方向（前記堅い平底面に平行）にわたる傾きの前記凸状面に対する押圧に対して、前記介在体従って前記堅い平底面が前記スイッチ側へ動くこと又は前記介在体従って前記堅い平底面が傾いてせり出すこと、によって、前記スイッチを動作させることを可能としたことを特徴とする接触センサ。
前記カバーと前記緩和材を介した、前記スイッチを押す方向と同じ方向（前記堅い平底面に直角）から、前記スイッチを押す方向と直角な方向（前記堅い平底面に平行）にわたる傾きの前記凸状面に対する押圧に対して、前記介在体従って前記堅い平底面が前記スイッチ側へ動くこと又は前記介在体従って前記堅い平底面が傾いてせり出すこと、によって、前記スイッチを動作させることを可能としたことを特徴とする接触センサ。
【請求項2】
前記介在体は、前記介在体の頂点を通り縦に切った断面が、半円形、又は、頂点を長軸側の頂点とする半楕円形、の半球状であること、又は、円柱の長さが前記円柱の断面の直径以上である円柱状であることで、前記押圧の前記堅い平底面への伝達を容易にしたことを特徴とする請求項１記載の接触センサ。
【請求項3】
前記介在体が２つの部分を有して構成され、一方の部分は、堅い前記平底面を持った平底面基体であり、他方の部分は、前記凸状面を持った凸状面基体であり、前記凸状面基体の前記凸状面とは反対側の部分と、前記平底面基体の前記平底面とは反対側の部分とが回転嵌め合い構造をしており、前記凸状面基体の横方向の移動により、前記平底面基体が回転して傾き、前記スイッチを押す構成にしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の接触センサ。
【請求項4】
前記カバーの外側の延長側に長く伸びた柔軟性素材による接触延長部を備えることで、長さ方向に接触部を広げることで、前記接触の検出範囲を拡大したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の接触センサ。
【請求項5】
前記スイッチは、前記押圧に対して衝突破壊のないように、前記押圧により前記スイッチの電極が離間する構造か、又は、前記スイッチの電極が相互にスライドし、該電極の側面で接触する構造を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の接触センサ。
【請求項6】
前記スイッチは、前記押圧により前記スイッチを動作させる方向に直角な方向、即ち、前記スイッチが使用される対面にある前記堅い平底面の周りのいずれの方向からも動作可能な等方向性スイッチ（第一）であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の接触センサ。
【請求項7】
前記等方向性スイッチ（第一）は、縦横又は斜め又は円周状に複数個配置し、前記複数個の前記スイッチのどれがスイッチオンになっても動作する回路にすることで、いずれの方向からの押圧にも対処したことを特徴とする請求項６に記載の接触センサ。
【請求項8】
前記等方向性スイッチ（第一）は、前記等方向性スイッチ(第一）の２つの接触端子が同径且つ同心円の円盤状で近接して平行に離間していて、どの方向からであっても前記押圧によって一方の接触端子が傾いたことで、他方の接触端子に接触することを特徴とする請求項６に記載の接触センサ。
【請求項9】
棒状の棒状基体を前記回路基板側に取付けたことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の接触センサ。
【請求項10】
横方向のいずれの方向からの前記押圧にも対応するように、前記押圧により互いにスライドする２枚の近接した平行電極を用いて、横方向のいずれの方向からの応力にも応答する等方向性スイッチ（第二）を、前記接触センサと前記接触センサの前記回路基板側に取付けた棒状の棒状基体との接続点又は接続点より前記棒状基体側のいずれかの場所に備えたことを特徴とする請求項９に記載の接触センサ。
【請求項11】
前記棒状基体は、前記棒状基体の軸の周りに回転する回転結合部と前記棒状基体が２分した接続部で回転傾斜する傾斜結合部を有することで、横からの前記押圧があった場合に、前記棒状基体が傾斜を可能とする方向に前記回転結合部で回転し、前記棒状基体が傾斜をさせ、前記傾斜を検出する傾斜センサを動作させることで、横方向の検出性を向上させたことを特徴とする請求項９又は請求項１０記載の接触センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、装着した物体と周囲の物体との接触を検出して報知する接触センサに関するものである。
【背景技術】
【0002】
図６は、従来の接触センサを示す図である。６－Ａは、感圧センサで、カバー部材７に加わる荷重を緩衝、分散し、可撓性シート部材５を介して感圧導電性部材３に、緩衝材６により均一、分散して加わるようにしている。感圧導電性部材３に上から直角に当たる押圧に対応したものである。
６－Ｂは、スイッチと受圧部材間にゲル状充填材を有しているが、こちらは、緩衝材としてより、スイッチと受圧部材間に泥水や異物が侵入することの防止が目的のカバーとしての役割である。
両者とも横方向からの押圧には全く対応できない不都合がある。
６－Ｂは、スイッチと受圧部材間にゲル状充填材を有しているが、こちらは、緩衝材としてより、スイッチと受圧部材間に泥水や異物が侵入することの防止が目的のカバーとしての役割である。
両者とも横方向からの押圧には全く対応できない不都合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平９－１７２７６
【特許文献2】実開平７－２４６７１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本願の課題は、従来品の不都合点に鑑み、周囲の物体との接触の衝撃を緩和し、更に、スイッチを押す方向とそれに直角な横方向からの押圧にも対応し、接触を検出して情報提供する接触センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
以下請求項に沿い記述する。
請求項１記載の発明は、接触センサであって、
接触による押圧を受けてｏｎ／ｏｆｆ動作するスイッチを有する回路基板と、前記スイッチを押す側には、接触による前記押圧を受ける押圧受体とを有し、前記押圧受体は、前記押圧により凹むカバーと、前記カバーの内側にあって、前記接触の衝撃を緩和する緩和材と、更に、前記緩和材の内側にあって押圧を仲介し前記スイッチに伝達する為に、前記スイッチに近接した堅い平底面をもった介在体と、を有し、前記介在体の前記堅い平底面とは反対側は、凸状面を有し、前記押圧受体は、前記回路基板側との組み立て結合により、前記結合による部位周辺は傾く程度以上には動かない状態であり、
前記カバーと前記緩和材を介した、前記スイッチを押す方向と同じ方向（前記堅い平底面に直角）から、前記スイッチを押す方向と直角な方向（前記堅い平底面に平行）にわたる傾きの前記凸状面に対する押圧に対して、前記介在体従って前記堅い平底面が前記スイッチ側へ動くこと又は前記介在体従って前記堅い平底面が傾いてせり出すこと、によって、前記スイッチを動作させることを可能としたことを特徴とする。
請求項１記載の発明は、接触センサであって、
接触による押圧を受けてｏｎ／ｏｆｆ動作するスイッチを有する回路基板と、前記スイッチを押す側には、接触による前記押圧を受ける押圧受体とを有し、前記押圧受体は、前記押圧により凹むカバーと、前記カバーの内側にあって、前記接触の衝撃を緩和する緩和材と、更に、前記緩和材の内側にあって押圧を仲介し前記スイッチに伝達する為に、前記スイッチに近接した堅い平底面をもった介在体と、を有し、前記介在体の前記堅い平底面とは反対側は、凸状面を有し、前記押圧受体は、前記回路基板側との組み立て結合により、前記結合による部位周辺は傾く程度以上には動かない状態であり、
前記カバーと前記緩和材を介した、前記スイッチを押す方向と同じ方向（前記堅い平底面に直角）から、前記スイッチを押す方向と直角な方向（前記堅い平底面に平行）にわたる傾きの前記凸状面に対する押圧に対して、前記介在体従って前記堅い平底面が前記スイッチ側へ動くこと又は前記介在体従って前記堅い平底面が傾いてせり出すこと、によって、前記スイッチを動作させることを可能としたことを特徴とする。
【0006】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の接触センサにおいて、
前記介在体は、前記介在体の頂点を通り縦に切った断面が、半円形、又は、頂点を長軸側の頂点とする半楕円形、の半球状であること、又は、円柱の長さが前記円柱の断面の直径以上である円柱状であることで、前記押圧の前記堅い平底面への伝達を容易にしたことを特徴とする。
前記介在体は、前記介在体の頂点を通り縦に切った断面が、半円形、又は、頂点を長軸側の頂点とする半楕円形、の半球状であること、又は、円柱の長さが前記円柱の断面の直径以上である円柱状であることで、前記押圧の前記堅い平底面への伝達を容易にしたことを特徴とする。
【0007】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の接触センサにおいて、
前記介在体が２つの部分を有して構成され、一方の部分は、堅い前記平底面を持った平底面基体であり、他方の部分は、前記凸状面を持った凸状面基体であり、前記凸状面基体の前記凸状面とは反対側の部分と、前記平底面基体の前記平底面とは反対側の部分とが回転嵌め合い構造をしており、前記凸状面基体の横方向の移動により、前記平底面基体が回転して傾き、前記スイッチを押す構成にしたことを特徴とする。
前記介在体が２つの部分を有して構成され、一方の部分は、堅い前記平底面を持った平底面基体であり、他方の部分は、前記凸状面を持った凸状面基体であり、前記凸状面基体の前記凸状面とは反対側の部分と、前記平底面基体の前記平底面とは反対側の部分とが回転嵌め合い構造をしており、前記凸状面基体の横方向の移動により、前記平底面基体が回転して傾き、前記スイッチを押す構成にしたことを特徴とする。
【0008】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の接触センサにおいて、前記カバーの外側の延長側に長く伸びた柔軟性素材による接触延長部を備えることで、長さ方向に接触部を広げることで、前記接触の検出範囲を拡大したことを特徴とする。
【0009】
請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の接触センサにおいて、前記スイッチは、前記押圧に対して衝突破壊のないように、前記押圧により前記スイッチの電極が離間する構造か、又は、前記スイッチの電極が相互にスライドし、該電極の側面で接触する構造を有することを特徴とする。
【0010】
請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の接触センサにおいて、前記スイッチは、前記押圧により前記スイッチを動作させる方向に直角な方向、即ち、前記スイッチが使用される対面にある前記堅い平底面の周りのいずれの方向からも動作可能な等方向性スイッチ（第一）であることを特徴とする。
【0011】
請求項７記載の発明は、請求項６に記載の接触センサにおいて、
前記等方向性スイッチ（第一）は、縦横又は斜め又は円周状に複数個配置し、前記複数個の前記スイッチのどれがスイッチオンになっても動作する回路にすることで、いずれの方向からの押圧にも対処したことを特徴とする。
前記等方向性スイッチ（第一）は、縦横又は斜め又は円周状に複数個配置し、前記複数個の前記スイッチのどれがスイッチオンになっても動作する回路にすることで、いずれの方向からの押圧にも対処したことを特徴とする。
【0012】
請求項８記載の発明は、請求項６に記載の接触センサにおいて、
前記等方向性スイッチ（第一）は、前記等方向性スイッチ（第一）の２つの接触端子が同径且つ同心円の円盤状で近接して平行に離間していて、どの方向からであっても前記押圧によって一方の接触端子が傾いたことで、他方の接触端子に接触することを特徴とする。
前記等方向性スイッチ（第一）は、前記等方向性スイッチ（第一）の２つの接触端子が同径且つ同心円の円盤状で近接して平行に離間していて、どの方向からであっても前記押圧によって一方の接触端子が傾いたことで、他方の接触端子に接触することを特徴とする。
【0013】
請求項９記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の接触センサにおいて、棒状の棒状基体を前記回路基板側に取付けたことを特徴とする。
【0014】
請求項１０記載の発明は、請求項９に記載の接触センサにおいて、
横方向のいずれの方向からの前記押圧にも対応するように、前記押圧により互いにスライドする２枚の近接した平行電極を用いて、横方向のいずれの方向からの応力にも応答する等方向性スイッチ（第二）を、前記接触センサと前記接触センサの前記回路基板側に取付けた棒状の棒状基体との接続点又は接続点より前記棒状基体側のいずれかの場所に備えたことを特徴とする。
横方向のいずれの方向からの前記押圧にも対応するように、前記押圧により互いにスライドする２枚の近接した平行電極を用いて、横方向のいずれの方向からの応力にも応答する等方向性スイッチ（第二）を、前記接触センサと前記接触センサの前記回路基板側に取付けた棒状の棒状基体との接続点又は接続点より前記棒状基体側のいずれかの場所に備えたことを特徴とする。
【0015】
請求項１１記載の発明は、請求項９又は請求項１０記載の接触センサにおいて、
前記棒状基体は、前記棒状基体の軸の周りに回転する回転結合部と前記棒状基体が２分した接続部で回転傾斜する傾斜結合部を有することで、横からの前記押圧があった場合に、前記棒状基体が傾斜を可能とする方向に前記回転結合部で回転し、前記棒状基体が傾斜をさせ、前記傾斜を検出する傾斜センサを動作させることで、横方向の検出性を向上させたことを特徴とする。
前記棒状基体は、前記棒状基体の軸の周りに回転する回転結合部と前記棒状基体が２分した接続部で回転傾斜する傾斜結合部を有することで、横からの前記押圧があった場合に、前記棒状基体が傾斜を可能とする方向に前記回転結合部で回転し、前記棒状基体が傾斜をさせ、前記傾斜を検出する傾斜センサを動作させることで、横方向の検出性を向上させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
以上の様に構成されているので、本発明による接触センサでは、スイッチを押す方向と、その横方向からの押圧に対応し、更に、スイッチへの破壊的過度の衝撃を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明にかかる接触センサの一実施態様を示す図である。
【図2】本発明にかかる接触センサの他の実施態様を示す図であり、幅（横）方向の検出性を向上するためのものである。
【図3】本発明にかかる接触センサの他の実施態様を示す図であり、長さ（縦）方向の検出性を向上するためのものである。
【図4】本発明にかかる接触センサの他の実施態様を示す図であり、幅（横）方向の検出性を向上するための他の例である。
【図5】本発明にかかる接触センサの他の実施態様を示す図であり、幅（横）方向の検出性を向上するための他の例である。
【図6】従来の接触センサの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図１は、本発明にかかる接触センサの一実施態様を示す図である。１－Ａにおいて、接触センサ１００は、接触による押圧を受けてｏｎ／ｏｆｆ動作するスイッチ１１０を有する回路基板１２０と、スイッチ１１０を押す側には、接触による押圧を受ける押圧受体１３０を有し、押圧受体１３０は、押圧により凹むカバー１３１と、その内側にあって、接触の衝撃を緩和するゲル等の緩和材１３２と、更に、その内側にあって押圧を仲介しスイッチ１１０に伝達する為に、スイッチ１１０に近接した堅い平底面をもった介在体１３３を有し、介在体１３３の平面とは反対側は、凸状面を有し、その形状に倣い、緩和材１３２とカバー１３１の形状が形成されることで、スイッチ１１０を押す等、動作させる方向だけでなく、これとは角度のある斜めの方向、或いは直角な角度の横方向からの押圧にも検出性を向上させたものである。
尚、介在体１３３の凸状面側は、堅さにこだわらないが、堅い平底面を傾斜させるために押圧の伝達を有効にするための堅さは必要である。従って、堅い平底面を含めて介在体１３３は堅い方が好都合である。
尚、介在体１３３の凸状面側は、堅さにこだわらないが、堅い平底面を傾斜させるために押圧の伝達を有効にするための堅さは必要である。従って、堅い平底面を含めて介在体１３３は堅い方が好都合である。
【0019】
１－Ｂには、接触センサ１００を棒状基体１４０の先端に取付けた状態であり、棒状基体１４０には、発光表示灯その他の電気回路を搭載したり、衝撃緩衝用のバネ等や、横曲がりをさせる部材を取付けることも可能である。
【0020】
１－Ｃには、スイッチ基体１１１に対してスイッチノブ１１２を押圧することで動作するスイッチを示すが、通常のプッシュスイッチが使える他、強い押圧に対して衝突破壊のないように押圧によりスイッチの電極が離間する構造か、又は、スイッチの電極が相互にスライドし、電極の側面で接触する構造のものを使用することが望ましい。前者では、押圧がない時は接触しているが、押圧があると離れるだけで押圧による衝撃は起こらない。後者では、二つの接触導体の接触面が押圧による動きの向きと平行なので、押圧による衝撃は起こらない。尚、スイッチ１１０は、どの方向からの押圧にも対応する等方向性スイッチ(第一）であることが好ましい。そのためには、例えば、スイッチの２つの接触端子が同径且つ同心円の円盤状で近接して平行に離間していて、押圧によって一方の接触端子が傾いた場合には、どの方向からでも、他方の接触端子に接触するようなスイッチを使うことが出来る。又は、通常の等方向性でないスイッチを縦横、又は斜め、又は円周状に複数個配置し、そのどれがスイッチオンになっても動作する回路にすることで、等方向性スイッチ（第一）と同じ作用をさせることができる。即ち、斜め方向又は横方向の押圧で介在体１３３が斜めになり、介在体１３３の堅い平底面が斜めになりスイッチ１１０側にせり出すことで、複数個の内、いずれか１つはスイッチＯＮに押し込まれるからである。
【0021】
尚、１－Ｄー１から１－Ｄ－４を用いて、縦から斜め更には横方向の応力に対応して、スイッチ１１０を押し込む等動作させることが可能なことを詳述する。請求項では、縦方向を、スイッチ１１０を押す等動作させる方向と同じ方向（堅い平底面に直角）、横方向を、スイッチ１１０を押す等動作させる方向と直角な方向（堅い平底面に平行）と表現している。
１－Ｄ－１では、押圧（図の上から下の矢印）が、スイッチを押す等動作させる方向に平行（上記の介在体１３３の堅い平底面に直角）の場合であり、当然、押圧で介在体１３３の堅い平底面が動きスイッチ１１０を動作させる。
１－Ｄ－２では、押圧（図の斜め矢印）が、斜め方向であって、押圧の示す線の延長に介在体１３３の堅い平底面の中心がなくずれがある場合であり、押圧受体１３０は、回路基板１２０側との組み立て結合により、結合部周辺は傾く程度以上には動かない状態であるので、堅い平底面の中心を回転軸として押圧の示す線との距離の長さを回転片（例えば、自転車のペダルの付いた回転中心から伸びたアームに相当）にした回転トルクが押圧によりかかり、回転動作により、押圧受体１３０が、従って、堅い平底面が傾き、下にせり出した方が、スイッチ１１０を動作させる。
１－Ｄー３では、押圧（図の斜め矢印）が、斜め方向であって、押圧の示す線の延長に介在体１３３の堅い平底面の中心がある場合であり、１－Ｄ－２の様な回転トルクはないが、堅い平底面に直角方向の押圧の分力で介在体１３３の堅い平底面が動き、スイッチ１１０を動作させる。
１－Ｄ－４では、押圧（図の横の矢印）が、横（介在体１３３の堅い平底面に平行）方向であって、１－Ｄ－２と同様に、堅い平底面の中心を回転片として堅い平底面と押圧の示す線との距離の長さを回転片にした回転トルクが押圧によりかかり、回転動作により、押圧受体１３０が、従って、堅い平底面が傾き、下にせり出した方が、スイッチ１１０を動作させる。
１－Ｄ－１では、押圧（図の上から下の矢印）が、スイッチを押す等動作させる方向に平行（上記の介在体１３３の堅い平底面に直角）の場合であり、当然、押圧で介在体１３３の堅い平底面が動きスイッチ１１０を動作させる。
１－Ｄ－２では、押圧（図の斜め矢印）が、斜め方向であって、押圧の示す線の延長に介在体１３３の堅い平底面の中心がなくずれがある場合であり、押圧受体１３０は、回路基板１２０側との組み立て結合により、結合部周辺は傾く程度以上には動かない状態であるので、堅い平底面の中心を回転軸として押圧の示す線との距離の長さを回転片（例えば、自転車のペダルの付いた回転中心から伸びたアームに相当）にした回転トルクが押圧によりかかり、回転動作により、押圧受体１３０が、従って、堅い平底面が傾き、下にせり出した方が、スイッチ１１０を動作させる。
１－Ｄー３では、押圧（図の斜め矢印）が、斜め方向であって、押圧の示す線の延長に介在体１３３の堅い平底面の中心がある場合であり、１－Ｄ－２の様な回転トルクはないが、堅い平底面に直角方向の押圧の分力で介在体１３３の堅い平底面が動き、スイッチ１１０を動作させる。
１－Ｄ－４では、押圧（図の横の矢印）が、横（介在体１３３の堅い平底面に平行）方向であって、１－Ｄ－２と同様に、堅い平底面の中心を回転片として堅い平底面と押圧の示す線との距離の長さを回転片にした回転トルクが押圧によりかかり、回転動作により、押圧受体１３０が、従って、堅い平底面が傾き、下にせり出した方が、スイッチ１１０を動作させる。
【0022】
１－Ｄー１から１－Ｄ－４のいずれの場合、従って、縦、斜め、横いずれの方向からの応力にも対応してスイッチ１１０が動作可能である。介在体１３３の堅い平底面がスイッチ１１０方向に動く又は介在体１３３の堅い平底面が傾くことによる下へのせり出しによって、スイッチ１１０の動作がなされる。
尚、押圧受体１３０は、回路基板１２０側との組み立て結合により、結合部周辺は傾く程度以上には、動かない状態であることは、どの場合でも同じである。
尚、更に、介在体１３３は、頂点を通り縦に切った断面が、半円形、又は、頂点を長軸側の頂点とする半楕円形、の半球状であることが押圧の応力の伝達に好ましい。しかしながら、半円形や半楕円形にこだわらず、円柱状にすることでも応力の伝達に支障がなく出来る。円柱状の場合には、円柱の長さは、円柱の断面の直径以上であることが好ましい。半円形、半楕円形、円柱状などその組み合わせも可能である。
尚、押圧受体１３０は、回路基板１２０側との組み立て結合により、結合部周辺は傾く程度以上には、動かない状態であることは、どの場合でも同じである。
尚、更に、介在体１３３は、頂点を通り縦に切った断面が、半円形、又は、頂点を長軸側の頂点とする半楕円形、の半球状であることが押圧の応力の伝達に好ましい。しかしながら、半円形や半楕円形にこだわらず、円柱状にすることでも応力の伝達に支障がなく出来る。円柱状の場合には、円柱の長さは、円柱の断面の直径以上であることが好ましい。半円形、半楕円形、円柱状などその組み合わせも可能である。
【0023】
図２は、本発明にかかる接触センサの他の実施態様を示す図であり、幅（横）方向の検出性を向上するためのものである。図１との違いを挙げると、介在体１３３が２つの部分でできていて、一方は、堅い平底面を持った平底面基体１３３Ａ、他方は、凸状面を持った凸状面基体１３３Ｂであり、凸状面基体１３３Ｂの凸状面とは反対側の部分と、平底面基体１３３Ａの平底面とは反対側の部分とが回転嵌め合い構造をしており、凸状面基体１３３Ｂの横方向の移動により、平底面基体１３３Ａが回転して傾き、スイッチ１１０を押す構成にしたもので、幅（横）方向の検出性を向上することが出来る。２－Ｂには、２－Ａの斜視図を示し、回転嵌め合い構造が、球形の凹凸状形状の場合であり、２－Ｃには、回転嵌め合い構造が、円錐の凹凸状形状の場合である。
【0024】
図３は、本発明にかかる接触センサの他の実施態様を示す図であり、長さ（縦）方向の検出性を向上するものである。カバー１３１の外側（凸状部）の延長側に長く伸びたゴム等の柔軟性素材による接触延長部３１０を備えたものである。これがあると、長さ方向に接触部が拡大するので、接触の検出範囲が拡大し、衝撃も緩和される。勿論、カバー１３１と接触延長部３１０とは、同一体構成でもよい。
【0025】
図４は、本発明にかかる接触センサの他の実施態様を示す図であり、幅（横）方向の検出性を向上するための他の例である。
図４のものでは、図１から図３の構成を更に補助するものとして、横からのいずれの方向からの押圧にも対応する動作のために等方向性スイッチ４１０を付加することができる。
この補助の等方向性スイッチ４１０では、押圧により互いにスライドする２枚の近接した平行電極を用いて、横方向のいずれの方向からの応力にも応答する。等方向性スイッチ４１０は、例えば、電極間の静電容量の変化により押圧を判別出来る。等方向性スイッチ４１０は、４－Ａ、４－Ｂ、４－Ｃに△で位置を示すように、接触センサ１００と棒状基体１４０との接続点又は接続点より棒状基体１４０側のいずれの場所に備えてもよい。
図４のものでは、図１から図３の構成を更に補助するものとして、横からのいずれの方向からの押圧にも対応する動作のために等方向性スイッチ４１０を付加することができる。
この補助の等方向性スイッチ４１０では、押圧により互いにスライドする２枚の近接した平行電極を用いて、横方向のいずれの方向からの応力にも応答する。等方向性スイッチ４１０は、例えば、電極間の静電容量の変化により押圧を判別出来る。等方向性スイッチ４１０は、４－Ａ、４－Ｂ、４－Ｃに△で位置を示すように、接触センサ１００と棒状基体１４０との接続点又は接続点より棒状基体１４０側のいずれの場所に備えてもよい。
【0026】
図５は、本発明にかかる接触センサの他の実施態様を示す図であり、幅（横）方向の検出性を向上するための他の例である。
棒状基体１４０は、その軸の周りに回転する回転結合部５１０と棒状基体１４０が前記棒状基体が２分した接続部で回転傾斜する傾斜結合部５２０とを有することで、横からの押圧が来ると、押圧による力を逃がす向きに、即ち、棒状基体１４０が傾斜を可能とする方向に先ず回転結合部５１０で回転し、該接続部を介して棒状基体１４０が傾斜をし、傾斜を検出する傾斜センサ５３０（図示せず）を動作させることで、幅（横）方向の検出性を向上させ、接触センサ１００の動作を補助するものである。回転結合部５１０と傾斜結合部５２０により、横方向のどの方向からの押圧にも対応して、等方向性の動作となる。
棒状基体１４０は、その軸の周りに回転する回転結合部５１０と棒状基体１４０が前記棒状基体が２分した接続部で回転傾斜する傾斜結合部５２０とを有することで、横からの押圧が来ると、押圧による力を逃がす向きに、即ち、棒状基体１４０が傾斜を可能とする方向に先ず回転結合部５１０で回転し、該接続部を介して棒状基体１４０が傾斜をし、傾斜を検出する傾斜センサ５３０（図示せず）を動作させることで、幅（横）方向の検出性を向上させ、接触センサ１００の動作を補助するものである。回転結合部５１０と傾斜結合部５２０により、横方向のどの方向からの押圧にも対応して、等方向性の動作となる。
【0027】
尚、接触センサに押圧が除かれた場合は、スイッチ１１０を押していない状態に押圧受体１３０、緩和材１３２，カバー１３１の位置が復帰することは当然であり、緩和材１３２，カバー１３１の復元弾性により復帰してもよいし、図示はないが、押圧受体１３０と回路基板１２０間に復元のためのバネ等を付設してもよいことは当然である。
【0028】
尚、等方向性スイッチについては、等方向性スイッチ（第一）と等方向性スイッチ（第二）を区別した表現とした。
【産業上の利用可能性】
【0029】
以上のように本発明にかかる接触センサでは、スイッチを押す方向と、その横方向、或いは斜め方向からの押圧に対応し、更に、スイッチへの破壊的過度衝撃を緩和するので、産業上利用して極めて好都合である。
【0030】
１００ 接触センサ
１１０ スイッチ
１１１ スイッチ基体
１１２ スイッチノブ
１２０ 回路基板
１３０ 押圧受体
１３１ カバー
１３２ 緩和材
１３３ 介在体
１３３Ａ 平底面基体
１３３Ｂ 凸状面基体
１４０ 棒状基体
３１０ 接触延長部
４１０ 等方向性スイッチ（第二）
５１０ 回転結合部
５２０ 傾斜結合部
５３０ 傾斜センサ
１１０ スイッチ
１１１ スイッチ基体
１１２ スイッチノブ
１２０ 回路基板
１３０ 押圧受体
１３１ カバー
１３２ 緩和材
１３３ 介在体
１３３Ａ 平底面基体
１３３Ｂ 凸状面基体
１４０ 棒状基体
３１０ 接触延長部
４１０ 等方向性スイッチ（第二）
５１０ 回転結合部
５２０ 傾斜結合部
５３０ 傾斜センサ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【手続補正書】
【提出日】2022-07-11
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
接触による押圧を受けてｏｎ／ｏｆｆ動作するスイッチを有する回路基板と、前記スイッチを押す側には、接触による前記押圧を受ける押圧受体とを有し、前記押圧受体は、前記押圧により凹むカバーと、前記カバーの内側にあって、前記接触の衝撃を緩和する緩和材と、更に、前記緩和材の内側にあって押圧を仲介し前記スイッチに伝達する為に、前記スイッチに近接した堅い平底面をもった介在体と、を有し、前記介在体の前記堅い平底面とは反対側は、凸状面を有し、前記押圧受体は、前記回路基板側との組み立て結合により、前記結合による部位周辺は傾く程度以上には動かない状態であり、
前記カバーと前記緩和材を介した、前記スイッチを押す方向と同じ方向（前記堅い平底面に直角）から、前記スイッチを押す方向と直角な方向（前記堅い平底面に平行）にわたる傾きの前記凸状面に対する押圧に対して、前記介在体従って前記堅い平底面が前記スイッチ側へ動くこと又は前記介在体従って前記堅い平底面が傾いてせり出すこと、によって、前記スイッチを動作させることを可能としたことを特徴とする接触センサ。
前記カバーと前記緩和材を介した、前記スイッチを押す方向と同じ方向（前記堅い平底面に直角）から、前記スイッチを押す方向と直角な方向（前記堅い平底面に平行）にわたる傾きの前記凸状面に対する押圧に対して、前記介在体従って前記堅い平底面が前記スイッチ側へ動くこと又は前記介在体従って前記堅い平底面が傾いてせり出すこと、によって、前記スイッチを動作させることを可能としたことを特徴とする接触センサ。
【請求項2】
前記介在体は、前記介在体の頂点を通り縦に切った断面が、半円形、又は、頂点を長軸側の頂点とする半楕円形、の半球状であること、又は、円柱の長さが前記円柱の断面の直径以上である円柱状であることで、前記押圧の前記堅い平底面への伝達を容易にしたことを特徴とする請求項１記載の接触センサ。
【請求項3】
前記介在体が２つの部分を有して構成され、一方の部分は、堅い前記平底面を持った平底面基体であり、他方の部分は、前記凸状面を持った凸状面基体であり、前記凸状面基体の前記凸状面とは反対側の部分と、前記平底面基体の前記平底面とは反対側の部分とが、一方が他方に対して嵌る雄雌の関係で嵌り合い、且つ、前記凸状面基体の前記凸状面とは反対側の部分と、前記平底面基体の前記平底面とは反対側の部分とは、前記嵌り合う方向の軸に対して傾斜させる動作が可能であることで、前記凸状面基体の横方向の移動により、前記平底面基体において前記傾斜がなされ、前記スイッチを押す構成にしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の接触センサ。
【請求項4】
前記カバーの外側の延長側に長く伸びた柔軟性素材による接触延長部を備えることで、長さ方向に接触部を広げることで、前記接触の検出範囲を拡大したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の接触センサ。
【請求項5】
前記スイッチは、前記押圧に対して衝突破壊のないように、前記押圧により前記スイッチの電極が離間する構造か、又は、スイッチの二つの電極が電極面に平行に互いに対しスライドし接触離間するものであり、接触面が押圧による動きの向きと平行である構造を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の接触センサ。
【請求項6】
前記スイッチは、前記押圧により前記スイッチを動作させる方向に直角な方向、即ち、前記スイッチが使用される対面にある前記堅い平底面の周りのいずれの方向からも動作可能な等方向性スイッチ（第一）であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の接触センサ。
【請求項7】
前記等方向性スイッチ（第一）は、縦横又は斜め又は円周状に複数個配置し、前記複数個の前記スイッチのどれがスイッチオンになっても動作する回路にすることで、いずれの方向からの押圧にも対処したことを特徴とする請求項６に記載の接触センサ。
【請求項8】
前記等方向性スイッチ（第一）は、前記等方向性スイッチ(第一）の２つの接触端子が同径且つ同心円の円盤状で近接して平行に離間していて、どの方向からであっても前記押圧によって一方の接触端子が傾いたことで、他方の接触端子に接触することを特徴とする請求項６に記載の接触センサ。
【請求項9】
棒状の棒状基体を前記回路基板側に取付けたことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の接触センサ。
【請求項10】
横方向のいずれの方向からの前記押圧にも対応するように、前記押圧により互いにスライドする２枚の近接した平行電極を用いて、横方向のいずれの方向からの応力にも応答する等方向性スイッチ（第二）を、前記接触センサと前記接触センサの前記回路基板側に取付けた棒状の棒状基体との接続点又は接続点より前記棒状基体側のいずれかの場所に備えたことを特徴とする請求項９に記載の接触センサ。
【請求項11】
前記棒状基体は、前記棒状基体の軸の周りに回転する回転結合部と前記棒状基体が２分した接続部で回転傾斜する傾斜結合部を有することで、横からの前記押圧があった場合に、前記棒状基体が傾斜を可能とする方向に前記回転結合部で回転し、前記棒状基体が傾斜をさせ、前記傾斜を検出する傾斜センサを動作させることで、横方向の検出性を向上させたことを特徴とする請求項９又は請求項１０記載の接触センサ。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、装着した物体と周囲の物体との接触を検出して報知する接触センサに関するものである。
【背景技術】
【0002】
図６は、従来の接触センサを示す図である。６－Ａは、感圧センサで、カバー部材７に加わる荷重を緩衝、分散し、可撓性シート部材５を介して感圧導電性部材３に、緩衝材６により均一、分散して加わるようにしている。感圧導電性部材３に上から直角に当たる押圧に対応したものである。
６－Ｂは、スイッチと受圧部材間にゲル状充填材を有しているが、こちらは、緩衝材としてより、スイッチと受圧部材間に泥水や異物が侵入することの防止が目的のカバーとしての役割である。
両者とも横方向からの押圧には全く対応できない不都合がある。
６－Ｂは、スイッチと受圧部材間にゲル状充填材を有しているが、こちらは、緩衝材としてより、スイッチと受圧部材間に泥水や異物が侵入することの防止が目的のカバーとしての役割である。
両者とも横方向からの押圧には全く対応できない不都合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平９－１７２７６
【特許文献2】実開平７－２４６７１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本願の課題は、従来品の不都合点に鑑み、周囲の物体との接触の衝撃を緩和し、更に、スイッチを押す方向とそれに直角な横方向からの押圧にも対応し、接触を検出して情報提供する接触センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
以下請求項に沿い記述する。
請求項１記載の発明は、接触センサであって、
接触による押圧を受けてｏｎ／ｏｆｆ動作するスイッチを有する回路基板と、前記スイッチを押す側には、接触による前記押圧を受ける押圧受体とを有し、前記押圧受体は、前記押圧により凹むカバーと、前記カバーの内側にあって、前記接触の衝撃を緩和する緩和材と、更に、前記緩和材の内側にあって押圧を仲介し前記スイッチに伝達する為に、前記スイッチに近接した堅い平底面をもった介在体と、を有し、前記介在体の前記堅い平底面とは反対側は、凸状面を有し、前記押圧受体は、前記回路基板側との組み立て結合により、前記結合による部位周辺は傾く程度以上には動かない状態であり、
前記カバーと前記緩和材を介した、前記スイッチを押す方向と同じ方向（前記堅い平底面に直角）から、前記スイッチを押す方向と直角な方向（前記堅い平底面に平行）にわたる傾きの前記凸状面に対する押圧に対して、前記介在体従って前記堅い平底面が前記スイッチ側へ動くこと又は前記介在体従って前記堅い平底面が傾いてせり出すこと、によって、前記スイッチを動作させることを可能としたことを特徴とする。
請求項１記載の発明は、接触センサであって、
接触による押圧を受けてｏｎ／ｏｆｆ動作するスイッチを有する回路基板と、前記スイッチを押す側には、接触による前記押圧を受ける押圧受体とを有し、前記押圧受体は、前記押圧により凹むカバーと、前記カバーの内側にあって、前記接触の衝撃を緩和する緩和材と、更に、前記緩和材の内側にあって押圧を仲介し前記スイッチに伝達する為に、前記スイッチに近接した堅い平底面をもった介在体と、を有し、前記介在体の前記堅い平底面とは反対側は、凸状面を有し、前記押圧受体は、前記回路基板側との組み立て結合により、前記結合による部位周辺は傾く程度以上には動かない状態であり、
前記カバーと前記緩和材を介した、前記スイッチを押す方向と同じ方向（前記堅い平底面に直角）から、前記スイッチを押す方向と直角な方向（前記堅い平底面に平行）にわたる傾きの前記凸状面に対する押圧に対して、前記介在体従って前記堅い平底面が前記スイッチ側へ動くこと又は前記介在体従って前記堅い平底面が傾いてせり出すこと、によって、前記スイッチを動作させることを可能としたことを特徴とする。
【0006】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の接触センサにおいて、
前記介在体は、前記介在体の頂点を通り縦に切った断面が、半円形、又は、頂点を長軸側の頂点とする半楕円形、の半球状であること、又は、円柱の長さが前記円柱の断面の直径以上である円柱状であることで、前記押圧の前記堅い平底面への伝達を容易にしたことを特徴とする。
前記介在体は、前記介在体の頂点を通り縦に切った断面が、半円形、又は、頂点を長軸側の頂点とする半楕円形、の半球状であること、又は、円柱の長さが前記円柱の断面の直径以上である円柱状であることで、前記押圧の前記堅い平底面への伝達を容易にしたことを特徴とする。
【0007】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の接触センサにおいて、
前記介在体が２つの部分を有して構成され、一方の部分は、堅い前記平底面を持った平底面基体であり、他方の部分は、前記凸状面を持った凸状面基体であり、前記凸状面基体の前記凸状面とは反対側の部分と、前記平底面基体の前記平底面とは反対側の部分とが、一方が他方に対して嵌る雄雌の関係で嵌り合い、且つ、前記凸状面基体の前記凸状面とは反対側の部分と、前記平底面基体の前記平底面とは反対側の部分とは、前記嵌り合う方向の軸に対して傾斜させる動作が可能であることで、前記凸状面基体の横方向の移動により、前記平底面基体において前記傾斜がなされ、前記スイッチを押す構成にしたことを特徴とする。
前記介在体が２つの部分を有して構成され、一方の部分は、堅い前記平底面を持った平底面基体であり、他方の部分は、前記凸状面を持った凸状面基体であり、前記凸状面基体の前記凸状面とは反対側の部分と、前記平底面基体の前記平底面とは反対側の部分とが、一方が他方に対して嵌る雄雌の関係で嵌り合い、且つ、前記凸状面基体の前記凸状面とは反対側の部分と、前記平底面基体の前記平底面とは反対側の部分とは、前記嵌り合う方向の軸に対して傾斜させる動作が可能であることで、前記凸状面基体の横方向の移動により、前記平底面基体において前記傾斜がなされ、前記スイッチを押す構成にしたことを特徴とする。
【0008】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の接触センサにおいて、前記カバーの外側の延長側に長く伸びた柔軟性素材による接触延長部を備えることで、長さ方向に接触部を広げることで、前記接触の検出範囲を拡大したことを特徴とする。
【0009】
請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の接触センサにおいて、前記スイッチは、前記押圧に対して衝突破壊のないように、前記押圧により前記スイッチの電極が離間する構造か、又は、スイッチの二つの電極が電極面に平行に互いに対しスライドし接触離間するものであり、接触面が押圧による動きの向きと平行である構造を有することを特徴とする。
【0010】
請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の接触センサにおいて、前記スイッチは、前記押圧により前記スイッチを動作させる方向に直角な方向、即ち、前記スイッチが使用される対面にある前記堅い平底面の周りのいずれの方向からも動作可能な等方向性スイッチ（第一）であることを特徴とする。
【0011】
請求項７記載の発明は、請求項６に記載の接触センサにおいて、
前記等方向性スイッチ（第一）は、縦横又は斜め又は円周状に複数個配置し、前記複数個の前記スイッチのどれがスイッチオンになっても動作する回路にすることで、いずれの方向からの押圧にも対処したことを特徴とする。
前記等方向性スイッチ（第一）は、縦横又は斜め又は円周状に複数個配置し、前記複数個の前記スイッチのどれがスイッチオンになっても動作する回路にすることで、いずれの方向からの押圧にも対処したことを特徴とする。
【0012】
請求項８記載の発明は、請求項６に記載の接触センサにおいて、
前記等方向性スイッチ（第一）は、前記等方向性スイッチ（第一）の２つの接触端子が同径且つ同心円の円盤状で近接して平行に離間していて、どの方向からであっても前記押圧によって一方の接触端子が傾いたことで、他方の接触端子に接触することを特徴とする。
前記等方向性スイッチ（第一）は、前記等方向性スイッチ（第一）の２つの接触端子が同径且つ同心円の円盤状で近接して平行に離間していて、どの方向からであっても前記押圧によって一方の接触端子が傾いたことで、他方の接触端子に接触することを特徴とする。
【0013】
請求項９記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の接触センサにおいて、棒状の棒状基体を前記回路基板側に取付けたことを特徴とする。
【0014】
請求項１０記載の発明は、請求項９に記載の接触センサにおいて、
横方向のいずれの方向からの前記押圧にも対応するように、前記押圧により互いにスライドする２枚の近接した平行電極を用いて、横方向のいずれの方向からの応力にも応答する等方向性スイッチ（第二）を、前記接触センサと前記接触センサの前記回路基板側に取付けた棒状の棒状基体との接続点又は接続点より前記棒状基体側のいずれかの場所に備えたことを特徴とする。
横方向のいずれの方向からの前記押圧にも対応するように、前記押圧により互いにスライドする２枚の近接した平行電極を用いて、横方向のいずれの方向からの応力にも応答する等方向性スイッチ（第二）を、前記接触センサと前記接触センサの前記回路基板側に取付けた棒状の棒状基体との接続点又は接続点より前記棒状基体側のいずれかの場所に備えたことを特徴とする。
【0015】
請求項１１記載の発明は、請求項９又は請求項１０記載の接触センサにおいて、
前記棒状基体は、前記棒状基体の軸の周りに回転する回転結合部と前記棒状基体が２分した接続部で回転傾斜する傾斜結合部を有することで、横からの前記押圧があった場合に、前記棒状基体が傾斜を可能とする方向に前記回転結合部で回転し、前記棒状基体が傾斜をさせ、前記傾斜を検出する傾斜センサを動作させることで、横方向の検出性を向上させたことを特徴とする。
前記棒状基体は、前記棒状基体の軸の周りに回転する回転結合部と前記棒状基体が２分した接続部で回転傾斜する傾斜結合部を有することで、横からの前記押圧があった場合に、前記棒状基体が傾斜を可能とする方向に前記回転結合部で回転し、前記棒状基体が傾斜をさせ、前記傾斜を検出する傾斜センサを動作させることで、横方向の検出性を向上させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
以上の様に構成されているので、本発明による接触センサでは、スイッチを押す方向と、その横方向からの押圧に対応し、更に、スイッチへの破壊的過度の衝撃を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明にかかる接触センサの一実施態様を示す図である。
【図2】本発明にかかる接触センサの他の実施態様を示す図であり、幅（横）方向の検出性を向上するためのものである。
【図3】本発明にかかる接触センサの他の実施態様を示す図であり、長さ（縦）方向の検出性を向上するためのものである。
【図4】本発明にかかる接触センサの他の実施態様を示す図であり、幅（横）方向の検出性を向上するための他の例である。
【図5】本発明にかかる接触センサの他の実施態様を示す図であり、幅（横）方向の検出性を向上するための他の例である。
【図6】従来の接触センサの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図１は、本発明にかかる接触センサの一実施態様を示す図である。１－Ａにおいて、接触センサ１００は、接触による押圧を受けてｏｎ／ｏｆｆ動作するスイッチ１１０を有する回路基板１２０と、スイッチ１１０を押す側には、接触による押圧を受ける押圧受体１３０を有し、押圧受体１３０は、押圧により凹むカバー１３１と、その内側にあって、接触の衝撃を緩和するゲル等の緩和材１３２と、更に、その内側にあって押圧を仲介しスイッチ１１０に伝達する為に、スイッチ１１０に近接した堅い平底面をもった介在体１３３を有し、介在体１３３の平面とは反対側は、凸状面を有し、その形状に倣い、緩和材１３２とカバー１３１の形状が形成されることで、スイッチ１１０を押す等、動作させる方向だけでなく、これとは角度のある斜めの方向、或いは直角な角度の横方向からの押圧にも検出性を向上させたものである。
尚、介在体１３３の凸状面側は、堅さにこだわらないが、堅い平底面を傾斜させるために押圧の伝達を有効にするための堅さは必要である。従って、堅い平底面を含めて介在体１３３は堅い方が好都合である。
尚、介在体１３３の凸状面側は、堅さにこだわらないが、堅い平底面を傾斜させるために押圧の伝達を有効にするための堅さは必要である。従って、堅い平底面を含めて介在体１３３は堅い方が好都合である。
【0019】
１－Ｂには、接触センサ１００を棒状基体１４０の先端に取付けた状態であり、棒状基体１４０には、発光表示灯その他の電気回路を搭載したり、衝撃緩衝用のバネ等や、横曲がりをさせる部材を取付けることも可能である。
【0020】
１－Ｃには、スイッチ基体１１１に対してスイッチノブ１１２を押圧することで動作するスイッチを示すが、通常のプッシュスイッチが使える他、強い押圧に対して衝突破壊のないように押圧によりスイッチの電極が離間する構造か、又は、スイッチの電極が相互にスライドし、電極の側面で接触する構造のものを使用することが望ましい。前者では、押圧がない時は接触しているが、押圧があると離れるだけで押圧による衝撃は起こらない。後者では、二つの接触導体の接触面が押圧による動きの向きと平行なので、押圧による衝撃は起こらない。尚、スイッチ１１０は、どの方向からの押圧にも対応する等方向性スイッチ(第一）であることが好ましい。そのためには、例えば、スイッチの２つの接触端子が同径且つ同心円の円盤状で近接して平行に離間していて、押圧によって一方の接触端子が傾いた場合には、どの方向からでも、他方の接触端子に接触するようなスイッチを使うことが出来る。又は、通常の等方向性でないスイッチを縦横、又は斜め、又は円周状に複数個配置し、そのどれがスイッチオンになっても動作する回路にすることで、等方向性スイッチ（第一）と同じ作用をさせることができる。即ち、斜め方向又は横方向の押圧で介在体１３３が斜めになり、介在体１３３の堅い平底面が斜めになりスイッチ１１０側にせり出すことで、複数個の内、いずれか１つはスイッチＯＮに押し込まれるからである。
【0021】
尚、１－Ｄー１から１－Ｄ－４を用いて、縦から斜め更には横方向の応力に対応して、スイッチ１１０を押し込む等動作させることが可能なことを詳述する。請求項では、縦方向を、スイッチ１１０を押す等動作させる方向と同じ方向（堅い平底面に直角）、横方向を、スイッチ１１０を押す等動作させる方向と直角な方向（堅い平底面に平行）と表現している。
１－Ｄ－１では、押圧（図の上から下の矢印）が、スイッチを押す等動作させる方向に平行（上記の介在体１３３の堅い平底面に直角）の場合であり、当然、押圧で介在体１３３の堅い平底面が動きスイッチ１１０を動作させる。
１－Ｄ－２では、押圧（図の斜め矢印）が、斜め方向であって、押圧の示す線の延長に介在体１３３の堅い平底面の中心がなくずれがある場合であり、押圧受体１３０は、回路基板１２０側との組み立て結合により、結合部周辺は傾く程度以上には動かない状態であるので、堅い平底面の中心を回転軸として押圧の示す線との距離の長さを回転片（例えば、自転車のペダルの付いた回転中心から伸びたアームに相当）にした回転トルクが押圧によりかかり、回転動作により、押圧受体１３０が、従って、堅い平底面が傾き、下にせり出した方が、スイッチ１１０を動作させる。
１－Ｄー３では、押圧（図の斜め矢印）が、斜め方向であって、押圧の示す線の延長に介在体１３３の堅い平底面の中心がある場合であり、１－Ｄ－２の様な回転トルクはないが、堅い平底面に直角方向の押圧の分力で介在体１３３の堅い平底面が動き、スイッチ１１０を動作させる。
１－Ｄ－４では、押圧（図の横の矢印）が、横（介在体１３３の堅い平底面に平行）方向であって、１－Ｄ－２と同様に、堅い平底面の中心を回転片として堅い平底面と押圧の示す線との距離の長さを回転片にした回転トルクが押圧によりかかり、回転動作により、押圧受体１３０が、従って、堅い平底面が傾き、下にせり出した方が、スイッチ１１０を動作させる。
１－Ｄ－１では、押圧（図の上から下の矢印）が、スイッチを押す等動作させる方向に平行（上記の介在体１３３の堅い平底面に直角）の場合であり、当然、押圧で介在体１３３の堅い平底面が動きスイッチ１１０を動作させる。
１－Ｄ－２では、押圧（図の斜め矢印）が、斜め方向であって、押圧の示す線の延長に介在体１３３の堅い平底面の中心がなくずれがある場合であり、押圧受体１３０は、回路基板１２０側との組み立て結合により、結合部周辺は傾く程度以上には動かない状態であるので、堅い平底面の中心を回転軸として押圧の示す線との距離の長さを回転片（例えば、自転車のペダルの付いた回転中心から伸びたアームに相当）にした回転トルクが押圧によりかかり、回転動作により、押圧受体１３０が、従って、堅い平底面が傾き、下にせり出した方が、スイッチ１１０を動作させる。
１－Ｄー３では、押圧（図の斜め矢印）が、斜め方向であって、押圧の示す線の延長に介在体１３３の堅い平底面の中心がある場合であり、１－Ｄ－２の様な回転トルクはないが、堅い平底面に直角方向の押圧の分力で介在体１３３の堅い平底面が動き、スイッチ１１０を動作させる。
１－Ｄ－４では、押圧（図の横の矢印）が、横（介在体１３３の堅い平底面に平行）方向であって、１－Ｄ－２と同様に、堅い平底面の中心を回転片として堅い平底面と押圧の示す線との距離の長さを回転片にした回転トルクが押圧によりかかり、回転動作により、押圧受体１３０が、従って、堅い平底面が傾き、下にせり出した方が、スイッチ１１０を動作させる。
【0022】
１－Ｄー１から１－Ｄ－４のいずれの場合、従って、縦、斜め、横いずれの方向からの応力にも対応してスイッチ１１０が動作可能である。介在体１３３の堅い平底面がスイッチ１１０方向に動く又は介在体１３３の堅い平底面が傾くことによる下へのせり出しによって、スイッチ１１０の動作がなされる。
尚、押圧受体１３０は、回路基板１２０側との組み立て結合により、結合部周辺は傾く程度以上には、動かない状態であることは、どの場合でも同じである。
尚、更に、介在体１３３は、頂点を通り縦に切った断面が、半円形、又は、頂点を長軸側の頂点とする半楕円形、の半球状であることが押圧の応力の伝達に好ましい。しかしながら、半円形や半楕円形にこだわらず、円柱状にすることでも応力の伝達に支障がなく出来る。円柱状の場合には、円柱の長さは、円柱の断面の直径以上であることが好ましい。半円形、半楕円形、円柱状などその組み合わせも可能である。
尚、押圧受体１３０は、回路基板１２０側との組み立て結合により、結合部周辺は傾く程度以上には、動かない状態であることは、どの場合でも同じである。
尚、更に、介在体１３３は、頂点を通り縦に切った断面が、半円形、又は、頂点を長軸側の頂点とする半楕円形、の半球状であることが押圧の応力の伝達に好ましい。しかしながら、半円形や半楕円形にこだわらず、円柱状にすることでも応力の伝達に支障がなく出来る。円柱状の場合には、円柱の長さは、円柱の断面の直径以上であることが好ましい。半円形、半楕円形、円柱状などその組み合わせも可能である。
【0023】
図２は、本発明にかかる接触センサの他の実施態様を示す図であり、幅（横）方向の検出性を向上するためのものである。図１との違いを挙げると、介在体１３３が２つの部分でできていて、一方は、堅い平底面を持った平底面基体１３３Ａ、他方は、凸状面を持った凸状面基体１３３Ｂであり、凸状面基体１３３Ｂの凸状面とは反対側の部分と、平底面基体１３３Ａの平底面とは反対側の部分とが回転嵌め合い構造をしており、凸状面基体１３３Ｂの横方向の移動により、平底面基体１３３Ａが回転して傾き、スイッチ１１０を押す構成にしたもので、幅（横）方向の検出性を向上することが出来る。２－Ｂには、２－Ａの斜視図を示し、回転嵌め合い構造が、球形の凹凸状形状の場合であり、２－Ｃには、回転嵌め合い構造が、円錐の凹凸状形状の場合である。
【0024】
図３は、本発明にかかる接触センサの他の実施態様を示す図であり、長さ（縦）方向の検出性を向上するものである。カバー１３１の外側（凸状部）の延長側に長く伸びたゴム等の柔軟性素材による接触延長部３１０を備えたものである。これがあると、長さ方向に接触部が拡大するので、接触の検出範囲が拡大し、衝撃も緩和される。勿論、カバー１３１と接触延長部３１０とは、同一体構成でもよい。
【0025】
図４は、本発明にかかる接触センサの他の実施態様を示す図であり、幅（横）方向の検出性を向上するための他の例である。
図４のものでは、図１から図３の構成を更に補助するものとして、横からのいずれの方向からの押圧にも対応する動作のために等方向性スイッチ４１０を付加することができる。
この補助の等方向性スイッチ４１０では、押圧により互いにスライドする２枚の近接した平行電極を用いて、横方向のいずれの方向からの応力にも応答する。等方向性スイッチ４１０は、例えば、電極間の静電容量の変化により押圧を判別出来る。等方向性スイッチ４１０は、４－Ａ、４－Ｂ、４－Ｃに△で位置を示すように、接触センサ１００と棒状基体１４０との接続点又は接続点より棒状基体１４０側のいずれの場所に備えてもよい。
図４のものでは、図１から図３の構成を更に補助するものとして、横からのいずれの方向からの押圧にも対応する動作のために等方向性スイッチ４１０を付加することができる。
この補助の等方向性スイッチ４１０では、押圧により互いにスライドする２枚の近接した平行電極を用いて、横方向のいずれの方向からの応力にも応答する。等方向性スイッチ４１０は、例えば、電極間の静電容量の変化により押圧を判別出来る。等方向性スイッチ４１０は、４－Ａ、４－Ｂ、４－Ｃに△で位置を示すように、接触センサ１００と棒状基体１４０との接続点又は接続点より棒状基体１４０側のいずれの場所に備えてもよい。
【0026】
図５は、本発明にかかる接触センサの他の実施態様を示す図であり、幅（横）方向の検出性を向上するための他の例である。
棒状基体１４０は、その軸の周りに回転する回転結合部５１０と棒状基体１４０が前記棒状基体が２分した接続部で回転傾斜する傾斜結合部５２０とを有することで、横からの押圧が来ると、押圧による力を逃がす向きに、即ち、棒状基体１４０が傾斜を可能とする方向に先ず回転結合部５１０で回転し、該接続部を介して棒状基体１４０が傾斜をし、傾斜を検出する傾斜センサ５３０（図示せず）を動作させることで、幅（横）方向の検出性を向上させ、接触センサ１００の動作を補助するものである。回転結合部５１０と傾斜結合部５２０により、横方向のどの方向からの押圧にも対応して、等方向性の動作となる。
棒状基体１４０は、その軸の周りに回転する回転結合部５１０と棒状基体１４０が前記棒状基体が２分した接続部で回転傾斜する傾斜結合部５２０とを有することで、横からの押圧が来ると、押圧による力を逃がす向きに、即ち、棒状基体１４０が傾斜を可能とする方向に先ず回転結合部５１０で回転し、該接続部を介して棒状基体１４０が傾斜をし、傾斜を検出する傾斜センサ５３０（図示せず）を動作させることで、幅（横）方向の検出性を向上させ、接触センサ１００の動作を補助するものである。回転結合部５１０と傾斜結合部５２０により、横方向のどの方向からの押圧にも対応して、等方向性の動作となる。
【0027】
尚、接触センサに押圧が除かれた場合は、スイッチ１１０を押していない状態に押圧受体１３０、緩和材１３２，カバー１３１の位置が復帰することは当然であり、緩和材１３２，カバー１３１の復元弾性により復帰してもよいし、図示はないが、押圧受体１３０と回路基板１２０間に復元のためのバネ等を付設してもよいことは当然である。
【0028】
尚、等方向性スイッチについては、等方向性スイッチ（第一）と等方向性スイッチ（第二）を区別した表現とした。
【産業上の利用可能性】
【0029】
以上のように本発明にかかる接触センサでは、スイッチを押す方向と、その横方向、或いは斜め方向からの押圧に対応し、更に、スイッチへの破壊的過度衝撃を緩和するので、産業上利用して極めて好都合である。
【0030】
１００ 接触センサ
１１０ スイッチ
１１１ スイッチ基体
１１２ スイッチノブ
１２０ 回路基板
１３０ 押圧受体
１３１ カバー
１３２ 緩和材
１３３ 介在体
１３３Ａ 平底面基体
１３３Ｂ 凸状面基体
１４０ 棒状基体
３１０ 接触延長部
４１０ 等方向性スイッチ（第二）
５１０ 回転結合部
５２０ 傾斜結合部
５３０ 傾斜センサ
１１０ スイッチ
１１１ スイッチ基体
１１２ スイッチノブ
１２０ 回路基板
１３０ 押圧受体
１３１ カバー
１３２ 緩和材
１３３ 介在体
１３３Ａ 平底面基体
１３３Ｂ 凸状面基体
１４０ 棒状基体
３１０ 接触延長部
４１０ 等方向性スイッチ（第二）
５１０ 回転結合部
５２０ 傾斜結合部
５３０ 傾斜センサ