特開 2023-86146 等方性スイッチ

(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】P2023086146

(43)【公開日】2023-06-22

(54)【発明の名称】等方性スイッチ

(51)【国際特許分類】

   H01H 25/00 20060101AFI20230615BHJP

【ＦＩ】

H01H25/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021200464

(22)【出願日】2021-12-10

(71)【出願人】

【識別番号】396020132

【氏名又は名称】株式会社システック

(72)【発明者】

【氏名】香高 孝之

(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

【Ｆターム（参考）】

5G031AS16H

5G031AS23F

5G031AS23H

5G031AS23Z

5G031KS07

5G031KS10

5G031KS24

(57)【要約】

【課題】
本発明の課題は、簡単な構成で、３６０°面内のいずれの方向からの押圧によるスライドにも同じく動作する等方性スイッチを提供することである。
【解決手段】
本発明の等方性スイッチは、中心を同じにする二つの導電性円環が、所定の距離を有して配置され、導電性円環は、一方は、固定基台に固定した固定導電性円環であり、他方は、固定導電性円環の面に平行に移動可能な可動導電性円環であり、可動導電性円環を、導電性円環の面に平行な押圧で移動することで両導電性円環間の電気的特性がどの方向からの押圧でも等しく変化する構成となっている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心を同じにする二つの導電性円環が所定の距離を有して配置され、前記導電性円環は、一方は、固定基台に固定した固定導電性円環であり、他方は、前記固定導電性円環の面に平行に移動可能な可動導電性円環であり、前記可動導電性円環を前記固定導電性円環の面に平行な移動をさせ、前記固定導電性円環と前記可動導電性円環間の電気的特性が、どの方向からの押圧でも等しく変化する構成とし、前記固定導電性円環を支持する下部支持具と、前記可動導電性円環を支持する上部支持具とを有し、前記下部支持具と前記上部支持具は、両者間に拡縮性且つ復元性である拡縮復元部材を備えて互いに嵌り合い、押圧により拡縮し、前記固定導電性円環に対し前記可動導電性円環が移動し、前記押圧がなくなれば、復元するものであることを特徴とする等方性スイッチ。

【請求項2】

前記可動導電性円環を直接的又は間接的に把持する把持体を備え、前記把持体を押圧することで、前記可動導電性円環の前記平行な移動を行わせることを特徴とする請求項１記載の等方性スイッチ。

【請求項3】

前記上部支持具と前記把持体は、別体構成で接続されているか、又は、一体構成で前記上部支持具と前記把持体の機能を兼ねるものであることを特徴とする請求項２記載の等方性スイッチ。

【請求項4】

前記固定導電性円環と前記可動導電性円環は、内径と外径が各々同じで、両者の円環間が所定の距離だけ離れるか、又は、誘電性の薄層である誘電薄層を介することで静電容量を形成し、前記押圧により前記可動導電性円環が移動すれば、前記固定導電性円環と前記可動導電性円環の重なり量が減ることで前記静電容量が減少することにより、前記静電容量又は前記静電容量の変化量に所定の閾値を用いて電気的に判定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の等方性スイッチ。

【請求項5】

前記固定導電性円環と前記可動導電性円環は、径が違うことで、一方に他方が、所定の距離の間隔で内包され、前記可動導電性円環の移動により、同一面を介して両者が接触して導通する接触スイッチになっていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の等方性スイッチ。

【請求項6】

前記固定導電性円環と前記可動導電性円環が、各々２個の電気端子を有するコイルであり、一方の前記コイルに交流電流を流し、発生する電磁界を他方の前記コイルで検出することで、前記可動導電性円環の動きによる他方の前記コイルの電磁界強度を検出し、電磁界強度又は前記電磁界強度の変化量に所定の閾値を用いて電気的に判定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の等方性スイッチ。

【請求項7】

前記把持体途中に、衝撃緩和性の介在体を入れたことで、前記導電性円環の面の直角な方向からの押圧を緩和するものであることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１つに記載の等方性スイッチ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３６０°面内のいずれの方向からの押圧による移動にも同じく動作する等方性スイッチに関するものである。

【背景技術】

【0002】

図５は、従来のスイッチを示す図である。５－Ａのものは、特許文献１に示されているが、スイッチ操作部材２０の押し下げにより可動電極２２と電極２６．２７間の電極間距離が大きくなり静電容量が減少する。電極間距離を変えているもので、等方向性はない。
５－Ｂのものは、特許文献２に示されているが、上下の側面で固定電極１５と可動電極１３が向き合っていて、上下方向の押し下げにより、両電極の向き合った面積が変わり静電容量が変わることを利用している。等方向性はない。
５－Ｃのものは、特許文献３に示されているが、ケース４内で摺動機構６を摺動させると金属可動接触素子９がケース４の底面にある固定端子５１に接触する。等方向性はない。
５－Ｄのものは、特許文献４に示されているが、押し入力に対して水平にスライドする入力部があり、その移動により、垂直方向にある固定電極と可動電極の距離が変わる仕組みを有している。即ち、水平にスライドすると、可動電極が垂直方向で固定電極に近づき、静電容量が大きくなる。水平のスライドから可動電極を垂直方向で接近させる仕掛けは複雑で安定な動作を維持するのは難しいと思われる。
図６は、従来のスイッチの他の例を示す図である。
６－Ａのものは、特許文献５に示されているが、上側電極２１と分割された下側電極が向き合い、静電容量素子を形成している。両者の間に移動体基部５ｂ又は移動体５が介在物としてあり、この介在物が操作体３の横移動により、上側電極２１と下側電極の間に入る又は抜けるようになっている。下側電極は分割されているので、複数の静電容量があることになり、介在物の移動により、一方の静電容量が増えれば、反対側の静電容量は減ることになり、下側電極は分割数が多ければ、各静電容量の値からどの方向からどれだけ操作体３の横移動があったかを求めることができる。構成が、複雑なだけに、スイッチというより、横移動のアナログ量を測定する素子になっている。
それ以外に、他の例と違う点は、静電容量を構成する電極が両者とも固定電極になり、その代り、移動する介在物を用いたことである。
６－Ｂのものは、特許文献６に示されているが、下ケース２に複数の固定電極３ａから３ｄがあり、上ケース１も固定電極として、両者の静電容量を、両者間に位置する可動電極６をスライドさせる構造になっているので、６－Ａの介在物が可動電極６に対応していて、全体構成が、６－Ａと全く同じである。構成が、複雑なだけに、スイッチというより、横移動のアナログ量を測定する素子になっていることは同様である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－１７３０６８

【特許文献2】特開２０２１－１４０９０１

【特許文献3】特開２００６－２０９９７５

【特許文献4】特開２００８－１４６４１７

【特許文献5】特開２０１６－２０７３９７

【特許文献6】特開２００３－８４９１６

【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、簡単な構成で、３６０°面内のいずれの方向からの押圧による移動にも同じく動作する等方性スイッチ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、等方性スイッチであって、
中心を同じにする二つの導電性円環が所定の距離を有して配置され、前記導電性円環は、一方は、固定基台に固定した固定導電性円環であり、他方は、前記固定導電性円環の面に平行に移動可能な可動導電性円環であり、前記可動導電性円環を前記固定導電性円環の面に平行な移動をさせ、前記固定導電性円環と前記可動導電性円環間の電気的特性が、どの方向からの押圧でも等しく変化する構成とし、前記固定導電性円環を支持する下部支持具と、前記可動導電性円環を支持する上部支持具とを有し、前記下部支持具と前記上部支持具は、両者間に拡縮性且つ復元性である拡縮復元部材を備えて互いに嵌り合い、押圧により拡縮し、前記固定導電性円環に対し前記可動導電性円環が移動し、前記押圧がなくなれば、復元するものであることを特徴とする。

【0006】

請求項２記載の発明は、請求項１記載の等方性スイッチにおいて、
前記可動導電性円環を直接的又は間接的に把持する把持体を備え、前記把持体を押圧することで、前記可動導電性円環の前記平行な移動を行わせることを特徴とする。

【0007】

請求項３記載の発明は、請求項２記載の等方性スイッチにおいて、
前記上部支持具と前記把持体は、別体構成で接続されているか、又は、一体構成で前記上部支持具と前記把持体の機能を兼ねるものであることを特徴とする。

【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つに記載の等方性スイッチにおいて、前記固定導電性円環と前記可動導電性円環は、内径と外径が各々同じで、両者の円環間が所定の距離だけ離れるか、又は、誘電性の薄層である誘電薄層を介することで静電容量を形成し、前記押圧により前記可動導電性円環が移動すれば、前記固定導電性円環と前記可動導電性円環の重なり量が減ることで前記静電容量が減少することにより、前記静電容量又は前記静電容量の変化量に所定の閾値を用いて電気的に判定することを特徴とする。

【0009】

請求項５記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の等方性スイッチにおいて、前記固定導電性円環と前記可動導電性円環は、径が違うことで、一方に他方が、所定の距離の間隔で内包され、前記可動導電性円環の移動により、同一面を介して両者が接触して導通する接触スイッチになってい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３のいずれか１つに記載の等方性スイッチにおいて、前記固定導電性円環と前記可動導電性円環が、各々２個の電気端子を有するコイルであり、一方の前記コイルに交流電流を流し、発生する電磁界を他方の前記コイルで検出することで、前記可動導電性円環の動きによる他方の前記コイルの電磁界強度を検出し、電磁界強度又は前記電磁界強度の変化量に所定の閾値を用いて電気的に判定することを特徴とする。

【0011】

請求項７記載の発明は、請求項２から請求項６のいずれか１つに記載の等方性スイッチにおいて、前記把持体途中に、衝撃緩和性の介在体を入れたことで、前記導電性円環の面の直角な方向からの押圧を緩和するものであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

以上の様に構成されているので、本発明による等方性スイッチでは、３６０°面内のいずれの方向からの押圧による移動にも同じく動作する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明にかかる等方性スイッチの一実施態様を示す図である。

【図2】本発明にかかる等方性スイッチの他の実施態様を示す図である。

【図3】本発明にかかる等方性スイッチの他の実施態様を示す図である。

【図4】本発明にかかる等方性スイッチの実施態様の変更例を示す図である。

【図5】従来のスイッチを示す図である。

【図6】従来のスイッチの他の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明にかかる等方性スイッチ１００は、中心を同じにする二つの導電性円環１１０が、所定の距離を有して配置され、導電性円環１１０は、一方は、固定基台１２０に固定した固定導電性円環１１０Ａであり、他方は、固定導電性円環１１０Ａの面に平行に移動可能な可動導電性円環１１０Ｂであり、可動導電性円環１１０Ｂを直接的又は間接的に把持する把持体１３０を押圧することで、可動導電性円環１１０Ｂを固定導電性円環１１０Ａの面に平行な移動をさせ、固定導電性円環１１０Ａと可動導電性円環１１０Ｂ間の電気的特性が、どの方向からの押圧でも等しく変化する構成とし、
更に、固定導電性円環１１０Ａを支持する下部支持具１４０Ａと、可動導電性円環１１０Ｂを支持し、把持体１３０に接続した上部支持具１４０Ｂとを有し、下部支持具１４０Ａと上部支持具１４０Ｂは、両者間にバネ、クッション等の拡縮性且つ復元性である拡縮復元部材１５０を備えて互いに嵌り合い、押圧により拡縮し、固定導電性円環１１０Ａに対し可動導電性円環１１０Ｂが移動し、押圧がなくなれば、復元するものである。
尚、上部支持具１４０Ｂと把持体１３０は、別体構成であっても、一体構成で両者の機能を兼ねるものであってもよい。
図１は、本発明にかかる等方性スイッチの一実施態様を示す図である。
１－Ａは斜視図、１－Ｂは断面図を示す。
この例は、固定導電性円環１１０Ａと可動導電性円環１１０Ｂは、内径と外径が各々同じで、両者の円環間が所定の距離だけ離れるか、又は、誘電性の薄層である誘電薄層１６０を介することで静電容量を形成し、可動導電性円環１１０Ｂが移動すれば、固定導電性円環１１０Ａと可動導電性円環１１０Ｂの重なり量が減るので、静電容量が減少することを利用して両者間の静電容量の変化を検出するものである。静電容量又はその変化量に所定の閾値を用いて電気的に判定し、スイッチとして動作させる。

【0015】

図２は、本発明にかかる等方性スイッチの他の実施態様を示す図である。
図１との違いを述べる。固定導電性円環１１０Ａと可動導電性円環１１０Ｂは、径が違い、一方に他方が、所定の距離の間隔で内包され、可動導電性円環１１０Ｂの移動により、同一面を介して両者が接触して導通する接触スイッチになっている。そのため、固定導電性円環１１０Ａと可動導電性円環１１０Ｂは、同一面の表裏にあり離間する距離はなく、誘電性の薄層１６０の様な介在物もない。

【0016】

図３は、本発明にかかる等方性スイッチの他の実施態様を示す図である。
図１及び図２との違いを述べる。固定導電性円環１１０Ａと可動導電性円環１１０Ｂには、
図１及び図２の場合は、各々、１個の電気端子が描かれていた。これは、前者が静電容量、後者が、電気端子の接触を検出するものだからである。これらに対して、図３では、固定導電性円環１１０Ａと可動導電性円環１１０Ｂが、各々２個の電気端子３１０Ａ、３１０Ｂを有して描かれている。これは、コイルを意味している。一方のコイルに交流電流を流し、それにより発生する電磁界を他方のコイルで検出する。可動導電性円環１１０Ｂが動けば、他方のコイルに鎖交する電磁力線の量が変化し検出される電磁界強度が変わるので、電磁界強度又はその変化量に所定の閾値を用いて電気的に判定し、スイッチとして動作させる。

【0017】

図４は、本発明にかかる等方性スイッチの実施態様の変更例を示す図である。
図１から図３の等方性スイッチに共通して、把持体１３０の途中に、衝撃緩和性の介在体４１０を入れた例であり、導電性円環１１０の面の直角な方向（図で、上方向）からの意図しない押圧を緩和するものである。

【産業上の利用可能性】

【0018】

以上のように本発明にかかる等方性スイッチは、簡単な構成で、３６０°面内のいずれの方向からの押圧によるスライドにも同じく動作するので、産業上利用して極めて好都合である。

【0019】

１００ 等方性スイッチ
１１０ 導電性円環
１１０Ａ 固定導電性円環
１１０Ｂ 可動導電性円環
１２０ 固定基台
１３０ 把持体
１４０Ａ 下部支持具
１４０Ｂ 上部支持具
１５０ 拡縮復元部材
１６０ 誘電薄層
３１０Ａ、３１０Ｂ 電気端子
４１０ 介在体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】