【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、加圧位置検出装置、特
に、例えば工業用ロボットハンドや３次元位置・姿勢の
ポインチングデバイス（３次元マウス）などの触覚セン
サとして好適な加圧位置検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure position detecting device, and more particularly, to a pressure position detecting device suitable for a tactile sensor such as an industrial robot hand or a three-dimensional position / orientation pointing device (three-dimensional mouse). Regarding the device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、例えば工業用ロボットハンドにお
いて、そのフィンガ部に各種センサを設けておき、これ
らのセンサを介して、ロボットが物品を確実に掴んだか
否かの判断や、このときの物品の形状の把握などを行う
ことが広く行われている。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in an industrial robot hand, various sensors are provided on the fingers of the robot hand, and it is possible to judge whether or not the robot securely grasps the article through these sensors, and the article at this time. It is widely practiced to grasp the shape of the.
【０００３】この種のセンサとしては、各種の歪ゲージ
やピエゾ素子、マイクロスイッチなどを利用したものの
他に、例えば図８に示すように、平板シート状で複数の
導通部を平面上にマトリックス状に配設した、いわゆる
触覚センサ（タクタイルセンサ）が一般に知られてい
る。As this type of sensor, in addition to those using various strain gauges, piezo elements, microswitches, etc., for example, as shown in FIG. 8, a flat sheet shape and a plurality of conducting parts are arranged in a matrix on a plane. A so-called tactile sensor (tactile sensor) arranged in the above is generally known.
【０００４】すなわち、この触覚センサ１は、例えばポ
リエステルなどからなる一対の平板状のベースシート２
ａ、２ｂを備え、一方のベースシート２ａの片面に所定
の幅で直線状に延びる行電極３を所定のピッチＰ１（例
えば、Ｐ１＝２．５４ｍｍ）で、他方のベースシート２
ｂの片面に所定の幅で、前記行電極３と直行する方向に
直線状に延びる列電極４を所定のピッチＰ２（例えば、
Ｐ２＝２．５４ｍｍ）でそれぞれ平行に形成し、これら
の各電極３、４の表面を、圧力を加えると導通する感圧
インク５で各行および列毎に被覆して、両電極３、４
を、感圧インク５を介在させつつサンドイッチ状に挟み
込んで構成したものである。That is, the tactile sensor 1 includes a pair of flat base sheets 2 made of, for example, polyester.
a and 2b, and the row electrodes 3 linearly extending with a predetermined width on one surface of one base sheet 2a at a predetermined pitch P1 (for example, P1 = 2.54 mm), the other base sheet 2
A column electrode 4 having a predetermined width on one side of b and extending linearly in a direction orthogonal to the row electrode 3 has a predetermined pitch P2 (for example,
P2 = 2.54 mm), and the surfaces of the electrodes 3 and 4 are covered with the pressure-sensitive ink 5 that conducts when pressure is applied, for each row and column.
Is sandwiched between the pressure-sensitive ink 5 and the pressure-sensitive ink 5.
【０００５】この触覚センサ１の場合、行電極３と列電
極４との各交差部に、矩形状の導通部がベースシート２
ａ、２ｂのほぼ全域に亘ってマトリックス状に形成さ
れ、触覚センサ１の一部にその厚さ方向から圧力が加え
られると、この圧力が加えられた部位に位置する導通
部、すなわち行電極３と列電極４との交差部が感圧イン
ク５を介して導通し、かつこの加えられた圧力に対応し
た導通部の抵抗値から、このときの位置および圧力を電
気信号として捉えるようになっている。In the case of this tactile sensor 1, a rectangular conductive portion is provided at each intersection of the row electrode 3 and the column electrode 4 with the base sheet 2.
When a pressure is applied to a part of the tactile sensor 1 in a matrix form over almost the entire area of a and 2b, the conducting portion located at the portion where the pressure is applied, that is, the row electrode 3 The intersection between the column electrode 4 and the column electrode 4 is conducted via the pressure-sensitive ink 5, and the position and pressure at this time can be grasped as an electric signal from the resistance value of the conducting portion corresponding to the applied pressure. There is.
【０００６】ここに、前記平板シート状の触覚センサ１
を使用して、例えば曲面上の圧力分布を検出しようとす
ると、触覚センサ１を被検出物の曲面形状に合わせた形
状に成形する必要がある。また、３次元位置・姿勢のポ
インチングデバイス（３次元マウス）として使用する場
合には、最適には球面形状に成形する必要がある。Here, the flat sheet-shaped tactile sensor 1 is used.
For example, when trying to detect the pressure distribution on a curved surface by using, it is necessary to shape the tactile sensor 1 into a shape that matches the curved shape of the object to be detected. When used as a pointing device (three-dimensional mouse) for three-dimensional position / orientation, it is optimally required to form a spherical shape.
【０００７】一方、例えばプリント回路基板などの検査
用として、シリコーンゴムなどの高分子物質と導電粒子
からなるシート状の複合導電材料で構成された異方導電
性シートが知られている。On the other hand, for inspection of, for example, a printed circuit board, an anisotropic conductive sheet made of a sheet-shaped composite conductive material composed of a polymeric substance such as silicone rubber and conductive particles is known.
【０００８】この導電性シートは、シートの厚さ方向に
沿って導電粒子が並ぶ導電部が、シート面上に平均し
て、または検査電極のパターンに合わせて遍在して形成
され、シートの厚さ方向の加圧により励起されるシート
の歪によって、この加圧された部位に位置する前記導電
部の各導電粒子同士が、互いに接触してシートの厚さ方
向に選択的に導電するようにしたものである。（例え
ば、特公昭56ー48951号公報、特開昭51ー93393号公報、特
開昭53ー14772号公報および特開昭54ー146873 号公報）In this conductive sheet, conductive portions in which conductive particles are arranged along the thickness direction of the sheet are formed on the surface of the sheet evenly or in accord with the pattern of the inspection electrodes. Due to the strain of the sheet excited by the pressurization in the thickness direction, the conductive particles of the conductive part located in the pressed part come into contact with each other and selectively conduct in the thickness direction of the sheet. It is the one. (For example, JP-B-56-48951, JP-A-51-93393, JP-A-53-14772 and JP-A-54-1468873)
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記触
覚センサにおいて、例えば円筒状の形状に形成すること
は、円柱状部材に平板シート状の触覚センサを巻き付け
ることによって、比較的容易に行うことができるが、球
形状や複雑な曲面を形成させる場合には、継ぎ目やしわ
が生じたりして、期待する形状が得られないなど、任意
の曲面に沿った形状に形成させることが困難であった。However, forming the tactile sensor into, for example, a cylindrical shape can be performed relatively easily by winding the flat sheet tactile sensor around a cylindrical member. However, when a spherical shape or a complicated curved surface is formed, it is difficult to form a shape along an arbitrary curved surface such as a seam or a wrinkle, and an expected shape cannot be obtained.
【００１０】また、前記導電性シートは、主にプリント
回路基板やＩＣなどの検査用に使用され、平板状に広が
った平板シート状に形成されており、弾性を有するもの
の、これを球形状や複雑な曲面を形成させようとする
と、前述と同様に困難であった。The conductive sheet is mainly used for inspecting printed circuit boards, ICs, etc., and is formed in a flat sheet shape that spreads in a flat shape. As with the above, it was difficult to form a complicated curved surface.
【００１１】さらに、球形状や複雑な曲面を形成させた
前記触覚センサの表面に、例えば導電性ゴムをコーティ
ングしたり、または導電性塗料を塗布する場合は、コー
ティングされたゴムの強度がでなかったり、塗布後の導
電性塗料に割れが発生したりするという問題点があっ
た。Furthermore, when the surface of the tactile sensor having a spherical shape or a complicated curved surface is coated with, for example, a conductive rubber or a conductive paint, the strength of the coated rubber is not good. There is also a problem that the conductive paint after application may be cracked.
【００１２】このため、前記触覚センサの組立時間が長
くなるとともに、組立コストが増加するという問題点が
あった。Therefore, there is a problem that the tactile sensor assembling time becomes long and the assembling cost increases.
【００１３】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的は前記問題点を解消し、導電性シートを使用
し、ほぼ平面、または球面状に形成されたシート面の一
部を、その厚さ方向に圧力を加えたとき、該加圧された
前記シート面上の位置を確実に検出し得るような加圧位
置検出装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above points,
The purpose is to solve the above-mentioned problems, and when a conductive sheet is used and a part of a sheet surface formed in a substantially flat surface or a spherical shape is applied with pressure in the thickness direction, the pressure is applied. An object of the present invention is to provide a pressure position detection device capable of surely detecting the position on the sheet surface.
【００１４】本発明の他の目的は前記問題点を解消し、
組立時間が短く、かつ組立コストが安価な、導電性シー
トを使用した加圧位置検出装置を提供することにある。Another object of the present invention is to solve the above problems,
An object of the present invention is to provide a pressure position detection device that uses a conductive sheet and has a short assembly time and a low assembly cost.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、次のとおりである。The structure of the present invention for achieving the above object is as follows.
【００１６】（１） ここで導電性シートとは、絶縁性
で弾性を有する高分子物質と、粒径が１０〜４００μｍ
程度の導電粒子とを、該導電粒子が前記高分子物質に対
して、前記プリント回路基板検査用導電性シートに比較
して、導電粒子が多めとなるほぼ５０重量％の割合で混
練して、シート状で任意の曲面に沿った形状に成形し、
前記高分子物質の内部に、該シートの厚さ方向に沿って
前記導電粒子が並ぶ導電部を形成するとともに、該シー
トの一部をその厚さ方向に加圧するとき、該シートの導
電粒子含有量が多いために、広がり方向にも導電部が形
成され、該加圧された同一面間が導通することを特徴と
する。(1) Here, the conductive sheet is a polymer substance having an insulating property and elasticity, and a particle size of 10 to 400 μm.
And about 50% by weight of the conductive particles to the polymer substance at a ratio of about 50% by weight, which is larger than the conductive sheet for printed circuit board inspection. Molded into a sheet shape along any curved surface,
Inside the polymeric substance, a conductive part in which the conductive particles are arranged along the thickness direction of the sheet is formed, and when a part of the sheet is pressed in the thickness direction, the conductive particles are contained in the sheet. Since the amount is large, a conductive portion is formed also in the spreading direction, and the pressurized same surface is electrically connected.
【００１７】（２） プリント基板の端面からみて、該
プリント基板の一方の面に、所定方向（Ｘ，Ｙ座標にお
けるＸ軸方向）に所定ピッチで金属箔が形成され、他方
の面に金属箔が全面に貼着されたプリント基板を、その
厚さ方向（Ｙ軸方向）に絶縁材を挟んで複数積層したも
ので、前記プリント基板の一方の面の前記各Ｘ軸方向の
同一Ｘ値に位置する前記金属箔を、導線により相互に接
続して、外部に導出するとともに、、前記プリント基板
の他方の面の前記全面金属箔を、それぞれの導線で接続
して、外部に導出し、さらに、前記積層プリント基板の
前記端面に前記導電性シートを被着して、該導電性シー
トの一部を加圧すると、該加圧された部分の前記Ｘ軸に
位置する金属箔部分と前記Ｙ軸に位置する金属箔部分と
が該導電性シートを介して導通することにより、前記加
圧部分の位置を電気的に検出することを特徴とする前記
（１）の導電性シートを使用した加圧位置検出装置であ
る。。(2) As viewed from the end surface of the printed board, a metal foil is formed on one surface of the printed board at a predetermined pitch in a predetermined direction (X-axis direction in X and Y coordinates), and on the other surface, the metal foil. A plurality of printed circuit boards adhered over the entire surface with an insulating material sandwiched in the thickness direction (Y-axis direction), and have the same X value in each X-axis direction on one surface of the printed circuit board. The positioned metal foils are connected to each other by a lead wire and led out to the outside, and the whole metal foil on the other surface of the printed circuit board is connected to each lead wire to lead to the outside, When the conductive sheet is applied to the end face of the laminated printed circuit board and a part of the conductive sheet is pressed, the metal foil part positioned on the X axis and the Y part of the pressed part. The metal foil portion located on the axis defines the conductive sheet. The pressure position detecting device using the conductive sheet according to (1) above, wherein the position of the pressure portion is electrically detected by being electrically connected through the pressure position detecting device. .
【００１８】（３） プリント基板の端面が球面の一部
を形成するような該端面からみて、該プリント基板の一
方の面に、球面所定方向（経度方向）に所定ピッチで金
属箔が形成され、他方の面に金属箔が全面に貼着された
プリント基板を、その厚さ方向（緯度方向）に絶縁材を
挟んで複数積層した球形状のもので、前記プリント基板
の一方の面の前記各経度方向の同一経度に位置する前記
金属箔を、導線により相互に接続して、外部に導出する
とともに、、前記プリント基板の他方の面の前記全面金
属箔を、それぞれの導線で接続して、外部に導出し、さ
らに、前記積層プリント基板の前記球面に前記導電性シ
ートを被着して、該導電性シートの一部を加圧すると、
該加圧された部分の前記経度に位置する金属箔部分と前
記緯度に位置する金属箔部分とが該導電性シートを介し
て導通することにより、前記加圧部分の位置を電気的に
検出することを特徴とする加圧位置検出装置である。(3) A metal foil is formed on one surface of the printed circuit board at a predetermined pitch in a predetermined spherical surface direction (longitudinal direction) at a predetermined pitch, as viewed from the end surface of the printed circuit board forming a part of a spherical surface. , A spherical shape in which a plurality of printed circuit boards each having a metal foil adhered to the other surface are laminated with an insulating material sandwiched in the thickness direction (latitude direction) of the printed circuit board. The metal foils located at the same longitude in each longitude direction are connected to each other by a conductive wire and led out to the outside, and the whole metal foil on the other surface of the printed circuit board is connected by each conductive wire. When the conductive sheet is attached to the spherical surface of the laminated printed circuit board and a part of the conductive sheet is pressed,
The metal foil portion located at the longitude and the metal foil portion located at the latitude of the pressed portion are electrically connected to each other through the conductive sheet to electrically detect the position of the pressed portion. It is a pressurized position detection device characterized by the above.
【００１９】（４） 加圧導電性をもたない、通常の導
電性シートを用いる場合は、前記積層プリント基板の前
記球面の金属箔部分をエッチングなどの手法を用いて、
絶縁材面より少し凹とする。これにより、スイッチ機能
をもたせ、この端面に前記加圧導電性をもたない導電性
シートを被着して、該導電性シートの一部を加圧する
と、該加圧された部分の前記経度に位置する金属箔部分
と前記緯度に位置する金属箔部分とが該導電性シートを
介して導通することにより、前記加圧部分の位置を電気
的に検出することを特徴とする加圧位置検出装置であ
る。(4) When an ordinary conductive sheet having no pressure conductive property is used, the spherical metal foil portion of the laminated printed board is etched by a method such as
Be slightly concave from the insulation surface. As a result, a switch function is provided, and a conductive sheet having no pressure conductivity is attached to the end face, and when a part of the conductive sheet is pressed, the longitude of the pressed part is changed. Pressurized position detection, characterized in that the position of the pressed part is electrically detected by electrically connecting the metal foil part located at the position and the metal foil part located at the latitude through the conductive sheet. It is a device.
【００２０】[0020]
【作用】本発明は以上のように構成されているので、導
電性シート自体を所定の曲面形状に沿った形状に成形す
ることにより、平板シート状のものを任意に形状に形成
することができる。また、該導電性シートは、等方導電
性を有し、すなわちシート面上の一部に圧力が加わわる
とき、シート面の広がり方向に等方的に導通するので、
該導電性シートを使用した加圧位置検出装置は、該導電
性シート面上の一部に圧力が加わわると、該加圧された
部分に接しているプリント基板の複数対の金属箔部分が
該導電性シートを介して導通し、この導通信号により、
前記加圧部分の位置を電気的に検出することできる。Since the present invention is configured as described above, a flat sheet can be formed into an arbitrary shape by molding the conductive sheet itself into a shape along a predetermined curved surface shape. . Further, the conductive sheet has isotropic conductivity, that is, when pressure is applied to a part of the sheet surface, it conducts isotropically in the spreading direction of the sheet surface,
When a pressure is applied to a part on the surface of the conductive sheet, a pressure position detecting device using the conductive sheet causes a plurality of pairs of metal foil parts of the printed circuit board which are in contact with the pressed part. Conduction through the conductive sheet, the conduction signal,
The position of the pressing portion can be electrically detected.
【００２１】[0021]
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例
を例示的に詳しく説明する。図１は、本発明の第１実施
例を示す導電性シートの一部断面図で、本実施例は、導
電性シートを半球状の形状に成形したものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a conductive sheet showing a first embodiment of the present invention. In this embodiment, the conductive sheet is formed into a hemispherical shape.
【００２２】同図において、１０は導電性シートで、こ
の導電性シート１０は、絶縁性で、弾性を有する高分子
物質１１と、該高分子物質１１の内部に混練、配置され
た導電粒子１２とからなり、半球状の外殻形状に成形さ
れている。そして、前記導電粒子１２は、導電性シート
１０の主として面の厚さ方向に並ぶとともに、ほぼ等密
度に分布する導電部１３が形成されている。In the figure, 10 is a conductive sheet, which is an insulating and elastic polymer substance 11 and conductive particles 12 kneaded and arranged inside the polymer substance 11. And has a hemispherical outer shell shape. The conductive particles 12 are arranged mainly in the thickness direction of the surface of the conductive sheet 10, and the conductive portions 13 having a substantially uniform density are formed.
【００２３】前記導電性シート１０の厚さＴは、０．１
ｍｍ〜１．５ｍｍ、特に０．５ｍｍ程度が好ましい。前
記導電性シート１０の厚さＴがこの範囲にあれば、小さ
な圧力でも、該圧力が加わっている同一面上で有効な導
電性を確実に得ることができる。The thickness T of the conductive sheet 10 is 0.1.
mm-1.5 mm, especially about 0.5 mm is preferable. If the thickness T of the conductive sheet 10 is in this range, effective conductivity can be reliably obtained on the same surface to which the pressure is applied, even with a small pressure.
【００２４】このように、前記導電性シート１０自体を
曲面形状に沿った形状に成形することにより、平板シー
ト状のものを無理に屈曲させて縫い合わせたりする必要
をなくして、球面や複雑な曲面など、任意の形状に形成
することができる。As described above, by forming the conductive sheet 10 itself into a shape along the curved surface shape, there is no need to forcibly bend and sew a flat sheet-like material, and a spherical surface or a complicated curved surface is formed. Etc. can be formed into any shape.
【００２５】前記導電部１３は、前記導電性シート１０
の一部に圧力が加わったときに、該導電性シート１０の
厚さ方向の加圧により励起される該導電性シート１０の
歪によって、この加圧された部位に位置する導電部１３
に並ぶ各導電粒子１２同士が互いに接触して、導電性シ
ート１０の厚さ方向および広がり方向に、該圧力が加わ
っている同一面上の部位間を、選択的に導通させるよう
にしたものである。The conductive portion 13 is the conductive sheet 10
When a pressure is applied to a part of the conductive sheet 10, the conductive portion 13 positioned at the pressed portion is caused by the strain of the conductive sheet 10 which is excited by the pressure in the thickness direction of the conductive sheet 10.
The conductive particles 12 arranged in line with each other are brought into contact with each other to selectively conduct between the portions on the same surface to which the pressure is applied in the thickness direction and the spreading direction of the conductive sheet 10. is there.
【００２６】前記高分子物質１１としては、架橋構造の
高分子物質が好ましく、かかる架橋物質の高分子物質を
得るために用いることができる未架橋の高分子材料とし
ては、シリコーンゴム、ポリブタジエン、天然ゴム、ポ
リイソプレン、スチレンーブタジエン共重合体ゴム、ア
クリロニトリルーブタジエン共重合体ゴム、スチレンー
プロピレン共重合体ゴム、ウレタンゴム、ポリエステル
系ゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴムな
どを挙げることができる。As the polymer substance 11, a polymer substance having a crosslinked structure is preferable, and as the non-crosslinked polymer material which can be used for obtaining the polymer substance of the crosslinked substance, silicone rubber, polybutadiene, natural Examples thereof include rubber, polyisoprene, styrene-butadiene copolymer rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, styrene-propylene copolymer rubber, urethane rubber, polyester rubber, chloroprene rubber and epichlorohydrin rubber.
【００２７】また、前記導電粒子１２としては、例えば
ニッケル、鉄、コバルトなどの磁性を示す金属の粒子、
もしくはこれらの合金の粒子、またはこれらの粒子に
金、銀、パラジウム、ロジウムなどのメッキを施したも
の、非磁性金属粒子もしくはガラスビーズなどの無機質
粒子またはポリマー粒子に磁性体メッキを施し、導電性
メッキを施したものを挙げることができる。さらに、無
機質粒子またはポリマー粒子にニッケル、コバルトなど
の導電性磁性体のメッキを施したものなども挙げること
ができる。The conductive particles 12 are particles of a metal exhibiting magnetism such as nickel, iron and cobalt,
Alternatively, particles of these alloys, or those particles plated with gold, silver, palladium, rhodium, etc., inorganic particles such as non-magnetic metal particles or glass beads or polymer particles with magnetic material plating, are made conductive. The thing which gave the plating can be mentioned. Further, inorganic particles or polymer particles plated with a conductive magnetic material such as nickel or cobalt can be used.
【００２８】製造コストの低減化を図る観点からは、特
にニッケル、鉄またはこれらの合金の粒子が好ましく、
また接触抵抗が小さいなどの電気的特性の点で金メッキ
された粒子を好ましく用いることができる。From the viewpoint of reducing the manufacturing cost, particles of nickel, iron or their alloys are particularly preferable,
In addition, gold-plated particles can be preferably used in terms of electrical characteristics such as low contact resistance.
【００２９】前記導電粒子１２の粒径は、導電部１３に
おいて、導電粒子１２間の電気的な接触を十分なものと
し、かつ導電部１３の接触安定性を十分保つ観点から、
１０〜４００μｍ程度が好ましく、特に２０〜１００μ
ｍ程度が好ましい。The particle size of the conductive particles 12 is such that, in the conductive parts 13, electrical contact between the conductive particles 12 is sufficient, and the contact stability of the conductive parts 13 is sufficiently maintained.
10 to 400 μm is preferable, and particularly 20 to 100 μm
About m is preferable.
【００３０】次に、前記導電性シート１０の製造例を図
２により説明する。同図に示すように、所望の形状に合
ったクリアランス２０を有する下型２１と上型２２を用
意する。この場合、下型２１には、半径Ｒの半球状の凹
部が、上型２２には、半径ｒの半球状の凸部がそれぞれ
形成され、両半径の差Ｒ−ｒによって、半球状で外殻形
状の所望の厚さＴを有するクリアランス２０が形成され
るようになっている。Next, an example of manufacturing the conductive sheet 10 will be described with reference to FIG. As shown in the figure, a lower mold 21 and an upper mold 22 having a clearance 20 matching a desired shape are prepared. In this case, the lower mold 21 is formed with a hemispherical concave portion having a radius R, and the upper mold 22 is formed with a hemispherical convex portion having a radius r. A clearance 20 having a desired shell-shaped thickness T is formed.
【００３１】前記下型２１と上型２２は、ともに例えば
軟鉄や特殊鋼などの磁性体材料によって構成され、互い
に対面して前記クリアランス２０を形成する面が、互い
に異なる極性を持つ電磁石として作用するように構成さ
れている。The lower die 21 and the upper die 22 are both made of a magnetic material such as soft iron or special steel, and the surfaces facing each other to form the clearance 20 act as electromagnets having polarities different from each other. Is configured.
【００３２】そして、前記上型２２の周囲は、例えば黄
銅などの非磁性材料によって構成された補助上型２３で
囲撓されて、下型２１と上型２２とが直接当接すること
なく、この補助上型２３と下型２１とが当接するように
構成されているとともに、前記下型２１の内部を挿通し
て前記補助上型２３に達する、例えばＳＵＳ３０４など
の非磁性材料によって構成されたガイドピン２４が備え
られている。The upper die 22 is surrounded by an auxiliary upper die 23 made of a non-magnetic material such as brass so that the lower die 21 and the upper die 22 do not come into direct contact with each other. A guide that is configured so that the auxiliary upper mold 23 and the lower mold 21 come into contact with each other, and is inserted through the inside of the lower mold 21 to reach the auxiliary upper mold 23, for example, made of a non-magnetic material such as SUS304. A pin 24 is provided.
【００３３】前記補助上型２３は、前記下型２１と上型
２２との合わせ面近傍での磁場の乱れを防止するととも
に、前記下型２１と上型２２との間のクリアランス２０
を一定に保つようにするためのものであり、また、前記
ガイドピン２４は、前記補助上型２３、ひいては前記下
型２１と上型２２との位置合わせを行うためのものであ
る。The auxiliary upper die 23 prevents the magnetic field from being disturbed in the vicinity of the mating surface between the lower die 21 and the upper die 22, and the clearance 20 between the lower die 21 and the upper die 22.
Is kept constant, and the guide pin 24 is for aligning the auxiliary upper die 23, and by extension, the lower die 21 and the upper die 22.
【００３４】そして、前記下型２１と上型２２との間の
クリアランス２０内に、前記導電粒子１２を混練させた
高分子物質材料からなる成形材料を注入し、前記下型２
１と上型２２との間に、異極性の、一方がＮ極、他方が
Ｓ極となる定磁場、または交番磁場を与えつつ前記成形
材料を加熱硬化させる。Then, into the clearance 20 between the lower mold 21 and the upper mold 22, a molding material made of a polymer material in which the conductive particles 12 are kneaded is injected, and the lower mold 2
The molding material is heat-cured while applying a constant magnetic field having different polarities, one having an N pole and the other having an S pole, or an alternating magnetic field, between 1 and the upper mold 22.
【００３５】すると、前記磁場は、互いに対向するＮ極
（例えば下型２１）とＳ極（同じく上型２２）とを結ぶ
最短距離であるクリアランス２０の主として厚さ方向に
作用するため、クリアランス２０内に注入された高分子
物質材料に混練された導電粒子１２も、この磁場の方向
に沿って並び、これによって加熱硬化後に図１に示す導
電性シート１０を得ることができる。Then, the magnetic field acts mainly in the thickness direction of the clearance 20 which is the shortest distance connecting the N pole (for example, the lower die 21) and the S pole (also the upper die 22) facing each other, so that the clearance 20 The conductive particles 12 kneaded into the polymer material injected therein are also arranged along the direction of this magnetic field, whereby the conductive sheet 10 shown in FIG. 1 can be obtained after heat curing.
【００３６】ここに、前記成形材料の高分子物質材料中
における導電粒子１２の割合は、例えば４０重量％以上
８０重量％以下、好ましくは、５０重量％以上７０重量
％以下である。この範囲であれば、導電部１３における
信頼性の高い電気的接続を確保することができる。The proportion of the conductive particles 12 in the polymeric material of the molding material is, for example, 40% by weight or more and 80% by weight or less, preferably 50% by weight or more and 70% by weight or less. Within this range, highly reliable electrical connection in the conductive portion 13 can be ensured.
【００３７】また、このとき、高分子物質材料として熱
硬化型のシリコーンゴムを使用し、例えば電磁石の磁束
密度を０．３〜１．２Ｔ（Ｔｅｓｌａ）とした場合、温
度８０゜Ｃ〜１７０゜Ｃの雰囲気下で５〜３０分放置す
ることによって、所望の形状に成形することができる。At this time, when thermosetting silicone rubber is used as the polymer material and the magnetic flux density of the electromagnet is 0.3 to 1.2 T (Tesla), the temperature is 80 ° C. to 170 ° C. By leaving it in the atmosphere of C for 5 to 30 minutes, it can be molded into a desired shape.
【００３８】なお、複雑な曲面形状を有する導電性シー
トを製作する場合には、この形状に沿ったクリアランス
を備えた下型と上型とを用意し、クリアランス内に、導
電粒子を混練させた高分子物質材料からなる成形材料を
注入し、下型と上型との間に、異極性の、一方がＮ極、
他方がＳ極となる定磁場、または交番磁場を与えつつ前
記成形材料を加熱硬化させることによって、容易に製作
することができる。When manufacturing a conductive sheet having a complicated curved surface shape, a lower mold and an upper mold having clearances conforming to these shapes were prepared, and conductive particles were kneaded in the clearances. A molding material composed of a polymeric material is injected, and between the lower mold and the upper mold, one of the opposite polarity, one of which is the N pole,
It can be easily manufactured by heating and curing the molding material while applying a constant magnetic field in which the other is an S pole or an alternating magnetic field.
【００３９】図３および図４は、本発明の第２実施例を
示す導電性シートを使用した加圧位置検出装置の斜視図
で、図３は表面からみた斜視図、図４は裏面からみた斜
視図を示す。3 and 4 are perspective views of a pressure position detecting device using a conductive sheet according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view seen from the front side, and FIG. 4 is a view seen from the back side. A perspective view is shown.
【００４０】図３において、前記加圧位置検出装置３０
は、一方の面に線状パターンが形成された両面プリント
基板３１が、絶縁部材３２を挟んで、複数枚積層して形
成されている。すなわち、該プリント基板３１の端面か
らみて、長手方向をＸ，Ｙ座標におけるＸ軸方向とする
と、一方の面には、該Ｘ軸方向に所定ピッチで、互いに
平行した複数の線状金属箔３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３
１ｄが形成されており、他方の面には、金属箔３３が全
面に貼着されいる。このような前記プリント基板３１
を、その厚さ方向、すなわち、前記座標のＹ軸方向に複
数枚積層して、その端面がほぼ平面状になるように形成
させるとともに、ほぼ平面状に形成された各端面に対
し、前記導電性シート１０を被着させる。In FIG. 3, the pressing position detecting device 30 is shown.
Is formed by laminating a plurality of double-sided printed circuit boards 31 each having a linear pattern formed on one surface with an insulating member 32 interposed therebetween. That is, when viewed from the end surface of the printed board 31, the longitudinal direction is the X-axis direction in the X and Y coordinates, and one surface has a plurality of linear metal foils 31a parallel to each other at a predetermined pitch in the X-axis direction. , 31b, 31c, 3
1d is formed, and the metal foil 33 is stuck on the entire surface of the other surface. Such printed circuit board 31
Are laminated in the thickness direction thereof, that is, in the Y-axis direction of the coordinates so that the end surfaces thereof are formed to be substantially flat, and the conductive surface is formed on each end surface formed to be substantially flat. The property sheet 10 is attached.
【００４１】図４において、前記プリント基板３１の一
方の面に形成された複数の線状金属箔３１ａ、３１ｂ、
３１ｃ、３１ｄのうち、前記各Ｘ軸方向の同一位置に平
行するように並設した前記線状金属箔３１ａ、３１ａ、
‥‥‥、３１ｂ、３１ｂ、‥‥‥を、導線３４ａ、３４
ｂ、３４ｃ、３４ｄにより相互に接続して、外部に導出
する。同時に、前記プリント基板の他方の面に貼着され
た前記全面金属箔３３、３３、‥‥‥を、それぞれの導
線３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ‥‥‥で接続して、
外部に導出させている。In FIG. 4, a plurality of linear metal foils 31a, 31b formed on one surface of the printed circuit board 31,
Of the metal foils 31c and 31d, the linear metal foils 31a and 31a, which are juxtaposed so as to be parallel to the same position in each of the X-axis directions,
.., 31b, 31b, ..
They are connected to each other by b, 34c and 34d and led out to the outside. At the same time, the entire surface metal foils 33, 33, ... Adhered to the other surface of the printed circuit board are connected by respective conducting wires 35a, 35b, 35c, 35d.
It is outsourced.
【００４２】このような構造の前記加圧位置検出装置３
０は、前記導電性シート１０の一部を、外部からその厚
さ方向に、押すように加圧すると、該加圧された部分の
前記Ｘ軸に位置する金属箔部分３１ｍと前記Ｙ軸に位置
する金属箔部分３３とが、前記導電性シート１０を介し
て互いに導通することにより、外部に導出された前記導
線３４ｍ、３５ｎを介して、前記加圧された部分の位置
を電気的に検出することができる。The pressure position detecting device 3 having such a structure
0 means that when a part of the conductive sheet 10 is pressed from the outside in the thickness direction so as to be pressed, the metal foil part 31m located on the X axis and the Y axis of the pressed part are pressed. The position of the pressed portion is electrically detected through the conducting wires 34m and 35n led out to the outside by electrically conducting the metal foil portion 33 located therethrough via the conductive sheet 10. can do.
【００４３】図５、図６および図７は、本発明の第３実
施例を示す導電性シートを使用した加圧位置検出装置の
図で、図５はその内部を示す断面図、図６は前記加圧位
置検出装置を構成する両面プリント基板の一方の面に形
成されたパターン図、図７は同プリント基板の他方の面
に形成されたパターン図である。FIGS. 5, 6 and 7 are views of a pressure position detecting device using a conductive sheet showing a third embodiment of the present invention, FIG. 5 is a sectional view showing the inside thereof, and FIG. FIG. 7 is a pattern diagram formed on one surface of a double-sided printed circuit board that constitutes the pressure position detection device, and FIG. 7 is a pattern diagram formed on the other surface of the same printed circuit board.
【００４４】図５において、前記加圧位置検出装置４０
は、一方の面に等間隔に放射状に線状パターンが形成さ
れた両面プリント基板４１が、絶縁部材４２を挟んで、
複数枚積層して全体が球形状に形成されている。すなわ
ち、該プリント基板４１の円周上の端面が球面の一部を
形成するような該端面からみて、該プリント基板４１の
一方の面には、球面円周上の所定方向、例えば地球儀に
おける経度方向に所定ピッチで、放射状に複数の線状金
属箔４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、‥‥‥が形成されてお
り、他方の面には、金属箔４３が全面に貼着されいる。
このような前記プリント基板４１を、その厚さ方向、す
なわち、前記地球儀における緯度方向に複数枚積層し
て、その端面全体がほぼ球面状になるように形成させる
とともに、球体保持具５０に対し、球体中央を貫通する
取付ねじ５１を介して、カラー５２および保持板５３に
より組み立てる。ほぼ球面状に形成された端面全体に対
し、前記導電性シート１０を被着させる。なお、本実施
例における前記導電性シート１０は、半球形状のもの２
個を、その開口端で継ぎ合わせて球形状にする。なお、
図５において、外部に導出する導線の図示は省略されて
いる。In FIG. 5, the pressing position detecting device 40
Is a double-sided printed circuit board 41 in which linear patterns are radially formed on one surface at equal intervals, sandwiching an insulating member 42,
A plurality of sheets are laminated to form a spherical shape as a whole. That is, when viewed from the end surface such that the end surface on the circumference of the printed board 41 forms a part of a spherical surface, one surface of the printed board 41 has a predetermined direction on the circumference of the spherical surface, for example, the longitude on the globe. A plurality of linear metal foils 41a, 41b, 41c, ... Are radially formed at a predetermined pitch in the direction, and the metal foil 43 is attached to the entire other surface.
A plurality of such printed boards 41 are laminated in the thickness direction thereof, that is, in the latitudinal direction of the globe so that the entire end surface thereof is formed into a substantially spherical shape. The collar 52 and the holding plate 53 are assembled through the mounting screw 51 penetrating the center of the sphere. The conductive sheet 10 is adhered to the entire end surface formed into a substantially spherical shape. The conductive sheet 10 in this embodiment has a hemispherical shape 2
Pieces are spliced at their open ends into a spherical shape. In addition,
In FIG. 5, the illustration of the lead wire leading to the outside is omitted.
【００４５】図６に示すように、前記各プリント基板４
１の一方の面に放射状に形成された複数（本実施例では
３６個）の線状金属箔４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、‥‥‥
のうち、前記経度方向の同一位置に並設された前記線状
金属箔４１ａ、４１ａ、４１ａを、それぞれの導線によ
り相互に接続して、外部に導出する。同時に、図７に示
すように、前記各プリント基板４１の他方の面に貼着さ
れた前記全面金属箔４３、４３、４３、‥‥‥、すなわ
ち緯度方向の各位置における前記全面金属箔４３、４
３、４３、‥‥‥を、それぞれの導線で接続して、外部
に導出させている。As shown in FIG. 6, each printed circuit board 4
A plurality of (36 in this embodiment) linear metal foils 41a, 41b, 41c, ...
Among them, the linear metal foils 41a, 41a, 41a arranged in parallel at the same position in the longitudinal direction are connected to each other by respective conductive wires and led out to the outside. At the same time, as shown in FIG. 7, the entire surface metal foils 43, 43, 43, ..., Which are attached to the other surface of the respective printed circuit boards 41, that is, the entire surface metal foil 43 at each position in the latitudinal direction, Four
3 and 43 are connected to each other by lead wires and led out to the outside.
【００４６】このような構造の前記加圧位置検出装置４
０は、前記導電性シート１０の一部を、外部からその厚
さ方向に、押すように加圧すると、該加圧された部分の
前記経度に位置する金属箔部分４１ｍと前記緯度に位置
する金属箔部分４３とが、前記導電性シート１０を介し
て互いに導通することにより、外部に導出された前記そ
れぞれの導線を介して、前記加圧された部分の位置を電
気的に検出することができる。The pressure position detecting device 4 having such a structure
0 is located at the latitude and the metal foil part 41m located at the longitude of the pressed part when the part of the conductive sheet 10 is pressed from the outside in the thickness direction so as to be pressed. Since the metal foil portion 43 and the metal foil portion 43 are electrically connected to each other through the conductive sheet 10, the position of the pressed portion can be electrically detected through the respective conductive wires led to the outside. it can.
【００４７】同様に、異形状の立体物に加工すること
で、様々な形状の立体物における加圧位置を電気的に検
出することができる。なお、本発明の技術は前記実施例
における技術に限定されるものではなく、同様な機能を
果たす他の態様の手段によってもよく、また本発明の技
術は前記構成の範囲内において種々の変更、付加が可能
である。Similarly, by processing into a three-dimensional object having a different shape, it is possible to electrically detect the pressurization position in various three-dimensional objects. Note that the technology of the present invention is not limited to the technology in the above-described embodiment, and may be implemented by means of another embodiment that performs the same function. Addition is possible.
【００４８】[0048]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
請求項１および２の導電性シートを使用した加圧位置検
出装置によれば、プリント基板の一方の面に、所定方向
（例えばＸ，Ｙ座標におけるＸ軸方向）に所定ピッチで
金属箔が形成され、他方の面に金属箔が全面に貼着され
た該プリント基板を、その厚さ方向（例えばＹ軸方向）
に絶縁材を挟んで複数積層したもので、前記プリント基
板の一方の面の前記各Ｘ軸方向の同一Ｘ値に位置する前
記金属箔を、導線により相互に接続して、外部に導出す
るとともに、、前記プリント基板の他方の面の前記全面
金属箔を、それぞれの導線で接続して、外部に導出し、
さらに、前記積層プリント基板の前記端面に前記導電性
シートを被着したので、ほぼ平面、または球面状に形成
されたシート面の一部を、その厚さ方向に圧力を加えた
とき、該加圧された前記シート面上に位置を確実に検出
することができる。同時に、本発明は、組立時間が短
く、かつ組立コストが安価な、前記導電性シートを使用
した加圧位置検出装置を得ることができる。As is apparent from the above description, according to the pressure position detecting device using the conductive sheet according to the first and second aspects of the present invention, one surface of the printed board is provided with a predetermined direction (for example, X direction). , The X-axis in the Y-coordinate) and a metal foil is formed at a predetermined pitch in the Y-coordinate, and the metal foil is adhered to the entire other surface of the printed circuit board in the thickness direction (eg, the Y-axis direction).
And a plurality of the insulating foils sandwiched between the metal foils, which are located at the same X value in each X-axis direction on one surface of the printed circuit board, are connected to each other by a conductive wire, and are led to the outside. ,, the whole-surface metal foil on the other surface of the printed circuit board is connected with respective conductive wires and led out to the outside,
Furthermore, since the conductive sheet is applied to the end surface of the laminated printed circuit board, when a pressure is applied in the thickness direction to a portion of the sheet surface formed in a substantially flat or spherical shape, The position can be reliably detected on the pressed sheet surface. At the same time, according to the present invention, it is possible to obtain a pressure position detecting device using the conductive sheet, which has a short assembly time and a low assembly cost.
【図１】本発明の第１実施例を示す導電性シートの一部
断面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a conductive sheet showing a first embodiment of the present invention.
【図２】導電性シートの製造例を説明する説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of manufacturing a conductive sheet.
【図３】本発明の第２実施例を示す導電性シートを使用
した加圧位置検出装置の表面からみた斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a pressure position detecting device using a conductive sheet according to a second embodiment of the present invention as seen from the surface.
【図４】図３の裏面からみた斜視図である。FIG. 4 is a perspective view seen from the back surface of FIG.
【図５】本発明の第３実施例を示す導電性シートを使用
した加圧位置検出装置の内部を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the inside of a pressure position detection device using a conductive sheet showing a third embodiment of the present invention.
【図６】図５の加圧位置検出装置を構成する両面プリン
ト基板の一方の面に形成されたパターン図である。6 is a pattern diagram formed on one surface of a double-sided printed circuit board that constitutes the pressure position detection device of FIG.
【図７】図６のプリント基板の他方の面に形成されたパ
ターン図である。FIG. 7 is a pattern diagram formed on the other surface of the printed circuit board of FIG.
【図８】従来の触覚センサの一例を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing an example of a conventional tactile sensor.
１０ 導電性シート １１ 高分子物質 １２ 導電粒子 １３ 導電部 ３０、４０ 加圧位置検出装置 ３１、４１ プリント基板 ３２、４２ 絶縁部材 ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、４１ａ、４１ｂ、４
１ｃ、‥‥線状金属箔 ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、４４ａ、４４ｂ、４
４ｃ、‥‥導線 ３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ‥‥、４５ａ、４５
ｂ、４５ｃ、４５ｄ、‥‥ 導線10 Conductive Sheet 11 Polymeric Material 12 Conductive Particle 13 Conductive Part 30, 40 Pressed Position Detection Device 31, 41 Printed Circuit Board 32, 42 Insulation Member 31a, 31b, 31c, 31d, 41a, 41b, 4
1c, ... Linear metal foils 34a, 34b, 34c, 34d, 44a, 44b, 4
4c, ... Lead wires 35a, 35b, 35c, 35d ..., 45a, 45
b, 45c, 45d, ... Lead wire
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16165595AJPH0914989A (en) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | Pressurized position detector |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16165595AJPH0914989A (en) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | Pressurized position detector |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0914989Atrue JPH0914989A (en) | 1997-01-17 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16165595APendingJPH0914989A (en) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | Pressurized position detector |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0914989A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11796402B2 (en) | 2018-07-23 | 2023-10-24 | Minebea Mitsumi Inc. | Tactile sensor |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11796402B2 (en) | 2018-07-23 | 2023-10-24 | Minebea Mitsumi Inc. | Tactile sensor |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
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