JP2008192336A

JP2008192336A - 静電容量型タッチスイッチ装置

Info

Publication number: JP2008192336A
Application number: JP2007022512A
Authority: JP
Inventors: Masumi Toyama; 益実外山
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-21

Abstract

【課題】入力方式に静電容量方式を採用したタッチスイッチ装置において、指でＯＮ、ＯＦＦのスイッチ操作をする操作パネルである誘導体パネルを取り外せる構造としても、スイッチ動作が不安定にならないようにする。
【解決手段】ＣＰＵを設けた制御基板２３と、コネクタ接続端子２２を介して接続される操作パネル部とからなる静電容量型タッチスイッチ装置であり、予め決められたスイッチ動作をするスイッチ電極部１５と、スイッチ動作を行うために指が触れる誘電体パネル２１とからなる操作パネル部において、前記スイッチ電極部１５と誘電体パネル２１の間に、弾性体の導電性部材１９を介在させ、静電容量の変化に影響を与える空気層ができない構造としたことを特徴とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、入力方式に静電容量方式を採用した静電容量型タッチスイッチ装置に関するものである。

図１に示した従来型の静電容量型タッチスイッチ装置は、操作パネル１と制御基板２から構成される。操作パネル１は、スイッチのｏｎ、ｏｆｆ（例えば調理器具にスイッチを使用したのであれば着火、消火などのｏｎ、ｏｆｆ）の動作に必要なスイッチ電極３、コネクタ接続端子４に接続するための配線パターン５及びＧＮＤパターン６をｐｅｔフィルム等に銀ペーストで印刷した電極シート７を、図２の断面図に示す樹脂又はガラス等のスイッチ動作を行う誘電体８に両面テープ又は接着剤９で貼付けたもので構成され、電極シート７は図１に示す制御基板２に設けたコネクタ接続端子４に接続される。
図２に示すスイッチ動作を行う誘導体８のスイッチ電極３に相当する部分に導電部材である指１０が触れると、スイッチ動作を行う誘電体８をスイッチ電極３と導電部材である指１０で挟んだ平行板コンデンサが形成され静電容量が増加する。又、逆にスイッチ動作を行う誘電体８から導電部材である指１０が離れると、スイッチ動作を行う誘電体８をスイッチ電極３と導電部材である指１０で挟んだ平行板コンデンサとして形成された静電容量が減少する。図１に示す制御基板２は、静電容量の増減の変化をＣ／Ｖ（容量を電圧）変換回路１１で電圧に変換し、演算処理装置（ＣＰＵ）１２に設けられているアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）で、デジタルデータに置き換え、演算処理装置（ＣＰＵ）１２に格納されている演算処理装置の動作を決める制御プログラムにより、演算処理装置（ＣＰＵ）１２に格納されている静電容量の変化の閾値を比較してスイッチのＯＮ、ＯＦＦ状態を判断しているのが、静電容量型タッチスイッチ装置の一般的な動作原理である。

図３に示すように、スイッチ動作を行う誘電体８と、電極シート７（ＰＥＴフィルムにスイッチ電極とＧＮＤパターン、配線パターンが印刷されたもの）を両面テープ又は接着剤で貼り付けを行わずに重ねて設置して、隙間が出来た場合には、空気層１３によりスイッチ動作を行う誘導体８を、導電部材である指１０で触ったときに静電容量の変化量（増加量）は小さくなる。また、図４に示すようにスイッチ動作を行う誘電体８に歪、反りなどの変形があった場合、スイッチ電極３に密着していない部分があると、空気層１３によりスイッチ動作を行う誘導体８を指１０で触ったときの静電容量の変化量（増加量）は小さくなり、安定した信号を得ることは出来ない。その為、スイッチ操作を行う誘電体８と電極シート７は、空気層１３を発生させない様にして、両面テープ又は接着剤９により貼付けを行なっていた。
特許第２８８７３３６号

しかし、図５に示すようなクッキングヒーターのような調理器具の場合、使用頻度によりスイッチ操作を行う誘電体パネルが汚れてしまう。汚れを落とす清掃を行うために、誘電体パネルを取り外す必要があるが、スイッチ操作を行う誘電体パネルと電極シート上のスイッチ電極部は、空気層を発生させない様に、両面テープ又は接着剤により貼付けを行なっている。このため、誘電体パネルを取り外す際に、電極シートを電気的に制御基板へ接続しているコネクタから取り外すためには、クッキングヒーター本体を逆さまにした状態にしないと、取り外すことが出来なく作業性が悪かった。
そこで、パネル（誘電体）と電極シートを取り外せる構造とした場合は、パネル（誘電体）と電極シートを重ねるだけの構造となるので、前記パネル（誘電体）と電極シートの間に空気層が出来てしまう。
パネル（誘電体）と電極シートの間に空気層が出来てしまうと、前記したように静電容量が安定しなくなり、これに伴い安定した信号が得られないので、スイッチ動作が不安定になるという課題があった。

ＣＰＵを設けた制御基板と、コネクタ接続端子を介して接続される操作パネル部とからなる静電容量型タッチスイッチ装置であり、予め決められたスイッチ動作をするスイッチ電極部と、スイッチ動作を行うために指が触れる誘電体パネルとからなる操作パネル部において、前記スイッチ電極部と誘電体パネルの間に、弾性体の導電性部材を介在させた静電容量型タッチスイッチ装置を提案するものである。

電極シート及び導通性のある部材とスイッチ動作を行う誘電体は、両面テープ又は接着剤で貼る必要はなく重ねるだけで設置が可能としたので、操作パネルの着脱が簡単に行えるようになった。また、静電容量も安定し、安定した信号が得ることが出来、スイッチ動作が安定するようになった。

本発明の詳細を図面を参照に説明を行う。図６は静電容量式タッチスイッチ装置の操作パネル部の構成図であり、図７〜９は該静電容量式タッチスイッチ装置の断面図である。電極シート１５は、静電容量の変化に影響を与えない様に樹脂等の誘電体の部材１６に両面テープ又は接着剤１７で貼付けを行う。電極シート１５のスイッチ電極１８の部分に、導電ゴム等の弾性のある導電性の部材１９を両面テープ又接着剤２０で貼付けを行う。スイッチ電極１８は、スイッチとしてのｏｎ、ｏｆｆの動作をする部分である。スイッチ電極１８の部分は、それぞれの機種の機能により開始、停止などのｏｎ，ｏｆｆのスイッチ動作のため設定されている部分に相当し、スイッチ動作をする誘電体２１のスイッチ電極１８に相当する部分に、導電部材である指２４が触ったときの静電容量の変化の値を、演算処理装置（ＣＰＵ）に格納されている静電容量の変化の閾値と比較することにより、スイッチとしてのｏｎ、ｏｆｆの判断を行う。

従来のスイッチ操作を行う誘電体に、電極シートを直接両面テープ又は接着剤で貼り付けを行う方法に比べ、弾性のある導電性の部材１９の厚みの分が、スイッチ動作をする誘電体２１の導電部材である指２４で触る面と、スイッチ電極１８との距離が導電性の部材１９により増すことで、導電部材である指２４で触ったときの静電容量の変化量が小さくなることを防止する。誘電体の部材１６及び弾性のある導電性の部材１９により構成されたスイッチ電極，ｇｎｄパターン、配線パターンを印刷した電極シート１５は、配線パターンを介して、コネクタ接続端子２２を介して制御基板２３と接続される。スイッチ動作をする誘電体１６は、弾性のある導電性の部材１９を押し付けて組付けをすることにより、図８に示すように弾性のある導電性の部材１９とスイッチ動作をする誘電体２１を空気層の無い状態で設置することが可能である。
この構成により、静電容量の変化に影響を与えることなく安定した信号を得ることが出来る。

また、図９に示すようにスイッチ動作をする誘電体２１に反り、歪みなどが有った場合にも、弾性のある導電性の部材１９が圧縮されスイッチ動作をする誘電体２１の反り、歪みに倣い変形して、空気層が出来ないので、静電容量の変化に影響を与えることなく安定した信号を得ることが出来る。

静電容量型タッチスイッチ装置の構造図操作パネル部断面図操作パネル部断面図操作パネル部断面図クッキングヒーター静電容量型タッチスイッチ装置の構造図操作パネル部断面図操作パネル部断面図操作パネル部断面図

符号の説明

１操作パネル
２制御基板
３スイッチ電極
４コネクタ接続端子
５配線パターン
６ＧＮＤパターン
７電極シート
８スイッチ動作をする誘電体
９両面テープ又は接着剤
１０指
１１Ｃ／Ｖ（容量を電圧）変換回路
１２演算処理装置（ＣＰＵ）
１３空気層
１４スイッチ動作をする誘電体
１５電極シート
１６誘電体の部材
１７両面テープ又は接着剤
１８スイッチ電極
１９弾性のある導電性の部材
２０両面テープ又は接着剤
２１スイッチ動作をする誘電体
２２コネクタ接続端子
２３制御基板
２４指

Claims

ＣＰＵを設けた制御基板と、コネクタ接続端子を介して接続される操作パネル部とからなる静電容量型タッチスイッチ装置であり、予め決められたスイッチ動作をするスイッチ電極部と、スイッチ動作を行うために指が触れる誘電体パネルとからなる操作パネル部において、前記スイッチ電極部と誘電体パネルの間に、弾性体の導電性部材を介在させたことを特徴とする静電容量型タッチスイッチ装置。