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载荷检测装置以及使用了上述载荷检测装置的电子设备

摘要

本发明的目的在于提供一种能够实现良好的操作性以及小型化并且具备良好的传感器灵敏度的载荷检测装置以及使用了上述载荷检测装置的电子设备。本发明的载荷检测装置以及使用了上述载荷检测装置的电子设备的特征在于,具有:具有突起状的受压部(23)的载荷传感器(20);以使受压部(23)朝向上表面(40a)侧的方式收纳载荷传感器(20)的壳体(40);以及配置于载荷传感器(20)的上表面侧并且受到载荷而在高度方向上推压载荷传感器(20)的弹性体(50)。

著录项

  • 公开/公告号CN104864987A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2015-08-26

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 阿尔卑斯电气株式会社;

    申请/专利号CN201510088650.0

  • 发明设计人 佐藤崇;梅津英治;

    申请日2015-02-26

  • 分类号G01L1/18(20060101);

  • 代理机构72002 永新专利商标代理有限公司;

  • 代理人王成坤;胡建新

  • 地址 日本东京都

  • 入库时间 2023-12-18 10:31:17

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-03-15

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更 IPC(主分类):G01L1/18 变更前: 变更后: 申请日:20150226

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更

  • 2017-09-26

    授权

    授权

  • 2015-09-23

    实质审查的生效 IPC(主分类):G01L1/18 申请日:20150226

    实质审查的生效

  • 2015-08-26

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及载荷检测装置,尤其是涉及壳体中收纳有载荷传感器的载 荷检测装置。

背景技术

在下述专利文献1中公开了一种与具备压力检测部的信息输入装置相 关的发明。在专利文献1中,构成为通过载荷给与构件来向压力检测部施 加初始载荷。

在下述专利文献2中公开了一种与载荷检测装置(在专利文献2中记 载为载荷传感器)有关的发明。图13是专利文献2所记载的以往例的载荷 检测装置110的剖视图。如图13所示,以往例的载荷检测装置110构成为 具有隔膜(diaphragm)104、在隔膜104的上表面配置的驱动体102以及隔 着弹性体103在驱动体102的上表面侧配置的操作体101。构成载荷检测装 置110的隔膜104、驱动体102、弹性体103以及操作体101被装入到壳体 105中。

在操作体101被推压时,隔着弹性体103而驱动体102被推压,由此 隔膜104在高度方向上进行位移。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开WO2010/113698号

专利文献2:日本特开2004-279080号公报

在专利文献1中,由于是将露出状态的载荷传感器装入电子设备内的 构成,因而产生操作性差的问题。

另一方面,专利文献2所记载的以往例的载荷检测装置110,由于将隔 膜104配置于壳体105,所以不与相当于传感器部的隔膜104直接接触。

然而,以往例的载荷检测装置110中,作为用于向隔膜104传递载荷 的构件,在隔膜104的上表面侧配置有驱动体102、弹性体103以及操作体 101。所以,以往例的载荷检测装置110零件个数多,因此小型化、薄形化 困难。

另外,如图13所示,在以往例的载荷检测装置110中,设置挡块机构, 该挡块机构将操作体101的下表面101a作为对隔膜104的周边部的抵接面。 然而,由于是操作体101直接与隔膜104接触来使操作体101的位移停止 的构成,因此在发挥挡块功能时向隔膜104施加了过度的负载,产生隔膜 104损坏、传感器灵敏度降低等问题。

发明内容

本发明解决上述课题,目的在于提供一种能够实现良好的操作性以及 小型化,并且具备良好的传感器灵敏度的载荷检测装置以及使用了上述载 荷检测装置的电子设备。

本发明的载荷检测装置的特征在于,具有:载荷传感器,具有突起状 的受压部;壳体,以使上述受压部朝向上表面侧的方式收纳上述载荷传感 器;以及弹性体,配置于上述载荷传感器的上表面侧,受到载荷而在高度 方向上推压上述载荷传感器。

由此,设为载荷传感器被收纳于壳体的状态,因此,在操纵载荷检测 装置时不与载荷传感器直接接触。所以,操作性优秀。另外,设为在载荷 传感器的上表面侧配置有弹性体,并从弹性体向载荷传感器传递载荷的构 成。因此,与以往相比无需设置弹性体之上的操作体等的构件,能够减少 零件个数并实现载荷检测装置的小型化。进而,弹性体与载荷传感器的上 表面的受压部直接或者间接地抵接,因此,即使在施加了较强的冲击等的 情况下,也能够通过弹性体吸收冲击,能够实现不向载荷传感器施加过度 的负载。所以,能够得到良好且稳定的传感器灵敏度。

如上所述,根据本发明的载荷检测装置,能够实现良好的操作性以及 小型化,能够得到良好的传感器灵敏度。

优选地,设有从上述壳体的内部朝向上述壳体的外部延伸的引线框, 上述载荷传感器与上述引线框电连接,上述引线框在上述壳体的外部露出。 由此,能够经由引线框将来自载荷传感器的输出信号取出到外部。另外, 在将载荷检测装置与外部基板连接时,通过在外部露出的引线框能够进行 表面安装,因此,与准备挠性基板、接合线(bonding wire)来与外部基板 连接的方法相比较,能够容易地连接,能够提高操作性。

优选地,上述载荷传感器粘接于上述引线框。由此,与将载荷传感器 设置于与引线框不同的位置的情况相比,能够实现载荷检测装置的小型 化·薄形化。

优选地,上述壳体由第一树脂形成,上述壳体与上述引线框一体地成 型。由此,能够可靠地实现载荷检测装置的小型化·薄形化。

优选地,在上述壳体设有用于收纳上述载荷传感器的腔部,上述引线 框从上述腔部的底面露出而设置,露出的引线框与上述载荷传感器连接。 由此,载荷传感器被收纳于壳体的腔部,载荷传感器与引线框被连接,因 此在操纵载荷检测装置时,不与载荷传感器以及载荷传感器与引线框的连 接位置直接接触,能够得到良好的操作性。

优选地,上述载荷传感器至少露出上述受压部并且上述载荷传感器的 周围被上述第一树脂密封。由此,能够可靠地防止在操纵载荷检测装置时 与载荷传感器直接接触并能够提高操作性。另外,载荷传感器的周围由上 述树脂填充而固定,因此,能够可靠地检测施加给受压部的载荷,能够得 到良好的传感器灵敏度。

优选地,在上述壳体的上表面形成有凹部,上述载荷传感器的上述受 压部从上述凹部的底面突出,并从上述壳体露出。由此,在向受压部施加 了载荷时,树脂不限制受压部的位移,因此,能够得到良好的传感器灵敏 度。另外,设置凹部使受压部露出,因此,与通过由玻璃基板等构成的隔 板来提高载荷传感器的高度并使之露出的情况相比,能够实现载荷检测装 置的薄形化。

优选地,上述第一树脂是热可塑性树脂,上述载荷传感器至少露出上 述受压部并且上述载荷传感器的周围被作为热硬化性树脂或者凝胶状的灌 封树脂的第二树脂密封。由此,能够可靠地密封载荷传感器的周围,能够 得到良好的传感器灵敏度,并且能够提高耐环境性。

优选地,在密封上述载荷传感器的上述第二树脂的上表面形成有凹部, 上述载荷传感器的上述受压部从上述凹部的底面突出,并从上述第二树脂 露出。由此,在向受压部施加了载荷时,树脂不限制受压部的位移,因此, 能够得到良好的传感器灵敏度。另外,设置凹部使受压部露出,因此与通 过由玻璃基板等构成的隔板来提高载荷传感器的高度并使之露出的情况相 比,能够实现载荷检测装置的薄形化。

优选地,在上述壳体的上述上表面设有凸部,上述弹性体的上表面比 上述凸部突出,上述凸部是在上述弹性体受到载荷时限制上述弹性体的位 移的挡块。由此,例如设为在将表面面板配置于载荷检测装置的上侧的构 成的情况下,通过使表面面板与凸部抵接,从而能够抑制表面面板在此基 础上继续向载荷传感器侧位移。另外,不是如以往那样使构件与载荷传感 器本体抵接来限制表面面板等的位移的构成,而是使表面面板等与在壳体 的上表面设置的凸部抵接的构成。因此,与以往相比不向载荷传感器施加 过度的负载,能够抑制载荷传感器受到损坏,能够维持良好的传感器灵敏 度。

优选地,上述弹性体具有在与上述载荷传感器在高度方向上对置的位 置设置的厚壁部以及与上述厚壁部相比以薄壁在上述厚壁部的周围设置的 周边部,上述厚壁部的上表面比上述凸部突出。由此,将弹性体的周边部 固定于壳体,经由厚壁部将来自外部的载荷传递到载荷传感器,因此,在 施加载荷时能够设定适当的冲程(stroke)范围,能够得到良好的传感器灵 敏度。

优选地,上述凸部贯通上述周边部并固定上述弹性体和上述壳体。由 此,凸部具有作为固定弹性体的固定构件的功能,以及作为对外部的表面 面板等的位移进行限制的挡块的功能,能够实现载荷检测装置的小型化。

优选地,在上述弹性体与上述载荷传感器之间设有比上述弹性体刚性 高的板。由此,通过刚性高的板来推压载荷传感器,因此,能够有效地将 施加于弹性体的载荷向载荷传感器传递,能够得到良好的传感器灵敏度。

另外,本发明的电子设备的特征在于,具备上述的任一项所记载的载 荷检测装置以及具备操作面的表面面板,上述表面面板配置成在上述载荷 检测装置的上表面侧能够在高度方向上位移,通过上述载荷传感器经由上 述弹性体受到载荷来检测上述操作面被推压时的推压信息。

根据本发明的电子设备,通过装入有小型化后的载荷检测装置,从而 能够实现电子设备的小型化·薄形化。另外,本发明的载荷检测装置能够 效率良好地将载荷传递到载荷传感器,另外,即使在施加了较强的冲击等 的情况下,也能够实现不向载荷传感器施加过度的负载,因此,能够得到 良好且稳定的传感器灵敏度。所以,通过将这样的载荷检测装置装入到电 子设备,从而能够得到作为电子设备的能够得到良好且稳定的传感器灵敏 度。

发明效果

根据本发明的载荷检测装置,能够实现良好的操作性以及小型化,能 够得到良好的传感器灵敏度。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式中的载荷检测装置的立体图。

图2是在图1的II-II线切断并从箭头方向观察时的载荷检测装置的剖 视图。

图3是构成本实施方式的载荷检测装置的载荷传感器的剖视图。

图4是构成载荷传感器的传感器基板的俯视图。

图5(a)是对将本实施方式的载荷检测装置装入电子设备中的状态进 行表示的剖视图,图5(b)是对表面面板被推压后的状态进行表示的电子 设备的剖视图。

图6是本实施方式的第一变形例的载荷检测装置的剖视图。

图7是本实施方式的第二变形例的载荷检测装置的剖视图。

图8是本实施方式的第三变形例的载荷检测装置的剖视图。

图9是第二实施方式中的载荷检测装置的剖视图。

图10是第三实施方式中的载荷检测装置的剖视图。

图11是本发明的第四实施方式中的电子设备的俯视图。

图12(a)是第一比较例的载荷检测装置的剖视图,以及图12(b)是 第二比较例的载荷检测装置的剖视图。

图13是以往例的载荷检测装置的剖视图。

符号说明

10~15 载荷检测装置

16 电子设备

20 载荷传感器

21 传感器基板

22 位移部

23 受压部

24 压电电阻元件

30 基底基板

36 接合线

40,41 壳体

40a,41a 上表面

40b,41b 下表面

40e 凹部

42 腔部

42a 底面

43 密封树脂(第二树脂)

43a 凹部

45 凸部

46 引线框

50 弹性体

50a 厚壁部

50b 周边部

52 板

60 表面面板

具体实施方式

以下,参照附图对载荷检测装置以及电子设备的具体的实施方式进行说 明。另外,各附图的尺寸适当变更并进行表示。

<第一实施方式>

图1是第一实施方式中的载荷检测装置的立体图。另外,图2是在图1 的II-II线切断并从箭头方向观察时的载荷检测装置的剖视图。

如图1以及图2所示,本实施方式的载荷检测装置10构成为具有载荷 传感器20、壳体40以及弹性体50。如图1所示,壳体40具有大致长方体 的外形形状,作为外表面,该壳体40具有上表面40a、下表面40b以及将 上表面40a与下表面40b连接的侧面40c。如图2所示,载荷传感器20具 有突起状的受压部23,该载荷传感器20以将受压部23朝向上表面40a侧 的方式被收纳于壳体40内。另外,在载荷传感器20的上表面侧配置有弹性 体50,弹性体50受到载荷而在高度方向推压载荷传感器20。

如图2所示,设有从壳体40的内部朝向壳体40的外部延伸的引线框 46,载荷传感器20通过接合线36与引线框46电连接。

图3是构成本实施方式的载荷检测装置的载荷传感器的剖视图。图4是 构成载荷传感器的传感器基板的俯视图。以下,参照图3以及图4对载荷传 感器20的构成进行说明。

如图3所示,载荷传感器20具有基底基板30以及传感器基板21,基 底基板30和传感器基板21例如以硅基板形成。传感器基板21设有位移部 22以及从位移部22向上方突出的受压部23。位移部22是能够在高度方向 上位移的部分,在受压部23受到推压力时,位移部22向下方位移。

如图4所示,在传感器基板21的下表面侧形成有多个压电电阻元件24、 多个电连接部25以及将各压电电阻元件24与各电连接部25连接的电路布 线部26来作为偏斜度检测元件。如图4所示,多个压电电阻元件24沿着位 移部22的周围而配置,相邻的压电电阻元件24彼此以90°不同的相位形 成。多个压电电阻元件24通过电路布线部26被相互连接而构成电桥电路。 受压部23受到推压力而位移部22位移,与该位移量对应地各压电电阻元件 24的电阻值变化。由此,电桥电路的中点电位变化,得到载荷传感器20的 输出。

如图3所示,各压电电阻元件24以及电路布线部26被绝缘层27覆盖。 另外,如图4所示,在传感器基板21的下表面形成有用于与基底基板30接 合的传感器侧接合层28。传感器侧接合层28优选为包围位移部22的封闭 的方式。另外,如图3所示,在基底基板30上,与传感器侧接合层28对置 地形成有基底侧接合层31,传感器侧接合层28与基底侧接合层31接合。 传感器基板21与基底基板30设有位移部22能够位移的空间而被接合。

如图3所示,电连接部25与基底基板30的电气布线部32连接,接合 线36与设置于电气布线部32的电极衬垫部34连接。接合线36与引线框 46(在图3中省略地表示)连接,将载荷传感器20的输出被取出到外部。

如图2所示,载荷传感器20以使受压部23朝向上表面40a侧的方式被 收纳于壳体40内。并且,在载荷传感器20的上表面侧设有弹性体50。弹 性体50构成为具有在与载荷传感器20在高度方向对置的位置设置的厚壁部 50a以及与厚壁部50a相比以薄壁在厚壁部50a的周围设置的周边部50b。 厚壁部50a相对于周边部50b突出地形成,向厚壁部50a施加来自外部的载 荷。另外,弹性体50的下表面形成为平坦,隔着与弹性体50相比刚性高的 板52,弹性体50固定于该壳体40的上表面40a。

在本实施方式的载荷检测装置10被装入到电子设备等时,板52与受压 部23抵接,成为被给与了初始载荷的状态并被装入。在从外部向弹性体50 的厚壁部50a施加载荷时,弹性体50在高度方向上变形同时在高度方向上 推压受压部23来传递载荷。

对于弹性体50,能够使用在高度方向上能够弹性变形的橡胶材料。另 外,只要是具有弹性的材料即可,并不限定于橡胶材料,例如,也能够设为 弹簧构件。另外,通过隔着板52推压受压部23,能够将施加于弹性体50 的载荷效率良好地向受压部23传递。另外,能够将弹性体50与板52一体 成型地作为1个构件,另外,也可以不设置板52,而使弹性体50与受压部 23直接抵接。

本实施方式的载荷检测装置10设成将载荷传感器20收纳于壳体40的 状态,因此,在操纵载荷检测装置10时不与载荷传感器20直接接触。所以, 操作性优秀。另外,构成为在载荷传感器20的上表面侧配置有弹性体50, 并从弹性体50向载荷传感器20传递载荷,因此,无需如图13所示的以往 例的载荷检测装置110那样,设置弹性体103之上的操作体101等构件。所 以,能够减少零件个数而实现载荷检测装置10的小型化。进而,弹性体50 与载荷传感器20的受压部23直接或者间接地抵接,因此,即使在施加了较 强的冲击的情况下,也能够通过弹性体50吸收冲击,能够实现不向载荷传 感器20施加过度的负载。所以,能够得到良好且稳定的传感器灵敏度。

另外,如图2所示,使弹性体50的周边部50b固定于壳体40,并经由 厚壁部50a向载荷传感器20传递来自外部的载荷。所以,通过改变厚壁部 50a的弹性率、厚度,能够控制被施加了载荷时的厚壁部50a的变形量,因 此,能够设定向载荷检测装置10施加载荷时的适当的冲程范围。所以,能 得到良好且稳定的传感器灵敏度。

在本实施方式中,如图2所示,载荷传感器20通过粘接构件47被粘接 于引线框46的上表面,并且通过接合线36与引线框46电连接。另外,在 图2中示出了1个引线框46,但如图1所示,设有多个引线框46,载荷传 感器20与多个引线框46电连接。如图2所示,引线框46从壳体40的内部 朝向外部延伸而埋设于壳体40,引线框46的端部在壳体40的侧面40c露 出。另外,引线框46的一部分弯曲而形成,引线框46的一部分在壳体40 的下表面40b露出。

根据本实施方式,能够将来自载荷传感器20的输出信号经由引线框46 取出到外部。另外,在将载荷检测装置10与外部基板(未图示)连接时, 通过将在下表面40b露出的引线框46作为安装用电极46a而使用,因此能 够进行表面安装。所以,与准备挠性基板、接合线来与外部基板连接的方法 相比较,能够容易地进行连接,能够使操作性提高。

另外,载荷传感器20粘接于引线框46之上,因此与将载荷传感器20 设置在与引线框46不同的位置的情况相比,能够实现载荷检测装置10的小 型化·薄形化。

在本实施方式中,使用树脂材料作为壳体40。例如,能够使用PPS(聚 苯硫醚)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PC(聚碳酸酯)等热可塑性树 脂。

通过对壳体40使用热可塑性树脂,从而能够将壳体40与引线框46以 及载荷传感器20一体地成型。即,在本实施方式的载荷检测装置10的制造 工序中,首先,将载荷传感器20粘接于引线框46,并以接合线36进行电 连接。然后,通过将连接后的载荷传感器20与引线框46设置于模具内并注 入熔融树脂,从而,能够将引线框46及载荷传感器20与壳体40一体地成 型。

由此,能够如图2所示那样形成至少将受压部23露出并通过树脂填充 了载荷传感器20的周围的壳体40。在壳体40中,在比上表面40a更下侧 形成有中间面40d,在中间面40d与弹性体50(板52)之间形成有空间。 载荷传感器的受压部23从中间面40d突出,并与板52抵接。

通过将壳体40与引线框46及载荷传感器20一体地树脂成型,由此与 在单独地形成的壳体40内粘接·连接载荷传感器20的情况相比,在载荷传 感器20的周围无需设置不需要的空间,能够可靠地实现载荷检测装置10的 小型化·薄形化。另外,载荷传感器20的周围被树脂密封,因此,能够可 靠地防止在操纵载荷检测装置10时与载荷传感器20接触,能够提高操作性。 载荷传感器20的周围被树脂填充并固定,因此能够可靠地检测施加于受压 部23的载荷,能够得到良好的传感器灵敏度。

图12(a)是第一比较例的载荷检测装置的剖视图,图12(b)是第二 比较例的载荷检测装置的剖视图。图12(a)所示的第一比较例的载荷检测 装置210中,壳体240的上表面240a形成为平坦,受压部223的周围被树 脂密封。如图12(a)所示,形成为受压部223的上表面与壳体240的上表 面240a成为同一面。在这种情况下,在向弹性体250施加载荷时,受压部 223的可动范围被周围的树脂限制。另外,在受压部223位移时,通过周围 的树脂而受到阻力,因此相对于载荷的传感器灵敏度会降低。另外,在图 12(a)中,列举了仅受压部223的顶面露出的例子,但不限于此,只要树 脂与受压部223接触,就会产生相同的问题。

在图12(b)所示的第二比较例的载荷检测装置310中,将壳体340的 上表面340a形成为平坦,通过由玻璃基板等构成的隔板来提高载荷传感器 的高度而使受压部323从上表面340a露出。在这种情况下,使受压部323 比上表面340a突出,因此,载荷检测装置310的高度会变高。另外,在弹 性体350受到载荷时,不仅厚壁部350a,周边部350b也能够位移,因此, 将施加于弹性体350的载荷可靠地传递到受压部323是困难的,传感器灵敏 度会降低。

与此相对,本实施方式的载荷检测装置10如图2所示,在壳体40的上 表面40a形成有凹部40e,载荷传感器20的受压部23从凹部40e的底面(中 间面40d)突出并从壳体40露出。由此,受压部23的周围没有被树脂密封, 在施加载荷时不会被树脂限制,受压部23能够位移,能够得到良好的传感 器灵敏度。另外,传感器基板21的上表面也从壳体40的上表面40a露出, 而没有被树脂密封,因此传感器基板21的位移部22(在图2中省略地表示) 的位移没有被树脂限制,随着受压部23的位移能够良好地检测载荷。另外, 设置凹部40e并使受压部23露出,因此能够实现载荷检测装置10的薄形化。

另外,图1以及如图2所示,在壳体40的上表面40a设有凸部45。在 弹性体50的周边部50b以及板52上,在与凸部45对应的位置设有贯通孔, 凸部45贯通周边部50b以及板52而设置。并且,例如通过热铆接等的方法, 凸部45的上侧的端部以比贯通孔大的直径被变形·压焊,弹性体50以及板 52固定于壳体40。

图5(a)是对将本实施方式的载荷检测装置装入电子设备的状态进行 表示的剖视图,图5(b)是对表面面板被推压后的状态进行表示的电子设 备的剖视图。如图5(a)所示,在载荷检测装置10被装入到电子设备时, 表面面板60与弹性体50对置而配置。弹性体50的上表面比凸部45突出而 形成。

如图5(b)所示,操作者推压表面面板60的操作面60b并对表面面板 60向下施加载荷时,表面面板60向下方位移,通过表面面板60的下表面 60a,弹性体50被推压并变形,并且向载荷传感器20传递载荷。进而,即 使在施加了过量的载荷的情况下,也如图5(b)所示那样,表面面板60的 下表面60a与凸部45抵接,能够限制表面面板60在此基础上继续向下方位 移。

所以,在本实施方式的载荷检测装置10被装入到了电子设备时,即使 在施加了过量的载荷的情况下,凸部45也发挥作为对弹性体50的变形量进 行限制的挡块的功能,弹性体50的变形量被限制。所以,能够限制向载荷 传感器20施加的推压力,能够防止载荷传感器20的破损。

另外,不是如图13所示的以往例的载荷检测装置110那样使构件与载 荷传感器自身抵接而限制表面面板60等的位移的构成,而是使表面面板60 等与在壳体40的上表面40a设置的凸部45抵接的构成,因此,与以往相比, 不会向载荷传感器20施加过度的负载,能够抑制载荷传感器20受到损坏, 能够维持良好的传感器灵敏度。

在本实施方式中,凸部45具有作为固定弹性体50的固定构件的功能以 及作为限制外部的表面面板60等的位移的挡块的功能,因此,与将固定构 件与挡块分别设置的构成相比,能够实现载荷检测装置10的小型化。

如上所述,根据本实施方式的载荷检测装置10,能够实现良好的操作 性以及小型化,能够得到良好的传感器灵敏度。

图6是本实施方式中的第一变形例的载荷检测装置的剖视图。本变形例 的载荷检测装置11在引线框46从壳体40的侧面40c延伸出而设置这点上 不同。从壳体40的侧面40c延伸出的引线框46向下侧弯曲,引线框46的 下表面与壳体40的下表面40b形成为几乎相同的高度。在对外部的基板(未 图示)进行安装时,将引线框46的下表面作为安装用电极46b而使用,能 够表面安装载荷检测装置11。另外,引线框46的形状等不限定于图6所示 的方式,能够适当变更。

图7是本实施方式中的第二变形例的载荷检测装置的剖视图。本变形例 的载荷检测装置12在将壳体40的上表面40a形成得比凸部45的高度高这 点上不同。即,在载荷检测装置12被装入到外部的电子设备时,在向表面 面板60(图7中未图示)施加载荷时,表面面板60与壳体40的上表面40a 抵接,限制在此基础上继续向下方位移。所以,壳体40的上表面40a发挥 作为挡块的功能,凸部45作为用于将弹性体50以及板52固定的固定构件 而使用。

本变形例的载荷检测装置12与图1~图5所示的载荷检测装置10相比 较在小型化的方面不利,但是发挥作为挡块的功能的上表面40a不是作为固 定构件而使用,未被实施热铆接等的加工·变形,因此,能够精度良好地形 成高度尺寸。所以,即使在施加了过量的载荷的情况下,也能够可靠地限制 弹性体50的变形量,能够防止载荷传感器20的破损。

图8是第三变形例的载荷检测装置的剖视图。第三变形例的载荷检测装 置13在未设有板52而弹性体50的厚壁部50a与受压部23直接抵接这点上 不同。在本变形例中,由于没有设置板52,因此能够更薄形化。另外,弹 性体50直接与载荷传感器20的受压部23抵接,因此在如施加了较强的冲 击那样的情况下,能够通过弹性体50可靠地吸收冲击,能够实现不将过度 的负载施加到载荷传感器20。所以,能够得到良好且稳定的传感器灵敏度。

<第二实施方式>

图9是第二实施方式的载荷检测装置的剖视图。如图9所示,本实施方 式的载荷检测装置14的壳体41的构成不同。在本实施方式中,在壳体41 设有腔部42,载荷传感器20粘接于腔部42的底面42a。

如图9所示,引线框46一部分从腔部42的底面42a露出而设置,露出 的引线框46与载荷传感器20通过接合线36电连接。另外,即使在本实施 方式中,引线框46的一部分也从壳体41的下表面41b露出,而作为对外部 基板(未图示)进行安装时的安装用电极46a来使用。

在本实施方式的载荷检测装置14中,也设为将载荷传感器20收纳于壳 体41的状态,因此在操纵载荷检测装置14时不与载荷传感器20直接接触。 所以,操作性优秀。另外,由于是在载荷传感器20的上表面侧配置有弹性 体50并从弹性体50向载荷传感器20传递载荷的构成,因此与以往相比无 需设置弹性体50之上的操作体等构件。所以,能够减少零件个数并实现载 荷检测装置14的小型化。进而,弹性体50与载荷传感器20的上表面的受 压部23直接或者间接地抵接,因此,即使在如施加了较强的冲击那样的情 况下,也能够通过弹性体50一定程度吸收冲击,能够不将过度的负载施加 到载荷传感器20。所以,能够得到良好且稳定的传感器灵敏度。

在本实施方式的载荷检测装置14的制造工序中,首先,壳体41与引线 框46一体地成型,之后,将载荷传感器20粘接于腔部42的底面42a,通 过接合线36将引线框46与载荷传感器20电连接。然后,在壳体41的上表 面41a安装弹性体50和板52。如此,在将壳体41树脂成型后,通过接合 线36而连接,因此,能够抑制直接接触引线框46与载荷传感器20的连接 位置,能够提高操作性。

<第三实施方式>

图10是第三实施方式的载荷检测装置的剖视图。本实施方式的载荷检 测装置15在壳体41的腔部42设有密封树脂43,载荷传感器20的周围被 密封树脂43密封。壳体41使用热可塑性树脂(第一树脂)而形成,密封树 脂43(第二树脂)使用热硬化性树脂或者凝胶状的灌封树脂。

壳体41所使用的第一树脂需要通过热铆接等使凸部45变形,因此,使 用PPS、PC等热可塑性树脂。但是,若对密封树脂43使用热可塑性树脂, 则在树脂成型之时在冷却过程中发生收缩,因此,存在有时在载荷传感器 20与密封树脂43之间产生间隙的情况。

在本实施方式中,对于构成壳体41的第一树脂使用热可塑性树脂,载 荷传感器20的周围以热硬化性树脂或者凝胶状的灌封树脂即第二树脂来密 封。作为热硬化性树脂,例如能够使用环氧系树脂、硅系树脂等,作为凝胶 状的灌封树脂能够使用氟系树脂、氟硅系树脂。

在使用了热硬化性树脂的情况下,在加热硬化时,构成传感器基板21 等的半导体硅基板与热硬化性树脂化学结合,在密封树脂43与载荷传感器 20之间不易产生间隙,能够可靠地密封载荷传感器20。另外,在使用了凝 胶状的灌封树脂的情况下,不完全地硬化,因此,不产生由收缩引起的间隙, 能够可靠地密封载荷传感器20。

所以,根据本实施方式的载荷检测装置15,通过密封树脂43密封载荷 传感器20的周围,能够得到良好的传感器灵敏度,并且能够提高耐环境性。

另外,如图10所示,在密封树脂43(第二树脂)的上表面形成有凹部 43a,载荷传感器20的受压部23从凹部43a的底面突出,从壳体41露出。 由此,即使在使用了热硬化性树脂作为密封树脂43(第二树脂)的情况下, 在施加了载荷时,不被密封树脂43(第二树脂)限制,受压部23能够位移, 因此,能够得到良好的传感器灵敏度。另外,设置凹部43a而使受压部露出, 因此,能够实现载荷检测装置15的薄形化。

<第四实施方式>

图11是第四实施方式中的电子设备的俯视图。本实施方式的电子设备 16具备第一实施方式所示的载荷检测装置10以及表面面板60。另外,也有 具备未图示的显示装置等的情况。本实施方式的电子设备16是智能手机、 便携电話、游戏机等便携用设备、车载导航、个人计算机等。

如图11所示,表面面板60的中央是输入区域61,输入区域61的周围 是周边区域62。载荷检测装置10配置于表面面板60的下表面60a。在本实 施方式中,载荷检测装置10配置于周边区域62的4角,但并不限定载荷检 测装置10的个数、配置的位置。另外,各载荷检测装置10和表面面板60 的截面形状与图5各图相同。

在操作者推压表面面板60的输入区域61时,各载荷检测装置10的载 荷传感器20受到载荷。由此,能够从各载荷检测装置10得到输出,并基于 各输出来检测推压力(载荷)、表面面板60的向高度方向的位移量等推压 信息。在此,根据各输出如何检测推压信息能够使用现有的方法。

根据本实施方式的电子设备16,通过装入小型化后的载荷检测装置10, 从而能够实现电子设备16的小型化·薄形化。另外,本实施方式的载荷检 测装置10能够效率良好地向载荷传感器20传递载荷,另外,即使在施加了 较强的冲击的情况下,也能够不对载荷传感器20施加过度的负载,因此, 能够得到良好且稳定的传感器灵敏度。所以,通过将这样的载荷检测装置 10装入到电子设备16,能够得到作为电子设备16的良好且稳定的传感器灵 敏度。

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