JPH09223607A - 感圧型電子部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易に製造でき、キートップの押圧ストロー
クを長く取れ、抵抗値の微調整も容易に行なえる感圧型
電子部品を提供すること。 【解決手段】 厚み方向に押圧することで厚み方向の抵
抗値を小さくする感圧抵抗膜２３と、感圧抵抗膜２３の
下面に形成される２つの電極パターン２１と、感圧抵抗
膜２３の上面の２つの電極パターン２１に対向する位置
に形成される導電パターン２５とを、基板１０上に積層
することによって構成される感圧膜素子２０と、基板１
０の２つの電極パターン２１の真上に位置する導電パタ
ーン２５上を押圧するように感圧膜素子２０上に配置さ
れる板バネ状の弾発部材３０と、弾発部材３０を押圧す
るキートップ４０とを具備する。キートップ４０を押圧
することによって感圧膜素子２０の感圧抵抗膜２３が弾
発部材３０の弾発力によって弾圧されてその厚み方向の
抵抗値を小さくし、２つの電極パターン２１間の抵抗値
を変化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は感圧型電子部品に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来図８に示すように、厚み方向に押圧
することで該厚み方向の抵抗値を小さくする感圧抵抗ゴ
ムシート８１を導電パターン８９を介してキートップ８
７に取り付け、一方前記感圧抵抗ゴムシート８１の真下
に２つの電極パターン８３，８３を設けた基板８５を配
置し、前記キートップ８７を押し下げることで前記感圧
抵抗ゴムシート８１を前記２つの電極パターン８３，８
３に同時に押し付け、その押圧力によって変化する感圧
抵抗ゴムシート８１の厚み方向の抵抗値によって、前記
２つの電極パターン８３，８３間の抵抗値を変化させる
構造の感圧型の可変抵抗器がある。

【０００３】また従来図９に示すように、厚み方向に押
圧することで該厚み方向の抵抗値を小さくする感圧抵抗
膜９１をその下面に塗布した弾性導電ゴム９３をキート
ップ９５の下面に取り付け、一方前記感圧抵抗膜９１の
真下に２つの電極パターン９７，９７を設けた基板９９
を配置し、前記キートップ９５を押圧して前記感圧抵抗
膜９１を前記２つの電極パターン９７，９７に同時に押
し付け、その押圧力によって変化する感圧抵抗膜９１の
厚み方向の抵抗値によって、前記２つの電極パターン９
７，９７間の抵抗値を変化させる構造の感圧型の可変抵
抗器がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれら従
来の感圧型可変抵抗器においては、基板８５（９９）上
に電極パターン８３，８３（９７，９７）を設ける外
に、キートップ８７（９５）側にも感圧抵抗ゴムシート
８１と導電パターン８９（感圧抵抗膜９１と弾性導電ゴ
ム９３）を設けなければならず、その製造が煩雑であっ
た。

【０００５】また上記従来の感圧型可変抵抗器は、キー
トップ８７（９５）を押圧した際のストロークは前記感
圧抵抗ゴムシート８１又は弾性導電ゴム９３のたわみ量
によって得られるが、これらゴム材によって得られる押
圧ストロークは短くて抵抗値の微調整が困難であり、ま
たゴム材をたわませるためのキートップ８７（９５）の
押圧力もかなり大きくなるため可変抵抗器としての操作
感覚が悪いという問題点があった。

【０００６】また図８に示す従来例の場合は使用してい
る感圧抵抗ゴムシート８１が高価であるという問題点が
あった。

【０００７】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
ありその目的は、容易に製造でき、キートップの押圧ス
トロークを長く取れ、抵抗値の微調整も容易に行なえる
感圧型電子部品を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、厚み方向に押圧することで該厚み方向の抵
抗値を小さくする感圧抵抗膜と、該感圧抵抗膜の両面或
いは何れか一方の面に形成される少なくとも２つの電極
パターンとを有することによって、前記感圧抵抗膜を厚
み方向に押圧した際に前記２つの電極パターン間の抵抗
値を変化せしめる感圧膜素子と、前記感圧膜素子を形成
する基材と、前記基材の感圧膜素子を形成した部分の上
に直接又は他の押圧部材を介して間接に配置される弾発
部材とを具備し、前記弾発部材を押圧することによって
前記感圧膜素子が前記弾発部材の弾発力によって弾圧さ
れるように構成した。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に
かかる感圧型可変抵抗器を示す概略側断面図である。同
図に示すようにこの実施形態の場合、基板１０の上に感
圧膜素子２０を形成し、その上に弾発部材３０とキート
ップ（押圧体）４０を配置し、さらに弾発部材３０とキ
ートップ４０をケース５０で囲むことによって構成され
ている。以下各構成部品について説明する。

【００１０】ここで図２は前記基板１０の感圧膜素子２
０を形成した部分を示す図であり、同図（ａ）は要部拡
大平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図であ
る。

【００１１】同図に示すようにこの感圧膜素子２０は、
絶縁性の基板１０上に２つの円形の電極パターン２１，
２１を形成し、該両電極パターン２１，２１の上を覆う
ように感圧抵抗膜２３を形成し、さらに該感圧抵抗膜２
３上の前記両電極パターン２１，２１に対向する位置に
１つの導電パターン２５を形成して構成されている。

【００１２】ここで電極パターン２１，２１は、銀ペー
ストをスクリーン印刷することによって形成されてお
り、その一端からは回路パターン２２，２２が引き出さ
れている。なおこの電極パターン２１，２１の厚みはこ
の実施形態では１０μｍとしている。

【００１３】次に感圧抵抗膜２３は、厚み方向へ押圧す
ることで該厚み方向の抵抗値を小さくする機能を有する
感圧材料を印刷することで形成されている。なおこの感
圧抵抗膜２３の厚みはこの実施形態では４０〜１００μ
ｍとしている。

【００１４】本実施形態にかかる感圧抵抗膜２３では、
押圧方向だけ抵抗値が変化し、それ以外の方向では絶縁
状態のままである異方性感圧抵抗膜を使用した。この感
圧抵抗膜２３の材質としては、弾性材中に導電粉を混合
したものを用いている。具体的にこの実施形態において
は、弾性材としてシリコンゴム、導電粉としてカーボン
粉を使用し、シリコンゴム０．２〜２重量部に対してカ
ーボン粉１重量部を混合し、これを例えばテルペン系の
高沸点溶剤などからなる溶剤に溶かしている。またカー
ボン粉としては平均粒径１〜２０μｍの造粒カーボンブ
ラックを使用している。

【００１５】なお弾性材としては、シリコンゴムに限定
されず、他の各種ゴム材（例えばブタジエンゴム，アク
リルニトリル・ブタジエン・スチレンゴム等）、又は熱
可塑性エラストマー（例えばスチレン系熱可塑性エラス
トマー，オレフィン系熱可塑性エラストマー等）、又は
塩ビ・酢ビ系樹脂材、又はポリエチレンなどの各種弾性
を有する材料が使用できる。

【００１６】また導電粉の材質としては、造粒カーボン
ブラックの他に、球状黒鉛，ビーズ状黒鉛，鱗状黒鉛，
フレーク状黒鉛，土状黒鉛等が使用でき、またこれらの
混合体であってもよい。また他の導電金属粉でも良い。

【００１７】次に前記導電パターン２５は、銀ペースト
をスクリーン印刷することによって形成されている。こ
の導電パターン２５の厚みはこの実施形態では１０μｍ
としている。

【００１８】次に図３は前記弾発部材３０を示す拡大斜
視図である。同図に示すようにこの弾発部材３０は、弾
性を有する導電金属板を折り曲げることによって略く字
状に形成して構成されている。さらに具体的に言えば、
下側の面３１に対して上側の面３３が覆い被さるよう
に、両面がなす角度を約３０〜４０°として構成されて
いる。

【００１９】また下側の面３１の一端部近傍には、下方
向に向かって略半球状に突出する２つの押圧突起部３
５，３５（図１参照）が設けられている。これら押圧突
起部３５，３５は、この弾発部材３０が感圧膜素子２０
上に配設された際、それぞれ前記図２に示す２つの電極
パターン２１，２１の真上の位置にくるように設けられ
ている。

【００２０】一方上側の面３３の一端部は、下方向に向
かってなだらかに湾曲するように加工されることで押圧
摺接部３７が設けられている。

【００２１】図１に戻って、キートップ４０は合成樹脂
製であってその下端外周につば部４１を設けて構成され
ている。

【００２２】またケース５０は、その上面に前記キート
ップ４０を挿通する貫通孔５１を設け、またその下面中
央近傍には弾発部材３０の押圧突起部３５の部分を位置
決めする押圧突起収納部５３を設けて構成されている。

【００２３】またケース５０内の中央には図１の紙面手
前側から奥側に向けて延びるストッパー部５５が設けら
れている。

【００２４】そしてこの感圧型可変抵抗器の組み立て
は、図１に示すように、基板１０の上に弾発部材３０と
キートップ４０を収納したケース５０を取り付け、図示
しない固定手段で基板１０とケース５０間を固定するこ
とによって行なわれる。

【００２５】このとき、弾発部材３０の押圧突起部３５
は、ケース５０の押圧突起収納部５３内に位置し、また
弾発部材３０の押圧摺接部３７は、キートップ４０の下
面中央に弾接している。

【００２６】そしてキートップ４０を押し下げれば、弾
発部材３０がたわんでその押圧摺接部３７が下降し、該
キートップ４０の押し下げ量に対応する力で弾発部材３
０の２つの押圧突起部３５，３５がそれぞれ感圧膜素子
２０の２つの電極パターン２１，２１のそれぞれの真上
の導電パターン２５上を同時に弾圧する。

【００２７】これによって前記図２に示す感圧抵抗膜２
３の厚み方向の抵抗値は、前記２つの押圧突起部３５，
３５によって押圧された部分だけにおいて小さくなる。
つまり２つの電極パターン２１，２１と導電パターン２
５間の抵抗値が押圧力に応じてそれぞれ小さくなる。導
電パターン２５は１枚の導電膜なので、結局導電パター
ン２５を介して両電極パターン２１，２１間の抵抗値が
押圧力に応じて小さくなる。

【００２８】ところで本実施形態によれば、感圧膜素子
２０とキートップ４０の間に板バネ状の弾発部材３０を
介在させたので、キートップ４０の押圧ストロークの変
化に対して感圧膜素子２０に加わる弾発力の力が急激に
は変化せず、その分抵抗値の微調整が可能となるばかり
か、押圧ストロークを長くすることができる。

【００２９】また本実施形態においては、感圧膜素子２
０を１枚の基板１０のみに形成でき、その上には弾発部
材とキートップ４０を配置するだけで良いので、その製
造・組み立て作業が容易に行なえる。

【００３０】なお本実施形態の場合、前記弾発部材３０
が導電製金属板によって構成されているので、該弾発部
材３０自体に前記導電パターン２５の機能があり、従っ
て前記導電パターン２５は必ずしも必要ない。

【００３１】つまり前記弾発部材３０が導電性部材の場
合は、図４に示すように、基板１０−２上に２つの電極
パターン２１−２，２１−２を形成し、その上に感圧抵
抗膜２３−２を形成するだけでも良い。

【００３２】ところで図１〜図３に示す実施形態におい
ては、弾発部材３０をその上下面３１，３３間の角度が
約３０〜４０°となるように折り曲げ、これによってこ
の弾発部材３０をケース５０内に収納した際に図１に示
すように下側の面３１が基板１０の面に対してほぼ平行
となるようにしている。

【００３３】そしてキートップ４０の押圧方向は、該面
３１に対してほぼ垂直な方向となるので、キートップ４
０の上下動に対して該面３１は基板１０上で左右にずれ
たりせず、一定の位置に保持され、逆に弾発部材３０の
押圧摺接部３７がキートップ４０の下面に対して押圧さ
れながら該下面上を摺動することとなる。

【００３４】このためこの形状の弾発部材３０を用いれ
ば、く字状に折り曲げた板バネであるにもかかわらず、
感圧膜素子２０に弾接する押圧突起部３５，３５の位置
がキートップ４０の上下動によってずれることはなく、
従って感圧膜素子２０の表面は摩耗しにくくなる。

【００３５】なおこの実施形態の場合、ケース５０内に
ストッパー部５５を設けているので、キートップ４０を
押し込んでいくと弾発部材３０の押圧摺接部３７の下面
がこれに当接し、該キートップ４０の下降は停止され
る。

【００３６】ところで前記実施形態に用いた感圧膜素子
２０（図２参照）とは逆に、図５に示すように、基板１
０−３の上に導電パターン２５−３を形成し、その上に
感圧抵抗膜２３−３を形成し、その上に２つの電極パタ
ーン２１−３，２１−３を形成しても、前記図２に示す
感圧膜素子２０と同様の機能を発揮する。即ち両電極パ
ターン２１−３，２１−３上を押圧することで、該両電
極パターン２１−３，２１−３間の抵抗値が変化する。
なおこの感圧膜素子２０−３を押圧する弾発部材３０と
しては絶縁性のものを使用する。また該両電極パターン
２１−３，２１−３上を覆うように絶縁膜をスクリーン
印刷にて形成すれば、弾発部材３０として導電性のもの
を使用しても良い。

【００３７】図６は本発明の他の実施形態にかかる感圧
型可変抵抗器を示す概略側断面図である。この実施形態
の場合は、基板１０−４上に感圧膜素子２０−４を形成
し、その上に他の押圧部材６０−４を介して弾発部材３
０−４とキートップ４０−４とを配置し、さらにこれら
各部材をケース５０−４内に収納することによって構成
されている。

【００３８】ここで基板１０−４と感圧膜素子２０−４
の構造は、前記図１に示すものと同一なので、その説明
は省略する。

【００３９】弾発部材３０−４はコイルバネで構成され
ている。一方押圧部材６０−４は棒状の合成樹脂材料で
構成されており、その下端は導電パターン２５−４上に
当接し、２つの電極パターン２１−４，２１−４（図に
は手前側の一方のみを示す）の真上を同時に押圧するよ
うに構成されている。

【００４０】そしてキートップ４０−４に設けた穴４３
−４内に弾発部材３０−４を収納し、その下側に押圧部
材６０−４の上端を挿入している。

【００４１】そして前記キートップ４０−４を押し下げ
れば、弾発部材３０−４がたわんで押圧部材６０−４が
下方に押圧され、該キートップ４０−４の押し下げ量に
対応する力で押圧部材６０−４の下端が導電パターン２
５−４を弾圧する。これによって前記実施形態と同様
に、キートップ４０−４の押し下げ量に応じて、２つの
電極パターン２１−４，２１−４間の抵抗値が小さくな
る。なおこの実施形態の感圧素子２０−４は図２のもの
で構成したが、図５のもので構成しても良い。

【００４２】次に図７は本発明に用いる他の構造の感圧
膜素子２０−５を示す図であり、同図（ａ）は要部拡大
平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ断面図であ
る。

【００４３】この感圧膜素子２０−５は、基板１０−５
上に１つの円形の電極パターン２１−５を形成し、該電
極パターン２１−５の上を覆うように感圧抵抗膜２３−
５を形成し、さらに該感圧抵抗膜２３−５の上の前記電
極パターン２１−５に対向する位置に別の１つの円形の
電極パターン２７−５を形成して構成されている。

【００４４】ここで両電極パターン２１−５，２７−５
からは、それぞれ回路パターン２２−５，２８−５が引
き出されている。

【００４５】このように構成した感圧膜素子２０−５の
上側の電極パターン２７−５を前記各実施形態で示した
ような弾発部材や押圧部材で押圧すれば（この実施形態
の場合は一箇所のみ押圧すれば良い）、該押圧力に応じ
て、両電極パターン２７−５，２１−５間の抵抗値が変
化する。この感圧膜素子２０−５も１枚の基板１０−５
上のみに形成できる。

【００４６】ところで感圧膜素子を形成する基材は、硬
質絶縁基板の外に、フイルム状の基板や、金属板上に絶
縁膜を形成したものや、モールドケース自体等、他の基
材であっても良い。

【００４７】なお上記図２，図５及び図７の実施形態の
感圧膜素子の上に絶縁保護膜をスクリーン印刷にて形成
すれば、感圧膜素子が機械的摩耗から保護される。

【００４８】上記実施形態は、いずれも本発明にかかる
感圧型電子部品を可変抵抗器として用いた例を示した
が、本発明は押圧型のスイッチとしても構成できる。即
ち前記感圧抵抗膜は厚み方向の押圧力によってその抵抗
値を変化する作用を具備するものであるから、該感圧抵
抗膜の材質や厚みや弾性力を調整することで押圧時にそ
の抵抗値が急激に小さくなるように構成することによっ
て、スイッチを構成することもできる。

【００４９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば以下のような優れた効果を有する。 本発明に用いる感圧膜素子は、１枚の基材上のみに印
刷などによって形成することができるので、その上には
弾発部材を配置するだけで良く、その製造・組み立て作
業が容易に行なえる。

【００５０】また本発明は、上記効果に示すように
感圧膜素子を１枚の基材上のみに形成でき、弾発部材側
には従来のように感圧膜素子の構成要素を何ら設ける必
要がないので、該弾発部材等の設計が自由に行なえる。
つまり例えば該弾発部材としてその操作感覚の向上に好
適な板バネやコイルバネをそのまま用いることができ
る。

【００５１】また本発明は、抵抗値の微調整が可能に
なるばかりか、押圧ストロークを長くすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる感圧型可変抵抗器
を示す概略側断面図である。

【図２】基板１０の感圧膜素子２０を形成した部分を示
す図であり、同図（ａ）は要部拡大平面図、同図（ｂ）
は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図３】弾発部材３０を示す拡大斜視図である。

【図４】本発明に用いる他の構造の感圧膜素子２０−２
を示す図であり、同図（ａ）は要部拡大平面図、同図
（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【図５】本発明に用いる他の構造の感圧膜素子２０−３
を示す図であり、同図（ａ）は要部拡大平面図、同図
（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。

【図６】本発明の他の実施形態にかかる感圧型可変抵抗
器を示す概略側断面図である。

【図７】本発明に用いる他の構造の感圧膜素子２０−５
を示す図であり、同図（ａ）は要部拡大平面図、同図
（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。

【図８】従来例を示す図である。

【図９】従来例を示す図である。

【符号の説明】

１０ 基板（基材） ２０ 感圧膜素子 ２１，２１ 電極パターン ２３ 感圧抵抗膜 ２５ 導電パターン ３０ 弾発部材 ４０ キートップ（押圧体） ６０−４ 他の押圧部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 厚み方向に押圧することで該厚み方向の
   抵抗値を小さくする感圧抵抗膜と、該感圧抵抗膜の両面
   或いは何れか一方の面に形成される少なくとも２つの電
   極パターンとを有することによって、前記感圧抵抗膜を
   厚み方向に押圧した際に前記２つの電極パターン間の抵
   抗値を変化せしめる感圧膜素子と、 前記感圧膜素子を形成する基材と、 前記基材の感圧膜素子を形成した部分の上に直接又は他
   の押圧部材を介して間接に配置される弾発部材とを具備
   し、 前記弾発部材を押圧することによって前記感圧膜素子が
   前記弾発部材の弾発力によって弾圧されることを特徴と
   する感圧型電子部品。
2. 【請求項２】 前記感圧膜素子は、前記感圧抵抗膜と、
   該感圧抵抗膜の一方の面に形成される複数の電極パター
   ンと、該感圧抵抗膜の他方の面の前記複数の電極パター
   ンに対向する位置に形成される導電パターンとを、前記
   基材上に積層することによって構成され、 前記弾発部材は、前記複数の電極パターン又は前記導電
   パターンのいずれかを押圧するように配置されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の感圧型電子部品。
3. 【請求項３】 前記感圧膜素子は、前記感圧抵抗膜と、
   該感圧抵抗膜の下面に形成される複数の電極パターンと
   を、前記基材上に積層することによって構成され、 一方前記弾発部材は導電体であって前記感圧膜素子の上
   に直接配置され、さらに該弾発部材は前記複数の電極パ
   ターンのそれぞれの上に位置する前記感圧膜素子上を押
   圧するように配置されていることを特徴とする請求項１
   記載の感圧型電子部品。
4. 【請求項４】 前記感圧膜素子は、前記感圧抵抗膜と、
   該感圧抵抗膜の両面にそれぞれ対向するように形成され
   る少なくとも２つの電極パターンとを、前記基材上に積
   層することによって構成され、 前記感圧膜素子を押圧する弾発部材は少なくとも１つの
   電極パターン上を押圧するように配置されていることを
   特徴とする請求項１記載の感圧型電子部品。