JPH0917276A - 感圧センサー - Google Patents
感圧センサーInfo
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- JPH0917276A JPH0917276A JP16433695A JP16433695A JPH0917276A JP H0917276 A JPH0917276 A JP H0917276A JP 16433695 A JP16433695 A JP 16433695A JP 16433695 A JP16433695 A JP 16433695A JP H0917276 A JPH0917276 A JP H0917276A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 表面に2つの電極1a、1bが互いに非接触
状態で設けられた基板2と、一面側で2つの電極上に配
設された感圧導電性部材3と、感圧導電性部材3の周囲
を所定の隙間を明けて取り囲むように基板2の表面に設
けられたスペーサ4と、感圧導電性部材3の他面側と対
向し、その一方の表面の周縁部がスペーサ4により支持
された可撓性シート部材5と、この可撓性シート部材5
の他方の表面上に配設された緩衝材6と、スペーサ4、
可撓性シート部材5及び緩衝材6を被覆し、その周縁部
が基板2の表面に接合された可撓性のカバー部材7とを
備えた感圧センサー。 【効果】 カバー部材7に加わる荷重が緩衝材6で緩
衝、分散され、この分散荷重が可撓性シート部材5で更
に均一に分散されて、感圧導電性部材3に緩やかに伝わ
るので、荷重ー電気抵抗値特性が良好なものとなる。
状態で設けられた基板2と、一面側で2つの電極上に配
設された感圧導電性部材3と、感圧導電性部材3の周囲
を所定の隙間を明けて取り囲むように基板2の表面に設
けられたスペーサ4と、感圧導電性部材3の他面側と対
向し、その一方の表面の周縁部がスペーサ4により支持
された可撓性シート部材5と、この可撓性シート部材5
の他方の表面上に配設された緩衝材6と、スペーサ4、
可撓性シート部材5及び緩衝材6を被覆し、その周縁部
が基板2の表面に接合された可撓性のカバー部材7とを
備えた感圧センサー。 【効果】 カバー部材7に加わる荷重が緩衝材6で緩
衝、分散され、この分散荷重が可撓性シート部材5で更
に均一に分散されて、感圧導電性部材3に緩やかに伝わ
るので、荷重ー電気抵抗値特性が良好なものとなる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、指で押さえた感触が柔
らかく、感度が略直線的に変化する感圧センサーに係
り、例えば、モーターの回転速度可変装置或いはスピー
カーの音量可変装置等の可変入力部として使用するため
の感圧センサーに関する。
らかく、感度が略直線的に変化する感圧センサーに係
り、例えば、モーターの回転速度可変装置或いはスピー
カーの音量可変装置等の可変入力部として使用するため
の感圧センサーに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、加圧力に伴う圧縮変形に起因
して電気抵抗値が低下するという特性を有する感圧導電
性材料は公知のものとなっている。この種の感圧導電性
材料は、ゴム又はエラストマー等の絶縁体中に、金属又
はカーボン等の導電粒子を混入、分散させたものであ
り、無加圧時においては、個々の導電粒子が互いに分離
して電気的に絶縁状態にあるが、連続的に圧力を加え
て、圧縮変形を生じさせた状態では、個々の導電粒子が
接近又は接触しあうことにより、電気抵抗値が次第に低
下するものである。
して電気抵抗値が低下するという特性を有する感圧導電
性材料は公知のものとなっている。この種の感圧導電性
材料は、ゴム又はエラストマー等の絶縁体中に、金属又
はカーボン等の導電粒子を混入、分散させたものであ
り、無加圧時においては、個々の導電粒子が互いに分離
して電気的に絶縁状態にあるが、連続的に圧力を加え
て、圧縮変形を生じさせた状態では、個々の導電粒子が
接近又は接触しあうことにより、電気抵抗値が次第に低
下するものである。
【0003】前記特性を有する感圧導電性材料は、種々
の分野においてセンサーやスイッチ類として使用されて
いる。その一例を述べると、平板状若しくは直方体状に
成形した感圧導電性ゴムの厚さ方向の両面に導電性の電
極を貼着し、この電極より圧縮変形に伴う電気抵抗変化
を取り出すように構成したセンサーが存在する。
の分野においてセンサーやスイッチ類として使用されて
いる。その一例を述べると、平板状若しくは直方体状に
成形した感圧導電性ゴムの厚さ方向の両面に導電性の電
極を貼着し、この電極より圧縮変形に伴う電気抵抗変化
を取り出すように構成したセンサーが存在する。
【0004】又、これを改良したセンサーとして、例え
ば、特開昭61-78101号公報によれば、肉厚均一に成形し
た感圧導電性ゴムの片面に一対の電極を互いに非接触状
態で設けると共に、その他面に前記一対の電極の双方に
対向するような電極を設け、厚さ方向に生じる圧縮変形
に伴う電気抵抗変化を前記片面側の一対の電極より取り
出す構成のものがある。
ば、特開昭61-78101号公報によれば、肉厚均一に成形し
た感圧導電性ゴムの片面に一対の電極を互いに非接触状
態で設けると共に、その他面に前記一対の電極の双方に
対向するような電極を設け、厚さ方向に生じる圧縮変形
に伴う電気抵抗変化を前記片面側の一対の電極より取り
出す構成のものがある。
【0005】更に、実開昭53-32366号公報には、互いに
平行に配置された支持体と加圧部材との間に、断面矩形
状の感圧導電性ゴムを介在させると共に、該感圧導電性
ゴムと前記支持体との間に、互いに絶縁状態の一対の電
極板を介設し、加圧部材から感圧導電性ゴムに加圧力を
作用させた際の圧縮変形に伴う電気抵抗変化を前記一対
の電極板により取り出すように構成した感圧スイッチが
開示されている。
平行に配置された支持体と加圧部材との間に、断面矩形
状の感圧導電性ゴムを介在させると共に、該感圧導電性
ゴムと前記支持体との間に、互いに絶縁状態の一対の電
極板を介設し、加圧部材から感圧導電性ゴムに加圧力を
作用させた際の圧縮変形に伴う電気抵抗変化を前記一対
の電極板により取り出すように構成した感圧スイッチが
開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来例はいずれも、感圧導電性ゴムを樹脂又は若干の
弾力性を有する押圧体を用いて圧縮変形させているた
め、感圧導電性ゴムに特有の圧縮弾性変形や圧縮永久歪
特性の影響が電気抵抗変化に顕著に現れていた。すなわ
ち、感圧導電性ゴムに加わる荷重と電気抵抗値との関係
を示す図8中に、従来例の荷重ー電気抵抗値特性をAで
示すように、低荷重領域で急激に電気抵抗値が下がり、
比較的低い荷重域で電気抵抗値が飽和状態(荷重が増加
しても電気抵抗値が殆ど低下しない状態)になるため、
検出可能な荷重領域が狭い範囲に制限されると共に、検
出可能な低荷重領域でも、電気抵抗値の変化が過度に急
激であるため、補正回路を組む必要が生じるといった問
題を有していた。一方、感圧導電性ゴムの感度を低下さ
せた場合、検出可能な荷重領域は広がるものの、検出精
度が低下する不具合は回避できない。
た従来例はいずれも、感圧導電性ゴムを樹脂又は若干の
弾力性を有する押圧体を用いて圧縮変形させているた
め、感圧導電性ゴムに特有の圧縮弾性変形や圧縮永久歪
特性の影響が電気抵抗変化に顕著に現れていた。すなわ
ち、感圧導電性ゴムに加わる荷重と電気抵抗値との関係
を示す図8中に、従来例の荷重ー電気抵抗値特性をAで
示すように、低荷重領域で急激に電気抵抗値が下がり、
比較的低い荷重域で電気抵抗値が飽和状態(荷重が増加
しても電気抵抗値が殆ど低下しない状態)になるため、
検出可能な荷重領域が狭い範囲に制限されると共に、検
出可能な低荷重領域でも、電気抵抗値の変化が過度に急
激であるため、補正回路を組む必要が生じるといった問
題を有していた。一方、感圧導電性ゴムの感度を低下さ
せた場合、検出可能な荷重領域は広がるものの、検出精
度が低下する不具合は回避できない。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
して、検出可能な荷重領域が広く、且つ略直線的で良好
な荷重ー電気抵抗値特性が得られる感圧センサーを提供
することを目的としている。そのため、請求項1の感圧
センサーは、表面に2つの電極が互いに非接触状態で設
けられた基板と、一面側で前記2つの電極上に配設され
た感圧導電性部材と、該感圧導電性部材の周囲を所定の
隙間を明けて取り囲むように前記基板の表面に設けられ
たスペーサと、前記感圧導電性部材の他面側と対向し、
その一方の表面の周縁部が前記スペーサにより支持され
た可撓性シート部材と、この可撓性シート部材の他方の
表面上に配設された緩衝材と、前記スペーサ、可撓性シ
ート部材及び緩衝材を被覆し、その周縁部が前記基板の
表面に接合された可撓性のカバー部材とを備えたことを
特徴とするものである。
して、検出可能な荷重領域が広く、且つ略直線的で良好
な荷重ー電気抵抗値特性が得られる感圧センサーを提供
することを目的としている。そのため、請求項1の感圧
センサーは、表面に2つの電極が互いに非接触状態で設
けられた基板と、一面側で前記2つの電極上に配設され
た感圧導電性部材と、該感圧導電性部材の周囲を所定の
隙間を明けて取り囲むように前記基板の表面に設けられ
たスペーサと、前記感圧導電性部材の他面側と対向し、
その一方の表面の周縁部が前記スペーサにより支持され
た可撓性シート部材と、この可撓性シート部材の他方の
表面上に配設された緩衝材と、前記スペーサ、可撓性シ
ート部材及び緩衝材を被覆し、その周縁部が前記基板の
表面に接合された可撓性のカバー部材とを備えたことを
特徴とするものである。
【0008】請求項2の感圧センサーは、表面に2つの
電極が互いに非接触状態で設けられた基板と、前記2つ
の電極の周囲を所定の隙間を明けて取り囲むように前記
基板の表面に設けられたスペーサと、一面側が前記2つ
の電極と対向し、且つ該一面側の周縁部が前記スペーサ
により支持された感圧導電性部材と、前記感圧導電性部
材の他面上に設けられた可撓性シート部材と、この可撓
性シート部材上に配設された緩衝材と、前記スペーサ、
感圧導電性部材、可撓性シート部材及び緩衝材を被覆
し、その周縁部が前記基板の表面に接合された可撓性の
カバー部材とを備えたことを特徴とするものである。
電極が互いに非接触状態で設けられた基板と、前記2つ
の電極の周囲を所定の隙間を明けて取り囲むように前記
基板の表面に設けられたスペーサと、一面側が前記2つ
の電極と対向し、且つ該一面側の周縁部が前記スペーサ
により支持された感圧導電性部材と、前記感圧導電性部
材の他面上に設けられた可撓性シート部材と、この可撓
性シート部材上に配設された緩衝材と、前記スペーサ、
感圧導電性部材、可撓性シート部材及び緩衝材を被覆
し、その周縁部が前記基板の表面に接合された可撓性の
カバー部材とを備えたことを特徴とするものである。
【0009】請求項3の感圧センサーは、請求項1又は
2の構成において、前記可撓性シート部材は、厚さが
0.1mm程度のポリエステルフィルム等、薄い樹脂系
統の材料でばね性を持った絶縁板からなることを特徴と
するものである。
2の構成において、前記可撓性シート部材は、厚さが
0.1mm程度のポリエステルフィルム等、薄い樹脂系
統の材料でばね性を持った絶縁板からなることを特徴と
するものである。
【0010】請求項4の感圧センサーは、請求項1又は
2の構成において、前記可撓性シート部材は、厚さが
0.2mm程度のポリプロピレンフィルム等、薄い樹脂
系統の材料でばね性を持った絶縁板からなることを特徴
とするものである。
2の構成において、前記可撓性シート部材は、厚さが
0.2mm程度のポリプロピレンフィルム等、薄い樹脂
系統の材料でばね性を持った絶縁板からなることを特徴
とするものである。
【0011】請求項5の感圧センサーは、請求項1乃至
4のいずれかの構成において、前記緩衝材は、各種ゴム
の発泡材等からなる各種スポンジゴム系、ウレタンスポ
ンジ系、フッ素スポンジ系成形品、又は金型打抜きによ
る各種スポンジゴム、ウレタンスポンジゴム等の弾力性
を持った材料からなることを特徴としている。
4のいずれかの構成において、前記緩衝材は、各種ゴム
の発泡材等からなる各種スポンジゴム系、ウレタンスポ
ンジ系、フッ素スポンジ系成形品、又は金型打抜きによ
る各種スポンジゴム、ウレタンスポンジゴム等の弾力性
を持った材料からなることを特徴としている。
【0012】請求項6の感圧センサーは、請求項1乃至
4のいずれかの構成において、前記緩衝材は、ゴム又は
熱可塑性エラストマー等の弾性材からなることを特徴と
するものである。
4のいずれかの構成において、前記緩衝材は、ゴム又は
熱可塑性エラストマー等の弾性材からなることを特徴と
するものである。
【0013】
【作用】請求項1の構成において、前記カバー部材に荷
重(加圧力)が加わると、この荷重がカバー部材から緩
衝材及び可撓性シート部材を介して感圧導電性部材に伝
わり、感圧導電性部材が圧縮変形することにより電気抵
抗変化が生じる。この電気抵抗変化が前記2つの電極に
より取り出され、電気抵抗値の変化に基いて、前記カバ
ー部材に加わった荷重の大きさが検出される。
重(加圧力)が加わると、この荷重がカバー部材から緩
衝材及び可撓性シート部材を介して感圧導電性部材に伝
わり、感圧導電性部材が圧縮変形することにより電気抵
抗変化が生じる。この電気抵抗変化が前記2つの電極に
より取り出され、電気抵抗値の変化に基いて、前記カバ
ー部材に加わった荷重の大きさが検出される。
【0014】その場合、前記カバー部材に加わる荷重
は、前記緩衝材で緩衝されることにより分散され、この
分散荷重が可撓性シート部材により、更に均一に分散さ
れて、感圧導電性部材に緩やかに伝達されるので、従来
とは異なり、低荷重領域でも感圧導電性部材の電気抵抗
値が急激に低下することがなく、前記電気抵抗値の飽和
点が高荷重領域側に移動して検出可能な荷重領域が拡大
されると共に、検出可能な全荷重領域において、電気抵
抗値の変化が略直線的になる。その結果、感圧センサー
の検出特性は極めて良好なものとなる。
は、前記緩衝材で緩衝されることにより分散され、この
分散荷重が可撓性シート部材により、更に均一に分散さ
れて、感圧導電性部材に緩やかに伝達されるので、従来
とは異なり、低荷重領域でも感圧導電性部材の電気抵抗
値が急激に低下することがなく、前記電気抵抗値の飽和
点が高荷重領域側に移動して検出可能な荷重領域が拡大
されると共に、検出可能な全荷重領域において、電気抵
抗値の変化が略直線的になる。その結果、感圧センサー
の検出特性は極めて良好なものとなる。
【0015】カバー部材への加圧力が解除されると、可
撓性シート部材がその反発力によって、緩衝材を無負荷
位置へ復帰させるので、緩衝材の圧縮永久歪みが生じに
くくなる。又、可撓性シート部材は、ゴム製のカバー部
材から発生したり、カバー部材の外部からカバー部材を
透過して侵入する各種薬品、ガス等から感圧導電性部材
を保護し、前記薬品、ガス等による感圧導電性部材の劣
化を防止する。
撓性シート部材がその反発力によって、緩衝材を無負荷
位置へ復帰させるので、緩衝材の圧縮永久歪みが生じに
くくなる。又、可撓性シート部材は、ゴム製のカバー部
材から発生したり、カバー部材の外部からカバー部材を
透過して侵入する各種薬品、ガス等から感圧導電性部材
を保護し、前記薬品、ガス等による感圧導電性部材の劣
化を防止する。
【0016】無負荷状態では、前記スペーサが可撓性シ
ート部材の周縁部を支持し、且つ可撓性シート部材が緩
衝材の重みを支持することにより、可撓性シート部材や
緩衝材の重みによる荷重が感圧導電性部材に加わること
が防止される。
ート部材の周縁部を支持し、且つ可撓性シート部材が緩
衝材の重みを支持することにより、可撓性シート部材や
緩衝材の重みによる荷重が感圧導電性部材に加わること
が防止される。
【0017】請求項2の構成では、感圧導電性部材の周
縁部がスペーサにより支持され、感圧導電性部材の一面
側が、基板上の2つの電極と所定の隙間を明けて対向す
るか、又は前記感圧導電性部材の一面側が2つの電極と
略密着している。カバー部材に荷重が加わると、この荷
重が緩衝材で緩衝且つ分散され、可撓性シート部材で更
に均一に分散されて、感圧導電性部材に緩やかに伝わ
り、感圧導電性部材が2つの電極側に圧縮変形し、これ
に伴う電気抵抗値の変化が前記2つの電極により取り出
される。この場合も、請求項1同様、緩衝材及び可撓性
シート部材により荷重が分散されることによって、良好
な検出特性が得られる。その他、カバー部材へ加わる荷
重が解除されると、可撓性シート部材、その反発力によ
って緩衝材を無負荷位置へ復帰させる点等も請求項1と
同様である。
縁部がスペーサにより支持され、感圧導電性部材の一面
側が、基板上の2つの電極と所定の隙間を明けて対向す
るか、又は前記感圧導電性部材の一面側が2つの電極と
略密着している。カバー部材に荷重が加わると、この荷
重が緩衝材で緩衝且つ分散され、可撓性シート部材で更
に均一に分散されて、感圧導電性部材に緩やかに伝わ
り、感圧導電性部材が2つの電極側に圧縮変形し、これ
に伴う電気抵抗値の変化が前記2つの電極により取り出
される。この場合も、請求項1同様、緩衝材及び可撓性
シート部材により荷重が分散されることによって、良好
な検出特性が得られる。その他、カバー部材へ加わる荷
重が解除されると、可撓性シート部材、その反発力によ
って緩衝材を無負荷位置へ復帰させる点等も請求項1と
同様である。
【0018】請求項3の構成では、前記可撓性シート部
材が、厚さが0.1mm程度のポリエステルフィルムか
らなるので、可撓性シート部材は、充分な反発力を有
し、カバー部材への加圧力が解除されると、直ちに緩衝
材を無負荷位置へ復帰させて、緩衝材の圧縮永久歪みを
防止する。なお、ここで厚さが0.1mm程度とは、正
確に0.1mmでなくても、その近傍であれば良く、感
圧センサーの用途やサイズ等に応じて、例えば、0.0
5乃至0.5mm程度の範囲の厚さを任意に選択でき
る。
材が、厚さが0.1mm程度のポリエステルフィルムか
らなるので、可撓性シート部材は、充分な反発力を有
し、カバー部材への加圧力が解除されると、直ちに緩衝
材を無負荷位置へ復帰させて、緩衝材の圧縮永久歪みを
防止する。なお、ここで厚さが0.1mm程度とは、正
確に0.1mmでなくても、その近傍であれば良く、感
圧センサーの用途やサイズ等に応じて、例えば、0.0
5乃至0.5mm程度の範囲の厚さを任意に選択でき
る。
【0019】請求項4の構成では、可撓性シート部材
が、厚さが0.2mm程度のポリプロピレンフィルムか
らなるので、請求項3と同様に、充分な反発力を有する
ものとなる。ここで、厚さが0.2mm程度とは、例え
ば、0.1乃至0.5mm程度の範囲を意味し、感圧セ
ンサーの用途やサイズ等に応じて適宜増減できる。
が、厚さが0.2mm程度のポリプロピレンフィルムか
らなるので、請求項3と同様に、充分な反発力を有する
ものとなる。ここで、厚さが0.2mm程度とは、例え
ば、0.1乃至0.5mm程度の範囲を意味し、感圧セ
ンサーの用途やサイズ等に応じて適宜増減できる。
【0020】請求項5又は6の構成では、緩衝材がゴム
の発泡材、或いはゴム又は熱可塑性エラストマー等の弾
性材からなるので、充分なクッション性を有し、カバー
部材からの荷重を充分に分散させ、可撓性シート部材を
介して感圧導電性部材に緩やかに荷重を伝達できる。
の発泡材、或いはゴム又は熱可塑性エラストマー等の弾
性材からなるので、充分なクッション性を有し、カバー
部材からの荷重を充分に分散させ、可撓性シート部材を
介して感圧導電性部材に緩やかに荷重を伝達できる。
【0021】
【実施例】以下、本発明の第1実施例を図面に基いて説
明する。図1及び図2に示すように、第1実施例の感圧
センサーは、表面に2つの電極1a、1bが形成された
基板2と、2つの電極1a、1b上に設置された直方体
状の感圧導電性部材3(感圧導電性ゴム又は感圧導電性
エラストマー)と、基板2の表面に固定され、感圧導電
性部材3の四方の側面を僅かな隙間を隔てて取り囲む平
面形状ロ形(額縁状)のスペーサ4と、スペーサ4の上
面にその下面の周縁部が固定され、感圧導電性部材3と
の間に僅かな上下方向の間隔が隔てられた、平面形状が
矩形状の可撓性シート部材5と、可撓性シート部材5上
に固定された直方体状の緩衝材6と、スペーサ4の外方
で基板2の表面に接合され、スペーサ4、可撓性シート
部材5及び緩衝材6の各側面、並びに緩衝材6の上面を
僅かな隙間を隔てて覆う可撓性のカバー部材7とを備え
ている。
明する。図1及び図2に示すように、第1実施例の感圧
センサーは、表面に2つの電極1a、1bが形成された
基板2と、2つの電極1a、1b上に設置された直方体
状の感圧導電性部材3(感圧導電性ゴム又は感圧導電性
エラストマー)と、基板2の表面に固定され、感圧導電
性部材3の四方の側面を僅かな隙間を隔てて取り囲む平
面形状ロ形(額縁状)のスペーサ4と、スペーサ4の上
面にその下面の周縁部が固定され、感圧導電性部材3と
の間に僅かな上下方向の間隔が隔てられた、平面形状が
矩形状の可撓性シート部材5と、可撓性シート部材5上
に固定された直方体状の緩衝材6と、スペーサ4の外方
で基板2の表面に接合され、スペーサ4、可撓性シート
部材5及び緩衝材6の各側面、並びに緩衝材6の上面を
僅かな隙間を隔てて覆う可撓性のカバー部材7とを備え
ている。
【0022】基板2は、ガラス繊維を混入したエポキシ
樹脂、ABS樹脂等の各種樹脂モールド成形材料又はゴ
ム成形体に金属基板を組み込んだもの等からなり、2つ
の電極1a、1bは基板2上に金、銀、錫等の導電性材
料をメッキ又はそれに類する化学処理を施すことによ
り、例えば、図2に示す平行電極として形成されてい
る。なお、電極1a、1bは図3又は図4に示す角形又
は丸形の渦巻電極、図5に示す櫛歯電極、図示しないは
さみ状の電極等であっても良い。
樹脂、ABS樹脂等の各種樹脂モールド成形材料又はゴ
ム成形体に金属基板を組み込んだもの等からなり、2つ
の電極1a、1bは基板2上に金、銀、錫等の導電性材
料をメッキ又はそれに類する化学処理を施すことによ
り、例えば、図2に示す平行電極として形成されてい
る。なお、電極1a、1bは図3又は図4に示す角形又
は丸形の渦巻電極、図5に示す櫛歯電極、図示しないは
さみ状の電極等であっても良い。
【0023】スペーサ4は、シリコーン系ゴム等の各種
ゴム材若しくは各種樹脂モールド材等により形成され
る。スペーサ4は、シート状のゴム又は樹脂モールド材
を金型で所望形状に打ち抜いた打抜き成形品であっても
良い。スペーサ4の厚さは、感圧導電性部材3と同一厚
さ、又は感圧導電性部材3より幾分厚めとされている。
図示のものでは、感圧導電性部材3の厚さが0.5m
m、スペーサ4の厚さが0.7mmとされているが、ス
ペーサ4の厚さは0.5乃至2.0mm程度の範囲で適
宜変更でき、感圧導電性部材3の厚さも、スペーサ4の
厚さに応じて変更できる。
ゴム材若しくは各種樹脂モールド材等により形成され
る。スペーサ4は、シート状のゴム又は樹脂モールド材
を金型で所望形状に打ち抜いた打抜き成形品であっても
良い。スペーサ4の厚さは、感圧導電性部材3と同一厚
さ、又は感圧導電性部材3より幾分厚めとされている。
図示のものでは、感圧導電性部材3の厚さが0.5m
m、スペーサ4の厚さが0.7mmとされているが、ス
ペーサ4の厚さは0.5乃至2.0mm程度の範囲で適
宜変更でき、感圧導電性部材3の厚さも、スペーサ4の
厚さに応じて変更できる。
【0024】可撓性シート部材5は、可撓性を有し、且
つ反発力に富む樹脂からなり、例えば、厚さが0.1m
m程度のポリエステルフィルム、又は厚さが0.2mm
程度のポリプロピレンフィルム等の、薄い樹脂系統の材
料でばね性を持った絶縁板が用いられる。又、可撓性シ
ート部材5は、厚さが1mm程度の硬度の高いゴム材料
で形成しても良い。
つ反発力に富む樹脂からなり、例えば、厚さが0.1m
m程度のポリエステルフィルム、又は厚さが0.2mm
程度のポリプロピレンフィルム等の、薄い樹脂系統の材
料でばね性を持った絶縁板が用いられる。又、可撓性シ
ート部材5は、厚さが1mm程度の硬度の高いゴム材料
で形成しても良い。
【0025】緩衝材6は、例えば、シリコーン系ゴム又
はウレタン系ゴム等の各種ゴムの発泡材若しくは熱可塑
性エラストマーの発泡材等、ゴム又はエラストマーの発
泡材からなり、充分なクッション性を有する。緩衝材6
は、これらゴム又はエラストマーの発泡材を金型で所望
形状に打ち抜いた打抜き成形品であっても良い。又、カ
バー部材7は、シリコーン系ゴム等の各種可撓性を有す
るゴム、若しくは各種ゴムの発泡材(スポンジゴム)、
各種ゴム又は熱可塑性エラストマーの加工品等からな
る。
はウレタン系ゴム等の各種ゴムの発泡材若しくは熱可塑
性エラストマーの発泡材等、ゴム又はエラストマーの発
泡材からなり、充分なクッション性を有する。緩衝材6
は、これらゴム又はエラストマーの発泡材を金型で所望
形状に打ち抜いた打抜き成形品であっても良い。又、カ
バー部材7は、シリコーン系ゴム等の各種可撓性を有す
るゴム、若しくは各種ゴムの発泡材(スポンジゴム)、
各種ゴム又は熱可塑性エラストマーの加工品等からな
る。
【0026】前記構成において、無負荷状態では、可撓
性シート部材5と感圧導電性部材3との間に僅かな隙間
があり、スペーサ4が可撓性シート部材5の周縁部を支
持すると共に、可撓性シート部材5が緩衝材6の重みを
支持し、且つカバー部材7と緩衝材6等との間に僅かな
隙間が存在することにより、感圧導電性部材3には荷重
は作用しない。
性シート部材5と感圧導電性部材3との間に僅かな隙間
があり、スペーサ4が可撓性シート部材5の周縁部を支
持すると共に、可撓性シート部材5が緩衝材6の重みを
支持し、且つカバー部材7と緩衝材6等との間に僅かな
隙間が存在することにより、感圧導電性部材3には荷重
は作用しない。
【0027】図6に示すように、カバー部材7に、例え
ば、矢印Pで示す方向の加圧力が作用すると、この加圧
力に伴う荷重が緩衝材6で緩衝され、且つ分散されて可
撓性シート部材5に伝わり、この可撓性シート部材5で
更に均一に分散されて感圧導電性部材3に印加される。
一方、カバー部材7への加圧力が解除されると、可撓性
シート部材5の反発力により、緩衝材6が押し上げら
れ、感圧導電性部材3への荷重が解除されると共に、緩
衝材6の圧縮永久歪みが防止される。
ば、矢印Pで示す方向の加圧力が作用すると、この加圧
力に伴う荷重が緩衝材6で緩衝され、且つ分散されて可
撓性シート部材5に伝わり、この可撓性シート部材5で
更に均一に分散されて感圧導電性部材3に印加される。
一方、カバー部材7への加圧力が解除されると、可撓性
シート部材5の反発力により、緩衝材6が押し上げら
れ、感圧導電性部材3への荷重が解除されると共に、緩
衝材6の圧縮永久歪みが防止される。
【0028】本実施例の感圧センサーの荷重ー電気抵抗
値特性は、図8中Bに示す通りであり、低荷重領域でも
電気抵抗値が急激に低下することがなく、従って、補正
回路等を組む必要がない。又、電気抵抗値の飽和点が高
荷重域側に移動して、検出可能が荷重領域が拡大される
と共に、図8の片対数グラフにおいて、荷重と電気抵抗
値との関係が略直線的となる。なお、図8の特性は、図
3の渦巻電極を用いた感圧センサーによるものである。
値特性は、図8中Bに示す通りであり、低荷重領域でも
電気抵抗値が急激に低下することがなく、従って、補正
回路等を組む必要がない。又、電気抵抗値の飽和点が高
荷重域側に移動して、検出可能が荷重領域が拡大される
と共に、図8の片対数グラフにおいて、荷重と電気抵抗
値との関係が略直線的となる。なお、図8の特性は、図
3の渦巻電極を用いた感圧センサーによるものである。
【0029】図7に第2実施例を示す。この実施例で
は、感圧導電性エラストマー3が第1実施例より大きめ
に形成され、感圧導電性エラストマー3の下面の周縁部
がスペーサ4の上面に固定され、且つ感圧導電性エラス
トマー3の上面に可撓性シート5が固定されている。無
負荷状態で、感圧導電性エラストマー3の下面と電極1
との間には、0.3乃至0.5mm程度の上下間隔が設
定されている。
は、感圧導電性エラストマー3が第1実施例より大きめ
に形成され、感圧導電性エラストマー3の下面の周縁部
がスペーサ4の上面に固定され、且つ感圧導電性エラス
トマー3の上面に可撓性シート5が固定されている。無
負荷状態で、感圧導電性エラストマー3の下面と電極1
との間には、0.3乃至0.5mm程度の上下間隔が設
定されている。
【0030】カバー部材7に加圧力が作用すると、第1
実施例と同様に、この加圧力に伴う荷重が緩衝材6で分
散され、この分散荷重が可撓性シート部材5で更に均一
に分散されて、感圧導電性部材3に緩やかに伝わり、感
圧導電性部材3が圧縮されながら下方へ変形することに
より、電極1a、1bに接触し、感圧導電性部材3の電
気抵抗値の変化が電極1a、1bにより取り出される。
カバー部材7への加圧力が解除されると、可撓性シート
部材5の反発力により、緩衝材6が押し上げられ、感圧
導電性部材3がその復元力により、電極1a、1bから
離れて略水平姿勢に復帰する。
実施例と同様に、この加圧力に伴う荷重が緩衝材6で分
散され、この分散荷重が可撓性シート部材5で更に均一
に分散されて、感圧導電性部材3に緩やかに伝わり、感
圧導電性部材3が圧縮されながら下方へ変形することに
より、電極1a、1bに接触し、感圧導電性部材3の電
気抵抗値の変化が電極1a、1bにより取り出される。
カバー部材7への加圧力が解除されると、可撓性シート
部材5の反発力により、緩衝材6が押し上げられ、感圧
導電性部材3がその復元力により、電極1a、1bから
離れて略水平姿勢に復帰する。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の感圧セン
サーは、表面に2つの電極が互いに非接触状態で設けら
れた基板と、一面側で前記2つの電極上に配設された感
圧導電性部材と、該感圧導電性部材の周囲を所定の隙間
を明けて取り囲むように前記基板の表面に設けられたス
ペーサと、前記感圧導電性部材の他面側と対向し、その
一方の表面の周縁部が前記スペーサにより支持された可
撓性シート部材と、この可撓性シート部材の他方の表面
上に配設された緩衝材と、前記スペーサ、可撓性シート
部材及び緩衝材を被覆し、その周縁部が前記基板の表面
に接合された可撓性のカバー部材とを備えた構成である
から、前記カバー部材への荷重が前記緩衝材で緩衝され
ることにより分散され、この分散荷重が可撓性シート部
材により、更に均一に分散されて、感圧導電性部材に緩
やかに伝達されるので、低荷重領域でも感圧導電性部材
の電気抵抗値が急激に低下することがなく、前記電気抵
抗値の飽和点が高荷重領域側に移動して検出可能な荷重
領域が拡大されると共に、検出可能な全荷重領域におい
て、電気抵抗値の変化が略直線的になる。その結果、感
圧センサーの検出特性は極めて良好なものとなる。
サーは、表面に2つの電極が互いに非接触状態で設けら
れた基板と、一面側で前記2つの電極上に配設された感
圧導電性部材と、該感圧導電性部材の周囲を所定の隙間
を明けて取り囲むように前記基板の表面に設けられたス
ペーサと、前記感圧導電性部材の他面側と対向し、その
一方の表面の周縁部が前記スペーサにより支持された可
撓性シート部材と、この可撓性シート部材の他方の表面
上に配設された緩衝材と、前記スペーサ、可撓性シート
部材及び緩衝材を被覆し、その周縁部が前記基板の表面
に接合された可撓性のカバー部材とを備えた構成である
から、前記カバー部材への荷重が前記緩衝材で緩衝され
ることにより分散され、この分散荷重が可撓性シート部
材により、更に均一に分散されて、感圧導電性部材に緩
やかに伝達されるので、低荷重領域でも感圧導電性部材
の電気抵抗値が急激に低下することがなく、前記電気抵
抗値の飽和点が高荷重領域側に移動して検出可能な荷重
領域が拡大されると共に、検出可能な全荷重領域におい
て、電気抵抗値の変化が略直線的になる。その結果、感
圧センサーの検出特性は極めて良好なものとなる。
【0032】又、カバー部材への加圧力が解除される
と、可撓性シート部材がその反発力によって、緩衝材を
無負荷位置へ復帰させるので、緩衝材の圧縮永久歪みが
生じにくくなると共に、可撓性シート部材は、ゴム製の
カバー部材から発生したり、カバー部材の外部からカバ
ー部材を透過して侵入する各種薬品、ガス等から感圧導
電性部材を保護するので、前記薬品等による感圧導電性
部材の劣化が生じにくくなる。
と、可撓性シート部材がその反発力によって、緩衝材を
無負荷位置へ復帰させるので、緩衝材の圧縮永久歪みが
生じにくくなると共に、可撓性シート部材は、ゴム製の
カバー部材から発生したり、カバー部材の外部からカバ
ー部材を透過して侵入する各種薬品、ガス等から感圧導
電性部材を保護するので、前記薬品等による感圧導電性
部材の劣化が生じにくくなる。
【0033】又、この感圧センサーは、弾力性を有する
緩衝材の周囲を可撓性のカバー部材で覆った構成である
ので、指で押圧した感触が柔らかく、良好である。一
方、機械や自動機器で加圧する場合、カバー部材及び緩
衝材が共に弾力性を有するので、押圧力のストローク寸
法を充分大きく取ることができ、機械や自動機器に本感
圧センサーを付設する場合、ストローク寸法の設定が容
易になる。
緩衝材の周囲を可撓性のカバー部材で覆った構成である
ので、指で押圧した感触が柔らかく、良好である。一
方、機械や自動機器で加圧する場合、カバー部材及び緩
衝材が共に弾力性を有するので、押圧力のストローク寸
法を充分大きく取ることができ、機械や自動機器に本感
圧センサーを付設する場合、ストローク寸法の設定が容
易になる。
【0034】本発明の他の感圧センサーは、表面に2つ
の電極が互いに非接触状態で設けられた基板と、前記2
つの電極の周囲を所定の隙間を明けて取り囲むように前
記基板の表面に設けられたスペーサと、一面側が前記2
つの電極と対向し、且つ該一面側の周縁部が前記スペー
サにより支持された感圧導電性部材と、前記感圧導電性
部材の他面上に設けられた可撓性シート部材と、この可
撓性シート部材上に配設された緩衝材と、前記スペー
サ、感圧導電性部材、可撓性シート部材及び緩衝材を被
覆し、その周縁部が前記基板の表面に接合された可撓性
のカバー部材とを備えた構成であるから、前記と同様
に、カバー部材に加わる荷重が、緩衝材で緩衝、分散さ
れ、可撓性シート部材で更に均一に分散されて、感圧導
電性部材に緩やかに伝わり、荷重ー電気抵抗値特性が良
好なものとなる。又、カバー部材への荷重が解除される
と、可撓性シート部材が緩衝材を無負荷位置へ復帰させ
るので、緩衝材の圧縮永久歪みが生じにくい等の点も前
記と同様である。
の電極が互いに非接触状態で設けられた基板と、前記2
つの電極の周囲を所定の隙間を明けて取り囲むように前
記基板の表面に設けられたスペーサと、一面側が前記2
つの電極と対向し、且つ該一面側の周縁部が前記スペー
サにより支持された感圧導電性部材と、前記感圧導電性
部材の他面上に設けられた可撓性シート部材と、この可
撓性シート部材上に配設された緩衝材と、前記スペー
サ、感圧導電性部材、可撓性シート部材及び緩衝材を被
覆し、その周縁部が前記基板の表面に接合された可撓性
のカバー部材とを備えた構成であるから、前記と同様
に、カバー部材に加わる荷重が、緩衝材で緩衝、分散さ
れ、可撓性シート部材で更に均一に分散されて、感圧導
電性部材に緩やかに伝わり、荷重ー電気抵抗値特性が良
好なものとなる。又、カバー部材への荷重が解除される
と、可撓性シート部材が緩衝材を無負荷位置へ復帰させ
るので、緩衝材の圧縮永久歪みが生じにくい等の点も前
記と同様である。
【0035】前記可撓性シート部材が、厚さが0.1m
m程度のポリエステルフィルム等、薄い樹脂系統の材料
でばね性を持った絶縁板からなるものであれば、可撓性
シート部材が充分な反発力を有し、カバー部材への加圧
力が解除されると、直ちに緩衝材を無負荷位置へ復帰さ
せて、緩衝材の圧縮永久歪みを防止できる。
m程度のポリエステルフィルム等、薄い樹脂系統の材料
でばね性を持った絶縁板からなるものであれば、可撓性
シート部材が充分な反発力を有し、カバー部材への加圧
力が解除されると、直ちに緩衝材を無負荷位置へ復帰さ
せて、緩衝材の圧縮永久歪みを防止できる。
【0036】前記可撓性シート部材が、厚さが0.2m
m程度のポリプロピレンフィルム等、薄い樹脂系統の材
料でばね性を持った絶縁板からなるものであれば、前記
と同様に、可撓性シート部材が充分な反発力を有し、カ
バー部材への加圧力が解除されると、直ちに緩衝材を無
負荷位置へ復帰させて、緩衝材の永久圧縮歪みを防止す
る利点がある。
m程度のポリプロピレンフィルム等、薄い樹脂系統の材
料でばね性を持った絶縁板からなるものであれば、前記
と同様に、可撓性シート部材が充分な反発力を有し、カ
バー部材への加圧力が解除されると、直ちに緩衝材を無
負荷位置へ復帰させて、緩衝材の永久圧縮歪みを防止す
る利点がある。
【0037】前記緩衝材が、各種ゴムの発泡材等からな
る各種スポンジゴム系、ウレタンスポンジ系、フッ素ス
ポンジ系成形品、又は金型打抜きによる各種スポンジゴ
ム、ウレタンスポンジゴム等の弾力性を持った材料、或
いは、ゴム又は熱可塑性エラストマー等の弾性材からな
るものであれば、緩衝材が充分なクッション性を有し、
カバー部材からの荷重を充分に分散させ、可撓性シート
部材を介して感圧導電性部材に緩やかに荷重を伝達でき
るようになる。
る各種スポンジゴム系、ウレタンスポンジ系、フッ素ス
ポンジ系成形品、又は金型打抜きによる各種スポンジゴ
ム、ウレタンスポンジゴム等の弾力性を持った材料、或
いは、ゴム又は熱可塑性エラストマー等の弾性材からな
るものであれば、緩衝材が充分なクッション性を有し、
カバー部材からの荷重を充分に分散させ、可撓性シート
部材を介して感圧導電性部材に緩やかに荷重を伝達でき
るようになる。
【図1】本発明の第1実施例に係る感圧センサーの概略
縦断面図。
縦断面図。
【図2】前記感圧センサーのカバー部材、緩衝材及び可
撓性シート部材を取り外した状態を示す拡大概略平面
図。
撓性シート部材を取り外した状態を示す拡大概略平面
図。
【図3】前記感圧センサーの電極の変形例を示す概略平
面図。
面図。
【図4】前記感圧センサーの電極の他の変形例を示す概
略平面図。
略平面図。
【図5】前記感圧センサーの電極の更に他の変形例を示
す概略平面図。
す概略平面図。
【図6】前記感圧センサーに加圧力が作用した状態を示
す概略縦断面図。
す概略縦断面図。
【図7】第2実施例に係る感圧センサーの概略縦断面
図。
図。
【図8】本発明及び従来例の感圧センサーの荷重ー電気
抵抗値特性を示す片対数グラフ図。
抵抗値特性を示す片対数グラフ図。
1a、1b 2つの電極 2 基板 3 感圧導電性部材 4 スペーサ 5 可撓性シート部材 6 緩衝材 7 カバー部材
Claims (6)
- 【請求項1】 表面に2つの電極が互いに非接触状態で
設けられた基板と、一面側で前記2つの電極上に配設さ
れた感圧導電性部材と、該感圧導電性部材の周囲を所定
の隙間を明けて取り囲むように前記基板の表面に設けら
れたスペーサと、前記感圧導電性部材の他面側と対向
し、その一方の表面の周縁部が前記スペーサにより支持
された可撓性シート部材と、この可撓性シート部材の他
方の表面上に配設された緩衝材と、前記スペーサ、可撓
性シート部材及び緩衝材を被覆し、その周縁部が前記基
板の表面に接合された可撓性のカバー部材とを備えたこ
とを特徴とする感圧センサー。 - 【請求項2】 表面に2つの電極が互いに非接触状態で
設けられた基板と、前記2つの電極の周囲を所定の隙間
を明けて取り囲むように前記基板の表面に設けられたス
ペーサと、一面側が前記2つの電極と対向し、且つ該一
面側の周縁部が前記スペーサにより支持された感圧導電
性部材と、前記感圧導電性部材の他面上に設けられた可
撓性シート部材と、この可撓性シート部材上に配設され
た緩衝材と、前記スペーサ、感圧導電性部材、可撓性シ
ート部材及び緩衝材を被覆し、その周縁部が前記基板の
表面に接合された可撓性のカバー部材とを備えたことを
特徴とする感圧センサー。 - 【請求項3】 前記可撓性シート部材は、厚さが0.1
mm程度のポリエステルフィルム等、薄い樹脂系統の材
料でばね性を持った絶縁板からなることを特徴とする請
求項1又は2記載の感圧センサー。 - 【請求項4】 前記可撓性シート部材は、厚さが0.2
mm程度のポリプロピレンフィルム等、薄い樹脂系統の
材料でばね性を持った絶縁板からなることを特徴とする
請求項1又は2記載の感圧センサー。 - 【請求項5】 前記緩衝材は、各種ゴムの発泡材等から
なる各種スポンジゴム系、ウレタンスポンジ系、フッ素
スポンジ系成形品、又は金型打抜きによる各種スポンジ
ゴム、ウレタンスポンジゴム等の弾力性を持った材料か
らなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載
の感圧センサー。 - 【請求項6】 前記緩衝材は、ゴム又は熱可塑性エラス
トマー等の弾性材からなることを特徴とする請求項1乃
至4のいずれか記載の感圧センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16433695A JPH0917276A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 感圧センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16433695A JPH0917276A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 感圧センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0917276A true JPH0917276A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=15791241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16433695A Pending JPH0917276A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 感圧センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0917276A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1124772A (ja) * | 1997-07-04 | 1999-01-29 | Nishiyama:Kk | グリップおよびグリップを有する制御装置 |
| JP2002536916A (ja) * | 1999-02-01 | 2002-10-29 | テレフオンアクチーボラゲツト エル エム エリクソン(パブル) | 通信端末 |
| US7270012B2 (en) | 2004-10-01 | 2007-09-18 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device embedded with pressure sensor and manufacturing method thereof |
| WO2009084502A1 (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-09 | Nissha Printing Co., Ltd. | 保護パネル付きの電子機器 |
| EP2065911A3 (en) * | 2007-11-29 | 2012-01-04 | Sony Corporation | Press detection sensor, input device and electronic apparatus |
| EP2431845A4 (en) * | 2009-05-11 | 2014-01-01 | Kyocera Corp | TOUCH PANEL AND DISPLAY DEVICE THEREFOR |
| US8875584B2 (en) | 2011-12-09 | 2014-11-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Pressure-sensitive sensor, and grip apparatus and robot manipulator equipped with the same |
| WO2024157998A1 (ja) * | 2023-01-25 | 2024-08-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | プッシュスイッチ |
-
1995
- 1995-06-29 JP JP16433695A patent/JPH0917276A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1124772A (ja) * | 1997-07-04 | 1999-01-29 | Nishiyama:Kk | グリップおよびグリップを有する制御装置 |
| JP2002536916A (ja) * | 1999-02-01 | 2002-10-29 | テレフオンアクチーボラゲツト エル エム エリクソン(パブル) | 通信端末 |
| US7270012B2 (en) | 2004-10-01 | 2007-09-18 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device embedded with pressure sensor and manufacturing method thereof |
| US7451656B2 (en) | 2004-10-01 | 2008-11-18 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device embedded with pressure sensor and manufacturing method thereof |
| EP2065911A3 (en) * | 2007-11-29 | 2012-01-04 | Sony Corporation | Press detection sensor, input device and electronic apparatus |
| US9336969B2 (en) | 2007-11-29 | 2016-05-10 | Sony Corporation | Press detection sensor, input device and electronic apparatus |
| EP2234134A4 (en) * | 2007-12-27 | 2011-09-14 | Nissha Printing | ELECTRONIC DEVICE WITH PROTECTIVE PLATE |
| WO2009084502A1 (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-09 | Nissha Printing Co., Ltd. | 保護パネル付きの電子機器 |
| US8243225B2 (en) | 2007-12-27 | 2012-08-14 | Nissha Printing Co., Ltd. | Electronic device having protection panel |
| EP2431845A4 (en) * | 2009-05-11 | 2014-01-01 | Kyocera Corp | TOUCH PANEL AND DISPLAY DEVICE THEREFOR |
| US8803827B2 (en) | 2009-05-11 | 2014-08-12 | Kyocera Corporation | Touch panel and display apparatus provided with same |
| US8875584B2 (en) | 2011-12-09 | 2014-11-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Pressure-sensitive sensor, and grip apparatus and robot manipulator equipped with the same |
| WO2024157998A1 (ja) * | 2023-01-25 | 2024-08-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | プッシュスイッチ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040217 |