JPH1131606A - 可変抵抗器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性が高くて高寿命化が図れ、構造が簡単
で製造が容易で薄型化・小型化も図れる可変抵抗器を提
供する。 【解決手段】 ２つの導体パターン２０，３０間を抵抗
体パターン４０にて接続し、抵抗体パターン４０上に感
圧抵抗膜５０を形成し、感圧抵抗膜５０上に２つの押圧
部６１，６１を具備する短絡部材６０を載せる。短絡部
材６０を押圧することで押圧部６１，６１によって押圧
された感圧抵抗膜５０部分ａ，ｂの厚み方向の抵抗値を
変化させることで、２つの導体パターン２０，３０間の
抵抗値を変化する。導体パターン２０，３０と抵抗体パ
ターン４０と感圧抵抗膜５０は、何れもフレキシブル基
板１０上に印刷形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は感圧抵抗膜を用いた
可変抵抗器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の可変抵抗器としては、基板上に形
成した複数の導体パターン間を抵抗体パターンにて接続
し、該基板上に配置したつまみを回転又はスライドする
ことによって該つまみに取り付けた金属製の摺動子を前
記抵抗体パターンに摺接し、これによって所望の導体パ
ターン間の抵抗値や電圧を変化させる構造のものが一般
的であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の可変抵抗器の場合、摺動子と抵抗体パターンが直接擦
れる構造なので、高寿命が要求される機器に用いる可変
抵抗器等の場合、摺動子のメッキや抵抗体パターンの塗
膜が削れてノイズ発生の原因となっていた。

【０００４】また上記従来の可変抵抗器の場合、摺動子
を取り付けたつまみが基板上を回転又はスライドする
が、このような可動部を設けると、該可動部を可動させ
るための種々の工夫が必要で、設計が煩雑で構造が複雑
化するばかりか、小型化が阻害されてしまう。

【０００５】一方可変抵抗器の中には、基板上に形成し
た複数の導体パターン間を抵抗体パターンにて接続し、
該抵抗体パターンの上に圧力に応じてその抵抗値が変化
する感圧導電ゴムを載せ、該感圧導電ゴムの上にさらに
導電シートを載せた構造のものがある。そして導電シー
トの上面の所定位置を押圧すると、感圧導電ゴムの押圧
した部分の厚み方向の抵抗値が小さくなることで基板の
導体パターンと導電シート間の抵抗値が変化し、可変で
きる。また導電シートの押圧する位置を変更することで
も、基板の導体パターンと導電シート間の抵抗値を変化
できる。

【０００６】この感圧導電ゴムを利用した可変抵抗器の
場合、導電シートの上を押圧部材が摺動するだけであっ
て、基板の抵抗体パターンの上を直接押圧部材が摺接す
ることはなく、従ってその耐久性が高くて高寿命化が図
れる。

【０００７】しかしながらこの可変抵抗器にあっても以
下のような課題があった。 この可変抵抗器にあっては、変化する抵抗値を取り出
せるのは基板上に形成した導体パターンと導電シート間
であり、つまり積み重ねた異なる部材からそれぞれ引き
出したパターン間の抵抗値を利用することとなるので、
可変抵抗器の構造が複雑化してしまう。

【０００８】また基板上に感圧導電ゴムや導電シート
を載せなければならないので、組み立てが煩雑になるば
かりか、薄型化が阻害される。

【０００９】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、耐久性が高くて高寿命化が図れ、また
構造が簡単で製造が容易で薄型化・小型化も図れる可変
抵抗器を提供することにある。

【００１０】

【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、複数の導体パターン間を抵抗体パターンに
て接続し、前記抵抗体パターン上に感圧抵抗膜を形成
し、さらに感圧抵抗膜上には該感圧抵抗膜に当接する複
数の押圧部を具備する短絡部材を載せ、該短絡部材を押
圧することで該短絡部材の複数の押圧部によって押圧さ
れた感圧抵抗膜部分の厚み方向の抵抗値を変化させて、
前記複数の導体パターン間の抵抗値を変化させるように
可変抵抗器を構成した。また本発明は、複数の導体パタ
ーン間を抵抗体パターンにて接続し、前記抵抗体パター
ン上に感圧抵抗膜を形成し、一方下面に導電パターンを
形成したフレキシブル基板を該導電パターンが感圧抵抗
膜上に当接するように載置し、該フレキシブル基板の上
面に弾発摺動部材を配置して可変抵抗器を構成した。

【００１１】

【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。 〔第一実施形態〕図１は本発明の第一実施形態にかかる
可変抵抗器を示す概略側断面図である。同図に示すよう
にこの可変抵抗器は、フレキシブル基板１０上に２本の
導体パターン２０，３０を印刷形成し、両導体パターン
２０，３０の端部間を接続するように抵抗体パターン４
０を印刷形成し、前記抵抗体パターン４０上を覆うよう
に感圧抵抗膜５０を印刷形成し、さらに感圧抵抗膜５０
上に弾性金属板製の短絡部材６０を載せて構成されてい
る。以下各構成部材をその製造方法と共に説明する。

【００１２】即ちこの可変抵抗器を製造するには、まず
フレキシブル基板１０を用意する。このフレキシブル基
板１０としては例えばポリエチレンテレフタレートシー
ト等の絶縁性・可撓性のある樹脂シートであって、その
厚み７５μｍ〜１８８μｍ程度のものを使用する。なお
基板としては硬質基板を用いても良い。

【００１３】次にこのフレキシブル基板１０上に銀パタ
ーン等からなる２本の導体パターン２０，３０をスクリ
ーン印刷によって形成する。導体パターン２０，３０の
厚みはこの実施形態では１０μｍ程度である（該厚みは
４μｍ〜２０μｍ程度が好適である）。

【００１４】次に両導体パターン２０，３０の端部間を
接続するようにフレキシブル基板１０上に抵抗体パター
ン４０をスクリーン印刷によって形成する。この抵抗体
パターン４０の厚みは４〜４０μｍ程度が好適である。

【００１５】次に抵抗体パターン４０を覆うように感圧
抵抗膜５０を印刷形成する。感圧抵抗膜５０は通常は絶
縁状態で、これを厚み方向へ押圧することで該厚み方向
の抵抗値が変化して小さくなる機能を有する異方性感圧
材料である。この感圧抵抗膜５０の厚みは１５〜１００
μｍ程度が好適である。

【００１６】本実施形態にかかる感圧抵抗膜５０は、厚
み方向だけ（即ち押圧方向だけ）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
を使用している。この感圧抵抗膜５０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
５．０〜２０．０重量部に対してカーボン粉１．０重量
部（場合によってはさらに絶縁フィラーをシリコンに対
して０．１〜２．０重量部）を混合し、これを例えば高
沸点エステルなどからなる溶剤に溶かしたものを用いて
いる。またカーボン粉としてはサブミクロンオーダーの
微粉末状の一般的なカーボンブラックを使用している。

【００１７】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、又はポリエチレン等の各種弾性を
有する材料が使用できる。

【００１８】また導電粉の材質としては、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
体であっても良い。また他の導電金属粉でも良い。

【００１９】そしてこの感圧抵抗膜５０上に弾性金属板
製の短絡部材６０を載せるが、短絡部材６０は弾性金属
板製であってその両端に下方向に向かって凸となる円弧
状の押圧部６１，６１が形成されている。この短絡部材
６０は図示しない固定手段によってこの位置に固定され
る。押圧部６１，６１はこの実施形態においては、感圧
抵抗膜５０と抵抗体パターン４０を介して導体パターン
２０，３０の真上に載せられている。

【００２０】次にこの可変抵抗器の動作を説明する。感
圧抵抗膜５０は無負荷状態では面方向はもちろんその厚
み方向においても絶縁状態であり、従ってこの可変抵抗
器は、電気的には２つの導体パターン２０，３０間が抵
抗体パターン４０のみによって接続された状態である。

【００２１】次に短絡部材６０を矢印Ａ方向に押圧する
と、両押圧部６１，６１が感圧抵抗膜５０の部分ａ，ｂ
をそれぞれ厚み方向に押圧し、該部分ａ，ｂの厚み方向
の抵抗値が押圧力の強さに応じて減少する。

【００２２】これによって両導体パターン２０，３０間
の抵抗値が変化する。即ち前述のように短絡部材６０を
押圧しない状態では両導体パターン２０，３０間の抵抗
値は抵抗体パターン４０の抵抗値のみに由来するが、短
絡部材６０を押圧することにより抵抗体パターン４０と
並列に、導体パターン２０→感圧抵抗膜５０の部分ａ→
短絡部材５０→感圧抵抗膜５０の部分ｂ→導体パターン
３０という回路が形成され、短絡部材６０を押圧しない
状態に比べてその抵抗値が小さくなる。

【００２３】図２は前記短絡部材６０の押圧力と両導体
パターン２０，３０間の抵抗値の関係を示す図であり、
縦軸は抵抗値の変化率（短絡部材６０の押圧力が何ら負
荷されていないときの両導体パターン２０，３０間の抵
抗値を１００％）を示し、横軸は短絡部材６０の押圧力
（ｇｆ）を示している。

【００２４】同図に実線で示すように短絡部材６０の押
圧力が所定の値に達するまでは両導体パターン２０，３
０間の抵抗値は殆ど変化しない（即ち抵抗体パターン４
０による抵抗値のみで一定）が、押圧力が所定の値を超
えると略リニアに低下し始め、殆ど抵抗値が０に近づく
とこんどは幾ら短絡部材６０を押圧しても抵抗値は殆ど
変化しなくなる。従ってこの抵抗値の変化を利用して可
変抵抗器が構成できる。

【００２５】ここでもし短絡部材６０の感圧抵抗膜５０
への押圧部を２点ではなく１点のみにした場合は、何れ
かの導体パターン２０又は３０と、短絡部材６０の間の
抵抗値の変化を取り出す必要が生じてしまい、このため
短絡部材６０に別途引き出しパターンを接続するなどの
構造を複雑にする要素が加わる。しかしながら上記実施
形態においては短絡部材６０の感圧抵抗膜５０への押圧
部を２つの部分ａ，ｂとしたので、両導体パターン２
０，３０間に抵抗値の変化を取り出せる。つまり同一基
板１０上に形成したパターンに抵抗値の変化が取り出せ
るので、回路構成が極めて簡単になり、その構造も簡素
化される。

【００２６】なおこの実施形態の場合、従来の可変抵抗
器のように抵抗体パターン４０上を摺動子が摺動するも
のではないので、抵抗体パターン４０の長さを長くする
必要はなく、この点からも可変抵抗器の小型化が図れ
る。

【００２７】さらに感圧抵抗膜５０は抵抗体パターン４
０上を覆うように形成する必要はなく、少なくとも短絡
部材６０の２つの押圧部６１，６１の真下の部分に設け
ておけば良い。

【００２８】〔第二実施形態〕図３は本発明の第二実施
形態にかかる可変抵抗器を示す概略側断面図である。同
図において図１に示す可変抵抗器と同一部分には同一符
号を付してその詳細な説明は省略する。

【００２９】この可変抵抗器において図１に示す可変抵
抗器と相違する点は、抵抗体パターン４０の長さを長く
し、短絡部材６０の両押圧部６１，６１を導体パターン
２０，３０の真上以外の位置に当接せしめた点のみであ
る。

【００３０】このように短絡部材６０の抵抗体パターン
４０への載置位置を変更することによって、短絡部材６
０を押圧した際の両導体パターン２０，３０間の抵抗値
の変化状態を、前記図２に点線で示すように、第一実施
形態とは変更することができる。

【００３１】〔第三実施形態〕図４は本発明の第三実施
形態にかかる可変抵抗器を示す概略側断面図である。同
図において図３に示す可変抵抗器と相違する点は、抵抗
体パターン４０上に載置する短絡部材６０，６０の数を
２個とした点のみである。

【００３２】このように構成することによって、何れか
の又は両方の短絡部材６０，６０を押圧する押圧の仕方
によって両導体パターン２０，３０間の抵抗値の変化状
態を、前記図３に示すものとはさらに変更することがで
きる。

【００３３】また導体パターン２０，３０，抵抗体パタ
ーン４０，感圧抵抗膜５０，短絡部材６０の構造・形状
・材質・数を変更することによって抵抗値の変化状態を
さらに別の所望の変化状態に変更できることは言うまで
もない。

【００３４】〔第四実施形態〕図５は本発明の第四実施
形態にかかる可変抵抗器を示す概略側断面図である。同
図において図１に示す可変抵抗器と同一部分には同一符
号を付してその詳細な説明は省略する。

【００３５】この可変抵抗器において図１に示す可変抵
抗器と相違する点は、下面に導電パターン７１を形成し
たフレキシブル基板７０を該導電パターン７１が感圧抵
抗膜５０上に当接するように載置し（載置するだけで接
着しない）、該フレキシブル基板７０の上面にこのフレ
キシブル基板７０を押圧しながら移動する弾発部７７を
具備する弾発摺動部材７５を配置した点である。

【００３６】即ちこの可変抵抗器を製造するには、図６
に示すように１枚のフレキシブル基板１０上に導体パタ
ーン２０，３０と抵抗体パターン４０と感圧抵抗膜５０
とを印刷形成したものの上に、導電パターン７１を印刷
形成したフレキシブル基板７０（フレキシブル基板１０
の一部を折り返して重ね合わせたものでも良い）を重ね
合わせて導電パターン７１と感圧抵抗膜５０とを接触さ
せ、その上に図５に示す弾発摺動部材７５を配置するこ
とによって行なわれる。

【００３７】この実施形態の場合、弾発摺動部材７５は
フレキシブル基板７０上を水平方向に移動するので、弾
発部７７によるフレキシブル基板７０の弾発力は一定
で、単にその押圧位置がスライドしていくこととなる。

【００３８】そして弾発部７７の真下に位置する感圧抵
抗膜５０の部分がその厚み方向に押圧されて厚み方向の
抵抗値が小さくなり、該抵抗値の小さくなった部分が移
動していくことによって導体パターン２０と導電パター
ン７１間（又は導体パターン３０と導電パターン７１
間）の抵抗値（又は電圧値）が変化する。

【００３９】この実施形態の場合、前記第一〜第三実施
形態のように１枚のフレキシブル基板１０上に形成した
２本の導体パターン２０，３０間の抵抗値を変化させる
ものではないが、前記「発明が解決しようとする課題」
の欄で説明した従来例のように感圧導電ゴムを載せる構
造ではなく、感圧抵抗膜５０を印刷形成する構造なの
で、その薄型化が図れる。

【００４０】また感圧抵抗膜５０の上面に直接導電パタ
ーン７１を印刷しなかったのは以下の理由による。

【００４１】即ち感圧抵抗膜５０の上面に導電パターン
７１をスクリーン印刷によって積層すると、両層間の密
着度が高くなるので該密着面の接触抵抗値はかなり小さ
くなる。このため無押圧状態にて確実に感圧抵抗膜５０
の厚み方向の抵抗値を確実に絶縁状態に保っておくため
には、感圧抵抗膜５０の材質として感度の低い材質のも
の、即ち応力変化に対してその抵抗値が変化しにくい材
質のもの（具体的には混練する導電粉の少ないもの）を
使用しなければならない。

【００４２】しかしながら感圧抵抗膜５０として感度の
低い材質のものを使用した場合、こんどはその上に弾発
部７７を押し付けた際にその部分の厚み方向の抵抗値が
小さくなりにくく、その応答性が悪くなってしまう。

【００４３】そこでこの実施形態の場合は、感圧抵抗膜
５０と導電パターン７１との間を接着せず、単に触れ合
わせる状態に構成し、これによって両者の接触面におけ
る接触抵抗値を大きく保つようにしたのである。

【００４４】これによって感圧抵抗膜５０の材質として
感度の高いもの、即ち応力変化に対してその抵抗値が変
化しやすい材質のものを使用しても、接触抵抗値を大き
く保てるので、無押圧状態の部分においては導電パター
ン７１と抵抗体パターン４０間を確実に絶縁状態に保て
る。一方押圧状態の部分においては感圧抵抗膜５０の厚
み方向の抵抗値が感度良く小さくなると同時に、弾発部
７７による押圧力によって導電パターン７１は感圧抵抗
膜５０に強く押し付けられて両者の接触抵抗値も小さく
なり、これらのことから該押圧部分での導電パターン７
１と抵抗体パターン４０間は感度良く即座に低抵抗での
導通状態になる。

【００４５】つまり本実施形態においては、感圧抵抗膜
５０の上に導電パターン７１を印刷せず、それぞれを別
々の部材に形成した上で両者を接触するように重ね合わ
せたので、無押圧部分では両者間の抵抗値を大きく維持
できて確実に絶縁状態を保持でき、弾発部７７による押
圧状態では感度良く両者間を導通状態にできる。

【００４６】以上本発明の各種実施形態を詳細に説明し
たが本発明はこれらの実施形態に限定されるものではな
く、例えば以下に示すような種々の変形が可能である。 上記各実施形態ではいずれも基板としてフレキシブル
基板を用いたが、本発明はこれに限定されるものではな
く、必要に応じて硬質基板に代えても良い。

【００４７】上記各実施形態では導体パターンや導電
パターンとして銀ペーストを用いたが、銀ペーストを多
層に積層したものや、銀ペーストの他に更にカーボン皮
膜等の層を多層に形成したものや、銅箔エッチングによ
るものなど、他の種々の構成のものが使用できる。

【００４８】同様に感圧抵抗膜も多層に積層したもの
や、前記実施形態で示した材質以外の材質のものを用い
たものなど、他の種々の構成のものが使用できる。

【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。 抵抗体パターンや感圧抵抗膜や導体パターンの上を摺
動子等の可動物が摺動しないので、耐久性を高くでき高
寿命化が図れる。

【００５０】感圧抵抗体として、成型された感圧導電
ゴムではなく、感圧抵抗膜を用いたので、薄型化が図れ
る。

【００５１】請求項１に記載の発明の場合、単に感圧
抵抗膜上に載せた短絡部材を押圧するだけで抵抗値が変
化できるので、可動する部分がなく、従って可動部を可
動させるための種々の工夫が不要で、設計が容易になり
構造が簡単になるばかりか、組み立てが容易になり小型
化が図れる。

【００５２】請求項１に記載の発明の場合、変化する
抵抗値を取り出すのは複数の導体パターン間であり、こ
れら複数の導体パターンは同一基板上に形成できるの
で、同一基板上の回路で抵抗値を利用することが容易に
行なえ、電気回路的に可変抵抗器の構造が簡単になり、
製造も容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態を示す概略側断面図であ
る。

【図２】短絡部材６０の押圧力と両導体パターン２０，
３０間の抵抗値の関係を示す図である。

【図３】本発明の第二実施形態を示す概略側断面図であ
る。

【図４】本発明の第三実施形態を示す概略側断面図であ
る。

【図５】本発明の第四実施形態を示す概略側断面図であ
る。

【図６】第四実施形態にかかる可変抵抗器の製造方法を
示す図である。

【符号の説明】

１０ フレキシブル基板 ２０，３０ 導体パターン ４０ 抵抗体パターン ５０ 感圧抵抗膜 ６０ 短絡部材 ６１，６１ 押圧部 ７０ フレキシブル基板 ７１ 導電パターン ７５ 弾発摺動部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の導体パターン間を抵抗体パターン
   にて接続し、前記抵抗体パターン上に感圧抵抗膜を形成
   し、さらに感圧抵抗膜上には該感圧抵抗膜に当接する複
   数の押圧部を具備する短絡部材を載せ、該短絡部材を押
   圧することで該短絡部材の複数の押圧部によって押圧さ
   れた感圧抵抗膜部分の厚み方向の抵抗値を変化させて、
   前記複数の導体パターン間の抵抗値を変化させることを
   特徴とする可変抵抗器。
2. 【請求項２】 前記導体パターンと抵抗体パターンと感
   圧抵抗膜は、何れも基板上に印刷形成されていることを
   特徴とする請求項１記載の可変抵抗器。
3. 【請求項３】 複数の導体パターン間を抵抗体パターン
   にて接続し、前記抵抗体パターン上に感圧抵抗膜を形成
   し、一方下面に導電パターンを形成したフレキシブル基
   板を該導電パターンが感圧抵抗膜上に当接するように載
   置し、該フレキシブル基板の上面に弾発摺動部材を配置
   したことを特徴とする可変抵抗器。