JP2016211875A

JP2016211875A - 感圧センサ

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Publication number: JP2016211875A
Application number: JP2015092917A
Authority: JP
Inventors: 理賀中嶋; Rika Nakajima; 池田　寛; Hiroshi Ikeda; 寛池田; 歩奥田; Ayumi Okuda
Original assignee: Canon Chemicals Inc
Current assignee: Canon Chemicals Inc
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2016-12-15

Abstract

【課題】大荷重の測定においてもドリフトが発生せず耐久性が良好であり、荷重と抵抗値との相関性も良好である感圧センサを提供する。
【解決手段】表面に電極を備えた板状の電極部と、該電極の上に載置されたフィルム状の基材を含む導電部材と、該導電部材を押圧する押し子とを備えた感圧センサであって、前記導電部材は、少なくとも前記電極と対向する面が導電性を有し、該対向する面の表面粗さが１．３μｍ以下、前記基材の弾性率が１〜７ＧＰａ、前記基材の厚さが５０〜１２５μｍであり、前記押し子は、前記導電部材を押圧する面が球面状であり、ショア硬度がＡ７０〜Ａ９５であることを特徴とする感圧センサ。
【選択図】図１

Description

本発明は、押圧時の導通抵抗値の変化を検出することによって、圧力を感知する感圧センサに関する。

従来、部材に作用する圧力の大きさや圧力の分布状態を測定する手段として、ゴム、エラストマー、樹脂材料などの高分子材料を基材とし、この基材中に導電性粒子を分散させた導電性部材を用いることが知られている。

上記導電性部材による感圧特性は、以下の２つのタイプに大別される。その一つは、導電性部材中の導電性粒子によって形成される導電パスの状態が、加圧時と無加圧時で変化することよって、電気抵抗値が変化することを利用したものであり、抵抗値変化型である。なお、この電気抵抗値の変化は基材中における導電性粒子の分散状態が大きく影響する為、繰り返しの圧縮変形による電気抵抗値の変化の再現性が課題となっている。特に、押圧を繰り返すうちに、疲労により導電性部材が永久変形を起こし、導電性粒子による導電パスの形成状態が変化したままとなり、圧力を検出し難くなる問題を有している。

もう一方のタイプは、上記導電性部材を用いて導電性塗膜を形成して、導電性塗膜同士を対向配置、あるいは、導電性塗膜と例えばくし型電極を対向配置させるタイプである。このタイプの感圧センサの場合、圧力の増加に伴い、導電性塗膜同士の接触面積、あるいは導電性塗膜とくし型電極間の接触面積が変化することで導通状態が変化する。従って、圧力の変化を電気抵抗値の変化として検出することが可能であり、接触面積変化型といえる。

このような感圧センサは、少なくとも、圧力を受ける導電性部材と電気抵抗値の変化の出力経路となる電極基板から構成される。さらに、実装使用時に安定した感圧性能が維持できるよう、感圧導電性部材と電極基板を固定したり、あるいは電極基板への感圧導電性部材の押付け状態を規定している。

たとえば、特許文献１には、電極、感圧導電ゴム、押し子から構成され、接触面積の変化による抵抗値変化を検出する感圧スイッチが記載されている。また、特許文献２には、電極、表面に導電塗膜が形成されているＲのついた弾性体の押し子から構成され、接触面積の変化による抵抗値変化を検出する感圧スイッチが記載されている。

特許文献３には、押圧時の膜状感圧抵抗体の接触面積の変化に伴う抵抗値変化を検出する感圧センサが記載され、膜状感圧抵抗体の接触面積の変化を緩やかにするために、表面粗さや弾性率などが一定の範囲に規定されている。

特開平５−１９００５１号公報特開平９−１７２７７号公報特開２００２−１５８１０３号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載された感圧スイッチでは、感圧導電ゴムやゴム製基材に塗膜を形成した押し子を使用しているため、大きな荷重を長時間繰り返しかけ続けた場合、より小さな荷重範囲で使用した場合に比べてゴムの経時劣化が大きなものとなる。このように、大荷重範囲での測定ではゴムのより大きな経時変形が生じて電極との接触面積が変化し、時間の経過とともに抵抗値が低下してしまう、いわゆるドリフトが生じる。また、特許文献３に記載の感圧センサでは、大荷重の測定では、表面粗さ（Ｒｚｊｉｓ）が、特に２〜３μｍと大きいとき、表面を粗すために抵抗体に添加した粒子の影響でドリフトが生じる。

さらに、ゴム基材に導電塗膜を形成した感圧センサは、あまり大きくない荷重範囲で使用する場合には一般に耐久性が良好であると考えられるが、大荷重の測定において負荷除荷を繰り返すことでゴム・塗膜がダメージを受けやすくなり、出力が低下してしまうといった問題点がある。また、押圧時に接触面積が荷重に対して徐々に増加しなかったり、片当たりが発生したりした場合に、荷重と抵抗値との相関性が低下するといった問題点も生じる。

そこで、上記従来技術の問題点に鑑みて、本発明は、大荷重の測定においてもドリフトが発生せず耐久性が良好であり、荷重と抵抗値との相関性（以下ＦＲ相関性ということもある）も良好である感圧センサを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の感圧センサは、表面に電極を備えた板状の電極部と、該電極の上に載置されたフィルム状の基材を含む導電部材と、該導電部材を押圧する押し子とを備えた感圧センサであって、前記導電部材は、少なくとも前記電極と対向する面が導電性を有し、該対向する面の表面粗さが１．３μｍ以下、前記基材の弾性率が１〜７ＧＰａ、前記基材の厚さが５０〜１２５μｍであり、前記押し子は、前記導電部材を押圧する面が球面状であり、ショア硬度がＡ７０〜Ａ９５であることを特徴とする。

本発明の感圧センサによれば、大荷重の測定においてもドリフトが発生せず耐久性が良好であり、荷重と抵抗値との相関性も良好であるため、長期間使用しても測定性能が変化しない信頼性の高い感圧センサを提供することができる。

本発明の感圧センサの一実施形態を模式的に示した断面図である。本発明の感圧センサの押し子の形状の例を示した図である。

本発明の感圧センサは、表面に電極を備えた板状の電極部と、該電極の上に載置されたフィルム状の基材を含む導電部材と、該導電部材を押圧する押し子とを備えた感圧センサであって、前記導電部材は、少なくとも前記電極と対向する面が導電性を有し、該対向する面の表面粗さが１．３μｍ以下、前記基材の弾性率が１〜７ＧＰａ、前記基材の厚さが５０〜１２５μｍであり、前記押し子は、前記導電部材を押圧する面が球面状であり、ショア硬度がＡ７０〜Ａ９５であることを特徴とする。

図１は、本発明の感圧センサの一実施形態の模式的断面図である。板状の電極部１は、その表面に電極２を備え、電極部１の上にフィルム状の導電部材３が載置されている。導電部材３は、少なくとも電極２と対向する面が導電性を有している。導電部材３の電極２と反対側の面から、押圧面が球面状の押し子４で押圧することにより、押圧力の増加に伴って導電部材３の接触面積が増加して抵抗値が下がるので、この抵抗値を測定することで押圧時の圧力を求めることができる。

本発明の感圧センサにおける導電部材は、少なくとも電極と対向する面が導電性を有している。このような導電部材は、例えばフィルム状の基材に導電塗膜を塗布したものでもよいし、あるいは、基材自体に導電性材料を配合して導電性フィルムとしたものでもよい。導電塗膜や基材自体に配合して導電性を付与するための導電性材料としては、カーボンブラック、グラファイト、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄粉及び金属酸化物である導電性酸化錫や導電性酸化チタン等の導電剤などを用いることができる。これらは１種または２種以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明の導電塗膜としては、例えば、樹脂成分と導電性材料の粒子とを含有するものを用いることができる。樹脂成分が含まれることで、反発弾性や伸びと硬さのバランスが良好な塗膜を形成することが可能となる。樹脂成分の例としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メタクリレート樹脂、フェノール樹脂などが挙げられ、これらは１種または２種以上を組み合わせて用いてもよい。

導電塗膜中の樹脂成分１００重量部に対する導電性材料の配合割合は、所望する電気抵抗値にあわせて適宜調整すればよいが、２重量部以上２００重量部以下、好ましくは５重量部以上６０重量部以下の範囲とすることができる。

上記樹脂成分、導電性材料の他に、その他成分を配合することも可能であり、例えば、有機弾性フィラー、無機酸化物フィラーなどを配合することができる。有機弾性フィラーとしては、シリコーン系、ウレタン系などのエラストマーやアクリル系、スチレン系、ポリアミド系など樹脂からなる球状粒子などが挙げられ、無機酸化物フィラーとしては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、などが挙げられる。

導電性塗膜は、１層以上を有し、全体として、１０μｍ以上５０μｍ以下の厚さを有することが好ましく、より好ましくは１０μｍ以上３０μｍ以下である。導電性塗膜の厚さが５０μｍ以下であれば、柔軟性を損なうことがなく、感圧センサ用導電部材として好適に使用することが可能となる。

導電性塗膜を作製する方法としては、上記導電性塗膜を構成する材料及び、有機溶剤からなる塗工液を、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミル等のビーズを利用した分散装置を用いて分散調製する。なお、溶剤としては、導電性塗膜に必要な材料を溶解または分散することができる溶剤であればよい。

このような溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類や、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類や、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドなどのアミド類や、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類や、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル類や、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類や、クロロホルム、塩化エチレン、ジクロルエチレン、四塩化炭素、トリクロロエチレンなどの脂肪族ハロゲン化炭化水素やベンゼン、トルエン、キシレン、リグロイン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどの芳香族化合物などが挙げられる。

上記塗工液を基材表面に塗布する方法としては、従来公知の浸漬塗工、スプレー塗工、ロールコート等を挙げることができ、塗工液の利用効率を考慮すると、浸漬塗工が特に好ましい。さらに熱風循環乾燥機や赤外線乾燥炉などを用いて溶剤を除去して基材表面に導電性塗膜を形成する。

なお、導電性塗膜は基材の少なくとも一面に形成すればよく、本発明における導電部材を感圧センサとして用いる場合は、少なくとも一対の電極が形成された基板上に、電極に導電性塗膜が対向するよう導電部材を配置すればよい。

基材自体に導電性材料を配合して導電性フィルムとする方法としては、公知の各種樹脂加工技術等を応用して、基材原料に上記のような導電性材料を配合して混練・加熱成形してフィルム状に成型する方法などが挙げられる。

導電部材の電極と対向する面は、表面粗さが１．３μｍ以下、好ましくは０．８μｍ以下である。表面粗さが大きいと長期の使用によって電極対向面が変形しやすくなり、ドリフトが大きくなる。そこで、表面粗さを１．３μｍ以下とすることで、ドリフトの発生を抑えることができる。なお、表面粗さは、ＪＩＳＢ０６０１−２００１に準拠して測定した値である。所望の表面粗さを得る方法としては、表面のブラスト処理や、導電塗膜に粗し粒子を添加する方法などが挙げられる。表面のブラスト処理は、圧縮空気と研磨剤を混合してノズルから噴射させて表面処理を行うものであり、所望の粗さになるよう研磨剤の材質、粒子径、噴射方式、噴射圧力をすることで表面の凹凸を調整することが可能である。導電塗膜への粗し粒子の添加では、所望の表面粗さになるように粗し粒子の粒径を選択し、これを導電塗膜材料に配合する方法をとることができる。

本発明の感圧センサにおける導電部材は、その基材の弾性率が１〜７ＧＰａ、好ましくは３〜７ＧＰａである。基材の弾性率が大きいと片あたりが生じやすく、片あたりによって荷重が集中することで導電部材との追従性が悪くなり、荷重と抵抗値の相関性が不良となる。一方、基材の弾性率が小さい場合は、長期の使用によって導電部材が変形しやすくなりドリフトが大きくなる。そこで、基材の弾性率を１〜７ＧＰａとすることで、ドリフトの発生を抑えることができ、荷重と抵抗値の相関性も良好なものとなる。なお、弾性率は、ＡＳＴＭＤ８８２に準拠して測定した値である。このような弾性率を有する基材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル製のフィルム、ポリオレフィン製のフィルム、二軸延伸ナイロンフィルム、ポリイミドフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリスルフェンサルファイドフィルム、ポリスチレンフィルムなどを挙げることができる。

また、フィルム状の導電部材の基材の厚さは、５０〜１２５μｍ、好ましくは７５〜１００μｍである。基材が厚いと押し子との追従性が悪くなり、荷重と抵抗値の相関性が不良となる。一方、基材が薄い場合には耐久性が不足する。そこで、基材の厚さを５０〜１２５μｍとすることで、耐久性に優れ、荷重と抵抗値の相関性も良好なものとなる。

本発明の感圧センサで用いる押し子は、図１に示すように、導電部材を押圧する面が球面状である。このように、押し子の押圧面を球面状にすることで、押し付けたときに接触面の円が徐々に大きくなるので、押圧面が平面の場合のように片当たりが発生することもなく、荷重と抵抗値との相関性が良好となる。球面の半径Ｒは、押圧時に接触面の円が徐々に大きくなれば特に制限はないが、Ｒ５〜Ｒ１００ｍｍ程度とすることができる。

さらに、本発明の感圧センサで用いる押し子は、ショア硬度がＡ７０〜Ａ９５、好ましくはＡ８０〜Ａ９０である。押し子の硬度が低いと変形により大荷重領域での測定が困難となる。一方、押し子の硬度が高いと片あたりが生じやすく、片あたりによって荷重が集中することで導電部材との追従性が悪くなり、荷重と抵抗値の相関性が不良となる。そこで、押し子のショア硬度をＡ７０〜Ａ９５とすることで、ドリフトの発生を抑えることができ、荷重と抵抗値の相関性も良好なものとなる。このようなショア硬度を有する押し子の材料としては、所定の硬度を有する樹脂材料やゴム材料を用いることができ、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、エーテル系ポリウレタン、エステル系ポリウレタン等のポリウレタン樹脂、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ＮＢＲゴム、ＳＢＲゴム、フッ素ゴム、シリコンゴムなどを用いることができる。また、所定の硬度を有するようにこれらの材料にフィラー等を添加したものを用いてもよい。

本発明の感圧センサの電極部は、表面に電極を備えた板状のものであり、例えば板状の櫛形電極を用いることができる。

本発明の感圧センサは、大荷重領域での測定に好適に用いることができ、例えば最大８ｋＰａまで、さらには最大８０ｋＰａまでの測定が可能である。

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

図１に示される構造を有する感圧センサ用に、表１の組み合わせで実施例１〜１２および比較例１〜９の導電部材と押し子とを作製した。表１中の導電部材の構成に関して、「単層」は、基材のみの単層構成であり、「２層」は、基材表面に同一組成の導電塗膜を塗布した構成、「２層（粒子）」は、粗し粒子入りの導電塗膜を基材表面に塗布した構成である。

（導電部材の基材）
Ａ１：ＰＥＴフィルム（商品名「ルミラーＳ１０」、東レ株式会社製）
Ａ２：ＰＥＮフィルム（商品名「テオネックスＱ５１」、帝人デュポンフィルム株式会製）
Ａ３：ポリオレフィンフィルム（商品名「オピュランＸ−８８Ｂ」、三井化学東セロ（株）製）
Ａ４：導電フィルム（商品名「クロポリフィルム」、アキレス（株）製）
Ａ５：導電ゴム基材（下記）
Ａ６：銅板（タフピッチ銅（ＴＣｕＰ）商品名「Ｃ１１００Ｐ」、志摩鋼業製）

（導電ゴム基材の作製）
表２に示す材料を準備した。ニーダを用い、原料ゴムＢＲのみを１分間素練りし、次いで酸化亜鉛、人造黒鉛を投入して１０分間混練りした。更に、オープンロール機を用い、加硫剤を添加して混練し、基材となるゴム組成物の未加硫物を得た。次に、この未加硫物を予め１７０℃に加熱した縦１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ、深さ０．１ｍｍの金型内に充填し、１７０℃、１００ｋｇｆにて１５分間プレス加硫を行い、導電ゴム基材を得た。

（押し子材料）
Ｂ１：エーテル系ポリウレタン（商品名「ＣＸＴＲＨ」、Ｄ１２ｍｍ、株式会社ミスミ製）
Ｂ２：フッ素ゴム（商品名「ＣＸＢＦＦ」、Ｄ１２ｍｍ、株式会社ミスミ製）
Ｂ３：エーテル系ポリウレタン（商品名「ＣＸＴＲＳ」、Ｄ１２ｍｍ、株式会社ミスミ製）
Ｂ４：エステル系ポリウレタン（商品名「ＣＸＴＲＭ」、Ｄ１２ｍｍ、株式会社ミスミ製）
Ｂ５：ＭＣナイロン（商品名「ＲＳＨＤＭＣ」、Ｄ１２ｍｍ、株式会社ミスミ製）
Ｂ６：エステル系ポリウレタン（商品名「ＣＸＴＲＬ」、Ｄ１２ｍｍ、株式会社ミスミ製）
Ｂ７：エーテル系ポリウレタン（商品名「ＵＲＬＨ」、Ｄ１２ｍｍ、株式会社ミスミ製）

（「２層」構成の導電部材の作製）
以下の材料を配合し、固形分質量３０％の樹脂溶液を調製した。
・ポリオール（商品名「プラクセルＤＣ２０１６」（水酸基価８０ｍｇＫＯＨ／ｇ）、ダイセル化学工業（株）製）１００質量部
・イソホロンジイソシアネート系硬化剤（商品名「ベスタナートＢ１３７０」（ＮＣＯ８．０％）、デグサ・ヒュルス社製）４５質量部
・ヘキサメチレンジイソシアヌレート系硬化剤（商品名「デスモジュールＨ」（ＮＣＯ５０％、ＮＣＯ／ＯＨ比＝１．０）、住友バイエルウレタン（株）製）４質量部
・カーボンブラック（商品名「トーカブラック＃４４００」、東海カーボン（株）製）４０質量部
・変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＫＦ６００４」、信越シリコーン（株）製）０．０５質量部
・ＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）３６２質量部

この樹脂溶液２００質量部に対して、直径０．８ｍｍのガラスビーズを２００質量部加えて、４５０ｍｌのマヨネーズビンに入れ、ペイントシェイカーを使用して６時間分散した。最後に２００メッシュの網で溶液をろ過して、塗料組成物を作製した。
前記塗料組成物中に、縦１５０ｍｍ横２０ｍｍに切断した基材を引き下げ速度２００ｍｍ／ｓｅｃで垂直に浸漬し、１０秒間保持した後、引き上げ速度１０ｍｍ／ｓｅｃで引き上げ、基材の表面に塗料組成物を塗工した。なお、上記塗工は、室温にて行った。ついで、室温にて３０分間風乾後、オーブンを用い、１６０℃で１時間加熱することによって硬化させ、樹脂導電塗膜が形成された導電部材を得た。

（「２層（粒子）」構成の導電部材の作製）
以下の材料を配合して固形分質量３５％の樹脂溶液を調製して用いた以外は、上記「２層」の導電部材の作製と同様にして、「２層（粒子）」の導電部材を作製した。
・ポリオール（商品名「プラクセルＤＣ２０１６」（水酸基価８０ｍｇＫＯＨ／ｇ）、ダイセル化学工業（株）製）１００質量部
・イソホロンジイソシアネート系硬化剤（商品名「ベスタナートＢ１３７０」（ＮＣＯ８．０％）、デグサ・ヒュルス社製）４５質量部
・ヘキサメチレンジイソシアヌレート系硬化剤（商品名「デスモジュールＨ」（ＮＣＯ５０％、ＮＣＯ／ＯＨ比＝１．０）、住友バイエルウレタン（株）製）４質量部
・カーボンブラック（商品名「トーカブラック＃４４００」、東海カーボン（株）製）４０質量部
・変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＫＦ６００４」、信越シリコーン（株）製）０．０５質量部
・ＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）３２８質量部
・粗し粒子（商品名「ＭＢＸシリーズ」（５μｍ）、積水化成工業（株）製）３０質量部

実施例１〜１２及び比較例１〜９のそれぞれについて、導電部材の電極と対向する面の表面粗さ、基材の弾性率、基材の厚さ、並びに、押し子の押圧面の先端形状、硬度を表３−１、３−２に示す。なお、導電部材は、温度２３℃、相対湿度６０％の環境に２４時間以上放置し、これを試験片として表面粗さ、弾性率及び硬さを測定した。

（表面粗さ）
導電部材の１０点平均粗さを、ＪＩＳＢ０６０１−２００１の表面粗さ測定方法に準拠して、小坂研究所製サーフコーダーＳＥ３４００にて３箇所測定し、その平均値を表面粗さＲｚとした。接触針は先端半径２μｍのダイヤモンドとし、測定スピード０．５ｍｍ／ｓ、カットオフλｃ０．８ｍｍ、評価長さ８．０ｍｍとした。
なお、実施例５、６及び比較例５の導電部材の導電塗膜は、サンドブラスト装置によって粗面化処理を行った。サンドブラスト加工は、粒径０．４〜０．８μｍのアルミナの研磨剤を使用し、ノズル速度は４０ｍｍ／ｓｅｃ、圧力はそれぞれ以下のように変えて行った。
１（実施例５）：０．１０ＭＰａ
２（実施例６）：０．１５ＭＰａ
３（比較例５）：０．３０ＭＰａ

（弾性率）
ＡＳＴＭＤ８８２に準拠して測定した。

（硬さ）
ＡＳＴＭＤ２２４０に準拠して測定した。

（押し子の先端形状）
Ｒ：図２に示す形状の押し子（Ｒ１２ｍｍ、直径１２ｍｍ、厚さ６ｍｍ）
平：図２の押し子の先端が平面状（平面状、直径１２ｍｍ、厚さ６ｍｍ）

以上のようにして作製した導電部材を縦１０ｍｍ、横１０ｍｍに裁断した角形シートとし、その樹脂導電塗膜が、電極幅０．１ｍｍ、電極間隔０．１ｍｍの銅箔の櫛歯電極と対向するように配置して、その中心部に押し子の先端中心部で荷重を加えるようにした。このような構成の感圧センサについて、下記の評価を実施した。なお、角形シート及び押し子は、温度２３℃、相対湿度６０％の環境に２４時間以上放置してから評価に使用した。

１．ドリフト
櫛型電極に直流電圧５Ｖを印加し、荷重測定器にて感圧センサの厚さ方向に８ｋＰａと８０ｋＰａになるようそれぞれ２４時間加圧当接させた。櫛歯電極に直列接続した１ｋΩの抵抗体にかかる電圧を検出測定し、各荷重における電圧値から、電気抵抗値を算出した。８ｋＰａおよび８０ｋＰａでの加圧時の各電気抵抗値（Ｒ）を初期値とし、２４時間後の抵抗値（Ｒ_２４ｈ）からドリフトによる抵抗変化率を求め、これをドリフトの指標として以下の基準で判定した。
抵抗変化率（％）＝（Ｒ−Ｒ_２４ｈ）／Ｒ ×１００
◎：抵抗変化率（％）≦１０％
○：１０％＜抵抗変化率≦２０％
×：２０％＜抵抗変化率

２．ＦＲ相関性
櫛型電極に直流電圧５Ｖを印加し、荷重測定器にて感圧センサの厚さ方向に２ｍｍ／ｍｉｎの速度で０〜８０ｋＰａの範囲で、負荷−除荷試験を行なった。櫛歯電極に直列接続した１ｋΩの抵抗体にかかる電圧をサンプリング周期０．０５ｓで検出測定し、各荷重における電圧値から、電気抵抗値を算出した。横軸荷重、縦軸抵抗のグラフを対数としたＦＲ曲線から累乗近似し、Ｒの２乗の値から、荷重と抵抗の相関性を評価した。これをＦＲの相関性の指標として以下の基準で判定した。
◎：Ｒ^２≦０．９９
○：０．９９＜Ｒ^２≦０．９７
×：０．９７＜Ｒ^２

３．耐久性
櫛型電極に直流電圧５Ｖを印加し、荷重測定器にて感圧センサの厚さ方向に１５ｍｍ／ｓｅｃの速度で８ｋＰａ・８０ｋＰａの負荷荷重で１００万回打鍵試験を行った。櫛歯電極に直列接続した１ｋΩの抵抗体にかかる電圧を検出測定し、各荷重における電圧値から、電気抵抗値を算出した。定格荷重の初期抵抗値（Ｒ_Ｓ）と１００万回打鍵後の抵抗値（Ｒ_Ｅ）の差から打鍵試験による抵抗変化率を求め、これを耐久性の指標として以下の基準で判定した。
抵抗変化率（％）＝（Ｒ_Ｓ−Ｒ_Ｅ）／Ｒ_Ｓ×１００
◎：抵抗変化率（％）≦１０％
○：１０％＜抵抗変化率≦２０％
×：２０％＜抵抗変化率

評価結果を以下に示す（表４−１、４−２）。

本発明の感圧センサは、数ｋｇ〜１０ｋｇ程度までの重量範囲の重量変化を検知可能なモニター装置等に好適に応用することができる。

１電極部
２電極
３導電部材
４押し子

Claims

表面に電極を備えた板状の電極部と、該電極の上に載置されたフィルム状の基材を含む導電部材と、該導電部材を押圧する押し子とを備えた感圧センサであって、前記導電部材は、少なくとも前記電極と対向する面が導電性を有し、該対向する面の表面粗さが１．３μｍ以下、前記基材の弾性率が１〜７ＧＰａ、前記基材の厚さが５０〜１２５μｍであり、前記押し子は、前記導電部材を押圧する面が球面状であり、ショア硬度がＡ７０〜Ａ９５であることを特徴とする感圧センサ。
前記導電部材が、前記基材の表面に導電塗膜を設けたものであることを特徴とする請求項１に記載の感圧センサ。
前記導電部材が、前記基材自体に導電性材料を配合したものであることを特徴とする請求項１に記載の感圧センサ。
前記導電部材の前記電極と対向する面の表面粗さが０．８μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の感圧センサ。
前記基材の弾性率が３〜７ＧＰａであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の感圧センサ。
前記基材の厚さが７５〜１００μｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の感圧センサ。
前記押し子のショア硬度がＡ８０〜Ａ９０であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の感圧センサ。