JP3077347U - 可変抵抗器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストであり、強い力で押さなくとも抵抗
の変化が大きい可変抵抗器を提供すること。 【解決手段】 少なくとも二つの導電ランドＤ，Ｄを有
する基板１と、前記導電ランドＤ，Ｄと対向配置された
導電性ゴム又は導電性エラストマー製の接触抵抗発生板
２３とを具備し、前記接触抵抗発生板２３における導電
ランドＤ，Ｄと対向する面に多数の微小突起ｔが形成さ
れて成る接触抵抗発生面２３ａを構成させてあり、接触
抵抗発生板２３と導電ランドＤ，Ｄとを接触させるべく
力又は圧力を加えたときには微小突起ｔが押し潰されて
接触抵抗発生面２３ａと導電ランドＤ，Ｄとの接触面積
が大きくなり、これに伴って導電ランドＤ，Ｄ間の抵抗
が小さくなるようにしてある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

この考案は、可変抵抗器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

可変抵抗器としては、例えば、図１７に示すように、基体９０と、前記基板９ ０上に配置されている抵抗板９１と、前記抵抗板９１の両端部に設けられている 端子ＴＡ，ＴＢと、前記導電性ゴムより成り且つ抵抗板９１の上方に設けられた 円錐形状の接触部９２とから構成され、接触部９２を抵抗板９１に押し付けるべ く力Ｆを加えると、図１８に示すように接触部９２が潰れて当該接触部９２と抵 抗板９１との接触面積が大きくなるようにしてる。

【０００３】 したがって、上記可変抵抗器では、上記接触面積の増加に伴って距離Ｌ１＋Ｌ ２の長さが小さくなり、端子ＴＡ，ＴＢ相互間の抵抗が小さくなる。つまり、力 Ｆの大きさにより抵抗板９１の抵抗が変化する。

【０００４】 しかしながら、大きな円錐形状の接触部９２を押し潰す形式のものであるから 、強い力で押さないと大きな範囲の抵抗変化を得られないという問題がある。

【０００５】 また、円錐状の接触部９２を製造するのに手間がかかりコストアップとなる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

そこで、この考案では、低コストであり、強い力で押さなくとも抵抗の変化が 大きい可変抵抗器を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

（請求項１記載の考案） この考案の可変抵抗器は、少なくとも二つの導電ランドＤ，Ｄを有する基板１ と、前記導電ランドＤ，Ｄと対向配置された導電性ゴム又は導電性エラストマー 製の接触抵抗発生板２３とを具備し、前記接触抵抗発生板２３における導電ラン ドＤ，Ｄと対向する面に多数の微小突起ｔが形成されて成る接触抵抗発生面２３ ａを構成させてあり、接触抵抗発生板２３と導電ランドＤ，Ｄとを接触させるべ く力又は圧力を加えたときには微小突起ｔが押し潰されて接触抵抗発生面２３ａ と導電ランドＤ，Ｄとの接触面積が大きくなり、これに伴って導電ランドＤ，Ｄ 間の抵抗が小さくなるようにしてある。 （請求項２記載の考案） この考案の可変抵抗器は、少なくとも二つの導電ランドＤ，Ｄを有する基板１ と、導電性インク又は導電性塗料を付着した多数の微小突起ｔから成る接触抵抗 発生面２３ａを持つ非導電性ゴム又は非導電性エラストマー製の接触抵抗発生板 ２３とを具備し、接触抵抗発生板２３と導電ランドＤ，Ｄとを接触させるべく力 又は圧力を加えたときには微小突起ｔが押し潰されて接触抵抗発生面２３ａと導 電ランドＤ，Ｄとの接触面積が大きくなり、これに伴って導電ランドＤ，Ｄ間の 抵抗が小さくなるようにしてある。 （請求項３記載の考案） この考案の可変抵抗器は、上記請求項１又は２記載の考案に関し、導電ランド Ｄを三個以上にすると共に、前記導電ランドＤが電気的に二グループになるよう に配線し、二グループ間の抵抗が力又は圧力によって変化するようにしてある。 （請求項４記載の考案） この考案の可変抵抗器は、上記請求項１乃至３のいずれかに記載の考案に関し 、接触抵抗発生板２３が操作部２のボタン部２０の下面に固着されていると共に 前記ボタン部２０の下面にスイッチ接点となるスイッチ板５０を固着してあり、 他方、基板１に二つのスイッチ端子用の導電ランド５１，５２を設けてあり、前 記ボタン部２０に作用する力又は圧力により接触抵抗発生板２３が導電ランドＤ に接触すると、前記スイッチ板５０が導電ランド５１，５２に接触して導電ラン ド５１，５２相互が電気的に閉となるようにしてある。 （請求項５記載の考案） この考案の可変抵抗器は、上記請求項４記載の考案に関し、接触抵抗発生板２ ３と導電ランドＤとの距離と、スイッチ板５０と導電ランド５１，５２との距離 とを相違させ、接触抵抗発生板２３と導電ランドＤとの接触タイミングと、スイ ッチ板５０と導電ランド５１，５２との接触タイミングをずらしてある。

【０００８】 なお、上記考案の可変抵抗器の機能については、以下の考案の実施の形態の欄で 明らかにする。

【０００９】

【考案の実施の形態】

以下、この考案を実施例として示した図面に従って説明する。 〔実施形態１〕 図１はこの考案の可変抵抗器を利用して成る力センサーＳを示しており、図２ は前記力センサＳに使用されている導電ランドＤａ１，Ｄａ２，Ｄｂ１，Ｄｂ２ 及び端子Ｔａ，Ｔｂを示している。

【００１０】 この力センサＳは、図１に示すように、基板１と、前記基板１と対向配置され た操作部２と、前記操作部２を基板１上で固定する固定部３と、前記操作部２の 押し込み部分に嵌め込まれている樹脂キャップ４とから構成されている。

【００１１】 基板１は、図１に示すように、薄いプリント基板により構成されており、図２ に示すように片面に円形状となるように配列した導電ランドＤａ１，Ｄａ２，Ｄ ｂ１，Ｄｂ２が設けられている。ここで、導電ランドＤａ１，Ｄａ２，Ｄｂ１， Ｄｂ２は図２に示すように電気的に接続されており、それぞれ適当な位置に端子 Ｔａ，Ｔｂとして引き出されている。

【００１２】 操作部２は、図１に示すように、カップ状に形成されたゴム製のもので、上記 導電ランドＤａ１，Ｄａ２，Ｄｂ１，Ｄｂ２と対向する部分に配置される平面視 円形状のボタン部２０と、前記導電ランドＤａ１，Ｄａ２，Ｄｂ１，Ｄｂ２を囲 む態様で基板１に取り付けられる平面視円環状の取付部２１と、前記ボタン部２ ０の外周面と取付部２１の上端面とを全周で繋ぐ薄肉状の変形部２２と、導電ゴ ムで構成され且つ前記ボタン部２０の導電ランドＤａ１，Ｄａ２，Ｄｂ１，Ｄｂ ２との対向面に固着された接触抵抗発生板２３とから構成されている。ここで、 前記接触抵抗発生板２３における導電ランドＤａ１，Ｄａ２，Ｄｂ１，Ｄｂ２と の対向面は、図１や図３に示すように、多数の微小突起ｔが形成されて成る接触 抵抗発生面２３ａとしてあり、ボタン部２０に押し込む力又は圧力を加えたとき には微小突起ｔが押し潰されて接触抵抗発生面２３ａと導電ランドＤａ１，Ｄａ ２，Ｄｂ１，Ｄｂ２との接触面積が変化するようにしてある。

【００１３】 固定部３は、図１に示すように、断面逆Ｌ字状に形成されている円環状のもの で、横片で取付部２１の上面を押さえ付けるようにしている。

【００１４】 樹脂キャップ４は、図１に示すように、ボタン部２０を効率よく且つ均一に押 すために設けられた樹脂製のものであり、一端開放の筒状に形成されている。

【００１５】 次に、この実施形態の力センサＳは以下のように機能する。 先ず、ボタン部２０に上から力Ｆを加えていない場合は、端子Ｔａ，Ｔｂ間は 電気的に接続されず、端子Ｔａ，Ｔｂ間の抵抗は無限大である。 図４に示すように、樹脂キャップ４を嵌め込んであるボタン部２０を上から（ Ｚ軸方向に）力Ｆで押し込むと、変形部２２が座屈し、操作する手にクリック感 があり、さらに押すと接触抵抗発生板２３が導電ランドＤａ１，Ｄａ２，Ｄｂ１ ，Ｄｂ２に接触する。このとき、導電ランドＤａ１，Ｄａ２，Ｄｂ１，Ｄｂ２と 接触抵抗発生板２３との間の接触抵抗をＲａ１，Ｒａ２，Ｒｂ１，Ｒｂ２とし、 接触抵抗発生板２３自体の抵抗をＲ０とすると、端子Ｔａ，Ｔｂ間の合成抵抗Ｒ ａｂは図５に示すように、二グループ（導電ランドＤａ１，Ｄａ２の抵抗のグル ープと、導電ランドＤｂ１，Ｄｂ２の抵抗のグループ）になる。

【００１６】 これを式で表すと合成抵抗Ｒａｂは、 （Ｒａ１×Ｒａ２）／（Ｒａ１＋Ｒａ２）＋Ｒ０＋（Ｒｂ１×Ｒｂ２）／（Ｒｂ １＋Ｒｂ２）となる。 さらに強い力で、ボタン部２０を押すと、図６に示すように、多数の微小突起 ｔが押し潰されて接触抵抗発生面２３ａと導電ランドＤａ１，Ｄａ２，Ｄｂ１， Ｄｂ２との接触面積が大きくなる。つまり、端子Ｔａ，Ｔｂ間の合成抵抗Ｒａｂ は、ボタン部２０を押す力に応じて無限大から接触抵抗発生板２３の持つ固有の 抵抗値Ｒ０近くまで変化する。

【００１７】 この力センサＳは上記のように機能することとなるが、多数の微小突起ｔが押 し潰される形式のものであるから、端子Ｔａ，Ｔｂ間の合成抵抗Ｒａｂは、弱い 力であったとしても抵抗の変化が大きく且つ図７に示すように力に対して緩やか に変化し、収束する抵抗値も大きい。また、接触抵抗発生板２３の多数の微小突 起ｔは、接触抵抗発生板２３を荒らす（例えば梨地等）ことによっても構成でき るので、ほとんどコストアップになることもない。また、合成抵抗Ｒａｂや収束 する抵抗値の変更は導電性ゴムの硬さや種類及び表面形状の変更により対応可能 である。

【００１８】 なお、接触抵抗発生板２３に形成される多数の微小突起ｔは、図８に示すよう な半円球の形態でもよい。要するに力や圧力を加えることにより、変形しやすい 形態であればよい。

【００１９】 また、基板１上の導電ランドを四つ（円形を四分割）としたのは、ボタン部２ ０を押す力の片寄りにより接触抵抗発生板２３と導電ランドとの間の接触抵抗の バラツキを軽減するためであり、二分割でも良いし、四分割以上でもよい。そし て、図９に示すように、円環状の導電ランドＤａと、これの内部に設けられた円 形状の導電ランドＤｂとから構成してもよい。

【００２０】 さらに、必要に応じて図１０、図１１に示すように、固定抵抗Ｒｃ，Ｒｄと組 み合わせた回路を構成することにより、合成抵抗Ｒａｂと対応する電圧値を端子 Ｔａから取り出すことができる。なお、図１０の回路では、ボタン部２０を押し ていないときは、合成抵抗Ｒａｂは無限大となるので、回路の電流ｉは流れなく なり、省電力化に有利となる（操作しない時は、電流が流れない）。 〔実施形態２〕 この実施形態の力センサーＳは、図１２に示すように、上記実施形態１のセン サーＳにスイッチ５を付加したものである。

【００２１】 このため、この力センサーＳでは、図１２〜図１４に示すように、接触抵抗発 生板２３を円筒状に形成すると共に前記接触抵抗発生板２３内に導電性ゴムで構 成された円柱状のスイッチ板５０を形成し、他方、前記スイッチ板５０と対向す る基板１部分には円形を二分割して成る二つの導電ランド５１，５２を形成し、 前記導電ランド５１，５２はスルーホールを介して端子Ｔｃ，Ｔｄに引き出され ている。

【００２２】 なお、スイッチ板５０の下端面は図１２に示すように、荒らされておらず（多 数の微小突起ｔを有しておらず）、また接触抵抗発生板２３の接触抵抗発生面２ ３ａから突出させてある。

【００２３】 次に、この実施形態２の力センサＳは以下のように機能する。 ボタン部２０を上から押すと、図１５に示すように、先ずスイッチ板５０と導 電ランド５１，５２とが接触する。導電ランド５１の下端面は荒らされていない から接触抵抗は導電ランド５２に比べて小さいので、導電ランド５１，５２を電 気的に短絡することになる。つまり、スイッチ板５０と導電ランド５１，５２は スイッチ５として機能することになる。 ボタン部２０を更に強く押すとスイッチ板５０が押し潰され、接触抵抗発生板 ２３が対向する基板１上の導電ランドＤａ１，Ｄａ２，Ｄｂ１，Ｄｂ２と接触す るようになる。この機能については実施形態１で説明したのでここでは省略する 。 以上のように、ボタン部２０を押すと、先ずスイッチ５が閉となり、さらにボ タン部２０を強く押すと合成接触抵抗Ｒａｂがボタン部２０を押す力に応じて変 化することがわかる。これは、ゲーム機の入力装置等で、先ずスイッチをＯＮさ せた後、さらに操作ボタンを強く押して、電圧を変更させたいときに有用である 。 また、接触抵抗発生板２３の接触抵抗発生面２３ａをスイッチ板５０の下端面 より突出させた場合、ボタン部２０を押す力に応じて合成接触抵抗Ｒａｂが変化 するようになった後、スイッチ５が閉になる。

【００２４】 したがって、接触抵抗発生板２３の接触抵抗発生面２３ａとスイッチ板５０の 下端面との間に段差をつけることにより、ボタン部２０を押す力に応じて合成接 触抵抗Ｒａｂが変化するタイミングとスイッチ５が閉となる相対的なタイミング を調整することができる。 〔他の実施形態〕 上記実施形態１、２では、接触抵抗発生板２３及びスイッチ板５０を弾性を有 する導電性ゴムで構成させたが、これに限定されることなく、弾性を有する導電 性エラストマーで構成させてもよい。そして、弾性を有するスイッチ板５０にお いては、導電性を有さない通常のゴム又はエラストマーの電気的接点面となる部 分に導電性インクや導電性塗料を付着させたものとすることができる。また接触 抵抗発生板２３は、導電性インク又は導電性塗料を付着した多数の微小突起ｔか ら成る接触抵抗発生面２３ａを持つ非導電性ゴム又は非導電性エラストマー製の ものでもよい。

【００２５】 また、実施形態１、２における導電ランドＤａ１，Ｄａ２，Ｄｂ１，Ｄｂ２を 、図１６に示すように、線により構成させることができる。

【００２６】

【考案の効果】

この発明は上記のような構成であるから次の効果を有する。

【００２７】 考案の実施形態の欄の説明から明らかなように、低コストであり、強い力で押 さなくとも抵抗の変化が大きい可変抵抗器を提供できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の可変抵抗器を使用した力センサの断
面図（実施形態１）。

【図２】前記力センサを構成する基板に形成されている
導電ランドの平面図。

【図３】前記力センサを構成する操作部の断面図。

【図４】前記操作部を押し込んだときの力センサの断面
図。

【図５】前記可変抵抗器の模式図。

【図６】前記操作部を押し込んだときの接触抵抗発生面
の断面図。

【図７】前記操作部を押す力と接触抵抗の関係を示すグ
ラフ。

【図８】他の実施形態の接触抵抗発生面の断面図。

【図９】他の実施形態の導電ランドの平面図。

【図１０】前記力センサに用いることができる電気回路
図。

【図１１】前記力センサに用いることができる電気回路
図。

【図１２】この考案可変抵抗器を使用した力センサの断
面図（実施形態２）。

【図１３】前記力センサに使用されている接触抵抗発生
板の平面図。

【図１４】前記力センサに使用されている導電ランドの
平面図。

【図１５】前記力センサの操作部を押し込んだときの断
面図。

【図１６】他の実施形態の導電ランドの平面図。

【図１７】先行技術の可変抵抗器の断面図。

【図１８】先行技術の可変抵抗器に力を作用させたとき
の断面図。

【符号の説明】

Ｄ 導電ランド ｔ 微小突起 １ 基板 ２ 操作部 ３ 固定部 ４ 樹脂キャップ ２３ 接触抵抗発生板 ２３ａ 接触抵抗発生面

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも二つの導電ランド（Ｄ）
   （Ｄ）を有する基板（１）と、前記導電ランド（Ｄ）
   （Ｄ）と対向配置された導電性ゴム又は導電性エラスト
   マー製の接触抵抗発生板（２３）とを具備し、前記接触
   抵抗発生板（２３）における導電ランド（Ｄ）（Ｄ）と
   対向する面に多数の微小突起（ｔ）が形成されて成る接
   触抵抗発生面（２３ａ）を構成させてあり、接触抵抗発
   生板（２３）と導電ランド（Ｄ）（Ｄ）とを接触させる
   べく力又は圧力を加えたときには微小突起（ｔ）が押し
   潰されて接触抵抗発生面（２３ａ）と導電ランド（Ｄ）
   （Ｄ）との接触面積が大きくなり、これに伴って導電ラ
   ンド（Ｄ）（Ｄ）間の抵抗が小さくなるようにしてある
   ことを特徴とする可変抵抗器。
2. 【請求項２】 少なくとも二つの導電ランド（Ｄ）
   （Ｄ）を有する基板（１）と、導電性インク又は導電性
   塗料を付着した多数の微小突起（ｔ）から成る接触抵抗
   発生面（２３ａ）を持つ非導電性ゴム又は非導電性エラ
   ストマー製の接触抵抗発生板（２３）とを具備し、接触
   抵抗発生板（２３）と導電ランド（Ｄ）（Ｄ）とを接触
   させるべく力又は圧力を加えたときには微小突起（ｔ）
   が押し潰されて接触抵抗発生面（２３ａ）と導電ランド
   （Ｄ）（Ｄ）との接触面積が大きくなり、これに伴って
   導電ランド（Ｄ）（Ｄ）間の抵抗が小さくなるようにし
   てあることを特徴とする可変抵抗器。
3. 【請求項３】 導電ランド（Ｄ）を三個以上にすると共
   に、前記導電ランド（Ｄ）が電気的に二グループになる
   ように配線し、二グループ間の抵抗が力又は圧力によっ
   て変化するようにしたことを特徴とする請求項１又は２
   記載の可変抵抗器。
4. 【請求項４】 接触抵抗発生板（２３）が操作部（２）
   のボタン部（２０）の下面に固着されていると共に前記
   ボタン部（２０）の下面にスイッチ接点となるスイッチ
   板（５０）を固着してあり、他方、基板（１）に二つの
   スイッチ端子用の導電ランド（５１）（５２）を設けて
   あり、前記ボタン部（２０）に作用する力又は圧力によ
   り接触抵抗発生板（２３）が導電ランド（Ｄ）に接触す
   ると、前記スイッチ板（５０）が導電ランド（５１）
   （５２）に接触して導電ランド（５１）（５２）相互が
   電気的に閉となるようにしてあることを特徴とする請求
   項１乃至３のいずれかに記載の可変抵抗器。
5. 【請求項５】 接触抵抗発生板（２３）と導電ランド
   （Ｄ）との距離と、スイッチ板（５０）と導電ランド
   （５１）（５２）との距離とを相違させ、接触抵抗発生
   板（２３）と導電ランド（Ｄ）との接触タイミングと、
   スイッチ板（５０）と導電ランド（５１）（５２）との
   接触タイミングをずらしてあることを特徴とする請求項
   ４記載の可変抵抗器。