JPH09139148A - 感圧センサ - Google Patents

感圧センサ

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JPH09139148A
JPH09139148A JP29797395A JP29797395A JPH09139148A JP H09139148 A JPH09139148 A JP H09139148A JP 29797395 A JP29797395 A JP 29797395A JP 29797395 A JP29797395 A JP 29797395A JP H09139148 A JPH09139148 A JP H09139148A
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JP
Japan
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pressure
sensitive
rubber
elastic
pressing
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Pending
Application number
JP29797395A
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English (en)
Inventor
Soichi Okuhara
聰一 奥原
Satoru Nishida
哲 西田
Shigeru Makita
茂 巻田
Jutaro Nishimura
寿太郎 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡素な構造、低コスト、押圧に対する良好な
応答性、操作性の向上等を実現する感圧センサを提供す
る。 【解決手段】 感圧センサ10は、導体パターン(図示
せず)を形成した基板11と、基板11の導体パターン
上に配置された感圧ゴム12と、感圧ゴム12を導体パ
ターンに押圧するための押圧ゴム13とを備え、更に感
圧ゴム12と押圧ゴム13との間に、押圧力を分散させ
る分散板15が配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゲーム機の入力
部、電子ピアノの鍵盤、低周波治療器の入力部等の、人
の手操作等による圧力の変化を検出して制御する機器に
使用される感圧センサに関する。
【0002】
【従来の技術】この種の従来の感圧センサとしては、例
えば実開平5−17861号や実開平3−88134号
に記載されたようなものがある。これら従来の感圧セン
サは、その構造を概略的に示すと図9(要部断面図)に
示すようになっている。図9の感圧センサ70は、導体
パターン(図示せず)を形成した基板71と、基板71
の導体パターン上に配置された感圧ゴム72と、感圧ゴ
ム72を導体パターンに押圧するための押圧ゴム73
と、基板71、感圧ゴム72及び押圧ゴム73を一体に
保持する金属カバー74とを備える。
【0003】このような感圧センサ70では、次のよう
な構造〜としてある。 感圧ゴム72が導体パターンに必要以上に押圧されな
いように、過負荷阻止機構を設けてある。 感圧ゴム72をスペーサ等によって基板11の導体パ
ターンから浮かせることにより、基板71と感圧ゴム7
2との間に隙間を設けてある。 感圧ゴム72に対面する押圧ゴム73の部分を凸状構
造としてある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような感圧センサ70は、次のような問題点〜を有
する。 過負荷阻止機構を設けるため、構造が複雑になり、コ
スト高になる。 感圧ゴム72を基板71の導体パターンから構造的に
浮かせることにより、感圧ゴム72と導体パターン(基
板71)との間に隙間を設けているので、感圧ゴム72
自身が撓んで基板71に接触するほどの圧力を加えない
と、押圧力に応じた圧力が入力されない。換言すると、
押圧ゴム73を弱い力で素早く押圧する場合に得られる
早く軽い荷重に対しての応答性が悪い。 押圧ゴム73が固いゴムで形成されているため、押圧
ゴム73では大きなストロークが得られず、また柔らか
な操作感を実現できない。
【0005】従って、本発明は、このような問題点〜
に着目してなされたもので、簡素な構造、低コスト、
押圧に対する良好な応答性、操作性の向上等を実現する
感圧センサを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項1記載の感圧センサは、導体パター
ンを形成した基板と、この基板の導体パターン上に配置
された導電性感圧弾性体と、この導電性感圧弾性体を導
体パターンに押圧するための弾性押圧体とを備えるもの
において、前記導電性感圧弾性体と弾性押圧体との間
に、押圧力を分散させる分散板を配置したことを特徴と
する。
【0007】この感圧センサによれば、分散板により押
圧力が導電性感圧弾性体に満遍なく加わり、押圧力が1
点に集中し過ぎるのを防げる。分散板と導電性感圧弾性
体との間に隙間を設けること(請求項2記載)により、
分散板の自重が導電性感圧弾性体に加わることによるオ
フセットを低減できる。
【0008】又、請求項3記載の感圧センサは、導電性
感圧弾性体と弾性押圧体との間に、多孔質弾性体を配置
したことを特徴とする。この感圧センサでは、多孔質弾
性体により押圧力に対して大きなストロークが得られる
だけでなく、柔らかな操作感を実現できる。弾性押圧体
が多孔質弾性体の表面側を覆う軟質な弾性カバーである
こと(請求項4記載)により、多孔質弾性体の汚れ、破
損を防止でき、その強度を高めることができると共に、
見栄えも向上できる。
【0009】弾性カバーが表面側に凸部を有すること
(請求項5記載)により、早く軽い荷重に対する応答性
が向上する。更に、請求項6記載の感圧センサは、弾性
押圧体が軟質部分と硬質部分との複層構造からなること
を特徴とする。この感圧センサによれば、大きなストロ
ークと柔らかな操作感を実現できる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
いて説明する。第1の実施形態に係る感圧センサを図1
(要部断面図)に示す。この感圧センサ10は、基本的
に図9に示す従来のものと同様の構造であるが、分散板
15を備える点が異なる。即ち、感圧センサ10は、導
体パターン(図示せず)を形成した基板(PWB)11
と、基板11の導体パターン上に配置された導電性感圧
弾性体(例えば感圧ゴム)12と、感圧ゴム12を導体
パターンに押圧するための弾性押圧体(例えば押圧ゴム
13)とを備え、更に感圧ゴム12と押圧ゴム13との
間に、押圧力を分散させる分散板15が配置されてい
る。又、これらの要素は金属カバー14により一体に保
持されている。
【0011】分散板15は、押圧ゴム13からの押圧力
が感圧ゴム12の1点に集中しないようにするためのも
のであるため、その材質としては、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリプロピレン等の樹脂フィルムが適する。
分散板15の大きさは、この実施形態では、感圧ゴム1
2より幾分大きめに設定されているが、若干小さめでも
構わない。この分散板12により、従来設けられていた
過負荷阻止機構が無くても、押圧力が感圧ゴム12の1
点に集中し過ぎるのを防止でき、特に感圧ゴム12の耐
久性を向上できる。
【0012】又、押圧力が分散することにより、荷重負
荷Fと抵抗(log R)とのFR特性が向上する。つま
り、このFR特性は、図8において曲線Aのようにな
る。曲線Bは分散板を設けない場合であり、曲線A,B
を比較してみると、分散板を設けた場合のFR特性は、
荷重負荷Fに対してlog Rが緩やかに減少しており、理
想的な特性を示していることが分かる。
【0013】第2の実施形態に係る感圧センサを図2に
示す。但し、図1の感圧センサ10と同じ要素には同一
符号を付してある。この感圧センサ20は、図1の感圧
センサ10において、分散板15と感圧ゴム12との間
に隙間を設けたことが特徴である。ここでは、その隙間
を設けるために、感圧ゴム12の周囲に、感圧ゴム12
より肉厚の環状のスペーサ21を設けてある。このスペ
ーサ21により、感圧ゴム12と分散板15との間に一
定の隙間が形成され、分散板15の自重が感圧ゴム12
に加わることによるオフセットを低減できる。
【0014】図3に第3の実施形態に係る感圧センサ3
0を示す。この感圧センサ30は、上記分散板15及び
スペーサ21に加えて、押圧ゴム31と分散板15との
間に、軟質な多孔質弾性体(例えばシリコンスポンジ)
32を配置したものである。又、多孔質弾性体32を設
けることに対応して、押圧ゴム31は多孔質弾性体32
を収容できるよう内側に凹部を有する。多孔質弾性体3
2を設ける場合、押圧ゴム31は、多孔質弾性体32の
性質から軟質であるのが好ましく、しかも図3のように
多孔質弾性体32の表面側を覆う弾性カバー(例えばカ
バーゴム)であるのが好ましい。この押圧ゴム、即ちカ
バーゴム31により、多孔質弾性体32の汚れ、傷等を
防止でき、その強度を高めることができるだけでなく、
見栄えも良くなる。
【0015】図4に第4の実施形態に係る感圧センサ4
0を示す。この感圧センサ40は、分散板15、スペー
サ21及び多孔質弾性体32の他に、カバーゴム31が
表面側に凸部31aを有するのに加えて、多孔質弾性体
32と分散板15との間に、分散板15に対して凸状の
プッシュゴム41を設けたものである。プッシュゴム4
1により、多孔質弾性体32のみの場合よりも、押圧力
が分散板15を介して感圧ゴム12に効率良く伝わる。
又、カバーゴム31に凸部31aを設けることで、カバ
ーゴム31を弱い力で素早く押圧する場合に得られる早
く軽い荷重に対する応答性が向上する。
【0016】図5に第5の実施形態に係る感圧センサ5
0を示す。この感圧センサ50は、分散板15、スペー
サ21及び多孔質弾性体32は有しておらず、基板1
1、感圧ゴム12、カバーゴム31、及びプッシュゴム
41を備えるだけである。この場合、押圧ゴムは、例え
ば軟質ゴムからなる軟質部分としてのカバーゴム31
と、例えば硬質ゴムからなる硬質部分としてのプッシュ
ゴム41とで構成され、軟質部分31と硬質部分41と
の2層構造からなる。このように押圧ゴムを2層構造と
することにより、押圧ゴムの大きなストロークと柔らか
な操作感を実現できる。なお、図5では、軟質部分と硬
質部分をそれぞれ1層ずつ設けた2層構造としている
が、軟質部分と硬質部分からなる3層以上の構造として
もよい。
【0017】第6の実施形態に係る感圧センサ60を、
図6(分解断面図)、及び図7〔組立状態での上面図
(a)、その要部断面図(b)〕に示す。この感圧セン
サ60は、図4に示す感圧センサ40と同じ構成要素を
有し、より具体的に示したものである。但し、図6及び
図7では、金属カバー14を省略してある。ここでは、
スペーサ21は、矩形状の感圧ゴム12の周囲に沿うよ
うな環状矩形を呈し、4隅に脚部21aを有する。この
脚部21aを基板11の対応部分に形成した孔(図示せ
ず)に挿入し、スペーサ21の内側に感圧ゴム12を配
置し、更にスペーサ21上に分散板15を取付ける。図
面には示していないが、分散板15の4隅には孔が形成
され、この孔に対応してスペーサ21の4隅(脚部21
a上)には突起21bが設けられており、分散板15の
孔に突起21bを挿入することで分散板15が位置決め
される。
【0018】又、カバーゴム31の内側の凹部に、多孔
質弾性体32とプッシュゴム41を収容し、カバーゴム
31を基板11に取付けることで、全部の構成要素が組
み立てられる。そして、全体を金属カバー(図示せず)
で一体に固定することで感圧センサ60が完成する。
【0019】
【発明の効果】本発明の感圧センサは、導体パターンを
形成した基板と、この基板の導体パターン上に配置され
た導電性感圧弾性体と、この導電性感圧弾性体を導体パ
ターンに押圧するための弾性押圧体とを備えるものにお
いて、以上説明したように構成されるので、下記の効果
を有する。 (1)導電性感圧弾性体と弾性押圧体との間に、押圧力
を分散させる分散板を配置したこと(請求項1記載)に
より、過負荷阻止機構を設けなくても、分散板により押
圧力が導電性感圧弾性体に満遍なく加わり、押圧力が1
点に集中し過ぎることによる耐久性の劣化を防止でき
る。又、押圧力が分散する効果により、荷重負荷Fと抵
抗(log R)とのFR特性が向上する。 (2)分散板と導電性感圧弾性体との間に隙間を設けた
こと(請求項2記載)により、分散板の自重が導電性感
圧弾性体に加わることによるオフセットを低減できる。 (3)導電性感圧弾性体と弾性押圧体との間に、多孔質
弾性体を配置したこと(請求項3記載)により、押圧力
に対して大きなストロークが得られるだけでなく、柔ら
かな操作感を実現できる。 (4)弾性押圧体が多孔質弾性体の表面側を覆う軟質な
弾性カバーであること(請求項4記載)により、多孔質
弾性体の汚れ、破損を防止でき、その強度を高めること
ができると共に、見栄えも向上できる。 (5)弾性カバーが表面側に凸部を有すること(請求項
5記載)により、早く軽い荷重に対する応答性が向上す
る。 (6)弾性押圧体が軟質部分と硬質部分との複層構造か
らなること(請求項6記載)により、大きなストローク
と柔らかな操作感を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係る感圧センサの要部断面図
である。
【図2】第2の実施形態に係る感圧センサの要部断面図
である。
【図3】第3の実施形態に係る感圧センサの要部断面図
である。
【図4】第4の実施形態に係る感圧センサの要部断面図
である。
【図5】第5の実施形態に係る感圧センサの要部断面図
である。
【図6】第6の実施形態に係る感圧センサの分解断面図
である。
【図7】第6の実施形態に係る感圧センサの組立状態で
の上面図(a)、及びその要部断面図(b)である。
【図8】分散板を設けた場合(曲線A)と、設けない場
合(曲線B)における荷重負荷Fと抵抗(log R)との
FR特性を示す図である。
【図9】従来例に係る感圧センサの要部断面図である。
【符号の説明】
10〜60 感圧センサ 11 基板 12 感圧ゴム(導電性感圧弾性体) 13 押圧ゴム(弾性押圧体) 15 分散板 21 スペーサ 31 カバーゴム(弾性カバー) 31a カバーゴムの凸部 32 多孔質弾性体 41 プッシュゴム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 寿太郎 京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地 株式 会社オムロンライフサイエンス研究所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導体パターンを形成した基板と、この基板
    の導体パターン上に配置された導電性感圧弾性体と、こ
    の導電性感圧弾性体を導体パターンに押圧するための弾
    性押圧体とを備える感圧センサにおいて、 前記導電性感圧弾性体と弾性押圧体との間に、押圧力を
    分散させる分散板を配置したことを特徴とする感圧セン
    サ。
  2. 【請求項2】前記分散板と導電性感圧弾性体との間に隙
    間を設けたことを特徴とする請求項1記載の感圧セン
    サ。
  3. 【請求項3】導体パターンを形成した基板と、この基板
    の導体パターン上に配置された導電性感圧弾性体と、こ
    の導電性感圧弾性体を導体パターンに押圧するための弾
    性押圧体とを備える感圧センサにおいて、 前記導電性感圧弾性体と弾性押圧体との間に、多孔質弾
    性体を配置したことを特徴とする感圧センサ。
  4. 【請求項4】前記弾性押圧体は、多孔質弾性体の表面側
    を覆う軟質な弾性カバーであることを特徴とする請求項
    3記載の感圧センサ。
  5. 【請求項5】前記弾性カバーは、表面側に凸部を有する
    ことを特徴とする請求項4記載の感圧センサ。
  6. 【請求項6】導体パターンを形成した基板と、この基板
    の導体パターン上に配置された導電性感圧弾性体と、こ
    の導電性感圧弾性体を導体パターンに押圧するための弾
    性押圧体とを備える感圧センサにおいて、 前記弾性押圧体は、軟質部分と硬質部分との複層構造か
    らなることを特徴とする感圧センサ。
JP29797395A 1995-11-16 1995-11-16 感圧センサ Pending JPH09139148A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015079661A (ja) * 2013-10-17 2015-04-23 パイオニア株式会社 操作装置および音響機器
JP2015086569A (ja) * 2013-10-30 2015-05-07 株式会社デンソー 携帯型無線キー
JP2019133886A (ja) * 2018-02-02 2019-08-08 Nissha株式会社 筐体兼用スイッチ及び入力装置

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