JPS5837902A - 可変抵抗素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規かつ改良された可変抵抗素子の構造ｌ二関
するものである。

えて圧縮変形させ、これ直二伴なう抵抗値変化を利用す
るものである。この抵抗値変化は、おおむね■尋′噂性
ゴム成形体内≦二分散混合したカーボンブラック、金属
粒子などの圧縮変形Ｃ二伴なうｓ′Ｉｌｉ、性粒子の粒
子間接触および１！尾は離反に基づくもの、■導電性ゴ
ム成形品とこれＣ二播触すゐ電極との接触面積の変化Ｉ
：基づくもの、および■これらを複合してなるものとに
大別することかできるが、しかし上記導電性粒子の接触
およびまたは離反の状態は導電性ゴム成形品の繰返し抑
圧荷重印加に伴なって圧縮変形と抑圧方向に垂直な方向
への膨出変形砿二より導電性粒子がこれを包み込むマト
リックスから剥離して変り易く、また、上記接触面ｌ：
おける伸張挙動と共Ｃ二摩擦損傷も生じ、その結果、導
電性ゴム成形品区二対して同じ抑圧荷重を印加しても常
に一定の抵抗値変化を取り出すことができず、換言すれ
ば抵抗値変化の再現性（：乏しく、その抵抗値制御も困
醋であゐため一二、その用途が大巾シ二制約されるとい
うものでありだ。

本発明はかかる間紬点を解決し、その抵抗値変化の再現
性にすぐれ、抵抗値制価の容易な新規かつ改良されたｓ
’ｔａ性ゴム成形品η為らなる可変抵抗素子を提供する
ものであって、これはプリント回路基板上の固定接点電
極Ｃ：対向して、該固足接点電極面Ｅ二向って突出する
導電性彎曲面を有するゴム成形品からなる可動接点を配
設し、該可動接点の彎曲面の周縁近傍（二上方から抑圧
荷重を印加して、ｕ１固定便点電極ｃ二対する該彎曲面
の接触面積を変化させてなることを特徴とするものであ
る。

これを説明すると、Ｘ発明の可変抵抗素子は。

導電性ゴム成形品からなる可動接点の抑圧荷重印加５：
よる圧縮変形に伴なう導電性粒子の粒子間接触およびま
たは離反（：基づく抵抗値変化を全く無視するか、もし
くは極くわずかなものとし、主として固定接点ｍＡとこ
れＣ：対向配置したゴム成形品からなる可動接点との抑
圧荷重の便化Ｃ：伴なう接触面積の変化に晶づく抵抗値
変化を利用するもので、そのため（二本発明の可変抵抗
素子でハコム成形品からなる可動！！点の形状を固定接
点電極面Ｃ：向って突出する導電性の彎曲面となし、し
かもその抑圧荷重ｆ該可動接点の彎曲面の周縁近傍に上
方から印加するようＣニしてなる構成を採るものであり
、上記構成の本発明ｌ二なる可変抵抗素子においては、
可動接点への押圧力の印加（：伴なって固定接点電極に
対する可動接点の接触面積を定量的ｌ二変化させること
ができ、しπかってその抵抗値−＠？極めて容易なもの
とすることができるのである。

しかして１本発明の可変抵抗素子（二おける可動接点の
形状は、上記のように固定接点電極に対向する面が固定
播点側＆：突出する彎曲面とする必要があり、これはだ
とえは球状体、卯状体を約半分ｌ：切断したようなもの
でももちろんよいのであるが１本発明Ｃおいては１円柱
体をその軸方向に平行な面で切断した、いわゆるに円＋
６状体が最も好ましいものとされる。

以下籐材図面に基づいて本発明の詳細な説明するＯ まず、侶■寵本発明になる可変抵抗素子の基本的原理を
説明するための素子の構成囚を示すものであって、これ
は基本的には導電性ゴム成形品η・らなるル良円導状の
可−譬点１と＃に琥円膚状体の彎曲面１ａ？押圧播触さ
せる１対の固定接点電極２ａ、２ｂとから構成されるも
のである。

本発明においては、上記可動接点の彎曲［１ａの周側ｔ
ｌｌｌｂｇ二抑圧荷重（矢印参照）を印加するとき、ま
ずこの彎曲面１亀の最下部全上記固定接点［ｊｉ２ａ、
２ｂｌ二譬触させ、ついでとの押圧荷重を増すとき、そ
の彎曲面１＆の曲率が増大するようＣ：変形させ、これ
ｇ：伴なって固定接点電極２１．２ｂ面Ｃ：播触する彎
曲面ＩＩＬの面積金定量的に増大させ、結果として電極
２ａ、２ｂ間の抵抗値が漸次減少されるようｇニするの
である。ここで重要なことは、可動接点１に対する押圧
荷重の増卯Ｃ二伴なって該可動接点１を無理なく変形さ
せると共鑑二、上記接触面積を比較ＦＦＪ定童的Ｃ：増
大させ、この可動接点の変形に二伴なって可動接点自体
の抵抗値をほとんど変化させないか、わずかな変化に止
める点にある。

なお、可動接点１の彎曲面最下部は常時固定接点ｕｓＣ
：接触していてもよく、また操作峙のみに接触するよう
にしてもよい。

上記したような動作を可能Ｃ：する、１１１１ＩＣの可
動接点Ｃ：類似するものとしては第２図（１〜（・）に
示すようなゴム成形体を例示することができる０すなわ
ち、纂２囮（ｍｌはその彎曲面Ｃ：軸方向に延びる複数
の突条を形成して、抑圧荷重の増加（：伴なって固定接
点電極シ一対する接触面積の段階的増加を計ったもので
あり、（ｂ）、（ｏｌは彎曲面の端部近傍ｔ′１ＴＷｈ
播点を動作させるアクチュエータ−５＝適合すべく加〒
したもので本質的直：は１１！１図＆：示す可動接点と
変りがないものである。同′ｅｇＪ（ｄｌは１Ｊ動僧点
の上部の肉を削り、押圧荷重区二伴なう変形をより各編
かつ円滑なものとすることを意図するものである。同図
（ｅｌは彎曲面に沿ってｓ畑性ゴムからなる複数の条片
１ｏを平行に配列一体化してなる構成を採るものであり
、このよう≦二彎曲面！二のみ導電性を付与するという
考えは、上記（ａｔ〜辻）Ｃ二おいても適用可能である
。ｔｙ＝、ｌＩ’ｌＥ性ゴム１分または絶縁性ゴム部分
が表面Ｃ二点在する模様と。

さらｇ：ｌｉＩ記いずれかがわずかに突出する形状でも
よい。なお、不発明における’＝：＋ａ僧点１の彎曲面
光曲線に泊った面とすることかで鼻、さらには彎曲面に
内接もしくは外接する、たとえば６角形以６角柱の馬面
のような構成と、することもできる。

本発明（：おける可動接点１の彎曲面１ａの曲率半径は
、それが１．５−以下で４顕著な接触ｒ１１ｉＮの変化
を取り出せなくなって実用的でなくな１八他方これが３
０＠！を越えると可変抵抗素子全体の大きさが大きくな
りすぎて、取扱いが困難となってやにり実用的でなくな
るので、これは好ましくは３１〜２５−１さらＣ二好ま
しくは６〜１５ｍとすべきである。また、可動接点を構
成するゴム成形品のゴム硬度にＶヨアＡで８０以下、好
ましくは７０以下、さらに好ましくｌ’！６０以下とす
ることがよく１したがってこのゴム成形品は発泡体ある
い一１多孔Ｖ！体としてもよいが、しカルこの可動接点
は、第１図に示すように二七の彎曲面の周ＩＩ邪に押圧
荷重を作用させにとき、座屈変形が生じない程度のもの
とする必要があることはいうまでもない。

つぎに二、１１３図〜第６図は、本発明（二なる可変抵
抗素子の実施例を示すものであって、１１ず％第３図は
可動接点１の彎曲１１１ａの両端をアクチュエータ８Ｃ
：把持し、アクチュエータに一体化した押釦４により押
圧荷重を印加するようｃニジた押釦型式の可変抵抗素子
を示すものであり、ｓ４因は複数個の可動接点１￥ｒシ
ート状のゴムカバ一部材５の下ｌ１ＩｉＩ：担持一体化
し、やはり押釦４Ｉ：より押圧荷電全印加するようにし
に、たとえばキーボード装！ｌに：組込むの５＝適した
可変抵抗素子の構造を示すものである。なお、図中６は
固定接点電極２歇、２ｂおよび所要の回路配ｌＩｉを施
したプリント回路基板、７はケーシングないしアッパー
ボード部材である。

１ｇ５図はゴム弾性体からなるブリッジ型押圧制ａ部材
８の下面中央に可動接点１を担持一体化してなるもので
あって、これも第３図、案４図に示す可変抵抗素子と同
様に、上記可動接点１の下方に固定接点電極を配設して
可変抵抗素子？＃成するものである。纂６図は、第８因
に示す構成の可動接点を有する押圧制御ＩＪ部材を多数
逼播一体化してなるようなものであって、これらはそれ
ぞれ押圧制ａｍ材のＩｉｌ＠　を二設けた突起８ａの上
万区：押釦とρ為、適当なアクチュエータを配置して抑
圧荷重が加えられるようになっている。

なお、上記した本発明檻二なる可変抵抗素子は、たとえ
ば圧力センサー、′＠子楽器、ｍ子遊戯器。

電子ゲーム器、＃［気、を子装置のキャリプレーン１フ
回路、マイコン装置あるいは各種スイッチング装置、−
節装鑑等において音用とされるものである。

以上説明したうり、本発明になる可変抵抗素子は基本的
ｔ：は尋電性ゴム成形品刀１らなる可動接点を固足借点
ｘｉ面（二押圧接触させ、抑圧荷重の増加に伴なってｌ
ＩＴ＠借点をその彎曲面の曲率半径が増大するように無
理なく変形させて両接点間の接触面積を定量的に増大さ
せるよう【ニしてなるものであり、換言すれば可動接点
の変形≦二伴なって、これに充填配合した導電性粒子の
粒子間接触およびまたは離反（二基づく抵抗値変化を無
視するか。

極くわずかなものとすると共に、可動接点の彎曲面にお
ける伸張挙動を抑えて接触面の摩擦Ｃ：基ずく損傷を防
止し、その結果、主として可動接点と固定接点電極面と
の接触面積の変化Ｃ二基ずく抵抗値電化を取り出すよう
にしてなるものであり、したがって本発明の可変抵抗素
子によれば再現性区：すぐれ、しかも制御の容易な抵抗
値変化を実現できるので、その実用的価値はすこぶる高
いものとされる。

【図面の簡単な説明】

１８１図は本発明Ｃ二なふ可変抵抗素子の原理を説明す
るものであって、同図（ａ）は可動接点と固定接点電極
の配１１を示す斜視図、（ｂ）はその断面図、ｔＣｌは
可動接点に押圧荷重を加えたときの断面図であるＯ ＳＺ図は本発明の可変抵抗素子ｇ：使用し得る可動接点
を例示するものであって、同図（ａ）〜（ｅｍそれぞれ
異なる態様の端面図である。 第３図％第４図はそれぞれ本発明の可変抵抗素子の異な
る実施例を示す断面図、１８５図、第６図はそれぞれ他
の実施例における可動接点とこれｔ担持一体化している
押圧制御部材の構成を示す斜視図である。 １・・・可動接点、　　ｌａ・・・彎曲面。 ２ａ、２ｂ・・・固定接点電極。 ３・・・アクチュエータ、　４・・・押釦。 ５・・・ゴムカバ一部材、 ６・・・プリント回路基板。 ７・・・ケーＶング部材。 ８・・・ブリッジ型押圧制御部材。 第　１　図 （ａ） （ｂ）　　　　　　　　　　　　（ｃ）第２図 （ａ）　　　　　　　　　　　　（ｂ）ｂ （ｃ）　　　　　　　　　　　（ｄ） （ｅ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上の固定俺点電Ｍｌ二対向して、該固定接点電極面
   に向って突出するＳ電性彎曲面を有するゴム成形品から
   なる可動接点を配設し、該可動接点の彎曲面の周縁近傍
   に上方から抑圧荷重を印加して、該固定接点電極に対す
   る該彎曲面の接触面積を変化させることを特徴とする可
   変抵抗素子。