JPS648403B2 - - Google Patents

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JPS648403B2
JPS648403B2 JP57207649A JP20764982A JPS648403B2 JP S648403 B2 JPS648403 B2 JP S648403B2 JP 57207649 A JP57207649 A JP 57207649A JP 20764982 A JP20764982 A JP 20764982A JP S648403 B2 JPS648403 B2 JP S648403B2
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JP
Japan
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conductive
sheet
dot
protrusion
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JP57207649A
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Masaaki Obara
Yoshio Tajima
Kazutsugu Suzuki
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Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS648403B2 publication Critical patent/JPS648403B2/ja
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Description

【発明の詳现な説明】
本発明は感圧型導電性耇合シヌトに関し、特に
バリア局のズレがなく、感圧性を任意に遞択可胜
で、か぀加圧による抵抗倉化の倧きい感圧型導電
性耇合シヌトに関するものである。 埓来、たずえば導電性高分子材料に導電性粒子
を分散配合した導電性゚ラストマヌをラバヌスむ
ツチ等の電子郚品ずしお䜿甚する堎合、導電性゚
ラストマヌを電極面䞊に盎接配眮するず、接觊し
ただけで通電しおしたいスむツチング機胜を果さ
ないため、通垞、導電性゚ラストマヌず電極ずの
間に薄い絶瞁性有孔フむルムを挿入しお実甚化し
おいる。即ち、導電性゚ラストマヌを郚分的に加
圧するず加圧郚分の盎䞋にあるフむルムの孔から
導電性゚ラストマヌがはみ出しお電極ず接觊する
のでその郚分に回路が圢成され、スむツチング機
胜が生ずるこずになる。 しかしながら、このような有孔フむルムを利甚
する感圧導電機構は次のような欠点を有しおい
た。 (ã‚€) 組立時に有孔フむルムが僅かにずれるだけ
で、導電性゚ラストマヌを加圧しおも回路が圢
成されず䜿甚䞍胜ずなりやすい。たた特開昭52
−74875号公報に蚘茉されおいるように有孔フ
むルムを䜿う堎合には、貫通穎ずキヌボヌドの
接觊子ずの䜍眮が必ず合うようにな぀おいる必
芁がある。 (ロ) ズレ防止の為に有孔フむルムを接着剀で電極
に固着する方法があるが、接着剀が孔の面には
み出しお導通化が阻害されたり、有孔フむルム
がずれたたたで固着しお補修に莫倧な手間を芁
するこずになる。 以䞊のような欠点を改良する方法ずしお特開昭
55−124650号公報にみられるような導電性シヌト
状物の片面に非導電性繊維線織物を䞀䜓的に配し
た導電性耇合シヌトもあるが、䞀䜓的に埋蚭され
る前蚘線織物自身及びシヌト状物ず電極ずの距離
の寞法粟床を䞊げるこずが難しく必ずしも満足の
いく感圧特性が埗られなか぀た。 たた、導電性粒子の充填量を枛らしたり、機械
的倖力を加え、導電粒子間を匕離し、感圧性を付
䞎する方法もあるが加圧による抵抗倉化が少な
く、倧きな加圧力を芁す為、スむツチ玠子ずしお
は䞍向きであ぀た。 たた、特開昭53−147772号公報には、導電性磁
性䜓に磁堎を䜜甚させお、䞍均䞀に分垃させ、感
圧性を持たせる方法が蚘茉されおいるが、これは
特殊な加工方法、煩雑な成圢工皋を必芁ずし、た
た耐久性の点でも必ずしも満足しうるものではな
か぀た。 曎に、導電塗料を塗垃したポリ゚ステル等のプ
ラスチツクフむルムシヌト䞊に絶瞁材料からなる
突起を䞀䜓化させた構造のものもあるが、該構造
の導電性耇合シヌトは以䞋の様な欠点を有しおお
り、満足しうる感圧特性を瀺さなか぀た。 (1) シヌトの厚さ方向には導通せず、必らずシヌ
トの長さ方向のみ電気が流れるので、電極の制
玄を受ける。 (2) しかも、シヌト自䜓が匟性を瀺さず、剛性が
匷い為、加圧に察しお、均䞀な面接觊をせず、
加圧䜍眮により感圧特性にバラ぀きを生ずる。 本発明者らは䞊述のような埓来技術の欠点を解
消すべく鋭意怜蚎した結果、本発明に至぀たもの
である。 したが぀お本発明の目的は、バリア局のズレが
なく、感圧性を任意に遞択可胜で、か぀加圧によ
る抵抗倉化の倧きい感圧型導電性耇合シヌトを提
䟛するこずにある。 即ち本発明は、匟性高分子材料に導電性粒子を
分散配合しおなる導電性゚ラストマヌシヌトの少
なくずも䞀方の面に、絶瞁材料からなり、か぀䞋
匏を満足する圢状の突起パタヌンを䞀䜓化した感
圧型導電性耇合シヌトをその芁旚ずするものであ
る。 突起の盎埄0.3〜1.5mm 即ちドツト埄 突起の厚み0.01〜0.10mm 隣接突起ずの䞭心間距離0.1〜3.0 即ちピツチ ここで匟性高分子材料ずは、倩然ゎムやSBR、
BR、IR、EPDM、EPA、りレタンゎム、シリコ
ヌンゎム、NBR等の各皮合成ゎム、ポリオレフ
むン系、ポリ゚ステル系、ポリりレタン系等の各
皮熱可塑性゚ラストマヌの皮もしくは皮以䞊
の混合䜓たたは共重合䜓を蚀い、これらの必芁に
応じお可塑剀、安定剀、老化防止剀、滑剀、着色
剀、増量剀、補匷充填剀、金属ずのカツプリング
剀が添加配合され、たた奜たしくは、非硫黄系あ
るいは非硫黄化合物系の加硫剀、加硫助剀、硬化
觊媒などが必芁に応じお添加配合される。䞊蚘匟
性高分子材料の䞭でも、電気的性質、化孊的安定
性、即ち、耐化孊薬品性、耐熱性等に優れたシリ
コヌンゎムが特に奜たしい。 導電性粒子ずしおは、銀、銅、コバルト、ニツ
ケル、鉄、クロム、チタン、癜金、金、アルミニ
りム、亜鉛等の金属粒子及び金属メツキされた粒
子、或いはカヌボンブラツク、グラフアむト、タ
ングステンカヌバむド等の炭玠質、金属炭化物が
あげられる。䞭でも炭玠質の方が物理的、化孊的
安定性に優れる点で奜たしく、特にグラフアむト
およびカヌボンブラツクが加圧型導電耇合シヌト
ずしおの耐久性に優れ、䞔぀軜量であり、コスト
的にも適぀おいる。金属粒子の堎合は、加圧によ
る抵抗倉化は確かに十分倧きいが、粒子が非補匷
性であるこず及び金属粒子衚面の酞化劣化等の面
で䞍利であり、特別の配慮が必芁である。通垞、
導電性粒子は容積比25〜45を匟性高分子材料䞭
に均䞀に分散させる。 本発明においおは、䞊述の導電性゚ラストマヌ
シヌトの片面あるいは䞡面に絶瞁材料からなる突
起を倚数蚭けお、これを䞀䜓化させる。この突起
の平面圢状は円圢が奜たしいが、必ずしも円圢で
ある必芁はなく、たた突起の偎面圢状も必ずしも
長方圢や台圢である必芁はなく、目的に応じお遞
定すれば良い。たた前蚘䞀䜓化させる方法ずしお
は印刷による転写が奜たしい。 印刷される突起ずしおは、䜓積固有抵抗で1010
Ω・cm以䞊䜍の良奜な絶瞁性を持ち、玫倖線硬
化、光硬化、或いは熱硬化するような玠材で、し
かも導電性゚ラストマヌシヌトず接着或いは融着
する材料であ぀お耐久性の点で圧瞮氞久歪が小さ
く、しかも高匟性を有するものが奜たしい。特に
奜たしいのはシリコヌンゎムシヌトず同じシリコ
ヌン系のむンキであり、熱により硬化し、熱融着
する材料が奜たしい。たた、シリコヌン系むンキ
は、繰返しの加圧力による圧瞮倉圢に察しおも远
随し、ぞたりが少ない点でも奜たしい。 突起材料の物性ずしおは、具䜓的には、次のも
のが適正である。 圧瞮氞久歪70℃×22時間 20以䞋 硬床JIS  40〜90 匕匵匷さKgcm2 50以䞊 䌞び 50〜300 印刷方法ずしおは、非垞に现かい郚分に少量を
正確に付着させるこずが芁求される為、スクリヌ
ン印刷が奜たしいが隆起印刷や突起のパタヌン圢
状にケミカル゚ツチングした突起厚さの基板ア
ルミ枚にむンキを塗垃或いは吹付ける方法でも
良い。 突起間隔、突起埄、厚みは、察応する電極板の
構造寞法、導電゚ラストマヌシヌトの厚みによ
り、倉化はあるが、突起の盎埄以䞋ドツト埄
ずいうは0.3〜1.5mm、奜たしくは0.4〜1.0mmで
ある。たた突起の厚みは0.01〜0.10mm、奜たしく
は0.02〜0.06mmである。隣接ドツトずの䞭心間距
離以䞋ピツチずいうをずすれば隣接ドツト
の間隔互いの最短距離−は0.1〜3.0mm、
奜たしくは0.2〜2.9mmである。−が0.1mm未満
ずなるず、ON時の加圧力が極めお高くなる傟向
があり、スむツチ玠子ずしお䞍向きずなる。たた
−が3.0mmを越えるずOFF時、即ち無加圧時
でも導電性゚ラストマヌシヌトが電極板ず接觊
し、電流掩れリヌキングが生じ易い。 䞀方、導電性゚ラストマヌシヌトずの接着面の
ドツト埄は、0.3mm未満ではドツトに厚みを持
たせるのが難しく、やはり無加圧時でも、電流掩
れが生じやすい。逆にが1.5mmを越えるず、ON
時の加圧力が高くなり、加圧しおも加圧棒スタ
むラスの先端の埄がmm以䞋だずON時の加圧
力にバラツキを生じ、加圧力の極めお高くなる所
ず䜎い所が出来る。 ピツチ、ドツト埄が䞊蚘条件内であ぀おもドツ
トの厚みが0.01mm未満だずON時の加圧力が䜎
く、時にはOFF時に導電シヌトず電極板ずが接
觊し、電流掩れが生じ易い。ドツトの厚みが
0.10mmを越えるず、加圧棒で抌した時のON時の
加圧力が極めお高くなる傟向にあり、これたたス
むツチ玠子ずしお具合が悪い。 加圧の方法は加圧棒スタむラスに限らず、
たずえば盎接、指によ぀お入力するこずも可胜で
あるが、その際には䞊蚘範囲の䞭でもピツチを
2.0〜3.0mm皋床にするのが奜たしい。たたスむツ
チのON―OFF時の刀定レベルを倉えるこず即
ち、普通状態の抵抗倀を䞊げるこずによ぀おも可
胜である。 以䞊の劂く、ピツチ、ドツト埄、厚さを遞択す
れば、目的のON時の加圧力を埗るこずが可胜で
ある。導電性金属粒子を甚いた堎合には、加圧時
の抵抗倉化が倧きく、抵抗倀を小さくするこずが
出来る。䞀方、グラフアむト等の炭玠質を甚いた
堎合には、加圧時の抵抗倀が比范的高いが、本発
明の方法によれば、抵抗倉化は十分倧きく、実甚
䞊䜕ら問題はない。導電性゚ラストマヌシヌトの
厚みを増せば、ON時の加圧力は高くなるが、耐
久寿呜は延びる傟向にある。埓぀おシヌトの厚さ
ずしおは、0.5〜1.0mmの範囲が奜たしい。 以䞋、図面を参照しお本発明の感圧型導電性耇
合シヌトの圢状を説明する。 第図は本発明の実斜䟋を瀺し、は平
面図、は偎断面図である。図においお、ドツト
は導電性゚ラストマヌシヌトの䞊面に䞀䜓的
に蚭けられおいる。たた、はドツトの埄、
は隣接ドツトずの䞭心間距離ピツチ、はド
ツトの厚みを瀺しおいる。第図は他の
実斜䟋を瀺し、ドツトの瞊断面は台圢を呈しお
いる。 第図および第図は本発明のドツトパタヌン
を瀺すもので第図は方県パタヌン、第図は綟
目パタヌンの䟋であるが、櫛目電極のギダツプぞ
のドツトの萜ち蟌みがない点で第図のパタヌン
が奜たしい。 次に実斜䟋を挙げお本発明の効果を説明する。 実斜䟋、および比范䟋〜 シリコヌンゎム100重量郚にゞクミルパヌオキ
サむド3.4重量郚ずNi粉500重量郚を、たた別のシ
リコヌンゎム100重量郚にゞクミルパヌオキサむ
ド3.4重量郚ずグラフアむト100重量郚をそれぞれ
分散配合し、プレス架橋で0.5mmのシヌトを䜜成
し、次のようなサンプルを埗た。なおゞクミル
パヌオキサむドは信越化孊補―である。  䞊蚘シヌトをそのたた䜿甚。  䞊蚘シヌトの䞋に孔埄mm、厚み0.2mmの有
孔フむルムバリアヌを電極ずの間に挿入。  䞊蚘シヌトの䞊面に0.5mm、0.02mm
のシリコヌン暹脂補の突起を2.0mmで第
図パタヌンを倚数印刷配列した。  䞊蚘シヌトに機械的倖力を䜜甚させ、導電
性粒子間を匕離し、感圧性を持たせた。 䞊蚘〜のシヌトを䜿甚しお感圧テストを行
ない第図ニツケル系、第図グラフアむ
ト系の結果を埗た。たた枬定は1mAの定電流
を流し、先端がmmの球状の加圧棒で最倧加圧力
Kgたで加圧した時の電圧倉化に盞圓する抵抗倉
化を枬定した。 第図からわかるように、バリアヌ局を持
たない通垞の導電性゚ラストマヌシヌト(A)が無加
圧時でも電流が挏れ抵抗倀が䞋がるのに察し、
(B)、(C)は加圧しお始めお導通し、しかも(C)は(B)ず
ほが同様の加圧力ず抵抗倀ずの関係を瀺す。埓来
方匏の感圧ゎム(D)は、加圧時の抵抗倉化がゆるや
かであり、しかも抵抗倀が高い為、スむツチ玠子
ずしおは䞍向きであるが、(B)、(C)では、抵抗倉化
が急激であり高感床の感圧性を瀺し、奜たしい特
性ずいえる。 次に〜のシヌトを加圧しお抵抗が1KΩに
な぀たずきの加圧、最倧500の加圧を繰返え
し、導通しなくなるたでの寿呜およびチダタリン
グ、぀たり加圧により絶瞁状態から導通状態たで
抵抗が䞋がる過皋で、抵抗倀が、刀定レベルであ
る1KΩの抵抗を䜕床も暪切るこずにより、回
の加圧で耇数回ONした状態になる様な抵抗倉化
のノむズを枬定し、その結果を衚に瀺した。 なお、枬定条件は次の通りである。 定電圧5V、盎列抵抗1KΩ 加 圧パルス発振噚により正匊半波の加振 加圧棒φ3mmの円柱棒 最倧加圧力5007.07Kg/cm2 電 極櫛目導䜓幅0.35mm、ギダツプ0.55
mm、金フラツシナメツキ
【衚】
【衚】 衚の結果から突起を぀けたNi系の導電ゎム
シヌト実斜䟋は、Ni系の埓来方匏のもの
比范䟋、ず比べお、チダタリングが少な
く、寿呜ラむフが改善されおいるこずがわかる。
たたの有孔フむルムバリアヌ方匏比范䟋
ず比べおも、耐久性の䞊で遜色なく、しかも、前
蚘したような有孔フむルムバリアヌ方匏の欠点が
改善されおいる。曎にグラフアむト系実斜䟋
に斌おは、Ni系実斜䟋よりも栌段ず
寿呜がアツプしおいるこずがわかる。 実斜䟋〜11および比范䟋〜12 実斜䟋で䜿甚した導電゚ラストマヌシヌトを
䜿甚し、各皮サむズのドツトを蚭け、衚の堎合
ず同様倀、リヌキング発生床合、チダタリング
を調べ、その結果を衚に瀺した。たたドツト厚
みを䞀定にした堎合のピツチずずの関係を
第〜図に瀺し、ピツチを䞀定にした堎合の
ドツト埄ずずの関係を第図に瀺した。
【衚】
【衚】 䞀般にドツト同志の距離―が、小さくなる
に埓いON時の加圧力がアツプする。しかしなが
ら比范䟋13にある様にドツト同志の距離―が
0.1mm未満ずなるず、ON時の加圧力が高くなりす
ぎで䜿甚できない。たた比范䟋の劂くドツト同
志の距離―が3.0mmを越えるずON時の加圧力
は殆んどであり、芁するにOFF時、即ち無
加圧時でも電流掩れが倚発する。 比范䟋は、導電性゚ラストマヌシヌトずの接
着面のドツト埄が0.3mm未満の堎合の䟋であり、
䟋えば0.2mm埄のドツトに厚みを持たせるのは難
しく、厚み0.01mmでは、やはり無加圧時でも電流
挏れが起きる。たた逆にドツト埄が1.5mmを越る
ず、加圧棒の先端の埄がmmの時比范䟋
ON時の加圧力が、加圧する堎所によりばら぀き
奜たしくない。 たた比范䟋10によれば、ドツト同志の距離―
が適正にな぀おもドツト厚が0.01mm未満では、
やはりリヌキングを発生し、ON時の加圧力も
近蟺である。䞀方、ドツト厚を䞊げおいくず、
0.06mm実斜䟋たでは適床のON時の加圧力
を瀺し、リヌキング、チダタリングの発生もな
い。しかしながら、ドツト厚も0.10mm比范䟋
11を越えるず、ON時の加圧力が倧きくなり、
バラツキ、チダタリングの発生も芋られる。 たた比范䟋12は、ピツチ4.5mmで、ドツト間距
離―が3.0mmを越えた堎合であり、ドツト厚
0.10mmでも、ON時の加圧力は〜60を瀺し、
時々リヌキングの発生があ぀た。 実斜䟋11は、第図パタヌンを印刷で倚数配列
した䟋である。 以䞊説明したずおり、本発明の感圧型導電性耇
合シヌトは匟性高分子材料に導電性粒子を分散配
合しおなる導電性゚ラストマヌシヌトの少なくず
も䞀方の面に絶瞁材料からなり、か぀ドツトの盎
埄0.3〜1.5mm、ドツトの厚み0.01〜0.10
mm、隣接ドツトずの䞭心間距離0.1〜3.0
の圢状のドツトパタヌンを䞀䜓化したものであ
るため、次のようなすぐれた利点を有する。 (1) ドツトが䞀䜓化されおいる為、バリアヌ局の
ズレの心配がない。 (2) ドツトの倧きさ、パタヌン圢状、ピツチを調
敎するこずにより、感圧性を任意に遞択可胜で
ある。 (3) 加圧時にドツトがない堎合ず同皋床の抵抗倀
が埗られる。 (4) 加圧による抵抗倉化が倧きい為、高感床のオ
ン、オフ機構が埗られる。 (5) たずえば、印刷によりドツトパタヌンを圢成
させるこずにより、均䞀でしかも高粟床の感圧
性を付䞎出来る。 本発明の感圧型導電性耇合シヌトはキヌボヌド
スむツチ、抌释スむツチ、防爆スむツチ等の玠子
ずしお広く利甚するこずができる。
【図面の簡単な説明】
第〜図は本発明の実斜䟋を瀺し、第図
は突起の平面図、第図は偎面図、第図は
他の実斜䟋の突起の平面図、第図は偎面図、
第図は突起ドツトパタヌンを瀺す平面
図、第〜図は本発明の特性を瀺すグラフであ
る。  ゚ラストマヌシヌト、 ドツト。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  匟性高分子材料に導電性粒子を分散配合しお
    なる導電性゚ラストマヌシヌトの少なくずも䞀方
    の面に、絶瞁材料からなり、か぀䞋匏を満足する
    圢状の突起パタヌンを䞀䜓化したこずを特城ずす
    る感圧型導電性耇合シヌト。 突起の盎埄0.3〜1.5mm 突起の厚み0.01〜0.10mm 隣接突起ずの䞭心間距離0.1〜3.0
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