(57)【要約】  外部回路との接続に際して、たとえばはんだリフローを問題なく適用でき、かつ製造コストの上昇を招かない、押圧力センサを提供する。  押圧力センサ（１）は、圧電性フィルム（３４）をもって構成されたセンサ素子（４１，４３）と、外部回路接続用の引出し端子と、押圧力検出用電極と引出し端子とを接続するための配線導体と、はんだリフロー温度に耐え得るフレキシブルプリント回路基板（２）とを備える。フレキシブルプリント回路基板は、その第１主面（４）上に押圧力検出用電極（５，７，９，１１等）を形成しており、第１主面（４）を内側に向けた状態で折り曲げ線（３）を介して折り曲げられる。フレキシブルプリント回路基板の、折り曲げ線に対して一方側に位置する第１の領域（２３）における外側に向く第２主面（３３）に向かって及ぼされた押圧力がセンサ素子を撓ませ、それによって、押圧力検出用電極から上記押圧力に応じた信号が取り出される。
2014017407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押圧力検出用電極を有するセンサ素子と、
外部回路接続用の引出し端子と、
前記押圧力検出用電極と前記引出し端子とを接続するための配線導体と、
を備える、押圧力センサであって、
はんだリフロー温度に耐え得る耐熱性を有するフレキシブルプリント回路基板をさらに備え、
前記押圧力検出用電極、前記引出し端子および前記配線導体は、前記フレキシブルプリント回路基板に配置され、少なくとも前記押圧力検出用電極および前記配線導体は、前記フレキシブルプリント回路基板の第１主面上に配置され、
前記フレキシブルプリント回路基板は、前記第１主面を内側に向けた状態かつ前記センサ素子を挟む状態で折り曲げ線を介して折り曲げられていて、
折り曲げられた前記フレキシブルプリント回路基板の、前記折り曲げ線に対して一方側に位置する第１の領域における外側に向く第２主面に向かって及ぼされた押圧力が前記センサ素子を撓ませ、それによって、前記押圧力検出用電極から前記押圧力に応じた信号が取り出される、
押圧力センサ。
【請求項２】
前記フレキシブルプリント回路基板の前記第２主面上に形成されるシールド電極をさらに備える、請求項１に記載の押圧力センサ。
【請求項３】
折り曲げられた前記フレキシブルプリント回路基板の、前記第１の領域とは前記折り曲げ線を介して反対側の第２の領域における前記第２主面に沿って配置される支持体をさらに備え、前記支持体は、前記押圧力による前記センサ素子の撓みを許容する凹部または孔を有する、請求項１または２に記載の押圧力センサ。
【請求項４】
前記センサ素子は圧電性フィルムを含み、前記圧電性フィルムの両主面にそれぞれ接するように前記押圧力検出用電極が配置される、請求項１ないし３のいずれかに記載の押圧力センサ。
【請求項５】
複数の前記センサ素子を備え、複数の前記センサ素子は、１枚の前記圧電性フィルムの主面方向での複数箇所に分布するように配置される、請求項４に記載の押圧力センサ。
【請求項６】
前記圧電性フィルムは、所定方向に延伸されたポリ乳酸からなる、請求項４または５に記載の押圧力センサ。
【請求項７】
前記センサ素子は、所定方向に延伸されたポリ乳酸からなる圧電性フィルムを含み、複数の前記センサ素子を備え、複数の前記センサ素子は、１枚の前記圧電性フィルムの主面方向での複数箇所に分布するように配置され、前記押圧力検出用電極は、前記圧電性フィルムにおける複数の前記センサ素子が配置された箇所の両主面にそれぞれ接するように配置され、前記圧電性フィルムおよび前記フレキシブルプリント回路基板には、複数の前記センサ素子の各々の撓み領域を規定するための複数のスリットが設けられている、請求項１ないし３のいずれかに記載の押圧力センサ。
【請求項８】
複数の前記スリットは互いに同じ方向に延びる、請求項７に記載の押圧力センサ。
【請求項９】
前記圧電性フィルムを構成するポリ乳酸の延伸方向と前記スリットの延びる方向とは４５度±１０度の角度をなす、請求項８に記載の押圧力センサ。
【請求項１０】
前記センサ素子は抵抗体膜を含み、前記押圧力検出用電極は前記抵抗体膜の両端部にそれぞれ電気的に接続される、請求項１ないし３のいずれかに記載の押圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、押圧力センサに関するもので、特に、圧電性フィルムまたは抵抗体膜を用いて構成される押圧力センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この発明にとって興味ある押圧力センサとして、たとえば特開２０００−２７５１１４号公報（特許文献１）に記載されたものがある。特許文献１には、たとえば、金属薄板からなる可撓性基板の両主面上に圧電結晶薄膜がそれぞれ形成され、圧電結晶薄膜上に電極層が形成されてなる、圧電素子を備える、押圧力センサが記載されている。圧電素子の上述した電極層は、圧電素子を挟むように配置された電極フィルムを介して、外部回路に接続される。【０００３】
特許文献１には、電極フィルムが保護フィルムを兼ねる実施形態も開示されていて、この実施形態では、電極フィルムとしては、たとえば、銅箔による電極パターンが形成されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるものが用いられる。【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載される押圧力センサでは、外部回路への接続のために、はんだリフローを適用しようとしたとき、特に電極フィルムの耐熱性が問題となる。上述したように、電極フィルムがたとえばＰＥＴから構成されていると、はんだリフロー温度（２６０℃以上）には到底耐えられない。【０００５】
そのため、たとえば、外部回路との接続のために、フレキシブルプリント回路基板を別途用意し、このフレキシブルプリント回路基板と電極フィルムとを異方性導電性フィルムや異方性導電性接着剤を介して接続することが考えられる。しかし、この対策には、高い製造コストが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２７５１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、この発明の目的は、外部回路との接続に際して、たとえばはんだリフローを問題なく適用でき、かつ製造コストの上昇を招かない、押圧力センサを提供しようとすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、押圧力検出用電極を有するセンサ素子と、外部回路接続用の引出し端子と、押圧力検出用電極と引出し端子とを接続するための配線導体と、を備える、押圧力センサに向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、次のような構成を備えることを特徴としている。【０００９】
この発明に係る押圧力センサは、はんだリフロー温度に耐え得る耐熱性を有するフレキシブルプリント回路基板をさらに備える。上述した押圧力検出用電極、引出し端子および配線導体は、このフレキシブルプリント回路基板に配置され、特に、少なくとも押圧力検出用電極および配線導体は、フレキシブルプリント回路基板の第１主面上に配置される。フレキシブルプリント回路基板は、第１主面を内側に向けた状態かつセンサ素子を挟む状態で折り曲げ線を介して折り曲げられていて、折り曲げられたフレキシブルプリント回路基板の、折り曲げ線に対して一方側に位置する第１の領域における外側に向く第２主面に向かって及ぼされた押圧力がセンサ素子を撓ませ、それによって、押圧力検出用電極から上記押圧力に応じた信号が取り出される。【００１０】
上記のような構成を有する押圧力センサによれば、はんだリフロー温度に耐え得る耐熱性を有するフレキシブルプリント回路基板を備えるので、このフレキシブルプリント回路基板に外部との接続のための引出し端子を設けておくことにより、外部回路との接続に際して、たとえばはんだリフローを問題なく適用できる。また、フレキシブルプリント回路基板に、押圧力検出用電極、引出し端子および配線導体を形成しておくことができるので、部品点数の削減および製造工程数の削減を図ることができ、結果として、押圧力センサの製造コストの削減を図ることができる。【００１１】
フレキシブルプリント回路基板の折り曲げ状態での外側に向く面である第２主面は、任意に使用することができ、必要に応じて、たとえば、シールド電極を形成するために利用することができる。このように、シールド電極が形成され、このシールド電極をグランド等に接続すれば、シールド層として機能させることができる。したがって、押圧力センサの外部に、シールドテープやシールドフィルムなどを貼り付けて、静電気対策を施す必要がなくなる。【００１２】
好ましくは、押圧力によるセンサ素子の撓みを許容する凹部または孔を有する支持体が用意される。支持体は、折り曲げられたフレキシブルプリント回路基板の、上記第１の領域とは折り曲げ線を介して反対側の第２の領域における第２主面に沿って配置される。このように、押圧力センサが支持体をさらに備えていると、押圧操作によって、センサ素子を確実にかつ容易に撓ませることができる。【００１３】
第１の実施態様では、センサ素子は圧電性フィルムを含み、圧電性フィルムの両主面にそれぞれ接するように押圧力検出用電極が配置される。この実施態様によれば、圧電性フィルムの両主面にそれぞれ接するように配置される押圧力検出用電極が、フレキシブルプリント回路基板の第１主面上に一度に形成することができるという利点が奏される。【００１４】
上記第１の実施態様において、複数のセンサ素子を備え、複数のセンサ素子は、１枚の圧電性フィルムの主面方向での複数箇所に分布するように配置されてもよい。これによって、１個の押圧力センサにおいて、複数の押圧操作部を与えることができる。【００１５】
また、第１の実施態様において、圧電性フィルムは、所定方向に延伸されたポリ乳酸からなることが好ましい。【００１６】
第１の実施態様による押圧力センサは、より具体的には、次のように構成されることが好ましい。【００１７】
センサ素子は、所定方向に延伸されたポリ乳酸からなる圧電性フィルムを含む。押圧力センサは、複数のセンサ素子を備え、複数のセンサ素子は、１枚の圧電性フィルムの主面方向での複数箇所に分布するように配置される。押圧力検出用電極は、圧電性フィルムにおける複数のセンサ素子が配置された箇所の両主面にそれぞれ接するように配置され、圧電性フィルムおよびフレキシブルプリント回路基板には、複数のセンサ素子の各々の撓み領域を規定するための複数のスリットが設けられる。【００１８】
上記の複数のスリットは互いに同じ方向に延びることがより好ましい。複数のセンサ素子の各々について、押圧操作による歪みを同じ方向に生じさせることができ、よって、押圧力検出用電極から取り出せる電荷を同じ極性とすることができる。【００１９】
上記の好ましい構成において、圧電性フィルムを構成するポリ乳酸の延伸方向とスリットの延びる方向とは４５度±１０度の角度をなすことがより好ましい。押圧操作による圧電効果を、最も効率的に得ることができるからである。【００２０】
第２の実施態様では、センサ素子は抵抗体膜を含み、押圧力検出用電極は抵抗体膜の両端部にそれぞれ電気的に接続される。この場合、折り曲げられるフレキシブルプリント回路基板は、抵抗体膜の少なくとも保護カバーとして機能する。
【発明の効果】
【００２１】
この発明に係る押圧力センサによれば、はんだリフロー温度に耐え得る耐熱性を有するフレキシブルプリント回路基板を備え、このフレキシブルプリント回路基板に外部との接続のための引出し端子を設けておくことができるので、外部回路との接続に際して、たとえばはんだリフローを問題なく適用できる。したがって、別途用意したフレキシブルプリント回路基板を異方性導電性フィルム等によって接合するといった煩雑な作業が不要となる。【００２２】
また、センサ素子を挟む状態で折り曲げ線を介して折り曲げられており、フレキシブルプリント回路基板に、押圧力検出用電極、引出し端子および配線導体を形成しておくことができるので、部品点数の削減および製造工程数の削減を図ることができ、結果として、押圧力センサの製造コストの削減を図ることができる。【００２３】
また、フレキシブルプリント回路基板上の任意の位置に、必要な電子部品およびスイッチ等をはんだリフローによって直接実装することができる。【００２４】
また、フレキシブルプリント回路基板に形成される押圧力検出用電極の位置もしくは数、または配線導体のパターンを変更することは容易であり、このような変更を行なうことにより、センサ素子の位置または数等の設計変更を容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の第１の実施形態による押圧力センサ１を支持体３５とともに示す断面図である。
【図２】図１に示した押圧力センサ１を分解して示す断面図である。
【図３】図１および図２に示したフレキシブルプリント回路基板２を展開状態で示す平面図である。
【図４】図３に示したフレキシブルプリント回路基板２における引出し端子１４が設けられた部分を拡大して示す平面図である。
【図５】図１に示した支持体３５の平面図である。
【図６】図１および図２に示した圧電性フィルム３４の平面図である。
【図７】この発明の第２の実施形態による押圧力センサ１ａを分解して示す断面図である。
【図８】この発明の第３の実施形態による押圧力センサ１ｂを分解して示す断面図である。
【図９】図８に示した抵抗体膜７５〜８０の配置を説明するための平面図である。
【図１０】この発明の第４の実施形態による押圧力センサ１ｃを分解して示す断面図である。
【図１１】この発明の第５の実施形態による押圧力センサ１ｄを分解して示す断面図である。
【図１２】この発明の第６の実施形態による押圧力センサ１ｅを分解して示す断面図である。
【図１３】この発明の第７の実施形態による押圧力センサ１ｆを説明するためのもので、フレキシブルプリント回路基板２ａを展開状態で示す平面図である。
【図１４】この発明の第８の実施形態による押圧力センサ１ｇを説明するためのもので、フレキシブルプリント回路基板２ｂを展開状態で示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［第１の実施形態］
図１ないし図６を参照して、第１の実施形態による押圧力センサ１について説明する。なお、図１および図２では、そこに図示される要素の厚み方向寸法が誇張されて示されている。
【００２７】
押圧力センサ１は、はんだリフロー温度に耐え得る耐熱性を有するフレキシブルプリント回路基板２を備える。市販のフレキシブルプリント回路基板は、たとえばポリイミドを用いて構成され、はんだリフロー温度に耐え得る耐熱性を有している。押圧力センサ１において、フレキシブルプリント回路基板２は、図１および図２に示されるように、所定の折り曲げ線３を介して折り曲げられて使用される。
【００２８】
フレキシブルプリント回路基板２の、折り曲げ状態での内側に向く第１主面４上には、図３によく示されているように、８つの押圧力検出用電極５〜１２、外部回路接続用の５つの引出し端子１３〜１７、ならびに、押圧力検出用電極５〜１２と引出し端子１３〜１７とを接続する５つの配線導体１８〜２２が形成されている。なお、図示しないが、フレキシブルプリント回路基板２の第１主面４における、上述した押圧力検出用電極５〜１２が形成された領域以外の領域は、電気絶縁性のレジスト膜によって覆われることが好ましい。
【００２９】
８つの押圧力検出用電極５〜１２のうち、押圧力検出用電極５〜８は、フレキシブルプリント回路基板２の、折り曲げ線３に対して一方側となる第１の領域２３に位置し、押圧力検出用電極９〜１２は、折り曲げ線３に対して他方側となる第２の領域２４に位置している。フレキシブルプリント回路基板２の折り曲げ状態において、押圧力検出用電極５、６、７および８は、それぞれ、押圧力検出用電極９、１０、１１および１２と対向する状態となる。押圧力検出用電極５、６、７および８は、互いに隣り合うものの間で、接続導体２５、２６、２７および２８によって接続されている。したがって、押圧力検出用電極５〜８は、一体的な１つの電極によって与えられてもよい。
【００３０】
押圧力検出用電極５〜１２、引出し端子１３〜１７、配線導体１８〜２２ならびに接続導体２５〜２８は、たとえば、Ｐｔ箔、Ｃｕ箔、Ｎｉめっき膜およびＡｕめっき膜が順次形成された導体膜から構成される。
【００３１】
特に、引出し端子１３〜１７の各端部に注目すると、図４において引出し端子１４について拡大して図示するように、カーボンペーストからなる保護膜２９が引出し端子１３〜１７の各端部を覆うように形成されてもよい。これは、引出し端子１３〜１７をコネクタ（図示せず。）に接続するように用いる場合、引出し端子１３〜１７を機械的摩耗から保護するためのものである。
【００３２】
フレキシブルプリント回路基板２には、折り曲げ線３を介しての折り曲げを容易にするため、好ましくは、スリット３０ならびに切欠き３１および３２が設けられる。なお、図１および図２では、スリット３０の図示が省略されている。また、配線導体２０における折り曲げ線３を跨ぐ部分には、折り曲げによる断線の可能性を低減するため、たとえば３本のラインが平行して形成される。
【００３３】
この押圧力センサ１では、折り曲げられたフレキシブルプリント回路基板２の、第１の領域２３における外側に向く第２主面３３に向かって押圧力が及ぼされる。この押圧力によって、後述する圧電性フィルム３４をもって構成されたセンサ素子４１〜４４が撓み、それによって、押圧力検出用電極５〜１２から押圧力に応じた信号が取り出される。このようなセンサ素子４１〜４４の撓みを確実にかつ容易に生じさせるため、折り曲げられたフレキシブルプリント回路基板２の外側に向く第２の領域２４における第２の主面３３に沿って、図１に示すように、支持体３５が配置される。支持体３５は、たとえば接着剤によってフレキシブルプリント回路基板２に貼り付けられる。
【００３４】
支持体３５は、図５に示すように、上記押圧力によるセンサ素子４１〜４４の撓みを許容する凹部３６〜３９を有する。凹部３６は前述した押圧力検出用電極５および９の位置に対応して位置し、凹部３７は前述した押圧力検出用電極６および１０の位置に対応して位置し、凹部３８は前述した押圧力検出用電極７および１１の位置に対応して位置し、凹部３９は前述した押圧力検出用電極８および１２の位置に対応して位置している。凹部３６〜３９は、支持体３５を貫通する孔に置き換えられてもよい。
【００３５】
図１および図２に示すように、折り曲げられたフレキシブルプリント回路基板２の第１の領域２３と第２の領域２４とに挟まれて、圧電性フィルム３４が配置される。この状態は、たとえば接着剤によって固定される。圧電性フィルム３４の各主面には、押圧力検出用電極５〜８および押圧力検出用電極９〜１２がそれぞれ接する。
【００３６】
圧電性フィルム３４の各主面に、直接、押圧力検出用電極５〜８および押圧力検出用電極９〜１２をそれぞれ形成する場合には、通常、押圧力検出用電極５〜８を形成するための工程と、押圧力検出用電極９〜１２を形成するための工程とを別々に実施しなければならない。しかし、この実施形態の場合には、フレキシブルプリント回路基板２の第１主面４上に押圧力検出用電極５〜８と押圧力検出用電極９〜１２とを同時に形成した上で、圧電性フィルム３４を挟みながらフレキシブルプリント回路基板２を折り曲げることによって、圧電性フィルム３４の各主面に、押圧力検出用電極５〜８および押圧力検出用電極９〜１２がそれぞれ接する状態が得られる。したがって、押圧力検出用電極５〜１２を形成するための工程の能率化を図ることができる。
【００３７】
図６には、圧電性フィルム３４が平面図で示され、かつフレキシブルプリント回路基板２上に形成された押圧力検出用電極５〜１２が１点鎖線で重ねて図示されている。また、図６には、支持体３５に設けられる凹部３６〜３９の位置が点線で示されている。
【００３８】
相対向する押圧力検出用電極５および９とその間にある圧電性フィルム３４の一部によって、第１のセンサ素子４１が構成される。相対向する押圧力検出用電極６および１０とその間にある圧電性フィルム３４の一部によって、第２のセンサ素子４２が構成される。相対向する押圧力検出用電極７および１１とその間にある圧電性フィルム３４の一部によって、第３のセンサ素子４３が構成される。相対向する押圧力検出用電極８および１２とその間にある圧電性フィルム３４の一部によって、第４のセンサ素子４４が構成される。このようにして、複数のセンサ素子４１〜４４が、１枚の圧電性フィルム３４の主面方向での複数箇所に分布するように配置される。
【００３９】
なお、他の実施形態として、第１ないし第４のセンサ素子４１〜４４ごとに別々の圧電性フィルムが用いられてもよい。
【００４０】
圧電性フィルム３４は、たとえば、ポリ乳酸、ポリフッ化ビニリデンのようなポリマーから構成され得るが、延伸のみで圧電性を生じ、ポーリング処理を施す必要がない点で、ポリ乳酸から構成されることが好ましい。また、ポリ乳酸は、焦電性がなく、よって、温度の影響を受けない。ポリ乳酸には、Ｌ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）とＤ型ポリ乳酸（ＰＤＬＡ）とが存在するが、入手容易な点で、ＰＬＬＡを用いることが好ましい。
【００４１】
図６に示すように、圧電性フィルム３４には、第１のセンサ素子４１の撓み領域を規定するためのスリット４７および４８が設けられる。同様に、第２のセンサ素子４２のため、スリット４９および５０が設けられ、第３のセンサ素子４３のため、スリット５１および５２が設けられ、第４のセンサ素子４４のため、スリット５３および５４が設けられる。
【００４２】
他方、図３に示すように、フレキシブルプリント回路基板２においても、上述したスリット４７〜５４の各々と連通する位置に、スリットまたは切欠きが設けられている。より詳細に説明すると、フレキシブルプリント回路基板２には、スリット４７に連通するスリット５５および５６、スリット４８に連通するスリット５７および５８、スリット４９に連通する切欠き６７および６８、スリット５０に連通するスリット５９および６０、スリット５１に連通するスリット６１および６２、スリット５２に連通するスリット６３および６４、スリット５３に連通するスリット６５および６６、ならびに、スリット５４に連通する切欠き６９および７０が設けられている。
【００４３】
上述したスリット４７〜５４、スリット５５〜６６ならびに切欠き６７〜７０は互いに同じ方向に延びている。そして、これらスリット４７〜５４、スリット５５〜６６ならびに切欠き６７〜７０の存在によって、押圧操作が与えられたとき、センサ素子４１〜４４には、図６において両方向矢印７１で示す互いに同じ方向に歪みが生じる。したがって、センサ素子４１〜４４の各々から得られる信号の極性を揃えることができる。
【００４４】
また、スリット４７〜５４、スリット５５〜６６ならびに切欠き６７〜７０は、センサ素子４１〜４４の各々において歪みをバランス良く生じさせ、その結果、発生電荷と応力とのバランスを良好なものとするのに寄与し得る。また、スリット４７〜５４、スリット５５〜６６ならびに切欠き６７〜７０は、繰り返し荷重による圧電性フィルム３４およびフレキシブルプリント回路基板２の伸び劣化を抑制することにも寄与し得る。
【００４５】
なお、スリット４７〜５４ならびにスリット５５〜６６は、幅を持たない、単なる切込みによって与えられてもよい。
【００４６】
圧電性フィルム３４がＰＬＬＡから構成される場合、ＰＬＬＡの延伸方向７２が図６において矢印によって示されている。図６からわかるように、ＰＬＬＡの延伸方向７２とスリット４７〜５４とは約４５度の角度をなしている。これによって、延伸方向７２と歪み方向７１とが約４５度の角度で交わるようになる。このような角度関係は、押圧操作による圧電効果を最も効率的に得ることを可能にする。なお、ＰＬＬＡの延伸方向７２とスリット４７〜５４とが交わる角度が４５度から±１０度の範囲でずれていても、４５度の場合と実質的に同様の効率的な圧電効果を得ることができる。
【００４７】
以上のような押圧力センサ１によれば、折り曲げられたフレキシブルプリント回路基板２の、折り曲げ線３の一方側に位置する第１の領域２３における外側に向く第２主面３３に向かって及ぼされた押圧力がセンサ素子４１〜４４を撓ませ、それによって、押圧力検出用電極５〜１２から上記押圧力に応じた信号が取り出される。信号が取り出されたのが押圧力検出用電極５〜１２のいずれからかを検出することによって、センサ素子４１〜４４のいずれが押圧操作されたかがわかる。また、取り出された信号の強弱によって、押圧操作での押し込み量を検出することができる。
【００４８】
［第２の実施形態］
図７を参照して、第２の実施形態による押圧力センサ１ａについて説明する。図７は、図２に対応する図である。図７において、図２に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４９】
図７と図２とを対比すればわかるように、図７に示した押圧力センサ１ａは、フレキシブルプリント回路基板２の第２主面３３上に形成されるシールド電極７３をさらに備えることを特徴としている。このシールド電極７３は、グランド等に接続すれば、たとえば静電気対策のためのシールド層として機能させることができる。
【００５０】
図７では、シールド電極７３は、フレキシブルプリント回路基板２の折り曲げ線３を除く部分に形成されているが、フレキシブルプリント回路基板２の第２主面３３の全面に形成されてもよい。
【００５１】
なお、図７に示した押圧力センサ１ａにおいても、図１に示した支持体３５が必要に応じて取り付けられる。このことは、以下に説明する第３以降の実施形態においても同様である。
【００５２】
［第３の実施形態］
図８を参照して、第３の実施形態による押圧力センサ１ｂについて説明する。図８は、図２に対応する図である。図８において、図２に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５３】
図８に示した押圧力センサ１ｂは、圧電性フィルムではなく、抵抗体膜を用いてセンサ素子を構成していることを特徴としている。図９には、抵抗体膜の配置の一例が平面図で示されている。
【００５４】
図９を参照して、各々ミアンダ状の６つの抵抗体膜７５〜８０が図示されている。これら抵抗体膜７５〜８０は、たとえばカーボンペーストを印刷することによって形成される。図９において、抵抗体膜７５〜８０に接続される種々のライン８１は、押圧力検出用電極から引出し端子にまで至る電気的配線を示している。抵抗体膜７５〜８０は、ブリッジ回路を形成するもので、抵抗体膜７５、７６、７９および８０で第１のブリッジを形成し、抵抗体膜７７、７８、７９および８０で第２のブリッジを形成する。ここで、抵抗体膜７５、７６、７７および７８によって、それぞれ、第１ないし第４のセンサ素子８３、８４、８５および８６が構成される。
【００５５】
再び図８を参照して、折り曲げられたフレキシブルプリント回路基板２の第１の領域２３と第２の領域２４とに挟まれて、絶縁性フィルム８７が配置され、この状態がたとえば接着剤によって固定される。絶縁性フィルム８７の一方主面上には、上述した抵抗体膜７５〜８０が図９に示した配置をもって形成されている。図８では、抵抗体膜７７〜８０のみが図示されている。
【００５６】
他方、フレキシブルプリント回路基板２の第２の領域２４における第１主面４上には、図９に示したライン８１に相当する押圧力検出用電極、配線導体および引出し端子が形成される。図８には、抵抗体膜７７の両端部に接する押圧力検出用電極８８および８９、抵抗体膜７８の両端部に接する押圧力検出用電極９０および９１、抵抗体膜７９の両端部に接する押圧力検出用電極９２および９３、ならびに、抵抗体膜８０の両端部に接する押圧力検出用電極９４および９５が図示されている。
【００５７】
上述の説明からわかるように、図９は、あくまでも抵抗体膜７５〜８０の配置を図解するものにすぎないことを理解すべきである。すなわち、この実施形態では、図９に示した抵抗体膜７５〜８０は、絶縁性フィルム８７上に形成されるが、図９に示した種々のライン８１は、絶縁性フィルム８７上ではなく、フレキシブルプリント回路基板２上に形成される。
【００５８】
以上のような押圧力センサ１ｂによれば、折り曲げられたフレキシブルプリント回路基板２の、折り曲げ線３の一方側に位置する第１の領域２３における外側に向く第２主面３３に向かって及ぼされた押圧力が抵抗体膜７５〜７８をもってそれぞれ構成されるセンサ素子８３〜８６のいずれかを撓ませ、それによって、押圧力検出用電極８８〜９５を含む複数の押圧力検出用電極から上記押圧力に応じた信号が取り出される。
【００５９】
［第４の実施形態］
図１０を参照して、第４の実施形態による押圧力センサ１ｃについて説明する。図１０は、図８に対応する図である。図１０において、図８に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６０】
図１０と図８とを対比すればわかるように、図１０に示した押圧力センサ１ｃは、図７に示した押圧力センサ１ａの場合と同様、フレキシブルプリント回路基板２の第２主面３３上に形成されるシールド電極７３をさらに備えることを特徴としている。
【００６１】
［第５の実施形態］
図１１を参照して、第５の実施形態による押圧力センサ１ｄについて説明する。図１１は、図８に対応する図である。図１０において、図８に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６２】
図１１に示した押圧力センサ１ｄは、図９に示すような抵抗体膜７５〜８０が、押圧力検出用電極から引出し端子にまで至る電気的配線とともに、フレキシブルプリント回路基板２の第２の領域２４における第１主面４上に形成されることを特徴としている。図１１では、抵抗体膜７７〜８０ならびに押圧力検出用電極８８〜９５が図示されている。折り曲げられたフレキシブルプリント回路基板２の第１の領域２３と第２の領域２４とは、たとえば接着剤によって互いに接着される。
【００６３】
図１１に示した押圧力センサ１ｄでは、フレキシブルプリント回路基板２の第１の領域２３は、専ら保護層として機能する。
【００６４】
［第６の実施形態］
図１２を参照して、第６の実施形態による押圧力センサ１ｅについて説明する。図１２は、図１１に対応する図である。図１２において、図１１に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６５】
図１２と図１１とを対比すればわかるように、図１２に示した押圧力センサ１ｅは、フレキシブルプリント回路基板２の第１の領域２３において、第１主面４上にシールド電極９６が形成され、このシールド電極９６を覆うように、電気絶縁性レジスト層９７が形成されるとともに、第２の領域２４において、第２主面３３上にシールド層９８が形成されることを特徴としている。
【００６６】
以上説明した第１ないし第６の実施形態による押圧力センサは、４つのセンサ素子を備えていたが、この発明に係る押圧力センサは、そこに備えるセンサ素子の数は任意であり、たとえば、以下に説明する第７および第８の実施形態による押圧力センサのように、単に１つのセンサ素子を備えるものであってもよい。
【００６７】
［第７の実施形態］
図１３を参照して、第７の実施形態による押圧力センサ１ｆについて説明する。
【００６８】
押圧力センサ１ｆは、フレキシブルプリント回路基板２ａを備える。フレキシブルプリント回路基板２ａは、１点鎖線で示す折り曲げ線３ａを介して折り曲げられて使用される。
【００６９】
フレキシブルプリント回路基板２ａの、折り曲げ状態での内側に向く第１主面４ａ上には、２つの押圧力検出用電極５ａおよび９ａが形成されている。押圧力検出用電極５ａおよび９ａには、それぞれ、引出し端子（図示せず。）へと導かれる配線導体１８ａおよび２０ａが接続されている。なお、図示しない引出し端子は、フレキシブルプリント回路基板２ａの第１主面４ａ上ではなく、第１主面４ａとは逆の第２主面上に配置されてもよい。この場合、配線導体１８ａおよび２０ａの各一部は、フレキシブルプリント回路基板２ａを厚み方向に貫通するように設けられる。
【００７０】
２つの押圧力検出用電極５ａおよび９ａのうち、押圧力検出用電極５ａは、フレキシブルプリント回路基板２ａの、折り曲げ線３ａに対して一方側となる第１の領域２３ａに位置し、押圧力検出用電極９ａは、折り曲げ線３ａに対して他方側となる第２の領域２４ａに位置している。フレキシブルプリント回路基板２ａの折り曲げ状態において、押圧力検出用電極５ａは、押圧力検出用電極９ａと対向する状態となる。
【００７１】
フレキシブルプリント回路基板２ａには、折り曲げ線３ａを介しての折り曲げを容易にするため、図示しないが、スリットが折り曲げ線３ａに沿って設けられてもよい。
【００７２】
図１３において破線で示すように、折り曲げられたフレキシブルプリント回路基板２ａの第１の領域２３ａと第２の領域２４ａとに挟まれて、圧電性フィルム３４ａが配置される。この状態は、たとえば接着剤によって固定される。圧電性フィルム３４ａの各主面には、押圧力検出用電極５ａおよび押圧力検出用電極９ａがそれぞれ接する。圧電性フィルム３４ａは、好ましくは、ポリ乳酸から構成される。
【００７３】
［第８の実施形態］
図１４を参照して、第８の実施形態による押圧力センサ１ｇについて説明する。図１４は、図１３に対応する図である。
【００７４】
押圧力センサ１ｇに備えるフレキシブルプリント回路基板２ｂは、図１３に示したフレキシブルプリント基板２ａとは形状が異なっている。フレキシブルプリント回路基板２ｂは、１点鎖線で示す折り曲げ線３ｂを介して折り曲げられて使用される。
【００７５】
フレキシブルプリント回路基板２ｂの、折り曲げ状態での内側に向く第１主面４ｂ上であって、折り曲げ線３ｂに対して一方側となる第１の領域２３ｂには、押圧力検出用電極５ｂが形成されている。他方、フレキシブルプリント回路基板２ｂの、折り曲げ状態での内側に向く第１主面４ｂ上であって、折り曲げ線３ｂに対して他方側となる第２の領域２４ｂには、押圧力検出用電極９ｂが形成されている。したがって、フレキシブルプリント回路基板２ａの折り曲げ状態において、押圧力検出用電極５ｂは、押圧力検出用電極９ｂと対向する状態となる。
【００７６】
押圧力検出用電極５ｂおよび９ｂには、それぞれ、引出し端子（図示せず。）へと導かれる配線導体１８ｂおよび２０ｂが接続されている。
【００７７】
フレキシブルプリント回路基板２ｂには、折り曲げ線３ｂを介しての折り曲げを容易にするため、スリット３０ｂが折り曲げ線３ａに沿って設けられている。
【００７８】
図１４において破線で示すように、折り曲げられたフレキシブルプリント回路基板２ｂの第１の領域２３ｂと第２の領域２４ｂとに挟まれて、圧電性フィルム３４ｂが配置される。この状態は、たとえば接着剤によって固定される。圧電性フィルム３４ｂの各主面には、押圧力検出用電極５ｂおよび押圧力検出用電極９ｂがそれぞれ接する。圧電性フィルム３４ｂは、好ましくは、ポリ乳酸から構成される。
【００７９】
なお、特に説明しなかったが、第７および第８の実施形態においても、第１ないし第６の実施形態で採用された構成のいくつかが適宜採用され得る。
【符号の説明】
【００８０】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ  押圧力センサ
２，２ａ，２ｂ  フレキシブルプリント回路基板
３，３ａ，３ｂ  折り曲げ線
４，４ａ，４ｂ  第１主面
５〜１２，８８〜９５，５ａ，５ｂ，９ａ，９ｂ  押圧力検出用電極
１３〜１７  引出し端子
１８〜２２，１８ａ，１８ｂ，２０ａ，２０ｂ  配線導体
２３，２３ａ，２３ｂ  第１の領域
２４，２４ａ，２４ｂ  第２の領域
３３  第２主面
３４，３４ａ，３４ｂ  圧電性フィルム
３５  支持体
３６〜３９  凹部
４１〜４４，８３〜８６  センサ素子
４７〜５４，５５〜６６  スリット
７１  歪み方向
７２  延伸方向
７３，９６，９８  シールド電極
７５〜８０  抵抗体膜
８７  絶縁性フィルム
【図１】
2014017407.tif 000003
【図２】
2014017407.tif 000004
【図３】
2014017407.tif 000005
【図４】
2014017407.tif 000006
【図５】
2014017407.tif 000007
【図６】
2014017407.tif 000008
【図７】
2014017407.tif 000009
【図８】
2014017407.tif 000010
【図９】
2014017407.tif 000011
【図１０】
2014017407.tif 000012
【図１１】
2014017407.tif 000013
【図１２】
2014017407.tif 000014
【図１３】
2014017407.tif 000015
【図１４】
2014017407.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月9日(2015.1.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押圧力検出用電極を有するセンサ素子と、
外部回路接続用の引出し端子と、
前記押圧力検出用電極と前記引出し端子とを接続するための配線導体と、
を備える、押圧力センサであって、
はんだリフロー温度に耐え得る耐熱性を有するフレキシブルプリント回路基板をさらに備え、
前記押圧力検出用電極、前記引出し端子および前記配線導体は、前記フレキシブルプリント回路基板に配置され、少なくとも前記押圧力検出用電極および前記配線導体は、前記フレキシブルプリント回路基板の第１主面上に配置され、
前記フレキシブルプリント回路基板は、前記第１主面を内側に向けた状態かつ前記センサ素子を挟む状態で折り曲げ線を介して折り曲げられていて、
折り曲げられた前記フレキシブルプリント回路基板の、前記折り曲げ線に対して一方側に位置する第１の領域における外側に向く第２主面に向かって及ぼされた押圧力が前記センサ素子を撓ませ、それによって、前記押圧力検出用電極から前記押圧力に応じた信号が取り出され、
前記センサ素子は、所定方向に延伸されたポリ乳酸からなる圧電性フィルムを含み、複数の前記センサ素子を備え、複数の前記センサ素子は、１枚の前記圧電性フィルムの主面方向での複数箇所に分布するように配置され、前記押圧力検出用電極は、前記圧電性フィルムにおける複数の前記センサ素子が配置された箇所の両主面にそれぞれ接するように配置され、前記圧電性フィルムおよび前記フレキシブルプリント回路基板には、複数の前記センサ素子の各々の撓み領域を規定するための複数のスリットが設けられている、
押圧力センサ。
【請求項２】
前記フレキシブルプリント回路基板の前記第２主面上に形成されるシールド電極をさらに備える、請求項１に記載の押圧力センサ。
【請求項３】
折り曲げられた前記フレキシブルプリント回路基板の、前記第１の領域とは前記折り曲げ線を介して反対側の第２の領域における前記第２主面に沿って配置される支持体をさらに備え、前記支持体は、前記押圧力による前記センサ素子の撓みを許容する凹部または孔を有する、請求項１または２に記載の押圧力センサ。
【請求項４】
複数の前記スリットは互いに同じ方向に延びる、請求項１ないし３のいずれかに記載の押圧力センサ。
【請求項５】
前記圧電性フィルムを構成するポリ乳酸の延伸方向と前記スリットの延びる方向とは４５度±１０度の角度をなす、請求項４に記載の押圧力センサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
この発明に係る押圧力センサは、さらに、次のように構成されることを特徴としている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
【図１】この発明の第１の実施形態による押圧力センサ１を支持体３５とともに示す断面図である。
【図２】図１に示した押圧力センサ１を分解して示す断面図である。
【図３】図１および図２に示したフレキシブルプリント回路基板２を展開状態で示す平面図である。
【図４】図３に示したフレキシブルプリント回路基板２における引出し端子１４が設けられた部分を拡大して示す平面図である。
【図５】図１に示した支持体３５の平面図である。
【図６】図１および図２に示した圧電性フィルム３４の平面図である。
【図７】この発明の第２の実施形態による押圧力センサ１ａを分解して示す断面図である。
【図８】この発明の範囲外のものであるが、第１の参考例としての押圧力センサ１ｂを分解して示す断面図である。
【図９】図８に示した抵抗体膜７５〜８０の配置を説明するための平面図である。
【図１０】この発明の範囲外のものであるが、第２の参考例としての押圧力センサ１ｃを分解して示す断面図である。
【図１１】この発明の範囲外のものであるが、第３の参考例としての押圧力センサ１ｄを分解して示す断面図である。
【図１２】この発明の範囲外のものであるが、第４の参考例としての押圧力センサ１ｅを分解して示す断面図である。
【図１３】この発明の範囲外のものであるが、第５の参考例としての押圧力センサ１ｆを説明するためのもので、フレキシブルプリント回路基板２ａを展開状態で示す平面図である。
【図１４】この発明の範囲外のものであるが、第６の参考例としての押圧力センサ１ｇを説明するためのもので、フレキシブルプリント回路基板２ｂを展開状態で示す平面図である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
圧電性フィルム３４は、たとえば、ポリ乳酸、ポリフッ化ビニリデンのようなポリマーから構成され得るが、この発明では、延伸のみで圧電性を生じ、ポーリング処理を施す必要がない点で、ポリ乳酸から構成される。また、ポリ乳酸は、焦電性がなく、よって、温度の影響を受けない。ポリ乳酸には、Ｌ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）とＤ型ポリ乳酸（ＰＤＬＡ）とが存在するが、入手容易な点で、ＰＬＬＡを用いることが好ましい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
なお、図７に示した押圧力センサ１ａにおいても、図１に示した支持体３５が必要に応じて取り付けられる。このことは、以下に説明する参考例においても同様である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
［第１の参考例］
図８を参照して、この発明の範囲外のものであるが、第１の参考例としての押圧力センサ１ｂについて説明する。図８は、図２に対応する図である。図８において、図２に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
上述の説明からわかるように、図９は、あくまでも抵抗体膜７５〜８０の配置を図解するものにすぎないことを理解すべきである。すなわち、この参考例では、図９に示した抵抗体膜７５〜８０は、絶縁性フィルム８７上に形成されるが、図９に示した種々のライン８１は、絶縁性フィルム８７上ではなく、フレキシブルプリント回路基板２上に形成される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
［第２の参考例］
図１０を参照して、第２の参考例としての押圧力センサ１ｃについて説明する。図１０は、図８に対応する図である。図１０において、図８に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
［第３の参考例］
図１１を参照して、第３の参考例としての押圧力センサ１ｄについて説明する。図１１は、図８に対応する図である。図１０において、図８に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
［第４の参考例］
図１２を参照して、第４の参考例としての押圧力センサ１ｅについて説明する。図１２は、図１１に対応する図である。図１２において、図１１に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
以上説明した押圧力センサは、４つのセンサ素子を備えていたが、この発明に係る押圧力センサは、そこに備えるセンサ素子の数は任意である。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
［第５の参考例］
図１３を参照して、第５の参考例としての押圧力センサ１ｆについて説明する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
［第６の参考例］
図１４を参照して、第６の参考例としての押圧力センサ１ｇについて説明する。図１４は、図１３に対応する図である。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2014017407.tif 000017
2014017407.tif 000018
2014017407.tif 000019
2014017407.tif 000020