(57)【要約】【課題】耐久性に優れ、可動接点の押圧する面の面積が小さい場合であっても適切に可動接点を押圧することが可能なスイッチユニットを提供する。【解決手段】スイッチユニット１００は、基板３０に対してドーム形状で形成され、弾性変形してドーム形状で内包される基板３０上に設けられた少なくとも２つの固定電極８０、８１の導通状態を変更する可動電極１０と、当該可動電極１０の凸形状頂上部分１０ａと対向して配置され、外部からの荷重に応じて可動電極１０を押圧して弾性変形させる第１の突起部２０と、を備え、当該第１の突起部２０は、当該第１の突起部２０の先端部２０ａが当該第１の突起部２０の根元部２０ｂよりも細くなるようにシルク印刷で形成されてある。【選択図】図１
2010176888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対してドーム形状で形成され、弾性変形して前記ドーム形状で内包される前記基板上に設けられた少なくとも２つの固定電極の導通状態を変更する可動電極と、
前記可動電極の凸形状頂上部分と対向して配置され、外部からの荷重に応じて前記可動電極を押圧して前記弾性変形させる第１の突起部と、
を備え、
前記第１の突起部は、当該第１の突起部の先端部が当該第１の突起部の根元部よりも細くなるようにシルク印刷で形成されてあるスイッチユニット。
【請求項２】
前記シルク印刷が、少なくとも前記先端部及び前記根元部を含む複数層を形成するように行われる請求項１に記載のスイッチユニット。
【請求項３】
前記第１の突起部が、前記基板から所定のギャップを有して対向配置されるフィルム部材の前記可動電極の側の面に形成されてある請求項１又は２に記載のスイッチユニット。
【請求項４】
前記凸形状頂上部に前記第１の突起部と対向して第２の突起部が形成されてある請求項１から３のいずれか一項に記載のスイッチユニット。
【請求項５】
前記第２の突起部が、前記凸形状頂上部分を覆う第１のカバー部材を前記可動電極に固定する接合部材により形成されてある請求項４に記載のスイッチユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種機器を操作する操作スイッチを備えるスイッチユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種機器（例えば、産業用機器や民生用機器等）を操作するための操作スイッチを備えたスイッチユニットが利用されてきた。この種のスイッチユニットとして、下記に出典を示す特許文献１に記載のスイッチユニットや特許文献２に記載のパネル用スイッチがある。
【０００３】
特許文献１に記載のスイッチユニットは、スイッチ基板上に設けられる固定接点と、弾性変形することにより固定接点に電気的に接続可能な可動接点と、可動接点の頂上部に上方または下方に突出する突出部と、可動部材を押圧するための平坦な下面を有する押圧操作部材と、を備えて構成される。このスイッチユニットは、指でキートップが押下げられると、固定用シートの突起部を介して可動接点の頂上部が押圧され、可動接点が弾性変形し、可動接点を介して２つの固定接点が導通する。指を離すと可動接点は弾性変形状態から元の位置へ復帰する。
【０００４】
また、特許文献２に記載のパネル用スイッチは、下方開口のドーム状で弾性を有する導電金属薄板からなる複数個の個別の可動接点と、当該複数個の個別の可動接点を特定の配列状態とするように、下面に形成された粘着層で各可動接点の上面を保持するベースフィルムと、可動接点の各中央部に対応するベースフィルムの上面位置の夫々に接着剤によって固着された突起部材とを備えて構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１００１７０号公報
【特許文献２】特開２００４−１８６２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のスイッチユニットは、上述のとおり、可動接点頂上部に上方または下方に向かって突出する突起部を備えている。例えば突起部が上方に向かって突出している場合には、長期間の使用においては荷重がかかり破損する恐れがある。一方、例えば突起部が下方に向かって突出している場合には、上方に突出している場合に比べて破損し難い。しかしながら、当該突出部が根元部から先端部まで全て一定の大きさで形成されるため、可動接点を押圧する面の面積が小さく突起部に求められる径が小さい場合であっても根元部と同じ大きさの突起部で押圧するしかなかった。このため、可動接点側の押圧する面の耐久性を悪化させる可能性があった。
【０００７】
また、特許文献２に記載のパネル用スイッチは、フィルムの上面に突起部材を設け、当該突起部材を接着する接着剤の径を変えることにより必要な操作力等を設定している。しかしながら、突起部材がフィルムの上面に位置することによる耐久性の低下や、接着という手段により破損する恐れがある。
【０００８】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、耐久性に優れ、可動接点の押圧する面の面積が小さい場合であっても適切に可動接点を押圧することが可能なスイッチユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係るスイッチユニットの特徴構成は、基板に対してドーム形状で形成され、弾性変形して前記ドーム形状で内包される前記基板上に設けられた少なくとも２つの固定電極の導通状態を変更する可動電極と、前記可動電極の凸形状頂上部分と対向して配置され、外部からの荷重に応じて前記可動電極を押圧して前記弾性変形させる第１の突起部と、を備え、前記第１の突起部は、当該第１の突起部の先端部が当該第１の突起部の根元部よりも細くなるようにシルク印刷で形成されてある点にある。
【００１０】
このような特徴構成とすれば、可動電極と対向する側に第１の突起部を形成するため、押圧する際の第１の突起部と可動電極との面方向のずれを抑えることができる。したがって、適切に可動電極を押圧することが可能となる。また、第１の突起部の先端部が、根元部よりも細く形成されているので、耐久性を向上させることが可能となる。即ち、可動電極側の形状や特性により、細い形状の第１の突起部が必要である場合であっても、第１の突起部の根元部は太く形成されているので、第１の突起部を破損し難くすることができる。更には、第１の突起部がシルク印刷により形成されるので、低コストで実現することが可能となる。
【００１１】
また、前記シルク印刷が、少なくとも前記先端部及び前記根元部を含む複数層を形成するように行われると好適である。
【００１２】
このような構成とすれば、第１の突起部が複数層のシルク印刷により形成されるので、第１の突起部の根元部よりも細い先端部を容易に形成することができる。また、第１の突起部の位置や高さを精度良く形成できると共に、低コストで形成することも可能となる。
【００１３】
また、前記第１の突起部が、前記基板から所定のギャップを有して対向配置されるフィルム部材の前記可動電極の側の面に形成されてあると好適である。
【００１４】
このような構成とすれば、スイッチユニットの外側表面に突起部を設ける場合に比べ、押圧の際のずれを抑えることができる。
【００１５】
また、前記凸形状頂上部に前記第１の突起部と対向して第２の突起部が形成されてあると好適である。
【００１６】
このような構成とすれば、第１の突起部の正面に第２の突起部を形成できるので、スイッチユニットを押圧した際のクリック感を安定させることができる。また、第１の突起部と第２の突起部とを近接又は接触させて形成できるので、押圧の際のずれも抑えることができる。
【００１７】
また、前記第２の突起部が、前記凸形状頂上部分を覆う第１のカバー部材を前記可動電極に固定する接合部材により形成されてあると好適である。
【００１８】
このような構成とすれば、物体からの荷重に応じて発生する応力を分散させることができる。したがって、スイッチユニットを押圧した際のクリック感を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第一の実施形態に係るスイッチユニット側面方向断面を模式的に示す図である。
【図２】第一の実施形態に係るスイッチユニット側面方向断面を模式的に示す図である。
【図３】第一の実施形態に係る可動電極、第１のカバー部材、及び接合部材の配置関係を示す上観図である。
【図４】第二の実施形態に係るスイッチユニット側面方向断面を模式的に示す図である。
【図５】第二の実施形態に係るスイッチユニット側面方向断面を模式的に示す図である。
【図６】第二の実施形態に係る可動電極、第１のカバー部材、及び接合部材の配置関係を示す上観図である。
【図７】第三の実施形態に係るスイッチユニット側面方向断面を模式的に示す図である。
【図８】第三の実施形態に係るスイッチユニット側面方向断面を模式的に示す図である。
【図９】第三の実施形態に係る可動電極、第１のカバー部材、及び接合部材の配置関係を示す上観図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
〔第一の実施形態〕
以下、本発明の第一の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るスイッチユニット１００の側面方向からの断面を模式的に示した図である。また、図２は、図１の断面を示す軸と直交する軸における側面方向断面図である。スイッチユニット１００は、可動電極１０と第１の突起部２０とを備えて構成される。
【００２１】
可動電極１０は、基板３０に対してドーム形状で形成される。ドーム形状とは、図１及び図２に示されるように、可動電極１０を基板３０上に配設した場合に、可動電極１０の凸型形状頂上部分１０ａが基板３０に接当することなく、凸型形状頂上部分１０ａと基板３０との間の少なくともギャップを有する形状である。したがって、可動電極１０と基板３０との間には、閉鎖空間１５が形成される。
【００２２】
また、基板３０は、当該スイッチユニット１００によるスイッチ操作に係る信号を処理する信号処理部（図示せず）等と一緒にアセンブリされる基板とすることも可能であるし、スイッチユニット１００のみアセンブリする専用基板であっても良い。また、基板３０は、リジッド基板でもフレキシブル基板であっても良い。このような基板３０に対して、可動電極１０は弾性変形可能な弾性部材で形成される。また、後述するが可動電極１０は電極としても機能する。したがって、可動電極１０は金属等の電気伝導体から形成される。
【００２３】
可動電極１０は、弾性変形してドーム形状で内包される基板３０上に設けられた少なくとも２つの固定電極８０、８１の導通状態を変更する。ここで、少なくとも２つの固定電極８０、８１は夫々基板３０上に形成され、電極として機能する。そして、ドーム形状で内包されるとは、少なくとも２つの固定電極８０、８１が可動電極１０と基板３０とにより形成される閉鎖空間１５内に位置するよう配設されることを意味する。なお、理解を容易とするために、本実施形態では固定電極８０、８１は２つであるとして説明する。
【００２４】
図１においては、固定電極８１は可動電極１０の端部に配設され、可動電極１０と常に接触している状態とされる。この場合、固定電極８１は、可動電極１０の端部の形状に合わせて配設しやすい形状とすることも可能である。一方、固定電極８０は可動電極１０と接触しない状態で配設される。したがって、可動電極１０が押圧されていない状態においては、２つの固定電極８０、８１と可動電極１０とは夫々オープン状態となる。可動電極１０が押圧されて弾性変形し、可動電極１０が固定電極８０と当接すると、可動電極１０を介して固定電極８０と固定電極８１とがショート状態となる。このように、可動電極１０は２つの固定電極８０、８１をオープン状態としたりショート状態としたりして導通状態を変更する機能を備えている。
【００２５】
第１の突起部２０は、可動電極１０の凸形状頂上部分１０ａと対向して配置され、外部からの荷重に応じて可動電極１０を押圧して弾性変形させる。第１の突起部２０は、図１及び図２に示されるように、可動電極１０の側を凸形状となるように形成される。したがって、第１の突起部２０は、可動電極１０の凸形状頂上部分１０ａに凸形状が対向するように配置される。そして、外部からの荷重に応じて可動電極１０を押圧して、弾性変形させる。
【００２６】
ここで、第１の突起部２０は、当該第１の突起部２０の先端部２０ａが当該第１の突起部２０の根元部２０ｂよりも細くなるようにシルク印刷で形成される。図１及び図２に示されるように、第１の突起部２０は、少なくとも先端部２０ａと根元部２０ｂとからなる。そして、先端部２０ａは、根元部２０ｂよりも細くなるように形成される。
【００２７】
この際、シルク印刷は、少なくとも先端部２０ａ及び根元部２０ｂを含む複数層を形成するように行われる。本実施形態では、先端部２０ａ及び根元部２０ｂの２層からなるシルク印刷であるが、もちろん、３層以上のシルク印刷により形成することも当然に可能である。ここで、上述のように第１の突起部２０は、フィルム部材４０の一方の面４０ａにシルク印刷により形成される。
【００２８】
まず、第１の突起部２０の根元部２０ｂが形成される。本実施形態では、第１の突起部２０は円形状であるとして説明する。係る場合、根元部２０ｂのサイズを例えば直径２．５ｍｍで形成すると好適である。そして、根元部２０ｂのサイズ（直径２．５ｍｍ）よりも小さいサイズ（例えば、直径１．５ｍｍ）の同形状で根元部２０ｂの上に再びシルク印刷をする。これにより、先端部２０ａが形成される。このようにして、根元部２０ｂと、当該根元部２０ｂよりも細い先端部２０ａとからなる第１の突起部２０が形成される。
【００２９】
そして、このように第１の突起部２０が形成されたフィルム部材４０は、第１の突起部２０が基板３０の側を向くようにして配置される。なお、本実施形態では、第１の突起部２０は、円形状で形成されるとして説明したが、四角形状で形成しても良いし、他の形状で形成しても良い。また、サイズに関しても上記に限定されるものではない。いずれの形態であっても、第１の突起部２０をシルク印刷で形成することにより、位置や高さを精度良く形成することができ、また、低コストで形成することが可能となる。
【００３０】
第１の突起部２０は、基板３０から所定のギャップｌを有して対向配置されるフィルム部材４０の可動電極１０の側の面４０ａに形成されると好適である。所定のギャップｌとは、基板３０の表面３０ａと、フィルム部材４０の有する面のうち可動電極１０に面する面４０ａとの間隔である。このギャップｌの間に、第１の突起部２０や可動電極１０や固定電極８０、８１等が配設される。
【００３１】
また、少なくとも凸形状頂上部分１０ａは第１のカバー部材５０で覆われる。この第１のカバー部材５０の端部は、接着シール等の接合部材６０により基板３０上に固定される。この接合部材６０は、可動電極１０を第１のカバー部材５０に固定する。このような第１のカバー部材５０及び接合部材６０は、２層からなるシート状の接着テープを用いることにより簡便に構成することが可能である。係る場合には、第１のカバー部材５０は１層目の接着テープ５０とし、接合部材６０は２層目の接着テープ６０とすることができる。以下の説明においては、このように第１のカバー部材５０は１層目の接着テープ５０とし、接合部材６０は２層目の接着テープ６０として説明する。したがって、可動電極１０は、１層目の接着テープ５０及び２層目の接着テープ６０により貼り合わされて、ドーム状で吊り上げられた状態とされる。
【００３２】
図２に示されるように、凸形状頂上部１０ａには、第１の突起部２０と対向して第２の突起部７０が形成される。第２の突起部７０は、凸形状頂上部分を覆う１層目の接着テープ５０を可動電極１０に固定する２層目の接着テープにより形成される。即ち、１層目の接着テープ５０の高さを２層目の接着テープ６０の厚さ分だけ高くして第２の突起部７０を形成し、第１の突起部２０との接合度合い及び外部から可動電極１０が押圧された場合の応力の強度を調節することが可能となる。このように、第２の突起部７０は、１層目の接着テープ５０及び２層目の接着テープ６０を含む少なくとも２層構造から形成される。このように第２の突起部７０を第１の突起部２０と対向して形成するため、確実に可動電極を押圧して弾性変形させることが可能となる。
【００３３】
ここで、図３は可動電極１０、１層目の接着テープ５０、及び２層目の接着テープ６０の配置関係を示す上方斜視図である。図３において、１層目の接着テープ５０は構成の理解を容易とするために、左下半分の領域を切り取って示されている。なお、図３におけるI−I線が図１の断面図を示す断面軸であり、II−II線は図２の断面図を示す断面軸である。図３に示されるように可動電極１０は上方から見た場合には円形で形成される。したがって、可動電極１０は、凸形状頂上部分１０ａを有するドーム形状で形成される。
【００３４】
また、２層目の接着テープ６０は、図３に示されるように開口部６１を有して形成される。即ち、I−I線断面においては、図１に示されるように２層目の接着テープ６０は切れ目の無い状態で備えられ、II−II線断面においては、図２に示されるように凸形状頂上部分１０ａに貼り合わされる２層目の接着テープ６０と端部に貼り合わされる２層目の接着テープ６０との間に開口部６１を有して貼り合わされる。したがって、図２に示されるように、可動電極１０と１層目の接着テープ５０との間には、２層目の接着テープ６０を介さない領域が存在することとなる。このような開口部６１を設けることにより、スイッチユニット１００を押圧した際のクリック感を向上させることが可能となる。
【００３５】
〔第二の実施形態〕
次に、本発明に係る第二の実施形態について説明する。図４−図６に示すように本実施形態に係るスイッチユニット１００は、１層目の接着テープ５０が、開口部５１を有している点で、上述の第一の実施形態と異なる。１層目の接着テープ５０が開口部５１を有している点以外においては、上述の第一の実施形態と同様であるため、以下では、この差異点を中心に説明する。
【００３６】
図４は本実施形態に係るスイッチユニット１００の側面方向からの断面を模式的に示した図である。また、図５は図４の断面を示す軸と直交する軸における側面方向断面図である。図６は可動電極１０、１層目の接着テープ５０、及び２層目の接着テープ６０の配置関係を示す上方斜視図である。なお、図６におけるIV−IV線が図４の断面図を示す断面軸であり、V−V線は図５の断面図を示す断面軸である。
【００３７】
図５及び図６に示されるように、１層目の接着テープ５０は開口部５１を有して形成される。即ち、IV−IV線断面においては、図４に示されるように１層目の接着テープ５０は切れ目の無い状態で備えられ、V−V線断面においては、図５に示されるように凸形状頂上部分１０ａに貼り合わされる１層目の接着テープ５０と可動電極１０の縁から端部に貼り合わされる１層目の接着テープ５０との間に開口部５１を有して構成される。したがって、図５に示されるように、可動電極１０は第１の実施形態と異なり、１層目の接着テープ５０及び２層目の接着テープ６０に貼り付けられない領域が存在することとなる。
【００３８】
〔第三の実施形態〕
次に、本発明に係る第三の実施形態について説明する。図７−図９に示すように本実施形態に係るスイッチユニット１００は、１層目の接着テープ５０が有する開口部５１の形状が、上述の第二の実施形態と異なる。１層目の接着テープ５０が有する開口部５１の形状が異なる点以外においては、上述の第二の実施形態と同様であるため、以下では、この差異点を中心に説明する。
【００３９】
図７は本実施形態に係るスイッチユニット１００の側面方向からの断面を模式的に示した図である。また、図８は図７の断面を示す軸と直交する軸における側面方向断面図である。図９は可動電極１０、１層目の接着テープ５０、及び２層目の接着テープ６０の配置関係を示す上方斜視図である。なお、図９におけるVII−VII線が図７の断面図を示す断面軸であり、VIII−VIII線は図８の断面図を示す断面軸である。
【００４０】
図８及び図９に示されるように、第二の実施形態と同様、１層目の接着テープ５０は開口部５１を有して形成される。しかしながら、その開口部５１の形状は第二の実施形態のそれと異なる。即ち、VII−VII線断面においては、図７に示されるように、凸形状頂上部分１０ａから端部までの一方の領域に１層目の接着テープ５０が開口部５１を有して構成される。また、VIII−VIII線断面においては、図５と同様に図８に示されるように凸形状頂上部分１０ａに貼り合わされる１層目の接着テープ５０と可動電極１０の縁から端部に貼り合わされる１層目の接着テープ５０との間に開口部５１を有して構成される。したがって、図９に示されるように、開口部５１は、第二の実施形態のように２つの開口部５１から構成されるのではなく、１つの開口部５１から構成されることとなる。
【００４１】
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、基板上に設けられた固定電極８０、８１が２つであるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。固定電極８０、８１を３つ以上備える構成とすることも当然に可能である。
【００４２】
上記実施形態では、凸形状頂上部分１０ａは第１のカバー部材５０で覆われ、可動電極１０を１層目の接着テープ５０に固定する２層目の接着テープ６０により第２の突起部７０が形成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。第２の突起部７０を備えずにスイッチユニット１００を構成することも当然に可能であるし、他の方法で第２の突起部７０を構成することも当然に可能である。
【００４３】
上記実施形態では、第２の突起部７０が、１層目の接着テープ５０及び２層目の接着テープ６０を含む２層構造からなるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。第２の突起部７０が、１層目の接着テープ５０及び２層目の接着テープ６０を含む少なくとも２層構造から構成する、即ち３層以上の構造により構成することも当然に可能である。
【００４４】
上記実施形態では、第１の突起部２０は、先端部２０ａのシルク印刷及び根元部２０ｂのシルク印刷の２回で形成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。３回以上のシルク印刷を行って第１の突起部２０を形成することも当然に可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、耐久性に優れ、可動接点の押圧する面の面積が小さい場合であっても適切に可動接点を押圧することが可能なスイッチユニットに利用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０：可動電極
１０ａ：凸形状頂上部分
１５：閉鎖空間
２０：第１の突起部
２０ａ：先端部
２０ｂ：根元部
３０：基板
３０ａ：表面
４０：フィルム部材
５０：１層目の接着テープ（第１のカバー部材）
５１：開口部
６０：２層目の接着テープ（接合部材）
６１：開口部
７０：第２の突起部
８０：固定電極
８１：固定電極
１００：スイッチユニット
【図１】
2010176888.tif 000003
【図２】
2010176888.tif 000004
【図３】
2010176888.tif 000005
【図４】
2010176888.tif 000006
【図５】
2010176888.tif 000007
【図６】
2010176888.tif 000008
【図７】
2010176888.tif 000009
【図８】
2010176888.tif 000010
【図９】
2010176888.tif 000011