(57)【要約】【課題】押圧動作が正しく効力を発揮するメンブレンスイッチ構造を提供する。【解決手段】メンブレンスイッチ１はスイッチ本体２の内部に円柱状の接点配置室１４が形成され、接点配置室１４の床面であって、接点配置室１４と同心軸上に第１接点１２が配置されている。接点配置室１４の天井面であって、第１接点１２と対向する位置に第２接点１６が配置されている。スイッチ本体２の上には、接点配置室１４と同心軸上に、ディスク１９が碗状の凹面をスイッチ本体２側に向けて配置されている。ディスク１９の上にはディスク押さえシート２０が配置され、その上にオーバーレイシート２１が積層されている。オーバーレイシート２１には、碗状をなすとともに、碗状の凹面がディスク押さえシート２０側に向いたエンボス部３０が、接点配置室１４と同心軸上に形成されている。接点配置室１４の直径に対し、エンボス部の直径は７５％〜１００％の範囲に設定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に円柱状の接点配置室が形成され、前記接点配置室の床面であって、前記接点配置室と同心軸上に第１接点が配置され、前記接点配置室の天井面であって、前記第１接点と対向する位置に第２接点が配置されたスイッチ本体と、
碗状をなすとともに、前記スイッチ本体の上に碗状の凹面が前記スイッチ本体側に向いて、前記接点配置室と同心軸上に配置されたディスクと、
前記ディスクの上に配置されたディスク押さえシートと、
前記ディスク押さえシートに積層されたオーバーレイシートと、
を備え、
前記オーバーレイシートは、碗状をなすとともに、碗状の凹面が前記ディスク押さえシート側に向いて、前記接点配置室と同心軸上に形成されたエンボス部を有し、
前記接点配置室の直径に対し、前記エンボス部の直径が７５％〜１００％の範囲に設定されたことを特徴とするメンブレンスイッチ。
【請求項２】
前記エンボス部の直径を、前記接点配置室の直径に対し、８７．５％〜１００％の範囲に設定したことを特徴とする請求項１に記載のメンブレンスイッチ。
【請求項３】
前記エンボス部の直径を、前記接点配置室の直径に対し、７５％〜８７．５％の範囲に設定したことを特徴とする請求項１に記載のメンブレンスイッチ。
【請求項４】
前記エンボス部の前記オーバーレイシートの表面からの最大隆起高さを、前記接点配置室の直径に対し、５％〜６．２５％、オーバーレイシート厚みに対しては２１３％〜２６６％に設定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のメンブレンスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はメンブレンスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
メンブレンスイッチは、家庭電化製品や、パネルコンピュータ、コンピュータ用キーボードなどに広く利用されている。特許文献１にはパネルコンピュータの表面にメンブレンスイッチを設けた例が示されている。
【０００３】
メンブレンスイッチの構成例を図３に示す。図３はメンブレンスイッチの模式的垂直断面図である。図３ではメンブレンスイッチ１は操作面を上にして水平に置かれた形で描かれているが、これは説明の便宜のためであり、使用時の姿勢がこのように定まっている訳ではない。操作面を斜めにしたり、垂直に立てたりして使用することもあり得る。本明細書では図３のように置いた状態で各構成要素の配置を説明する。
【０００４】
メンブレンスイッチ１は、スイッチ本体２を基本構成とする。スイッチ本体２の内部には円柱状の空洞部である接点配置室１４が形成され、接点配置室１４の床面であって、接点配置室１４と同心軸上に第１接点１２が配置され、接点配置室１４の天井面であって、第１接点１２と対向する位置に第２接点１６が配置されている。
【０００５】
スイッチ本体２の上には、第２スペーサシートが積層され、第２スペーサシート１７には、積層方向から見て接点配置室１４と同心をなすように整列するディスク配置室１８が形成されている。ディスク配置室１８は接点配置室１４よりも大直径であり、その中に碗状のディスク１９が、凹面側をスイッチ本体２の方向に向けて挿入されている。ディスク１９は形状復元力を有し、上から圧力を加えると碗状部分を反転するが、圧力を解除すれば元の碗状に復元するものである。
ディスク１９は碗状部分の反転により指先からの圧力を確実に第２接点１６に伝え、また指先にクリック感を与える役割を果たす。ディスク１９は金属製であることが多いが、他の材料、例えば合成樹脂製であっても構わない。
【０００６】
第２スペーサシート１７の上にはディスク押さえシート２０が重ねられている。ディスク押さえシート２０の上にはメンブレンスイッチ１の最上層をなすオーバーレイシート２１が重ねられている。
【０００７】
図３のメンブレンスイッチ１において、オーバーレイシート２１に表示された目印を指で押すと、その圧力はディスク押さえシート２０を介してディスク１９に伝わる。ディスク１９は碗状部分を反転し、スイッチ本体２を圧迫する。これにより接点配置室１４の天井部がたわみ、第２接点１６が第１接点１２に接触して電気的な導通が生じる。そしてメンブレンスイッチ１はＯＮとなる。
【特許文献１】特開２００２−２１５３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
オーバーレイシート２１を指で押さえ、ディスク押さえシート２０を介してディスク１９を圧迫すると、ディスク１９はある時点で図４のように碗状部分が反転し、指先にクリック感を与える。通常、ディスク１９の碗状部分が反転すればその時点で接点１６が接点１２に接触するのであるが、フラットなオーバーレイシート２１の場合、オーバーレイシート２１が張力で指を押し返し、クリック感が発生した状態でも、接点配置室１４の天井面が十分にたわんでいないという状態が発生することがある。図４はそのような状態を表している。ここで、指をもう少し押し込めば第２接点１６を第１接点１２に接触させられるのであるが、クリック感が得られたことで使用者が安心してしまい、指から力を抜くといった行動がしばしば観察される。これではメンブレンスイッチ１はＯＮにならず、「空打ち」に終わってしまう。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、押圧動作が正しく効力を発揮するメンブレンスイッチ構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、内部に円柱状の接点配置室が形成され、前記接点配置室の床面であって、前記接点配置室と同心軸上に第１接点が配置され、前記接点配置室の天井面であって、前記第１接点と対向する位置に第２接点が配置されたスイッチ本体と、碗状をなすとともに、前記スイッチ本体の上に碗状の凹面が前記スイッチ本体側に向いて、前記接点配置室と同心軸上に配置されたディスクと、前記ディスクの上に配置されたディスク押さえシートと、前記ディスク押さえシートに積層されたオーバーレイシートと、を備え、前記オーバーレイシートは、碗状をなすとともに、碗状の凹面が前記ディスク押さえシート側に向いて、前記接点配置室と同心軸上に形成されたエンボス部を有し、前記接点配置室の直径に対し、前記エンボス部の直径が７５％〜１００％の範囲に設定されたことを特徴としている。
【００１１】
オーバーレイシートに、接点配置室の直径に対し、直径が７５％〜１００％のエンボス部を形成しておくと、エンボス部を指で押したとき、ある時点でエンボス部の碗状部分が反転し、ディスク押さえシートを力強く深く押し込む。このためディスクは、単に碗状部分が反転する圧力を与えられるだけでなく、それ以上に深く押されることになり、第２接点は確実に第１接点に接触する。
【００１２】
また本発明は、上記構成のメンブレンスイッチにおいて、前記エンボス部の直径を、前記接点配置室の直径に対し、８７．５％〜１００％の範囲に設定したことを特徴としている。
【００１３】
この構成によると、良好なクリック感を得ることができる。
【００１４】
また本発明は、上記構成のメンブレンスイッチにおいて、前記エンボス部の直径を、前記接点配置室の直径に対し、７５％〜８７．５％の範囲に設定したことを特徴としている。
【００１５】
この構成によると、クリック感を確実に接点同士の接触に結びつけることができる。
【００１６】
また本発明は、上記構成のメンブレンスイッチにおいて、前記エンボス部の前記オーバーレイシートの表面からの最大隆起高さを、前記接点配置室の直径に対し、５％〜６．２５％、オーバーレイシート厚みに対しては２１３％〜２６６％に設定したことを特徴としている。
【００１７】
この構成によると、エンボス部の碗状部分の反転を確実なものとすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、碗状をなすエンボス部を指で押したとき、ある時点でエンボス部の碗状部分が反転し、ディスク押さえシートを力強く深く押し込むから、ディスクは単にその碗状部分が反転する圧力を与えられるだけでなく、それ以上に深く押されることになり、クリック感と接点同士の接触が同時に、確実に得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明に係るメンブレンスイッチの実施形態の一つを図１および図２に基づき説明する。図１はメンブレンスイッチの模式的垂直断面図、図２は図１のメンブレンスイッチの押圧時動作を説明する模式的垂直断面図である。
【００２０】
メンブレンスイッチ１は、単層あるいは複層の合成樹脂製シートを複数枚重ねて構成される。メンブレンスイッチ１は、スイッチ本体２を基本構成とする。スイッチ本体２には、内部に円柱状の接点配置室１４が形成されている。接点配置室１４の床面であって、接点配置室１４と同心軸上に第１接点１２が配置されるとともに、接点配置室１４の天井面であって、第１接点１２と対向する位置に第２接点１６が配置されている。スイッチ本体２の具体的な構成として、一番下に来るのはベースシート１０である。ベースシート１０の上に重ねられているのは第１接点シート１１である。第１接点シート１１の片面、ここではベースシート１０の方向と反対の方向を向く面（上面）には、第１接点１２と、第１接点１２に接続する配線部（図示せず）が形成されている。第１接点シート１１の上には第１スペーサシート１３が重ねられている。第１スペーサシート１３に接点配置室１４が形成されている。第１接点１２は、接点配置室１４の床面であって、接点配置室１４と同心軸上の位置、すなわち、接点配置室１４の床面中央に位置する。
【００２１】
第１スペーサシート１３の上には第２接点シート１５が重ねられている。第２接点シート１５の片面、ここではベースシート１０の方向を向く面（下面）には、第２接点１６と、第２接点１６に接続する配線部（図示せず）が形成されている。第２接点１６は接点配置室１４の天井面であって、接点配置室１４と同心軸上の位置、すなわち接点配置室１４の天井面中央に位置するものであり、接点配置室１４の空間を通じて第１接点１２に正面から向き合っている。第１スペーサシート１３の厚みのため、第１接点１２と第２接点１６は所定の間隔を置いて対峙している。
【００２２】
第２接点シート１５の上には第２スペーサシート１７が重ねられている。第２スペーサシート１７には、積層方向から見て接点配置室１４と同心軸上にディスク配置室１８が形成されている。ディスク配置室１８は接点配置室１４よりも大直径であり、その中に碗状のディスク１９が、凹面側をベースシート１０の方向に向けて配置されている。ディスク１９は形状復元力を有し、上から圧力を加えると碗状部分を反転するが、圧力を解除すれば元の碗状に復元するものである。ディスク１９は碗状部分の反転により指先からの圧力を確実に第２接点シート１５に伝え、また指先にクリック感を与える役割を果たす。ディスク１９は金属製であることが多いが、他の材料、例えば合成樹脂製であっても構わない。
【００２３】
第２スペーサシート１７の上にはディスク押さえシート２０が重ねられている。ディスク押さえシート２０の上にはメンブレンスイッチ１の最上層をなすオーバーレイシート２１が重ねられている。
【００２４】
オーバーレイシート２１には押すべき箇所を示す目印が形成されている。目印の形成には、通常、押釦の領域を枠で囲んだり、色違いにしたり、あるいは単に文字のみを表示するといった手法が用いられる。
【００２５】
ベースシート１０と第１接点シート１１は接着シート２２で接着され、第１接点シート１１と第１スペーサシート１３は接着シート２３で接着され、第１スペーサシート１３と第２接点シート１５は接着シート２４で接着され、第２接点シート１５と第２スペーサシート１７は接着シート２５で接着され、第２スペーサシート１７とディスク押さえシート２０は接着シート２６で接着され、ディスク押さえシート２０とオーバーレイシート２１は接着シート２７で接着されている。ディスク１９はディスク配置室１８に閉じ込められるだけであり、周囲のシートに接着されない。
【００２６】
本実施形態の構成において、メンブレンスイッチ１の補強のためにベースシート１０を一番下に設けたが、他の構成部材が十分な強度を有していればベースシート１０は設けなくてもよい。また、ここでは第１接点シート１１と第２接点シート１５との間にスペーサとして第１スペーサシートを設けた構成としたが、スペーサは第１接点シート１１または第２接点シート１５の一部として構成してもよい。要は、積層方向から見て第１接点１２と第２接点１６と同心円をなす円柱状の接点配置室１４が形成されている構成であればよい。同様に、ここでは、第２接点シート１５とディスク押さえシート２０との間に第２スペーサシート１７を設けた構成としたが、第２スペーサシート１７の代わりに、第２接点シート１５またはディスク押さえシート２０の一部を突出させて、内部にディスク１９を配置できる大きさのディスク配置室１８を形成した構成としてもよい。さらに、ここでは各シート間は接着シートを介して接着する構成としたが、一般に使用されている接着剤で接着してもよい。
【００２７】
本発明に係るメンブレンスイッチ１は、オーバーレイシート２１に、碗状をなすとともに、碗状の凹面がディスク押さえシート２０側に向いたエンボス部３０が、接点配置室１４と同心軸上に形成されている。エンボス部３０の椀状部分は球面の一部であって、積層方向からは円形に見える。接点配置室１４の直径が８mmの場合、エンボス部３０の直径Ｄ１は、接点配置室１４の直径に対し、７５％〜１００％の範囲である６mmから８mmの範囲に設定されている。接点配置室１４の直径が８mm、オーバーレイシートの厚みが１８８μmの場合、オーバーレイシート２１の表面からのエンボス部３０の最大隆起高さＨは、接点配置室１４の直径に対し、５％〜６．２５％、オーバーレイシート厚みに対しては２１３％〜２６６％の範囲である０．４mm〜０．５mmに設定されている。最大隆起高さＨは、０．４５mmに設定されていることが好ましい。
【００２８】
メンブレンスイッチ１を操作するときは、エンボス部３０に指先をあてがい、指に力を込めてエンボス部３０を押し込む。するとエンボス部３０は椀状部分が凹むように変形する。フラットなオーバーレイシートと異なり、張力による押し返し力はあまり発生しない。逆に、あるところまでエンボス部３０が変形すると、図２に示すように碗状部分が反転し、クリック感が生じる。この反転力により、指の力以上の力がディスク押さえシート２０に加わり、また押し込みストロークも増幅されて、ディスク押さえシート２０は力強く深く押し込まれる。その結果、ディスク１９は単に椀状部分が反転する圧力を与えられるだけでなく、それ以上に深く押されることになり、第２接点シート１５の第２接点１６は確実に第１接点シート１１の第１接点１２に接触する。
【００２９】
表１にエンボス部の直径を様々に変化させてメンブレンスイッチの挙動を調べた実験結果を示す。表中「合格率」とあるのはクリック感が生じると同時に接点同士の接触が生じれば「合格」とし、その率を示したもの、「平均操作力」とあるのは圧力ゲージでエンボス部に力を加えて行き、クリックが発生する時点の力を「操作力」としてその平均をとったものである。「クリック感」はエンボス部及びディスクの碗状部分が反転してクリック感が生じるときの指先の感触を表現したものである。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
エンボス部の直径が６mmのときは、試験回数７回中７回とも「合格」であり、合格率は
１００％であった。７回の平均操作力は３．８８Ｎであった。操作力が高すぎ、クリック感は「不良」であった。
【００３２】
エンボス部の直径が７mmのときは、試験回数９回中９回とも「合格」であり、合格率は
１００％であった。９回の平均操作力は３．５３Ｎであった。クリック感は「良好」であった。
【００３３】
エンボス部の直径が８mmのときは、試験回数５回中４回が「合格」で、合格率は８０％
であった。５回の平均操作力は３．２５Ｎであった。クリック感は「良好」であった。
【００３４】
エンボス部の直径が９mmのときは、試験回数６回中４回が「合格」で、合格率は６７％
であった。６回の平均操作力は３．２１Ｎであった。クリック感は「許容可能」であった。
【００３５】
エンボス部の直径が１０mmのときは、試験回数３回中１回が「合格」で、合格率は３３
％であった。３回の平均操作力は３．１４Ｎであった。クリック感は「不良」であった。
【００３６】
エンボス部を設けないときは、試験回数１４回中「合格」はゼロであり、合格率は０％であった。１４回の平均操作力は２．９５Ｎであった。クリック感は評価できなかった。
【００３７】
上記の結果より、エンボス部の直径を接点配置室の直径に対し、８７．５％〜１００％の範囲となる７mmから８mmとすれば、良好なクリック感を得ることができるものである。
またエンボス部の直径を接点配置室の直径に対し、７５％〜８７．５％の範囲となる６mm
から７mmとすれば、クリック感を確実に接点の接触に結びつけることができるものである
。
【００３８】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明はメンブレンスイッチに広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るメンブレンスイッチの模式的垂直断面図
【図２】図１のメンブレンスイッチの押圧時動作を説明する模式的垂直断面図
【図３】従来のメンブレンスイッチの構造例を示す模式的垂直断面図
【図４】図３のメンブレンスイッチの押圧時動作を説明する模式的垂直断面図
【符号の説明】
【００４１】
１    メンブレンスイッチ
２    スイッチ本体
１０  ベースシート
１１  第１接点シート
１２  第１接点
１３  第１スペーサシート
１４  接点配置室
１５  第２接点シート
１６  第２接点
１７  第２スペーサシート
１８  ディスク配置室
１９  ディスク
２０  ディスク押さえシート
２１  オーバーレイシート
３０  エンボス部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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