(57)【要約】【課題】  増設が容易で、かつ汎用性が高く、低コスト化を図ることのできるプッシュスイッチを提供する。【解決手段】  フレキシブルプリント配線板８に設けられた各接点１５Ａ，１５Ｂを、その各接点１５Ａ，１５Ｂの上方に設けられたスイッチノブ４を押圧操作することにより閉じるとともに、ドーム状に湾曲したメタルドーム１１の弾性力によって前記押圧操作されたスイッチノブ４を復帰移動させるプッシュスイッチであって、メタルドーム１１が各接点１５Ａ，１５Ｂに対向するようにフレキシブルプリント配線板８に取り付けられ、該フレキシブルプリント配線板８がスイッチノブ４に固定されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルプリント配線板に設けられた接点を、その接点の上方に設けられたスイッチノブを押圧操作することにより閉じるとともに、ドーム状に湾曲した薄膜状弾性板の弾性力によって前記押圧操作されたスイッチノブを復帰移動させるプッシュスイッチであって、
前記薄膜状弾性板が前記接点に対向するように前記フレキシブルプリント配線板に取り付けられ、該フレキシブルプリント配線板が前記スイッチノブに固定されていることを特徴とするプッシュスイッチ。
【請求項２】
前記フレキシブルプリント配線板に互いに電気的に導通することにより前記フレキシブルプリント配線板に形成された回路を閉じる少なくとも一対の前記接点が設けられ、前記薄膜状弾性板がそれらの各接点のそれぞれに接触して前記各接点を電気的に導通させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のプッシュスイッチ。
【請求項３】
前記スイッチノブが取り付けられたスイッチケースを更に備え、そのスイッチケースの内部に、前記フレキシブルプリント配線板の配線を電気的に接続する接続部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のプッシュスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フレキシブルプリント配線板に設けられた接点を、スイッチノブを押圧して電気的に導通させ、かつそのスイッチノブの上下動をドーム状の薄膜状弾性板によっておこなわせるように構成したプッシュスイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プッシュスイッチは、一般的に、いわゆるスイッチングを行うスイッチノブや前記スイッチノブが収納されるスイッチケース（本体）等から構成される。このスイッチケースの内部には、スイッチノブの動作に基づいてオン・オフする接点（回路）や、基板、イルミネーション等が収納されている。このような構造のプッシュスイッチの一例が特許文献１に記載されている。
【０００３】
上記の公報に記載されたプッシュスイッチでは、いわゆるメンブレンスイッチであって、メンブレンシートに、互いに対向する接点を設け、そのメンブレンシートを押圧した場合に、所定ストロークした時点でメンブレンシートの押圧部分が反転し、その結果、接点をメンブレンシートの弾性力で押圧して接触させるとともに、スイッチ操作の節度感を生じさせるように構成されている。このメンブレンシートと同様の機能を奏する部材としてメタルドームと称される弾性部材が知られており、これを用いたスイッチも知られている。
【０００４】
このメタルドームは、要はドーム状に湾曲させた薄膜状の金属片であり、中央の突出部を押圧することにより、所定量変形した後は、形状が反転し、その結果、上記のメンブレンシートと同様の節度感を生じさせるものである。そのメタルドームを用いたスイッチは、例えばフレキシブルプリント配線板に設けた接点の上側にそのメタルドームを取り付け、そのフレキシブルプリント配線板を所定のスイッチケースに収容するとともに、メタルドームをスイッチノブの下側に配置し、スイッチノブを押圧し、またその押圧を解放することにより、スイッチのオン・オフをおこなうように構成されている。
【特許文献１】特開２００４−０１４３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のフレキシブルプリント配線板は、配索が容易であり、スペースもとらないなどの利点があり、各種の分野で、また多様な製品に用いられるようになってきている。しかしながら、フレキシブルプリント配線板は、回路を造り込んだものであるから、製品ごとに設計し、製造しているのが通常であって、汎用性に欠け、コストが高くなりやすい。これは、上述したプッシュスイッチとして構成した場合も同様であり、従来では、フレキシブルプリント配線板に接点（回路）を設け、その接点に対応させてメタルドームをフレキシブルプリント配線板に固定し、これをスイッチノブを有するスイッチケースに固定している。
【０００６】
そのために、スイッチの位置や数などが異なる製品には、他の製品用に製造してあるフレキシブルプリント配線板もしくはプッシュスイッチを転用することができない。また、敢えて転用可能とするために、接点（回路）およびメタルドームを、スイッチ数の最も多い製品に合わせて設けておき、スイッチ数の少ない製品に対しては、過剰部分もしくは不要部分を残して使用することが考えられる。しかしながら、余分にメタルドームの付いた接点を設けておくとすれば、不必要な部品を製造することとなる。また、ユニットの増設など、スイッチの数に応じて接点およびメタルドームが必要となる場合もあり、フレキシブルプリント配線板に設けられた接点およびメタルドームを付け捨てすることになる。そのため、部品が無駄になる。
【０００７】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、増設が容易で、かつ汎用性が高く、低コスト化を図ることのできるプッシュスイッチを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、フレキシブルプリント配線板に設けられた接点を、その接点の上方に設けられたスイッチノブを押圧操作することにより閉じるとともに、ドーム状に湾曲した薄膜状弾性板の弾性力によって前記押圧操作されたスイッチノブを復帰移動させるプッシュスイッチであって、前記薄膜状弾性板が前記接点に対向するように前記フレキシブルプリント配線板に取り付けられ、該フレキシブルプリント配線板が前記スイッチノブに固定されていることを特徴とするプッシュスイッチである。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記フレキシブルプリント配線板に互いに電気的に導通することにより前記フレキシブルプリント配線板に形成された回路を閉じる少なくとも一対の前記接点が設けられ、前記薄膜状弾性板がそれらの各接点のそれぞれに接触して前記各接点を電気的に導通させるように構成されていることを特徴とするプッシュスイッチである。
【００１０】
さらに、請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記スイッチノブが取り付けられたスイッチケースを更に備え、そのスイッチケースの内部に、前記フレキシブルプリント配線板の配線を電気的に接続する接続部が設けられていることを特徴とするプッシュスイッチである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、薄膜状弾性板が、フレキシブルプリント配線板に設けられた接点に対向するようにフレキシブルプリント配線板に取り付けられ、該フレキシブルプリント配線板がスイッチノブに固定され、その状態でスイッチノブを押圧操作すると、薄膜状弾性板が接点側に移動するとともに、ドーム形状を押しつぶすように荷重を受けて変形し、その結果、接点が閉じられる。そのフレキシブルプリント配線板を他のスイッチ装置もしくはユニットに転用してプッシュスイッチに組み込む場合、フレキシブルプリント配線板には接点や薄膜状弾性板などが取り付けられており、そのフレキシブルプリント配線板がスイッチノブに固定されているので、スイッチの有無に関わらず、本体側の回路に対する接点や薄膜状弾性板などの部品の取り付けが不要となる。そのため、部品が無駄になることがなく、他のスイッチ装置やユニットに転用できて汎用性が高まるから、同一構成のものを多量に生産することが可能になり、ユニットの増設も容易となってコストの低廉化を図ることができる。
【００１２】
また、請求項２の発明によれば、フレキシブルプリント配線板に設けられた少なくとも一対の接点が押圧操作されて変形した薄膜状弾性板によって導通させられるから、各接点を導通させるための可動部材として、薄膜状弾性板に加えて他の部材を設ける必要がなく、その結果、全体としての構成を簡素化し、この点でもコストの低廉化を図ることができる。
【００１３】
さらに、請求項３の発明によれば、スイッチケースの内部に設けられた接続部が、スイッチノブに固定されたフレキシブルプリント配線板の配線を電気的に接続するので、スイッチの位置や数などが異なる製品であっても、他の製品用に製造してあるフレキシブルプリント配線板もしくはプッシュスイッチを転用することができ、上記の請求項１の発明と同様に、組み付け性や汎用性を向上させて低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施した最良の形態について説明する。図１において、スイッチケース１の意匠面を形成している上板部２に、開口部３が設けられている。その開口部３は、図１に示すように上板部２に繋がる円筒部として構成されており、ここにスイッチノブ４が挿入されている。したがって、上記の円筒部がスイッチノブ４に対するガイドとなっている。
【００１５】
このスイッチノブ４の内面（内壁面）には、所定の孔５Ａを有する保持部材５が形成されており、その保持部材５の上面とスイッチノブ４の下面（裏面）との間の間隔（幅）Ｈは所定の大きさに設定されている。保持部材５とスイッチノブ４との間に形成される空隙部６には発光体（ＬＥＤ）７が設けられており、そのＬＥＤ７がフレキシブルプリント配線板８の先端に固定されている。そのフレキシブルプリント配線板８の一端は、孔５Ａに挿入されており、ＬＥＤ７の重さなどに起因して孔５Ａ付近で撓んでいる。この状態でスイッチノブ４を押圧操作すると、フレキシブルプリント配線板８が保持部材５に接触するので、ＬＥＤ７が間接的に保持部材５によって保持されることになる。そのため、間隔Ｈを所定の大きさに設定することにより、ＬＥＤ７の位置を調整（チューニング）することができる。一方、フレキシブルプリント配線板８の他端には、コネクタ９Ａが設けられ、またフレキシブルプリント配線板８とは別に配置された配線板１０にもコネクタ９Ｂが設けられている。これらの各コネクタ９Ａ，９Ｂはスイッチケース１の内部で連結されており、本発明の接続部に相当する。なお、前記配線板１０は、いわゆるリジット基板であってもフレキシブルプリント配線板であってもよい。
【００１６】
また、孔５Ａに通されていないフレキシブルプリント配線板８の中央部（スイッチノブ４の下側の部分）８Ａには、本発明の薄膜状弾性板に相当するメタルドーム１１が取り付けられている。このメタルドーム１１は、その名称が示すように、中央部が盛り上がったドーム形状をなす薄板状の部材であって、金属や導電性膜を設けた合成樹脂、あるいは金属と合成樹脂との複合材、さらには導電性無機材料などからなるものである。なお、フレキシブルプリント配線板８の中央部８Ａに対するメタルドーム１１の取り付けは、接着剤や両面テープなどの適宜の手段によっておこなうことができる。さらに、メタルドーム１１は、その凸となるいわゆる背面の中央部で、スイッチケース１の内部（下部）に取り付けられた突起部１２に接触している。したがって、メタルドーム１１の外周端部は、スイッチノブ４に向けて（図１での上方向に）延びている。
【００１７】
上記フレキシブルプリント配線板８および配線板１０は、スイッチケース１の内部に配置されており、その一方の面にそれぞれ回路１４Ａ，１４Ｂが形成されている。また、図２に示すように、フレキシブルプリント配線板８の回路１４Ａの途中には、互いに電気的に導通することにより回路１４Ａを閉じる少なくとも一対の接点１５Ａ，１５Ｂが設けられている。そして、その接点１５Ａ，１５Ｂが、前記メタルドーム１１に対向する位置に配置されている。より具体的には、各接点１５Ａ，１５Ｂは、メタルドーム１１の幅より狭い間隔を空けて配置され、かつメタルドーム１１の中央部に対向するように配置されている。また、各コネクタ９Ａ，９Ｂ同士が連結しており、回路１４Ａと回路１４Ｂとが電気的に接続され、それぞれスイッチケース１の内部に配置されている。
【００１８】
ここで、上記のメタルドーム１１の特性について説明すると、図３は、メタルドーム１１の外周端部を平面上に接触させて配置し、その状態で凸となって背面の中央部を押圧した場合の押圧力ＦとストロークＸとの関係を示しており、押圧力Ｆが次第に増大すると、メタルドーム１１が次第に変形し、これがストロークＸとして現れている。押圧力Ｆの増大に伴ってメタルドーム１１の変形が進行し、その変形量が図３にＰ点で示す量（ストローク量）に達すると、メタルドーム１１がそれ自体の内部に生じている平面応力によって反転するように変形する。そのために、ストロークＸに対する押圧力Ｆが低下する。メタルドーム１１のいわゆる反転変形によってその中央部側の所定箇所が、メタルドーム１１を置いてある平面に接触すると、図３にＱ点で示してあるように、それ以上の反転変形が阻止され、例えばそれ以上に変形させるためには、押圧力Ｆを増大させることになる。したがって、このメタルドーム１１によれば、点Ｐから点Ｑの間で、押圧力Ｆが一時的に低下するので、これが押圧操作の節度感として感じ取られることになる。
【００１９】
図１に示すプッシュスイッチを製造もしくは組み立てる場合、前記回路１４Ａ、各接点１５Ａ，１５Ｂ、およびＬＥＤ７は、通常のフレキシブルプリント配線板８の製法に従ってフレキシブルプリント配線板８上に形成し、同様の製法に従って前記配線板１０にも回路１４Ｂを形成しておく。そして、フレキシブルプリント配線板８の一端にＬＥＤ７を取り付けて、その他端にコネクタ９Ａを取り付ける。その後、前記ＬＥＤ７とメタルドーム１１とを電気的に接続し、フレキシブルプリント配線板８をスイッチノブ４に固定する。より具体的には、ＬＥＤ７とフレキシブルプリント配線板８の一端とを孔５Ａに挿入してスイッチノブ４の内部（空隙部６）に保持し、その孔５Ａから垂れ下がったフレキシブルプリント配線板８の中央部８Ａを保持部材５の下面に沿うように配置し、フレキシブルプリント配線板８とスイッチノブ４とを接着剤などで固定する。一方、メタルドーム１１は、その中央部８Ａに取り付けて、スイッチケース１の内部における突起部１２の先端側に配置しておき、前記コネクタ９Ａと、配線板１０に予め設けられたコネクタ９Ｂとを連結させて、回路１４Ａ，１４Ｂ同士を接続する。そして、スイッチノブ４を前記上板部２に形成された開口部３に嵌め込み、さらにその上板部２をスイッチケース１の本体部分（図示せず）に取り付ける。あるいは本体部分に予め取り付けられている上板部２の開口部３に、メタルドーム１１を取り付けてあるスイッチノブ４を嵌め込む。
【００２０】
したがって、このような製造もしくは組み立ての過程で、フレキシブルプリント配線板１０には各接点１５Ａ，１５Ｂやメタルドーム１１などの部品が取り付けられ、そのフレキシブルプリント配線板８の一端がスイッチノブ４に固定されているので、スイッチの有無に関わらず、スイッチケース１の本体側の回路１４Ｂに対する各接点１５Ａ，１５Ｂやメタルドーム１１などの部品の取り付けが不要となる。そのため、部品が無駄になることがなく、他のスイッチ装置やユニットに転用できて汎用性が高まるから、同一構成のものを多量に生産することが可能になり、ユニットの増設も容易となってコストの低廉化を図ることができる。
【００２１】
また、各接点１５Ａ，１５Ｂおよびこれに繋がる回路１４Ａを使用しない場合には、前記上板部２における開口部３に、例えば適宜の飾り板（図示せず）を嵌め込んでその開口部３を密閉する。それ以外の場合には、各接点１５Ａ，１５Ｂやメタルドーム１１などの部品は前記配線板１０側に取り付けられずに、フレキシブルプリント配線板８の中央部８Ａに取り付けられる。したがって、使用することのない各接点１５Ａ，１５Ｂに対応してメタルドーム１１をスイッチケース１の内部に残置することはない。そのため、フレキシブルプリント配線板８を他のプッシュスイッチに転用して、各接点１５Ａ，１５Ｂを使用しなくなったとしても、メタルドーム１１を不必要にスイッチケース１の内部に取り残したり、メタルドーム１１などの部品を無駄にすることが回避される。言い換えれば、フレキシブルプリント配線板８の転用についてのコスト上の制約が少なくなって、フレキシブルプリント配線板８の転用あるいは汎用化が可能になり、ユニットの増設も容易になる。
【００２２】
図１に示すプッシュスイッチをオン・オフする操作およびその場合の動作は、従来のメタルドーム１１などの薄膜状弾性板を使用したプッシュスイッチと特に変わるところはない。すなわち、スイッチノブ４は、メタルドーム１１の弾性力によって保持部材５との間でフレキシブルプリント配線板８の中央部８Ａを挟み込むように（間接的に）図１の上側に押し上げられる。このとき、各接点１５Ａ，１５Ｂは電気的に非導通状態になっている。この状態からスイッチノブ４を押圧すると、メタルドーム１１に対してこれを変形させる荷重が作用し、その中央部が沈み込むように次第に変形する。それに伴ってメタルドーム１１による反力が次第に増大する。
【００２３】
そして、メタルドーム１１が所定量変形すると、それ自体の応力によって形状が反転する変形が生じ、スイッチノブ４の押圧力Ｆが一時的に低下する。このような変形によってメタルドーム１１が各接点１５Ａ，１５Ｂに接触し、しかもメタルドーム１１が金属などの導電性の素材によって構成されているので、各接点１５Ａ，１５Ｂが導通する。すなわち、スイッチのオン・オフ状態に切り替わる。
【００２４】
メタルドーム１１の上述したいわゆる反転変形は、形状が完全に反転するものではなく、図３に示すように、押圧力Ｆ（すなわち応力）が残った状態の変形である。したがって、スイッチノブ４に対してはメタルドーム１１がこれを押し戻す荷重が作用する。そのため、スイッチノブ４の押圧を解除すれば（スイッチノブ４から手を離せば）、スイッチノブ４（保持部材５）がメタルドーム１１の弾性力で間接的に押し上げられ、元の位置に復帰する。これと同時に、メタルドーム１１の形状も復帰するから、メタルドーム１１が各接点１５Ａ，１５Ｂから離れ、各接点１５Ａ，１５Ｂの電気的な導通が遮断され、回路１４Ａが開かれる。
【００２５】
上述したように、フレキシブルプリント配線板８にはＬＥＤ７が取り付けられ、そのＬＥＤ７がスイッチノブ４の内部に設けられるとともに、スイッチノブ４の内部にＬＥＤ７の位置を調整もしくは保持する保持部材５が形成されている。したがって、ＬＥＤ７の位置を変えることが可能となり、そのためＬＥＤ７から発する光の調整を行うことができる。その結果、光の照射が最適となるように設計することができる。
【００２６】
なお、上記具体例では、フレキシブルプリント配線板８の回路１４Ａの途中に一対の接点１５Ａ，１５Ｂが設けられているが、本発明はこの具体例に限定されない。例えば、本発明は、メタルドームが一方の接点を兼ねるように構成することもできる。フレキシブルプリント配線板８上に一方の接点を設けて、これと対向する位置に、フレキシブルプリント配線板８に取り付けて配置されているメタルドーム１１を、その接点が導通している電極とは反対の電極に導通してもよい。さらに、本発明では、前記一方の接点に対向し、かつその接点に接触させられる他の接点をメタルドームに設けた構成としてもよい。このように構成した場合には、メタルドームを、非導電性の材料によって構成することができる。そして、本発明における接点は、フレキシブルプリント配線板に組み込んだ互いに対向する一対の接点であってもよい。すなわち、フレキシブルプリント配線板にその厚さ方向で対向する一対の接点を設け、その各接点をスイッチノブの下側すなわちメタルドームの中央部と対向する位置となるようにフレキシブルプリント配線板をスイッチケースの内部に配置してもよい。さらに、上記具体例では、フレキシブルプリント配線板８と配線板１０との各回路１４Ａ，１４Ｂの接続には、各コネクタ９Ａ，９Ｂが用いられているが、本発明はこの具体例に限定されない。例えば、フレキシブルプリント配線板８と配線板１０とを接着剤を用いて接合したり、ピアッシング（一括圧接）や半田溶接を施して接合することにより、各回路１４Ａ，１４Ｂを接続してもよい。さらに、上記具体例では、フレキシブルプリント配線板８上にＬＥＤ７が形成されているが、本発明ではこの構成からＬＥＤをなくしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】図１のフレキシブルプリント配線板の一例を示す平面図である。
【図３】そのメタルドームの押圧力とストロークとの関係を示す線図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…スイッチケース、  ３…開口部、  ４…スイッチノブ、  ７…ＬＥＤ、  ８…フレキシブルプリント配線板、  ９Ａ，９Ｂ…コネクタ、  １１…メタルドーム、  １５Ａ，１５Ｂ…接点。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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