(57)【要約】【課題】本発明の目的は、導電フィルムまたは導電部に、ユーザがキートップが押し下げられる際に曲げ弾性変形する屈曲部を設けることで、ユーザがキートップの往復動を繰り返しても、タッチセンサの機能が低下せず信頼性を確保できるスイッチを実現することにある。【解決手段】本発明は、タッチセンサとプッシュ式スイッチエレメントとを備え、前記タッチセンサは自身の押圧部への物体の接近または接触を検知し、前記プッシュ式スイッチエレメントは自身のキートップ部の押圧状態に応じた接続状態をとるスイッチにおいて、前記タッチセンサは、前記押圧部付近に導電パターンが形成された導電フィルムを有し、前記導電パターンに物体が接近または接触したときに前記導電パターンに生じる電気的特性の変化により物体の接近または接触を検知し、前記導電フィルムは、前記押圧部近傍に弾性変形が可能な屈曲部が形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
2011150964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチセンサとプッシュ式スイッチエレメントとを備え、前記タッチセンサは自身の押圧部への物体の接近または接触を検知し、前記プッシュ式スイッチエレメントは自身のキートップ部の押圧状態に応じた接続状態をとるスイッチにおいて、
前記タッチセンサは、前記押圧部付近に導電パターンが形成された導電フィルムを有し、前記導電パターンに物体が接近または接触したときに前記導電パターンに生じる電気的特性の変化により物体の接近または接触を検知し、
前記導電フィルムは、前記押圧部近傍に弾性変形が可能な屈曲部が形成されていることを特徴とするスイッチ。
【請求項２】
絶縁性を有する表面シートが、前記導電フィルムの一部または全部を覆うように配置されることを特徴とする請求項１記載のスイッチ。
【請求項３】
前記表面シートは、前記押圧部と対面する部分に凸状のドームが形成されることを特徴とする請求項２記載のスイッチ。
【請求項４】
前記押圧部は、前記キートップの上部対面部の外周に沿って、一端を残して切り込みが入れられ、この一端が片持ち支持端となり前記屈曲部を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスイッチ。
【請求項５】
前記押圧部は、中心付近から周辺部に向かって放射状に切り込みが入れられ、前記周辺部の切り込みの末端間が片持ち支持端となり前記屈曲部を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスイッチ。
【請求項６】
前記押圧部は、前記導電パターンの外周に位置する導電フィルムに、一端を残して切り込みを入れて形成され、この一端が片持ち支持端かつ前記屈曲部となることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスイッチ。
【請求項７】
前記押圧部は、その外周の一部または全部に渡り、弾性を有する弾性部材により前記導電フィルムと接合され、前記弾性部材が前記屈曲部を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチセンサを備えたスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
フィールド機器等を制御するコントローラの操作部等に用いられるスイッチは、タッチセンサとプッシュ式スイッチエレメントとを備えた装置で、タッチセンサが自身の押圧部への物体の接近または接触を検知し、プッシュ式スイッチエレメントがキートップ部の押圧状態に応じたＯＮ/ＯＦＦ状態を検知する。
【０００３】
このような従来のスイッチの例を、図面を用いて詳細に説明する。
図６は、従来のスイッチの構成例を示した図である。図６において、プリント基板１は、往復動を行うキートップ１１を備えたスイッチエレメント１２と、スイッチコネクタ１３と、スペーサ孔１４と、導電フィルムコネクタ１５と、タッチセンサＩＣ１６と、タッチセンサコネクタ１７が実装されている。スイッチエレメント１２は、可動部を備えた押しボタンスイッチ等で、可動部が押圧され一定の位置に達するとＯＮ状態となる。スイッチコネクタ１３とタッチセンサコネクタ１７は、図示しない制御部に接続されている。
スイッチエレメント１２とスイッチコネクタ１３との間と、導電フィルムコネクタ１５とタッチセンサＩＣ１６との間と、タッチセンサＩＣ１６とタッチセンサコネクタ１７との間は、導電性を有する部材によって配線されている。
【０００４】
ブラケット２は、プリント基板１の上方に設けられ、キートップ１１の往復動のガイドとなる貫通孔２１を有し、下面にはスペーサ２２が取り付けられている。このスペーサ２２はプリント基板１のスペーサ孔１４に嵌合され、ブラケット２とプリント基板１との間の一定距離を確保する。
【０００５】
導電フィルム３は、ブラケット２の上面に設けられ、弾性を有するプラスチック等で平板状に形成され、金属や導電性プラスチック等で形成された導電部３１と、プリント基板１の導電フィルムコネクタ１５と接続される端子部３２を備えている。導電部３１と端子部３２は導電性を有する部材によって配線されている。
導電部３１と、端子部３２および導電フィルムコネクタ１５を介して接続されたタッチセンサＩＣ１６とにより、導電部３１への物体の接近または接続を検知しその状態を出力するタッチセンサを形成する。ここでは、導電部３１がタッチセンサの押圧部となる。
【０００６】
ベゼル４は、下面部が開口した箱状に形成され、プリント基板１、ブラケット２、導電フィルム３の全体を取り囲むよう配置される。ベゼル４には、導電部３１に対面する位置に開口部４１を有している。
【０００７】
このような、スイッチの動作例を、図面を用いて説明する。
図６において、ユーザの指等がベゼル４の開口部４１を通して導電部３１に触れると、導電部３１やそれに接続された配線等の静電容量が変化し、タッチセンサＩＣ１６がこの変化を検出し、ユーザの指等が導電部３１に接触または接近を知らせる信号が、タッチセンサコネクタ１７を通じて図示しない制御部に出力される。制御部は、この出力に基づいて該当する処理を行う。
【０００８】
ユーザがベゼル４の導電部３１を、押し下げると、導電部３１はキートップ１１と接した状態で、スイッチエレメント１２の可動部とともに押し下げられる。そして可動部が一定の位置に達するとＯＮ状態と判断され、この情報がスイッチコネクタ１３を通じて図示しない制御部に伝達され、該当する処理が行われる。
【０００９】
特許文献１には、このようなタッチセンサを備えたスイッチの構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２７００２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながらこのようなスイッチでは、ユーザがキートップ１１を押し下げる際に、平板状の導電フィルム３または導電部３１をブラケット２の貫通孔２１に押し込むことになる。したがって、導電フィルム３または導電部３１は、屈曲および伸張変形させられ、または、貫通孔２１の縁と接触による摩擦を受ける。導電フィルム３または導電部３１には、弾性変形しやすい素材を用いてはいるが、屈曲および伸張変形の回数が多くなり、また貫通孔２１の縁との摩擦を繰り返すと、疲労により導電フィルム３または導電部３１の破損等が起き、スイッチの機能も低下して信頼性が損なわれるという課題があった。
【００１２】
そこで本発明の目的は、導電フィルムまたは導電部に、ユーザがキートップを押し下げる際に曲げ弾性変形する屈曲部を設けることで、ユーザがキートップの往復動を繰り返しても、タッチセンサの機能が低下せず信頼性を確保できるスイッチを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
タッチセンサとプッシュ式スイッチエレメントとを備え、前記タッチセンサは自身の押圧部への物体の接近または接触を検知し、前記プッシュ式スイッチエレメントは自身のキートップ部の押圧状態に応じた接続状態をとるスイッチにおいて、
前記タッチセンサは、前記押圧部付近に導電パターンが形成された導電フィルムを有し、前記導電パターンに物体が接近または接触したときに前記導電パターンに生じる電気的特性の変化により物体の接近または接触を検知し、
前記導電フィルムは、前記押圧部近傍に弾性変形が可能な屈曲部が形成されていることを特徴とするスイッチ。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明であって、
絶縁性を有する表面シートが、前記導電フィルムの一部または全部を覆うように配置されることを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明であって、
前記表面シートは、前記押圧部と対面する部分に凸状のドームが形成されることを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明であって、
前記押圧部は、前記キートップの上部対面部の外周に沿って、一端を残して切り込みが入れられ、この一端が片持ち支持端となり前記屈曲部を形成することを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明であって、
前記押圧部は、中心付近から周辺部に向かって放射状に切り込みが入れられ、前記周辺部の切り込みの末端間が片持ち支持端となり前記屈曲部を形成することを特徴とする。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明であって、
前記押圧部は、前記導電パターンの外周に位置する導電フィルムに、一端を残して切り込みを入れて形成され、この一端が片持ち支持端かつ前記屈曲部となることを特徴とする。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明であって、
前記押圧部は、その外周の一部または全部に渡り、弾性を有する弾性部材により前記導電フィルムと接合され、前記弾性部材が前記屈曲部を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、導電フィルムまたは導電部に、キートップの上部対面部の外周に沿って、一端を残して切込みを入れ、この一端が片持ち支持端となり屈曲部を形成する。そして、キートップの押下の際には、この屈曲部が曲げ弾性変形して、導電部のうち、切り込みで囲まれた部分がキートップの往復動とともに円滑に移動するので、導電フィルムまたは導電部の屈曲部以外の部分には応力が発生しにくくなる。このためキートップの往復動を繰り返しても導電フィルムまたは導電部の破損等起きにくいスイッチを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例の構成を示した分解斜視図である。
【図２】図１のスイッチの完成斜視図である。
【図３】図２に示されるスイッチにおいて、Ａ−Ａ’部分での縦断面図である。
【図４】図１のスイッチエレメントおよび導電部付近を抽出した上面図および縦断面図である。
【図５】本発明の他の実施例の構成を示した図である。
【図６】従来のスイッチの構成例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の構成を示した図である。図４は、スイッチエレメントおよび導電部付近の上面図および縦断面図である。
ここで、図６と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。
図１において、導電フィルム５は、ブラケット２の上面に設けられ、弾性を有するプラスチック等で形成され、導電部５１と、プリント基板１の導電フィルムコネクタ１５と接続される端子部５２を備えている。導電部５１には、キートップ１１の上部対面部の外周に沿って、一端を残して切り込み５３が入れられ、この一端が片持ち支持端となり屈曲部５４を形成している。
導電部５１と端子部５２は導電性を有する部材によって配線されている。
【００２３】
表面シート６は、導電フィルム５の上面に設けられる。表面シート６の、導電部５１に対応する位置には、エンボス加工により凸状のドーム部６１が形成される。
【００２４】
ここで、ドーム部６１と、導電部５１と、端子部５２および導電フィルムコネクタ１５を介して接続されたタッチセンサＩＣ１６と、により、ドーム部６１への物体の接近または接続を検知しその状態を出力するタッチセンサを形成する。ドーム部は、タッチセンサの押圧部６１となる。
【００２５】
図１のスイッチの組み立てを完成したものが、図２および図３に示されている。図２は、図１のスイッチの組み立て完成図、図３は、図２に示されるＡ−Ａ’部分における縦断面図である。
【００２６】
このようなスイッチの動作例を、図１を用いて説明する。
図１において、ユーザの指等が表面シート６のドーム部６１に触れると、導電部５１やそれに接続された配線等の静電容量等が変化し、タッチセンサＩＣ１６がこの変化を検出し、ユーザの指等が導電部５１に接触したという信号が、タッチセンサコネクタ１７を通じて図示しない制御部に伝達され、必要な処理が行われる。
【００２７】
ドーム部６１がさらに押し下げられると、導電部５１とキートップ１１と共にスイッチエレメント１２の可動部が押し下げられる。この際に、屈曲部５４が片持ち支持端となり、導電フィルム５の屈曲部５４には曲げが発生するが、この屈曲部５４が曲げ弾性変形して、導電部５１のうち切り込み５３で囲まれた部分がキートップ１１の往復動とともに円滑に移動する。このため、屈曲部５４以外の部分については、伸張変形したり、貫通孔２１の縁との摩擦で磨耗したりすることが少なくなる。
【００２８】
図４の（ａ）および（ｂ）はスイッチエレメント１２と導電部５１付近のそれぞれ上面図および縦断面図である。図４において、導電部５１に屈曲部５４が形成され、この屈曲部５４が片持ち支持端となり曲げ変形が加えられる様子が示されている。
【００２９】
スイッチエレメント１２の可動部が一定の位置に達するとＯＮ状態と判断され、この情報がスイッチコネクタ１３を通じて図示しない制御部に伝達され、該当する処理が行われる。
【００３０】
このように、導電部５１に、キートップ１１の上部対面部の外周に沿って、一端を残して切込みを入れ、この一端が片持ち支持端となり屈曲部５４を形成する。そして、キートップの押下の際には、この屈曲部５４が曲げ弾性変形して、導電部５１のうち切り込み５３で囲まれた部分がキートップ１１の往復動とともに円滑に移動するので、導電部５１の屈曲部５４以外の部分には応力が発生しにくくなる。このためキートップ１１の往復動を繰り返しても導電フィルム５または導電部５１の破損等起きにくい、信頼性を向上させたスイッチを実現することができる。
【００３１】
なお、導電部５１の一端を残して切り込みが入れられ、この一端が片持ち支持端となって屈曲部５４が形成される構成を示したが、これに限定されるものではなく、切り込みは、図５に示すように、導電フィルム７の一端を残して、導電部７１を囲むように切り込み７２を入れて、この一端が片持ち支持端である屈曲部７３を形成される構成でもよい。
また、導電部の中心付近から周辺部に向かって放射状に切り込みが入れられ、前記周辺部の切り込みの末端間が片持ち支持端となり屈曲部を形成してもよい。
導電部が、その外周の一部または全部に渡り、弾性を有する例えばラバーなどの弾性部材により導電フィルムと接合され、この弾性部材が前記屈曲部を形成してもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１２  スイッチエレメント
１５  導電フィルムコネクタ
１６  タッチセンサＩＣ
１７  タッチセンサコネクタ
５  導電フィルム
５１、７１  導電部
５３、７２  切り込み
５４、７３  屈曲部
６  表面シート
６１  ドーム部、押圧部
【図１】
2011150964.tif 000003
【図２】
2011150964.tif 000004
【図３】
2011150964.tif 000005
【図４】
2011150964.tif 000006
【図５】
2011150964.tif 000007
【図６】
2011150964.tif 000008