(57)【要約】【課題】従来の押圧スイッチの問題点を解決することができる押圧スイッチを提供する。【解決手段】メンブレンスイッチ７の接点７６に対向するボタン部４１を、造形性に優れた弾性材料で形成する。接点７６を閉じるためにボタン部４１を押圧したときに、ボタン部４１の撓みを制限しないように撓む印刷可能な可撓性シート１０を弾性体４のメンブレンスイッチ７に対向する面に接合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接点を有する押圧スイッチ本体と、
この押圧スイッチ本体に積層配置され、前記接点に対向する押圧部を有し、造形性に優れた透明な材料で形成された弾性体と、
この弾性体の前記押圧スイッチ本体に対向する面に接合され、前記接点が閉じる方向へ前記押圧部が押圧されたときに前記押圧部の撓みを制限しないように撓む印刷可能な可撓性シートと
を備えることを特徴とする押圧スイッチ。
【請求項２】
前記押圧部が凸状であることを特徴とする請求項１記載の押圧スイッチ。
【請求項３】
前記可撓性シートの前記スイッチ本体に対向する面に、前記押圧部に対向する押し子が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の押圧スイッチ。
【請求項４】
前記可撓性シートの前記押圧部の周辺部にほぼ対向する部分に、押圧力低減部が設けられていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の押圧スイッチ。
【請求項５】
前記押圧力低減部が切込みであることを特徴とする請求項４記載の押圧スイッチ。
【請求項６】
前記可撓性シートの前記押圧部の周辺部にほぼ対向する部分に、前記スイッチ本体側へ突出する複数のピン状のスペーサが配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の押圧スイッチ。
【請求項７】
前記造形性に優れた材料がウレタンアクリルであり、前記可撓性シートの材料がＰＥＴであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の押圧スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は押圧スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、押圧式の入力装置として特開２００５−３８８１２号公報に記載された押圧センサが知られている。
【０００３】
この押圧センサは複合シートとメンブレンシートとで構成されている。
【０００４】
複合シートはメンブレンシートに積層される。複合シートは弾性部材と補強部材とを有する。補強部材は弾性部材の裏面に接合され、弾性部材が押圧されたときに弾性部材が所定量以上に撓むのを規制する。
【０００５】
メンブレンシートは複数の接点を有する。
【０００６】
複合シートの一部を押圧すると、弾性部材の撓みが補強部材によって規制されるので、複合シートの変形範囲は押圧力の大きさに応じて連続的に変化する。したがって、この押圧センサでは押圧力の大きさに比例して閉じる接点の数を高精度に変化させることができる。
【特許文献１】特開２００５−３８８１２号公報（段落００２８〜００３２、００４３、図５参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の押圧センサでは、弾性部材の材料としてシリコーンゴムが採用されているので、この弾性部材に印刷を施すのが困難である。また、この弾性部材は軟らかすぎるので、造形性が悪く、例えば弾性部材の表面に一定の形の押圧部を形成しようとしても、目的の形状を得られないことがある。更に、操作時の感触も良くなかった。
【０００８】
また、上述の押圧センサでは、弾性部材が所定量以上撓むのを補強板で制限してるため、接点を閉じるのに要する押圧荷重が大きくなるという問題があった。
【０００９】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は従来の押圧スイッチの問題点を解決することができる押圧スイッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の課題を解決するため請求項１の発明の押圧スイッチは、接点を有する押圧スイッチ本体と、この押圧スイッチ本体に積層配置され、前記接点に対向する押圧部を有し、造形性に優れた透明な材料で形成された弾性体と、この弾性体の前記押圧スイッチ本体に対向する面に接合され、前記接点が閉じる方向へ前記押圧部が押圧されたときに前記押圧部の撓みを制限しないように撓む印刷可能な可撓性シートとを備えることを特徴とする。
【００１１】
上述のように、弾性体は造形性に優れた透明な材料で形成されているので、弾性体の形状を意図した通りの形状にするのが容易である。
【００１２】
また、造形性に優れた透明な材料で形成された弾性体には印刷可能な可撓性シートが接合されているので、可撓性シートに印刷を施せば、その印刷を弾性体を通じて見ることができる。
【００１３】
更に、弾性体は造形性に優れた材料で形成されているので、弾性体を押したときの感触が柔らかすぎることがなく、弾性体を押圧したときに良好な感触を得ることができる。
【００１４】
また、弾性体の押圧スイッチ本体に対向する面に押圧部の撓みを制限しないように撓む印刷可能な可撓性シートが接合されているので、上述のように印刷による装飾性を得ながらも押圧部の押圧荷重の増加を回避することができる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１記載の押圧スイッチにおいて、前記押圧部が凸状であることを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の押圧スイッチにおいて、前記可撓性シートの前記スイッチ本体に対向する面に、前記押圧部に対向する押し子が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１、２又は３記載の押圧スイッチにおいて、前記可撓性シートの前記押圧部の周辺部にほぼ対向する部分に、押圧力低減部が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項４記載の押圧スイッチにおいて、前記押圧力低減部が切込みであることを特徴とする。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか１項記載の押圧スイッチにおいて、前記可撓性シートの前記押圧部の周辺部にほぼ対向する部分に、前記スイッチ本体側へ突出する複数のピン状のスペーサが配置されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれか１項記載の押圧スイッチにおいて、前記造形性に優れた材料がウレタンアクリルであり、前記可撓性シートの材料がＰＥＴであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したようにこの発明によれば、可撓性シートに施された印刷によって弾性体の外観を良くすることができ、弾性体の造形性に優れ、操作時に押圧スイッチとして良好な感触を得ることができる。
【００２２】
また、印刷による装飾性を得ながらも接点を閉じるのに要する押圧荷重の増加を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１はこの発明の第１実施形態に係る押圧スイッチの断面図、図２は図１に示す押圧スイッチの分解斜視図、図３は図１に示す押し子シートとスペーサとを斜め下方から見たときの斜視図、図４は図１に示す押圧スイッチを押圧した状態を示す断面図である。
【００２５】
図１〜３に示すように、この押圧スイッチはシート３と弾性体４と押し子シート５と押圧スイッチ本体７とスペーサ９とを備える。
【００２６】
シート３は可撓性を有し、印刷可能なシートであり、透明である。シート３の材料としてＰＥＴ(polyethylene terephthalate)を用いている。
【００２７】
弾性体４はほぼシート状であり、複数のボタン部（押圧部）４１と連結部４２と縁部４３とを有する。複数のボタン部４１は縦横に並んでおり、それぞれ後述する押圧スイッチ本体７の接点７６に対向する。連結部４２は複数のボタン部４１を互いに連結している。連結部４２の厚さは押圧部４１の厚さよりも薄い。縁部４３は複数のボタン部４１を囲んでいる。縁部４３の厚さは連結部４２の厚さとほぼ同じである。複数のボタン部４１、連結部４２及び縁部４３は造形性に優れ、無色透明な弾性材料であるウレタンアクリルで一体に形成されている。この実施形態の場合、ボタン部４１の良好な感触を得るには、ボタン部４１の厚さを０．５ｍｍ以上、２ｍｍ以下に設定し、シート３の厚さを０．０２ｍｍ以上、０．２ｍｍ以下に設定したとき、ボタン４１の良好な感触が得られた。弾性体４の表面には、シボ加工やスピン仕上げ等の表面加工が施されている。
【００２８】
押し子シート５は１つのシート５１と複数の押し子５２とで構成されている。シート５１はシート３と同じ材料で形成され、透明である。シート５１は図示しない接着剤又は両面テープによってシート３の下面に貼着されている。押し子５２は半球状である。押し子５２はシート５１の下面に接合されている。押し子５２はボタン部４１よりも小さく、押し子５２のシート５１側の面の中心とボタン部４１のシート３側の面の中心とはほぼ一致している。押し子５２は透明なウレタンアクリルから形成されているが、このウレタンアクリルは弾性体４のウレタンアクリルと同等以上のゴム硬度を有するのもが適する。押し子５２の表面にはシボ加工による表面加工が施されている。
【００２９】
シート３とシート５１とは互いに貼り合わされて印刷が可能な可撓性シート１０を構成する。可撓性シート１０は押圧スイッチ本体７に対向配置される。シート３とシート５１の少なくとも一方のシートには印刷が施されている。可撓性シート１０は後述する接点７６を閉じるためにボタン部４１を押圧したときに、ボタン部４１の撓みを制限しないように撓むことができる。この実施形態では、可撓性シート１０の厚さ（シート３の厚さとシート５１の厚さの合計）を０．０４ｍｍ以上、０．４ｍｍ以下とした。
【００３０】
押圧スイッチ本体７としてメンブレンスイッチが用いられている。押圧スイッチ本体７は他の機器に電気的に接続されるテール部７ａを有する（図２参照）。押圧スイッチ本体７は上メンブレンシート７１と下メンブレンシート７２とスペーサ７３と可動接点７４と固定接点７５とを有する。上メンブレンシート７１の下面には導体パターン（図示せず）が形成されている。下メンブレンシート７２の上面には導体パターン（図示せず）が形成されている。スペーサ７３は複数の孔７３ａを有する両面テープで形成されている。各孔７３ａは押し子５２に対向する。スペーサ７３の上面には上メンブレンシート７１が貼着され、スペーサ７３の下面には下メンブレンシート７２が貼着されている。可動接点７４は上メンブレンシート７１の孔７３ａに臨んでいる部分の下面に貼着され、上メンブレンシート７１の導体パターンに電気的に接続されている。固定接点７５は下メンブレンシート７２の孔７３ａに臨んでいる部分の上面に貼着され、下メンブレンシート７２の導体パターンに電気的に接続されている。可動接点７４及び固定接点７５はカーボン製である。可動接点７４と固定接点７５とで接点７６が構成されている。
【００３１】
スペーサ９はフレーム状で、可撓性を有する。スペーサ９の上面には接着剤により押し子シート５が接着され、スペーサ９の下面には接着剤により押圧スイッチ本体７が接着されている。
【００３２】
押圧スイッチはプリント配線板２１の上面に実装されている。
【００３３】
図４に示すように、中央のボタン部４１を指Ｆでスイッチ押圧方向Ｄへ押圧すると、ボタン部４１が撓み、可動接点７４が押し子５２に押圧されて固定接点７５に接触し、接点７６が閉じる。
【００３４】
第１実施形態によれば、可撓性シート１０に施された印刷によって弾性体４の外観を良くすることができ、弾性体４の造形性に優れ、操作時に押圧スイッチとしての良好な感触を得ることができ、更に、可撓性シート１０の印刷による装飾性を得ながらもボタン部４１の押圧荷重の増加を回避することができる。
【００３５】
また、押し子シート５を採用したので、弾性体４と押し子シート５とを別々に品質管理することができ、弾性体４と押し子シート５とが一時に全て不良品になるといったことがなく、弾性体４と押し子シート５のどちらか一方に不具合が生じても、他方を生かすことができ、弾性体４の裏面に直接押し子５２を形成する場合に較べて歩留りがよい。
【００３６】
更に、押し子５２にシボ加工を施したので、押し子５２が押圧スイッチ本体７に貼り付くのを防止することができ、押し子５２が押圧スイッチ本体７から離れるときに生じる引き剥がし音を低減させることができる。
【００３７】
また、押し子５２のゴム硬度を弾性体４のゴム硬度と同等以上にしたので、ボタン部４１の動きを効率良く接点７６に伝えることができ、押し子５２のゴム硬度が弾性体４のゴム硬度よりも小さい場合に較べ、少ない操作量で接点７６を閉じることができる。
【００３８】
図５はこの発明の第２の実施形態に係る押圧スイッチを押圧した状態を示す断面図、図６は図５に示す押圧スイッチの押し子シートの一部の平面図、図７は図５に示す押圧スイッチの一部の拡大断面図である。
【００３９】
第１実施形態と共通する部分については同一符号を付してその説明を省略する。以下、主な相違部分についてだけ説明する。
【００４０】
第２実施形態の押し子シート２０５は第１実施形態の押し子シート５と異なる。
【００４１】
図５〜７に示すように、押し子シート２０５のシート２５１には複数の切込み（押圧力低減部）２５１ａが形成されている。切込み２５１ａはボタン部４１の周辺部とスイッチ押圧方向Ｄでほぼ対向する。可撓性シート２１０はシート３とシート２５１とで構成されている。
【００４２】
図５に示すように、ボタン部４１を指Ｆでスイッチ押圧方向Ｄへ押圧すると、ボタン部４１が撓むとともに可撓性シート２１０が撓むが、このとき、シート２５１ａに切込み２５１ａが形成されているので、より小さな力でボタン部４１を押し込むことができる。
【００４３】
第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、ボタン部４１をより小さな力で押圧することができる。
【００４４】
図８はこの発明の第３の実施形態に係る押圧スイッチの断面図、図９は図８に示す押圧スイッチの押し子シートの一部の平面図である。
【００４５】
第３実施形態の押し子シート３０５は第１実施形態の押し子シート５と異なる。
【００４６】
図８、９に示すように、押し子シート３０５のシート３５１の下面には複数のドットスペーサ（ピン状のスペーサ）５３が形成されている。複数のドットスペーサ５３は、ボタン部４１とスイッチ押圧方向Ｄで対向するシート３５１の領域を囲むように、シート３５１に配置されている。ドットスペーサ５３の下端と押圧スイッチ本体７との間には僅かな隙間がある。可撓性シート３１０はシート３とシート３５１とで構成されている。
【００４７】
第１実施形態に係る押圧スイッチを円弧状に撓ませた場合、押圧スイッチの中央部で押し子５２と接点７６とのギャップが小さくなる。これに対し、第３実施形態に係る押圧スイッチを円弧状に撓ませた場合、ドットスペーサ５３によって押し子５２と接点７６とのギャップは殆ど変化しない。したがって、第３実施形態に係る押圧スイッチは曲面上に配置されても誤作動をする虞が少ない。しかも、曲面上に配置可能な他の押圧スイッチに比べ、ボタン部４１の押圧荷重を低減することができる。
【００４８】
第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、誤作動を防止することができ、更に、押圧スイッチを曲面に配置して使用することができる。
【００４９】
図１０はこの発明の第４の実施形態に係る押圧スイッチを押圧した状態を示す断面図、図１１は図１０に示す押圧スイッチの押し子シートの一部の平面図、図１２は図１０に示す押圧スイッチの拡大断面図である。
【００５０】
第１実施形態と共通する部分については同一符号を付してその説明を省略する。以下、主な相違部分についてだけ説明する。
【００５１】
第４実施形態の押し子シート４０５は第１実施形態の押し子シート５と異なる。
【００５２】
図１０〜１２に示すように、押し子シート４０５のシート４５１には複数の切込み（押圧力低減部）４５１ａと複数のドットスペーサ５３とが形成されている。切込み４５１ａ及びドットスペーサ５３は、ボタン部４１とスイッチ押圧方向Ｄで対向するシート４５１の領域を囲むように、シート４５１に配置されている。ドットスペーサ５３の下端と押圧スイッチ本体７との間には僅かな隙間がある。可撓性シート４１０はシート３とシート４５１とで構成されている。
【００５３】
第４実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、接点７６をより小さな力で閉じることができ、また、誤作動を防止することができ、更に、押圧スイッチを曲面に配置して使用することができる。
【００５４】
なお、上述の実施形態では、弾性体４はウレタンアクリル製であるが、弾性体４の材料としてはウレタンアクリルに限られない。
【００５５】
また、上述の実施形態では、弾性体４の押圧部を凸状のボタン部４１としたが、必ずしも押圧部を凸状に形成する必要はなく、凹凸をなくして弾性体４全体をほぼ平坦な板状に形成してもよい。この場合、可撓性シート１０、２１０、３１０、４１０の印刷によって押圧部の箇所を明確にするとよい。また、弾性体４の押圧部を凹状に形成してもよい。
【００５６】
なお、押し子５２の材料は弾性体４と同じ材料である必要はないが、弾性体４のゴム硬度と同等以上のゴム硬度を有する材料が望ましい。
【００５７】
また、押し子５２は透明である必要はない。
【００５８】
なお、弾性体４の押圧スイッチ本体７側に押し子５２を設けたが、弾性体４に必ずしも押し子５２を設ける必要はない。
【００５９】
また、弾性体４や押し子５２の表面に必ずしも表面加工を施す必要はない。
【００６０】
なお、シート３、シート５，２０５，３０５，４０５は透明である必要はない。
【００６１】
また、上述の実施形態では、可撓性シート１０、２１０、３１０、４１０をシート３と、シート５１、２５１、３５１、４５１とで構成したが、可撓性シート１０、２１０、３１０、４１０は１枚又は３枚以上のシートで構成しても良い。
【００６２】
なお、第２、４実施形態では、押圧力低減部として切込み２５１ａ，４５１ａをシート２５１，４５１に設けたが、切込みをシート３に設けてもよい。
【００６３】
また、第２、４実施形態では、押圧力低減部として切込み２５１ａ，４５１ａを用いたが、押圧力低減部は切込み２５１ａ，４５１ａに限られず、例えば、溝、細長い薄肉部或いは一列に並んだ小さな孔でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係る押圧スイッチの断面図である。
【図２】図２は図１に示す押圧スイッチの分解斜視図である。
【図３】図３は図１に示す押し子シートとスペーサとを斜め下方から見たときの斜視図である。
【図４】図４は図１に示す押圧スイッチを押圧した状態を示す断面図である。
【図５】図５はこの発明の第２の実施形態に係る押圧スイッチを押圧した状態を示す断面図である。
【図６】図６は図５に示す押圧スイッチの押し子シートの一部の平面図である。
【図７】図７は図５に示す押圧スイッチの一部の拡大断面図である。
【図８】図８はこの発明の第３の実施形態に係る押圧スイッチの断面図である。
【図９】図９は図８に示す押圧スイッチの押し子シートの一部の平面図である。
【図１０】図１０はこの発明の第４の実施形態に係る押圧スイッチを押圧した状態を示す断面図である。
【図１１】図１１は図１０に示す押圧スイッチの押し子シートの一部の平面図である。
【図１２】図１２は図１０に示す押圧スイッチの拡大断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
３  シート
４  弾性体
４１  ボタン部（押圧部）
５，２０５，３０５，４０５  押し子シート
５１，２５１，３５１，４５１  シート
２５１ａ，４５１ａ  切込み（押圧力低減部）
５２  押し子
５３  ドットスペーサ（ピン状のスペーサ）
７  メンブレンスイッチ（押圧スイッチ本体）
７６  接点
１０、２１０、３１０、４１０  可撓性シート
Ｄ  スイッチ押圧方向
【図１】
2008077850.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008077850.tif 000012
【図１１】
2008077850.tif 000013
【図１２】
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