(57)【要約】【課題】スイッチ操作時の十分なストローク寸法を確保するとともに、スイッチ操作時のフィーリング向上を図ることが可能な薄型スイッチを提供する。【解決手段】表面シート２と、ドーム形状に突出したドーム部１４を有するドームシート６と、ドーム部１４の裏面に配置される可動側の接点５と、その可動側の接点５に対して対向配置される固定側の接点８と、表面シート２の裏面及びドーム部１４の表面を対向させるスペーサ４と、表面シート２の裏面及びドーム部１４の表面間に配置され且つ表面シート２の表面において受ける押圧荷重に対してドーム部１４よりも先に弾性変形する弾性部材３と、を備えて薄型スイッチ１を構成する。【選択図】　　図１
2004031185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面シートと、ドーム形状に突出したドーム部を有するドームシートと、前記ドーム部の裏面又は該裏面よりも下方に配置される可動側の接点と、該可動側の接点に対して対向配置される固定側の接点と、前記表面シートの裏面及び前記ドーム部の表面を対向させるスペーサと、前記表面シートの裏面及び前記ドーム部の表面間に配置され且つ前記表面シートの表面において受ける押圧荷重に対して前記ドーム部よりも先に弾性変形する弾性部材と、
を備えたことを特徴とする薄型スイッチ。
【請求項２】
請求項１に記載の薄型スイッチにおいて、
前記弾性部材を、前記表面シートの裏面及び前記ドーム部の表面にそれぞれ接触させた状態で配置した
ことを特徴とする薄型スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器をはじめとする様々なものの操作部分に使用される薄型スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄型のスイッチとして例えばメンブレンスイッチ等が知られている。そのメンブレンスイッチは、信頼性が高く省スペース化の実現に寄与することから、電気機器をはじめとする様々なものの操作部分に使用されている。
【０００３】
図３において、引用符号５１で示されるメンブレンスイッチは、表面シート５２とスペーサシート５３と回路体５４とを備えて構成されており、被取り付け部材としてのベースプレート５５に貼り付け固定されている（引用符号５６は接着層を示している）。
【０００４】
表面シート５２の裏面の所定位置には、可動側の接点５７が設けられている。スペーサシート５３には、可動側の接点５７の位置に合わせて貫通孔５８が形成されている。回路体５４には、図示しないスイッチ回路が適宜パターンで配索されている。そのスイッチ回路上且つ可動側の接点５７に相対向する位置には、固定側の接点５９が設けられている。
【０００５】
上記構成において、メンブレンスイッチ５１は、操作する者の指６０によるスイッチ操作によって表面シート５２の表面が矢線の如く下方に押圧されると、その表面シート５２の撓みに伴って可動側の接点５７と固定側の接点５９とが電気的に接触し合うようになっている。そして、これにより、図示しないスイッチ回路の導通が得られるようになっている。一方、操作する者の指６０がメンブレンスイッチ５１から離れると、それまで撓んでいた表面シート５２がもとの状態に戻り、図示しないスイッチ回路の導通が解除されるようになっている。
【０００６】
上記メンブレンスイッチ５１の他には、次のような構成を有するドームスイッチ等も薄型のスイッチとして一般的に使用されている。
【０００７】
図４及び図５において、ドームスイッチ６１は、表面シート６２とスペーサシート６３と回路体６４とを備えて構成されており、被取り付け部材としてのベースプレート６５に貼り付け固定されている（引用符号６６は接着層を示している）。また、ドームスイッチ６１は、上記メンブレンスイッチ５１（図３参照）に対して、より一層のクリック感が持てるように形成されている。
【０００８】
表面シート６２には、ドーム形状に突出するドーム部６７が形成されている。そのドーム部６７の裏面頂部には、可動側の接点６８が設けられている。スペーサシート６３には、ドーム部６７に対応する位置に貫通孔６９が形成されている。その貫通孔６９には、反転したドーム部６７が挿し込まれるようになっている。回路体６４には、図示しないスイッチ回路が適宜パターンで配索されている。そのスイッチ回路上且つ可動側の接点６８に相対向する位置には、固定側の接点７０が設けられている。
【０００９】
上記構成において、ドームスイッチ６１は、操作する者の指７１によるスイッチ操作によってドーム部６７が矢線の如く下方に押圧され、反転したドーム部６７の可動側の接点６８が回路体６４の固定側の接点７０に接触すると、図示しないスイッチ回路の導通が得られるようになっている（ドーム部６７が反転した際にクリック感が得られる）。一方、操作する者の指７１がドーム部６７から離れると、それまで反転していたドーム部６７がもとの状態に戻り、図示しないスイッチ回路の導通が解除されるようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記メンブレンスイッチ５１やドームスイッチ６１にあっては、次のような幾つかの問題点を有している。すなわち、スイッチ操作時の十分なストローク寸法の確保が困難であるという問題点を有している（スイッチ操作をする者にスイッチのＯＮ−ＯＦＦを確実に認識させることができない恐れがある）。
【００１１】
また、押圧する部分の形状によって、スイッチ操作の操作荷重がある程度決まってしまい、スイッチ操作時のフィーリングを変えようとしてもこれを実現することが困難であるという問題点を有している。さらに、押圧する部分の形状によって、デザインの自由度が制限されてしまうという問題点を有している。
【００１２】
その他、ドームスイッチ６１にあっては、反転したドーム部６７がもとの状態に復帰する際、その復帰スピードが指７１を離すスピードよりも早くなるため、人によってはドーム部６７の反発力を受けて不快感が生じてしまうという問題点を有している。
【００１３】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされるもので、スイッチ操作時の十分なストローク寸法を確保するとともに、スイッチ操作時のフィーリング向上を図ることが可能な薄型スイッチを提供することを課題とする。また、デザインの自由度の向上を図ることが可能な薄型スイッチを提供することも課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためなされた請求項１記載の本発明の薄型スイッチは、表面シートと、ドーム形状に突出したドーム部を有するドームシートと、前記ドーム部の裏面又は該裏面よりも下方に配置される可動側の接点と、該可動側の接点に対して対向配置される固定側の接点と、前記表面シートの裏面及び前記ドーム部の表面を対向させるスペーサと、前記表面シートの裏面及び前記ドーム部の表面間に配置され且つ前記表面シートの表面において受ける押圧荷重に対して前記ドーム部よりも先に弾性変形する弾性部材と、を備えたことを特徴としている。
【００１５】
請求項２記載の本発明の薄型スイッチは、請求項１に記載の薄型スイッチにおいて、前記弾性部材を、前記表面シートの裏面及び前記ドーム部の表面にそれぞれ接触させた状態で配置したことを特徴としている。
【００１６】
請求項１に記載された本発明によれば、ドーム部の上方に弾性部材と表面シートとが配置される。スイッチ操作時、先ず表面シートが押圧荷重を受けて撓むとともに弾性部材が弾性変形する。次いで、ドーム部が反転し可動側の接点と固定側の接点とが接触し合う。これによりスイッチがＯＮされる。一方、スイッチ操作をする者の指が離れ押圧荷重が解除されると、それまで反転していたドーム部と、弾性変形していた弾性部材と、撓んでいた表面シートとがもとの状態に戻り、図示しないスイッチ回路の導通が解除される。この時、ドーム部の反発力は弾性部材に吸収される。
ドーム部と弾性部材と表面シートの配置により、表面シートの撓み及び弾性部材の弾性変形分とドーム部の反転分とがスイッチ操作時のストローク寸法として確保される。また、上記配置によりデザインの自由度の向上が図られる。さらに、弾性部材と表面シートの存在により、スイッチ操作時におけるフィーリングの向上が図られる。
【００１７】
請求項２に記載された本発明によれば、表面シートの裏面及びドーム部の表面にそれぞれ弾性部材が接触した状態で配置される。弾性部材及びドーム部間に間隙がある場合や、弾性部材及び表面シート間に間隙がある場合と比べて、表面シートの裏面及びドーム部の表面間の距離が安定する。すなわち、その距離が常に一定に保たれる。これにより、ストローク寸法が常に安定した状態で確保される。また、スイッチ操作時のフィーリングが良好な状態のままで維持される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の薄型スイッチの一実施の形態を示す断面図である。また、図２は図１の薄型スイッチのＦ−Ｓ曲線である。
【００１９】
図１において、引用符号１で示される本発明の薄型スイッチは、表面シート２と、弾性部材３と、スペーサ４と、可動側の接点５を有するドームシート６と、第二スペーサ７と、固定側の接点８を有する回路体９と、を外側から順に備えて構成されている。また、このような構成を有する本発明の薄型スイッチ１は、被取り付け部材としてのベースプレート１０に貼り付け固定されるように形成されている。尚、引用符号１１は上記各構成部材同士を固定するための既知の接着層を示している。以下、上記構成部材について詳細に説明する。
【００２０】
上記表面シート２は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなる合成樹脂製の柔軟性を有する薄肉のシート部材であって、本形態においては、その表面全体がデザイン部としても機能するように形成されている。また、表面シート２の裏面の所定位置には、適宜固定手段（例えば接着剤）を用いて弾性部材３が固定されている。表面シート２における上記所定位置の周辺内は、スイッチ操作部分１２であって下方（矢線方向）への撓みが可能となるように形成されている。
【００２１】
上記弾性部材３は、例えばゴム・エラストマーからなる圧縮方向に弾性変形可能な部材であって、表面シート２の裏面及びドームシート６の後述するドーム部１４の表面間に跨る長さを有し、且つ柱状となるように形成されている。弾性部材３の上端は、上述の如く、表面シート２の裏面に固定されている。また、弾性部材３の下端は、後述するドーム部１４の表面に接触、若しくは上端と同様に適宜固定手段（例えば接着剤）を用いて固定されている。弾性部材３は、表面シート２の表面において受ける押圧荷重（スイッチ操作部分１２において受ける押圧荷重）に対し、後述するドーム部１４よりも先に弾性変形するような柔軟性を有している（弾性部材３は上記材質のものでなく、スポンジやバネで形成することも可能である）。
【００２２】
上記スペーサ４は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなる合成樹脂製のシート部材であって、表面シート２の変形防止及び表面シート２のストローク寸法確保のために設けられている。スペーサ４の表裏面には、接着層１１がそれぞれ設けられており、表面シート２とドームシート６とを各々上記表裏面に固定することができるようになっている。このようなスペーサ４は、表面シート２のスイッチ操作部分１２の位置に対応して、且つ後述するドーム部１４の大きさに対応して形成される貫通孔１３を有している。
【００２３】
上記ドームシート６は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなる合成樹脂製のシート部材であって、熱プレスを施すことにより形成された一又は複数のドーム部１４を有している。そのドーム部１４は、表面シート２の表面側に突出するとともに裏面側に反転可能なドーム形状に形成されている。ドーム部１４の裏面には、上記可動側の接点５が設けられている（この位置に限定されないものとする）。その可動側の接点５は、カーボン等からなりドーム部１４の裏面頂部に例えば印刷によって設けられている。尚、ドーム部１４の表面頂部には、弾性部材３の下端が接触若しくは固定されるようになっている。
【００２４】
上記第二スペーサ７は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなる合成樹脂製のシート部材であって、ドームシート６の変形防止と、ドーム部１４の反転の際の空気抜きと、ドーム部１４のストローク寸法確保とを実現するために設けられている。第二スペーサ７の表裏面には、接着層１１がそれぞれ設けられており、ドームシート６と回路体９とを各々上記表裏面に固定することができるようになっている。
【００２５】
このような第二スペーサ７は、ドーム部１４の位置に対応して形成される貫通孔１５と、図示しない空気逃がし部とを有している。貫通孔１５は、ドーム部１４の直径よりも大きな直径を有するように形成されている（ドーム部１４の直径と同じであってもよいものとする）。また、貫通孔１５は、スペーサ４の貫通孔１３と同じ大きさ又は小さく形成されている。貫通孔１５には、反転したドーム部１４が挿通されるようになっている。
【００２６】
上記回路体９は、本形態においてＦＰＣ（フレキシブル・プリント・サーキット）を用いて構成されている（既知のプリント基板（ＰＣＢ）を用いてもよいものとする）。また、回路体９は、所望のパターンに配索された図示しないスイッチ回路を有する回路体本体１６と、外部との電気的な接続に用いられる図示しない外部接続手段とを備えて構成されている。
【００２７】
回路体本体１６の表面、すなわち第二スペーサ７側には、上記可動側の接点５に対向し且つ接触する固定側の接点８が設けられている。また、回路体本体１６の裏面には、接着層１１が設けられている。その接着層１１は、薄型スイッチ１をベースプレート１０に固定するために設けられている。図示しない外部接続手段は、回路体本体１６から引き出される結線回路部と、その結線回路部の先端部分に設けられる例えばエッジコネクタ端子やコネクタ等とを備えて構成されている。
【００２８】
上記ベースプレート１０は、例えば合成樹脂製の硬質の板部材であって、その表面には、接着層１１を介在させた状態で回路体９が固定されるようになっている。
【００２９】
上記構成において、薄型スイッチ１は次のように組み立てられる（一例であるものとする）。先ず、弾性部材３を予め裏面の所定位置に配設した表面シート２をスペーサ４の表面に接着固定する。次いで、ドームシート６を第二スペーサ７の表面に接着固定するとともに、回路体９を第二スペーサ７の裏面に接着固定し、これらをドームシート６側からスペーサ４の裏面に接着固定することにより組み立てられる。そして、このように組み立てられた薄型スイッチ１は、回路体９側からベースプレート１０に接着固定され、次のように作用する（作用図面は省略する）。
【００３０】
スイッチ操作前となるスイッチ操作部分１２に荷重が掛かっていない状態では、表面シート２、弾性部材３、及びドーム部１４自体の保形性によって、その形状が保持された状態にある。そして、スイッチ操作がなされ、表面シート２のスイッチ操作部分１２がスイッチ操作をする者の指１７により矢線方向に押圧されると（下方向に押圧荷重を掛ける押圧操作）、先ず、表面シート２が下方向に撓むとともに弾性部材３が圧縮方向に弾性変形する。次いで、表面シート２及び弾性部材３を介在させた状態でドーム部１４が指１７の押圧による荷重に抗しながら、ある荷重を境にして座屈し反転する（この時、クリック感が生じる）。
【００３１】
ドーム部１４が座屈、反転すると下方向の荷重が減少し、ドーム部１４の押圧がスムーズに進行する。反転したドーム部１４は更に押し込まれて第二スペーサ７の貫通孔１５に挿通され、ドーム部１４に設けられた可動側の接点５が貫通孔１５を介して回路体９の固定側の接点８に接触する。
【００３２】
これにより、回路体９の図示しないスイッチ回路が導通状態となり、薄型スイッチ１はＯＮされる。一方、指１７が離され下方向の荷重が解除されると、ドーム部１４、弾性部材３、及び表面シート２はもとの状態に復帰する（ドーム部１４の反発力は弾性部材３に吸収される）。そして、これに伴って導通状態が解除され、薄型スイッチ１はＯＦＦされる。
【００３３】
次に、図２を参照しながら薄型スイッチ１のＦ−Ｓ曲線を説明する。図２のグラフにおいて、縦軸は荷重（押圧荷重）、横軸はストローク（ストローク寸法）を示している。また、四角形の塗りつぶしドットを有するＦ−Ｓ曲線は薄型スイッチ１のＦ−Ｓ曲線を、菱形の塗りつぶしドットを有するＦ−Ｓ曲線は比較のためのドームスイッチ６１（図４参照）のＦ−Ｓ曲線を示している。
【００３４】
スイッチ操作がなされ、薄型スイッチ１は表面シート２が下方向に撓むとともに弾性部材３が圧縮方向に十分に弾性変形するまでの間（Ｓ１）、ドームスイッチ６１よりも低い荷重でストロークする。そして、変曲点Ｐ１を境界にしてドームスイッチ６１のカーブと略平行になり、ドーム部１４の反転ポイントＰ２をむかえる。この時、ドーム部１４の反転ポイントＰ２までのストロークＳ２は、ドームスイッチ６１のドーム部６７の反転ポイントＰ３までのストロークＳ３よりも長くなる。その後、反転による荷重の低下が生じ、接点同士の接触ポイントＰ４、Ｐ５をむかえる。
【００３５】
以上、図１及び図２を参照しながら説明してきたように、本発明に係る薄型スイッチ１によれば、ドーム部１４と弾性部材３と表面シート２の配置により、表面シート２の撓み及び弾性部材３の弾性変形分と、ドーム部１４の反転分と、をスイッチ操作時のストローク寸法として従来よりも長く確保することができる。また、上記配置によりデザインの自由度の向上を図ることができる。さらに、弾性部材３と表面シート２の存在により、スイッチ操作時におけるフィーリングの向上を図ることができる。
【００３６】
その他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載された本発明によれば、スイッチ操作時の十分なストローク寸法を確保することができるとともに、スイッチ操作時のフィーリング向上を図ることができるという効果を奏する。また、デザインの自由度の向上を図ることができるという効果を奏する。
【００３８】
請求項２に記載された本発明によれば、ストローク寸法を常に安定した状態で確保することができるという効果を奏する。また、スイッチ操作時のフィーリングを良好な状態のままで維持することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による薄型スイッチの一実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１の薄型スイッチのＦ−Ｓ曲線である。
【図３】従来例の薄型スイッチ（メンブレンスイッチ）を示す断面図である。
【図４】従来例の薄型スイッチ（ドームスイッチ）を示す断面図である。
【図５】図４のスイッチのスイッチ操作時における状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１　薄型スイッチ
２　表面シート
３　弾性部材
４　スペーサ
５　可動側の接点
６　ドームシート
７　第二スペーサ
８　固定側の接点
９　回路体
１０　ベースプレート
１１　接着層
１２　スイッチ操作部分
１３　貫通孔
１４　ドーム部
１５　貫通孔
１６　回路体本体
１７　指
【図１】
2004031185.tif 000003
【図２】
2004031185.tif 000004
【図３】
2004031185.tif 000005
【図４】
2004031185.tif 000006
【図５】
2004031185.tif 000007