(57)【要約】【課題】クリックバネの表面を押圧することでクリック感覚（スイッチ入力感触）を生じながら、スイッチをオンオフするキースイッチモジュールにおいて、モジュールを小型化しても良好なクリック感覚（スイッチ入力感触）を得ることができるキースイッチモジュール構造を提供する。【解決手段】クリックバネ６を固定した第１スイッチ接点５Ａと、基板を貫通するホールＨとを備える第１回路基板１１を、第２スイッチ接点５Ｂを備える第２回路基板１２の上に積層したキースイッチモジュール構造であって、第２回路基板１２の第２スイッチ接点５Ｂが、第１回路基板１１のホールＨの中央に配置されるように、第１回路基板１１と第２回路基板１２とを位置合わせして積層した。【選択図】      図２
2004241202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリックバネ（６）を固定した第１スイッチ接点（５Ａ）と、基板を貫通するホール（Ｈ）とを備える第１回路基板（１１）を、第２スイッチ接点（５Ｂ）を備える第２回路基板（１２）の上に積層したキースイッチモジュール構造であって、
第２回路基板（１２）の第２スイッチ接点（５Ｂ）が、第１回路基板（１１）のホール（Ｈ）の中央に配置されるように、第１回路基板（１１）と第２回路基板（１２）とを位置合わせして積層したことを特徴とするクリックバネを用いたキースイッチモジュール構造。
【請求項２】
第１回路基板（１１）はフレキシブルな片面回路基板であって、
外径がクリックバネ（６）の直径よりもやや大きな円環状の第１スイッチ接点（５Ａ）が形成され、
第１スイッチ接点（５Ａ）の内側にホール（Ｈ）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のクリックバネを用いたキースイッチモジュール構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、クリックバネの表面を押圧することでクリック感覚（スイッチ入力感触）を生じながら、スイッチをオンオフするキースイッチモジュール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話のボタンキーなどに使用されるクリックバネを用いたキースイッチモジュールは、互いが接続しない第１及び第２スイッチ接点を基板の表側（同一平面上）に備えるフレキシブルプリント基板に、金属製のドーム状のクリックバネ（メタルドーム）を固定した構造であって、人の指先でボタンキーを押したときに、アクチュエータが前記クリックバネの表面を突き押し（押圧し）、第１スイッチ接点に固定されたクリックバネの中央を凹ませる。そして前記クリックバネの凹んだ部分が第２スイッチ接点に接触することで、スイッチの入力が判別される。
つまり、クリックバネの屈曲に伴うスイッチ接点間の導通性を判別することによって、スイッチのオンオフ状態を判別する（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
図４及び図５は、従来技術によるクリックバネを用いたキースイッチモジュール構造を示すものであって、両面回路構造のフレキシブルプリント基板１００（以下、両面回路基板１００という）の表側（同一平面上）に形成された第１及び第２スイッチ接点１０５Ａ，１０５Ｂと、第１スイッチ接点１０５Ａに固定された金属製のドーム状のクリックバネ（メタルドーム）１０６とから構成される。そして従来技術による携帯電話等では、キースイッチモジュール構造を備えた前記両面回路基板１００を、他の回路基板（図示せず）の上に載置していた。
図４（ａ）はキースイッチモジュール構造を備える両面回路基板１００を示す部分断面図、図４（ｂ）は両面回路基板１００に形成された回路及びスイッチ接点の平面図である。
【０００４】
図４（ａ）に示すように、両面回路基板１００の表側（上面）には、第１スイッチ接点１０５Ａと第２スイッチ接点１０５Ｂが形成されるとともに、前記第１スイッチ接点１０５Ａと接続する第１接点回路１０３Ａが形成され、両面回路基板１００の裏側（下面）には、スルーホール１０５Ｃを介して第２スイッチ接点１０５Ｂと接続（導通）する第２接点回路１０３Ｂが形成されている。そして前記第１接点回路１０３Ａと第２接点回路１０３Ｂはコネクタ等によって検知回路に接続され（図示せず）、前記検知回路において第１接点回路１０３Ａと第２接点回路１０３Ｂの電気的な短絡を検知することによってスイッチのオンオフ状態を判別する。
キースイッチモジュール構造を備えた両面回路基板１００を作成するにあたって、可撓性ベース基材１０１の両面に接着剤１０２によって銅箔を貼った銅張積層板をエッチング処理し、必要な部分の銅箔が残るように選択的に銅箔を溶解除去し、回路及びスイッチ接点を形成する。
第１スイッチ接点１０５Ａは、外径がクリックバネ１０６の直径よりもやや大きな円環状で、この第１スイッチ接点１０５Ａと接続するようにして第１接点回路１０３Ａが形成されている（図４（ｂ）を参照）。そして前記第１スイッチ接点１０５Ａの上に、金属製のドーム状のクリックバネ（メタルドーム）１０６が載置・固定され、クリックバネ１０６の外周全体が第１スイッチ接点１０５Ａに接触している（図４（ａ）を参照）。
一方、第２スイッチ接点１０５Ｂは第１スイッチ接点１０５Ａの内側に孤立して形成され（図４（ｂ）を参照）、スルーホール１０５Ｃを介して当該第２スイッチ接点１０５Ｂと接続（導通）する第２接点回路１０３Ｂが基板の裏側に形成されている（図４（ａ）を参照）。
なお回路（第１接点回路１０３Ａや、第２接点回路１０３Ｂなど）の表面には回路保護層１０４が被覆され、回路保護が図られている。またクリックバネ１０６の表面には押さえシート１０７が被覆され、第１スイッチ接点１０５Ａへのクリックバネ１０６の固定と、キースイッチモジュールの保護（防水性など）が図られている。
【０００５】
図４（ａ）に示すように、第１スイッチ接点１０５Ａに載置・固定され、外周全体が第１スイッチ接点１０５Ａに接触するクリックバネ１０６は、中央が上側に湾曲するドーム状であるため、通常（ボタンキーを押さない状態）は、クリックバネ１０６は第２スイッチ接点１０５Ｂに接触せず、第１スイッチ接点１０５Ａと、その内側に孤立して形成された第２スイッチ接点１０５Ｂは導通しない。
すなわちボタンキーを押さない場合は、第１接点回路１０３Ａと接続する第１スイッチ接点１０５Ａと、スルーホール１０５を介して第２接点回路１０３Ｂと接続（導通）する第２スイッチ接点１０５Ｂとの、スイッチ接点間の導通性がなく、第１接点回路１０３Ａと第２接点回路１０３Ｂが電気的に短絡せず、スイッチのオフ状態を判別する。
【０００６】
図５の断面図は、ボタンキーを押した状態のキースイッチモジュール構造を示すものである。
図５に示すように、人の指先でボタンキーを押すことによって、アクチュエータ２０が降下してクリックバネ１０６の表面を突き押し（押圧し）、ドーム状のクリックバネ１０６の中央を凹ませる。そして第１スイッチ接点１０５Ａに固定されたクリックバネ１０６の中央が第２スイッチ接点１０５Ｂに接触する。
すなわちボタンキーを押すことによって、クリックバネ１０６が第１スイッチ接点１０５Ａと第２スイッチ接点１０５Ｂの両接点に接触し、クリックバネ１０６を介して２つのスイッチ接点間が導通することによって、第１接点回路１０３Ａと第２接点回路１０３Ｂが電気的に短絡し、キースイッチの入力（オン状態）を判別する。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２４５５６０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、回路基板の表側（同一平面上）に、第１及び第２スイッチ接点１０５Ａ，１０５Ｂが形成されたキースイッチモジュール構造では、モジュールの小型化に伴い、クリックバネ１０６自身も小さくなることによってストローク（アクチュエータ２０の降下距離）が短くなり、クリック感覚（スイッチ入力感触）が悪くなるといった問題がある。
第１スイッチ接点１０５Ａに固定されたドーム状のクリックバネの中央を凹ませて、前記第１スイッチ接点１０５Ａと同一平面上に形成された第２スイッチ接点１０５Ｂに接触させる場合、ストロークはクリックバネ１０６の大きさ（高さ）によって決定する。
例えば直径φ６．０ｍｍのクリックバネを用いた場合、ストロークは０．２３ｍｍ程度であるが、直径φ４．０のクリックバネを用いた場合、ストロークは０．１６ｍｍ程度に減少し、ボタンキーを押したときに十分なクリック感覚（スイッチ入力感触）を得ることができなかった。
【０００９】
さらに、両面回路基板１００にクリックバネ１０６を固定したキースイッチモジュール構造においては、両面回路基板の作成が片面回路基板に比べて困難でコスト高であった。また両面回路基板は、片面回路基板に比べて屈曲特性が十分でなく、フレキシブルプリント基板のメリットを十分に生かしきれていなかった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明によるクリックバネを用いたキースイッチモジュール構造は、クリックバネを固定した第１スイッチ接点と、基板を貫通するホールとを備える第１回路基板を、第２スイッチ接点を備える第２回路基板の上に積み重ね、前記第２回路基板の第２スイッチ接点が、第１回路基板のホールの中央に配置されるように、第１回路基板と第２回路基板とを位置合わせして積層したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明によるクリックバネを用いたキースイッチモジュール構造の好適な実施例について、図１から図３を参照して説明する。
【００１２】
この発明によるクリックバネを用いたキースイッチモジュール構造は、クリックバネ６を固定した第１スイッチ接点５Ａと、基板を貫通するホールＨとを備えた第１回路基板１１を、第２スイッチ接点５Ｂを備える第２回路基板１２の上に積層するものである。
従来技術では、第１及び第２スイッチ接点１０５Ａ，１０５Ｂを同一平面上に形成した両面回路基板１００にクリックバネ１０６を固定することによってキースイッチモジュールを構成し（図４（ａ）を参照）、このクリックバネを用いたキースイッチモジュール構造を備えた両面回路基板１００を、他の回路基板（以下、第２回路基板という）の上に載置していたが、この発明によるキースイッチモジュール構造は、第２回路基板１２の表面（上面）に第２スイッチ接点５Ｂを形成するとともに、クリックバネ６を固定した第１スイッチ接点５Ａと、ホール（貫通孔）Ｈを備えた第１回路基板１１を作成し、この第１回路基板１１を前記第２スイッチ接点５Ｂを備える第２回路基板１２の上に載置し、キースイッチモジュールを構成するものである。
【００１３】
図１を参照して、クリックバネを用いたキースイッチモジュールの構成部品を説明する。
図１（ａ）は、キースイッチモジュールを構成する第１回路基板１１の断面図であり、図１（ｂ）は、キースイッチモジュールを構成する第２回路基板１２の断面図である。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、第１回路基板１１は片面回路構造のプリント基板（以下、片面回路基板という）であって、クリックバネ６を固定する第１スイッチ接点５Ａと、この第１スイッチ接点５Ａに接続する第１接点回路３Ａが、基板表面（上面）に形成され、さらに基板を貫通するホールＨが形成されている。
この実施例では、フレキシブルな片面回路基板からなる第１回路基板１１を作成するにあたって、可撓性ベース基材１Ａの表面（片面）に接着剤２によって銅箔を貼った銅張積層板をエッチング処理し、必要な部分の銅箔が残るように選択的に銅箔を溶解除去し、第１接点回路３Ａ及び第１スイッチ接点５Ａを形成した。
なお図１（ａ）に示す実施例では、ベース基材１Ａに接着剤２によって銅箔を貼りつけた３層構造の銅張積層板を用いたが、接着剤２を用いることなく銅箔を貼りつけた２層構造の銅張積層板を使用して第１回路基板１１を作成してもよい。
【００１５】
可撓性のあるベース基材１Ａを用い、フレキシブルな片面回路基板からなる第１回路基板１１を使用した場合、従来技術によるキースイッチモジュール構造を備えた両面回路基板１００よりも可撓性に優れる。
なお可撓性が必要ない場合は、リジットな片面回路基板からなる第１回路基板１１を使用してもよい。
【００１６】
第１回路基１１板の表面（上面）には、外径がクリックバネ６の直径よりもやや大きな円環状の第１スイッチ接点５Ａが形成されているとともに、この第１スイッチ接点５Ａと接続された第１接点回路３Ａが形成されている。
そして前記第１スイッチ接点５Ａの上には、金属製のドーム状のクリックバネ（メタルドーム）６が載置・固定され、クリックバネ６の外周全体が第１スイッチ接点５Ａに接触している。
さらに前記円環状の第１スイッチ接点５Ａの内側には、基板を貫通するホールＨが形成されている。このとき第１スイッチ接点５Ａの内側全体を穴あけし、基板を貫通するホールＨを形成することが好ましい。
【００１７】
なお第１接点回路３Ａなどの回路表面には回路保護層４が被覆され、回路保護が図られている。またクリックバネ（メタルドーム）６の表面には押さえシート７が被覆され、第１回路基板１１（第１スイッチ接点５Ａ）へのクリックバネ６の固定と、キースイッチモジュールの保護（防水性など）が図られている。
【００１８】
一方、この発明による第２回路基板１２は、図１（ｂ）に示すように、基板表面（上面）に第２スイッチ接点５Ｂを備える。この発明では、第２回路基板１２の表面（上面）に第２スイッチ接点５Ｂを形成し、この第２スイッチ接点５Ｂを備えた第２回路基板１２の上に、第１スイッチ接点５ＡとホールＨを備えた第１回路基板１１を載置（積層）し、キースイッチモジュールを構成する。
なお第２回路基板１２は、フレキシブルプリント基板あるいはリジットプリント基板の何れの回路基板でもよく、さらに片面回路基板あるいは両面回路基板、または多層からなる回路基板（例えば多層リジット基板）、何れを使用してもよい。
【００１９】
図１（ｂ）に示す第２回路基板１２は、両面に基板回路３１が形成されている両面回路基板の基板表面（上面）に第２スイッチ接点５Ｂを形成したものであって、さらに基板の裏側に、スルーホール５Ｃを介して前記第２スイッチ接点５Ｂと接続（導通）する第２接点回路３Ｂが形成されている。
【００２０】
第２回路基板１２を作成するにあたって、この実施例では、ベース基材１Ｂの表面（両面）に接着剤２によって銅箔を貼った銅張積層板をエッチング処理し、必要な部分の銅箔が残るように選択的に銅箔を溶解除去し、基板回路３１を形成するとともに、第２スイッチ接点５Ｂと第２接点回路３Ｂを形成した。なお、接着剤２を用いることなく銅箔を貼りつけた銅張積層板を用いて第２回路基板１２を作成することもできる。
図１（ｂ）に示す第２回路基板１２では、第２スイッチ接点５Ｂを除く部分に回路保護層４が被覆され、回路保護が図られている。なお、前記回路保護層４は設けなくてもよい。
【００２１】
図２は、第１スイッチ接点５Ａにクリックバネ６を固定した第１回路基板１１と、第２スイッチ接点５Ｂを備える第２回路基板１２とから構成されるキースイッチモジュール構造を示すものである。
図２（ａ）はキースイッチモジュール構造を示す断面図、図２（ｂ）はキースイッチモジュールにおけるスイッチ接点及び接点回路の平面図である。
【００２２】
図２（ａ）の断面図に示すように、この発明によるキースイッチモジュール構造は、第２スイッチ接点５Ｂを備える第２回路基板１２の上に、第１スイッチ接点５Ａの上にクリックバネ６を固定した第１回路基板１１を積み重ねたもの（積層したもの）である。そして、例えば接着や機械的なビス止め等により、第２回路基板１２の上に第１回路基板１１を固定してある。
このとき、図２（ｂ）に示すように、第１回路基板１１の第１スイッチ接点５Ａの内側に形成したホールＨ（貫通穴）の中央に、第２スイッチ接点５Ｂが配置されるように第１回路基板１１と第２回路基板１２を位置合わせしながら積層する。そして前記ホールＨによって、第２回路基板１２の表面（上面）にある第２スイッチ接点５Ｂが第１回路基板１１のベース基材１Ａに覆われることなく、第１回路基板１１の第１スイッチ接点５Ａに固定されたクリックバネ６に対して露出する。
【００２３】
なお、この実施例によるキースイッチモジュール構造では、第１回路基板１１の第１接点回路３Ａと第２回路基板１２の第２接点回路３Ｂは、コネクタ等によって検知回路に接続され（図示せず）、前記検知回路において第１接点回路３Ａと第２接点回路３Ｂの電気的な短絡（第１スイッチ接点５Ａと第２スイッチ接点５Ｂの導通性）を検知して、スイッチのオンオフ状態を判別する。
【００２４】
通常（ボタンキーを押さない状態）は、図２（ａ）に示すように、第１スイッチ接点５Ａに載置・固定され、外周全体が第１スイッチ５Ａに接触するクリックバネ６は、第１回路基板１１の下側に積層された第２回路基板１２の表面（上面）に形成された第２スイッチ接点５Ｂには接触しない。
すなわちボタンキーを押さない場合は、第１回路基板１１に形成された第１スイッチ接点５Ａと、第２回路基板１２に形成された第２スイッチ接点５Ｂとの、２つのスイッチ接点間の導通性がなく、スイッチのオフ状態を判別する。
【００２５】
図３の断面図は、ボタンキーを押した状態のキースイッチモジュール構造を示すものである。
図３に示すように、人の指先でボタンキーを押すことによって、アクチュエータ２０が降下してクリックバネ６の表面を突き押し（押圧し）、ドーム状のクリックバネ６の中央を凹ませる。そして第１スイッチ接点５Ａに固定されたクリックバネ６の凹んだ部分がホールＨをとおって第２スイッチ接点５Ｂに接触する。
すなわちボタンキーを押すことによって、クリックバネ６を第１スイッチ接点５Ａと第２スイッチ接点５Ｂの両接点に接触させ、前記クリックバネ６を介して２つのスイッチ接点間を導通させる。これによって、第１スイッチ接点５Ａに接続する第１接点回路３Ａと、第２スイッチ接点５Ｂに接続する第２接点回路５Ｂとが電気的に短絡し、この電気的短絡を検知することにより、キースイッチの入力を判別する。
【００２６】
この発明によるキースイッチモジュール構造では、人が指でボタンキーを押すことによってアクチュエータ２０が降下してクリックバネ６の表面を突き押し（押圧し）、クリックバネ６の中央を凹ませた場合に、前記クリックバネ６を固定する第１スイッチ接点５Ａが第１回路基板１１に形成されるとともに、前記クリックバネ６の凹んだ部分が接触する第２スイッチ５Ｂが、前記第１回路基板１１の下に積層した第２回路基板１２の表面（上面）に形成されているため、同一平面上に第１スイッチ接点と第２スイッチ接点とが形成されている従来技術によるキースイッチモジュール構造に比べて、ストロークを長くすることができる。
【００２７】
つまり、この発明によるクリックバネを用いたキースイッチモジュール構造は、第１スイッチ接点５Ａと第２スイッチ接点５Ｂに第１回路基板１１の層厚分の高低差を設けたものである。
そのため、アクチュエータ２０を降下させてクリックバネ６を凹ませ、第１スイッチ接点５Ａに固定したクリックバネ６を第２スイッチ接点に接触させたときのストロークが、同一平面上に第１及び第２スイッチ接点が形成されている従来技術によるキースイッチモジュール構造よりも、第１回路基板１１の層厚分長くなり、ボタンキーを押したときのクリック感覚（スイッチ入力感触）を向上させることができる。
【００２８】
例えば、第２スイッチ接点５Ｂを形成した第２回路基板１２の上に積層される第１回路基板１１を、銅箔／接着剤／ベース基材＝３５μｍ／１０μｍ／５０μｍの銅張積層板をエッチング処理して作成した場合、第１スイッチ接点５Ａと第２スイッチ接点５Ｂとが９５μｍの高低差を有し、従来技術によるクリックバネを用いたスイッチモジュール構造（２つのスイッチ接点が同一平面上）よりも、ストロークを９５μｍ向上することができる。
また例えば、第２スイッチ接点５Ｂを形成した第２回路基板１２の上に積層される第１回路基板１１を、銅箔／ベース基材＝１８μｍ／２５μｍの銅張積層板をエッチング処理して作成した場合、第１スイッチ接点５Ａと第２スイッチ接点５Ｂとが４３μｍの高低差を有し、従来技術によるクリックバネを用いたスイッチモジュール構造（２つのスイッチ接点が同一平面上）よりも、ストロークを４３μｍ向上することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によるクリックバネを用いたキースイッチモジュール構造は、クリックバネを固定する第１スイッチ接点と、基板を貫通するホールとを備える第１回路基板を、第２スイッチ接点を備える第２回路基板の上に積み重ねるとともに、前記第２回路基板の第２スイッチ接点が、第１回路基板のホールの中央に配置されるように、第１回路基板と第２回路基板とを位置合わせして積層したものであって、従来技術によるクリックバネを用いたスイッチモジュール構造（２つのスイッチ接点が同一平面上）よりも、クリックバネを凹ませて第２スイッチ接点に接触させるためのストロークを長くすることができ、ボタンキーを押したときのクリック感覚（スイッチ入力感触）を向上させることができた。特に、キースイッチモジュールの小型化にともない小さなクリックバネを使用しても、ストロークを長くすることができるため、十分なクリック感覚（スイッチ入力感触）を得ることができる。そして前記ストロークは、第１回路基板の層厚を可変させることによって調節することができ、キースイッチストロークの設計範囲が広がった。
【００３０】
さらに、この発明によるキースイッチモジュール構造は、クリックバネを固定した第１スイッチ接点を備えた片面回路基板からなる第１回路基板を、第２スイッチ接点を備えた第２回路基板に積層した構造であるため、従来のようにクリックバネが固定された両面回路基板を用いるキースイッチモジュールよりもコスト安で、かつ容易に回路基板を作成することができる。
また、フレキシブルな片面回路基板からなる第１回路基板を使用した場合、両面に回路が形成されたフレキシブルプリント基板に比べて、屈曲性が向上する。そして携帯電話などの機器内に組み込まれるキースイッチモジュールにおいて、例えば、他の機器部品（例えばヒンジ部）と一体型で第１回路基板を設計する場合などに、屈曲性向上によるメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるクリックバネを用いたキースイッチモジュールを構成する構成部品の断面図。
【図２】この発明によるクリックバネを用いたキースイッチモジュール構造の説明図。
【図３】図２に示すキースイッチモジュールのボタンキーを押した状態の説明図。
【図４】従来技術によるクリックバネを用いたキースイッチモジュール構造の説明図。
【図５】図４に示すキースイッチモジュールのボタンキーを押した状態の説明図。
【符号の説明】
１Ａ  可撓性ベース基材
１Ｂ  ベース基材
２    接着剤
３１  基板回路
３Ａ  第１接点回路
３Ｂ  第２接点回路
４    回路保護層
５Ａ  第１スイッチ接点
５Ｂ  第２スイッチ接点
５Ｃ  スルーホール
６    クリックバネ
７    押さえシート
１１  第１回路基板
１２  第２回路基板
２０  アクチュエータ
【図１】
2004241202.tif 000003
【図２】
2004241202.tif 000004
【図３】
2004241202.tif 000005
【図４】
2004241202.tif 000006
【図５】
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