(57)【要約】【課題】外周円の弧をなす二辺以上を切断したスイッチ用ドームの強度を向上し、接点の接触信頼性を向上せしめる。【解決手段】スイッチ用ドーム１は、基板９上の接点部１１Ａ、１１Ｂに接離可能な可撓性を備えた椀型形状の外周円の弧をなす二辺ＳＬ以上を切断した導電性材料からなる。しかも、前記椀型形状の頭頂部３の周囲に上からみて環状の凹み部５を設けている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の接点部に接離可能な可撓性を備えた椀型形状の外周円の弧をなす二辺以上を切断した導電性材料からなるスイッチ用ドームにおいて、
前記椀型形状の頭頂部の周囲に上からみて環状の凹み部を設けたことを特徴とするスイッチ用ドーム。
【請求項２】
基板上の接点部に接離可能な可撓性を備えた椀型形状の外周円の弧をなす二辺以上を切断した導電性材料からなるスイッチ用ドームと、このスイッチ用ドームを基板上の所定位置に配置すべく押さえるドーム押えシートと、前記スイッチ用ドームの頭頂部を下方へ押圧するアクチュエータと、を備えたスイッチ装置において、
前記スイッチ用ドームは、椀型形状の頭頂部の周囲に上からみて環状の凹み部を設けていることを特徴とするスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、携帯電話などの各種電子機器に使用される押しボタンスイッチ等の操作用スイッチ装置に組み込まれるスイッチ用ドーム及び前記スイッチ用ドームを用いたスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話に代表されるモバイル用電子機器に使用される押しボタンスイッチ等の操作用のキースイッチは、例えば特許文献１に示されているものと基本的に同様であり、図３に示されているように、キースイッチ１０１は電子機器の筐体１０３に組み込まれている。なお、電子機器としては、上記の携帯電話の他に、例えばデジタルカメラ、ＰＤＡ、ＭＤ、ＣＤプレーヤ、あるいはその他の電子機器がある。
【０００３】
また、筐体１０３の内部には、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）もしくはＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などのプリント配線基板１０５が設けられ、この基板１０５は、絶縁シート１０５Ａの上に導電性材料からなる接点部（電極）１０７Ａが備えられ、この接点部１０７Ａの周りに接点部（電極）１０７Ｂが環状に備えられており、接点部１０７Ａ、１０７Ｂで電極対を構成している。なお、プリント配線基板１０５には回路がパターン形成されている。
【０００４】
上記の接点部１０７Ａ、１０７Ｂには、椀型形状の導電性材料からなるスイッチ用ドーム１０９（メタルドームもしくは金属製クリックバネ）が配置されている。すなわち、スイッチ用ドーム１０９は前記接点部１０７Ａに接離可能な可撓性を備えており、その外周を接点部１０７Ｂに接続して載置されるもので、椀型形状の凸面側が例えば樹脂シートからなるドーム押えシート１１１により貼着されて基板１０５上に押さえられ位置決めされている。
【０００５】
上記のドーム押えシート１１１は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を基材とするシート材１１１Ａと、このシート材１１１Ａの一面に塗布した例えばアクリル系もしくはシリコン系粘着材からなる粘着剤層１１１Ｂとから構成されるものであり、スイッチ用ドーム１０９を保持する粘着剤層１１１Ｂはそのまま基板１０５の表面に貼り付けられる粘着剤と同じである。
【０００６】
上記のスイッチ用ドーム１０９は、導電性材料としての例えばステンレスもしくは銅系金属の板材を加工することによって得られる。さらに、スイッチ用ドーム１０９は上記の接点部１０７Ａをほぼ中央にして覆うように、つまり椀型形状の凹面の中心方向側に前記接点部１０７Ａが位置するように配置されている。
【０００７】
さらに、キースイッチ１０１は、上記のドーム押えシート１１１の上方に、スイッチ用ドーム１０９を押し込むためのアクチュエータとしての例えばキーマット１１３が図示しないスプリング等の付勢手段により図３において常時上方へ付勢されており、プリント配線基板１０５から離間した位置に配置されている。
【０００８】
キーマット１１３はシリコンラバーもしくはウレタンシートにポリカーボネイト等の硬質プラスチックを付帯させた絶縁性のシート状のものである。また、キーマット１１３には、ドーム押えシート１１１に整合する部分に押しボタン部１１７が設けられており、この押しボタン部１１７の裏面中央部にはスイッチ用ドーム１０９の頭頂部に接触して押し込むための突状の突起部１１５を有している。
【０００９】
また、キーマット１１３における押しボタン部１１７の周囲は厚さがきわめて薄くなっており、押しボタン部１１７はキーマット１１３の表面に対して垂直方向に若干移動することができるように構成されている。
【００１０】
なお、キーマット１１３は、筐体１０３の内部に設けられており、位置決め穴などを用いて、キーマット１１３の突起部１１５が直接もしくは間接的にスイッチ用ドーム１０９の直上に位置するように組み立てられる。
【００１１】
したがって、上記のキーマット１１３の押しボタン部１１７が人の指で押し込まれると、ドーム押えシート１１１の上からスイッチ用ドーム１０９の頭頂部付近が押し下げられる。スイッチ用ドーム１０９はその頭頂部付近が変位し変形し、反転して凹むように押し込まれて接点部１０７Ａに接触する。これにより、一対の電極である接点部１０７Ａ、１０７Ｂがスイッチ用ドーム１０９を介して相互に電気的に接続されて導通状態になり、キースイッチ１０１がＯＮ状態となる。
【００１２】
このとき、上記のように、スイッチ用ドーム１０９の頭頂部付近が反転して凹む際にクリック感が得られるように構成されている。また、押しボタン部１１７から指などを離すと、スイッチ用ドーム１０９はそれ自身の弾性力により原位置に復帰し、一対の電極である接点部１０７Ａ、１０７Ｂの間は電気的に分断され、キースイッチ１０１はＯＦＦ状態となる。
【００１３】
キースイッチ１０１には、良好な操作感触性と高い導電性が要求される。さらに、前述した従来のスイッチ用ドーム１０９は、外周形状がほぼ円形であったが、近年では、電子機器の軽薄短小化に対応するために、従来のスイッチ用ドーム１０９の外周円の弧を切断してスイッチシートの小面積化を図る試みがなされている。
【００１４】
特に、図４（Ａ）、（Ｂ）に示されているように、前述した従来のスイッチ用ドーム１０９の外周円ＯＣの弧をなす二辺ＳＬを切断した形状のスイッチ用ドーム１１９は、外周形状の残った円形部分で、前述したスイッチ用ドーム１０９と同性能のクリック感を残しながら、上記の二辺ＳＬを切断した方向の幅寸法が小さくなることで、スイッチ用ドーム１１９の集積が可能となる。その理由で、外周円ＯＣの弧をなす二辺ＳＬ以上を切断した形状のスイッチ用ドーム１１９は、今後の主流になると考えられる。
【特許文献１】特公平４−７４８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、上述した従来の二辺ＳＬ以上を切断したスイッチ用ドーム１１９は、以下に示す問題点がある。
【００１６】
（１）二辺ＳＬ以上を切断したスイッチ用ドーム１１９は、薄い金属板で作成されているので、多回数や高荷重の打鍵を行うと、従来のスイッチ用ドーム１０９のような円形ドームと比べて早く破断が起きてしまう。その結果、電気的に導通しない状態となり、操作用のスイッチとしての機能が無くなる。
【００１７】
（２）従来のキースイッチ１０１においては、スイッチ用ドーム１０９、１１９と接点部１０７Ａ（基板電極）の間に塵埃などの異物が混入すると、スイッチ用ドーム１０９、１１９と接点部１０７Ａの間に絶縁体が存在する状態となり、相互に接触しなくなる。その結果、電気的に接続しない状態となり、操作用のスイッチとしての機能が無くなる。
【００１８】
この発明は、外周円の弧をなす二辺以上を切断したスイッチ用ドームの強度を向上し、接点の接触信頼性を向上せしめることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために、この発明のスイッチ用ドームは、基板上の接点部に接離可能な可撓性を備えた椀型形状の外周円の弧をなす二辺以上を切断した導電性材料からなるスイッチ用ドームにおいて、
前記椀型形状の頭頂部の周囲に上からみて環状の凹み部を設けたことを特徴とするものである。
【００２０】
この発明のスイッチ装置は、基板上の接点部に接離可能な可撓性を備えた椀型形状の外周円の弧をなす二辺以上を切断した導電性材料からなるスイッチ用ドームと、このスイッチ用ドームを基板上の所定位置に配置すべく押さえるドーム押えシートと、前記スイッチ用ドームの頭頂部を下方へ押圧するアクチュエータと、を備えたスイッチ装置において、
前記スイッチ用ドームは、椀型形状の頭頂部の周囲に上からみて環状の凹み部を設けていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明のスイッチ用ドームによれば、外周円の弧をなす二辺以上を切断したスイッチ用ドームの頭頂部の周囲に上からみて環状の凹み部を設けたことで、スイッチ用ドームの強度を向上することができ、高寿命のスイッチ用ドームを得ることができる。また、スイッチ用ドームにおける接点の接触信頼性を向上することができる。
【００２２】
この発明のスイッチ装置によれば、上記のスイッチ用ドームがスイッチ装置に用いられることで、外周円の弧をなす二辺以上を切断している幅寸法が小さくなるので、電子機器の軽薄短小化に対応することができる。しかも、高寿命のスイッチ用ドームであるので、高寿命のスイッチ装置となる。
【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について図面を参照して説明する。
【００２４】
図１（Ａ）、（Ｂ）を参照するに、この実施の形態に係るスイッチ用ドーム１（メタルドームもしくは金属製クリックバネ）は、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ、ＭＤ、ＣＤプレーヤ、あるいはその他の各種電子機器に使用される押しボタンスイッチ等の操作用のスイッチ装置に組み込まれるものである。
【００２５】
スイッチ用ドーム１は、導電性材料としての例えばステンレスもしくは銅系金属の板材を加工することによって得られる。さらに、基板上の接点部に接離可能な可撓性を備えた椀型形状の外周円ＯＣの弧をなす二辺ＳＬ以上を切断したものであり、前記椀型形状の頭頂部３の周囲に上からみて環状の凹み部５を設けたことを特徴とする。
【００２６】
この実施の形態では、外周形状がほぼ円形の椀型形状のスイッチ用ドームに対して、プレス加工で、図１（Ａ）、（Ｂ）に示されているように、上からみて凹み方向の環状の凹み部５が頭頂部３の周囲に施される。さらに、図１（Ａ）の二点鎖線のハッチングで示されている円弧の部分が、外周円ＯＣの弧をなす二辺ＳＬが対向する位置となるように切断されている。
【００２７】
なお、スイッチ用ドーム１は、直径Ａが例えば４ｍｍで、高さＢは例えば２．８ｍｍである。前記椀型形状の外周円ＯＣの弧をなす二辺ＳＬの幅寸法が例えば２．８５６６ｍｍである。
【００２８】
以上のように、前記椀型形状の外周円ＯＣの弧をなす二辺ＳＬが切断されることで幅寸法が小さくなるので、詳しくは後述するスイッチ装置において、上記の二辺ＳＬを切断した方向で、より多くのスイッチ用ドーム１を集積することができる。また、前記椀型形状の頭頂部３の周囲に上からみて環状の凹み部５を設けたことで、スイッチ用ドーム１の一部に応力が集中するのを避けることができるので、高耐久性のスイッチ用ドーム１が得られる。
【００２９】
次に、この発明の実施の形態に係るスイッチ装置について説明する。
【００３０】
図２を参照するに、スイッチ装置７には、前述した実施の形態のスイッチ用ドーム１が用いられる。また、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）もしくはＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などのプリント配線基板９は、絶縁シート９Ａの上に導電性材料からなる接点部（電極）１１Ａが備えられ、この接点部１１Ａの周りに接点部（電極）１１Ｂが環状に備えられており、接点部１１Ａ、１１Ｂで電極対を構成している。なお、プリント配線基板９には回路がパターン形成されている。
【００３１】
前述したスイッチ用ドーム１は、上記の接点部１１Ａと接点部１１Ｂとの導通をＯＮ・ＯＦＦせしめるために、前記接点部１１Ａに接離可能な可撓性を備えた椀型形状の外周が接点部１１Ｂに接続して載置されるものである。上記のスイッチ用ドーム１は、その椀型形状の凸面側が例えば樹脂シートからなるドーム押えシート１３により基板９上に押さえられ位置決めされている。
【００３２】
上記のドーム押えシート１３は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を基材とするシート材１３Ａと、このシート材１３Ａの一面に塗布した例えばアクリル系もしくはシリコン系粘着材からなる粘着剤層１３Ｂとから構成されるものであり、スイッチ用ドーム１を保持する粘着剤層１３Ｂはそのまま基板９の表面に貼り付けられる粘着剤と同じである。
【００３３】
また、上記のスイッチ用ドーム１は、上記の接点部１１Ａをほぼ中央にして覆うように、つまり椀型形状の凹面の中心方向側に前記接点部１１Ａが位置するように配置されている。したがって、スイッチ用ドーム１の頭頂部３が下方へ押圧されると、図２の二点鎖線で示されているように、頭頂部３の付近が反転して凹むように押し込まれて接点部１１Ａに接触し、導通するように位置している。
【００３４】
さらに、スイッチ装置７は、上記のドーム押えシート１３の上方に、スイッチ用ドーム１を押し込むためのアクチュエータとしての例えばキーマット１５が図示しないスプリング等の付勢手段により図２において常時上方へ付勢されており、プリント配線基板９から離間した位置に配置されている。
【００３５】
キーマット１５は例えばシリコンラバーもしくはウレタンシートにポリカーボネイト等の硬質プラスチックを付帯させた絶縁性のシート状のものである。また、キーマット１５には、ドーム押えシート１３に整合する部分に押しボタン部１７が設けられており、この押しボタン部１７の裏面中央部にはスイッチ用ドーム１の頭頂部３に接触して押し込むための突状の突起部１９を有している。
【００３６】
また、キーマット１５における押しボタン部１７の周囲は厚さがきわめて薄くなっており、押しボタン部１７はキーマット１５の表面に対して垂直方向に若干移動することができるように構成されている。
【００３７】
なお、キーマット１５は、筐体２１の内部に設けられており、位置決め穴などを用いて、キーマット１５の突起部１９が直接もしくは間接的にスイッチ用ドーム１の直上に位置するように組み立てられる。
【００３８】
上記構成により、上記のキーマット１５の押しボタン部１７が人の指で押し込まれると、ドーム押えシート１３の上からスイッチ用ドーム１の頭頂部３の付近が押し下げられる。スイッチ用ドーム１はその頭頂部３の付近が変位し変形し、反転して凹むように押し込まれて接点部１１Ａに接触する。これにより、一対の電極である接点部１１Ａ、１１Ｂがスイッチ用ドーム１を介して相互に電気的に接続されて導通状態になり、スイッチ装置７がＯＮ状態となる。
【００３９】
このとき、上記のように、スイッチ用ドーム１の頭頂部３の付近が反転して凹む際にクリック感が得られるように構成されている。また、押しボタン部１７から指などを離すと、スイッチ用ドーム１はそれ自身の弾性力により原位置に復帰し、一対の電極である接点部１１Ａ、１１Ｂの間は電気的に分断され、スイッチ装置７はＯＦＦ状態となる。
【００４０】
次に、上記の実施の形態のスイッチ用ドーム１の構成に基づいた実施例を試作し、さらに、この実施例のスイッチ用ドーム１と比較するために比較例１、比較例２を試作した。なお、実施例及び各比較例１，２において同様の部材には同じ符号を付して詳しい説明は省略し、主として異なる点について詳しく説明する。
【００４１】
この試験では、すべて、椀型形状の外周円ＯＣの弧をなす二辺ＳＬを切断したφ４×２．８ｍｍ（直径×高さ）のステンレス製のスイッチ用ドームを用いて行った。つまり、実施例は、頭頂部３の周囲に上からみて環状の凹み部５を備えたφ４×２．８ｍｍのスイッチ用ドーム１であり、比較例１では、頭頂部３の部分に３点突起付きのφ４×２．８ｍｍのスイッチ用ドームであり、比較例２では、頭頂部３の部分に何も加工しないφ４×２．８ｍｍのスイッチ用ドームである。
【００４２】
次に、上述した実施例、比較例１、比較例２のスイッチ用ドームを用いたスイッチ装置７にて各試料（ｎ＝３００）に対して１００万回の打鍵を行って耐久性試験を行ったところ、表１の試験結果が得られた。
【表１】
2009048933.tif 000003
【００４３】
表１から分かるように、比較例１と比較例２では、すべての試料が１００万回以内に破断した。これに対して、実施例では、１００万回の打鍵で破断した試料は無かった。
【００４４】
以上のことから、スイッチ用ドーム１の接触する電極部分、すなわち椀型形状の頭頂部３の周囲に上からみて環状の凹み部５を設けたことで、耐久性が向上したことがわかる。
【００４５】
次に、上記の実施例、比較例１、比較例２の各スイッチ用ドーム１の試料（ｎ＝３００）を用いたスイッチ装置７について粉塵試験を行った。この粉塵試験は、ダスト濃度６００００ｍｇ／ｍ３内で１０分間撹拌後、２４時間放置し、スイッチ装置７を５回動作した時の電気的接触を測定したものである。表２の試験結果が得られた。
【表２】
2009048933.tif 000004
【００４６】
表２から分かるように、比較例２では、７５％の試料について接触不良が起こった。これに対して、実施例では、比較例１と同様に、すべての試料について電気的接触が得られた。すなわち、不良率は０％であった。
【００４７】
以上のことから、下記の効果を奏する。
【００４８】
（１）スイッチ用ドーム１の頭頂部３の周囲に上からみて環状の凹み部５を設けたことで、スイッチ用ドーム１の一部に応力が集中するのを避けることができる。その結果、スイッチ用ドーム１の強度を向上することができ、高寿命のスイッチ用ドーム１を得ることができる。
【００４９】
（２）スイッチ用ドーム１の頭頂部３の周囲に上からみて環状の凹み部５を設けたことで、スイッチ用ドーム１と基板９の電極１１Ａ、１１Ｂの間に塵埃などの異物が混入しても電気的接触を得ることができる。すなわち、接点の接触信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】（Ａ）はこの発明の実施の形態のスイッチ用ドームの平面図で、（Ｂ）は矢視ＩＢ−ＩＢ線の断面図である。
【図２】この発明の実施の形態のスイッチ装置の部分的な断面図である。
【図３】従来のスイッチ装置の部分的な断面図である。
【図４】（Ａ）は従来のスイッチ用ドームの平面図で、（Ｂ）は矢視ＩＶＢ−ＩＢＶ線の断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  スイッチ用ドーム
３  頭頂部
５  凹み部
７  スイッチ装置
９  基板
９Ａ  絶縁シート
１１Ａ、１１Ｂ  接点部
１３  ドーム押えシート
１３Ａ  シート材
１３Ｂ  粘着剤層
１５  キーマット
１７  押しボタン部
１９  突起部
２１  筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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