CN117203732A - 开关装置 - Google Patents

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CN117203732A CN202280029176.2A CN202280029176A CN117203732A CN 117203732 A CN117203732 A CN 117203732A CN 202280029176 A CN202280029176 A CN 202280029176A CN 117203732 A CN117203732 A CN 117203732A
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村重毅
日野高文
岸敦史
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Abstract

提供一种开关装置,包括玻璃层及配置在所述玻璃层的背面侧的开关部,所述玻璃层的厚度为20μm以上150μm以下,所述开关部具有包含上下可动的接点的多个接点,按压所述玻璃层时,所述玻璃层会弹性变形,从而切换多个所述接点的导通与非导通。

Description

开关装置
技术领域
本发明涉及一种开关装置。
背景技术
作为电子部件的输入手法,多使用对电性接触进行机械控制的开关。作为此类开关,例如可以举出专利文献1所揭示的轻触开关。此类开关中,滑动型按钮能够自行识别开/关,相较于触摸式,被认为具有不易发生误动作的优点。
在此类开关当中,具备上下可动的接点并可上下滑动的开关,其最表面采用具有柔软性且不易破损的树脂。然而,树脂容易因损伤等发生表面劣化,难以使用溶剂等进行清洁,质感也不佳。因此,需要可解决这些问题的开关装置。
<现有技术文献>
<专利文献>
专利文献1：(日本)特开平06-203679号公报
发明内容
<本发明要解决的问题>
本发明鉴于上述问题,其目的为在具备上下可动的接点的开关装置中提高耐擦伤性、溶剂清洁性及质感。
<用于解决问题的手段>
本开关装置包括玻璃层及配置在所述玻璃层的背面侧的开关部,所述玻璃层的厚度为20μm以上150μm以下,所述开关部具有包含上下可动的接点的多个接点,按压所述玻璃层时,所述玻璃层会弹性变形,以切换多个所述接点的导通与非导通。
<发明的效果>
根据本公开的技术,在具备上下可动的接点的开关装置中,能够提高耐擦伤性、溶剂清洁性及质感。
附图说明
图1是例示第1实施方式的开关装置的剖面图(其1)。
图2是例示第1实施方式的开关装置的剖面图(其2)。
图3是例示第1实施方式的开关装置的剖面图(其3)。
图4是例示第1实施方式的开关装置的剖面图(其4)。
图5是例示第1实施方式的开关装置的剖面图(其5)。
图6是例示第1实施方式的开关装置的剖面图(其6)。
图7是例示第1实施方式的开关装置的剖面图(其7)。
图8是例示第1实施方式的开关装置的剖面图(其8)。
具体实施方式
以下,参照附图说明用于实施发明的方式。各附图中对相同部分采用相同符号,有时将省略重复的说明。
<第1实施方式的概要>
图1是例示第1实施方式的开关装置的剖面图(其1)。如图1所示,开关装置1包括玻璃层10、开关部50及支持部90。开关装置1例如被安装在布线基板上。
玻璃层10的一个面10a侧成为开关装置1的最表面。开关部50被配置在玻璃层10的另一面10b侧(背面侧)。图1中概略性地示出开关部50，其为滑动型开关,具有包含上下可动的接点的多个接点。开关部50所具有的接点可以是2个,也可以是3个以上。
支持部90被配置在玻璃层10的另一面10b侧,以支持玻璃层10。例如,可以在开关部50的外侧,以包围开关部50的方式框状配置支持部90。或者,也可以在开关部50的外侧的任意位置,空出间隔配置多个支持部90。支持部90例如由树脂或金属等形成。
此外,也可以将构成开关部50的部件作为支持部。或者,开关部50本身也可以作为支持部。即,支持部即可以是开关部50的一部分,也可以是全部。在此情况下,也可以不配置图1所示的支持部90。或者,可以将开关部50的一部分或全部用作支持部,此外,还可以配置图1所示的支持部90。
图2是例示第1实施方式的开关装置的剖面图(其2),示出玻璃层10的一个面10a侧沿着箭头方向被按压时的状态。
玻璃层10的厚度为20μm以上150μm以下。通过将玻璃层10设为如上所述的厚度,玻璃层10可弹性变形,能够使其局部性凹陷。玻璃层10的一个面10a侧被按压时,玻璃层10会弹性变形,从而使开关部50的接点在上下方向滑动。由此,切换开关部50的多个接点的导通及非导通。玻璃层10例如能够以沿着垂直方向下沉0.5mm～2mm程度的方式弹性变形。
例如,玻璃层10未被按压时的开关部50的各接点若为非接触(非导通状态),当玻璃层10被按压变形时,开关部50的接点会彼此接触而成为导通状态。图2中,当沿着箭头方向按压的力被解除时,玻璃层10恢复图1的状态,开关部50的2个接点再次成为非接触。
如上所述,通过将玻璃层10的厚度设为20μm以上150μm以下,使玻璃层10能够弹性变形。由此,玻璃层10被按压时,随着玻璃层10发生局部性的变形,开关部50的接点会上下滑动,而能够切换开关部50的多个接点的导通与非导通。
开关装置1的最表面为玻璃层10,因此,相较于最表面为树脂的情况而言,能够提高耐擦伤性、溶剂清洁性及质感。另外,开关装置1为滑动型开关,因此,可获得按压触感的同时,能够降低发生误动作的风险。
在此,作为最表面采用玻璃的开关,还可以考虑利用静电容量等的类型,然而,一般的板玻璃难以实现上下滑动的动作。从而无法获得按压触感,无意识的触碰也可能导致误动作。
<第1实施方式的第1例>
图3是例示第1实施方式的开关装置的剖面图(其3),其示出开关装置的具体结构的第1例。如图3所示,开关装置1A包括玻璃层10、接合层30及开关部50。
在开关装置1A中,玻璃层10的厚度为20μm以上150μm以下。开关部50被配置在玻璃层10的另一面10b侧。在玻璃层10的另一面10b侧,设有接合玻璃层10与开关部50的接合层30。在开关装置1A中,开关部50还作为支持部发挥功能。
开关部50为薄膜开关,其包括第1薄片51、间隔件52、第2薄片53、第1接点55及第2接点56。第1薄片51与第2薄片53夹着间隔件52彼此相对配置。间隔件52例如与第1薄片51的上面外周部及第2薄片53的下面外周部相接配置,间隔件52的内侧为空隙。在第1薄片51的第2薄片53侧,配置有第1接点55,并在第2薄片53的第1薄片51侧,配置有与第1接点55分离的第2接点56。第2薄片53是可弹性变形的结构。第1薄片51、间隔件52及第2薄片53例如由树脂制成。
在图3所示的开关装置1A中,若与图2的情况同样按压玻璃层10的一个面10a侧,玻璃层10会弹性变形,切换开关部50的第1接点55与第2接点56的接触及非接触。此外,图3中省略了与第1接点55及第2接点56电连接的外部连接用端子的图示。
在图3的例子中,玻璃层10未被按压时,开关部50的第1接点55与第2接点56为非接触(非导通状态)。因此,当玻璃层10被按压变形时,开关部50的第2薄片53会随之弹性变形,第2接点56接近第1接点55,第1接点55与第2接点56接触而成为导通状态。与图2的情况同样,按压玻璃层10的力被解除后,玻璃层10恢复图3的状态,第1接点55与第2接点56再次成为非接触。
以下,关于玻璃层10与接合层30,进一步详细说明。
关于玻璃层10并无特别限定,可根据目的采用适当的结构。玻璃层10,若按其组成进行分类,例如可以举出钠钙玻璃(soda-lime glass)、硼酸玻璃、铝硅酸玻璃、石英玻璃等。此外,若按碱成分进行分类,可以举出无碱玻璃、低碱玻璃。上述玻璃的碱金属成分(例如,Na2O、K2O、Li2O)的含量优选为15重量％以下,更优选为10重量％以下。
考虑到玻璃所具备的表面硬度、气密性或耐腐蚀性,玻璃层10的厚度优选为20μm以上。此外,玻璃层10必须具有犹如薄膜的可挠性及可反复使用的耐久性,因此,玻璃层10的厚度优选为150μm以下。玻璃层10的厚度更优选为30μm以上120μm以下,尤其优选为50μm以上100μm以下。
玻璃层10在波长550nm的光透射率优选为85％以上。玻璃层10在波长550nm的折射率优选为1.4～1.65。玻璃层10的密度优选为2.3g/cm3～3.0g/cm3,更优选为2.3g/cm3～2.7g/cm3。
关于玻璃层10的成形方法并无特别限定,可根据目的采用适当的方法。代表性的方法为,将包含氧化硅(silica)或氧化铝(Alumina)等的主原料、硫酸钠(sodium sulfate)或氧化锑等的消泡剂、碳等还原剂的混合物置于1400℃～1600℃程度的温度进行熔融,形成薄板状之后进行冷却,可制作成玻璃层10。作为玻璃层10的成形方法,例如可以举出流孔下引(Slot Down Draw)法、融合法、浮标(Float)法等。对采用这些方法成形的板状的玻璃层,为了薄板化、提高平滑性,可根据需要使用氟氢酸(hydrofluoric acid)等溶剂进行化学性研磨。
可以在玻璃层10的表面及/或背面设置防污层、反射防止层、导电层、反射层、装饰层等的功能层。此外,在本实施方式的开关装置中,玻璃层10位于最表面。在此,“玻璃层10位于最表面”是指玻璃层10实质上位于最表面,即使在设置有上述的附加层的情况下,本实施方式中仍称为玻璃层10位于最表面。
作为接合层30,可以使用任意的黏合剂或接着剂。然而,从强度的观点而言,作为接合层30,优选使用接着剂。接合层30的厚度,从外观的观点而言,优选为0.5μm以上25μm以下,更优选为0.5μm以上5μm以下,进而优选为0.5μm以上3μm以下。
在本说明书中,黏合剂是指常温下具有黏合性,以较小压力即可与接合对象进行接合的层。因此,即使将贴在黏合剂上的接合对象剥离下来,黏合剂仍能保持实用性的黏着力。另一方面,接着剂是指介于物质之间而能够使物质结合的层。因此,一旦将贴在接着剂上的接合对象剥离下来,接着剂便不再具有实用性的黏着力。
在作为接合层30使用黏合剂的情况下,例如可以使用以丙烯酸类聚合物、硅氧类聚合物、聚酯、聚胺酯、聚酰胺、聚醚、氟素类或橡胶类等的聚合物作为基础聚合物的黏合剂。
在作为接合层30使用接着剂的情况下,例如可以使用聚酯类接着剂、聚胺酯类接着剂、聚乙烯醇类接着剂、环氧类接着剂。在接着剂为热硬化型接着剂的情况下,可通过加热硬化(固化),发挥剥离抵抗力。另外,在接着剂为紫外线硬化型等的光硬化型接着剂的情况下,可通过照射紫外线等光进行硬化,发挥剥离抵抗力。另外,在接着剂为湿气硬化型接着剂的情况下,可与空气中的水分等产生反应而硬化,因此,可通过放置使其硬化,发挥剥离抵抗力。
<第1实施方式的第2例>
图4为例示第1实施方式的开关装置的剖面图(其4),其示出开关装置的具体结构的第2例。如图4所示,开关装置1B包括玻璃层10、接合层30、开关部60及支持部90。
在开关装置1B中,玻璃层10的厚度为20μm以上150μm以下。开关部60被配置在玻璃层10的另一面10b侧。玻璃层10的另一面10b的外周侧的一部分或全部通过接合层30接合于支持部90。支持部90,如上所述,可以配置成包围开关部60的框状,也可以在开关部60外侧的任意位置空出间隔配置多个支持部90。另外,设置接合层30的目的在于固定玻璃层10面内的位置,若开关装置的结构致使玻璃层10的面内位置不会变动,则无需设置接合层30。
开关部60为轻触开关,其包括壳体61、薄膜62、框体63、杆部64、第1接点65及第2接点66。壳体61及框体63分别为方盒状,夹着有黏合性的薄膜62相对配置。薄膜62例如被配置成封盖壳体61的开口部的方式。杆部64以沿着上下方向自由滑动的状态被框体63保持。在壳体61的底面配置有第1接点65及第2接点66。第2接点66与第1接点65分离,并被配置在第1接点65的上方。薄膜62及第2接点66是能够弹性变形的结构。壳体61、薄膜62、框体63及杆部64例如由树脂制成。
在图4所示的开关装置1B中,若与图2的情况同样按压玻璃层10的一个面10a侧时,玻璃层10会弹性变形,从而可切换开关部60的第1接点65与第2接点66的接触与非接触。此外,图4中省略了与第1接点65及第2接点66电性连接的外部连接用端子的图示。
在图4的例子中,玻璃层10未被按压时,开关部60的第1接点65与第2接点66为非接触(非导通状态)。因此,当玻璃层10被按压变形时,开关部60的杆部64随之被按压,薄膜62及第2接点66弹性变形,第2接点66接近第1接点65,第1接点65与第2接点66接触而成为导通状态。与图2的情况同样,按压玻璃层10之力被解除后,玻璃层10恢复图4的状态,第1接点65与第2接点66再次成为非接触状态。
<第1实施方式的第3例>
图5是例示第1实施方式的开关装置的剖面图(其5),其示出开关装置的具体结构的第3例。如图5所示,开关装置1C与开关装置1A(参照图3)的相异点在于,在玻璃层10与接合层30之间设有树脂层20。即,树脂层20介于玻璃层10与开关部50之间。
树脂层20具有可挠性。从可挠性的观点而言,树脂层20的厚度优选为50μm以上150μm以下。作为树脂层20的材料,例如可以举出聚对苯二甲酸乙二酯类树脂或聚萘二甲酸乙二酯类树脂等的聚酯类树脂、原冰片烯(norbornene)类树脂等的环烯烃类树脂、聚醚砜类树脂、聚碳酸酯类树脂、丙烯酸类树脂、聚烯烃类树脂、聚酰亚胺类树脂、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺酰胺类树脂、聚芳香酯类树脂、聚砜类树脂、聚醚酰亚胺类树脂、胺基甲酸酯类树脂等。
如上所述,通过对玻璃层10与树脂层20进行叠层,树脂层20抑制玻璃层10产生过度变形,在获得防止玻璃层10破裂的效果的同时,能够实现适当的变形量,因此,能够提高玻璃层10反复弹性变形时的耐久性。另外,通过变更树脂层20的厚度,能够控制玻璃层10的变形量。
在玻璃层10与树脂层20之间设有接合层30。作为接合层30可以使用任意的黏合剂或接着剂。然而,从强度的观点而言,作为接合层30,优选使用接着剂。接合层30的厚度,从外观的观点而言,优选为0.5μm以上25μm以下,更优选为0.5μm以上5μm以下,进而优选为0.5μm以上3μm以下。
<第1实施方式的第4例>
图6是例示第1实施方式的开关装置的剖面图(其6),其示出开关装置的具体结构的第4例。如图6所示,开关装置1D其支持部90上接合的叠层体的层结构不同于开关装置1B(参照图4)。
在开关装置1D中,在玻璃层10的另一面10b侧,依序叠层有接合层31、树脂层21、接合层32及树脂层22,所述叠层体使玻璃层10朝向表面侧,通过接合层33接合在支持部90上。在此,若叠层体被固定在开关装置1D内且平面内并未产生错位等,则并非一定需要接合层33。
树脂层21及22具有可挠性。树脂层21及22各自的厚度,从可挠性的观点而言优选为50μm以上150μm以下。作为树脂层21及22的材料,可以使用作为树脂层20例示的树脂。树脂层21与树脂层22可以是相同的树脂,也可以是不同的树脂。
作为接合层31、32及33,可以使用任意的黏合剂或接着剂。然而,从强度的观点而言,接合层31优选使用作为接合层30例示的接着剂,接合层32优选使用作为接合层30例示的黏合剂,接合层33优选使用作为接合层30例示的接着剂或黏合剂。接合层31的厚度优选为0.5μm以上25μm以下,更优选为0.5μm以上5μm以下,进而优选为0.5μm以上3μm以下。接合层32的厚度,根据黏着层的制法,优选为5μm以上200μm以下,更优选为20μm以上150μm以下,进而优选为20μm以上100μm以下。接合层33的厚度优选为5μm～2mm以内。
如上所述,树脂层与接合层并非一定是各1层,也可以是多层的叠层。通过这种叠层结构,能够防止玻璃层10的破裂,并能够提高玻璃层10反复弹性变形时的耐久性。在此,所述叠层结构可适用于图5所示的开关装置1A,也可以适用于以下说明的开关装置。
<第1实施方式的第5例>
图7是例示第1实施方式的开关装置的剖面图(其7),其示出开关装置的具体结构的第5例。如图7所示,开关装置1E与开关装置1A(参照图3)的相异点在于,在1个玻璃层10的另一面10b侧具有多个开关部50。开关部50的数量为任意数。多个开关部50例如可以一列配置,也可以交错配置,还可以二维配置。在二维配置的情况下,可以是有规则(例如,行列状)的配置,也可以是无规则的配置。
如上所述,通过开关装置具有多个开关部,可应用于各种机器。例如,可以举出遥控器、键盘、智能手机、温水马桶座的操作板、家用电气的操作板、视听设备的操作板、壁面开关等。
另外,在开关装置具有多个开关部的情况下,并非一定是所有的开关部具有相同式样。例如,作为开关部,也可以混用薄膜开关与轻触开关。或者,一部分开关部并非滑动型,可以是非滑动型(例如,静电容量式)。例如,可以想到在构成遥控器等的最表面的可弹性变形的1枚玻璃层的背面侧,配置滑动型开关部及非滑动型开关部,仅在电源开关等尤其需要防止误动作的部分使用滑动型的方式。
<第1实施方式的第6例>
图8是例示第1实施方式的开关装置的剖面图(其8),其示出开关装置的具体结构的第8例。如图8所示,开关装置1F与开关装置1D(参照图6)的相异点在于,在其多个开关部50的外侧设有支持部90,在玻璃层10的另一面10b与各开关部50的上面之间形成有空隙S。
如上所述,玻璃层10与开关部50并非一定相接触,玻璃层10与开关部50之间可以具有空隙S。通过设置空隙S,有时根据开关装置1F的用途,可提高其设计性。使用开关部50之外的情况下也同样。
以上,详细说明了优选实施方式等,但不限定于上述实施方式等,只要不脱离权利要求书的记载范围,可对上述实施方式等进行各种变形及置换。
例如,上述实施方式中作为开关部例示了薄膜开关及轻触开关,但并不限定于此,本实施方式的开关装置的开关部,可以采用任何类型的开关。
另外,开关的装饰印刷可设于玻璃层、树脂层等任何层。也可以重叠设置在各层。
本国际申请依据2021年4月21日提出的日本国专利申请2021-071711号请求优先权,并引用日本国专利申请2021-071711号的全部内容。
符号说明
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F开关装置
10玻璃层
20、21、22树脂层
30、31、32、33接合层
50、60开关部
51第1薄片
52间隔件
53第2薄片
55、65第1接点
56、66第2接点
61壳体
62薄膜
63框体
64杆部
90支持部

Claims (11)

1.一种开关装置,其包括:
玻璃层；及
开关部,配置在所述玻璃层的背面侧,
所述玻璃层的厚度为20μm以上150μm以下,
所述开关部具有包括上下可动的接点的多个接点,
按压所述玻璃层时,所述玻璃层弹性变形,以切换多个所述接点的导通与非导通。
2.根据权利要求1所述的开关装置,其中,
在所述玻璃层的背面侧设有支持所述玻璃层的支持部。
3.根据权利要求2所述的开关装置,其中,
所述支持部为所述开关部的一部分或全部。
4.根据权利要求2或3所述的开关装置,其中,
所述支持部配置在所述开关部的外侧。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的开关装置,其中,
具有多个所述开关部。
6.根据权利要求5所述的开关装置,其中,
所述开关部被二维配置。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的开关装置,其中,
在所述玻璃层与所述开关部之间设有接合层。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的开关装置,其中,
在所述玻璃层与所述开关部之间设有树脂层。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的开关装置,其中,
在所述玻璃层与所述开关部之间设有空隙。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的开关装置,其中,
所述开关部为薄膜开关。
11.根据权利要求1至9中的任一项所述的开关装置,其中,
所述开关部为轻触开关。
CN202280029176.2A 2021-04-21 2022-04-18 开关装置 Pending CN117203732A (zh)

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