JP2000067693A

JP2000067693A - 皿バネコンタクト型メンブレンスイッチ

Info

Publication number: JP2000067693A
Application number: JP10241426A
Authority: JP
Inventors: Masaki Yoshino; 正樹芳野; Masakazu Goto; 雅一後藤
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 1998-08-27
Filing date: 1998-08-27
Publication date: 2000-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】皿バネコンタクト型メンブレンスイッチにお
いて、押圧時に、面光源が応力集中や比較的大きな変形
等の過大な機械的ストレスを受けにくい構成にする。【解決手段】固定コンタクト１５を上面に形成した基
板１４と、固定コンタクト１５の上部に位置するドーム
状皿バネコンタクト１７と、基板１４上に積層して皿バ
ネコンタクト１７を支持する皿バネ支持板１６と、皿バ
ネ支持板１６上に積層した面光源１３と、さらにその上
に積層するとともに押圧部１１ａと支持部１１ｂとを有
する表示メンブレン１１とを備える皿バネコンタクト型
メンブレンスイッチにおいて、皿バネコンタクト１７に
向けて突出する皿バネプッシャとしての応力分散手段１
２を面光源１３の下面に設けることにより、皿バネコン
タクト１７が容易に凹状に反転変形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、面光源を介してス
イッチ要素（接点構造）を押圧するように構成したメン
ブレンスイッチに関し、特に、各スイッチ要素が可動皿
バネコンタクトと固定コンタクトとから構成される皿バ
ネコンタクト型メンブレンスイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】意匠表示部を背後から照明するＥＬ（エ
レクトロルミネセンス）等の面光源を備えた皿バネコン
タクト型メンブレンスイッチは、例えば、自動車，携帯
電話，洗濯機等のインパネ用スイッチに従来より用いら
れており、メンブレンの押圧部を押圧することによって
皿バネタイプのスイッチ要素（接点構造）のオン・オフ
状態を切り替えるものである。

【０００３】このようなメンブレンスイッチは、図１に
示すように、表示メンブレン１と、表示メンブレン１を
背後から照明するＥＬ面光源３と、可動の皿バネコンタ
クト７を支持する皿バネ支持板６と、固定コンタクト５
を上面に備える基板４とを備える。表示メンブレン１
は、丘状に隆起したクリック操作可能な押圧部１ａと押
圧部１ａを支持する支持部１ｂとからなる。押圧部１ａ
には、文字や図柄等の表示意匠を形成している。スイッ
チ要素（接点構造）は、皿バネコンタクト７と固定コン
タクト５とによって構成される。皿バネコンタクト７
は、導電性の弾性板をドーム状に突出させた形状であ
り、下向きの押圧力によって凹状に反転変形し、押圧力
を開放すると元のドーム形状に戻る。

【０００４】上記構成によれば、スイッチ操作時に、表
示メンブレン１の押圧部１ａに押圧力を加えると、その
力は、ＥＬ面光源３を介して皿バネコンタクト７の頂部
に伝わる。押圧力が皿バネコンタクト７の変形耐力を越
えたときに、皿バネコンタクト７が反転変形する。皿バ
ネコンタクト７が固定コンタクト５に接触することによ
って、スイッチ要素はコンタクト状態になる。

【０００５】しかしながら、上記構成によれば、ＥＬ面
光源３の信頼性に問題がある。すなわち、スイッチ操作
時において、ＥＬ面光源３は、ドーム状に突出した皿バ
ネコンタクト７の頂部と直接的に点接触しているので、
押圧力はＥＬ面光源３の点接触部に集中する。また、Ｅ
Ｌ面光源３は、皿バネコンタクト７を固定コンタクト５
に接触させるために、大きく変形する必要がある。一
方、ＥＬ面光源３は、例えば、ＰＥＴフィルム上にＩＴ
Ｏ透明電極，ＥＬ発光体層，絶縁層，ＩＴＯ透明電極を
積層した構成である。ＥＬ面光源３自身は比較的柔軟性
を備えているものの、ＩＴＯ透明電極は伸縮性に乏しい
ために断線しやすく、ＥＬ面光源３は、全体として機械
的ストレスに弱い。したがって、応力集中や比較的大き
な変形等の過大な機械的ストレスによりＩＴＯ透明電極
が断線するために、ＥＬ面光源３の信頼性は低下する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
解決すべき技術的課題は、押圧時において、面光源が応
力集中や比較的大きな変形等の過大な機械的ストレスを
受けにくい構造の皿バネコンタクト型メンブレンスイッ
チを得ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用・効果】上記技
術的課題を解決するために、本発明によれば以下の皿バ
ネコンタクト型メンブレンスイッチが提供される。

【０００８】すなわち、本発明の皿バネコンタクト型メ
ンブレンスイッチは、固定コンタクトを上面に形成した
基板と、固定コンタクトの上部に位置するドーム状皿バ
ネコンタクトと、基板上に積層して皿バネコンタクトを
支持する皿バネ支持板と、皿バネ支持板上に積層した面
光源と、さらにその上に積層するとともに押圧部と支持
部とを有する表示メンブレンとを備える皿バネコンタク
ト型メンブレンスイッチにおいて、皿バネコンタクトに
向けて突出する皿バネプッシャとしての応力分散手段を
面光源の下面に設けることを特徴とする。

【０００９】上記皿バネコンタクト型メンブレンスイッ
チによれば、面光源はその下面に設けた応力分散手段を
介して、ドーム状に突出した皿バネコンタクトの頂部に
当接している。皿バネコンタクトの変形耐力を越える押
下力を押圧部に加えると、皿バネコンタクトは、まず全
体的に変形したあと、凹状に反転変形する。皿バネコン
タクトが固定コンタクトと接触すると、スイッチ要素は
コンタクト状態になる。押圧部への押下力を開放する
と、皿バネコンタクトは反転して元の形状に戻る。

【００１０】上記構成において、応力分散手段は、面光
源への応力集中を防止する機能（応力集中防止機能）を
有する。応力分散手段が皿バネコンタクトの頂部と直接
的に点接触して、応力分散手段の点接触部には応力集中
が起こるが、応力は、応力分散手段によって２次元的に
分散される。したがって、面光源は、応力分散手段が介
在することにより、２次元的な応力を受ける。すなわ
ち、応力集中のような局所的な大応力が面光源に加えら
れることが防止されている。また、応力分散手段は、皿
バネコンタクトを押圧する皿バネプッシャとして機能
（皿バネプッシャ機能）する。応力分散手段が突出して
いるので、その突出高さ分だけ、面光源の押圧量が少な
くなる。すなわち、面光源の変形量を少なくすることが
できる。面光源は応力集中や比較的大きな変形等の過大
な機械的ストレスを受けにくくなるので、面光源の電極
断線が起こりにくくなり、面光源の信頼性が向上する。

【００１１】応力分散手段は、板状にすることができ
る。

【００１２】上記構成によれば、応力分散手段の一方の
板状面が皿バネコンタクト頂部に当接するとともに、他
方の板状面が面光源に固着している。したがって、応力
分散手段は、上述した皿バネプッシャ機能と応力集中防
止機能とを備えている。

【００１３】応力分散手段は、面光源に固着する幅広面
と、皿バネコンタクトに接する凸状面とを有することが
できる。

【００１４】上記構成によれば、応力分散手段の凸状面
が、皿バネコンタクト頂部に当接している。すなわち、
凸形状同士が当接している。凸状面を有する応力分散手
段により皿バネコンタクト頂部を押圧すると、凸状面の
押込みにより、皿バネコンタクトの頂部はわずかに凹
む。そのあと、さらにわずかに押込むと、皿バネコンタ
クトは全体的に凹状に反転変形する。したがって、応力
分散手段が凸状面を有することにより、皿バネコンタク
トが凹状に反転変形しやすくなり、面光源の押込み、す
なわち、面光源の変形をさらに小さくすることができ
る。また、面光源に固着する幅広面により、上述した応
力集中防止機能を備えている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図２〜図３を参照して詳細に説明する。なお、本
発明に係る皿バネコンタクト型メンブレンスイッチの一
例として、自動車のダッシュボードに取り付けられるメ
ンブレンスイッチについて説明する。

【００１６】図２は、本発明の1実施形態に係る皿バネ
コンタクト型メンブレンスイッチを示す分解断面図であ
る。図において、皿バネコンタクト型メンブレンスイッ
チは、表示メンブレン１１と、ＥＬ面光源１３と、皿バ
ネコンタクト１７と、皿バネ支持板１６と、基板１４と
を備えている。メンブレンスイッチは、ベース１８の上
に、大略同じ寸法に加工した、基板１４，皿バネ支持板
１６，面光源１３，及び表示メンブレン１１を積層して
接合した積層構造になっている。メンブレンスイッチ
は、皿バネ支持板１６に取り付けた皿バネコンタクト１
７と、基板１４に形成した固定コンタクト１５とからな
るスイッチ要素を、通常、複数個備える。

【００１７】基板１４は、フレキシブルなプリント基板
を用いることができる。基板１４の上面には、１対の固
定コンタクト１５を少なくとも１つ形成する。固定コン
タクト１５は、中央のコンタクト電極１５ａと両端の共
通電極１５ｂとからなる。中央のコンタクト電極１５ａ
は、可動する皿バネコンタクト１７の頂部と接触するた
めの電極であり、両端の共通電極１５ｂは皿バネコンタ
クト１７の周縁部と常時接触するための電極である。ま
た、ベース１８の下面には、固定コンタクト１５からの
オン・オフ信号を処理するための回路を備えることがで
きる。

【００１８】基板１４上に皿バネ支持板１６を積層し、
この皿バネ支持板１６は、皿バネコンタクト１７を係止
保持するための皿バネ係止用貫通穴１６ａを有する。こ
の皿バネ係止用貫通穴１６ａが固定コンタクト１５と対
応するように、皿バネ支持板１６を位置決めする。皿バ
ネコンタクト１７の下端部が共通電極１５ｂと接触する
ように、皿バネコンタクト１７を係止保持する。この皿
バネコンタクト１７は、ドーム状に突出した、導電性を
有する金属等の弾性体であるが、ゴム等のドーム状弾性
体に導電性皮膜を形成したものや、ドーム状弾性体自身
が導電性を備えるものも使用することができる。皿バネ
コンタクト１７は、自身の変形耐力を越える押圧力が加
えられると凹状に反転変形（座屈）し、押圧力を開放す
るとそれ自身の弾性によって反転して元のドーム形状に
戻る。皿バネコンタクト１７は、その頂点がコンタクト
電極１５ａの上にくるように位置決めする。

【００１９】面光源１３は皿バネ支持板１６上に積層す
る。面光源１３として、例えば、有機分散型ＥＬを用い
ることができ、以後の説明ではＥＬ面光源を用いる。有
機分散型ＥＬは、ＥＬ発光体を有機バインダーで分散結
合させたＥＬ発光体層をＰＥＴフィルムシートに封止し
たものであり、ＰＥＴフィルム上にＩＴＯ透明電極，Ｅ
Ｌ発光体層，絶縁層，ＩＴＯ透明電極を積層した構成で
ある。ＥＬ面光源１３の下面において、それぞれの皿バ
ネコンタクト１７の頂部に対応する位置に、皿バネプッ
シャとしての応力分散手段１２を備える。

【００２０】応力分散手段１２は、所定の厚みを有する
円や多角形の平板であり、皿バネコンタクト１７の頂部
をカバーするとともに応力を分散できる面積を有する。
応力分散手段１２は、樹脂，金属，ゴム等の種々の材料
からなる平板を接着材等の固着手段によってＥＬ面光源
１３に固着する方法や、樹脂等のインキを凹版印刷，凸
版印刷，平板印刷，及びスクリーン印刷等の印刷方法あ
るいはフォトリソグラフィーによってＥＬ面光源１３上
に形成したあと、熱硬化や光硬化する方法等により形成
することができる。

【００２１】ＥＬ面光源１３上にさらに表示メンブレン
１１を積層する。表示メンブレン１１は、丘状に隆起し
た押圧部１１ａと、押圧部１１ａを支持する支持部１１
ｂとからなり、樹脂フィルムシート，ゴムシート等の透
光性の弾性材料から形成する。押圧部１１ａに押圧力を
加えると、押圧部１１ａは、支持部１１ｂに支えられな
がら下動し、押圧力を開放すると元の位置に戻る。表示
メンブレン１１には、文字や図柄等の表示意匠を形成す
ることができる。ＥＬ面光源１３を点灯すると、ＥＬ面
光源１３の光が表示メンブレン１１とを透過して、表示
メンブレン１１上の表示意匠は背後から照明される。

【００２２】上記構成の皿バネコンタクト型メンブレン
スイッチにおいて、ＥＬ面光源１３上に設けた応力分散
手段１２は、皿バネコンタクト１７の頂部に当接してい
る。押圧部１１ａを押圧すると、押圧部１１ａはＥＬ面
光源１３及び応力分散手段１２とともに下動する。この
とき、平板状の応力分散手段１２は、皿バネコンタクト
１７を押圧する皿バネプッシャとして働く。皿バネコン
タクト１７の変形耐力を越える押圧力が加えられると、
皿バネコンタクト１７は、全体的に押し潰されたように
変形したあと、凹状に反転変形する。その結果、皿バネ
コンタクト１７の頂部とコンタクト電極１５ａとが接触
して、スイッチ要素はショート状態になる。押圧部１１
ａの押圧を解除すると、皿バネコンタクト１７は、反転
して元のドーム形状に戻り、スイッチ要素はオープン状
態になる。

【００２３】皿バネプッシャとしての応力分散手段１２
は、皿バネコンタクト１７に向けて所定の高さで突出し
ている。応力分散手段１２の突出高さ分だけ、ＥＬ面光
源１３の押圧量が少なくなる。すなわち、ＥＬ面光源１
３の変形量が少なくなる。また、応力集中防止手段とし
ての応力分散手段１２は、皿バネコンタクト１７の頂部
と直接的に点接触している。押圧時、応力分散手段１２
の点接触部には応力集中が起こるが、集中した応力は、
平板状の応力分散手段１２によって２次元的に分散され
る。したがって、ＥＬ面光源１３は、応力分散手段１２
が介在することにより２次元的な応力を受けるが、一点
に集中した応力を受けない。すなわち、応力集中のよう
な局所的な大応力がＥＬ面光源１３に加えられることが
防止されている。したがって、上記構成により、ＥＬ面
光源１３の変形量が少なくなり、ＥＬ面光源１３への応
力集中が防止されるので、ＥＬ面光源１３の電極断線が
起こりにくくなり、ＥＬ面光源１３の信頼性が向上す
る。

【００２４】図３に示すように、応力分散手段１２は、
一方の面が、皿バネコンタクト１７の頂部を局所的に押
圧するための、球面状，円錐状，角錐状，円錐台状又は
台形状等の凸状面１２ｂを備え、他方の面が皿バネコン
タクト１７の頂部をカバーするとともに応力を分散でき
る面積の幅広面１２ａを備える構成にすることができ
る。この応力分散手段１２は、凸状面１２ｂが皿バネコ
ンタクト１７に向き、幅広面１２ａがＥＬ面光源１３に
固着する状態で、上述したような方法によりＥＬ面光源
１３に固着、形成する。また、平板等の上に幅広面１２
ａを固着して、凸状面１２ｂが皿バネコンタクト１７に
向くように構成することもできる。

【００２５】上記構成の皿バネコンタクト型メンブレン
スイッチにおいて、ＥＬ面光源１３上に設けた応力分散
手段１２の凸状面１２ｂが、皿バネコンタクト１７の頂
部に当接している。押圧部１１ａに押圧力を加えると、
押圧部１１ａはＥＬ面光源１３及び応力分散手段１２と
ともに下動し、皿バネコンタクト１７の頂部は、応力分
散手段１２の凸状面１２ｂの押込みによりわずかに凹
む。このとき、反押圧力は、幅広面１２ａを介してＥＬ
面光源１３に２次元的に加えられる。そのあと、押圧力
さらに押圧部１１ａをわずかに押込むと、皿バネコンタ
クト１７は全体的に凹状に反転変形する。したがって、
応力分散手段１２が凸状面１２ｂを有する場合は、応力
分散手段１２がフラットの場合より、ＥＬ面光源１３の
変形をさらに小さくすることができる。

【００２６】なお、好ましい実施の形態として、上記の
ように、自動車用ダッシュボード用に用いられる皿バネ
コンタクト型メンブレンスイッチについて説明したが、
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本
発明に係る皿バネコンタクト型メンブレンスイッチは、
電気製品，携帯電話等に適用することできる。また、面
光源としてＥＬ面光源を用いたが、その他の面光源（例
えば、プラズマ面発光体）を適宜選択することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の皿バネコンタクト型メンブレンスイッ
チを示す分解断面図である。

【図２】本発明の１実施形態に係る皿バネコンタクト
型メンブレンスイッチを示す分解断面図である。

【図３】図２の応力分散手段の変形例を示す分解断面
図である。

【符号の説明】

１１表示メンブレン１１ａ押圧部１１ｂ支持部１２応力分散手段（皿バネプッシャ）１２ａ幅広面１２ｂ凸状面１３ＥＬ面光源１４基板１５固定コンタクト１５ａコンタクト電極１５ｂ共通電極１６皿バネ支持板１６ａ皿バネ係止用貫通穴１７皿バネコンタクト１８ベース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K014 AA00 GA00 LA00 5G006 AA02 AB25 BA01 BA02 BB03 CD07 FB04 FB15 JA01 JA02 JB06 JC01 LA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定コンタクト（１５）を上面に形成し
た基板（１４）と、該固定コンタクト（１５）の上部に
位置するドーム状皿バネコンタクト（１７）と、該基板
（１４）上に積層して該皿バネコンタクト（１７）を支
持する皿バネ支持板（１６）と、該皿バネ支持板（１
６）上に積層した面光源（１３）と、さらにその上に積
層するとともに押圧部（１１ａ）と支持部（１１ｂ）と
を有する表示メンブレン（１１）とを備える皿バネコン
タクト型メンブレンスイッチにおいて、皿バネコンタクト（１７）に向けて突出する皿バネプッ
シャとしての応力分散手段（１２）を面光源（１３）の
下面に設けることを特徴とする皿バネコンタクト型メン
ブレンスイッチ。
【請求項２】応力分散手段（１２）は板状である請求
項１記載の皿バネコンタクト型メンブレンスイッチ。
【請求項３】応力分散手段（１２）は、面光源（１
３）に固着する幅広面（１２ａ）と、皿バネコンタクト
（１７）に接する凸状面（１２ｂ）とを有する請求項１
記載の皿バネコンタクト型メンブレンスイッチ。