JP2000311548A - タッチスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動作ストロークが小さく、動作荷重が小さ
く、クリック感が無く、コネクターを使用せず、タッチ
パネルとの摩擦を減じた単独スイッチを提供することを
課題とする。 【解決手段】 可動接点と、該可動接点の接続パターン
と、該接続パターンに電気接続された可動側端子と、固
定接点と、該固定接点の接続パターンと、該接続パター
ンに電気接続された固定側端子と、前記可動接点と前記
固定接点の間に挟まれたスペーサと、前記可動接点に押
圧力を伝える平板状弾性部材と、これらの全ての部材を
同芯状に積層支持する補強板とを有するタッチスイッチ
であって、前記可動接点と、前記可動接点の接続パター
ンと、前記固定接点と、前記固定接点の接続パターンと
を、前記スペーサを含む一枚の絶縁性フレキシブルシー
ト上に印刷した印刷パターンで構成し、これらの各部材
とそれに隣接して前記部材との間に形成された連結部で
前記フレキシブルシートを折り曲げて積層したことを特
徴とするタッチスイッチ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は押圧力を加えること
で電気回路を開閉できるタッチスイッチに関し、特にフ
レキシブル印刷シートを利用したタッチスイッチに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の小型スイッチとして構成さ
れるタッチスイッチの一例を示す断面図である。２１は
押しボタン、２２はドーム状をした薄板の接触子、２３
は固定接点、２４は接触子と導通している可動側端子、
２５はハウジングである。押しボタン２０に矢印方向の
押圧力が加わったとき、接触子２２は下方に変形されて
いく。ある一定の位置まで下がったとき、その接触子２
２の中央付近のみが反転され、固定接点２３と接触子、
接点回路を動作させる。押圧力を取り除くと接触子２２
の中央は反発力で元に戻り、押しボタン２０も元に戻
る。

【０００３】図７は従来のフレキシブルシートで構成さ
れるスイッチの一例を示す一部断面図である。３０はラ
バー、３０ａ、３０ｂはラバーボタン、３０ａ−１は押
圧部、３１は可動側シート、３２は固定側シート、３３
はスペーサ、３４はハウジング、３５は補強板である。
ラバーボタン３０に押圧力を加えると、押圧部３０ａ−
１は下方に下がっていく。ある一定の位置まで下がった
とき、ラバーボタン３０ａは反転され、可動側シート３
１を下方に押し下げて、可動接点３１−１ａは固定接点
３２−１ａと接触して接点回路を動作させる。押圧力を
取り除くとラバーボタン３０ａはラバースカート３０ａ
−２の薄厚部が反発し元に戻す力となる。また可動側シ
ート３１も押圧部３０ａ−１が上方に移動すると復元状
態となり接点回路を開放する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６〜
７に示した従来技術によるタッチスイッチは接触子２２
およびラバーボタン３０ａのラバースカート３０ａ−２
の反転作用を利用するので、ボタン２０または３０ａ、
３０ｂの動作ストロークが０．２〜０．３ｍｍ以上と大
きいため即応性に欠け、動作荷重が８０ｇ程度以上と大
きいために接触対象例えばライトペン等においてそのス
イッチ作動子（例えば図４の透明カバー１３）が接触す
るタッチパネルとの摩擦による消耗を生じ、またクリッ
ク感があり、また、図７のフレキシブルシートは接続用
のコネクターを使用する必要があった。またフレキシブ
ルシートを使用するスイッチは電卓、コンピュータ等の
キーボードのような集積型スイッチに使用されており、
単独スイッチとして使用されたものは存在しない。従っ
て、本発明は動作ストロークが小さく、動作荷重が小さ
く、クリック感が無く、コネクターを使用せず、タッチ
パネルとの摩擦を減じた単独スイッチを提供することを
課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、フレキシブル
シートとその上に印刷される導電性印刷パターンから構
成される各部品に、弾性板を沿わせて形成される感度の
良いタッチスイッチを提供する。すなわち本発明は、可
動接点と、該可動接点の接続パターンと、該接続パター
ンに電気接続された可動側端子と、固定接点と、該固定
接点の接続パターンと、該接続パターンに電気接続され
た固定側端子と、前記可動接点と前記固定接点の間に挟
まれたスペーサと、前記可動接点に押圧力を伝える弾性
部材と、これらの全ての部材を同芯状に積層支持する補
強板とを有し、前記可動接点と、前記可動接点の接続パ
ターンと、前記固定接点と、前記固定接点の接続パター
ンとを、それぞれ絶縁性フレキシブルシート上に印刷し
た印刷パターンで構成し、前記スペーサを絶縁性フレキ
シブルシートで構成し、前記弾性部材をエラストマー板
で構成したことを特徴とする。

【０００６】上記のタッチスイッチは、多数の部品から
構成されているので、多数の部品を用意しなければなら
ない。組み立てに当たっては、補強板に形成した取り付
け軸に、所定の順序で各部材の取り付け孔を挿通させ、
組み立てていく必要がある。例えばコンピュータ用のラ
イトペンのような小型のＬＥＤ発光装置等に組み込まれ
るタッチスイッチでは、各部品は直径１ｃｍ以下であ
り、取り付け軸及び取り付け孔の直径は約１ｍｍ以下と
小さいので、部品点数が多いとその製造工程数が増える
だけでなく、組立順序を間違える可能性があり、組み込
みにも手間がかかる問題がある。従って、本発明はま
た、フレキシブル印刷シートから構成される各部品を個
々に製作しないで、同時に印刷法またはエッチング法で
形成し、各機能部分間を連結部で接続した状態で単一の
ブランクとして打ち抜き、これを連結部で折り曲げて各
機能部分を重畳することによりこの問題を解決する。す
なわち本発明は、可動接点と、該可動接点の接続パター
ンと、該接続パターンに電気接続された可動側端子と、
固定接点と、該固定接点の接続パターンと、該接続パタ
ーンに電気接続された固定側端子と、前記可動接点と前
記固定接点の間に挟まれたスペーサと、前記可動接点に
押圧力を伝える弾性部材と、これらの全ての部材を同芯
状に積層支持する補強板とを有するタッチスイッチにお
いて、前記可動接点と、前記可動接点の接続パターン
と、前記固定接点と、前記固定接点の接続パターンと
を、前記スペーサを含む一枚の絶縁性フレキシブルシー
ト上に印刷した印刷パターンで構成し、これらの各部材
とそれに隣接して前記部材との間に形成された連結部で
前記フレキシブルシートを折り曲げて積層したことを特
徴とする。

【０００７】折り曲げを容易にしてタッチスイッチの組
立の能率を上げるには、前記固定接点及び前記可動接点
のそれぞれの前記連結部は互いにほぼ９０度離間して配
置されていることが好ましい。

【０００８】上記の印刷パターンは、例えばプラスチッ
クフィルム製の前記絶縁性フレキシブルシート上に導電
性銀ペーストを印刷し、その上に導電性カーボンペース
トをオーバーコート印刷することにより形成する。上記
の印刷パターンは、外部導電体との不要な短絡を避ける
ためにプラスチックフィルム製の前記絶縁性フレキシブ
ルシート上に導電性銀ペーストを印刷し、電気接続が必
要な部分を除いてその上に絶縁性ペーストをオーバーコ
ート印刷しても良い。更に、印刷パターンは、プラスチ
ックフィルム製の前記絶縁性フレキシブルシート上にア
ルミ箔を張り合わせた合板材料を使用して、前記アルミ
箔の上に導電性カーボンペーストを印刷した後、前記導
電性カーボンペーストに覆われていない部分のアルミ箔
をエッチング処理で除去することにり形成しても良い。
カーボンブラックまたは絶縁ペーストをオーバーコート
する理由は、銀ペーストとか銀メッキを使用すると、湿
度が高い雰囲気では直流電圧を加えると、ウイスカ（ひ
げ結晶）が成長する現象があり、電極が短絡するおそれ
があるので、これを防止するためである。

【０００９】また補強板には複数の取り付け軸が植立さ
れ、前記の積層支持された全ての部材には前記取り付け
軸を受け入れる取り付け孔を形成することにより、組立
と固定と補強を行う。

【００１０】さらに弾性部材は、エラストマー材より構
成し、可動接点と該可動接点の接続パターンとの間に介
在させることが望ましい。

【００１１】本発明はさらに、上記のタッチスイッチ
と、発光素子と、一端部で対象物に触れることができる
スライダとを手持ちハウジングに組み込み、前記スライ
ダの他端を前記タッチスイッチの前記弾性部材に接触さ
せ、前記押圧力が前記スライダに加わったとき前記可動
接点を固定接点に接触させるようにした、発光装置を提
供する。それによりコンピュータ制御用の可視光又は赤
外光ライトペンのような発光装置を構成する。

【００１２】

【作用】本発明により構成される単独スイッチは、従来
の単独スイッチ（図６）やフレキシブルシートを利用す
るキーボードスイッチ（図７）等とは異なり、反転作用
を利用せず、板状弾性部材を利用したので、動作ストロ
ークと動作荷重が小さくなり、タッチパネルとスイッチ
作動子の摩擦による消耗を減じることが可能となり、ラ
イトペン等の単独タッチスイッチとして理想的なスイッ
チを提供することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例によるタッ
チスイッチの各部分の相互関係を示す分解斜視図であ
り、構成部分の一部は導電性膜により導電部を構成した
フレキシブル印刷シートから構成されている。図２はフ
レキシブル印刷シートの折り曲げ前の状態を示す。図１
の各部は図３のように組み込まれてタッチスイッチを構
成し、図４のようにタッチスイッチ１０として例えばＬ
ＥＤ発光装置の中に組み込まれる。図５は図４のタッチ
スイッチとそれを作動させる部分の断面図である。

【００１４】図１〜図２を参照するに、本発明の実施例
によるタッチスイッチは、可動接点１−２と、これに連
結部イを介して結合された可動接点１−２の接続パター
ン１−３と、接続パターン１−３に電気接続された可動
側端子２と、固定接点１−１と、これに連結部ニを介し
て結合された固定接点１−１の接続パターン１−３と、
接続パターン１−３に電気接続された固定側端子３と、
可動接点１−２と固定接点１−１の間に挟まれたスペー
サ１−５であって、固定接点１−１に連結部ハを介して
結合されたものと、可動接点１−２に押圧力を伝える板
状弾性部材５と、これらの全ての部材を同芯状に積層支
持する補強板３とから構成される。

【００１５】図２に示したように、可動接点１−２と、
可動接点の接続パターン１−４と、固定接点１−１と、
固定接点の接続パターン１−３とは、スペーサ１−５を
含む一枚の絶縁性プラスチックよりなるフレキシブルシ
ート上に銀ペースト等の導電ペーストを印刷するか又は
銀箔を積層しエッチングして形成した導電パターンであ
る。このように形成したフレキシブル印刷シートを所定
の形状に打ち抜いて図２のような展開状態の連結形フレ
キシブル印刷シートとし、これを各連結部で図１に矢印
で示した方向に折り曲げて積層する。

【００１６】固定接点１−１及び可動接点１−２のそれ
ぞれの連結部は互いにほぼ直角に配置することにより、
後述するように補強板４の軸４−１を挿通するための孔
が連結部の折り曲げにより互いに整列するようにする。

【００１７】図２に示したように、可動接点１−２は中
心接点部１−２０とそれに接続する環状部とからなり、
接続パターン１−４は環状部からなり、これらの環状部
は連結部イを介して互いに連続した導電パターンを形成
しており、さらに９０度の角度で等間隔に４個の取り付
け孔１−２ａ及び１−４ａがフレキシブル印刷シートを
貫通している。これらの孔は連結部イで折り曲げると互
いに整列する。一方、固定接点１−１は中心接点部１−
１０とそれに接続する環状部とからなり、接続パターン
１−３は全体が導電部分となっており、これらの環状部
及び全面導電部は連結部ニを介して互いに連続した導電
パターンを形成しており、さらに９０度の角度で等間隔
に４個の取り付け孔１−１ａ及び１−３ａがフレキシブ
ル印刷シートを貫通している。これらの孔は連結部イで
折り曲げると互いに整列する。また、固定接点１−１と
可動接点１−２は連結部ロのところでは絶縁されてい
る。それと直角をなす部分でフレキシブルシートは連結
部ハを介してスペーサ１−５に接続されている。スペー
サ１−５は環状に形成されて固定接点１−１と可動接点
１−２の間に介在されることにより両中心接点１−１０
と１−２０とが互いに対面するが接触しないように間隔
を保持する。スペーサ１−５にも同様に４個の貫通孔が
形成されている。なお、必須ではないが、図４に示す応
用例ではさらに互いに対応した位置に１つ又は折り曲げ
たときに整列する２つの貫通孔１−１ｂ、１−２ｂ、１
−３ｂを固定接点１−１、可動接点１−２、接続接点１
−３を保持するフレキシブルシートの部分にそれぞれ形
成することがある。これらの孔の作用は後で説明する。

【００１８】可動接点１−２と、接続パターン１−３
と、固定接点１−１と、接続パターン１−３との形成に
は、公知の材質を使用して任意の公知方法によればよ
い。例えば、プラスチックフィルム製の絶縁性フレキシ
ブルシート上に導電性銀ペーストを印刷し、乾燥後、そ
の上に導電性カーボンペーストをオーバーコート印刷す
る。カーボンペーストは銀ペーストの酸化を防ぎ導電性
を向上する。

【００１９】別法として、前記導電パターンは、絶縁性
フレキシブルシート上に導電性銀ペーストを印刷し、乾
燥後（必要ならさらに、その上に導電性カーボンペース
トをオーバーコート印刷する）、電気接続が必要な部
分、この例では固定接点１−１の中央接点１−１０、可
動接点１−２の中央接点、接続パターン１−３、接続パ
ターン１−４は露出したままとし、その他の部分に絶縁
性ペーストでオーバーコート印刷する。

【００２０】別法として、前記導電パターンは、プラス
チックフィルム製の前記絶縁性フレキシブルシート上に
アルミ箔を張り合わせた材料の、前記アルミ箔の上に導
電性カーボンペーストを印刷した後、エッチング処理で
前記導電性カーボンペーストに覆われない部分のアルミ
箔をエッチング除去したものでもよい。

【００２１】弾性部材５は押圧力に対して敏感に反応す
る素材であってしかも十分な復元力を有する素材のエラ
ストマー板から製作する。この部材にも補強板４の軸を
受け入れるべく他の孔（ａを付して示した孔）に整列す
る９０度の間隔で設けた４つの孔５ａを有する。また場
合により後述のＬＥＤのリード脚をを受け入れる他の孔
（ｂを付して示した孔）に整列する孔５−ｂを有し得
る。弾性部材５は、可動接点１−２と接続パターン１−
４との間に介在されることが好ましい。

【００２２】補強板４は剛性の高い熱可塑性プラスチッ
ク材料から構成され、９０度の間隔で４本の取り付け軸
４−１が植立され、前述のように積層支持された全ての
部材に設けた孔（ａを付して示した孔）に整列する。軸
４−１の上端は取り付けのためにかしめることができ
る。またこの部材にもｂを付して示した他の孔に整列す
る孔５ｂを設けることができる。取り付け軸４−１は上
部近くに段部を有することにより、可動側端子２の位置
決めを行うことにより、かしめ力が他の部材の締め付け
力を不均一にしたり部品間でばらついたりしないように
する。

【００２３】可動側端子２は真鍮等の導電性の良い金属
板に金メッキ処理し環状に形成され、引き出し脚２−１
を有し、他の孔ａ、ｂを付した孔に対応した４つの孔５
ａ、５ｂを有する。固定側端子３には引き出し脚３−１
が形成され、同様に４つの孔３ａ、３ｂを有する。

【００２４】図３各部材を組み込んで完成した本発明の
タッチスイッチを示す。図示のように、タッチスイッチ
は、下から順に、補強板４、固定側端子３、導電面を下
にした接続パターン１−３、導電面を上にし中央接点１
−１０を有する固定接点１−１、環状のスペーサ１−
５、導電面を下にし中央接点１−１０に間隔を保って対
向している中央接点１−２０を有する可動接点１−２、
弾性部材５、環状の接続パターン１−４、環状の可動側
端子２との積層体を有し、これらの部材の周辺に形成さ
れた４つの孔に貫通する取り付け軸４−１ａの上端をか
しめることにより一体に固定されている。

【００２５】図３を参照して動作を説明するに、適当な
押圧子によりエラストマー製の弾性部材５を押圧するこ
とにより弾性部材５を撓ませると、弾性部材５は可動接
点を押圧してその中央接点１−２０を固定接点の中央接
点１−１０に接触させる。又押圧力の解除により弾性部
材５は復元し、フレキシブル印刷シートである可動接点
は自己の弾性により復元して接続が切れる。

【００２６】次に本発明の具体的応用例を示す。図４〜
５は本発明によるタッチスイッチ１０を、赤外線を発生
するＬＥＤ１２のオンオフに使用したものである。すな
わち、図示しないペンシルケーシングの内部に、タッチ
スイッチ１０、スライダ１１、二本のリード１２−１を
有するＬＥＤ１２、スライダ１１に固定的に支持された
透明カバー１３よりなる。透明カバー１３はＬＥＤから
独立している。リード１２−１はスライダ１１の遊び孔
に挿通され、さらにタッチスイッチ１０の貫通孔（ｂを
付した孔）を貫通し、ケーシング内部の基部の配線部
（図示せず）の所定箇所に固定されている。スライダ１
１の端部のタッチスイッチ１０側には押圧子１１−１が
形成されており、押圧子１１−１は弾性部材５により支
持される。スライダ１１はリード１２−１に沿って軸線
方向に移動自在である。透明カバー１３はペンシルケー
シングから露出している。

【００２７】動作において、発光装置のケーシングを手
で持ち、透明カバー１３をＸ、Ｙ方向に座標配置された
微細導体で表面被覆された蛍光パネルに触れると、スラ
イダ１１の押圧子１１−１が弾性部材５の弾性に抗して
可動接点の中央接点１−２０を固定接点の中央接点１−
１０に接触させる。これにより端子２−１から３−１に
導通路が形成され、この導通路を通して電源がＬＥＤ１
２の２本のリード１２−１間に挿入されＬＥＤが点灯す
る。透明カバー１３を蛍光パネルから離すと弾性部材５
の復元力により電流が遮断される。

【００２８】実験例 次に上記の発光装置において、フレキシブルシートを厚
さ０．０７５ｍｍのポリエステルフィムとし、銀ペース
ト印刷層の厚さ１０〜１５μ、カーボンブラックペース
ト印刷層の厚さ１０〜１５μとし、弾性部材の材質を厚
さ０．５ｍｍのシリコンゴム板として、図４に示す発光
装置を構成した。得られた装置の動作ストロークは約
０．０７５ｍｍ及び動作荷重は約５ｇ前後１０ｇ以下で
あり、非常に軽快であった。可動接点を印刷したフレキ
シブルシート及びスペーサは、固定接点を印刷したフレ
キシブルシートに対して離間方向に反発作用するので、
固定接点と可動接点は押圧力が解除されたときに確実に
離間された。また、可動側端子及び固定側端子と各接点
の接続パターンを積層により接触させたので、従来のよ
うな別個のコネクターを必要としない。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明によると、小型の
ＬＥＤ発光装置等に組み込まれるタッチスイッチ等にお
いて、部品点数を減らし、製造工程数を減少し、各構成
部間の整列積層を容易にし、製造効率を上げ、製造コス
トを減じることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるタッチスイッチの各部分
の相互関係をす分解斜視図である。

【図２】所定の導電パターンを有するフレキシブル印刷
シートの折り曲げ前の状態を示す平面図である。

【図３】完成したタッチスイッチの断面図である。

【図４】タッチスイッチをＬＥＤ発光装置の中に組み込
んだ応用例の分解斜視図である。

【図５】図４のタッチスイッチとそれを作動させる部分
の断面図である。

【図６】従来の単一スイッチの構成を示す断面図であ
る。

【図７】従来のフレキシブル印刷シートを利用したキー
ボードパネルを示す断面図である。

【符号の説明】

１ フレキシブル印刷シート １−１ 固定接点 １−２ 可動接点 １−３ 固定接点の接続パターン １−４ 可動接続の接続パターン １−５ スペーサ ２ 可動側端子 ３ 固定側端子 ４ 補強板 ５ 弾性部材 １１ スライダ １２ ＬＥＤ １３ ＬＥＤカバー

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可動接点と、該可動接点の接続パターン
   と、該接続パターンに電気接続された可動側端子と、 固定接点と、該固定接点の接続パターンと、該接続パタ
   ーンに電気接続された固定側端子と、 前記可動接点と前記固定接点の間に挟まれたスペーサ
   と、 前記可動接点に押圧力を伝える平板状弾性部材と、 これらの全ての部材を同芯状に積層支持する補強板とを
   有し、 前記可動接点と、前記可動接点の接続パターンと、前記
   固定接点と、前記固定接点の接続パターンとを、絶縁性
   フレキシブルシート上に印刷した印刷パターンで構成
   し、前記スペーサを絶縁性フレキシブルシートで構成し
   たことを特徴とするタッチスイッチ。
2. 【請求項２】 可動接点と、該可動接点の接続パターン
   と、該接続パターンに電気接続された可動側端子と、 固定接点と、該固定接点の接続パターンと、該接続パタ
   ーンに電気接続された固定側端子と、 前記可動接点と前記固定接点の間に挟まれたスペーサ
   と、 前記可動接点に押圧力を伝える平板状弾性部材と、 これらの全ての部材を同芯状に積層支持する補強板とを
   有するタッチスイッチであって、 前記可動接点と、前記可動接点の接続パターンと、前記
   固定接点と、前記固定接点の接続パターンとを、前記ス
   ペーサを含む一枚の絶縁性フレキシブルシート上に印刷
   した印刷パターンで構成し、これらの各部材とそれに隣
   接して前記部材との間に形成された連結部で前記フレキ
   シブルシートを折り曲げて積層したことを特徴とするタ
   ッチスイッチ。
3. 【請求項３】 前記固定接点及び前記可動接点のそれぞ
   れの前記連結部は互いにほぼ直角に配置されている請求
   項２のタッチスイッチ。
4. 【請求項４】 前記印刷パターンは、プラスチックフィ
   ルム製の前記絶縁性フレキシブルシート上に導電性銀ペ
   ーストを印刷し、その上に導電性カーボンペーストをオ
   ーバーコート印刷することにより形成されていることを
   特徴とする請求項１ないし３のいずれかのタッチスイッ
   チ。
5. 【請求項５】 前記印刷パターンは、プラスチックフィ
   ルム製の前記絶縁性フレキシブルシート上に導電性銀ペ
   ーストを印刷し、電気接続が必要な部分を除いてその上
   に絶縁性ペーストをオーバーコート印刷したことを特徴
   とする請求項１ないし３のいずれかのタッチスイッチ。
6. 【請求項６】 前記印刷パターンは、プラスチックフィ
   ルム製の前記絶縁性フレキシブルシート上にアルミ箔を
   張り合わせた材料の、前記アルミ箔の上に導電性カーボ
   ンペーストを印刷した後、前記導電性カーボンペースト
   に覆われていない部分のアルミ箔をエッチング処理によ
   り除去したものである請求項１ないし３のいずれかのタ
   ッチスイッチ。
7. 【請求項７】 前記補強板には複数の取り付け軸が植立
   され、前記積層支持された全ての部材には前記取り付け
   軸を受け入れる孔が形成されている請求項１ないし６の
   いずれかのタッチスイッチ。
8. 【請求項８】 前記弾性部材は、前記可動接点と該可動
   接点の前記接続パターンとの間に介在されている請求項
   １ないし７のいずれかのタッチスイッチ。
9. 【請求項９】 請求項１または２のタッチスイッチと、
   発光素子と、一端部で対象物に触れることができるスラ
   イダとを手持ちハウジングに組み込み、前記スライダの
   他端を前記タッチスイッチの前記弾性部材に接触させ、
   前記押圧力が前記スライダに加わったとき前記可動接点
   を固定接点に接触させるようにした、発光装置。
10. 【請求項１０】 前記タッチスイッチには前記発光素子
    のリード線を挿通する貫通孔を有する請求項９の発光装
    置。