JP2005078947A - スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 人体を信号伝送経路として通信するシステムに適用され、信号の送信もしくは受信のインターフェイスとなる金属表面（金属部）を有するボタンを操作面に設けながら、金属部の腐食を防止し、かつボタン３周辺部の隙間における粉塵侵入を防止できるスイッチを提供する。
【解決手段】 通信端子を備えた回路６と、回路動作に関係するスイッチ素子５と、スイッチ素子５の導通状態を変化させるボタン３と、ボタン３を囲う開口を備えボタン３を支持する筐体１とを有し、ボタン３の操作表面には回路６の通信端子に電気的接続がなされる金属部７があるスイッチであり、ボタン３の操作表面と筐体１の表面とを略同一面に位置させて、これらの双方を一体の薄膜２で覆う。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボタンを操作して端子間の導通状態を変化させるスイッチに関するものであり、特に、人体を信号伝送経路とする通信システムに好適なスイッチに関するものである。

一種の通信システムとして、特許第３３１９４６２号公報に示される如く、人体を信号伝送経路とするものがある（以下、人体伝送システムと称する）。この概略図を図４に示す。これは、通信用の電極を備えた２つの送受信器を有して構成されるものであり、一方の送受信器（第１の送受信器１０）を、それに設けられた電極１１，１２が人体Ｈの一部に接するように取り付け、他方の送受信器（第２の送受信器３０）を機器４０に組み込み、第２の送受信器３０の電極（タッチ電極と称する）３１に人体Ｈを接触させることにより、第１の送受信器１０と第２の送受信器３０との間で、電極１１、人体Ｈ、電極３１を信号伝送経路として通信するシステムである。ここで、電極１１は人体Ｈを介してタッチ電極３１と電気的接続される信号電極として作用し、他方の電極１２は人体Ｈ、大地Ｇを介して第２の送受信器３０の回路グランドと電気的接続される接地電極（基準電極）として作用する。

さらに、特許第３３１９４６２号公報のものでは、第２の送受信器３０は、タッチ電極３１への人体Ｈの接触を検知するタッチセンサと、タッチセンサの検出信号に応じて通信開始の指示をするスタート信号を発生するスタート信号発生器を有し、また第１の送受信器１０は、スタート信号を検出するスタート信号検出器を有する。そして、第２の送受信器３０は、タッチセンサが人体Ｈの接触を検知したときにスタート信号を発生し、第１の送受信器１０は、このスタート信号を検知して通信を開始するようにしている（ここでは第１の送受信器１０及び第２の送受信器３０の内部構成については図示せず）。

このように、特許第３３１９４６２号公報に開示されたものは、使用者が第２の送受信器３０のタッチ電極３１に触れる１回の操作によって、通信の開始を指示する操作と人体を通る信号伝送経路を形成する操作とを行うことができる。そのため、複数の操作を必要とせず、第１の送受信器１０の消費電力を抑えながら、第１の送受信器１０と第２の送受信器３０との間の通信を行うことができるので有用である。

しかし、タッチセンサは、一般的に特性のばらつきがあり、安定した通信システムを構成するためには、タッチセンサを特性にしたがって選別する必要がある。ここで、本願出願人は特願２００２−３６０３１５号において、表面に電極となる金属部を設けたボタンを具備し、タッチセンサと同等の機能をもつスイッチを発明した。

しかしながら、上述したスイッチを用いると、スイッチを動作させるボタン周囲と筐体（機器ケース）に隙間が生じることになり、この隙間に塵、埃や油分などが付着しボタンの操作に支障をきたす恐れが生じる。また、また金属部がむき出しのため、錆の発生、腐食による劣化が懸念されるという問題があった。特に、人体伝送システムを粉塵の多い環境、水回り等水を扱う環境で利用する場合にその問題が重大となる。
特許第３３１９４６２号公報

本願発明は、上記従背景技術に鑑みて発明されたものであり、人体伝送システムのために金属表面を有するボタン（電極）を操作面に設けても、腐食を簡単に防止することができ、また、ボタン周辺部の隙間における粉塵侵入を防止することができるスイッチを提供することである。

上記課題を解決するために、本願発明は、外部との通信を行う通信端子を備えた回路と、該回路の動作に関係するスイッチ素子と、該スイッチ素子の導通状態を変化させるボタンと、該ボタンを囲う開口を備えボタンを支持する筐体とを有し、前記ボタンは少なくとも操作表面に金属部を有し、該金属部は前記通信端子に電気的接続がなされるとともに、前記ボタンの操作表面と前記筐体の表面とを略同一面に位置させ、前記ボタンの操作表面と前記筐体の表面との双方を一体の薄膜で覆うものである。

本願発明のスイッチにおいては、人体伝送システムでのタッチ電極の機能をもちつつ、金属部を有するボタンの表面と前記筐体表面が略同一面に位置させ、ボタン表面と筐体表面を薄膜で覆うため、人体伝送システムの操作性を損なうことなく、簡単な構造で金属部を有するボタン表面の腐食を防止することができるとともに、ボタン周辺部の隙間にに粉塵が侵入することを防止をすることができる。

図１乃至図３は、本願発明に対応した一実施形態であるスイッチを示している。この実施形態のスイッチは、図１に示す如く、スイッチ素子５とスイッチ素子５を開閉するボタン３とボタン３を囲う開口を備えボタンを支持する筐体１を有するスイッチである。ボタン３はバネ９の復元により初期の位置に復帰するようになっている。

ここで、ボタン３は、その操作表面（使用者／人体Ｈが触れる面）に導電性材料が塗布（またはメッキ）あるいは導電性薄膜が貼り付けられ、この導電性材料もしくは導電性薄膜の部位（金属部７）はスイッチ内部に設けられた回路基板６とリード部材８によって電気的接続されている。また、回路基板６とスイッチ素子５とは接続され、回路基板６にはスイッチ素子６の導通状態の変化を検出する導通状態検出手段と、この導通状態検出手段からの信号に基づいて通信開始の指示をするスタート信号Ｓを発生するスタート信号発生手段が設けられている（図示せず）。

ここで、ボタン３の操作表面（金属部７にも相当）と筐体１の外側表面とは、略同一面に位置し、ボタン３の表面と筐体１の表面とを薄膜２で覆われている。この薄膜２には樹脂製材料等のシート（例えばＰＥＴ／ポリエチレンテレフタレート）を用い、薄膜２は接着剤４（例えば防水両面テープ）で、ボタン３及び筐体１に固着される。尚、固着される箇所は筐体１側のみであってもよい。

ここで、第１の送受信器１０を装着した使用者（人体Ｈ）がボタン３を押下すると、スイッチ素子５が導通状態になりこの変化を導通状態検出手段が検出して、この信号に基づいてスタート信号発生手段から発せられるスタート信号Ｓがリード部材８を介して、ボタン３の金属部に導かれる。そして、金属部から使用者（人体Ｈ）の指部を介して、そのスタート信号Ｓが第１の送受信器１０に導かれ、第１の送受信器１０が起動する。尚、スタート信号Ｓは交流信号であり、このため薄膜２を介していてもボタン３からスタート信号Ｓを人体Ｈへ出力することができる。

このようにして、タッチセンサを用いることなく、タッチ電極３１への接触を検知してスタート信号Ｓを第１の送受信器１０に送信することができるともに、ボタン３の表面と筐体２の表面が略同一面に位置させ、ボタン３の表面と筐体２の表面の両者を一括して薄膜３で覆うため、人体伝送システムの操作性を損なうことなく、簡単な構造で金属部７を有するボタン３の表面の腐食を防止ることができるとともに、ボタン３の周辺部の隙間における粉塵侵入を防止することができる。

尚、ここで、ボタン３の操作表面に金属部７を設けたものを説明したが、ボタン３自体が金属であってもよい。これを図２に示す。

また図３は、薄膜２のボタン３操作表面側に導電性薄膜２０を設けたものであり、この導電性薄膜２０と回路基板６とがリード部材８で接続されている。この導電性薄膜２０は薄膜２に張り合わせてもよく、また、薄膜２に導電塗料を塗布して形成するようにしてもよい。ボタン３押下操作時の作用は、図１のものと同じである。

尚、上述の実施形態では、回路基板６から交流信号としてスタート信号Ｓを金属部７へ出力するものを説明したが、スタート信号Ｓに限定されるものではなく、その他のデータ信号等でもよい。また、ボタン８の押下操作時に外部から交流信号を金属部７から回路基板６に導くようにしてもよく、つまり人体伝送システムでは、ボタン８の押下操作時に、使用者が装着している第１の送受信器１０からの交流信号を第２の送受信器で受信してもよい。さらにボタン８の押下操作時に第１の送受信器１０と第２の送受信器３０との間で双方向通信を行うようにしてもよい。

本願発明の一実施形態であるスイッチの断面側面図。 本願発明の別の実施形態であるスイッチの断面側面図。 本願発明の別の実施形態であるスイッチの断面側面図。 本願発明のスイッチを適用する人体伝送システムの概略図。

符号の説明

１ 筐体
２ 薄膜
３ ボタン
４ 接着剤
５ スイッチ素子
６ 回路基板
７ 金属部
８ リード部材
９ バネ（コイルスプリング）
１０ 導電薄膜
１１第１の送受信器の電極（信号電極）
１２第１の送受信器の電極（接地電極）
２０ 導電性薄膜
３０第２の送受信器
３１第２の送受信器の電極（タッチ電極）
４０ 機器
Ｈ 人体

Claims (3)

1. 外部との通信を行う通信端子を備えた回路と、該回路の動作に関係するスイッチ素子と、該スイッチ素子の導通状態を変化させるボタンと、該ボタンを囲う開口を備えボタンを支持する筐体とを有し、前記ボタンは少なくとも操作表面に金属部を有し、該金属部は前記通信端子に電気的接続がなされるとともに、前記ボタンの操作表面と前記筐体の表面とが略同一面に位置し、前記ボタンの操作表面と前記筐体の表面との双方が一体の薄膜で覆われることを特徴とするスイッチ。
2. 前記ボタンの操作による前記スイッチ素子の導通状態変化時に、前記通信端子から前記金属部に交流信号を出力するようにしたことを特徴とする請求項１記載のスイッチ。
3. 前記ボタンの操作による前記スイッチ素子の導通状態変化時に、前記金属部から交流信号を前記通信端子に入力可能とするようにしたことを特徴とする請求項２記載のスイッチ。

Images